Надо ли лететь на Марс?
В российском научно-техническом сообществе идут дискуссии о роли и месте отечественной космонавтики, ее дальнейших перспективах. Общее мнение: нация не может отказаться от космических исследований, не может не претендовать на лидирующие позиции в мировой космонавтике.
Что представляет собой сегодня российская космическая отрасль? В каком направлении ее следует развивать? Какие прорывы можно и нужно совершить в ближайшие два-три десятилетия? Обсудим тему с вице-президентом Объединенной ракетно-космической корпорации, генеральным конструктором пилотируемых программ (2007 - 2014 гг.) Виталием Лопотой.
Нужна стратегия освоения космоса
- Есть ли у России стратегия освоения космоса? По отрывочным сообщениям о том или ином запуске (причем не всегда удачном) складывается впечатление, что стратегии нет, а все сводится к решению частных задач.
- У нас есть Закон "О космической деятельности". Есть и другой документ, принятый в 2013 году, - "Основы государственной политики Российской Федерации в области космической деятельности на период до 2030 года и на дальнейшую перспективу". Но стратегия в этих документах не прописана.
- А в чем она, на ваш взгляд, должна состоять?
- Основными стратегическими целями российской космонавтики, полагаю, должны быть национальная безопасность, технологическая независимость и благосостояние граждан. А основные принципы, которыми необходимо руководствоваться при осуществлении космической деятельности, на мой взгляд, таковы: защита суверенных прав, возможностей и свободы действий в космосе; противодействие реализации космической деятельности, враждебной национальным интересам; взаимовыгодное сотрудничество с другими государствами в рамках освоения и использования космического пространства; поддержка мирной направленности космической деятельности других государств; приверженность международно-правовым механизмам урегулирования претензий государств на суверенитет над областями космического пространства, планетами и другими небесными телами Солнечной системы; создание пилотируемых ракетно-космических комплексов как единой взаимоувязанной системы ракетных, космических и наземных сегментов.
- Вы можете так же четко сформулировать основные задачи отечественной космонавтики?
- Попытаюсь. Мне кажется, одна из таких задач - постоянный и беспрепятственный доступ в космос. Чтобы решить эту задачу, нужно создавать надежные, дешевые и эффективные транспортные средства, пилотируемые и беспилотные. Необходимо также создание межорбитальных буксиров, автоматических космических аппаратов целевого назначения и наземной космической инфраструктуры.
Другая важная задача - безопасность из космоса и в космосе. Для ее решения требуется обеспечивать навигацию, связь, мониторинг Земли и космического пространства, противодействовать угрозам планетарного масштаба из космоса (кометно-астероидной и другой опасности), защищать космические средства и наземную инфраструктуру.
Дальше Марса мы в ближайшие десятилетия не сможем улететь. Луна, например, нам пока недоступна
В задачи российской космонавтики также входит: опережающее развитие прорывных технологий, позволяющих получить приоритет в космической деятельности; генерация и накопление знаний о Вселенной; воспитание инженерного и интеллектуального потенциала нации; обеспечение престижа государства; расширение возможностей околоземной орбитальной пилотируемой космической инфраструктуры (станций) для проведения научных исследований, технической и технологической отработки ракетно-космических технологий, обслуживания и ремонта автоматических космических комплексов, сборки крупногабаритных конструкций различного назначения; длительные полеты за пределами низких околоземных орбит, в том числе полеты на орбиту искусственного спутника Луны, в точки либрации системы Земля - Луна, к астероидам; высадка на поверхность Луны и создание планетной инфраструктуры для проведения исследований и генерации новых знаний, а также подготовки к освоению Луны в интересах развития человечества в долгосрочной перспективе; создание межпланетного экспедиционного комплекса и реализация пилотируемого полета на Марс с высадкой на поверхность планеты для обеспечения ее исследований и пр.
- В ряду стратегических целей российской космонавтики вы назвали благосостояние граждан. Объясните, какая тут связь.
- Она такая же, как связь между метеопрогнозом и той одеждой, какую вы предпочтете надеть, зная, что сегодня будет прохладно и дождливо или, наоборот, жарко и солнечно. Или, скажем, у вас в автомобиле установлен навигатор, вы вбиваете адрес и этот навигатор приводит вас туда, куда вам надо, ориентируясь по спутниковым маякам, которые находятся в космосе. Вопросы космической навигации были проработаны лет тридцать назад. Группировку спутников мы неоднократно доводили до более чем 20 аппаратов, но, к сожалению, программное обеспечение и аппаратура, которой мы пользуемся, производятся вне России или на компонентах, которые мы делаем совместно. Тем не менее ориентация идет и от американских спутников, и от наших. Как видите, космонавтика - область деятельности, имеющая глобальный характер.
