МКС придется затопить. Какими будут орбитальные станции следующего поколения

После начала широкомасштабного вторжения россии в Украину судьба МКС оказалась в подвешенном состоянии. Различные должностные лица страны-агрессора и представители Роскосмоса начали раздавать грозные заявления о намерении уйти со станции и то ли отсоединить и утопить, то ли законсервировать российский сегмент, то ли превратить его в отдельную станцию. 

Впрочем, все так и ограничилось лишь громкими словами. Как и предсказывали многие эксперты, в условиях санкций, международной изоляции и нарастающей деградации космической промышленности, россия попросту не в состоянии создать собственную орбитальную станцию. 7 февраля 2023 года это было официально признано Советом главных конструкторов, рекомендовавшим продлить срок эксплуатации российского сегмента МКС до 2028 года. 

Но, хоть прямая угроза МКС и миновала, финальная глава в истории комплекса уже не за горами. Первые модули МКС были запущены в 1998 году. В 2028 году они отметят свой тридцатый день рождения. И хоть МКС все время ремонтируется и периодически обновляется (например, недавно на нее установили новые солнечные батареи), очевидно, что у любой техники есть некий предел прочности, после которого ее последующая эксплуатация становится все более и более опасной. И орбитальный комплекс постепенно к нему приближается. Кандидат исторических наук, координатор космических проекторв Noosphere Наталья Боротканич специально для Liga.Tech исследовала планы на следующие орбитальные станции, которые придут на замену МКС.

Частные космические станции

Начнем с NASA. Национальная аэрокосмическая администрация США всегда была главным спонсором МКС. Именно она покрыла большую часть расходов на строительство и сборку комплекса. В наши дни финансовый вклад NASA по-прежнему является решающим. Ежегодно организация тратит свыше $3 млрд на поддержание деятельности МКС.

Однако такое положение дел не будет длиться вечно. NASA собирается отказаться от существующего подхода в пользу системы государственно-частного партнерства, успешно зарекомендовавшей себя в программах по доставке грузов и людей на МКС. Говоря проще — организация не планирует строить некую МКС-2 — очередную большую и крайне дорогостоящую станцию на околоземной орбите, которая должна будет заменить МКС. Вместо этого, NASA сделает ставку на частников. И уже подписало контракты с компаниями, которые реализуют три проекта: Orbital Reef, Starlab и пока что безымянная станция от Northrop Grumman.

Орбитальная станция Orbital Reef разрабатывается компаниями Blue Origin и  Sierra Space. Проект предполагает создание космического "бизнес-парка", рассчитанного на пребывание до десяти человек. Станция будет состоять из множества модулей, имеющих как жесткую, так и надувную конструкцию. В полностью развернутом виде она будет сопоставима по объему с МКС. Orbital Reef будет сдаваться в аренду для проведения различных исследований, технологических и коммерческих миссий. В августе 2022 года Bue Origin и Sierra Space объявили о том, что Orbital Reef прошла предварительную экспертизу со стороны NASA. 

Подписывайтесь на LIGA.Tech в Telegram: главные новости мира технологий

Станция Starlab разрабатывается Nanoracks совместно с Voyager Space, Lockheed Martin, а также европейским аэрокосмическим гигантом Airbus. Согласно замыслу разработчиков, ее конструкция будет состоять из большого основного надувного модуля, а также лабораторной установки, двигательного отсека и роботизированной руки-манипулятора. Станция будет рассчитана на постоянный экипаж из четырех астронавтов. 

Особенность проекта Starlab заключается в том, что Nanoracks намеревается вывести станцию на орбиту всего за один запуск. А благодаря использованию надувного отсека, внутренний объем Starlab составит довольно внушительные по меркам космических сооружений 340 м³. Также недавно было заявлено, что созданием кают для экипажа Starlab займется гостиничная сеть Hilton.

Что касается проекта Northrop Grumman, то компания планирует построить свою станцию из модулей, созданных на основе корабля снабжения Cygnus. Она будет использоваться для научных исследований, промышленных экспериментов и космического туризма и в будущем может быть расширена путем добавления новых отсеков. Помимо самой Northrop Grumman, на данный момент в проекте также участвует компания Dynetics.

Особняком от названных проектов стоит орбитальная станция, разрабатываемая компанией Axiom. Ее ключевой особенностью является то, что изначально она будет являться частью МКС. 

Идея выглядит следующим образом. В 2025 году Axiom запустит первый жилой модуль своей будущей станции, который состыкуется с входящим в состав МКС модулем Harmony. В последующие годы Axiom планирует добавить к нему еще как минимум три отсека — лабораторно-производственный, узловой, а также дополнительный модуль с большим куполом, предназначенным для наблюдений Земли. После того, как страны-участницы примут решение затопить МКС (ожидается, что это произойдет в 2030 – 2031 годах), частный сегмент отсоединится от нее и продолжит существование уже в виде отдельной станции, которая затем может быть расширена за счет добавления дополнительных элементов.

