Впереди планеты всей

Первый спутник, первый представитель человечества в космосе – Юрий Гагарин. Полвека назад Алексей Леонов впервые вышел с космического корабля в открытый космос. Были луноходы и обитаемые орбитальные станции. У США перед нами одно преимущество – человек на Луне, шесть удачных, как принято говорить там, миссий.

«Союз» не вечен под Луной

Орбитальный челнок, шаттл, мы сделали позже, но не хуже. В отличие от американцев со средствами спасения экипажа и двигательной установкой для полёта в атмосфере Земли (на первом «Буране» её не было, не успели отработать защиту турбореактивных двигателей от нагрева до температуры 2500–2700 градусов при входе в плотные слои атмосферы). Другой вопрос, что первый и последний президент СССР М. Горбачёв сначала отвернулся от программы «Энергия-Буран», а потом и вся страна вошла в шторм преобразований. Не смогли сохранить (утеряли!) водородные технологии ракеты-носителя «Энергия», да и саму ракету тоже. А сегодня вновь заговорили о необходимости создания носителей сверхтяжёлого класса, без них осваивать Луну и отправляться к Марсу невозможно, нужно разом поднимать на орбиту до 150 тонн полезной нагрузки. Начальник Центра подготовки космонавтов имени Ю.А. Гагарина Юрий Лончаков утверждает, что в соответствии с Федеральной космической программой в 2030 году предстоит подготовить кадры для полёта на Луну и в 2050-м – к Марсу. Значит, надо возрождать водородную тематику для разгонных блоков, они особенно эффективны за пределами атмосферы. Американцы над проблемой работают, у нас думают. «Ангара» – носитель грузовой, достойная замена всей линейке ракет, от лёгкой до тяжёлой. Но сверхтяжёлая ракета-носитель из неё не получится, максимум, на что можно рассчитывать в отдалённой перспективе, с третьей ступенью, работающей на паре кислород-водород, – 75 тонн груза. Правда, именно «Ангаре» предстоит выводить в космос 20‑тонный перспективный пилотируемый транспортный корабль, его готовят в РКК «Энергия» на замену «Союзам». Но в беспилотном варианте – для пилотируемой космонавтики «Ангара» не предназначена.

«Ангара-А5». Фото ГКНПЦ имени М.В.Хруничева

Одно из супердостижений нашей космической отрасли – ракетные двигатели.От них не могут отказаться даже в США, покупают в России как миленькие, несмотря на громкие протесты слабо технически подкованных конгрессменов и сенаторов. У нашей страны есть надёжные и самые мощные в мире серийно выпускаемые 800-тонные ЖРД (жидкостные ракетные двигатели). Они летают с 1985 года! Это РД-170, его создали специально для ракеты-носителя «Энергия», и РД-171, который сейчас работает на российско-украинской ракете «Зенит». В США в лучшем случае через два года планируют сделать свой двигатель большой мощности, но и он будет вполовину слабее могучего «РД».

Аргумент конструктора Нестерова

Главным событием прошедшего космического года стали сразу два пуска космического ракетного комплекса (КРК) «Ангара» лёгкого и тяжёлого классов. Бывший генеральный конструктор КРК «Ангара» Владимир Нестеров вспоминает:

– «Ангара», первый постсоветский комплекс, начал разрабатываться практически сразу после распада Советского Союза и в условиях катастрофического безденежья. За 14 лет мы получили менее 4% от общего объёма необходимых средств. В 2006 году пошли первые серьёзные деньги, но ударил кризис, и Минобороны, как заказчик изделия, урезал финансирование. Вместо 6 миллиардов рублей было выделено только 2 миллиарда. Запуск был перенесён на 2013 год. И только с приходом на пост министра обороны Сергея Шойгу мы смогли закончить работу.

«Ангара» обладает уникальными характеристиками: из двух существующих модулей УРМ-1 (универсальный ракетный модуль) и УРМ-2 создаётся не одна машина, а целая серия. Это лёгкая «Ангара-А1» (3,8 тонны полезной нагрузки); средняя «Ангара-А3» (три УРМ-1) – 14,6 тонны и тяжёлая «Ангара-А5» (пять УРМ-1) – 24 тонны. В работе «Ангара-А7» на 35 тонн и «Ангара-7В» (шесть боковых блоков и один центральный – водородный) около 50 тонн полезной нагрузки. Фактически «Ангарой» можно заменить весь парк ракетоносителей России, если бы была такая необходимость.

Носители тяжёлого и сверхтяжёлого классов, например, в интересах исследования дальнего космоса, я уверен, будут на метановом двигателе. Он не только самый безопасный, но и имеет ещё массу преимуществ над традиционными. В США очень плотно занимаются этой темой.

