Ка-Мин Чунг и Чарльз Ли из Лаборатории реактивного движения NASA (JPL) пришли к выводу, что сигналы от навигационных спутников вблизи Земли могут использоваться для ориентирования астронавтов на лунной орбите. Исследователи представили результаты своих расчётов на конференции IEEE Aerospace Conference в Монтане.

Чунг и Ли рассчитали орбиты навигационных спутников GPS, европейской системы Galileo и российской системы ГЛОНАСС — всего 81 спутника. Антенны большинства из них передают сигналы к поверхности Земли, но также излучают их в космос. По словам исследователей, эти сигналы достаточно сильны, чтобы их мог принять космический корабль вблизи Луны. Чунг, Ли и их команда рассчитали, что космический корабль на лунной орбите сможет «видеть» сигналы от 5 до 13 спутников.

Помочь астронавтам ориентироваться после приземления на поверхность Луны будет сложнее, главным образом потому, что в полярных регионах Земля находится низко над горизонтом. Сигналы спутников могут заблокировать лунные холмы или края кратера. Но команда JPL и их коллеги из Центра космических полетов Годдарда в Мэриленде подготовились к этому. Чтобы помочь астронавтам, команда предложила использовать два спутника на лунной орбите — один новый спутник, оснащённый GPS, который будет действовать в качестве маяка-локатора, и спутник NASA Lunar Reconnaissance Orbiter, который уже работает с 2009 года.

«Лунный GPS-приёмник» будет основан на навигаторе GPS, который инженеры Центра космических полетов Годдарда начали разрабатывать в начале 2000-х специально для NASA Magnitospheric Multiscale Mission, или MMS, — миссии NASA по исследованию магнитосферы Земли, первой в истории миссии по изучению того, как магнитные поля Солнца и Земли соединяются и разъединяются. Цель заключалась в создании приёмника, который будет работать в космосе и будет быстро получать и отслеживать радиоволны GPS даже в областях со слабым сигналом. В новом приёмнике соединятся технологии навигатора GPS с MMS-миссии и SpaceCube, реконфигурируемой, очень быстрой бортовой компьютерной платформы. Новая технология получила название NavCube.

Мощность обработки сигнала GPS, которую предлагает NavCube, должна обеспечивать возможность использования GPS на Луне. Ранее в этом году команда NASA уже смоделировала характеристики лунного GPS-приемника. Завершить создание прототипа и изучить варианты демонстрации полета команда планирует к концу этого года.

«NASA годами продвигает технологию высотных GPS, — заявил Люк Винтерниц, архитектор системы приемников MMS-навигатора. — GPS вокруг Луны — следующая цель».

Как отмечают в NASA, расширение возможностей использования GPS на Луне потребует некоторых улучшений по сравнению с бортовой системой GPS MMS. Однако эта сеть не должна быть дорогой по стандартам космических программ. Спутник-ретранслятор может быть очень маленьким, брать сигналы от существующих спутников и летать на ракете, запускающей другие полезные грузы на Луну.

Как пишет IEEE Spectrum, планы относительно миссии Artemis замедлились из-за дебатов по финансированию и архитектуре миссии. Руководство NASA рассчитывало построить базовую станцию на орбите Луны, известную как Gateway (Ворота), однако Белый Дом приказал отправить астронавтов на Луну к 2024 году. Если агентству придётся выполнять этот приказ, проекту Gateway, возможно, придется подождать до конца десятилетия. Тем не менее, ученые считают, что создание устойчивой системы лунной навигации будет полезно независимо от того, как будет проходить миссия. ссылка | источник

Система космического запуска, или SLS, является ключевым элементом программы NASA «Артемида», разработанной для возвращения людей на Луну к 2024 году и отправки на спутник первой женщины. Когда ракета будет построена, она станет самой мощной в мире, способной доставить на низкую околоземную орбиту более 90 тонн. NASA планирует использовать SLS для отправки людей и грузов к станции, которая будет вращаться вокруг Луны, откуда затем груз и люди будут переправляться на спутник.

Поскольку SLS так важен для лунных амбиций NASA , генеральный инспектор сделал очередной аудит контрактов на производство основных элементов ракеты, подписанных с Boeing, Aerojet Rocketdyne и Northrop Grumman.

Все подрядчики столкнулись с техническими проблемами и неудачами, что привело к увеличению расходов на 2 миллиарда долларов и задержке на два года, говорится в отчете. Программа SLS превышает бюджет и отстает от графика более чем на 33% по сравнению с тем, что NASA обещало Конгрессу в 2019 году. И, вероятно, эта цифра вырастет до 43%, поскольку отставание от графика увеличивается.

NASA планировало испытать ракету в 2017 году. Но Boeing закончил сборку основной части ракеты только в начале этого года. Не так давно NASA планировало запустить SLS без экипажа в ноябре 2020 года, но в итоге было вынуждено признать, что ракета не сможет взлететь до 2021 года.

