Кто-нибудь выиграет Google Lunar XPRIZE?
Это был скорее прыжок, чем запуск, желто-красное пламя плескалось через бетонную плиту в пустыне Мохаве, превращаясь в конус, поднимая огромную коллекцию труб, резервуаров и электроники ввысь.
Прыжок с ракетным двигателем был показом, но бортовая Система приземления и предотвращения опасности была звездой. Искусственный пилот вел испытательную машину на расстояние 300 метров; там он на мгновение завис, а затем благополучно обосновался среди мешков с песком, которые стояли за лунными валунами.
Это было три года назад. В июне 2014 года разработчик этой компьютерной системы видения, Astrobotic Technology, обнял внутреннюю железную дорогу в ходе последней гонки на Луну, которую запустил Google Lunar XPRIZE за 20 миллионов долларов.
Тогда это было больше похоже на гонку. Объявленный в сентябре 2007 года, Google Lunar XPRIZE - это конкурс, спонсируемый веб-гигантом для стимулирования частных инвестиций в исследование Луны. Задача заключается в следующем: команды должны посадить космический корабль на Луну, отправить ровер на расстояние не менее 500 метров (около трети мили) по поверхности, а затем передать видео и изображения в высоком разрешении с камеры ровера обратно на Землю. Первая команда, которая запустится в 2017 году (изначально это был 2014 год) и приземлится на Луну, получит 20 миллионов долларов; второй получает 5 миллионов долларов. Еще 5 миллионов долларов в виде бонусов доступны командам для других достижений, например, если их космический корабль пройдет через лунную ночь, то есть если они выдержат недели продолжительного холода (минус 173 градуса по Цельсию), пока луна находится в тени от батареи и затем «пробудиться», как только солнечная энергия снова станет доступной.
Astrobotic Technology, базирующаяся в Питтсбурге компания, которая надеется предложить услугу доставки на Луну и обеспечить электропитание и связь для всего, что она там хранит, стала одним из лидеров, заработав 1,75 миллиона долларов в Google на преодоление вех в мире: 1 миллион долларов за посадка ракеты Xombie (которую Astrobotic арендовал для успешного испытания системы навигации 2014 года в Мохаве); 500 000 долларов за демонстрацию мобильности своего прототипа ровера; и еще 250 000 долларов для демонстрации возможности захвата, сжатия и передачи видео, неподвижных изображений и других данных в моделируемой лунной среде. Но в декабре 2016 года Astrobotic внезапно выпал из гонки.
Генеральный директор Astrobotic Джон Торнтон говорит, что сроки неоправданны. «Многие из команд, оставшихся в XPRIZE, несут чудовищные риски и, откровенно говоря, имеют нереальные программы для достижения этой цели», - сказал он после выхода из гонки. «Очень маловероятно, что команда XPRIZE приземлится в 2017 году». Чтобы выиграть, команды должны просто начать игру к концу года; они не обязательно должны были приземлиться к тому времени. А Астроботик все еще собирается отправиться на Луну; только не на временной шкале Google.
Генеральный директор Astrobotic Джон Торнтон вместе с Griffin lander в 2014 году - году, когда участники Google Lunar XPRIZE должны были достичь Луны. (Эндрю Раш / Питтсбург Пост-Газетт)
Боб Ричардс, генеральный директор одного из оставшихся конкурентов, Moon Express, говорит, что его команда может это сделать. Миссия Moon Express, по его словам, состоит в том, чтобы построить космический эквивалент железных дорог, которые открыли западную часть Соединенных Штатов для торговли. Он говорит о Луне как о «бензоколонке в небе» для заправки космических кораблей, направляющихся на Марс и астероиды. Он предсказывает, что космическими первопроходцами станут новые сорок девять человек, которые вели золотую лихорадку Америки. И он предсказывает, что Moon Express потребует $ 20 миллионов XPRIZE.
Но он не рассчитывает на это - Moon Express обеспечил собственное финансирование на сумму 45 миллионов долларов, говорит он, и считает, что Google Lunar XPRIZE Foundation является лишь одним из своих клиентов.
За десятилетие, прошедшее с момента объявления конкурса, поле резко сократилось. В какой-то момент было зарегистрировано 29 команд, но после этого пика примерно дюжина выпала или слилась с другими. В декабре прошлого года крайний срок XPRIZE отменил еще несколько - команды, которые не смогли проверить контракты на запуск до последнего дня 2016 года. Осталось только пять: Moon Express, который, как и Astrobotic, уже выиграл около 1,25 миллиона долларов за дополнительные успехи; TeamIndus of India, который заработал 1 миллион долларов; HAKUTO из Японии, которому было присуждено 500 000 долларов США; и израильский SpaceIL. Последним является Synergy Moon, международный концерн с людьми из 15 стран.
