Космические пилигримы прошлого и будущего
Человек всегда стремился в космос к звездам. Древние цивилизации Египта, Месопотамии, Южной и Северной Америки, считали, что планеты и звезды - это боги, а исследование этих небесных тел позволяло предсказывать не только волю богов, но и используя солнечные и лунные календари, управлять народами.
Еще в 3 тысячелетии до н.э. астрономы Междуречья соединили звезды в созвездия и создали список созвездий. К концу 2 тысячелетия до н.э. число созвездий достигло 70-ти, некоторые из них совпадают с современными. Примерно во II-I тысячелетиях до н. э. китайскими астрономами небо было разделено на 28 участков-созвездий, в которых двигались Солнце, Луна и Млечный Путь.
Тысячи лет истории, науки и прогресса привели к тому, что сбылась мечта человека. В середине 20-го века, а именно 4 октября 1957 года, Союз Советских Социалистических Республик вывел на орбиту Земли первый искусственный спутник «ПС-1».
Всего 30 с небольшим лет потребовалось человечеству, чтоб пробежать большой путь от первого искусственного спутника Земли, до долговременных обитаемых космических станций и полетам к другим планетам.
Полет Гагарина, выход человека в открытый космос, автоматические межпланетные станции, фотографирование обратной стороны Луны, программа Луноходов, Союз-Аполлон, высадка человека на Луну, запуск исследовательских зондов Вояджер, программа Space Shuttle и Энергия-Буран, Космический телескоп «Хаббл», космическая станция «Мир» и даже системы навигации GPS, а также ГЛОНАСС, это все наследие первых тридцати лет освоения космического пространства.
В 1991 году распался Советский Союз, а позже, в связи с нехваткой финансирования была затоплена космическая станция «Мир», закрыта программа Space Shuttle, но появилась Международная космическая станция - МКС.
С 1991 года по 2019 год прошло чуть меньше 30 лет. Космическая спутниковая связь, навигация и дистанционное зондирование Земли прочно вошли в ежедневный обиход жизни человека. Десятки миссий автоматических межпланетных станций позволили собрать новые сведения о структуре и строении Солнечной системы. Космические обсерватории рентгеновского диапазона позволяют регистрировать самые причудливые явления в дальних уголках нашей Вселенной.
Возможно, по вине человека, даже на Марсе появилась биологическая жизнь, которая туда могла попасть вместе с марсоходом Curiosity в 2012 году. Но это пока не точно…
Что известно точно, так это то, что нас ожидает в ближайшее 30 лет на пути освоения человеком космического пространства.
Самое главное, нам стоит ожидать появления новых участников космической гонки. Помимо Китая и Европейского Союза, о планах по освоению космического пространства, все громче и основательнее заявляют Япония, Индия, Южная и даже Северная Корея. Важно отметить, что эти страны на сегодняшний день имеют не только собственную производственную инфраструктуру, которая им позволяет создавать научные аппараты космического назначения, но и эти государства развивают инфраструктуру для запуска собственных ракет в космическое пространство.
Если говорить о прямых конкурентах России в космосе, то на первый план тут выходит Илон Макс и компания SpaceX с планами по запуску космической ракеты к Марсу и созданию глобальной сети интернет Starlink, которая должна начать функционировать к 2024 году.
Компания SpaceX уже начала проводить испытания прототипа Starhopper базовой версия ракеты, предназначенной для отправки на Луну и Марс астронавтов, а в будущем и космических туристов. По словам Илона Маска, первая беспилотная версия ракеты Starship будет готова ориентировочно между 2022 - 2024 годом.
В случае успеха SpaceX по проекту Starship, даже частичным успехом, главным достоинством этой ракеты будет ее возможность выводить на низкие опорные орбиты Земли полезные нагрузки массой до 150 тонн и внушительными габаритными размерами - до 9 - 12 метров в диаметре и 20 метров в длину.
Национальное американское управление по аэронавтике и исследованию космического пространства NASA стоит некоторым особняком от Маска, но также имеет планы по освоению Луны и Марса.
В марте 2019 года президент США Дональд Трамп поставил главе НАСА Джиму Брайденстайну задачу, в рамках проекта Artemis организовать полёт американских астронавтов на Луну.
Согласно проекта, первый полет космического корабля «Орион» в беспилотном варианте, включая облет Луны по ретроградной орбите, должен произойти не ранее ноября 2020 года, а первая пилотируемая миссия космического корабля «Орион», который предполагается запустить с помощью сверхтяжёлой ракеты-носителя Space Launch System, должна состоятся не ранее 2023 года.
