Перспективы освоения околоземного пространства и межпланетных экспедиций
С 25 октября на МКС вновь работает экипаж из шести человек – к российскому космонавту Юрию Маленченко, астронавту НАСА Саните Уильямс и японскому астронавту Акихико Хосидэ присоединилось российско-американское трио – космонавты Федерального космического агентства (Роскосмос) Олег Новицкий, Евгений Тарелкин и астронавт НАСА Кевин Форд. Их доставил на станцию корабль «Союз ТМА-06М», который успешно стартовал с космодрома Байконур 23 октября.
Байконур встретил многочисленных гостей, прибывших на запуск, настоящим бабьим летом: над пожухлой степью сияло яркое солнце, в дневные часы температура поднималась до 18 градусов. «Вам повезло, – говорили местные жители, – еще накануне было пасмурно и холодно». Даже суслики, которые в это время года обычно впадают в спячку, обманутые не по сезону теплой погодой, повылезали из нор.
«Мы не сомневались»
Под стать погоде было настроение и у всех, кого пригласили на Байконур. Оно передалось даже озабоченным предстоящим событием сотрудникам ракетно-космической корпорации (РКК) «Энергия», Центра подготовки космонавтов (ЦПК), Центра эксплуатации наземной космической инфраструктуры (ЦЭНКИ) и других обеспечивающих запуск организаций отрасли, несмотря на предстартовое волнение.
А волноваться было из-за чего: впервые за историю эксплуатации МКС корабль «Союз» должен был отправиться на орбиту не с первого, так называемого Гагаринского старта, а с его «дублера» – 31-й площадки, которая долгое время не использовалась по пилотируемой программе.
Эта площадка Байконура изначально создавалась как дублирующий стартовый комплекс для ракет, сконструированных на базе легендарной королевской «семерки» – ракеты Р-7. В 70-х – начале 80-х годов с нее отправлялись в околоземное пространство пилотируемые корабли, затем о 31-й площадке на два десятилетия забыли – все запуски пилотируемых «Союзов» и грузовых «Прогрессов» проводились только с Гагаринского старта. С наступлением нынешнего века началась модернизация запасной площадки, завершившаяся к 2006 году. А с 2009-го в связи с увеличением числа запусков к МКС с нее стали стартовать грузовые корабли «Прогресс» (первый «грузовик» полетел на орбиту в январе 2009-го, второй – в апреле 2012-го). Но пилотируемые экспедиции до 23 октября этого года отправлялись на станцию только с легендарного Гагаринского старта.
Забегая вперед, скажем: после успешного старта «Союза ТМА-06М» руководитель Роскосмоса Владимир Поповкин сообщил, что с 2014 года встанет на модернизацию уже первая площадка Байконура (Гагаринский старт). На просьбу прокомментировать первый пилотируемый запуск с 31-й площадки он сказал: «Мы не сомневались, что с этой площадки можно осуществлять пилотируемые запуски. Такой переход даст нам возможность поставить с 2014 года первую площадку на модернизацию с тем, чтобы с 2016 года использовать ее для запусков модернизированных ракет-носителей «Союз-2».
Традиции святы
В этот запуск многое было необычным. Так, из-за близости 31-й площадки к монтажно-испытательному комплексу (МИК) нарушилась многолетняя традиция: вывозить из МИКа ракету-носитель «Союз-ФГ» с пристыкованным к ней кораблем для транспортировки на стартовый комплекс начали не в 7 утра по местному времени (как это делается уже долгие годы), а на полчаса позже – в 7.30.
Еще одно нарушение давних традиций: основной и дублирующий экипажи МКС-33/34 последние (или, как говорят космонавты, крайние) две недели перед стартом жили не в гостинице «Космонавт», откуда отправлялись в полет все предшествовавшие экипажи, а в отдельном коттедже. Как пояснил корреспонденту «ВПК» Владимир Поповкин, решение поселить экипажи в коттедже было мотивировано исключительно заботой о них, поскольку условия проживания в отдельном доме значительно комфортнее.
