أصبحت برامج استكشاف القمر ، التي تم إلغاؤها في نفس الوقت في الاتحاد السوفيتي والولايات المتحدة في منتصف السبعينيات ، شائعة ومطلوبة مرة أخرى. سباق القمر ، الذي بدا أنه مضى وقت طويل ، يكتسب زخمًا مرة أخرى. اليوم العلماء من العديد من دول العالم مقتنعون بأن البشرية في تلك المرحلة من تطورها ، وهي قادرة على ضمان تحويل القمر إلى بؤرة فضائية للحضارة. لهذا الغرض ، تمتلك الدول الرائدة في العالم كل ما تحتاجه: العديد من الموانئ الفضائية ، والمركبات الفضائية القمرية ، والوحدات النمطية التي عادت إلى الأرض ، ومركبات الإطلاق الثقيلة.
السؤالان الرئيسيان لبرنامج القمر في تناسخه الحديث هما الأسئلة التالية: لماذا يحتاج أبناء الأرض إلى القمر ، وما هي التقنيات التي ستساعد البشرية على استعماره؟ يبحث العلماء من العديد من دول العالم عن إجابة لهذه الأسئلة اليوم. تُظهر روسيا والولايات المتحدة الأمريكية ودول الاتحاد الأوروبي والصين والهند واليابان اهتمامًا بالقمر الصناعي الطبيعي الوحيد للأرض. تم تذكر القمر مرة أخرى في عام 2004 ، عندما أعلن الرئيس الأمريكي جورج دبليو بوش استئناف البرنامج القمري. في وقت لاحق ، في عامي 2007 و 2013 ، أرسلت الصين وحدات المدار والهبوط إلى القمر. وفي عام 2014 ، تم التعبير عن خطط استكشاف القمر من قبل ديمتري روجوزين ، الذي يشغل منصب نائب رئيس الوزراء في الحكومة الروسية.
في منتصف السبعينيات من القرن الماضي ، كان يُعتقد أن السفر إلى القمر كان مكلفًا للغاية ، علاوة على ذلك ، لم يكن من الواضح تمامًا ما هو الغرض منه. اليوم ، أصبح القمر مهمًا مرة أخرى ويبدو أن العلماء في جميع أنحاء العالم يجدون إجابات ، والتي من الضروري استئناف البرامج القمرية. على الرغم من غياب الدافع السياسي لاستكشاف القمر الآن ، ظهرت حوافز جديدة. على سبيل المثال ، قد يرتبط تفعيل البرامج القمرية بعد أكثر من نصف قرن من النسيان بالمستوى التكنولوجي العالي لحضارة اليوم ، والتي تحتاج حقًا إلى أهداف طموحة لمزيد من التطوير. أيضًا ، يمكن أن ترتبط هذه العملية بتطوير وآفاق الملاحة الفضائية الخاصة. يوجد اليوم في ترسانة صناعة الفضاء العالمية كل ما هو ضروري "لغزو" القمر ، يبقى فقط تحديد أهداف وغايات البرامج القمرية بدقة.
تتمتع صناعة الفضاء الروسية بخبرة واسعة في عمليات الإطلاق القمرية ، والتي تراكمت في السابق من قبل المهندسين والعلماء السوفييت. كانت المركبة الفضائية السوفيتية أول من قام بهبوط سلس على القمر ، وصوّر الجانب العكسي للقمر الصناعي الطبيعي للأرض ، وأخذ عينات من تربة الثرى. تعتبر المركبة الجوالة الأولى في العالم التي عملت بنجاح على سطح جرم سماوي ، والمعروفة على نطاق واسع باسم "لونوخود -1" ، ميزة ملاحي الفضاء السوفييت. عملت المركبة القمرية على سطح القمر الصناعي من 17 نوفمبر 1970 إلى 14 سبتمبر 1971.
لونوخود -1
اليوم ، تم تضمين الرحلات الجوية المأهولة إلى القمر مرة أخرى في أسس سياسة الدولة ، وفقًا لتقارير RIA Novosti. في إطار برنامج الفضاء الفيدرالي للفترة 2016-2025 ، تم تطوير مشروع Luna-Globe ، والذي يتضمن إطلاق سلسلة من المحطات الآلية إلى قمر صناعي طبيعي للأرض. تقوم منظمة Lavochkin غير الحكومية حاليًا بتنفيذ هذا المشروع. أشار رئيس الاتحاد الروسي ، فلاديمير بوتين ، أثناء زيارته لجناح كوزموس الجديد في VDNKh في 12 أبريل 2018 ، إلى أنه سيتم تنفيذ البرنامج القمري للبلاد.
