15 мая исполняется 55 лет со дня основания Института космических исследований (ИКИ) РАН. В нем проходят главные исследования космического пространства в интересах фундаментальной науки. В частности, экспериментальные научные работы в области астрофизики, физики малых планет и малых тел Солнечной системы, ядерной планетологии и другим направлениям. О том, как ИКИ участвует в исследовании Марса, Меркурия, а также о будущих лунной и венерианской космических программах, читайте в материале ТАСС
50 на 50
Сейчас Институт космических исследований принимает участие в трех видах программ по изучению других планет и небесных тел. Об этом сообщил ТАСС директор Института космических исследований РАН, член-корреспондент РАН Анатолий Петрукович.
"Первый вариант - когда Россия делает научный аппарат, на него устанавливаются российские и зарубежные приборы (так, например, работает "Спектр-РГ"), затем есть проекты, в которых стороны делают вложения 50 на 50 (например, проект "ЭкзоМарс")", - отметил Петрукович.
По словам директора ИКИ, еще один вариант сотрудничества подразумевает установку российских приборов на иностранные космические аппараты, как это было в случае с научным спутником "БепиКоломбо", который в 2018 году был запущен к Меркурию, и марсоходом Curiosity.
"В части этих проектов у нас сейчас утверждена российско-французская заявка на участие в индийском проекте по исследованию Венеры и обсуждается сотрудничество с китайской стороной по участию российских экспериментов в некоторых китайских проектах, в том числе по изучению кометы и астероидов", - пояснил глава института.
Седьмой континент Земли
В ноябре 2018 года прошло заседание Совета РАН по космосу с участием гендиректора Роскосмоса Дмитрия Рогозина и президента Российской академии наук Александра Сергеева, на котором рассматривалась концепция освоения и исследования Луны. В первую очередь она подразумевает исследование естественного спутника Земли автоматическими аппаратами, затем - пилотируемую программу.
Научный руководитель Института космических исследований РАН, академик Лев Зеленый сообщил ТАСС, что сейчас "первая часть программы идет по плану, нет оснований полагать, что они будут нарушены". По словам академика, исследование Луны имеет большое значение для фундаментальной науки, поскольку "это седьмой континент Земли, который мы должны изучать как Антарктиду, Арктику". На ее поверхности, в отличие от земной, сохранилась история ранних эпох Солнечной системы: ее можно изучать, например, по размерам и распределению кратеров, а также исследуя вещество метеоритов, которые оставили эти кратеры, добавил ученый. При этом в околополярных районах, где в будущем Россия планирует разместить станции, есть залежи водяного льда, - возможно, остатки вещества упавших комет.
"Второе, что можно делать, - это исследовать Вселенную с Луны. Она находится достаточно далеко от Земли, обратная сторона практически экранирована от земного радиоизлучения, которое сильно мешает производить радиоастрономические наблюдения с нашей планеты", - подчеркнул Зеленый. Поэтому большой радиотелескоп на обратной стороне Луны будет ловить радиосигналы с гораздо большей чувствительностью.
Также Луна интересна с точки зрения изучения космической радиации, которая для космонавтов представляет большой риск. "Это частицы, которые очень сильно ускоряются при вспышках сверхновых, при каких-то мощных гамма-всплесках", -добавил научный руководитель ИКИ. Однако исследование Луны только с помощью автоматических станций невозможно, считает ученый.
"У техники всегда есть отказы, нестандартные ситуации, когда вмешательство человека необходимо", - подчеркнул Зеленый, отметив, что оптимальным из-за высокой радиации является вахтовый метод работы на естественном спутнике Земли.
В будущем, уверен академик, "коммерциализация Луны точно будет происходить". И эта тема является сложным и открытым вопросом, поскольку ее освоение может пойти по сценарию Дикого Запада. "На Луне есть ресурсы, за которые можно бороться. Но это далекая тема от академического института, нас интересует история и современное состояние Луны", - сказал научный руководитель ИКИ.
Входной контроль
В октябре 2021 года Роскосмос планирует отправить на Луну автоматическую станцию "Луна-25", которая станет первым отечественным аппаратом в современной России на естественном спутнике Земли. В качестве основной даты старта выбрано 1 октября, резервной - 30 октября.