Однако улетавший на МКС экипаж из трех военных летчиков в отставке оказался более суеверным: космонавты решили, отправляясь в полет, покинуть гостиницу «Космонавт» под песню группы «Земляне» «Трава у дома». «Завтра мы будем осуществлять выход из этой гостиницы, где жили все экипажи, – сказал командир основного экипажа МКС-33/34 Олег Новицкий на заключительной предполетной пресс-конференции, состоявшейся накануне старта в гостинице «Космонавт». – Мы предложили руководству сохранить эту традицию, и наша дорога в космос начнется именно отсюда, хотя мы живем в другом месте, более комфортно».
Коллега Новицкого – бортинженер Евгений Тарелкин напомнил еще об одной примете: в день старта надо непременно встать с левой ноги. А астронавт НАСА Кевин Форд признался, что приехав на Байконур, ознакомился со многими новыми для себя обычаями. Ему, например, очень понравились обязательная посадка деревьев на Аллее Космонавтов, заложенной Юрием Гагариным, а также просмотр накануне старта знаменитого фильма «Белое солнце пустыни».
На вопрос корреспондента «ВПК», какие чувства испытывают члены экипажа накануне первого полета на «Союзе» (россияне летят в космос впервые, а американец побывал там на борту шаттла. – Е.З.) да еще с запасной, необкатанной площадки, Олег Новицкий ответил: «Неловкое чувство ожидания, которое начинает растягиваться». Отсутствие естественного для любого человека страха накануне такого серьезного испытания он объяснил тем, что «уверен в нашем корабле – самой безаварийной технике». Спутники Новицкого полностью согласились с его оценкой «Союза».
«Любой человек (перед полетом. – Е.З.) испытывает страх, – признал Евгений Тарелкин. – Но нас очень хорошо подготовили, и мы готовы лететь».
По словам многих специалистов, готовивших Новицкого, Тарелкина и Форда на Байконуре, такого дружного и веселого коллектива, как этот, у них давно не было. И действительно, значительная часть пресс-конференции прошла под дружный хохот собравшихся в зале – так остроумно экипаж отвечал на вопросы журналистов.
Серьезную нотку в пресс-конференцию внес командир дублеров – один из патриархов российского отряда космонавтов Павел Виноградов. Когда корреспондент «ВПК» попросил его рассказать подробнее об ответственной миссии возглавляемого им экипажа, который впервые в истории МКС полетит к станции на корабле «Союз» по укороченной, так называемой суточной схеме (хотя полет реально займет всего шесть часов вместо обычных двух суток), Виноградов отметил: «Миссия полета по так называемой быстрой схеме – за четыре витка долететь и стыковаться с МКС. Ничего нового в этой схеме, в общем-то, нет – все это хорошо забытое старое, в 60–70-х годах уже летали. Но мы вышли на новый уровень – цифровые системы, корабль стал очень умным и гибким. При быстрой схеме очень важна точная работа ракеты-носителя. Для экипажа это комфортно – быстро долететь, но большая нагрузка на ЦУП (Центр управления полетами). Над нашим полетом работает большой коллектив людей, и 28 марта (2013 года. – Е.З.) мы постараемся сделать все, как надо».
Пока еще неопытному основному экипажу МКС-33/34 Павел Виноградов пожелал, вернувшись на Землю после полета, остаться такими же хорошими друзьями, какими являются сегодня, на всю оставшуюся жизнь. Пожелание отнюдь не банальное – бывали случаи, когда дружба и теплые взаимоотношения не выдерживали испытания космическим полетом в условиях полной изоляции.
Базовый элемент
МКС будет орбитальным домом для космонавтов и астронавтов из стран – участниц программы вплоть до 2020 года, подтвердил корреспонденту газеты «ВПК» глава Роскосмоса Владимир Поповкин. По его словам, в ближайшие годы государства-партнеры должны провести технический аудит и сформировать стратегию транспортно-грузового обеспечения станции (с учетом двух европейских грузовых кораблей серии ATV, японского «грузовика» серии HTV и американских коммерческих «Дрэгонов»).
