Как будет развиваться мировая и российская
пилотируемая космонавтика? Что наработано в ее научном багаже и какие
перспективы, открытия ждут впереди? Об этом шла речь на Третьей международной
конференции "Наука на МКС", которая состоялась в Институте
космических исследований РАН и была посвящена 25-летию Международной
космической станции.
Академик РАН Владимир Соловьев: Главная задача
орбитальных станций - это исследования и проведение научных экспериментов
- Основная цель полета на орбитальных станциях - это
исследования, проведение научных экспериментов, отработка технологий, их
внедрение на благо человека, - говорит дважды Герой Советского Союза,
летчик-космонавт, генеральный конструктор пилотируемых программ России академик
Владимир Соловьев.
Владимир Алексеевич выделяет несколько этапов развития
пилотируемых полетов: накопление знаний и создание технологий,
совершенствование технологий и формирование направлений научных исследований,
проведение научных исследований и переход к практическому использованию околоземного
пространства...
Сейчас начался четвертый этап: практическое освоение
полярной околоземной орбиты, солнечно-синхронных орбит.
Есть показательные цифры, которые привел ученый: около
400 млрд долларов в мире тратится ежегодно на различные космические проекты. Из
25 процентов идет именно на проекты пилотируемой космонавтики. Исходя из чего
такие серьезные траты?
Не секрет: до сих пор хватает тех, кто считает, что в
космосе должны работать только автоматы. Мол, совершенно незачем рисковать
человеком, посылая его на орбиту. Все могут сделать роботы, а теперь еще и
стремительно набирающий "витки" искусственный интеллект. Однако у
Российской академии наук свои серьезные аргументы. Наши ученые убеждены:
несмотря на бурное развитие ИИ, присутствие человека на космических орбитах, в
особенности на околоземных, необходимо. Так, академик Соловьев подчеркивает
здесь четыре основных момента. Какие?
Человек действует намного эффективнее автоматики,
особенно в сложных или нештатных ситуациях. Только человек может провести
сложные монтажные и ремонтно-восстановительные работы уникального научного и
служебного оборудования станции или космических аппаратов в ходе полета. Только
человек может в полете выполнять функции и исследователя, и испытателя,
обеспечивая тем самым гибкость применения методов исследований. И что очень
важно, в ходе полета уточнять методики, привлекать дополнительные технические
средства. Это, как ни крути, недоступно автоматам.
Как не
вспомнить историю, о которой на одном из деловых завтраков в "Российской
газете" рассказал Герой России летчик-космонавт, член-корреспондент РАН
Юрий Батурин:
- Помню, в день рождения Сергея Павловича Королева мы
возлагали цветы к его могиле у кремлевской стены. Я тогда еще работал в Кремле
и, естественно, пригласил всех к себе. Посидели. И Константин Петрович Феоктистов
начал вот это самое говорить (что не надо рисковать человеком. - Прим. ред.).
Алексей Архипович Леонов стал возражать. Спорили до хрипоты. А потом космонавт
Саша Серебров и говорит: "Был у меня случай: при выходе в открытый космос
требовалось что-то заменить. ЦУП говорит: "Возьми ключ на 14". Взял,
а когда подошел к системе, понял: ключ другой должен быть. Робот выполнил бы
мое задание с ключом на 14? Нет. А я выполнил".
Комментарии излишни.
Что сегодня представляет собой Международная
космическая станция? Это 15 стран-участниц. Это свыше 400 тонн суммарной массы,
около 800 кубов полезного объема. Это большой экипаж, который временами увеличивается
до 11-12 человек. И это очень серьезная научно-исследовательская лаборатория,
полигон для отработки технологий с прицелом на дальний космос.
Пилотируемая космонавтика всегда была и остается показателем
научно-технического потенциала страны, она стимулирует прорывное развитие новых
технологий не только в ракетно-космической технике, но и для повышения уровня
жизни на Земле.
Впрочем, строительство МКС уже само по себе стало
большим техническим экспериментом. Никто до этого не пытался состыковывать
модули сразу в космосе. Первым на орбиту вывели российский
функционально-грузовой блок "Заря". Он стартовал 20 ноября 1998 года
с Байконура. А уже 7 декабря к "Заре" пристыковался американский
модуль Unity, доставленный шаттлом Endeavour. Так началась сборка крупнейшего в
истории человечества рукотворного объекта на околоземной орбите.
В составе первого экипажа
"строителей-монтажников" был Герой Советского Союза и Герой России
летчик-космонавт Сергей Крикалев, ныне исполнительный директор по пилотируемым
космическим программам "Роскосмоса".
- Мы должны были состыковать оба модуля, открыть люки,
сделать первое техническое обслуживание, - вспоминает он.