Заведующий отделом ядерной планетологии ИКИ РАН Игорь Митрофанов сообщил ТАСС, что пандемия коронавируса никак не сказалась на планах. "Основная часть научной аппаратуры уже находится в НПО им. С. А. Лавочкина. Приборы прошли так называемый входной контроль", - отметил он.
Вторая часть аппаратуры, по словам ученого, будет отправлена на предприятие до 15 июня. "Мы сейчас проводим заключительное обучение искусственного интеллекта манипулятора, чтобы его движения были оптимальны. До 15 июня завершим поставку российских приборов на предприятие", - уточнил он. Затем начнется сборка и параллельно испытания всей аппаратуры. Если вес станции получится больше, чем нужно, с нее снимут часть аппаратуры и включат ее в более тяжелый аппарат "Луна-27".
На 2024 год запланирован запуск орбитального аппарата "Луна-26", который проведет геологоразведку и создаст трехмерную карту естественного спутника Земли. Как уточнил директор Института космических исследований РАН Анатолий Петрукович, сейчас для проекта идет закупка электрорадиокомпонентов и их сертификация. "Где-то с конца этого года начнется изготовление финальных образцов приборов", - рассказал он, добавив, что в феврале завершились испытания по отработке электрических интерфейсов приборов - включения, выключения, переключения команд, подачи команд и снятия информации.
Также в ИКИ продолжается работа над автоматической лунной станцией "Луна-27". Основная доля аппаратуры для нее будет использоваться такая же, как на "Луне-25", сообщил Игорь Митрофанов. Их летные образцы будут создаваться после летных испытаний первого аппарата современной программы исследования естественного спутника Земли. При этом "принципиально новая аппаратура находится на завершающем этапе конструкторско-доводочных испытаний", отметил он.
Без холодной ловушки
Сейчас Луна кажется одним из главных направлений ИКИ, однако на самом деле институт участвует и в проектах по исследованием других небесных тел, подчеркнул Анатолий Петрукович. "Если мы посмотрим реально, сколько российских приборов работало на Марсе и еще полетят на Марс на иностранных аппаратах, выясниться, что для России направлением не меньшей важности является Марс", считает академик.
В частности, сейчас около Красной планеты работает орбитальный модуль TGO - совместный российско-европейский проект, запущенный в 2016 году. Он исследует атмосферу Марса при помощи двух российских и двух европейских приборов, рассказал ТАСС заместитель научного руководителя миссии "ЭкзоМарс", заведующий лабораторией ИКИ РАН Олег Кораблев.
По его словам, наиболее громким результатом стало отсутствие в глобальной атмосфере планеты метана, который был обнаружен с Земли и с марсохода Curiosity. "Как это объяснить, пока не ясно. Либо марсоход видит что-то не то, либо мы упускаем какой-то процесс, который способен разрушить метан чрезвычайно быстро. Если уж метан появляется, он должен жить и накапливаться там в течение сотен лет", - объяснил Кораблев.
Еще одним неожиданным результатом, отметил ученый, является практически беспрепятственный переход воды в верхнюю часть атмосферы Марса. "Холодная ловушка (холодная область атмосферы, где возникает конденсация облаков - прим. ТАСС) на Марсе не работает. Таким образом, вода на Марсе практически беспрепятственно поступает в верхнюю часть атмосферы", - рассказал Кораблев, пояснив, что там она может распадаться на атомы и покидать атмосферу.
Различные научные исследования ранее показали, что на Марсе произошло существенное изменение климата - ушла вода. "Часть, возможно, ушла в грунт, а часть - в космос", - предположил завлабораторией ИКИ.
На августе-сентябрь 2022 года запланирован запуск следующего этапа миссии "ЭкзоМарс", включающего посадочную платформу и ровер. Они, в частности, будут изучать воду и гидратированные минералы по пути следования марсохода, регистрируя нейтроны, вылетающие из поверхности Марса из-за "бомбардировки" ее космическими лучами, и элементный состав грунта в точке посадки. Сейчас ровер и посадочная платформа проходят дополнительные испытания.
Штатный проект
В конце января ведущий инженер НПО им. С. А. Лавочкина Дмитрий Хмель сообщил о задаче Роскосмоса разработать программу исследования Венеры, аналогичную по масштабам российской лунной. Лев Зеленый подтвердил ТАСС эти планы. "Там есть идея сделать не отдельный проект, а программу, включающую несколько миссий", - пояснил научный руководитель ИКИ.