الخطط الفورية لبرنامج القمر الروسي
في المرحلة الأولى من تنفيذ البرنامج القمري الروسي ، من المخطط إطلاق خمس محطات أوتوماتيكية إلى القمر في 2019-2025. من المقرر تنفيذ جميع عمليات الإطلاق من قاعدة فوستوشني الفضائية الجديدة. تشير دراسة القمر بواسطة المحطات الآلية إلى اختيار موقع لتوسيع الوجود البشري على قمر صناعي طبيعي للأرض. يجب أن تساعد المعلومات الواردة حول الموارد الضرورية في تحديد موقع القاعدة القمرية.
في المرحلة الأولى من تنفيذ البرنامج القمري الروسي ، تم تحديد المهام العلمية التالية: دراسة تكوين المادة والعمليات الفيزيائية الجارية في قطبي القمر ؛ دراسة خصائص الغلاف الخارجي وعمليات تفاعل بلازما الفضاء مع السطح عند قطبي القمر ؛ التحقيق في البنية الداخلية لقمر صناعي طبيعي للأرض باستخدام طرق قياس الزلازل العالمية ؛ أبحاث الأشعة الكونية ذات الطاقة الفائقة.
في الوقت الحالي ، خطط روسيا الفورية لدراسة القمر باستخدام المحطات الآلية هي كما يلي:
2019 - إطلاق المركبة الفضائية Luna-25. تتمثل المهمة في دراسة سطح القمر في منطقة القطب الجنوبي.
2022 - إطلاق المركبة الفضائية لونا 26. المهمة - دراسة القمر عن بعد ، وتوفير الاتصالات للبعثات القمرية اللاحقة.
2023 - إطلاق 3 و 4 أقمار صناعية من طراز Luna-27 (مسبار هبوط رئيسي واحتياطي). المهمة - تطوير تقنيات لإنشاء قاعدة دائمة على سطح القمر ، ودراسة الثرى والغلاف الخارجي للقمر.
2025 - إطلاق المركبة الفضائية لونا 28. المهمة - تسليم عينات تربة القمر المتحرك إلى سطح الأرض ، والتي سيتم استخراجها بواسطة المحطات الأوتوماتيكية السابقة ، وقد تكون بلورات الجليد في العينات.
كيف يمكن استخدام القمر
يعتقد العديد من العلماء أن التوسع في الفضاء سيكون مرحلة منطقية في مزيد من التطور للبشرية. عاجلاً أم آجلاً ، ستصل حضارتنا إلى مرحلة تصبح فيها مكتظة على كوكبنا وستكون هناك حاجة إلى قاعدة شحن على القمر ، حيث سيكون من الممكن البدء بسهولة إلى المريخ أو الكواكب الأخرى في النظام الشمسي.
يربط الخبراء آمالًا خاصة بإمكانية استخراج معادن مختلفة على القمر ، وتسليط الضوء على الهيليوم 3 من الجميع. هذه المادة تسمى بالفعل طاقة المستقبل والكنز الرئيسي للقمر. في المستقبل ، يمكن استخدامه كوقود للطاقة النووية الحرارية. افتراضيًا ، أثناء الاندماج النووي الحراري مع تفاعل طن واحد من مادة الهليوم 3 و 0.67 طن من الديوتيريوم ، يجب إطلاق طاقة مكافئة لاحتراق 15 مليون طن من النفط (ولكن في الوقت الحالي ، لم تتحقق الجدوى الفنية لمثل هذا التفاعل تم دراستها). هذا دون الأخذ في الاعتبار حقيقة أن الهليوم 3 على سطح القمر يجب أن يُستخرج بطريقة ما. ولن يكون من السهل القيام بذلك ، لأنه وفقًا للدراسات ، فإن محتوى الهليوم 3 في الثرى القمري يبلغ حوالي جرام واحد لكل 100 طن من تربة القمر. لذلك ، لاستخراج طن من هذا النظير ، سيكون من الضروري معالجة ما لا يقل عن 100 مليون طن من تربة القمر في الموقع. ومع ذلك ، إذا أمكن حل جميع المشكلات المتعلقة بإنتاجه واستخدامه ، فسيكون الهيليوم 3 قادرًا على توفير الطاقة للبشرية جمعاء لآلاف السنين القادمة. كما أن احتياطيات المياه ، الموجودة أيضًا في التربة القمرية ، تهم العلماء أيضًا.