У нас такие разработки есть в «Воронежском КБ химавтоматики» и в НПО «Энергомаш» (Химки). Беда в том, что ведутся они по инициативе самих КБ, без конкретного серьёзного финансирования со стороны государства.

Берегите школу!

«А вы, друзья, как ни садитесь, всё в музыканты не годитесь», – сказал генерал Анатолий Ситнов про американский сегмент МКС:

– В нашем сегменте станции всё происходит штатно, а у них то унитазы откажут, то ещё что-нибудь. И сразу перебегают на российскую территорию. В российском экипаже есть преемственность, школа, в составе всегда присутствует человек, который уже поработал на станции. Прилетели, и он рассказывает и показывает новичкам что, где и как. Наземная подготовка – это одно, реальный космос – другое. Русская традиция – передавать опыт на практике, из рук в руки. Опыт содержится у нас не в инструкциях, а в головах. Что способно поднять на новые высоты российскую космонавтику? – Бережное отношение к научным, конструкторским и производственным школам. Не перейдёт опыт из одной мудрой и светлой головы в другую, молодую – и порвалась ниточка, значит, начинай всё сначала.

Космическая реформа

Космос слишком многогранен: военный, международный, гражданский. Сегодня отрасль напрямую влияет на нашу жизнь: связь, Интернет, распространение телевизионных сигналов, оценка урожаев и поиск наиболее перспективных для развития территорий, прогноз погоды и много чего другого. К слову, о метеопрогнозах – Россия получает для них спутниковую информацию из Германии. Свои метеоспутники мы растеряли.

В январе президент России В. Путин объявил, что поддерживает предложение правительства РФ о реформировании Роскосмоса и создании госкорпорации путём слияния с Объединённой ракетно-космической корпорацией (ОРКК). Для справки: в Роскосмосе сегодня сосредоточены наука и наземная инфраструктура, в ОРКК – производство. Федеральное агентство Роскосмос был для ОРКК основным заказчиком. В рамках госкорпорации эта грань сотрётся, и может получиться так, как это вышло в Объединённой авиастроительной корпорации (ОАК), – сами себе и заказчики, и подрядчики. Реальные покупатели из авиакомпаний просят построить и продать им самолёты конкретных типов, а им от ворот поворот. Берите что есть, тот же «Суперджет», единственный и неповторимый, «Ту» и «Ил» делать не будем. Управы на них нет никакой, госкорпорация – это акционерное общество, во главе всего прибыль, перед страной есть только обязательства по выполнению гособоронзаказа. В итоге страна пересела на «Боинги» и «Эрбасы». Поэтому есть все основания опасаться, что космическая отрасль под руководством «эффективных менеджеров» тоже пойдёт в сторону коммерческой деятельности, поплёвывая с космических высот на государственные интересы. Если заказчик из Юго-Восточной Азии, например, за вывод на орбиту своего спутника платит больше, то наши метеорологи подождут. Стоит напомнить, что по количеству запусков мы впереди планеты всей, а деятельность эта очень прибыльная.

Академия Петра Великого – с глаз долой?

В ракетных кругах паника – Военной академии Ракетных войск стратегического назначения имени Петра Великого недолго осталось жить и готовить кадры для ядерного щита страны на Москворецкой набережной. Её предполагают перевести от стен Кремля в город Балашиху Московской области. Член комитета Госдумы по обороне Вячеслав Тетёкин уже отправил депутатский запрос министру обороны Сергею Шойгу: «Данная информация вызывает серьёзное беспокойство. Дело в том, что, как показывает опыт «реформы» академий ВВС имени Н.Е. Жуковского и Ю.А.Гагарина путём их перевода в Воронеж, практически никто из высококвалифицированного профессорско-преподавательского состава на новое место работы вне пределов Москвы не едет. Как следствие: могут быть утеряны порядка 30 научных школ, сложившихся в академии РВСН за десятилетия её существования, прекращены специальные исследования в оборонной сфере.

Вызывает тревогу и судьба уникальной учебно-материальной базы академии, включая многоэтажный лабораторный корпус с размещёнными в нём натурными образцами МБР, аэродинамическую трассу, комплекс для отработки лазерных технологий и не имеющую аналогов бронекамеру для проведения взрывных экспериментов. Перевозить всё это уникальное оборудование некуда, в ряде случаев просто невозможно. Перебазирование академии РВСН в Балашиху, равно как и перевод Военно-технического университета из Балашихи в иное место, неизбежно приведут к немалым расходам, которые мы вряд ли можем себе позволить в нынешней непростой экономической ситуации».