Обычно сначала на Земле создают макеты. А здесь многие
вещи делались теоретически, и модули впервые встретились на орбите. Отработка
технологий международного взаимодействия - чтобы все работало как единый
организм - это была сложнейшая задача.
А когда на станции появился первый основной экипаж,
сразу начались медицинские эксперименты. На российском сегменте МКС реализовано
либо реализуется около ста научно-прикладных программ и более 400 научных
экспериментов. На орбиту доставлено около 7,5 тонны научной аппаратуры и
оборудования. Около 24,5 тысячи часов рабочего времени затрачено экипажем на
проведение научно-прикладных работ.
Можно долго спорить, какие из них полезны, а какие не
очень, но все они проведены на высоком техническом уровне и дали много
серьезных результатов. Значительная часть технологий нашла свое отражение в
народном хозяйстве страны. Что касается медико-биологического обеспечения, то
на Земле вообще сложно найти подобного рода лабораторию. Что признают все
научные авторитеты.
Наибольшой объем результатов, который внедряется в
активную медицинскую практику, - исследования биотехнологий и медицины. Это, в
частности, новые штаммы микроорганизмов для применения в фармацевтике - от
расшифровки структуры белков для лекарственных препаратов до методов тканевой
инженерии с использованием 3D-печати. Выработаны штаммы, которые могут очищать
нефть, морские ресурсы...
"Пришли из космоса" телемедицина, медицина
катастроф. Так, первые аэромобильные госпитали разворачивались на месте посадки
космонавтов. А теперь они широко используются и военными, и спасателями.
Однако есть и "узкие места". В частности, на
конференции была представлена диаграмма "Исследования на МКС" (по
направлениям и космическим агентствам): ККА - 49, "Роскосмос" - 204,
ЕКА - 465, ДЖАКСА - 911, НАСА - 1612... Мы отстаем.
- С этим надо решительно бороться, - комментирует
академик Соловьев. - Надо прекратить практику, когда у нас научные исследования
финансируются по остаточному принципу.
Какие перспективные космические технологии мы
отрабатываем на МКС для реализации проектов в дальнем космосе? Среди них методы
обеспечения безопасности космических полетов, повышения надежности и сроков
эксплуатации космических аппаратов, сборка и обслуживание, применение
робототехнических и мехатронных систем, ключевые элементы будущих космических
энергосистем...
Очень важное направление - адаптивные средства
обеспечения жизнедеятельности экипажа. Человек существо уязвимое, а космическое
пространство очень агрессивное, - подчеркивают ученые.
Надо сказать, что история Международной космической
станции в самом начале развивалась достаточно драматично. Из-за катастрофы
"Колумбии" был большой перерыв в полетах американских шаттлов. Почти
на десять лет российские корабли полностью взяли на себя доставку экипажей,
транспортные операции.
- Были годы, когда мы запускали по пять грузовых
кораблей, по четыре - пилотируемых, - заметил генеральный конструктор. - Это
была очень серьезная работа. Практически каждый месяц - выведения, стыковки. Но
это во многом улучшило и наши технологические возможности.
Кроме грузовых кораблей "Прогресс", никто не
может работать танкером (были еще европейские ATV, однако они уже перестали
летать). Сегодня часто "Прогрессы" и "Союзы" летят до МКС
как "экспрессы": стыковка всего через два витка.
Проработать двадцать пять лет в жесточайших условиях космоса
- серьезный срок. И металл имеет свойство стареть. Ресурс первых модулей превышен
в полтора раза. Отказы существуют на обоих сегментах. Факт остается фактом:
сегодня до половины рабочего времени космонавтов уходит на поддержание станции
и ремонт.
- Тем не менее я считаю, как руководитель полета, что
при достаточно бережном отношении к станции , а это в высшей степени
дорогостоящий объект, назначенные сроки службы можно было продлевать ежегодно,
- сказал Владимир Соловьев. - И сейчас мы по сути дела дали гарантию с ежегодным
подтверждением до 2028 года безаварийной работы российского сегмента МКС.
Какие перспективы развития российской пилотируемой
космонавтики на низкой околоземной орбите?
- В 2027 году, мы считаем, что будем готовы начать
развертывание новой Российской орбитальной станции. И все это будет происходить
с космодрома Восточный, - говорит Соловьев. - У нас лозунг: новый космодром,
новая ракета-носитель Ангара-А5М, новая станция и новый перспективный
транспортный корабль. На Байконуре у нас будет поддерживающая линейка -
космические комплексы "Союз 2.1б / Прогресс РОС".
Первый этап - развертывание РОС планируется
осуществить к 2031 году: это будет базовая конфигурация. Завершение
строительства - 2032 год. Что важно? Орбита РОС с наклонением 96,8 градуса
позволяет реализовать все возможности существующей орбиты МКС и получить
дополнительные преимущества. В частности, шестнадцать раз в сутки видеть
Северный морской путь, что очень важно в плане коммерческого использования
будущей станции.