لا تزال الإمكانات العلمية للقمر غير مستنفدة حاليًا. لا يزال الخبراء لا يعرفون بالضبط كيف تم تشكيل القمر الصناعي للأرض والإجابة على هذا السؤال ، من الواضح ، ليست على كوكبنا. أيضًا ، يبدو أن القمر منصة ممتازة لرصد الفيزياء الفلكية ، حيث لا يوجد غلاف جوي على القمر الصناعي الطبيعي لكوكبنا. من الناحية الفنية ، يمكن تثبيت التلسكوبات على سطحه الآن. أيضًا ، سيكون من الأنسب مراقبة الكويكبات من القمر ، والتي يمكن أن تشكل خطرًا خطيرًا على الأرض.وفي المستقبل البعيد جدًا ، ستكون البشرية قادرة على التفكير في نقل جميع الصناعات كثيفة الاستهلاك للطاقة إلى القمر ، مما سيساعد بشكل كبير في تقليل حجم الانبعاثات الصناعية على كوكبنا.
مركبات الإطلاق الثقيلة الفائقة
في الوقت الحالي ، لا تزال مسألة الحاجة إلى مركبات الإطلاق فائقة الثقل للرحلات الجوية إلى القمر مثيرة للجدل. يعتقد البعض أنه من المستحيل الاستغناء عن صواريخ قادرة على حمل ما يصل إلى 80-120 طنًا من الحمولة ، بينما يرى آخرون ، على العكس من ذلك ، أن نهج إنشاء مثل هذه الصواريخ غير منطقي ، مما يبرر ذلك من خلال التشغيل المكلف وصيانة ما هو ضروري. البنية الاساسية. على أي حال ، يمكن للملاحة الفضائية العالمية إنشاء مثل هذه الصواريخ. هناك خبرة كافية في تطويرها: هذه هي الصواريخ السوفييتية الحاملة "N-1" و "Energia" و "Vulcan" و "Saturn-5" الأمريكية و "Ares V".
صاروخ "Energia" مع المركبة الفضائية "Buran"
تعمل الولايات المتحدة حاليًا على مشروعين لمثل هذه الصواريخ - نظام الإطلاق الفضائي ، الذي تأخر إطلاقه واختباره بنجاح بواسطة الصاروخ الخاص فالكون هيفي. في جمهورية الصين الشعبية ، يعملون على إنشاء صاروخهم الثقيل للغاية "Great March - 9" ، المصمم دفعة واحدة ل 130 طنًا من الحمولة. في روسيا ، تم اختبار صواريخ عائلة Angara ويجري العمل على صاروخ Energia-5 الثقيل للغاية. لا يوجد حاليًا نقص في موانئ الفضاء لاستخدام مركبات الإطلاق فائقة الثقل على الأرض: بايكونور ، فوستوشني ، كورو في غيانا الفرنسية وفاندنبرغ في فلوريدا ، 4 موانئ فضائية في الصين.
من المخطط أن يتم الإطلاق الأول لمركبة الإطلاق الروسية الثقيلة الفائقة Energia-5 في موعد لا يتجاوز عام 2028 ، وسيكون مجمع الإطلاق الخاص بها في قاعدة فوستوشني الفضائية جاهزًا في عام 2027. تم الإبلاغ عن ذلك سابقًا من قبل وكالة تاس بالإشارة إلى مصادرها الخاصة في صناعة الصواريخ والفضاء. سيتم بناء منصة الإطلاق للصاروخ الروسي الجديد وفقًا للمبادئ المطبقة لمركبة الإطلاق السوفيتية Energia في بايكونور (الموقع رقم 250). يُذكر أن هذا سيكون مجمع إطلاق عالمي ، حيث يمكن أيضًا إطلاق مركبات إطلاق من الدرجة المتوسطة Soyuz-5 وتشكيلات من صاروخين أو ثلاثة أو خمسة من هذه الصواريخ (لتحقيق حمولات مختلفة). يشكل مبدأ الجمع بين خمسة صواريخ أساس الصاروخ الروسي الجديد الثقيل للغاية Energia-5.
حاليًا ، يعمل المطورون الروس على إنشاء مشروعين صواريخ مقترحين للتنفيذ - "Energia-5V-PTK" و "Energia-5VR-PTK" بكتلة إطلاق تبلغ 2368 و 2346 طنًا. سيكون كلا الإصدارين من مركبة الإطلاق قادرين على إطلاق ما يصل إلى 100 طن من البضائع في مدار أرضي منخفض ، وما يصل إلى 20.5 طنًا من الحمولة في مدار حول القمر - وهي كتلة النسخة "القمرية" من مركبة الاتحاد الفضائية التي يجري تطويرها.