То есть одно очень важное учебное заведение выпихнет уже из Московской области другое. И у военных инженеров тоже наступят траурные дни. Но вернёмся к депутатскому запросу: «Опыт показывает, что даже при самых лучших условиях перевод академии на новое место неизбежно приведёт к серьёзному осложнению подготовки офицеров-ракетчиков. И это в условиях роста угроз безопасности России и необходимости усиления её обороноспособности, основой которой является прежде всего РВСН».

Неужели дело отставного министра обороны Сердюкова живёт и процветает? Он тоже думал, что цены на столичную землю всё спишут.

Командир «Волчьей стаи»

Лётчика- -космонавта, Героя Советского Союза Игоря Петровича Волка что ни год, то юбилей. Один из главных действующих лиц программы «Энергия-Буран», командир отряда лётчиков-испытателей («Волчья стая»), которые готовились летать на советском челноке, родился в самый космический день года – 12 апреля. Именно по его полётам на симуляторе и специальном экземпляре «Бурана», подготовленном для испытаний в атмосфере, были созданы математические алгоритмы и профили, позволившие успешно совершить космическому самолёту ювелирную посадку в автоматическом режиме. Знаменитый ас и лётчик-испытатель Сергей Анохин сказал про него журналисту Ярославу Голованову: «Я летаю настолько же лучше Нестерова, насколько этот парень летает лучше меня! Запомни его имя: Игорь Волк!»

Игорь Волк

И. Волк всего на три года моложе первого космонавта планеты Земля Юрия Гагарина, но по-прежнему полон энергии. Занимается просветительской работой среди молодёжи, кадетов, суворовцев, студентов, школьников, бьётся с чиновничьим произволом и преступной глупостью множества представителей аэрокосмической отрасли новой волны. С позвоночником, травмированным чудовищными перегрузками десятков катапультирований и сотен испытаний (как говорят друзья, «у него нет ни одного целого позвонка»), с палочкой в руках носится по городам и весям. На носу очередная операция в клинике, там он встретит день рождения, обещают помочь, а он больше переживает за библиотеку и культурный центр имени великого романтика, писателя и лётчика Антуана де Сент-Экзюпери. Библиотека с аэрокосмической специализацией попала под каток реформирования «библиотечного дела» в Москве.

Выгодное положение – экватор

Удалось посмотреть видеозапись лекции доктора технических наук, профессора, заведующего кафедрой СМ-1 МГТУ им. Н.Э. Баумана, члена-корреспондента РАН, много лет возглавлявшего РКК «Энергия» им. С.П. Королёва Виталия Лопоты. Она прошла в рамках цикла «Публичные лекции Полит.ру» в библиотеке-читальне им. И.С. Тургенева. Оказывается, территория нашей страны для космических полётов не слишком пригодна:«Чтобы запустить с экватора (скорость движения поверхности Земли 464 м/сек) на геостационарную орбиту (36 тыс. км от поверхности Земли) 1 кг полезного груза, необходимо 175 кг стартовой массы ракеты. При запуске на эту же высоту с космодрома Восточный необходимо около 350 кг стартовой массы ракеты (на 100% больше), а при запуске с Плесецка в Архангельской области необходимо уже 700 кг стартовой массы ракеты (на 300% больше). В такой неэффективной географической и энергетической ситуации находится наша северная страна!»

При запусках космических аппаратов на низкие орбиты, высотой от 200 до 450 км, ситуация не такая критическая. Там не нужно выходить на вторую космическую скорость и старт даже с северного Плесецка по сравнению со стартом с экватора потребует увеличения соотношения «масса ракеты на килограмм груза» всего на 20%. Что тоже немало.

Для обеспечения конкурентоспособности выведения полезных нагрузок с территории России на высокие орбиты, для освоения Луны и окололунного пространства, необходимо иметь либо максимально эффективные и дешёвые ракеты сверхтяжёлого класса, считает В. Лопота. Другой вариант – развивать технологии экваториальных пусков с территории других стран, но это своего рода капкан, космодром становится заложником другого государства. Или создавать собственный космодром морского базирования, такой как международный проект «Морской старт». Но существует масса нюансов – пусть экватор большой, а трассы пусков ракет волей-неволей оказываются над сушей, территориями суверенных государств. Значит, при выборе точки старта надо договариваться с правительствами этих стран, что уже непросто. Кому понравится падение с неба на голову отработавших ступеней космических ракет? Неудачный пуск вообще грозит международным скандалом. Значит, надо подыскивать «безлюдное» место в океанах.

