Непосредственное изучение естественного спутника нашей планеты началось со старта советской лунной программы. 2 января 1959 года автоматическая станция "Луна-1" впервые в истории осуществила полет к Луне.

Советские лунные станции

Конечной целью советской лунной программы была высадка космонавтов на спутнике Земли. Но перед этим автоматическим станциям следовало изучить условия на Луне.

В 1959 г. станция «Луна-2» врезалась в поверхность Луны в районе моря Ясности, первой в мире достигнув поверхности спутника Земли. В том же году станция «Луна-3» сфотографировала невидимую с Земли сторону Луны. Теперь перед конструкторами стояла задача осуществить мягкую посадку на лунную поверхность. В 1966 г. автоматическая станция «Луна-9» мягко прилунилась в районе океана Бурь. Она доказала, что Луна имеет твердую каменистую поверхность.

Следующим этапом в исследованиях стала доставка на Землю лунного грунта. В условиях, когда СССР проигрывал «лунную гонку» с США, это наглядно доказало бы преимущества гораздо менее затратных автоматических станций, которые добиваются тех же самых результатов гораздо меньшими средствами. Однако, доставить лунный грунт советской станции «Луна-16» удалось только в сентябре 1970 г., когда на Луне побывала уже вторая американская экспедиция. В следующем месяце прилунилась «Луна-17» и на поверхность спустился робот «Луноход-1». Первый лунный робот проработал 10 месяцев вместо запланированных трех. Он проехал более 10 км, выполнил исследования грунта более чем в 500 точках и передал на Землю 25 тысяч фотографий. В 1973 г. ему на смену прибыл «Луноход-2», который «прожил» на Луне меньше, но прошел гораздо большее расстояние, передав 80 000 фото.

Лунные пилотируемые экспедиции США

В НАСА был разработан крупномасштабный план освоения Луны. Первой его стадией должна была стать программа лунных экспедиций «Аполлона».

В 1961 г. президент Дж. Кеннеди официально озвучил главную цель программы — до конца текущего десятилетия высадить на Луне американских астронавтов. Если Эйзенхауэр проигрывал «космическую гонку», то для новой администрации было жизненно важно обогнать СССР. Чтобы добиться этого, в НАСА было принято решение, что полет на Луну будет происходить по следующей схеме: ракета-носитель «Сатурн-5» выводит в космос космический корабль «Аполлон» с отделяемой лунной кабиной, которая бы доставила астронавтов на Луну и обратно на корабль для возвращения на Землю.

На траектории полета к Луне происходило перестроение отсеков корабля. В космосе командный модуль разворачивался и пристыковывался к лунной кабине. После этого два астронавта по стыковочному устройству переходили внутрь ЛК и опускались на спутник Земли. Пока 2 астронавта находились на Луне, третий оставался в командном модуле КК «Аполлон» на селеноцентрической орбите.

16 июля 1969 г. с космодрома Канаверал стартовал КК «Аполлон-11» с астронавтами Н. Армстронгом, Э. Олдрином и М. Коллинзом на борту. Спустя 4 дня ЛК «Орел», экипаж которого состоял из Армстронга и Олдрина, прилунился в Море Спокойствия. Ночью 21 июля, первым спустившись на поверхность Луны, Н. Армстронг произнес знаменитое: «Маленький шаг для человека — огромный шаг для человечества». Вслед за ним из лунной кабины спустился Олдрин. Всего астронавты провели на Луне 21,5 часа.

Авария «Аполлона-13»

В апреле 1970 г., когда «Аполлон-13» уже подлетал к Луне, в служебном модуле взорвался кислородный баллон. В результате из строя вышли 2 из 3 батарей топливных элементов, которые обеспечивали электроснабжение отсека экипажа. Истекающий из двигательного отсека кислород накренял корабль и делал невозможной посадку на Луну.

Однако вернуться на Землю астронавты могли, только облетев спутник нашей планеты. 2 астронавта перешли в лунный модуль, а третий остался в отключенном командном, который нужно было сохранить для посадки на Землю. Несмотря на постоянные сбои поврежденного оборудования стальные нервы и выдержка астронавтов помогли им вернуться домой.

14 ноября 1969 г. стартовала вторая лунная экспедиция. На борту КК «Аполлон-12» к Луне отправились астронавты Ч. Конрад, А. Бин и Р. Гордон. 19 ноября Конрад и Бин посадили лунную кабину «Интерпид» (также названную в честь военного парусного корабля — все члены экипажа в прошлом были морскими летчиками) в Океане Бурь на расстоянии менее 200 метров от станции «Сервейер-3». В тот же день астронавты в первый раз вышли на поверхность Луны. Это событие транслировалось по цветному телевидению на Землю. Они произвели забор образцов грунта, установили научную аппаратуру и, спустя 4 часа, вернулись в ЛК. На следующий день астронавты подошли к «Сервейеру-3», отрезали от аппарата несколько частей и вернулись к ЛК. 20 ноября 1969 г., пробыв на Луне более 31 часа, «Интерпид» стартовал к командному модулю «Янки Клиппер», находившемуся на селеноцентрической орбите.