Соучредитель Moon Express Боб Ричардс хочет сделать Луну остановкой дозаправки для космического корабля, направляющегося на Марс и за его пределы. Он не тронут жалобами на то, что крайние сроки использования Google Lunar XPRIZE неоправданны, и он считает, что его команда запустится к концу года. (NASA)
Чтобы оставаться конкурентоспособными, пять оставшихся стоящих должны будут запустить - но не обязательно приземлиться на Луну - до конца этого года.
Почему запускать, а не приземляться? Старший директор соревнований Чанда Гонсалес-Маурер говорит: «Некоторые команды могут находиться в космосе три дня; некоторые за 45; некоторые могут пойти прямо на Луну. Поэтому очевидно, что должна быть некоторая гибкость, когда они действительно приземляются. Но это все еще приз, поэтому первая команда, которая это сделает, выиграет ».
Из пяти, которые все еще находятся в бегах, только три предложили использовать проверенные ракеты для достижения орбиты Земли. SpaceIL, получивший грант в размере не менее 16 миллионов долларов от американского магната казино Шелдона Адельсона, планирует использовать SpaceX Falcon 9. TeamIndus будет летать на ракете-носителе Polar Satellite, предоставленном индийским космическим агентством. HAKUTO заключил договор о совместном путешествии на борту этой Полярной ракеты с TeamIndus. Moon Express и Synergy Moon оба предложили запустить на борту ракеты, которые по состоянию на конец февраля 2017 года не были запущены: ракета-носитель Rocket Lab Electron и Neptune от Interorbital Systems, соответственно. И никто не получает чартерный рейс как бы; все будут делить носовой обтекатель с другими полезными грузами на любой ракете, запускающей их.
Между тем, SpaceIL заявляет, что не разделяет коммерческих амбиций своих основных конкурентов, по крайней мере, пока. «Только после того, как мы завершим эту миссию, мы поговорим о следующих этапах», - говорит генеральный директор SpaceIL Эран Привман. Он осознает существенный уровень риска, но он говорит, что его команда начнет работу только тогда, когда они верят, что их вероятность успеха превышает 70 процентов. «Если мы почувствуем, что к концу года нам понадобятся еще несколько месяцев, чтобы убедиться, что мы приземлимся на Луну, я считаю, что мы задержимся», - говорит Привман.
Помимо материальных целей конкурса, SpaceIL хочет создать «момент Аполлона», говорит Приман, вдохновляя молодежь во всем мире - и особенно в Израиле - на карьеру в науке и технике. Если SpaceIL выиграет приз, деньги будут направлены на образовательные гранты, предназначенные для этих областей, говорит он.
Но в дополнение к образовательным целям, есть безошибочный запах национализма. «Размещение космического корабля на Луне рядом с США, Россией и Китаем было бы очень впечатляющим», - говорит он. По его мнению, это был бы жест, соответствующий «духу начинающей нации».
Дорога к Победе
Как только они выйдут за пределы атмосферы Земли, у каждого участника будет немного отличаться лунная поездка. Лунный Экспресс планирует сойти на низкой околоземной орбите, а затем запустить главный двигатель своей лунной шлюпки, чтобы войти в транс-лунную инъекцию. SpaceIL рассчитывает использовать последний этап Falcon 9, чтобы вывести посадочную полосу на путь, типичный для спутников связи и GPS на пути к геосинхронной орбите. Затем корабль SpaceIL также сожжет главный двигатель своего корабля, чтобы достичь транслунной инъекции.
Если все пойдет по плану, поездка на SpaceIL и Moon Express займет четыре-пять дней с орбиты Земли, и в этот момент они планируют повторно запустить двигатели, чтобы выйти на лунные орбиты.
Если и когда Astrobotic, который больше не участвует в гонке за XPRIZE, направится на Луну, компания рассчитывает пойти по пути с более низким энергопотреблением. Его космический корабль, получивший название Peregrine, поделится на геосинхронной орбите. Достигнув орбиты, Peregrine мягко запустит свои двигатели и совершит многомесячный, петельный полет на расстоянии в миллион миль от Земли, где - во власти гравитационных полей Земли, Солнца и Луны - он упадет к Луна. По крайней мере, три лунные орбитальные миссии сделали это таким образом: GRAIL НАСА в 2011 году, Hiten японского космического агентства в 1990 году и SMART-1 Европейского космического агентства в 2003 году.