Космодром Восточный в Амурской области, на строительство которого поставлено очень много в программах развития отечественной космонавтики и куда постоянно летает решать проблемы вице-премьер Дмитрий Рогозин, тоже имеет особенность. При пилотируемых полётах с него на орбитальную станцию основной отрезок трассы ракеты-носителя и корабля будет проходить над океаном. Что случись, кто спасёт экипаж? Именно для этого нужны мощные экранопланы с большой дальностью полёта, способные на самолётной скорости добраться до капсулы с экипажем и приводниться на океанскую волну. Но их пока нет, единственный почти готовый «Спасатель» два десятилетия стоит в цехе нижегородского ЦКБ по СПК им. Р. Е. Алексеева. Одна из проблем в деле строительства этой техники – отсутствие экономичных авиационных двигателей большой мощности. Именно создатели экранопланов сейчас больше всех заинтересованы в двигателе большой мощности НК-93, который руководители Минпромторга годами сознательно убивали. А сегодня самарское ОАО «Кузнецов» не знает, с какой стороны подступиться к его воспроизводству – ведущий конструктор Анатолий Лоцман, руководитель лётных испытаний Владимир Пташинский и ещё целый ряд ключевых фигур отправлены «эффективными менеджерами» на пенсию. Двигатель есть, он летал, его можно потрогать, но как довести его до ума, до надёжного серийного экземпляра? Прервалась научная и конструкторская школа, о чём никогда не задумываются в реформаторском угаре управленцы-бухгалтеры.

Тело небесное и дело земное

На данный момент известно порядка 12 тыс. околоземных астероидов, из которых 1541 считаются потенциально опасными по классификации NASA. Размеры таких тел составляют не менее 140 метров в диаметре; их орбиты проходят на расстоянии менее 7,5 млн километров, или 0,05 астрономические единицы от Земли.

Например, 13 апреля 2029 года мимо нашей планеты на расстоянии примерно 30–40 тыс. километров пронесётся знаменитый астероид Апофис-99942. Его диаметр – около 400 метров. И хотя астрономы вроде бы сняли опасность его столкновения с Землёй, но космические враги подобного диаметра требуют постоянного внимания. Ведь если в нашу планету врежется небесное тело размером с километр, то даже на кладбище бежать будет поздно.

Учёные считают, что проблему астероидной опасности следует делить на две части. Первая – обнаружение незваного космического гостя на возможно дальней дистанции. Далее уже чистая математика – расчёт его орбиты, дата максимального сближения с нашей планетой.

В марте 1989 года 300-метровый астероид Асклепий пересёк орбиту Земли в точке, где наша планета была всего лишь шесть часов назад. Его заметили только после того, как он стал удаляться.

– После этого случая к космической разведке стали относиться гораздо более ответственно. В США и Европе отлично понимают важность постоянного мониторинга астероидно-кометной опасности. Например, американская система Pan-STARRS из четырёх телескопов работает в интересах, как говорится, «двойного назначения». То есть Pan-STARRS не только работает для военных, в том числе по наблюдению за нашими спутниками, но и предоставляет данные по наблюдениям астероидов для американской науки. Отсеивают закрытую часть, а открытую спокойно отдают НАСА. Постоянно проводит мониторинг неба телескоп Catalina Sky, – рассказал «АН» научный сотрудник Института астрономии РАН Сергей Нароёнков.

По словам учёного, надежды на коллег мало: «Центр малых планет – организация, которая ведёт каталог астероидов, вычисляет и уточняет их орбиты – находится в Америке и управляется НАСА. Есть сайты, на которых вывешивается информация по астероидной опасности. Но её полная открытость под вопросом. Может, к нам что-то и приближается, но в силу политических или иных причин эта информация, может, и не появится».

У нас с этим полная беда. И хотя наши РЛС постоянно смотрят за горизонт, ожидая вероломного нападения со стороны супостата, предупредить о том же Апофисе не могут – иные технические характеристики. Только система «Окно» в Таджикистане способна отслеживать космические объекты. Но она загружена на 100% в интересах Минобороны.

Сейчас в рамках ФЦП «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технического комплекса России на 2014–2020 годы» Институт астрономии совместно с коллегами разрабатывает систему мониторинга околоземных объектов и предупреждения космических угроз на основе нового кластера широкоугольных телескопов.

Это будет аппаратно-программный комплекс, который позволит обнаруживать опасные астероиды, определять их орбиты и прогнозировать вероятность столкновения таких тел с Землёй. Он должен сканировать всю доступную небесную сферу несколько раз в течение определённого времени и обнаруживать подвижные объекты (астероиды) среди звёзд.