المنظر المزعوم لمجمع الإطلاق بصاروخ نظام الإطلاق الفضائي
وفقًا لحسابات روسكوزموس ، فإن تطوير مركبة الإطلاق فائقة الثقل وإنشاء البنية التحتية اللازمة لإطلاقها في قاعدة فوستوشني الفضائية سيكلف حوالي 1.5 تريليون روبل. أيضًا ، صرحت روسكوزموس سابقًا أنه لا داعي للتسرع في إنشاء مثل هذه الصواريخ حتى عام 2030 ، نظرًا لأنه ببساطة لا توجد حمولات لها. في الوقت نفسه ، ذكرت RSC Energia في وقت سابق أن إنشاء صاروخ روسي جديد فائق الثقل سيكون أرخص بمقدار 1.5 مرة من استنساخ مركبة الإطلاق السوفيتية Energia ، والتي كان إنشائها ، جنبًا إلى جنب مع مركبة Buran الفضائية ، الأكثر طموحًا. برنامج في تاريخ الصواريخ الفضائية الروسية.
المحطة المدارية والقواعد القمرية
تعتبر مشاريع بناء محطات صالحة للسكن في مداره مراحل وسيطة في استكشاف القمر. تم بالفعل الإعلان عن تنفيذ مثل هذه الخطط في الفترة من 2025 إلى 2030 من قبل روسيا والولايات المتحدة والصين. لا يوجد سبب للشك في أن هذا المشروع سيتم تنفيذه. يتمتع المجتمع الدولي حاليًا بخبرة كبيرة في التشغيل الناجح لمحطة الفضاء الدولية.في وقت سابق ، اتفقت الولايات المتحدة وروسيا على العمل معًا في محطة ديب سبيس غيتواي المأهولة شبه القمرية. كما يعمل الاتحاد الأوروبي وكندا واليابان على المشروع. المشاركة في البرنامج ودول البريكس ممكنة. في إطار هذا المشروع ، يمكن لروسيا إنشاء من وحدة إلى ثلاث وحدات لمحطة جديدة: فتحة ووحدات سكنية.
يمكن أن تكون المرحلة التالية بعد إنشاء محطة مأهولة حول القمر هي إنشاء قواعد مأهولة على سطح القمر. على قمر طبيعي للأرض لا يوجد مجال مغناطيسي وغلاف جوي ، بينما يتعرض سطح القمر للقصف المستمر من قبل النيازك الدقيقة ، وتنخفض درجة الحرارة في يوم واحد لتصل إلى 400 درجة مئوية. كل هذا يجعل القمر ليس المكان الأكثر صداقة للإنسان. من الممكن العمل على سطحه فقط في بدلات الفضاء والمركبات الفضائية القمرية المختومة ، أو أثناء وجوده داخل وحدة ثابتة صالحة للسكن ومجهزة بنظام دعم الحياة الكامل. سيكون من الأنسب نشر مثل هذه الوحدة بالقرب من القطب الجنوبي لقمرنا الصناعي. يكون الضوء دائمًا هنا وهناك تقلبات أقل في درجات الحرارة. من المخطط أن تشارك الروبوتات في المرحلة الأولى في تجميع الوحدة السكنية. بعد تطوير الرحلات المأهولة إلى القمر بشكل كافٍ ، سيتم توسيع بناء الوحدة القمرية الصالحة للسكن.
مفهوم القاعدة القمرية
سينشر سكان القمر الصناعي الأوائل أولاً على سطحه وسائل اتصال مع المحطة المدارية والأرض ، وبعد ذلك سيبدأون في إطلاق محطات طاقة تعتمد على خلايا الوقود أو الخلايا الضوئية المرنة. سيكون من الضروري العمل على قضايا حماية القاعدة القمرية من التوهجات الشمسية والإشعاع الكوني. للقيام بذلك ، من المخطط تغطيته بطبقة من الثرى بطول متر ، على سبيل المثال ، عن طريق إجراء انفجارات موجهة ، لأنه من غير المنطقي تسليم شاحنات قلابة وحفارات إلى سطح القمر. يجب أن تستند أعمال البناء على القمر إلى تقنيات مختلفة تمامًا: لطباعة العناصر الهيكلية على طابعة ثلاثية الأبعاد ؛ استخدام وحدات قابلة للنفخ إنشاء مواد مركبة من تربة القمر باستخدام التلبيد عالي الحرارة والتلبيد بالليزر.
ستحتوي الوحدة القمرية السكنية على نظام متطور لمياه الشرب والأكسجين ، وسيتم إنشاء دفيئة نباتية. ستعطى الأهمية الرئيسية للاكتفاء الذاتي للقاعدة القمرية. بهذه الطريقة فقط سيكون من الممكن تقليل عدد الصواريخ التي تحمل شحنات مختلفة إلى القمر. في الوقت الحالي ، لا توجد عقبات أساسية أمام الاستعمار البشري للقمر ، ولكن كيف ستبدو القاعدة القمرية الأولى المأهولة في النهاية سيعتمد على الأغراض التي سيتم تصميمها من أجلها.
