Новое космическое качество

Отечественная космическая отрасль находится на очень важном этапе своей истории. Сегодня остро стоит вопрос дальнейшего развития ее потенциала, устранения имеющихся проблем, выработки стратегии. О перспективах российской космонавтики, ключевых направлениях ее развития агентству "Интерфакс-АВН" рассказал генеральный директор отраслевого института – ЦНИИ машиностроения, доктор технических наук, академик Российской академии космонавтики имени К.Э.Циолковского Геннадий РАЙКУНОВ. 3 декабря ему исполнилось 60 лет.

- Геннадий Геннадьевич, на какой стадии находится работа над Стратегией развития российской космонавтики до 2030 года?

- Проект Стратегии наш институт подготовил в 2011 году. После того, как мы передали его в Роскосмос, была назначена межведомственная группа под руководством Юрия Николаевича Коптева для согласования проекта и представления в правительство. После доработки проект опубликовали на сайте Роскосмоса для того, чтобы все желающие могли прислать свои замечания и предложения. И только после этого, 11 июля 2012 года, мы представили ее в Военно-промышленную комиссию, которую возглавляет вице-премьер Дмитрий Олегович Рогозин. После рассмотрения Стратегии был подписан протокол с рекомендациями для создания документа "Основы политики РФ в области космической деятельности".

Этот документ широко обсуждался и согласован практически со всеми заинтересованными ведомствами, в том числе, с частными потребителями результатов космической деятельности. Окончательное согласование с министерством иностранных дел должно произойти в ближайшие дни. В экспертную комиссию при правительстве РФ документ должен быть представлен к 8 декабря. Комиссия его рассмотрит и передаст на утверждение в правительство РФ.

- Как вы оцениваете текущее состояние российской орбитальной группировки и перспективы ее развития?

- Номенклатура орбитальной группировки достаточно большая. Я приведу интегральные цифры. Это в первую очередь космические аппараты связи, в том числе и персональной, спутники ретрансляции, навигации, дистанционного зондирования Земли, метеорологические.

Самая крупная группировка спутников относится к системе ГЛОНАСС. В ней сегодня 31 космический аппарат, из них 24 работают в нормальном режиме, то есть обеспечивают глобальное полномасштабное покрытие с навигационным сигналом с точностью примерно до 3 метров. 4 космических аппарата находятся в резерве, а остальные - на исследовании.

Кроме того, в этом году запущены на орбиту такие спутники, как "Канопус-В", "Электро-Л", "Гонец" и другие. Таким образом, сегодня действующая российская орбитальная группировка спутников социально-экономического и научного назначения, если не считать резервные космические аппараты, а также спутники, находящиеся на исследовании, насчитывает порядка 30 космических аппаратов. Плюс пять модулей российского сегмента МКС.

Что касается развития группировки, то 2015-й год будет наиболее напряженным. К запуску планируются 22 космических аппарата. После 2020 года российская орбитальная группировка спутников гражданского назначения будет насчитывать порядка 60-70 космических аппаратов. То есть произойдет значительное увеличение состава группировки после того спада, который был. Речь идет о спутниках различного назначения на всех возможных орбитах. В результате российская орбитальная группировка космических аппаратов получит новое качество.

Уже запущены первые спутники системы ретрансляции "Луч-5А" и "Луч-5Б". Аппарат "Луч-5А" введен в строй. Помните проблемы, которые были с аппаратом "Фобос-Грунт", который вышел из строя предположительно из-за внешнего воздействия. Это произошло, когда аппарат находился на обратной от нас стороне Земли, вне зоны видимости российских наземных средств наблюдения и связи. У нас не было телеметрии, внешнетраекторных измерений, то есть объективной информации о том, что произошло с аппаратом «Фобос-Грунт».

Теперь с помощью спутников-ретрансляторов мы сможем отслеживать весь процесс выведения на орбиту наших космических аппаратов, работу ступеней ракет-носителей и разгонных блоков на всех участках траектории полета. Мы будем знать о любых воздействиях и неисправностях, если таковые будут происходить. Телеметрия будет сбрасываться через спутники-ретрансляторы.

- Позволят ли спутники-ретрансляторы типа "Луч-5" полностью отказаться от использования американских каналов связи при работе с российским сегментом МКС?

- Я бы не сказал, что от них надо вообще отказываться. Да, "Луч-5" позволяет нам на всем протяжении витка иметь полномасштабную информацию о состоянии объекта, и в первую очередь - его телеметрии. Но мы понимаем, что и спутники могут отказывать. Поэтому от дублирующего канала вряд ли следует отказываться. Это фактическое резервирование, повышение вероятности выполнения целевой задачи. Я думаю, что вместе с американским ретранслятором "Луч" будет той системой, с помощью которой они в паре будут друг друга резервировать и повышать достоверность результата.

