Мне бы в небо: краткий таймлайн освоения Луны

С тех пор как человек впервые поднял взгляд к ночному небу, Луна оставалась ближайшей и одновременно самой загадочной для него целью. Долгое время поверхность, испещренная кратерами, была доступна лишь наблюдению. Рассмотреть ее рельеф позволили телескопы. Впрочем, настоящее исследование Луны началось уже в середине XX века.

Первые попытки изучения спутника были следствием продолжающейся холодной войны между США и Советским Союзом. СССР одержал победу в этой космической гонке в январе 1959 года, запустив «Луну-1» — небольшой аппарат в форме сферы, который впервые преодолел земное притяжение и прошел мимо спутника. Вскоре «Луна-2» достигла поверхности, а «Луна-3» передала первые изображения обратной стороны. Эти снимки были хоть и размытыми, но значимыми. Они показали, что невидимая часть Луны заметно отличается от привычной нам: она более гористая и лишена обширных темных равнин. 

США отвечают серией миссий Ranger. Девять космических аппаратов были спроектированы как одноразовые разведчики: стремительно приближались к Луне, передавая снимки вплоть до момента столкновения с поверхностью. К середине десятилетия эти миссии дали первые детальные изображения лунного рельефа и позволили оценить риски будущей посадки. Выяснилось, что поверхность покрыта реголитом — мелким пылевидным веществом, образованным ударами микрометеоритов, — но при этом достаточно прочна, чтобы выдержать посадку. Без этого знания пилотируемая программа была бы невозможна.

Советская «Луна-9» впервые совершает мягкую посадку и передает панорамные снимки с поверхности. Вслед за ней «Луна-10» выходит на орбиту спутника. Почти одновременно с этим США запускают аппараты Surveyor, которые не только фотографируют Луну, но и анализируют ее грунт. Тогда выясняется, что темные «моря» — это древние базальтовые лавы, а светлые области поверхности состоят из более сложных пород. Параллельно орбитальные миссии Lunar Orbiter картографируют почти всю поверхность Луны, выявляя потенциальные зоны для посадки.

Этого, впрочем, было мало. Американский президент Джон Кеннеди в ответ на полет Юрия Гагарина в космос поставил перед США задачу высадить человека на Луну к концу десятилетия. В 1960-х стартовал «Аполлон», ставший, пожалуй, одним из главных звездных моментов американской космической программы и в то же время одним из самых продуктивных с научной точки зрения.

Безусловно, самым знаменитым стал полет «Аполлона-11», определивший всю историю космонавтики. Нил Армстронг, ступивший на поверхность другого небесного тела, произнес знаменитую фразу: «Это один маленький шаг для человека и один гигантский скачок для человечества». Вместе с Баззом Олдрином и Майклом Коллинзом (последний, правда, оставался на орбите) Арсмтронг установил на Луне научные приборы и собрал образцы. Они показали, что породы Луны по составу близки к земным, но практически лишены воды, а само небесное тело когда-то было покрыто океаном расплавленной магмы.

Следующие миссии углубляли знания. «Аполлон-12» продемонстрировал первую точную посадку, «Аполлон-13» едва не закончился катастрофой, но экипаж выжил. «Аполлон-14», «Аполлон-15», «Аполлон-16» и «Аполлон-17» сделали исследования полноценной научной программой: астронавты перемещались на луноходах, проводили эксперименты, собрали сотни килограммов образцов. Были найдены древнейшие породы лунной коры, вулканическое стекло, следы гигантских ударов. Постепенно складывалась картина Луны как сложного геологического тела с собственной историей.

К 1972 году пилотируемая программа «Аполлон» завершилась. Всего к тому моменту на Луне побывали 12 человек. В 1976 году советская «Луна-24» стала последней миссией того периода. Аппарат смог собрать образцы и доставить их на Землю. После этого интерес к Луне на десятилетия ослаб, а космические агентства переключились на другие задачи.