Продление эксплуатации МКС до 2028 года, о возможности которой ранее говорили руководители агентств стран – партнеров по программе, зависит от многих факторов. Прежде всего от технического состояния орбитального дома. Но нельзя сбрасывать со счетов и экономические показатели. «Мы посмотрим, во сколько обойдется эксплуатация станции до 2020 года, и тогда будем оценивать ее эффективность», – пояснил Поповкин. Если же технические и экономические параметры признают неудовлетворительными, «станем решать, какими кораблями будем сводить станцию с орбиты».
Что же придет на смену МКС? «Мы планируем оставить только новый энергетический модуль (НЭМ) в связке с многофункциональным лабораторным модулем (МЛМ) как базу новой станции», – сообщил глава Роскосмоса.
Будущая станция должна быть, но не постоянно обитаемой, а посещаемой, убежден он. «Есть (научные и технические. – Е.З.) задачи – пускаем экипаж», – объяснил Поповкин.
Предполагается, что НЭМ, который ляжет в основу новой орбитальной станции, будет принципиально отличаться от двух запланированных в составе российского сегмента МКС ранее. Будущий НЭМ сделают на новом технологическом уровне и оснастят системами ориентации и стабилизации. По словам главы Роскосмоса, НЭМ станет основой для небольшой станции следующего поколения, где должна быть система стыковки (без стыковочных модулей).
Как сообщил Поповкин, подготовлено техническое задание (ТЗ) на новый энергетический модуль, и в ближайшие дни будет объявлен конкурс на его создание. По словам главы Роскосмоса, уже есть несколько претендентов на участие в тендере.
Еще один конкурс объявлен на разработку орбитальной лаборатории – космического аппарата «Ока-Т», запуск которого, сказал Владимир Поповкин, запланирован на 2015 год.
Проект «Ока-Т-МКС» был подготовлен российским космическим ведомством с целью создания на орбите абсолютной невесомости для проведения научных экспериментов и, возможно, начального промышленного производства веществ и материалов, которые нельзя получить на Земле. Это первый этап реализации идеи ввода в эксплуатацию автономно летающих и периодически стыкуемых к станции автоматов для обслуживания, замены научной аппаратуры, дооснащения и т. п. Одним из таких космических аппаратов (КА) может быть лаборатория «Ока-Т» – для проведения экспериментов по космической технологии и материаловедению.
Концепция лаборатории, которую периодически будут обслуживать экипажи МКС, сочетает в себе достоинства автоматов и пилотируемых космических средств: она позволит проводить эксперименты в уникальных условиях – с минимальной гравитацией и минимальным воздействием внешней среды.
Орбитальная лаборатория будет служить не только «чистой науке», ученые предлагают для «Оки-Т» проекты экспериментов, имеющих важное прикладное значение: для развития технологий микро- и наноэлектроники, получения сплавов, композиционных материалов, биологических препаратов.
На МКС абсолютной невесомости создать невозможно, так как на станции присутствует микрогравитация от движения космонавтов и работы многочисленных приборов, подчеркнул Владимир Поповкин. Кроме того, недостижимы условия абсолютного вакуума, поскольку вокруг МКС существует своя атмосфера.
В планах Роскосмоса после 2015 года также стоит запуск принципиально нового по объему, энергетике и сроку эксплуатации на орбите КА – «Возврат-МКА» для исследований в области космических технологий. «Возврат-МКА» создается с использованием задела, который есть в других КА, например в «Фотоне-М» и «Бионе». Напомним, с помощью космического аппарата «Фотон-М», не имеющего зарубежных аналогов, Россия и страны-партнеры уже много лет проводят исследования в области космических технологий, связанные с использованием микрогравитации, вакуума, как факторов, позволяющих получать в космосе различные материалы, препараты с недостижимыми в земных условиях характеристиками.
Единственный недостаток «Фотона» – малый срок активного существования: не более 30 суток. За это время очень сложно провести в космосе серьезные технологические и биологические эксперименты. В недалеком будущем на смену «Фотону» придут принципиально новые КА – автоматический «Возврат-МКА» и «Ока-Т», ее станут обслуживать экипажи МКС.