Тем временем, вместо ракеты до небес взлетела стоимость программы. По данным генерального инспектора, к декабрю 2019 года общая стоимость SLS составила 14,8 миллиарда долларов, и ожидается, что к концу этого года цена вырастет до 17 миллиардов долларов. Из этих денег 6 миллиардов долларов невозможно отследить — где, кем и на что они были потрачены. Общая стоимость оказалась больше запланированной изначально на 60%, сказано в отчете. Напомним, в 2014 году NASA обещало уложиться в 10,8 миллиарда долларов. К моменту первого запуска, при условии, что он состоится в начале 2021 года, стоимость проекта, вероятно, вырастет до 18,3 млрд долларов. Если второй полет SLS будет перенесен на 2023 год, то, по данным аудита, стоимость программы составит 22,8 миллиарда долларов.

По оценкам генерального инспектора, вся программа SLS вместе с капсулой экипажа «Орион», необходимой для перевозки людей, и наземными системами, необходимыми для ракеты, к 2024 году обойдется США в 50 миллиардов долларов.

Генеральный инспектор винит во всем плохое управление и неудовлетворительную работу подрядчиков NASA, которым, несмотря на это, платят исправно и в срок. Boeing и NASA оправдываются тем, что подобные ракеты никто не строил уже 50 лет, и специалистов не хватает.

У генерального же инспектора есть предложения, как решить проблемы: NASA должно сообщить Конгрессу, что программа вышла за рамки сроков и бюджета, после чего пересмотреть схему управления и разработать новую модель учета затрат. ссылка

Всё дело в том, что сейчас перспектива высадки будет использоваться Дональдом Трампом как один из козырей в президентской гонке. Мол, смотрите, достаточно было прийти, грамотно скомандовать, и буквально через пять лет — высадка на Луну готова. К тому же 2024 год станет последним в возможном втором сроке Трампа, и в случае проблем с осуществлением миссии они станут головной болью уже следующего президента.



Миссия обрела название «Артемида», в честь сестры древнегреческого бога Аполлона, давшего имя первой лунной программе. Год прошел в подготовительных работах, однако, как выяснилось совсем недавно, окончательного понимания задач проекта так и не достигнуто, и они могут быть изменены в любой момент.



Новые вводные

28 февраля 2020 года американский журналист Эрик Бергер сообщил через издание Ars Technica, что ему в руки попал еще неопубликованный документ NASA, согласно которому предлагается перекроить всю программу высадки на Луну. Судя по всему, теперь «Артемида» станет не просто политическим манифестом, показывающим первенство США, но еще и поможет плачевному состоянию аэрокосмической корпорации Boeing.



[План реализации миссии «Артемида», 2020–2024]

Первоначально предполагалось совершить высадку на Луну следующим образом. За оставшиеся четыре года при помощи тяжелых и сверхтяжелых ракет на орбите Луны должна быть собрана часть лунной орбитальной станции LOP-G («Лунная орбитальная платформа — шлюз»). Понятно, что полностью за это время станцию построить не получится, но можно ограничиться самым необходимым — электродвигательным модулем, малым жилым модулем для астронавтов и пристыкованным к ним аппаратом для высадки на поверхность Луны Human Lander System (HLS). Он состоит из двух частей, одна отвечает за спуск на поверхность Луны, а вторая — за возвращение обратно на орбитальную станцию.



Станция даст возможность уменьшить количество оборудования, запускаемого с Земли. Достаточно только космического корабля «Орион» с астронавтами внутри. Посадочный модуль по плану уже будет ждать на орбите Луны. Кроме того, LOP-G — серьезная возможность для человечества попробовать свои силы в создании станции в глубоком космосе и сделать ее «подготовительным полигоном» для будущих полетов на Луну и на Марс.



[Иллюстрация LOP-G, HLS и «Ориона» для миссии Artemis III]

Да, первоначально космонавты вряд ли смогут проводить на станции более месяца, слишком высока опасность космической радиации. Но, получив такой опыт, можно будет начать решать вопросы проживания людей в глубоком космосе. Без орбитальной станции к ним так и не приступят в ближайшее десятилетие.

Теперь же, если верить информации Ars Тechnica, предполагается отказаться от орбитальной станции вообще, по крайней мере на первом этапе. Вместо этого полеты на Луну будут осуществляться по двухпусковой схеме при помощи двух сверхтяжелых ракет SLS. Одна ракета запустит на орбиту Луны посадочный модуль, а во второй к спутнику Земли отправится космический корабль «Орион» с астронавтами.