Astrobotic выбрал низкоэнергетический маршрут, чтобы сэкономить деньги, но эта экономия будет достигнута за счет скорости. Торнтон ожидает, что поездка Перегрина займет три-шесть месяцев. После демонстрации того, что компания может приземлиться на Луну, Торнтон ожидает, что спрос увеличится. Наличие большего количества платящих клиентов оправдывает стоимость прямой лунной траектории.
Независимо от маршрута, Astrobotic планирует, что его сапсан выйдет на почти круговую полярную орбиту примерно в 60 милях над Луной. Поскольку луна вращается внизу, первичные и вторичные места приземления в конечном счете выровняются.
Moon Express также рассчитывает на полярную орбиту. Но SpaceIL планирует выйти на орбиту с большим наклоном, которая, как говорит Приман, необходима для доступа к посадочной площадке «около 45 градусов широты». Несколько посадочных площадок вдоль этой орбиты представляют интерес для ученых, которые будут использовать инструмент на борту космического корабля SpaceIL. изучить близлежащее магнитное поле.
Пять оставшихся команд и чиновники XPRIZE стремятся присоединиться к гонке в новолуние, но на этой картинке чего-то не хватает: убедительное доказательство того, что любая из этих команд действительно может добраться до Луны.
Они запустили симуляции. «Миллионы», - говорит Ричардс. Но ни одна часть оборудования любой команды не вылетела за пределы атмосферы Земли. И вряд ли до дня запуска.
Планируется, что SpaceIL будет летать на SpaceX Falcon 9, который доставил много полезных нагрузок на околоземную орбиту, но не на лунную поверхность.
TeamIndus может иметь преимущество. Ракета-носитель "Полярный спутник", на которой он должен летать, успешно стартовала 37 раз, выведя на орбиту Земли более 100 спутников. Но никто еще не избежал гравитационного притяжения Земли.
«Независимо от того, сколько [полетов] у вас есть под вашим поясом, вы все равно ускоряете что-то в атмосфере по очень точному пути от нуля до 25 Маха за 10 минут», - говорит Пол Д. Спудис, 40-летний ветеран космоса. ученый (чей блог « Однажды и Будущая Луна ”Появляется на airspacemag.com ). «Это очень сложная вещь».
Спудис работает старшим научным сотрудником в Лунном и Планетарном Институте и консультируется с Moon Express, но подчеркивает, что его мнение принадлежит ему.
Машина или Рынок?
В 2007 году Фонд Google Lunar XPRIZE установил конечный срок в конце 2014 года. С тех пор фонд отбросил его назад дважды. Больше не будет задержек, говорит Гонзалес-Маурер. «Мы считаем, что для этого конкурса достаточно 10 лет. Команды выплачивают невозмещаемые платежи [чтобы зарезервировать место для своих кораблей на ракетах], поэтому я считаю, что обязательства вокруг достаточно сильны. Такое ощущение, что это произойдет ».
Но даже для победителя кошелек за 20 миллионов долларов не компенсирует стоимость полета на Луну или разработки роботизированного судна. Это даже близко не подойдет.
«Команды [XPRIZE] заявили, что их миссия может стоить до 60 миллионов долларов», - говорит Гонзалес-Маурер. «Так что, даже если бы они выиграли главный приз, [их расходы] были бы более чем вдвое больше. Команды собирают много денег. Они знают, что это очень дорого.
Инвесторы увидят возврат? Видео на веб-сайте Google Lunar XPRIZE описывает Луну, полную «ресурсов и чистой, доступной, безграничной энергии», ссылки на использование лунных материалов для строительства солнечных электростанций. Спудис говорит о добыче воды на Луне для производства ракетного топлива из кислорода и водорода. Но эта схема предполагает, что Луна будет использоваться в качестве путевой станции к Марсу или астероидам. Так как это использование в настоящее время кажется очень далеким, добыча кажется неопределенным источником дохода. Другие источники дохода, которые могут прибыть раньше, включают контракты с правительственными космическими агентствами на доставку груза на поверхность Луны. Но в настоящее время никто не знает, могут ли компании зарабатывать деньги, летая на Луну.
«Там нет рынка для полета на Луну, потому что нет простого способа добраться туда», говорит Спудис. «И попасть туда нелегко, потому что рынка нет. Вот почему Google XPRIZE был основан: чтобы стимулировать людей разрабатывать системы. И тогда мы увидим, какие коммерческие рынки могут развиваться ».
Проблема, по его словам, не в недостатке клиентов. «Он пробивает тот улов-22».