У идей нет национальности
- Российская космическая отрасль достаточно обеспечена бюджетным финансированием?
- На мой взгляд, да. И сама структура отрасли выстроена логично. Есть Федеральное космическое агентство - федеральный орган исполнительной власти, отвечающий за осуществление космической деятельности в научных и народнохозяйственных целях. И есть Объединенная ракетно-космическая корпорация. Эти две структуры дополняют друг друга и действуют согласованно.
- А международное сотрудничество России в космосе - ему нынешняя геополитическая ситуация, вероятно, не очень способствует?
- Тем не менее это сотрудничество продолжается и, я уверен, будет продолжаться. Собираясь лететь в космос, мы должны взять на Земле все лучшее для этого полета. У идей нет национальности.
- Предназначение космонавтики сильно изменилось за последние полвека?
- Конечно. Космонавтика дала нам генерацию фундаментальных знаний. Мы стали больше понимать, мы уже шапками никого не забрасываем, не декларируем утопические идеи. Человечество сегодня имеет ту энергетику, которую имеет и с которой дальше Марса мы в ближайшие десятилетия не сможем улететь. Луна, например, нам пока недоступна. Чтобы достичь поверхности Луны экипажем в три человека, нужна ракета грузоподъемностью не менее 130 - 150 тонн на нижнюю орбиту. К сожалению, таких носителей сегодня нет. А те носители, которые есть, не позволяют этого сделать. Мы сегодня создаем ракеты грузоподъемностью 20 тонн на нижней орбите, в скором будущем дойдем до 25 тонн, но, чтобы подлететь к Луне, требуются массы на околоземной орбите 75 тонн. А чтобы еще приземлиться и обратно улететь, нужно по крайней мере удвоить эту грузоподъемность.
- Удвоить грузоподъемность задача чисто техническая?
- Скорее научно-техническая. Потому что космонавтика сегодня - это генерации новых знаний, более детальных и глубоких, о космическом пространстве на основе научных исследований. Но это еще и решение множества прикладных задач: глобальная связь и телекоммуникация, наблюдение и мониторинг поверхности и атмосферы Земли, навигация, поиск и спасение терпящих бедствие и т.п.
Cовременная космонавтика родилась как итог осмысления результатов первых исследований космического пространства, тех возможностей, которые появлялись и расширялись в связи с полетами искусственных спутников Земли, автоматических межпланетных зондов-станций, пилотируемых космических кораблей и орбитальных околоземных станций, несущих на борту научную и специальную целевую аппаратуру. А сегодня нам требуются новые знания о мироустройстве Вселенной. Эти знания важны и для обеспечения безопасности и сохранности нашей цивилизации, для использовании ресурсов космоса, а также для создания и развития необходимых технологий. Вот, скажем, основным источником информации о громадных пространствах Вселенной является спектр излучений, которые мы можем зафиксировать различными физико-техническими инструментальными средствами (датчики, комплексы и приборы). Располагаемые на поверхности Земли, они позволяют проводить наблюдения и измерения небесной сферы в ограниченном спектре электромагнитных излучений: широкий диапазон радиоволн, оптический диапазон и примыкающие к нему сравнительно узкие ультрафиолетовый и инфракрасный диапазоны. Это не позволяет комплексно и объективно исследовать все процессы, происходящие во Вселенной. При размещении соответствующих физико-технических инструментальных средств на высотах более 160 км над Землей становятся возможными наблюдения и измерения рентгеновского и гамма-излучений. Гамма-излучение дает представление о термоядерных процессах во Вселенной, а рентгеновское о гравитационных и других катаклизмах в жизни макромира. Наблюдения в диапазоне ультрафиолетового излучения свидетельствуют о плазменных процессах в космосе, оптическое - визуальное наблюдение, воспринимаемое человеком, инфракрасное - о тепловых процессах в окружающем пространстве. Информация, которую приносят радиоволны, это "голос Вселенной". Космические радиоволны человечество изучает более ста лет в поиске ответов на волнующие вопросы, среди которых один из важнейших о возможном существовании во Вселенной других развитых цивилизаций.
Особое место в современной космонавтике занимает использование пилотируемых средств и систем. Именно в пилотируемой космонавтике всегда рождались и развивались наиболее надежные и безопасные космические технологии. Это перемещения в космическом пространстве обитаемых и необитаемых конструкций, технологии обеспечения жизнедеятельности человека как в замкнутом, защищенном объеме, так и в открытом космосе, а также прорывные технологии для выполнения исследований и генерации новых знаний. Например, размещение рентгеновского телескопа на станции "Мир" и проведенные с его помощью исследования в корне изменили всю систему и глубину знаний о структуре и содержании Вселенной.
