Трасса «Земля — Луна»: как Россия будет осваивать космос в XXI веке
Недавно мы отмечали знаменательную дату — 55-летие первого в мире пилотируемого полета человека в космос, и к нам приезжал с докладом выпускник Физтеха, космонавт Александр Калери. По его мнению, одна из интереснейших технических задач, которую человечеству предстоит решить в ближайшие 30–50 лет, то есть в горизонте жизни современных молодых людей — это создать надежные средства обеспечения жизнедеятельности на трассе «Земля — Луна». Нужно обкатать маршрут, создать средства буксировки и спасения, другими словами, создать на трассе полета условия, «как на орбитальной станции».
Специалисты знают, что полеты на орбиту сегодня уже стали отработанной до мелочей схемой, это уже почти как прокатиться на метро, только с билетом за $50 млн (хотя эта услуга сейчас приостановлена). Запуски происходят систематически, летать на орбиту безопасно, процессы проверены и работают почти бесперебойно: запустили ракету с кораблем и экипажем, привезли еду, забрали образцы, спустили обратно на Землю, запускаем следующий экипаж. В XXI веке нам нужна такая же доступность и безопасность полетов на Луну.
Гонка технологий
Есть расхожее убеждение, что заслуги России в космосе остались в прошлом — мол, был у нас первый спутник и первый человек в космосе, был великий Циолковский, но все это позади. А Штаты первыми отправили человека на Луну, а теперь вот исследовательский модуль на Марс, и, наверное, первыми там окажутся… Но надо понимать, что есть символические, знаковые достижения, которые демонстрируют высший технический уровень, — например, первыми оказаться в открытом космосе или ступить на другую планету. А есть практические задачи освоения космоса в рамках экономической деятельности человека — например, глобальная связь и коммуникации, дистанционное зондирование Земли, средства выведения на орбиту, задачи по предсказанию погоды и урожаев, воздушной и морской навигации, геопозиционированию. И вот по этим направлениям у России есть все современные ответы на технологические запросы. Представление о том, что США ушли далеко вперед, а мы плетемся где-то позади, устаревшее и искаженное — американцы просто чуть лучше умеют об этом рассказывать.
Бюджеты со времен космической гонки США и СССР, конечно, изменились. Белый дом сокращает финансирование на 2016 год до $19 млрд, в то же время бюджет федеральной космической программы в России на ближайшие десять лет составит около полутора триллионов рублей, то есть по текущему курсу на год приходится чуть более $2 млрд. Но несмотря на это, мы занимаем первое место в мире по количеству запусков ракетоносителей. Практически все полеты на МКС — от грузоперевозок до доставки экипажей — обеспечиваются нашими космическими кораблями «Союз» и «Прогресс». Отечественный телескоп «Радиоастрон» до сих пор считается лучшим по угловому разрешению радиотелескопом в истории космонавтики.
В свое время в России была реализована программа создания мощных химических двигателей, которые сейчас производят в НПО «Энергомаш», а конгресс США каждый год выдает NASA разрешение на их закупку. В некоторых областях мы отстаем, а в некоторых, наоборот, достигли такого уровня технологий, что зарубежным коллегам проще у нас их закупить, чем потратить десятки лет на воссоздание. А главное, Россия традиционно и до сих пор лидирует в пилотируемой космонавтике.
Нужен ли в космосе человек?
Космонавтика в традиционном понимании — это не любые полеты за пределы Земли, а исследование космического пространства именно с помощью пилотируемых аппаратов, обитаемых станций — иначе говоря, с участием человека. И во всем, что касается полетов человека в космос, у России очень богатая история и надежная техника — она настолько сложна, что повторить ее с нуля без риска для космонавта решится далеко не каждая страна.
Надо признать, что сейчас мировые исследования космического пространства и планет Солнечной системы по большей части ведутся с помощью беспилотных космических аппаратов, или зондов. В России эта часть космических исследований долгое время была за скобками, в том числе и по экономическим причинам, — мы сосредоточились на пилотируемой космонавтике, поэтому зарубежные космические миссии и программы беспилотного изучения космоса нас обогнали. На Марсе сейчас действительно работает американская техника, а миссия «Экзомарс» сделана европейцами. И хотя мы знаем, что все эти миссии работают с нашим участием (например, они не обходятся без приборов, сделанных в ИКИ РАН), все же роль России в исследованиях дальнего космоса назвать лидирующей пока нельзя.