Наличные и нести
До прошлого года в центре внимания находились вопросы регулирования, связанные с Договором по космосу. Подписанный более чем 100 странами в разгар гонки сверхдержав 1960-х годов на Луну, договор требует правительственного разрешения и контроля космических миссий, исходящих из области каждого подписавшего. Прошлым летом Moon Express стала первой частной компанией, получившей одобрение Соединенных Штатов на полет за орбиту Земли.
До того, как Moon Express начал процесс, не было никакого процесса. «Это было то, что нужно было решить», - говорит Ричардс. «Я не могу говорить о том, как другие страны решат это. Я просто говорю, что это не было решено, и я знаю из первых рук, что это нелегко ».
Израильский SpaceIL применяет новый подход к достижению контрольных показателей Google Lunar XPRIZE: вместо приземления и отправки ровера его космический корабль приземлится, а затем прыгнет на вторую лунную посадочную площадку в 500 метрах от первой. (Spaceil)
Генеральный директор Astrobotic Торнтон признает «технически правильным» утверждение о том, что Moon Express - единственная компания, получившая разрешение США на полет на Луну. Но он говорит, что значение было «массово раздуто». Торнтон говорит, что Astrobotic «хорошо справляется» с получением одобрения правительства. «Для нашей миссии, - говорит он, - слишком рано получать лицензию на запуск». Получение лицензии на полет на Луну, говорит Торнтон, даже не «взламывает топ-10 рисков миссии, но Боб сделал это». Фантастическая работа по созданию большого количества шума об этом. ”
Так, каковы самые неотложные риски миссии? Торнтон и Ричардс сходятся во мнении, что самым большим препятствием для самогонов в частном секторе является то, что вы ожидаете: деньги. «Нет баксов, нет Бак Роджерс», - говорит Ричардс, цитируя Гаса Гриссома (как сообщил Том Вулф в « The Right Stuff» ).
Хотя Astrobotic больше не участвует в конкурсе XPRIZE, компания может быть одной из первых, кто приземлится на Луну. Торнтон ожидает, что его первая лунная миссия начнется в 2019 году, и 10 грузовых мест находятся в манифесте. Кроме того, компания имеет еще 100 полезных нагрузок в своем трубопроводе. Несколько лет назад Astrobotic объявила о своем намерении летать через SpaceX Falcon 9. Но Торнтон теперь говорит, что его компания ищет дополнительные варианты запуска, включая United Launch Alliance.
Как только он доберется до Луны, у компании появится развлекательная цель - пережиток выхода из XPRIZE, а также несколько научных. Astrobotic планирует летать вездеходами на поверхность, привязанную к корпусу своего посадочного аппарата. По крайней мере, два находятся в манифесте: собственный ровер компании и один, построенный японской командой HAKUTO. В том, что компания назвала лунным эквивалентом гонки NASCAR или Формулы-1, вездеходы будут скатываться по рампам, выстраиваться в линию, а затем «бегать» к финишу, пока мир наблюдает за трансляцией видео в реальном времени. Люди во всем мире будут болеть за вездеход своей страны, говорит Торнтон, или за того, кого они выберут.
«Мы сегодня так же близки к луне, как и в XPRIZE», - говорит Торнтон, который отмечает, что конкуренция подстегнула его компанию девять лет назад, и он принял решение отозвать болезненное решение. «Они, очевидно, оказали большую помощь со временем», - говорит он.
Что касается главного приза и усилий по его получению, будущие поколения могут оказаться в лучшем положении, чтобы оценить, выполнил ли Google Lunar XPRIZE свое назначение. Более века назад, всего через восемь лет после того, как братья Райт прилетели в Китти-Хок, издатель газеты Уильям Рэндольф Херст предложил 50 000 долларов первому авиатору, который смог пролететь от побережья до побережья за 30 дней. Кэл Роджерс взял его на себя, покидая гоночную трассу Sheepshead Bay в Бруклине, Нью-Йорк. После как минимум 15 аварий, двух взрывов двигателей и десятков механических проблем Роджерс завершил трансконтинентальный переход за 49 дней.
Вековой приз и упорное стремление Роджерса его подтвердить убеждение, что с упорством кто-то может достичь того, что ранее считалось невозможным.
Вскоре после завершения первой трансконтинентальной поездки Роджерс погиб в авиакатастрофе. Он похоронен на кладбище Аллегейни в Питтсбурге, городе, где он родился. Надпись на его могиле гласит: «Я терплю. Я побеждаю.
Почему запускать, а не приземляться?Машина или Рынок?
Инвесторы увидят возврат?