Предотвращать кометно-астероидную опасность
- В каком состоянии находится сейчас российская космическая наука?
- Знания о космосе достаточно глубокие. Они позволяют нам уверенно действовать в Солнечной системе. Но дальше Марса с помощью пилотируемой космонавтики нам, как я уже сказал, пока не улететь. Автоматическими межпланетными станциями (АМС) "Пионер" и "Вояджер" человечество уже достигло гелиопаузы. Эти аппараты до сих пор работают, передают информацию. С их помощью идет постоянное изучение, накапливание знаний о Вселенной.
Очень серьезный вопрос - кометно-астероидная опасность. Помните случай, происшедший в прошлом году под Челябинском, когда небесное тело объемом около 20 метров со скоростью 30 километров в секунду вошло в атмосферу Земли и взорвалось на большой высоте (этот взрыв в восемь раз превысил разрушительную силу атомной бомбы, взорванной в Хиросиме). Кометно-астероидная опасность постоянно угрожает земной цивилизации, и человечество всегда должно быть готово к ее отражению. Необходим постоянный мониторинг движения наиболее опасных комет и астероидов для определения вероятности их столкновений с нашей планетой. Мониторинг может осуществляться с использованием спутниковой системы контроля космического пространства, размещенной в точках Лагранжа L3, L4, L5 системы Земля - Луна.
Кроме того, космонавтика сможет обеспечить в будущем и решение таких важных задач, как ликвидация энергетического дефицита человечества путем создания космических электростанций, улучшения экологии Земли и среды за счет выноса особо вредных производств за пределы атмосферы.
- Почему космонавтика сегодня более востребована в околоземном космическом пространстве, чем в дальнем космосе?
- Это объясняется тем, что технологии выхода человечества в дальний космос только разрабатываются и пока не готовы для широкого использования. Мы находимся на пороге новых прорывных космических технологий. С их обретением количество задач в дальнем космосе будет существенно увеличиваться.
Мы должны быть готовы к возможному сдерживанию чьих-то агрессивных намерений
- Космические достижения советской эпохи сегодня находят какое-то применение?
- Да, они активно используются. Мы имеем лучшее в мире двигателестроение и надежные космические аппараты в пилотируемых программах. Весь мир сегодня пользуется российской космической пилотируемой техникой. Но надо делать следующий шаг вперед, потому что в США, Европе и Японии уже несколько компаний создают пилотируемые корабли. Лет через пять - десять на этом рынке будет мощнейшая конкуренция.
- Активность России в космосе не уступает активности Соединенных Штатов. Но большинство запусков у нас производится в интересах других стран. Это коммерческие запуски. Предоставление космических услуг.
- В том, что космические транспортные услуги мы предоставляем всему миру, нет ничего плохого. Надо иметь в виду, что, летая, мы отрабатываем компоненты космических технологий, которые нам необходимы для развития техники будущего. И в этом мы сегодня имеем определенный приоритет.
- Новая Россия не располагает такими возможностями, какими располагала советская империя. Может, стоит умерить амбиции, смириться с тем, что мы больше не космическая держава, и "заземлиться" во всех смыслах этого слова?
- Мы не можем отказаться от космической науки, питающей передовые технологии, не можем прекратить исследования внеземного пространства, не можем не претендовать на всемирное уважение и признание. Желание познавать Вселенную уже само по себе, вне всяких других причин, велит человечеству заниматься космосом. Примем здесь во внимание и вопросы национальной безопасности. Сегодня, например, разворачивание американской противоракетной системы может полностью лишить нашу страну оружия сдерживания. Я имею в виду российский ядерный потенциал со средствами доставки. Имея глобальные средства наблюдения, доставки, противодействия, мы должны быть готовы к возможному сдерживанию агрессивных намерений, от кого бы они ни исходили.
МКС - уникальный полигон для отработки космических технологий будущего
- Как вам видится дальнейшее развитие пилотируемой космонавтики?
- Пилотируемая космонавтика - это уникальная возможность отработки космических технологий в будущем. На нее сейчас тратится около 22 - 23 процентов федеральной космической программы России. Конечно, требуются более серьезные затраты, и, хочу заметить, пилотируемая программа не убыточна. Роскосмос удачно продает на рынке ежегодно четыре кресла космонавтов - около 80 миллионов долларов за каждое. На различных административных уровнях постоянно звучит вопрос: а зачем нужна пилотируемая космонавтика? Как это зачем? Да она породила всю космонавтику! Все, что в космосе сегодня делается, было создано и отработано во многом благодаря пилотируемой космонавтике.