Минус этого решения в том, что у астронавтов будет меньше места при подготовке к высадке на поверхность Луны. Одно дело — использовать жилой модуль, пусть и малый, а совсем другое — работать исключительно в тесноте корабля «Орион». Зато количество запусков ракеты-носителя SLS при такой схеме вырастет в два раза — как минимум 10 до 2030 года. Каждый запуск будет обходиться NASA в $1,5 млрд. 



Спасение нерядового Boeing



Это беспрецедентно дорого. Например, запуск сверхтяжелой ракеты-носителя Falcon Heavy от компании SpaceX оценивался от $90 млн до $150 млн. Даже с учетом в полтора раза меньшей грузоподъемности ракеты Маска разница впечатляющая. Но сейчас Соединенные Штаты Америки будут делать всё, чтобы спасти Boeing, последние месяцы падающий во всё более глубокое пике. Другой аэрокосмической корпорации такого уровня у США да и во всем мире нет. Особенно после того как Boeing по очереди поглотил всех своих бывших конкурентов.



Корпорация погрязла в проблемах. После неудачного испытания космического корабля Starliner, которое было проведено в декабре 2019 года и показало серьезные ошибки в программном обеспечении, Boeing будет отставать как минимум на несколько месяцев от SpaceX и наверняка не получит заказов на доставку астронавтов к Международной космической станции. Проблемы с самолетами Boeing 737-MAX привели к остановке производства. В результате корпорация по итогам года может оказаться в опасной близости от банкротства. И сейчас американское правительство сделает всё, чтобы не допустить такого сценария.



С марта 2020 года в США будут с 10% до 15% повышены пошлины на производимые в ЕС самолеты. Эта мера должна помочь не оставить Boeing хотя бы без внутренних заказов. Заказы на ракеты-носители SLS в таком количестве можно рассматривать в том же ключе.

Правда или выдумка?



Стоит отметить, что копия документа представлена не была, это исключительно пересказ журналиста. Глава NASA Джим Бранденстайн опроверг эту информацию и заявил, что NASA продолжает подготовку к высадке на Луну по прежней программе. В пресс-службе NASA ответили, что полученная Эриком Бергером информация не совсем точна.



Вполне возможно, что этот документ — не сама скорректированная программа, а лишь желания лоббистов Boeing. В пользу этой версии говорит и отсутствие в списке запусков миссий по монтажу лунной орбитальной станции, пусть и с серьезным отставанием от нынешней программы. Иначе непонятно, как будут осуществляться без посадочного модуля (он не упоминается в списке по версии Бергера) полеты в 2026 и 2028 году. Разумеется, нельзя исключать и вероятность того, что таинственный документ Бергера — фейк.

Тем не менее, скорее всего, уже в ближайшее время мы увидим реальную скорректированную программу NASA. И скорее всего, число запусков сверхтяжелой ракеты SLS в этой программе не изменится. Слишком уж они важны для Boeing.



Но даже не это станет самым главным. Ракета SLS разрабатывается вот уже девять лет, с 2011 года. Первоначально предполагалось, что она полетит в 2017 году, затем сроки начали с завидной регулярностью сдвигаться. Долгое время первый запуск планировался на 2020 год, но в январе дату сдвинули на 2021-й. Этот беспилотный запуск, первый в программе «Артемида», станет настоящим испытанием для Boeing и NASA. В случае его полной неудачи можно будет говорить о необходимости переделывать программу нового покорения Луны с нуля. 
ссылка

В ходе испытания восемь клапанов высокого давления направляли более 7000 фунтов тяги, создаваемой твердотопливным ракетным двигателем, в нескольких направлениях, обеспечивая достаточную силу, чтобы ориентировать Орион и его команду для безопасной посадки.

LAS состоит из трех твердотопливных ракетных двигателей: аварийный двигатель отводит модуль экипажа от ракеты-носителя; ACM управляет и ориентирует капсулу; затем реактивный двигатель загорается, чтобы отделить LAS от Ориона до развертывания парашюта и обеспечивает безопасную посадку экипажа.

В прошлом году NASA продемонстрировало LAS в полноценном тесте, известном как Ascent Abort-2. Во время испытаний ракета-носитель отправила Орион на высоту около 10 километров, чтобы продемонстрировать, как система двигателей работает в соответствии с планом во время запуска, когда космический корабль испытывает самые большие аэродинамические нагрузки. В 2010 году НАСА проверило функциональность LAS в тесте Abort-1, который показал, что двигатели могут работать, если есть проблема на площадке перед запуском ракеты. Эти тесты служат для оценки и уточнения работы многих систем, критически важных для безопасности астронавтов, которые будут путешествовать в капсуле Орион.

Все три двигателя на LAS будут допущены для полетов с экипажем после окончательного испытания двигателя на прерывание перед Artemis II, еще один шаг, который приближает NASA и Орион к отправке первой женщины и следующего мужчины на Луну к 2024 году. ссылка