http://www.ras.ru/digest/showdnews.aspx?id=af6b05b9-78cc-4fc3-bc87-17b3eadbff92&print=1© 2024 Российская академия наук
21 мая человечество отмечает Всемирный день космоса
«Земля – колыбель человечества, но нельзя всю жизнь провести в колыбели» – эти слова Константина Циолковского могли бы стать девизом исследователей космического пространства. В 1957 году наша страна первой запустила на земную орбиту искусственный спутник. В 1960-е впервые отправила в космос пилотируемый Юрием Гагариным космический корабль, а затем – исследовательские аппараты к Венере и Марсу. Потом нас опередили американцы – они высадились на Луне, создали шаттлы, в 70-е и 80-е годы их космические аппараты первыми исследовали Меркурий, Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун. Что с тех пор изменилось? Осталась ли Россия в числе лидеров космических исследований? Кто сегодня определяет маршруты межпланетных полетов? Каковы перспективы мировой и отечественной космонавтики? На эти вопросы попыталась ответить корреспондент «Трибуны», побывав в Институте космических исследований Российской академии наук.
– Гонка в космосе? Вы отстали от времени, – улыбнулся доктор физико-математических наук Олег КОРАБЛЕВ. – Сейчас все выглядит иначе. Мировая космическая гонка осталась в прошлом веке вместе с «холодной войной» и гонкой вооружений. Гигантские масштабы стоящих перед исследователями космоса задач требуют объединения усилий. Сегодня на повестке дня научная кооперация ученых разных стран мира для достижения одной цели – исследования космического пространства.
Замдиректора Института космических исследований Российской академии наук Олег Кораблев знает, о чем говорит. Это ученый с мировым именем, давно сотрудничающий со специалистами Европейского космического агентства (ЕКА) и Национальным управлением США по аэронавтике и исследованию космического пространства (НАСА).
– Наша совместная работа с европейскими учеными в межпланетных исследованиях началась в прошлом столетии и продолжается в нынешнем. Если раньше мы приглашали к себе специалистов ЕКА, то сегодня они приглашают россиян. Наша страна не утратила свои позиции в космосе на интеллектуальном уровне. Но экономическая ситуация в стране делает бюджеты наших проектов более скромными по сравнению с коллегами из Европы и США. Например, полет беспилотного корабля американцев и европейцев к Сатурну стоил несколько миллиардов долларов и готовился более десяти лет. Миссии ЕКА к Марсу и Венере были скромнее: стоили около 300 миллионов долларов каждая. Российские же межпланетные экспедиции обойдутся нашему государству куда дешевле – не более 100 миллионов долларов.
Совместное дитя по имени «Жюль Верн»
Один из пионеров российско-европейской космической коопе-рации – француз Ален Фурнье-Сикр, экс-глава Постоянного представительства ЕКА в России. Элегантный европеец, чем-то похожий на Алена Делона, приезжает на космический старт Байконура, как на светский раут, – в черном фраке и белом шелковом шарфике. Он появился в нашей стране в самое трудное время – в начале 90-х. Науке катастрофически не хватало денег. Многие перспективные специалисты покидали Россию. Фурнье-Сикр помогал нашей космонавтике подняться, приглашая научные коллективы к участию в мировых проектах. Сегодня Представительство ЕКА в России возглавляет энергичный Кристиан Файнтингер. Его первый глобальный проект – космический корабль нового поколения «Жюль Верн» – успешно запущен благодаря сотрудничеству с российскими специалистами:
– Наш корабль стыкуется с российским сегментом Международной космической станции (МКС), поэтому нужно было хорошо знать все элементы конструкции. Стыковочный узел должен был идеально подходить к ним. Его ЕКА получило от Роскосмоса в обмен на управляющую компьютерную систему для основного модуля МКС. Это такой же компьютер с тройной системой защиты, как и на «Жюле Верне». Система дозаправки топливом также российского производства. Интеграция «Жюля Верна» в российский сегмент МКС состоялась. Это главный итог нашей работы. Когда 10 лет назад мы начали программу, со стороны Роскосмоса чувствовалась настороженность: вдруг появится конкурент «Прогрессам», российским космическим грузовикам. Сегодня, когда я беседую со своими российскими коллегами, они называют «Жюля Верна» «наш корабль», учитывая гигантский труд, который они вложили в этот проект, – рассказывает Кристиан Файнтингер.