Через 4 дня астронавты вернулись на Землю, привезя с собой более 40 кг лунного грунта. 11 апреля 1970 г. с космодрома Канаверал был запущен КК «Аполлон-13». Его экипаж составляли Дж. Ловелл, Дж. Свайгерт и Ф. Хейз.

14 апреля, когда корабль, состыковавшись с лунной кабиной, уже подлетал к Луне, в служебном модуле взорвался кислородный баллон. В результате из строя вышли две из трех батарей топливных элементов, которые обеспечивали электроснабжение отсека экипажа.

В Хьюстоне было принято решение отказаться от высадки на Луну, продолжать ее облет и возвращаться на Землю. В этой критической ситуации астронавты сохраняли стальное хладнокровие и ясный разум, что и помогло им остаться в живых и 17 апреля 1970 г. посадить корабль в Тихом океане. В ходе последующих экспедиций пребывание астронавтов на Луне было увеличено до 67 часов, программа научных исследований расширена, скафандры усовершенствованы. Кроме того, у астронавтов появилось новое средство передвижения — лунный ровер, на котором они могли перемещаться по поверхности спутника Земли. Последняя экспедиция состоялась в декабре 1972 г. Экипаж «Аполлона-17» состоял из Ю. Сернана, Р. Эванса и геолога Х. Шмитта, единственного гражданского, побывавшего на Луне.

Возвращение человека на Луну

Амбициозная программа «Аполлон» предусматривала создание лунных баз и колонизацию нашего спутника, однако пока все это остается лишь благими намерениями. Тем не менее, рано или поздно Луна будет освоена человеком.

Планируя освоение Луны, в 1974-1977 гг. НАСА хотело значительно увеличить время пребывания экспедиций, к 1981 г. агентство должно было вывести на орбиту Луны долговременную станцию с экипажем 6 человек. С этой станции на Луну периодически высаживались бы астронавты для сбора научной информации.

На 1980-1983 гг. был запланировано строительство лунной обитаемой базы, на которой к 1986 г. должны были постоянно жить и работать 50 астронавтов. К сожалению, все эти проекты были похоронены экономическим кризисом, из-за которого финансирование космических исследований резко сократилось.

Одновременно в Советском Союзе с середины 60-х годов шла разработка долговременного лунного поселения — базы «Звезда», которая стала первым детально проработанным проектом подобного рода.

Но после высадки американцев на Луну советская пилотируемая лунная программа была полностью свернута.

В январе 2004 г. президент США Дж. Буш выступил с новой программой освоение космоса — «Созвездие», которая состояла из трех этапов и имела своей конечной целью высадку астронавтов на Марс. Второй этап предусматривал три пилотируемых полета на Луну в 2019-2020 гг. Но уже в 2010 г. эта программа была свернута президентом Б. Обамой из-за всемирного экономического кризиса.

Старые сроки пилотируемых лунных программ не сбылись. Европейская программа «Аврора», обсуждавшаяся в начале XXI века, не привела к пилотируемому полету на Луну в 2024 г. Сегодня участие ESA в освоении Луны связано прежде всего с программой Artemis: европейские служебные модули обеспечивают корабль Orion, а сама ESA участвует в создании окололунной станции Gateway. В апреле 2026 г. Artemis II совершила первый за более чем полвека пилотируемый полет людей к Луне.

Сроки следующих этапов по-прежнему могут меняться. ESA планирует начать сборку Gateway в конце 2020-х годов; европейский жилой модуль Lunar I-Hab заявлен для миссии Artemis IV. Поэтому старые обещания высадки к конкретному году правильнее рассматривать как историю космических программ, а не как действующий календарь.

Лунный водяной лед действительно имеет большое значение для будущих экспедиций: он интересен как источник воды, кислорода и компонентов топлива. Идея добычи гелия-3 из реголита тоже обсуждается, но пока остается далекой и экономически не доказанной перспективой, а не главной целью современной лунной программы.

Гелий-3 теоретически может использоваться в некоторых схемах термоядерной энергетики, однако коммерческих термоядерных электростанций пока нет. Поэтому оценки, переводящие предполагаемые лунные запасы гелия-3 в «тысячи лет энергии», носят в основном футурологический характер.