- Геннадий Геннадьевич, какие еще новые космические аппараты готовятся к запуску?

- Будет запущен космический аппарат дистанционного зондирования Земли "Ресурс-П". Он будет управляться из ЦУПа ЦНИИ машиностроения, расположенного в подмосковном Королеве. Этот новый аппарат идет на смену "Ресурсу-ДК". Он обеспечит совершенно новое качество получения информации из космоса. На нем установлен гиперспектрометр. Это уже не мультиспектр, а гиперспектр, то есть сотни каналов съема информации. Будет получено разрешение не только геометрическое, но и спектральное. Гиперспектрометр позволит получить новое качество, которое даже теоретически нельзя было иметь в «многоспектралке». Можно будет различать те объекты, которые сегодня не различаются и не отличаются.

Словом, идет такое продвижение, оно достаточно значительное. Плюс мы продолжаем работу по фундаментальным исследованиям, по международным программам. К сожалению, не удался эксперимент в рамках программы "Фобос-Грунт". Но, тем не менее, принято решение эту работу продолжить, он будет повторен, но на более высоком техническом и технологическом уровнях.

Мы ведем работу с Европейским космическим агентством в рамках программы "ЭкзоМарс" по исследованию Марса. Другая совместная с европейцами программа касается исследования спутников Юпитера - Ганимеда и Европы.

Будут продолжены работы по космическим обсерваториям. Готовятся к запускам "Спектр-М" -"Миллиметрон", "Гамма-400". Создаются научные космические аппараты, посвященные исследованию высокоэнергетичных частиц, изучению темной энергии и темной материи, планетологическим исследованиям и поиску экзопланет, исследованиям галактик, "черных дыр" и т.д. Работы продолжаются во многом на новом уровне. Надеюсь, мы получим новые результаты. Так, "Спектр-М" можно было бы по характеристикам сравнить с американским аппаратом "Джеймс Веб". Он будет работать в диапазоне от 0,01 до 20 микрон. То есть весь диапазон волн от вакуумного ультрафиолета до дальнего инфракрасного излучения будет улавливаться. У нас впервые будет такой сверхчувствительный объект. С его помощью будут фиксироваться самые дальние экзопланеты вне Солнечной системы и звезды.

- Проводит ли ЦНИИмаш исследовательские работы для определения возможности продления эксплуатации МКС после 2020 года? Каким может быть продолжение программы МКС?

- На мой взгляд, потенциал МКС уже во многом исчерпан. Снаружи и внутри станции мало места для размещения научного оборудования. Проблематична установка энергоемких систем, потому что "энергетики" уже не хватает. Проведению точных экспериментов мешают микрогравитация и вибрация отсеков МКС. Необходимо топливо для поддержания орбиты и так далее.

Пора смотреть дальше и выше. Есть Луна, естественный спутник Земли. Там нет проблемы орбитального "космического мусора", там совершенно другие пространства. На ее поверхности, к примеру, можно поставить радиолокатор, оптические системы, многие другие крупногабаритные приборы для решения различных научных задач. Там отсутствует атмосфера и газопылевое окружение.

Построив базы на Луне, можно получить опыт обеспечения жизнедеятельности людей на другой планете, использовать полезные ископаемые или водяной лед. Растопив лед, полученную воду можно не только употреблять для питья, но и разлагать на кислород и водород и использовать как топливо для кислородно-водородных ракетных двигателей.

Это опыт жизни на другой планете, с другой гравитацией, с отсутствием атмосферы, с воздействием радиации. Поэтому именно на освоении Луны надо в первую очередь сосредотачивать все усилия.

С другой стороны, вместо большой искусственной станции можно построить систему станций поменьше для выполнения "тонких" экспериментов, которые нельзя выполнить на МКС из-за микрогравитации и вибрации. Эти станции могут быть посещаемыми. Не обязательно там постоянно присутствовать. На них можно устанавливать сменяемые целевые модули. Такие станции интересны, поскольку позволяли бы решать совершенно другие задачи.

Можно также перейти на другую философию космической деятельности, а именно, на обслуживаемые космические аппараты модульного типа. Для ремонта таких аппаратов прямо на орбите можно создать станции техобслуживания, с помощью которых эти сложные проблемы комплексирования, стандартизации, унификации и модульного построения были бы решены. Но нужны не только станции, нужны многоразовые межорбитальные буксиры с двигателями многоразового включения, робототехника, которая в автоматическом режиме меняла бы и вставляла модули и так далее.

