Наступает новая эра коммерческого освоения Луны, и одна из самых захватывающих миссий уже готова к запуску - с роверами, буром и даже космическим аппаратом-бункером, который попытается "прыгнуть" в постоянно темный лунный кратер в поисках льда.
Миссия IM-2 техасской компании Intuitive Machines должна стартовать на ракете SpaceX Falcon 9 с мыса Канаверал во Флориде в среду, 26 февраля. Космический аппарат, получивший прозвище Афина и размером с автомобиль, частично финансируется НАСА, поскольку американское космическое агентство пытается создать новую лунную экономику, способную поддержать запланированные полеты человека на Луну.
"НАСА и космическая индустрия создают новый бизнес, доставляя научные и полезные грузы на поверхность Луны", - говорит Лаура Форчик, основатель космической консалтинговой фирмы Astralytical, расположенной в Джорджии. "Эти миссии без экипажа готовят нас к отправке людей".
IM-2 финансируется в рамках программы НАСА под названием Commercial Lunar Payload Services, или CLPS, которая стартовала в 2018 году при первой администрации Трампа. Ее цель - дать деньги частным компаниям на строительство посадочных аппаратов для полетов к Луне, которые доставят на лунную поверхность приборы НАСА и другое оборудование до запланированного на это десятилетие возвращения людей в рамках программы Artemis. До 2028 года было выделено до 2,6 миллиарда долларов, а компания Intuitive Machines получила 47 миллионов долларов на эту миссию.
Программа CLPS пока имеет смешанные результаты. В январе 2024 года в первой миссии, построенной компанией Astrobotic из Пенсильвании, произошла утечка топлива, и попытка посадки была прекращена. В следующей миссии CLPS участвовал первый посадочный аппарат IM-1 компании Intuitive Machines, который приземлился на бок. "Мы смогли получить некоторые данные, но мы не хотим оказаться на боку в этой миссии", - говорит Трент Мартин, старший вице-президент Intuitive Machines по космическим системам.
IM-2 присоединится к другой уже запущенной миссии CLPS на Луну - посадочному аппарату Blue Ghost компании Firefly of Texas, который должен совершить посадку в начале марта. Blue Ghost нацелен на область в северном полушарии Луны, Море Спокойствия, недалеко от того места, где в 1969 году приземлилась миссия Apollo 11. IM-2, который совершит посадку в конце марта, нацелится на южный полюс Луны - регион, представляющий, возможно, больший научный интерес.
Ученые считают, что на полюсах Луны, особенно в постоянно затененных областях, или PSR, может быть заперт лед. Это кратеры вблизи полюсов, которые из-за наклона Луны к Солнцу никогда не освещаются изнутри солнечным светом. Температура на поверхности Луны может колебаться от -150 до 120 градусов по Цельсию (от -250 до 250 градусов по Фаренгейту) по мере перехода от ночи к дню в течение лунного дня (что примерно равно продолжительности месяца на Земле). Однако в PSR температура никогда не поднимается выше -170 градусов Цельсия.
"Лед - это ключевая летучая субстанция, которая нас интересует", - говорит Адам Шлезингер, руководитель проекта CLPS в Космическом центре НАСА имени Джонсона в Техасе. "Вы можете использовать лед для производства топлива на поверхности", которое может быть использовано для запуска с лунной поверхности на Землю или, возможно, даже для полета к другим мирам, таким как Марс.
На борту IM-2 находится более 10 приборов и аппаратов. Три из них будут развернуты на пути к Луне, включая космический аппарат Odin калифорнийской компании AstroForge, занимающейся добычей астероидов, который в конце этого года попытается пролететь мимо и сфотографировать предполагаемый металлический околоземный астероид, на котором компания надеется в будущем добывать ресурсы. "Это будет первый полет коммерческой компании в дальний космос", - говорит Мэтт Гиалич, основатель и генеральный директор AstroForge.
IM-2 попытается приземлиться, используя комбинацию движителей, лазерную систему для проверки высоты и скорости, а также посадочные опоры. Если все пойдет по плану, он приземлится в районе под названием Монс-Мутен, примерно в 100 милях (160 км) от южного полюса Луны. Китай и Индия уже совершали посадки вблизи южного полюса Луны, но не так близко, как надеется Intuitive Machines.
На борту посадочного аппарата находится бур НАСА под названием Polar Resources Ice Mining Experiment-1 (PRIME-1). Бур попытается зарыться в грунт на глубину до одного метра и найти лед и другие материалы, перемешанные с поверхностью. "Он предназначен для поиска ресурсов, которые могут быть извлечены и использованы для будущих исследований", - говорит Шлезингер.
После посадки IM-2 развернет на поверхности несколько аппаратов. Два из них - это марсоходы: один - цилиндрический аппарат размером с бутылку шампуня, построенный японской компанией Dymon, под названием Yaoki, который будет делать снимки поверхности вокруг посадочного аппарата. Другой, более крупный ровер размером с чемодан от колорадской компании Lunar Outpost, названный MAPP (Mobile Autonomous Prospecting Platform), уедет вдаль с максимальной скоростью 10 сантиметров в секунду.