- Это возможность полного обзора всей поверхности
Земли, запуск модулей и кораблей с российских космодромов, посадка спускаемых
аппаратов на территорию России, - говорит генеральный конструктор. - Это
возможность запуска малых спутников дистанционного зондирования Земли,
поскольку орбита на высоте 370 км является солнечно-синхронной. Такие орбиты
очень популярны в мире: порядка 30-35 процентов автоматических аппаратов летают
с таким наклонением. Кроме того, учитывая то обстоятельство, что есть два окна,
где нет земной магнитосферы: в районе Северного и Южного полюсов, это
возможность отработки оборудования и радиационной защиты в условиях, приближенных
к дальнему космосу.
РОС станет исследовательской, экспериментальной и
производственной космической платформой. Она обеспечит принципиально новый
поход к развертыванию и обслуживанию орбитальных спутниковых группировок.
Станет не только опорной точкой для освоения космического пространства, но и
звеном национальной безопасности в околоземном пространстве.
Ученые и специалисты намерены обеспечить непрерывность
пилотируемой программы. Как это было при переходе с "Салюта" на
"Мир", с "Мира" на МКС. Это предотвратит потерю компетенций
в конструировании орбитальных комплексов, управлении полетов, подготовке
космонавтов. Будут отсутствовать риски потерь лидирующих позиций.
Между тем
Исследования на РОС должны помочь отработать
технологии для перспективных межпланетных полетов. В значительной степени это
касается медико-биологических экспериментов.
- Технологии адаптации человека и сопровождение
межпланетных полетов ставят целый ряд задач, - подчеркивает директор ИМБП РАН
академик Олег Орлов. - Они все разнозначные по срокам реализации. Технологии
отбора и подготовки - надо уже начинать работы. А вопросы продления человеческого
рода в космических полетах? Это задача далекой перспективы. Но если не
приступать к ним сегодня, может, в разном темпе, мы не будем готовы к тому
моменту, когда потребуются ответы на вопросы технологического и методического
плана.
Например, в области пилотируемых полетов на Луну
необходимо решить проблемы лунной пыли, частичной гравитации,
микробиологической безопасности и многие другие. И научная программа РОС
способна внести тут значительный вклад.
Для медико-биологического обеспечения межпланетной
экспедиции необходимо создать интеллектуальный телемедицинский комплекс,
средства съема медико-биологической информации, системы дистанционного
управления средствами профилактики и коррекции... Такие технологии тоже могут
быть испытаны на борту новой станции.
- Надо сказать, что для РОС в полной мере применима та
парадигма, которую пытались развернуть для МКС: использовать орбитальную
станцию не просто как платформу для отработки каких-то технологий, но и как
модель, где отдельные элементы межпланетных миссий можно было бы в определенной
мере моделировать. Например, автономность полета, изучая вопросы
психологической, логистической и медицинской составляющей. Это тоже предмет
программного проектирования для перспективной станции, - говорит академик
Орлов.
Цифры и факты
В ходе строительства и эксплуатации МКС выполнено 275
пусков:
- 115 пилотируемых кораблей (68 российских
"Союзов", 37 американских шаттлов и 10 Crew Dragon);
- пять беспилотных кораблей (два "Союза",
один Crew Dragon и два Starliner);
- 152 грузовых корабля (88 российских
"Прогрессов", 30 американских Dragon и 20 Cygnus, пять европейских
ATV, 9 японских HTV).
- Побывало 273 человека из 21 страны.
- Выполнены 337 стыковок и перестыковок: 190 на
российском сегменте, 147 - на американском.
Инфографика "РГ" / Антон Переплетчиков /
Наталия Ячменникова
"Плазменный кристалл" и другие научные
эксперименты на борту МКС
На фото выше - космонавты Сергей Крикалев и Юрий
Гидзенко стали первыми "лаборантами на орбите" в длительном научном
эксперименте "Плазменный кристалл", который был разработан в нашей
стране и проводился на станции "Мир", а затем на борту Международной
космической станции с участием институтов РАН, "Роскосмоса",
Европейского космического агентства и Общества научных исследований имени Макса
Планка (Германия).
На фото ниже - космонавт, Герой России,
член-корреспондент РАН Юрий Батурин и академик, президент РАН в 2013-2017 годах
Владимир Фортов представляют только что изданную книгу "Плазменный
кристалл", обсуждают итоги и возможное продолжение экспериментов с пылевой
плазмой в космосе на встрече с коллегами и журналистами в редакции
"Российской газеты". Москва, октябрь 2015 года.