Научная кооперация в полной мере проявляется при исследовании самой популярной на сегодняшний день планеты Солнечной системы – Марса. К ней летят аппараты Японии, Китая, Индии. На осень этого года российские ученые наметили осуществление проекта «Фобос – грунт». Аппарат стартует к спутнику Марса с космодрома Байконур. Разгонный блок предоставит НПО имени Лавочкина. Цель миссии – доставка на Землю образцов грунта с поверхности Фобоса. Эта планета по форме напоминает картофелину. Что представляет из себя спутник Марса? Может быть, это астероид, попавший в гравитационное поле? Или отколовшийся от планеты при сильном столкновении с космическим телом кусок вещества? Ответит на эти вопросы исследование химического состава поверхности Фобоса.
У исследователей НАСА на повестке дня – большой марсоход (его ориентировочный вес – более 900 килограммов). Для участия в проекте приглашены европейские специалисты. Амбициозный план лазерной бомбардировки поверхности Марса осуществят, например, французские ученые. Запуск марсохода намечен на 2011 год.
Экспресс на Венеру
Один из самых ярких международных проектов последних лет с участием россиян – совместное исследование Венеры. У нашей страны с запусками на эту планету все складывалось удачно.
– Поверхность Венеры скрыта под мощным одеялом атмосферы, состоящей на 96,5% из углекислого газа, на 3,5% – из азота. Поэтому ее нельзя рассмотреть даже с орбиты искусственного спутника, – рассказывает Олег Кораблев. – Наш аппарат весной 1961 года впервые в мире пролетел на расстоянии 100 тысяч километров от Венеры, а американский – в декабре 1962 года в три раза сократил расстояние до поверхности планеты и определил ее температуру – 465 градусов по Цельсию.
В середине 80-х, когда интенсивные исследования Венеры уже закончились, наземные астрономы зафиксировали сильное тепловое излучение планеты. Разогретая до 450 градусов по Цельсию Венера, как раскаленная железка, начинает светиться.
Новый проект ЕКА с 2005 года исследует этот процесс. Роскосмос финансирует участие в нем российских ученых. Благодаря научной кооперации автоматическая межпланетная станция «Венера-экспресс» стартовала в космическое пространство с космодрома Байконур на российской ракете «Союз» с разгонным блоком «Фрегат», разработанным в НПО имени Лавочкина. Практически во всех экспериментах в рамках венерианской миссии участвуют российские исследователи. Россияне составляют ядро проекта. У них равные права на интеллектуальную собственность с европейскими специалистами. Информация исследовательской аппаратуры позволит лучше понять закономерности венерианского климата и сравнить их с земными. Марс и Венера – экстремальные точки: тамошние реалии помогают лучше постичь процессы, идущие на Земле.
Даешь Юпитер!
Изучать с помощью космической техники планеты-гиганты ученые стали на десятилетие позже ближайших к Земле планет Солнечной системы. Последним с 1989 по 2003 год около планеты Юпитер работал аппарат США «Галилео».
Несколько лет назад на международном конкурсе «Космическое видение» блеснул российский проект «Лаплас». Его идея – исследование покрытого льдом спутника Юпитера – планеты Европа. Доказано, что под слоем льда там есть жидкая вода. Приливные силы сообщают жидкости энергию, поэтому температура внутри планеты может быть более высокой, чем на поверхности. Значит, внутри спутника Юпитера, по мнению российских ученых, могут сформироваться условия для жизни. Скорее всего, дно океана Европы составляют скальные породы. Их сочетание с водой вполне могло бы дать необходимые элементы для строительства белковых или аминокислотных молекул.
Российские ученые считают, что, посадив космический аппарат в места ледниковых трещин, можно исследовать образцы влаги в глубинах спутника Юпитера, сделать ее анализ. Ученым известны бактерии, которые умеют приспосабливаться именно к таким условиям. Значит, там возможны разные формы жизнедеятельности.
Запуск российского аппарата в систему Юпитера намечен на начало 20-х годов нынешнего века. Перелет займет 6 лет. На этой планете нет атмосферы. Так что ученым не удастся использовать при посадке аппарата парашют. Но опыт многолетнего освоения Луны, которая также не имеет газовой оболочки, поможет решить эту задачу.
Российским исследователям Юпитера понадобится серьезная финансовая и организационная поддержка Роскосмоса. Ведь первым условием космического проекта является его надежность, многократно продублированная по ходу эксперимента. Это делает исследования более дорогими и трудоемкими. Однако даже в условиях кризиса правительство РФ не сокращает финансирование межпланетных проектов. Это внушает российским ученым осторожный оптимизм.
