NextSTEP-2

NextSTEP-2 (Next Space Technologies for Exploration Partnerships-2) — второй этап программы NASA по развитию коммерческих космических технологий и инфраструктуры, направленный на создание обитаемых модулей и систем жизнеобеспечения для будущих пилотируемых миссий в дальний космос, в первую очередь к Луне и Марсу. Программа является продолжением инициативы NextSTEP, стартовавшей в 2014 году, и ориентирована на привлечение частных компаний к разработке прототипов и ключевых элементов лунной орбитальной станции Gateway и других перспективных проектов.

История и предпосылки

Программа NextSTEP была запущена NASA в 2014 году как механизм государственно-частного партнёрства, призванный ускорить разработку технологий, необходимых для освоения дальнего космоса. Первый этап (NextSTEP-1) был сфокусирован на изучении концепций обитаемых модулей, систем жизнеобеспечения и двигательных установок. В 2016 году, после завершения предварительных исследований, NASA объявило о начале второго этапа — NextSTEP-2.

Основной предпосылкой для запуска NextSTEP-2 стало решение NASA о создании окололунной орбитальной станции Gateway, которая должна стать пересадочным узлом для миссий на Луну и в дальнейшем — на Марс. Для реализации этого проекта требовались модули, способные обеспечить длительное пребывание экипажа в условиях радиации, микрогравитации и ограниченных ресурсов. NextSTEP-2 был спроектирован как конкурсный отбор предложений от частных компаний по созданию обитаемых модулей и сопутствующих систем.

Цели и задачи NextSTEP-2

Основная цель NextSTEP-2 — разработка, изготовление и испытание прототипов обитаемых модулей и систем, которые могут быть использованы на станции Gateway и в других миссиях. Ключевые задачи программы включали:

• Создание обитаемых модулей: проектирование герметичных отсеков для проживания экипажа, проведения научных экспериментов и хранения грузов.
• Разработка систем жизнеобеспечения: замкнутые циклы регенерации воды и воздуха, системы удаления углекислого газа и контроля температуры.
• Интеграция с ракетой SLS и кораблём Orion: модули должны быть совместимы с существующей инфраструктурой NASA.
• Снижение стоимости и сроков: за счёт использования коммерческих подходов и модульной архитектуры.

Участники и проекты

В рамках NextSTEP-2 NASA заключило контракты с несколькими американскими компаниями, каждая из которых представила собственные концепции обитаемых модулей. Среди них:

Lockheed Martin

Компания Lockheed Martin разработала концепцию многоцелевого обитаемого модуля на базе космического корабля Orion. Проект предусматривал использование уже существующих технологий и компонентов, что должно было сократить время и затраты на разработку. Модуль предполагал размещение экипажа из четырёх человек на срок до 60 дней.

Northrop Grumman

Northrop Grumman предложила модуль, основанный на конструкции грузового корабля Cygnus, который уже использовался для доставки грузов на Международную космическую станцию (МКС). Проект предусматривал добавление герметичного отсека с системами жизнеобеспечения и стыковочным узлом.

Boeing

Boeing разработала концепцию модуля, который мог бы быть запущен как отдельный элемент или в составе более крупной станции. Компания сделала акцент на модульной архитектуре, позволяющей легко адаптировать модуль под различные задачи.

Sierra Nevada Corporation (SNC)

SNC представила проект на основе своего грузового корабля Dream Chaser. Модуль предусматривал возможность стыковки с другими элементами станции и включал системы для проведения научных экспериментов.

Bigelow Aerospace

Bigelow Aerospace, специализирующаяся на надувных модулях, предложила использовать технологию расширяемых конструкций. Их модуль B330 (Bigelow Expandable Activity Module) должен был обеспечивать большой внутренний объём при относительно небольшой массе и компактных размерах при запуске. Однако в 2020 году компания приостановила деятельность, и её участие в программе было прекращено.

Технические аспекты

Проекты в рамках NextSTEP-2 предусматривали решение ряда технических задач, характерных для долговременных миссий в дальнем космосе:

• Радиационная защита: модули должны были обеспечивать защиту экипажа от галактического космического излучения и солнечных вспышек. Для этого использовались многослойные конструкции, водородсодержащие материалы и активные системы мониторинга.
• Автономность: системы жизнеобеспечения проектировались с максимальной степенью регенерации, чтобы минимизировать зависимость от поставок с Земли.
• Стыковка и интеграция: все модули должны были быть совместимы с международными стандартами стыковки (International Docking System Standard, IDSS) и оборудованы манипуляторами для перемещения грузов.
• Энергоснабжение: предполагалось использование солнечных батарей и аккумуляторных систем, а также, возможно, ядерных источников энергии для миссий за пределами околоземной орбиты.

Результаты и текущий статус

К 2021 году все компании-участники завершили этап разработки и представили NASA детальные проекты. На основе полученных данных NASA выбрало для дальнейшей реализации концепцию, предложенную Northrop Grumman, как наиболее проработанную и соответствующую требованиям по срокам и бюджету. В 2022 году был заключён контракт на создание модуля HALO (Habitation and Logistics Outpost) для станции Gateway.

Модуль HALO, разрабатываемый Northrop Grumman при участии других подрядчиков, станет основным жилым и логистическим модулем станции. Он будет включать спальные места, кухню, медицинский отсек, системы жизнеобеспечения и стыковочные порты для грузовых и пилотируемых кораблей. Запуск HALO запланирован на середину 2020-х годов в составе первой миссии Artemis.

Другие проекты, не получившие прямого контракта на производство, были частично использованы для отработки технологий и концепций. Например, наработки Lockheed Martin и Boeing легли в основу систем управления и интеграции для Gateway.

Критика и ограничения

Программа NextSTEP-2 подвергалась критике за высокую стоимость и задержки в реализации. Некоторые эксперты отмечали, что ставка на коммерческие компании не всегда оправдана, так как частные фирмы могут быть менее устойчивы к изменениям бюджетного финансирования, чем государственные подрядчики. Кроме того, высказывались опасения, что модуль HALO, основанный на конструкции Cygnus, может иметь ограниченный внутренний объём и не обеспечить достаточный комфорт для длительных миссий.

Тем не менее, NextSTEP-2 считается важным шагом в развитии коммерческой космонавтики и создании инфраструктуры для освоения Луны и Марса. Программа продемонстрировала возможность эффективного сотрудничества NASA с частным сектором в рамках крупных космических проектов.

Источники

• NASA. Next Space Technologies for Exploration Partnerships (NextSTEP) — Overview. Washington, D.C.: National Aeronautics and Space Administration, 2016.
• NASA. NextSTEP-2: Habitat and Logistics Outpost (HALO) — Fact Sheet. Houston: Johnson Space Center, 2022.
• Berger, E. "NASA selects Northrop Grumman for Gateway habitat module." Ars Technica, 2021.
• SpaceNews. "Bigelow Aerospace halts operations, lays off employees." 2020.
• NASA. "Artemis Program: Gateway." NASA.gov, 2023.