«Возврат-МКА» позволит проводить эксперименты в течение года. В отличие от лаборатории «Ока-Т», которая будет находиться в космосе постоянно, этот аппарат сможет возвращать на Землю результаты проведенных космических исследований.
По мнению Владимира Поповкина, развитие пилотируемой космонавтики должно подчиняться научной и экономической целесообразности. Причем это касается не только низкоорбитальных полетов, но и возможных будущих миссий на Луну и Марс. «Экспедиции на Луну должны быть связаны с наукой, а я пока не вижу там задач для пилотируемой космонавтики», – заявил глава Роскосмоса.
Экспедиция длиной в год: за и против
А вот подготовка к полету на Марс будет продолжена на МКС в 2015 году – именно на этот год, по его словам, запланирована годовая орбитальная экспедиция (в настоящее время экипажи летают по 4–6 месяцев).
«Мы накануне обсуждали этот вопрос с руководством НАСА, – сказал Владимир Поповкин журналистам после успешного запуска «Союза ТМА-06М». – В течение октября мы завершим отбор и в ноябре назовем имя того, кто полетит в годовой полет в 2015 году». По слухам, им станет космонавт Роскосмоса Александр Самокутяев, который вместе с американским коллегой продолжит на борту МКС исследования, начатые в ходе наземного эксперимента «Марс-500».
Проект «Марс-500», завершившийся в ноябре 2011 года, был реализован на базе специального медико-технического комплекса для имитации пилотируемого полета к Красной планете в Институте медико-биологических проблем РАН.
Полтора года интернациональная шестерка энтузиастов – трое россиян, француз, итальянец и китаец – провела в этом изолированном комплексе. Там были созданы условия, максимально приближенные к тем, в которых окажутся люди при реальном полете на Марс (за исключением невесомости и воздействия радиации). Единственная связь с внешним миром поддерживалась через ЦУП, где полностью имитировалось управление полетом марсианского корабля, включая задержки в прохождении сигнала.
«Полет» включал три этапа – 240-суточный виртуальный перелет с Земли на Марс, 30-дневную высадку на «марсианскую поверхность» и 240-суточное возвращение.
За время «путешествия» экипаж выполнил более 100 научных экспериментов, включавших клинические, лабораторно-диагностические, физиологические, санитарно-гигиенические и микробиологические исследования.
Цель проекта «Марс-500», в котором приняли участие специалисты Европейского космического агентства и других стран, состояла в том, чтобы приобрести практический опыт для подготовки к реальному полету человека на Марс. Научные исследования, проведенные в его рамках, должны помочь оценить влияние изоляции, замкнутого пространства и стресса на различные психологические и физиологические аспекты жизнедеятельности человека, такие как групповые взаимодействия, качество сна, настроение, гормональное регулирование, иммунитет и эффективность пищевого рациона.
Однако заслуженные российские покорители космоса относятся к реальному годовому полету на МКС с большим скепсисом. Так, один из опытнейших российских космонавтов Геннадий Падалка после возвращения с орбиты этой осенью заявил, что российский сегмент (РС) МКС не приспособлен для выполнения космического полета длиной в год. «К плану проведения полета в один год я отношусь отрицательно, – сказал он, отвечая на вопрос корреспондента «ВПК». – Для того чтобы летать год, надо создать комфортные условия, особенно на РС».
«На РС нужно по-настоящему заняться модернизацией, хотя бы создать специальный модуль для сна, как на американском сегменте», – убежден Падалка. В настоящее время единственным жилым модулем РС является «Звезда», где космонавты спят, принимают пищу, работают, там же расположен и АСУ (бортовой туалет). Все остальные модули, по словам опытного космонавта, представляют собой по сути «склады, где прохладно и повышенный уровень шумов».
«Объем жилого пространства на российского космонавта в семь раз меньше, чем на астронавта», – подчеркнул Падалка. По его мнению, оптимальная для сохранения здоровья и работоспособности космонавта продолжительность полета должна составлять от четырех до шести месяцев.