Пилотируемая космонавтика - это уникальная возможность отработки космических технологий в будущем
Сегодня основной технической базой для совершенствования широкого круга космических технологий в реальных условиях является Международная космическая станция (МКС). Ее габариты внушительны: длина панелей солнечных батарей примерно 126 метров, ширина станции около 70 метров. МКС - это легкодоступный (по сравнению с межпланетным пространством), надежный, безопасный, хорошо оснащенный космический экспериментальный стенд, потенциал которого используется для отработки перспективных технологий. Задачи транспортно-технического обеспечения МКС в последние годы, после вывода из эксплуатации американских шаттлов, выполняют только российские корабли типа "Прогресс" и "Союз", гарантируя возможность экстренного возвращения экипажа станции на Землю в случае возникновения нештатных ситуаций на борту. Обеспечивая МКС экипажами и грузопотоками, мы в каждом полете отрабатываем технологии, которые обеспечат России необходимые конкурентные преимущества. Наши американские партнеры уже полностью развили свой сегмент станции и эффективно эксплуатируют его для исследований. Инфраструктура российского сегмента по ряду причин может быть создана только к 2018 - 2020 году. С этого периода станет возможно выполнение полновесной отечественной научной программы в уникальной комплексной национальной научной лаборатории на МКС. Сейчас Россия, США, Европа, Канада и Япония договорились об эксплуатации станции до 2020 года и обсуждается возможность эксплуатации МКС до 2024 года. МКС - это уникальный орбитальный полигон отработки космических технологий будущего.
- Что собой представляет сегодня отряд космонавтов? Сколько там человек? Много ли вообще желающих полететь к космос?
- В отряде космонавтов около сорока человек. Все они прошли конкурсный отбор. Мы поддерживаем ту численность космонавтов, которая соответствует нашим техническим возможностям. Конечно, та техника, которая сейчас создается, требует, чтобы в космос начали летать профессионалы-исследователи. И здесь есть над чем работать.
Преодолеть земное притяжение
- С точки зрения приоритетов в исследовании космоса полет на Марс задача номер один?
- Это та максимальная задача, которую мы можем решить на том уровне энергетики и технологий, которые у нас есть. Это корабль, который должен разогнаться и улететь со второй космической скоростью, преодолев земное притяжение. А чтобы его преодолеть и закрепиться на орбите, мы разгоняемся до скорости 7,8 километра в секунду и остаемся на орбите. Чтобы с орбиты Земли улететь к Луне или куда-то дальше, мы должны добавить еще 3,8 километра в секунду. На все нужна энергия. А чтобы вернуться на Землю со второй космической скорости, корабль должен защитить людей от сильного нагрева при трении о плотные слои атмосферы. При первой космической скорости поверхность космического спускаемого аппарата разогревается до 2,5 тысячи градусов, а при второй - более 3 тысяч градусов. Поверхность возвращаемого космического аппарата должна выдержать такой большой нагрев и здесь надо все продумать.
Cледы древней реки на Марсе
Если говорить о приоритетах в полетах к ближним относительно Земли небесным телам Солнечной системы, то предпочтение следует отдать Марсу. Хотя заслуживает внимания и Луна как испытательный полигон для освоения дальнего космоса. Ученые и инженеры ведущих ракетно-космических корпораций мира, рассмотрев различные варианты возможной космической экспансии человека на ближайшие десятилетия, пришли к соглашению по ее "дорожной карте". "Дорожная карта" предусматривает реализацию одного из двух сценариев продвижения человечества в космос: "Земля - астероиды - Луна - Марс" или "Земля - Луна - астероиды - Марс". Эта идеология сейчас прорабатывается. На процесс проработки оказывают воздействие и заявления лидеров некоторых государств, например, в США изучается возможность первоначального полета на астероид. С точки зрения конструкторско-технологического обеспечения миссий, более перспективный и последовательный путь - создавать технику марсианского применения. Луна здесь рассматривается прежде всего как объект исследований, позволяющих отработать технологии планомерного освоения Марса.
- Как скоро, по-вашему, может состояться полет на Марс?
- Потребуется не менее десяти-пятнадцати лет, чтобы подойти к решению этой задачи, которая должна быть вписана в сценарий дальнейшего эволюционного развития российской космонавтики.
Информация