– Мы разрабатываем комплекс научно-технических решений, который позволит обнаружить астероиды размерами от 20 метров и более за 12 часов до столкновения. Более крупные тела будут обнаруживаться за большие сроки, – осторожно говорят в институте.

Космический эвакуатор

Вторая задача – предотвращение столкновения тела небесного с твердью земной. Учёные предложили несколько основных вариантов. Первый – изменение траектории полёта астероида или его полное уничтожение с помощью ядерного взрыва. Заряд должен быть доставлен в расчётную точку с помощью носителя тяжёлого класса. Но из-за международного запрета на вывод в космос оружия массового поражения идея не получила дальнейшего развития. Хотя, по данным «АН», сейчас США прилагают серьёзные усилия для денонсации этих договорённостей. Но явно не с целью сбивать астероиды.

Второе направление – захват и буксировка космического нежеланного гостя на безопасное расстояние. Работы по созданию космического тягача начались практически одновременно в США, Европе и у нас. Американцы, правда, сразу засекретили эту тему. На Старом континенте о создании так называемого гравитационного тягача открыто говорили до 2010 года. После этого из СМИ она пропала.

В России этой темой плотно занимался Государственный ракетный центр им. Макеева, в котором была создана легендарная морская межконтинентальная баллистическая ракета «Синева». Конструкторы центра смогли выполнить концептуальный проект по созданию двух космических аппаратов «Каисса» и «Капкан». «Каисса» – это разведывательный космический аппарат, «Капкан» – ударный. Но разработки так и остались на бумаге – денег на прорывной проект никто не дал.

Справка «АН»

Стоимость доставки на низкую (200 км) орбиту одного килограмма груза составляет от 10 до 25 тыс. долларов – в зависимости от габаритов посылки (компактный груз занимает меньший полезный объём).

Химические ракеты уйдут в прошлое

Неизвестно только когда. Максимум из ракетных двигателей, работающих на паре кислород-керосин и других компонентах, уже выжали. Самый эффективный вариант – кислород-водород. Но и на этом двигателе говорить о дальнем космосе преждевременно. Значит, пока надо заниматься обустройством околоземного пространства в интересах «народного хозяйства» и отправлять в долгий путь к планетам и границе Солнечной системы исследовательские автоматические станции-зонды, такие как «Вояджер-1». На электроракетных двигателях, используя гравитацию (гравитационные маневры) планет Солнечной системы, его разогнали до скорости 80 км в секунду. 12 сентября 2013 года НАСА подтвердило, что «Вояджер-1» вышел за пределы гелиосферы Солнечной системы в межзвёздное пространство. Он удалился от Земли на 19 с половиной миллиардов километров. Это расстояние луч света проходит за 19 часов 8 минут. Достижение? Да! Но не стоит забывать, что стартовал «Вояджер-1» 5 сентября 1977 года. Кстати, в создании радиоизотопных термоэлектрических генераторов, источника энергии для американских исследовательских аппаратов, принимали самое непосредственное участие советские учёные.

По мнению учёных, конструкторов, лётчиков-космонавтов значительного прироста скорости в пилотируемой космонавтике следует ждать ближе к середине века.

В теории можем, на практике нет

Двигатели, способные разогнать космический аппарат до межзвёздных скоростей, уже существуют. Они теоретически обоснованы, спроектированы и даже построены: ионные, плазменные, электроракетные. Скорость истечения рабочего тела в электроракетных двигателях достигает 100 км в секунду и даже выше. По сравнению с «химическими», где этот показатель не превышает 4,5 км в секунду, – ураган в 20 с лишним раз быстрее. Но все они имеют очень существенный недостаток – мизерную мощность. Разгонять космический корабль они будут, но очень, очень долго. Чтобы повысить их отдачу и сделать пригодными для быстрых межпланетных перелётов и к ближайшим звёздным системам, надо обеспечить космические аппараты мощной энергетикой и колоссальными запасами топлива, и тогда мощности опять будет не хватать. Были предложения передавать энергию на космические аппараты с Земли, «подпитывать» с помощью лазерных лучей, но на практике эту идею реализовать проблематично. Все космонавты и конструкторы, особенно старшего поколения, которые участвовали в космической гонке прошлого века, ждут прорыва в фундаментальной науке. Ждут открытия новых физических принципов, применимых для исследования космического пространства. И тогда, возможно, будут и ноль-переходы, и полёты со сверхсветовыми скоростями – то, о чём мечтают писатели-фантасты. И гениальный серб Никола Тесла – считается, что он нашёл «замочек» к межпланетному и межзвёздному сообщению. Осталось дождаться явления нового гения.