С этим мнением согласен и начальник Центра подготовки космонавтов Сергей Крикалев – рекордсмен мира по общей продолжительности пребывания в космосе. Напомнив, что у российской космонавтики уже есть опыт полетов до года и более, он сказал: «Полученный опыт дает нам возможность летать по году, но срок между четырьмя и шестью месяцами наиболее оптимальный». Первые несколько недель организм приспосабливается к невесомости, затем наступает активная фаза работы космонавта, и полет до полугода позволяет наиболее эффективно эту фазу использовать, пояснил Крикалев.
Экспедиция длиной в год, по его мнению, может дать больше информации по науке, в частности по применению профилактических и медикаментозных средств с прицелом на длительные межпланетные перелеты. «Но надо создать хорошую научную программу, иначе это будет пустой расход человеческих ресурсов», – убежден ветеран космоса.
Амбициозные задачи для молодого поколения
Техническую подготовку к полету на Марс надо начинать уже сегодня и ставку в этой работе делать на молодых, подчеркнул президент – генеральный конструктор ракетно-космической корпорации (РКК) «Энергия» Виталий Лопота.
«Каждому поколению нужно придумать задачу на 10 лет, и ближайшее десятилетие нам необходимо как шаг к отработке технологий для полета к Марсу», – заявил он корреспонденту газеты «ВПК».
Для отработки этих технологий, считает глава РКК «Энергия», надо использовать Луну и окололунные орбиты.
По его мнению, очень интересной для молодого поколения ученых может стать задача подготовки полетов в точки Лагранжа, причем для формирования отлетной траектории к Марсу вторая точка (L2) является более удобной.
Основным камнем преткновения остается энергетика. На химических двигателях человечеству удастся осваивать лишь ближние орбиты, для полетов к другим планетам потребуется иная, более мощная энергетика – электрореактивная, которую можно использовать только в невесомости.
Однако будущее за движением без выброса рабочего тела с применением особенностей космического пространства, убежден Лопота. «Задача на ближайшие 10 лет – научиться эффективно двигаться в полях, создаваемых космическими телами», – считает он.
Для полетов к Луне и Марсу России необходима сверхтяжелая ракета-носитель (РН) грузоподъемностью не менее 60 тонн, напомнил Лопота. Для ее создания есть все необходимые компоненты, главным образом – самый мощный в мире «царь-двигатель» РД-171 с тягой 800 тонн, разработанный в свое время под РН «Энергия». В развитие технологий этой легендарной ракеты и с использованием существующей инфраструктуры Байконура уже сейчас можно создать новую РН грузоподъемностью 64–75 тонн, полагает глава РКК «Энергия».
Корпорация уже несколько лет работает над новой пилотируемой транспортной системой (причем в работе находится сразу несколько вариантов).
В РКК «Энергия» есть предложения и по будущей орбитальной станции, которая должна прийти на смену МКС после 2020 года. По словам Виталия Лопоты, корпорация готова разработать базовый узловой модуль с ресурсом 30 лет, на который будет стыковаться МЛМ, и эта связка может стать базовым элементом для нового «орбитального дома» космонавтов.
На орбиту с ветерком
Пока ученые и инженеры разрабатывают концепцию средств доставки космонавтов к Луне и Марсу, интернациональные экипажи МКС по-прежнему летают на проверенных временем, надежных «рабочих лошадках» – кораблях «Союз», которые в соответствии с велением времени переведены на цифровые технологии.
Одна из таких «лошадок» 23 октября унесла в небо Новицкого, Тарелкина и Форда. За великолепным зрелищем – стартом белоснежной ракеты, которая через несколько минут с натужным гулом исчезла в ярко-голубом небе, с замиранием сердца следили сотни специалистов, журналистов и гостей.
После успешного запуска Владимир Поповкин сообщил журналистам: «Только что говорил с космонавтами после отделения космического аппарата. Все чувствуют себя хорошо». «Сегодня был сильный ветер на космодроме. Поэтому проводили ребят с ветерком», – пошутил глава Роскосмоса.
Елена Зубцова
Опубликовано в выпуске № 43 (460) за 31 октября 2012 года