В юпитерианский проект российские ученые пригласили исследователей других стран, справедливо считая, что научная кооперация помогает снижать затраты и приближает осуществление межпланетных полетов. Мы и впрямь живем в иную эпоху освоения космоса. На смену изнуряющей гонке пришел глобальный космический проект. Бывшие соперники объединяют интеллект и капитал во имя космических интересов всей планеты.
досье
Марсианские хроники
По расчетам Института физики атмосферы РАН через 5 миллиардов лет Солнце станет красным гигантом и поглотит Землю, Венеру, Марс и другие планеты системы. Может быть, у человечества есть время, чтобы поискать другую галактику? Пока ученые делают то, что возможно сегодня: готовят межпланетную экспедицию к Марсу с участием человека. Первыми на планете окажутся роботы, а человек, находясь на ее орбите в космической станции, похожей на МКС, будет виртуально изучать Марс.
На пути человечества к другим галактикам стоят технологические барьеры. Главная проблема – отсутствие двигателя нового поколения. Пока что мы эксплуатируем модель первого конструктора космических кораблей Сергея Королева 60-х годов XX века. Да, она доведена до высочайшего уровня совершенства и надежности, но для прорыва в другую галактику нужна принципиально новая концепция. Такие концептуально новые механизмы уже создаются. К примеру, уже используются новые двигатели на электрореактивной тяге. Благодаря им дальние межпланетные перелеты существенно ускорятся. Потребуются двигатели такого типа и для пилотируемых межпланетных полетов. В будущем, вероятно, будут созданы и фотонные ракеты. Они позволят преодолеть границы нашей галактики и выйти в другие миры.
Откуда у Сатурна сомбреро?
С тех пор как Галилей в 1610 году разглядел в телескоп кольца Сатурна, человечество не могло разгадать, как они образовались. К этой планете было отправлено четыре космических зонда: «Пионер» (1979); «Вояджер-1», «Вояджер-2» (1980, 1981), «Кассини» (2004). И вот коллектив российских физиков под руководством доктора физико-математических наук Владимира Черного совершил крупное открытие. Ученые доказали, что кольца Сатурна образовались подобно тому, как в школьном эксперименте железные опилки образуют полоски вокруг магнита. На экватор Сатурна частицы пришли благодаря тому, что после включения магнитного поля планеты добавилась дополнительная электромагнитная сила за счет взаимодействия ледяных частиц в протопланетном облаке. «После появления у Сатурна магнитного поля сверхпроводящие частицы протопланетного облака начали дрейфовать в плоскость магнитного экватора планеты, что в итоге и привело к образованию окружающих Сатурн колец, состоящих в основном из частиц льда, мчащихся по круговой орбите с огромной скоростью», – говорит Владимир Черный.
Аналитики считают, что это открытие поможет исследованиям естественной сверхпроводимости в холодном космосе, даст информацию о ранних холодных стадиях формирования Солнечной системы. Оно лишний раз доказало необходимость международного сотрудничества в исследованиях космического пространства.
Ремонт «небесного ока»
12 мая 2009 года НАСА запустило шаттл «Атлантис» для ремонта космического телескопа «Хаббл». Телескоп «Хаббл», выведенный на орбиту в 1990 году, является международным проектом НАСА и Европейского космического агентства. Он совершает полный виток вокруг Земли за 97 минут, двигаясь со скоростью около 8 километров в секунду. За год «Хаббл» пролетает 241 миллион километров. По размерам телескоп чуть меньше обычного автобуса. За девятнадцать лет существования «Хаббла» с его помощью были открыты «черные дыры» в центрах многих галактик, получены данные о размере и возрасте Вселенной. Конструкция телескопа позволяет ремонтировать его в космосе. Нынешняя ремонтная операция продлит жизнь уникального аппарата примерно до 2013 года. На «Хаббле» будут установлены новые научные приборы, а также аккумуляторы и стабилизационное оборудование, астронавты починят спектрограф. В будущем на смену «Хабблу» будет запущен новый телескоп James Webb Space Telescope (JWST), который значительно больше нынешнего. Он будет работать на дальней орбите, на расстоянии 1,5 миллиона километров от Земли («Хаббл» находится на расстоянии 565 километров от Земли).