Россия еще скажет свое слово в полетах автоматических станций к объектам Солнечной системы. Но главное, мы хорошо понимаем, что без человека в космосе все равно не обойтись никогда. Ведь автоматизировать можно только рутинные процессы, — там, где нам уже понятно, как все работает. А стоит только возникнуть любой эвристической задаче, нетривиальной проблеме или нештатной ситуации — и тут же нужно присутствие человека. Специалисты помнят, как в какой-то момент всем известный телескоп «Хаббл» сломался. Задачу по его ремонту нельзя было решить автоматически, и к нему пришлось отправить экспедицию астронавтов, которая его и починила. В космосе слишком много неизведанного, чтобы рассчитывать только на технику. Когда мы начнем строить колонии на Луне и Марсе, будут обязательно возникать проблемы, с которыми не справится ни один робот. Вот почему будущее во многом за космонавтикой в ее историческом понимании.
Русский Маск
Главное, что произошло в нашей стране, — мы преодолели экономические трудности и сделали капитальные вложения в космическую отрасль, финансирование за последние десять лет выросло на порядок. И это приносит результаты. Так, главная задача, которая в какой-то момент была поставлена перед всей отраслью, — обеспечить Россию собственной системой геопозиционирования — уже выполнена. Это небезызвестная система ГЛОНАСС, аппараты которой, несмотря на публичную критику в прошлом, давно уже нормально функционируют и регулярно обновляются. Разработка системы потребовала солидной части бюджетного финансирования, так же как и создание нового космодрома Восточный, — зато по итогам проведенных капвложений мы можем гарантировать независимость от внешних изменений политической и экономической конъюнктуры.
Одна из крупнейших отечественных программ, которая идет прямо сейчас, — это создание транспортно-энергетического модуля мегаваттного класса для вывода на околоземную орбиту, по сути это означает вывести на орбиту атомный реактор. Дело в том, что у современных космических аппаратов есть два основных ограничения — по массе и по энергии. Российские ученые и инженеры сейчас работают над тем, чтобы ограничение по энергии было снято — и вполне возможно, что это произойдет в ближайшем будущем. А если проблема нехватки энергии на борту аппаратов будет снята, то на них можно будет устанавливать большие электрореактивные двигательные системы.
Есть разные варианты того, как этот модуль будет работать, одна из основных предполагаемых функций — это своего рода буксир, который «подбирает» спутники на околоземной орбите и выводит их на геостационарную орбиту. Для современной космонавтики это наиболее энергоемкий и потому наиболее сложный процесс, он требует колоссального количества топлива. Сегодня разгонные блоки работают на химическом топливе, а его требуется в сотни раз больше по массе, чем топлива в электрореактивных двигателях. На таком же двигателе космический корабль сможет летать к Луне, к Марсу и еще дальше. И это не фантазии — такой ядерный реактор уже создан, аттестован и готов к запуску. И это тот прорыв в освоении космоса, который в ближайшем будущем подарят человечеству российские ученые.
Пришло время потихоньку меняться и самой отрасли. Извне, может быть, кажется, что космос в России целиком государственный — а это уже не так, он понемногу переходит в частное управление. На российском рынке освоения космоса работает множество предприятий, большинство из них пока в форме ФГУПов, которые осуществляют исследования, инженерные разработки и конкурируют между собой за государственные контракты. То есть космос постепенно переходит к рыночной экономике — рано или поздно у нас появится свой Илон Маск, а за государством останется только роль регулятора.
Большой шаг для человечества
Ядерная энергодвигательная установка — это проект, который, несмотря на свой огромный масштаб, реализуется полностью в России. Причина в том, что только у нас и США есть два ингредиента, необходимых для такой технологии, — атомная и космическая отрасли с высоким уровнем развития. Этот союз «Росатома» и «Роскосмоса» обещает нам прорыв в освоении космического пространства.
Но научные достижения невозможно присвоить, будущее все равно остается за международной коллаборацией. История показывает, что нет такой технологии, даже в области самой высокой физики, которая не стала бы достоянием человечества. Атомная энергия была сверхсекретным проектом, а сейчас обеспечивает электроэнергией и теплом почти все развитые страны. Так же и наши разработки в области доставки грузов на орбиту послужат всему человечеству. Россия, профинансировав эту технологию, в итоге обретет и экономический эффект, и союзников, которые подключатся к ее эксплуатации. А вот если эту программу остановить, то у человека как биологического вида, который хочет расселиться по соседним планетам, другого источника энергии для таких путешествий на ближайшие сто лет уже не будет.
В космосе, кроме наблюдения Земли, нас, конечно же, интересует Марс и очень интересует Венера. Когда у нас появится возможность летать на большие расстояния, интересно будет проведать спутники Юпитера — есть подозрение, что там могут быть белковые альтернативные земной эволюции формы жизни. До недавно открытой девятой планеты мы в ближайшее время не долетим — будем реалистами, но исследовать соседние планеты в горизонте XXI века вполне сможем. И будем.