Национальные орбитальные станции

В то время, как Запад делает ставку на частный сектор, в Китае доминируют традиционные взгляды на пилотируемую космонавтику как на сферу деятельности, которой может заниматься только государство. В прошлом году Поднебесная завершила сборку базовой конфигурации своей новой станции "Тяньгун". Сейчас она состоит из трех элементов — базового отсека и двух лабораторных модулей.

Впрочем, уже в конце этого года у "Тяньгун" появится "попутчик". Им станет космический телескоп "Сюньтянь", который также иногда называют китайским Hubble. Его выведут на ту же орбиту, на которой находится станция "Тяньгун". Телескоп будет оснащен собственными двигателями и навигационной системой. В случае необходимости он сможет стыковаться с "Тяньгун" для дозаправки, технического обслуживания и ремонта, а также и замены научных инструментов.

Проект собственной орбитальной станции есть и у Индии. На данный момент о нем известно совсем немного. Судя по всему, речь идет об относительно небольшой станции рассчитанной на экспедиции посещения (то есть аналог ранних советских "Салютов" и первых китайских станций). Она  будет выведена на низкую орбиту и сможет обеспечить пребывание трех человек в течение 15 – 20 дней. На данный момент, запуск индийской станции запланирован на начало 2030-х.

Для проформы нам стоит сказать пару слов и про российскую станцию "РОСС". В теории, она будет состоять из пяти модулей, которые будут выведены на орбиту с высоким уклоном. Предполагается, что она сможет принимать экспедиции посещения в составе до четырех человек.

Однако в реальности перспективы создания Россией новой орбитальной станции крайне туманны и по мере ухудшения экономической ситуации все больше и больше будут выглядеть как откровенное фэнтези. Особенно если вспомнить, что даже до  начала широкомасштабной агрессии против Украины, когда ситуация с финансирование была намного лучше, все громкие российские планы по созданию новых космических кораблей и ракет практически никогда не выходили за рамки бумажной стадии.

Окололунная орбитальная станция

Если окинуть взглядом все описанные выше проекты, то можно заметить, что ни один из них нельзя назвать прямым наследником МКС. Тем не менее, у комплекса все же есть своеобразный "преемник". Его созданием занимается практически та же команда космических агентств (за вычетом Роскосмоса), которая некогда построила МКС. Просто он будет располагаться не на околоземной, а на окололунной орбите. Речь об орбитальной станции Lunar Gateway. Она станет пересадочной станцией для направляющихся к Луне экипажей экспедиций Artemis.

Lunar Gateway будет располагаться на почти прямолинейной гало-орбите. Ее центром станет точка Лагранжа L2 системы Земля — Луна. В этом месте силы притяжения нашей планеты и ее спутника взаимно уравновешивают друг друга. Перицентр орбиты Lunar Gateway будет проходить на расстоянии 3 тысяч, апоцентр — на расстоянии 70 тысяч км от лунной поверхности. Станция будет совершать один оборот вокруг Луны за семь дней.

Вопрос о том, кто именно станет первыми людьми на борту Lunar Gateway, пока что остается открытым. NASA рассматривает возможность задействовать станцию в миссии Artemis III. В этом случае, двое астронавтов останутся на борту Lunar Gateway, а двое используют ее для перехода с космического корабля Orion на борт спускаемого аппарата Starhip HLS, который доставит их на южный полюс Луны, а затем вернет обратно. Однако использование Lunar Gateway для этой операции является опциональным и может быть исключено из плана миссии, если станция еще не будет готова к нужному моменту.

Первыми же подтвержденными членами экипажа Lunar Gateway станут участники запланированной на 2027 год миссии Artemis IV. Планируется, что они пристыкуют к станции европейско-японский модуль I-HAB. В дальнейшем в состав комплекса войдет отсек ESPIRIT (на нем будут установлены система связи с Землей и модуль дозаправки), роботизированная рука-манипулятор Canadarm3, логистический модуль и другие дополнительные компоненты.

Помимо выполнения функции пересадочной станции для астронавтов, Lunar Gateway также будет использоваться и для проведения научных исследований. Дело в том, что она станет первой в истории орбитальной станцией, находящейся за пределами защитного "зонтика" магнитного поля Земли. Поэтому Lunar Gateway будет использоваться для мониторинга солнечной активности и оценки радиационной обстановки. Кроме того, раз в месяц  станция будет пролетать через "хвост" магнитного поля нашей планеты, что даст возможность исследовать и земную магнитосферу.

Нельзя исключать, что в дальнейшем роль Lunar Gateway может быть расширена. Известно, что NASA рассматривает возможность использовать ее для отработки технологий, необходимых для добычи и использования космических ресурсов. В более же далеком будущем станция и вовсе может  стать транзитным хабом для экспедиций, целью которых станет Марс.

Наталья Боротканич, кандидат исторических наук, координатор космических проекторв Noosphere