Лишь спустя 20 лет Луна вновь оказалась в центре внимания, а НАСА и Организация стратегической оборонной инициативы запустили новую миссию. Космический аппарат «Клементина» в течение 71 дня вращался вокруг Луны, анализируя ее поверхность, цвет и форму. Полученные данные позволили создать одну из первых детализированных карт распределения пород. Кроме того, на основе этих наблюдений появились первые убедительные предположения о наличии льда в полярных регионах — зонах, куда практически не попадает солнечный свет.

Еще одна миссия — Lunar Prospector — подтвердила наличие водорода в районе полюсов Луны, что косвенно указывало на присутствие водяного льда. После этого вода стала рассматриваться как ключевой ресурс для будущих лунных баз. Позже аппарат намеренно направили на поверхность Луны, рассчитывая зафиксировать выброс вещества и подтвердить наличие воды, однако тогда это сделать не удалось. Позднее, в 2009 году, миссия LCROSS все же обнаружила признаки воды в затененных кратерах у южного полюса. 

Разумеется, NASA не единственная организация, проявляющая интерес к Луне. За последние два десятилетия исследование спутника приобрело поистине международный и даже коммерческий характер. Япония, Индия и Китай запускают собственные миссии, постепенно расширяя зону исследований. Так, например, в 2019 году Китай с помощью лунохода «Юйту-2» впервые в истории достиг обратной стороны Луны — региона, который до этого оставался наименее изученным. Россия также пытается вернуться к лунной программе после длительного перерыва: миссии серии «Луна» задумывались как начало нового этапа автоматических исследований, однако этот процесс оказался сложнее и менее предсказуемым, чем ожидалось.

Меняется и структура космической отрасли. NASA активно сотрудничает с частными компаниями, развивая как роботизированные, так и пилотируемые миссии. SpaceX, Blue Origin и Astrobotic работают над посадочными модулями и транспортными системами. 

Пилотируемая миссия «Артемида II» стала первым за десятилетия полетом человека к Луне без посадки и одновременно ключевым тестом всей новой лунной программы NASA. Экипаж из четырех астронавтов — Грегори Уайзмана, Виктора Гловера, Кристины Кук и Джереми Хансена — отправился в десятидневное путешествие на корабле «Орион». В отличие от миссий эпохи «Аполлона», здесь изначально был выбран более безопасный сценарий: полет проходит по так называемой траектории свободного возврата. Это означает, что корабль не выходит на орбиту Луны, а облетает ее и за счет гравитации автоматически возвращается к Земле. Такой подход снижает зависимость от главного двигателя: в случае сбоя экипаж все равно сможет вернуться.

Перед тем как отправиться к Луне, «Орион» провел серию проверок на околоземной орбите. В том числе маневры ручного управления и сближения с верхней ступенью ракеты, которые имитируют будущие стыковки. Это важный этап, поскольку в следующих миссиях астронавтам предстоит работать уже с посадочными модулями на орбите Луны. Сам облет длился около шести часов. В этот момент корабль оказался за обратной стороной Луны — и связь с Землей перервалась примерно на 40 минут. Во время пролета астронавты фиксировали вспышки метеороидов, наблюдали поверхность спутника с минимальной дистанции. Все это, разумеется, сопровождалось детальной фото- и видеосъемкой. После облета «Орион» берет курс на Землю. Возвращение занимает несколько суток, так что вернуться домой астронавты должны 10 апреля (в Европе в это время будет ночь на 11 апреля).

Возвращение на Луну сегодня нужно для того, чтобы понять, как можно использовать спутник в долгосрочной перспективе. Речь идет о создании инфраструктуры, отработке технологий и подготовке к более дальним миссиям. Луна в этом смысле становится промежуточной точкой, ближайшей площадкой для отработки жизни вне Земли. Но есть и другой, чуть менее очевидный результат, как отмечают ученые. Благодаря лунным миссиям исследователи по-новому взглянули и на историю самой Земли — в том числе на роль гигантских столкновений, которые могли менять ход эволюции. Ведь Луна, лишенная атмосферы и тектоники, сохраняет следы этих событий гораздо лучше.