Александр Березин.
Миниатюрный (размером с приличный кофейный столик) MX-1 задуман таким не просто так, а чтобы его можно было запустить на пару с крупным коммерческим спутником. Но разве нечто столь небольшое сможет долететь до Луны и совершить на ней мягкую посадку?
Многие спутники выводятся на так называемую геостационарную орбиту высотой примерно 36 тыс. км, и это самая высокая точка над планетой, куда MX-1 смогут подбросить «попуткой». Полёт в космос на таком вот «общественном транспорте», по расчётам компании Moon Express, обойдётся на $6–8 млн дешевле специального носителя, но от геостационарной орбиты до Луны модулю придётся добираться самому.
Чтобы сделать это, ему нужно увеличить скорость ещё на 3,2 км/с, что требует топлива. И вот топливо-то американские частники выбрали довольно нетривиальное.
Moon Express представила концепцию лунного модуля
Модуль будет миниатюрным, а основная часть его массы уйдёт на топливо и амортизирующую нижнюю часть. (Здесь и ниже иллюстрации Moon Express.)
Мы уже писали: китайцы, чей «Нефритовый заяц» как раз сейчас кружит вокруг Луны, готовясь к последнему рывку на культурно-историческую родину, предпочли в качестве топливной пары НДМГ и тетраоксид диазота. (Кстати, всяческие гидразины любят почти все созданные химические двигатели для глубокого космоса.) А вот Moon Express соригинальничала: она использует смесь из пероксида водорода и керосина.
При этом перекись водорода будет применяться как однокомпонентное топливо для основной части манёвров, а керосин — впрыскиваться в самые ответственные моменты — чтобы выйти на траекторию Земля — Луна.
Чем вызван столь странный выбор? Когда пероксид водорода вступает в контакт с катализатором, то превращается в водяной пар с температурой около 600 °С и кислород. Легко видеть, что удельный импульс такого топлива мал, примерно 150 с. То есть он меньше, чем у твердотопливных ракетных ускорителей (250 с), которые никогда не применялись в советско-российской космонавтике, ибо приблизительно втрое уступают параметрам жидкостных ракет. Даже в паре с керосином импульса больше 300 с не получить, отчего пероксид водорода более или менее активно использовался разве что в ракетных ранцах.
Применение такого топлива для окололунных манёвров и мягкого прилунения было бы и вовсе невозможно, не будь лунная гравитация вшестеро слабее земной. Но тем не менее Moon Express считает это не слабостью проекта, а его ноу-хау. Компания подчёркивает: на лунных полюсах обнаружены большие количества водного льда — а значит, в перспективе (то есть при будущей добыче минералов на спутнике) пероксид водорода можно будет добывать на месте, используя лишь электролизную установку и энергию солнечных батарей.
MX-1 называют «"Айфоном" космоса»; Moon Express нацелена на универсальность новой платформы, которая должна быть в состоянии как анализировать образцы грунта в местах, намечаемых для геологической разведки, так и решать другие задачи, в том числе в модифицированном виде и за пределами системы Земля — Луна. Образец аппарата обещан к 2015 году, и одним только выигрышем Google Lunar XPRIZE, $30 млн которого должны компенсировать расходы на всю посадку, дело не ограничится, так как Moon Express с самого начала ориентировалась на внеземные минеральные ресурсы и даже исследовательскую деятельность.
Moon Express представила концепцию лунного модуля
Предусмотрена также возможность возврата взятых на Луне образцов на Землю, хотя именно эта часть проекта пока описывается скуднее всего...
(Ну не получается у нас заканчивать такие истории в одних мажорных тонах!) Да, воду на Луне можно найти. Но переводить её в пероксид водорода лишь немного сложнее, чем в пару «кислород — водород», удельный импульс которой куда выше.
Во-вторых, если уж мы собираемся всерьёз говорить о полётах на Луну, то водород и кислород намного привлекательнее и для обеспечения жизнедеятельности автоматических аппаратов и возможных лунных баз будущего. Запасёнными в дневное время водородом и кислородом посадочные модули смогут снабжать себя энергией лунной ночью (топливные элементы), да и космонавтам это для дыхания вполне пригодится.
А вот керосин, который Moon Express собирается комбинировать с пероксидом водорода, взять на Луне негде: вряд ли там есть мощные нефтяные месторождения и НПЗ нужного качества. Между тем из 600 кг лунного модуля три четверти приходятся именно на топливо, и замена его на кислород и водород позволила бы резко снизить его долю и поднять массу исследовательского оборудования, которое пока в весовой схеме концепта не превышает 60 кг.