MAPP оснащен коммуникационным устройством от Nokia для тестирования технологии 4G/LTE на Луне, а также будет делать снимки лендера IM-2 и поверхности, создавая 3D-карту окружающей местности. "Это место, куда в будущем могут отправиться астронавты Artemis, так что карта будет очень полезной", - говорит Джастин Сайрус, основатель и генеральный директор компании.
Крошечный робот-муравей, разработанный в Массачусетском технологическом институте, также будет ползать по верхушке ровера, снимая "показания о том, как работает наш ровер", - говорит Сайрус. "Это будет просто потрясающе."
Другим транспортным средством, которое будет развернуто на поверхности, спустившись с лендера, является Micro Nova Hopper компании Intuitive Machines. Прозванный Grace, этот аппарат размером с гитару будет использовать три двигателя для "прыжков" по поверхности. После нескольких тренировочных прыжков Грейс попробует сделать нечто беспрецедентное - войти в постоянно затененный лунный кратер.
Команда нацелилась на небольшой кратер примерно в 200 метрах от места посадки, которое сейчас известно просто как "H". Около 250 метров (820 футов) в поперечнике, размером с футбольный стадион, и 20 метров (65 футов) глубиной, на дно кратера никогда не попадает солнечный свет. Это означает, что он может быть идеальным местом для водяного льда, на что намекают данные орбитальных космических аппаратов в PSR. Грейс спустится в кратер на 45 минут, а затем включит прожектор, чтобы осветить дно, после чего выпрыгнет обратно. Находясь в кратере, он будет делать снимки и снимать показания, используя небольшой инфракрасный прибор, разработанный Немецким космическим агентством и Свободным университетом Берлина для измерения температуры. Если кратер достаточно холодный, на дне может быть водяной лед", - говорит Макс Хамм, руководитель проекта прибора в Свободном университете.
На "Грейс" также установлен нейтронный спектрометр, созданный венгерской компанией Pulis Space Technologies, который будет искать нейтроны, исходящие с поверхности, которые могли быть вызваны водородом, содержащимся в грунтовом льду. "Мы очень взволнованы", - говорит Тибор Пачер, основатель компании. "Эти два прибора и камера Грейс могут сказать нам, есть ли лед в кратере. Хотя листовой лед на дне кратера "маловероятен", говорит Мартин, вполне возможно, что "Грейс" увидит намеки на лед, смешанный с лунным грунтом. Такая находка будет иметь неоценимое значение для возвращения людей на Луну. НАСА хочет высадить астронавтов на южном полюсе Луны, начиная с миссии Artemis III на корабле SpaceX Starship в 2027 году. Будущие миссии "Артемиды" могут включать в себя спуск в некоторые из кратеров вечной тьмы Луны, чтобы собрать часть льда.
В конечном итоге астронавты смогут использовать этот лед в качестве ресурса: ракетного топлива и питьевой воды. "Если там будут люди, им понадобится вода, - говорит Пачер. Это также будет ценно с научной точки зрения, поскольку позволит нам понять происхождение воды на Луне и, следовательно, на Земле". IM-2 имеет особое значение, учитывая, что другая запланированная НАСА экспедиция в лунный кратер в поисках льда - марсоход VIPER - была отменена в прошлом году. Грейс - "единственный способ, с помощью которого сейчас кто-то отправляется в кратер", - говорит Мартин.
IM-2 также подчеркивает широкие коммерческие партнерства, которые могут быть возможны в рамках предстоящих лунных миссий. Помимо Nokia и других упомянутых компаний, у лунного аппарата есть еще один, более необычный партнер: компания по производству одежды из Орегона (США) Columbia Sportswear. Компания предоставила для миссии IM-2 два тканевых чехла, созданных на основе своих брендов одежды: один на верхнюю часть шасси, чтобы охладить IM-2 под прямыми солнечными лучами, а другой - на один из гелиевых баков шасси, чтобы сохранить тепло.
"Мы поняли, что тот же самый материал, который мы используем в наших куртках и зимней одежде, действительно подходит для космических путешествий", - говорит Хаскер Бекхэм, вице-президент по инновациям в Columbia Sportswear. "Intuitive Machines связалась с нами, и родилось партнерство".
На борту есть и еще один "левый" инструмент - космическое устройство хранения данных, созданное флоридской компанией Lonestar Data Holdings. Имея на борту 8 терабайт данных от различных компаний, включая копию видеоигры Starfield, предоставленную разработчиком игры, компанией Bethesda, компания будет практиковать передачу данных с Луны. Идея заключается в том, что размещение накопителей на лунной орбите или на поверхности Луны в будущем может стать способом уберечь ценные данные от хакеров на Земле. "Это как внешний жесткий диск на планете", - говорит Крис Стотт, генеральный директор компании.
Повсеместное сокращение расходов правительства при действующей администрации Трампа привело к некоторой неопределенности в отношении будущего внимания НАСА к Луне. "Мы не знаем, насколько они собираются продолжать программу Artemis", - говорит Форчик, отдавая предпочтение, возможно, Марсу, который предпочитает ключевой советник Трампа и глава SpaceX Элон Маск.
Миссия IM-2, которая, как ожидается, продлится один лунный день - то есть пару недель на поверхности, - все еще является признаком того, куда может направиться потенциальная лунная экономика, хотя и предварительным. "Это так ново", - говорит Форчик. "Мы находимся на стадии младенца".