Первой экспедицией в рамках проекта будет "Венера-Д", пуск которой намечен на конец 2020-х годов. "Венера-Д" будет включена в готовящуюся программу, она переходит из статуса инициативного проекта <…> в штатный проект федеральной космической программы", - отметил Зеленый. Он отметил, что сейчас переговоры с американцами по проекту затормозились из-за пандемии коронавируса.
"Мы должны были встретиться в октябре и подтвердить свои намерения", - уточнил академик. По его словам, встреча должна была пройти на большом симпозиуме по изучению Солнечной системы. Однако из-за пандемии "пока не понятно, как это произойдет", возможно, придется работать дистанционно.
"Через два-три года возможен запуск второй "Венеры", потом третьей - уже к середине 30-х годов", - пояснил научный руководитель ИКИ. Миссии будут включать посадочные аппараты, различные средства для исследования атмосферы, баллоны и другие аппараты. "Я думаю, что об основных чертах [программы] в следующем году мы сможем говорить публично", - заключил Зеленый.
ИКИ планирует участвовать в исследовании Венеры не только в рамках собственных аппаратов, но и путем создания прибора для индийской орбитальной миссии. Об этом рассказал ТАСС Олег Кораблев. "Мы предложили туда два российских прибора, работающих с использованием одного и того же принципа - исследования атмосферы методом солнечных "просвечиваний". В итоге мы объединили два прибора в один", - сообщил он.
Этот прибор предназначен для исследования атмосферы Венеры методом спектроскопии. Он будет меньше, чем на "ЭкзоМарсе", но принцип действия схож. Некоторые компоненты прибора будут французскими. В итоге, по состоянию на сегодня, это единственный иностранный прибор в составе проекта.
Вода на Меркурии
В 2018 году была запущена миссия "БепиКоломбо" - совместный проект Европейского и Японского космических агентств. Ожидается, что на рабочую орбиту он выйдет в 2024 году. Полет будет долгим не из-за дальности Меркурия, а из-за сложной траектории, которая сводит потребности включения двигателей для торможения аппарата к минимуму. Несколько приборов на "БепиКоломбо" были сделаны с участием сотрудников ИКИ, и один - полностью разработан и изготовлен в Институте.
"Он будет измерять спектр гамма-излучения поверхности Меркурия и поток нейтронов с разными энергиями с поверхности планеты. Эти измерения позволят по гамма-спектру определить элементный состав", - пояснил Игорь Митрофанов.
Регистрация нейтронов, по мнению ученого, является успешным методом изучения состава вещества с точки зрения присутствия там воды, поскольку водород существенно влияет на спектральный поток нейтронов. "Изучая этот поток с поверхности, мы сможем определить, в каких местах (в основном, это будут окрестности полюсов) присутствует вода на Меркурии и какая массовая доля этой воды", - заверил он.
Поиск примитивной жизни
Изучение космоса продолжается. Директор ИКИ напомнил, что они включают исследование не только планет, но и околосолнечного пространства, магнитных бурь, ионосферы Земли и другие. Они, подчеркнул Петрукович, позволяют узнать что-то новое для жизни на Земле.
"Была информация о том, что гелий испытывали как средство для лечения коронавирусной инфекции. Гелий, как известно, был впервые был обнаружен на Солнце (потому и получил свое название). Потом уже на Земле нашли", - напомнил Петрукович.
Еще одной целью космических исследований является поиск примитивной жизни на одноклеточном или вирусном уровне на Марсе и в верхних облаках Венеры. Если такая внеземная жизнь будет обнаружена на "соседях Земли", это поможет понять, есть ли шансы встретить что-то подобное на более далеких планетах, добавил Петрукович.
Кроме того, подобные исследования нужны и для лучшего понимания нашего собственного дома: например, чтобы понимать, почему Земля сохранила условия, для человека весьма комфортные, в то время как Венера разогрелась и превратилась в "парниковый ад", а Марс, наоборот, переохладился и потерял почти всю атмосферу.
"Это важно, чтобы понимать долговременные закономерности развития климата Земли", - подытожил директор ИКИ.
Екатерина Москвич