Сама ракета-носитель сверхтяжелого класса Space Launch System по планам NASA должна быть готова к запуску в 2020 году.
В последующем, также с использованием ракеты-носителя Space Launch System, планируется строительство Лунной орбитальной платформы «Gateway», а также высадка человека на Луну в 2024 году.
Всего, в рамках программы Artemis NASA планирует совершить 11 - 12 запусков ракеты-носителя Space Launch System в период с 2023 по 2028 год. После 2028 года - создание на Луне постоянной базы, рассчитанной на 15 лет эксплуатации.
Как известно, самая главная проблема после радиации в космическом пространстве, это вопрос энергообеспечения жизнедеятельности человека в космосе. На сегодняшний день существует три способа получения электричества в космическом пространстве, это солнечные батареи, радиоизотопные источники энергии и ядерная энергетика. У каждого из этих способов есть свои плюсы и минусы.
Если солнечные панели в какой-то мере решают вопрос энергообеспечения МКС, исследовательских миссий, то для обеспечения человека энергий во время полетов к Луне или на Марс, солнечные батареи могут оказаться не самым лучшим способом.
В октябре 2015 года NASA запустило проект по разработке малогабаритных ядерных источников энергии повышенной надежности, которые могли бы вырабатывать от 1 до 20 киловатт электрической энергии для обеспечения жизнедеятельности человека во время миссий к Луне и Марсу.
На сегодняшний день в NASA создан тестовый образец реактора Kilopower мощностью 1 кВт и высотой 1,9 метра. Прототип использует Уран-235. Для отвода тепла в нем используются натриевые тепловые трубки с конвертацией тепла в электроэнергию с помощью двигателя Стирлинга.
Важно отметить, что основное достоинство реактора Kilopower заключается в том, что в силу своих небольших габаритов и веса, он может быть установлен не только стационарно, но также может быть использован в качестве источника энергии для транспортных средств или производственных механизмов, которые могут быть задействованы в ходе реализации проектов по исследованию Луны и Марса.
В NASA сообщают, что полнофункциональный реактор Kilopower может быть готов к первым летным испытаниям в 2022 году.
Китай также активно развивает свою пилотируемую и исследовательскую космическую программу.
После двух экспериментов в области создания обитаемых космических станций «Тяньгун-1» и «Тяньгун-2», китайское национальное космическое управление приняло решение о создании собственной модульной космической станции массой около 60 тонн.
Согласно планам CNSA, станция будет состоять из трех модулей, а первый бытовой модуль «Тяньхэ» будет выведен на орбиту Земли в конце 2020 года с помощью ракета-носителя «Чанчжэн-5».
Таким образом Китай станет третьей в мире страной, которая будет обладать многомодульной пилотируемой орбитальной станцией после станций «Мир» и МКС.
По состоянию на 2019 год, орбитальная группировка спутников Китая сопоставима с Российской, при этом если в предыдущее десятилетие (90-е годы) КНР было осуществлено чуть больше 30 запусков, то с начала 2000-х годов КНР запустила больше 100 спутников - из 147 китайских спутников, выведенных на орбиту в 1970-2014 годах, 87 были запущены в первое десятилетие XXI века.
Все это говорит о том, что Китай ставит все более и более амбициозные цели в освоении космического пространства.
Если Россия и США только готовятся возобновить исследования Луны, то Китай с 2007 года ведет активное исследование спутника Земли.
В октябре 2007 года был запущен «Чанъэ-1» - первый китайский искусственный спутник Луны. Затем была запущена станция «Чанъэ-2», а 14 декабря 2013 года произведена первая посадка на Луну китайской станции «Чанъэ-3» с луноходом «Юйту». Миссия АМС «Чанъэ-4» была запущена 7 декабря 2018 года, а 3 января 2019 года она прилунилась. В тот же день успешно начал работу первый в мире луноход на обратной стороне Луны «Юйту-2».
В случае невозобновления планов США и нереализации или затягивания планов России, Европы, Японии, Индии по освоению Луны. Китай планирует пилотируемые полёты к Луне после 2025 года и строительство лунной базы к 2050 году. Для этого будет создана сверхтяжёлая ракета-носитель «Чанчжэн-9».
При благоприятном стечении обстоятельств для CNSA, Китай, как минимум является претендентом на выигрыш в «лунной гонке за второе место».
По словам главы Роскосмоса Дмитрия Рогозина, Россия также сохраняет масштабные планы на космос.
Россия в плане создании сверхтяжелых носителей пока отстает от Соединенных Штатов и Китая. Как сообщается в пресс-релизе, размещенном на сайте НПО «Энергомаш», российская сверхтяжелая ракета будет готова только к 2028 году.
А до отправки космонавтов на Луну РКК «Энергия» предложила оснастить Международную космическую станцию трансформируемым (надувным) модулем. Его планируется отправить к МКС в 2021 году.
Первую пилотируемую экспедицию к поверхности Луны Россия намерена направить в 2031 году, а до нее должно пройти два испытательных старта в 2028 и 2029 годах, в ходе которых будет протестирован взлетно-посадочный комплекс и совершен облет спутника Земли пилотируемым кораблем.
В 2020 году в «Роскосмосе» планируют запустить на Марс второй этап исследовательской миссии по изучению Красной планеты. Она будет носить название «ExoMars» и станет результатом совместной работы с Европейским космическим агентством.
Кроме того, в 2024 году МКС может прекратить свою работу, и на орбите останется только ее российский сегмент, на базе которого Роскосмос рассматривает возможность создания национальной российской космической станции. При этом, в 2020 - 2021 году, Россия отправит к МКС многофункциональный лабораторный модуль «Наука», узловой модуль «Причал» и научно-энергетический модуль. Собственно, они и должны составить основу отечественной орбитальной станции в 2025 году.
Будущий преемник «Союза» - космический корабль «Федерация», проектируемый РКК «Энергия», должен обеспечить возможность доставки людей к Луне, дальним планетам и возвращения на Землю. Планируется, что первый полет «Федерация» совершит в беспилотном режиме в 2021 году, уже в 2023 году он может доставить космонавтов на МКС.
В 2016 году «Морской старт» приобрела новосибирская компания S7. Пусковая деятельность с космодрома будет осуществляться ее «дочкой» S7 Space.
S7 Space также планирует создать орбитальный космодром, в задачи которого, по данным компании, входит в том числе доставка полезных нагрузок на геостационарную орбиту и их обслуживание, доставка грузов к Луне, развитие космического туризма. Проект предлагается реализовать на рубеже 2022-2024 годов.
В 2021 - 2022 году стоит ожить начала испытаний Российской ядерной энергодвигательной установки мегаваттного класса и транспортно-энергетического модуля примерно в 2022-2023 году.
Российский транспортно-энергетический модуль создается, как транспортное средство для решения большого спектра задач, в том числе для доставки грузов на орбиту вокруг Луны, геостационарную орбиту (ГСО), траектории к планетам Солнечной системы, в том числе к Марсу, а также для выполнения работ по утилизации вышедших из строя спутников и накопившегося мусора на орбите.
И по большому счету это все.
Если не касаться астрофизики, систем связи и навигации, а также дистанционного зондирования Земли, из важных вех освоения космического пространства до 2040 года ничего больше значимого не планируется или пока публично не озвучено.
Конечно, нас в первую очередь интересует Россия, и та деятельность по освоению космического пространства, которую ведет Роскосмос.
И если говорить о нашем государстве, то я вынужден сказать, что в Роскосмосе, как головной организации, отвечающей за космос, практический нет прорывных идей по дальнейшему освоению космического пространства, которые прямо давали понять остальному мировому сообществу о безусловном лидере в этой отрасли.
Единственное, что внушает некий оптимизм, что даже в США, где денег на космос дают немного больше, с идеями об освоении космического пространство, у NASA все достаточно печально.
Сегодня сложилась такая ситуация, что лидером в области освоения космического пространства будет не тот, кто создат новый модуль или ракету, а тот, кто сможет под собой собрать кооперацию не только из разных государств, но и разных международных организаций. И в этом плане, у NASA дела обстоят значительно лучше, чем в Роскосмосе.
Это нужно признать и это нужно менять.
Достаточно посмотреть на проект NASA по созданию окололунной орбитальной станции «Gateway», где партнерами США выступают десятки государств и где России предложили стать младшим партнером, создав для этой станции стыковочный узел.
Согласитесь, несколько обидно, да и не по статусу России, выступать в космосе младшим партнером США, тем более, когда создавалась МКС, Россия и США учувствовали в этом проекте на более паритетных условиях.
Тем не менее, мы сами в этом виноваты. Мы не создаем прорывные и фундаментальные проекты, мы не создаем под собой кооперацию из симпатизирующих нам государств, мы не предлагаем им проект будущего, мы не ведем их за собой. И этим, безусловно, пользуются наши конкуренты.
В начале 2021 года, с космодрома Байконур планируется осуществить запуск российского многофункционального лабораторного модуля «Наука» к МКС.
Создание многофункционального лабораторного модуля «Наука» (МЛМ-У) началось в далеком 1995 году. Фактический, МЛМ-У - это модернизированный функционально-грузовой блок 11Ф77, который использовался для снабжения еще советских космических станций «Салют» 1981-87 годах, и создавался он как дублер первого модуля Международной космической станции Функционально-грузового блока «Заря».
В 2004 году, Решением Федерального космического агентства, существующий задел по многофункциональному лабораторному модулю был включен в план модернизации российского сегмента МКС. ФГБ-2 достали из запасников ГКНПЦ им. М.В Хруничева, отряхнули с него многолетнюю пыль и подготовили к запуску на МКС в 2007 году.
В 2007 году многофункциональный модуль к МКС не полетел. Не полетел он и в 2012 году, а в 2013 году, когда модуль был подготовлен к запуску, во время испытаний в РКК «Энергия» инженеры обнаружили негерметичный клапан и загрязнение в трубопроводах топливной системы.
С момента создания МЛМ-У, как дублера первого модуля Международной космической станции Функционально-грузового блока «Заря» прошло почти 30 лет и только в 2021 году, Роскосмос планирует отправить к российскому сегменту МКС несколько раз ремонтировавшийся и неоднократно модернизировавшийся аппарат, созданный еще по старым советским технологиям.
Мы часто слышим в новостях, что вот, дескать после закрытия программы «Шатлл» NASA вынуждена пользоваться услугами России для доставки своих астронавтов к МКС. И это действительно так. При этом, у нас предпочитают не говорить о том, что за то время, пока МЛМ-У пылился на Земле, NASA и их партнеры построили Международную космическую станцию именно в той конфигурации, в которой мы ее видим. Конечно, Россия тоже не сидела, сложив руки, но ее вклад в эту стройку был ощутимо меньше.
Пройдет три-четыре года, SpaceX и NASA доработают свои пилотируемые космические корабли, компания Boing научится правильно программировать полетные часты CST-100 Starliner и «Союзы» станут никому не нужны. Мы останемся один на один с собой, со своей, довольно скромной космической программой.
Спрашивается, а что дальше.
Российский транспортно-энергетический модуль с мегаваттной ядерной установкой еще не готов, как и не сформулированы задачи, которые должен он решать.
Международная космическая станция МКС устарела как морально, так и интеллектуально. И главная причина в том, что в основу конструкции были положены те принципы и подходы, которые главенствовали в этой отрасли еще 40 - 50 лет тому назад.
Я убежден, Российская национальная космическая станция, которую хотят сделать на основе нашего сегмента МКС после 2024 года, в том виде и из тех модулей, в котором ее хотят сделать, она абсолютно не нужна.
Это если хотите, даже не топтание на одном месте, а шаг назад к космической станции «Мир».
В 90-хх годах прошлого века, станция мир для безусловного лидера космической гонки, это был прорыв, но в 21 веке, это уже тупик.
Понятно, зачем Китай строит свою национальную космическую станцию. Им нужно пробежать тут путь, которой уже прошли Россия и США. И они его пробегут, а что самое главное, весьма быстро.
Как и понятно, зачем США хотят уйти с орбиты Земли и построить космическую станцию на Луне. Всем понятно, что формат МКС для США слишком тесен и не позволяет в полной мере самоутвердится в качестве главного лидера освоении космического пространства. А с возобновлением их пилотируемой программы, на этом пути больше препятствий нет.
Ближайшие 5 лет станут основополагающими, когда определится расстановка мест в первой тройке космического забега.
Если Роскосмос и Россия за этот период не смогут сформулировать, более полноценную космическую программу, а что самое главное, сформировать под собой пул своих сторонников, союзников, да даже попутчиков на пути освоения космического пространства, то наше государство рискует остаться в космосе даже не на вторых ролях.
Пять лет, это не так много. Как будет, совсем скоро увидим.
МОО Вече, CIGR
Владимир Орлов