Вот три перспективных направления развития орбитальных комплексов: лунные базы, целевые специализированные станции, станции техобслуживания. Но это будет уже система абсолютно других станций, совершенно не похожих на МКС.

Что касается МКС, то учитывая, что к 2020 году она будет только полностью развернута, конечно, сразу бросать ее грех. МКС, считаю, очень значительный успех в плане международного космического сотрудничества. Потому что впервые на орбите создана такая крупногабаритная конструкция, впервые реализован такой широкий круг международного участия.

Но в ближайшей после 2020 года перспективе от этой станции все равно надо уходить. Появились вопросы, связанные с продлением гарантийных сроков эксплуатации российских и американских модулей, которые истекают в 2013-2015 годы. США и Россия, как участники программы МКС, ведут большую работу над тем, чтобы сертифицировать эти модули для эксплуатации, возможно, даже после 2020 года.

- Не так давно президент РКК "Энергия" Виталий Лопота сообщил, что изменены требования к перспективной пилотируемой транспортной системе. Какие изменения были внесены?

- Вопрос не такой простой. Дело в том, что в рамках Федеральной космической программы была задана работа, которая называлась «Перспективная пилотируемая транспортная система». К сожалению, в тех материалах, которые в 2010 году были нам представлены, вопрос свелся к пилотируемому кораблю. Но корабль - это далеко не система. И мы считаем, что главная проблема именно в системе, а не в том, какой делать корабль, который выводить непонятно на чем. Должны быть рассмотрены все аспекты. Это - носитель плюс система пилотируемых комплексов. И не только тот комплекс, который был нам предложен для полетов к МКС. Для таких полетов есть корабль "Союз", который гораздо более дешевый, отработанный.

У американцев, кстати, существовала программа "Констеллейшн", которую президент США Барак Обама закрыл. Но сегодня эта программа де-факто продолжается. Корабли "Орион" и "Альтаир" они продолжают делать. Я только что в ноябре все это наблюдал в Центре Джонсона. Это реальные макеты, они достаточно далеко продвинулись. Но это будут пилотируемые комплексы не только для МКС, но и для полетов на Луну, и впоследствии - на Марс.

Поэтому мы считаем, что требования не изменились. Это должна быть именно перспективная пилотируемая транспортная система. И система комплексов в том числе, которые будут способны обслуживать не только станцию, но межпланетные полеты. В этом плане ничего не изменилось. Роскосмос нас в этом тоже поддерживает.

- Определено ли, сколько стартовых комплексов будет на космодроме Восточный в Амурской области, для каких ракет-носителей?

- Две стартовые площадки для ракет "Союз-2" легкого и среднего классов будут построены на космодроме Восточный до 2015 года. Стартовый комплекс для тяжелой ракеты "Ангара" должен быть отстроен к 2018 году. Уже залит фундамент стартового стола и сформированы газоотводные каналы. Запуски сверхтяжелых ракет с Восточного начнутся после 2020 года. Работы на космодроме идут полным ходом. Есть все шансы, что они будут завершены в намеченные сроки. Финансирование этого проекта вполне нормальное.

- Когда у России может появиться сверхтяжелая ракета-носитель?

- В нашей ракетно-космической отрасли сложились два коллектива, которые имеют ряд предложений по этому направлению. Первый коллектив - это ГКНПЦ имени Хруничева с "Ангарой-5" и ее продолжениями – перспективными проектами ракет "Амур" и "Енисей". Там речь идет о создании ракет, способных выводить на орбиты полезные грузы массой 70 и 100 тонн. А в перспективе - и свыше 100 тонн.

Второй коллектив - это РКК "Энергия" и самарское "ЦСКБ-Прогресс", которые предлагают продолжить работы по тяжелому классу носителей в рамках закрытой на сегодняшний день программы "Русь-М". Рассматриваются варианты с двигателями РД-0163, РД-0146, РД-171, РД-180, а в будущем может быть создан и новый, кислородно-водородный двигатель.

Сегодня из всего предложенного наиболее продвинутыми являются решения на базе "Ангары". Первые запуски созданных на ее основе сверхтяжелых носителей "Амур" и "Енисей" запланированы с космодрома Восточный в 2028 году. Ракеты будут использоваться для полетов к Луне, Марсу, в точки Лагранжа и т.д.

- Есть ли перспективы у проекта создания многоразовой ракетно-космической системы МРКС?

- Мы сейчас нацелены на максимальное развитие проекта многоразовой транспортной системы. В основном это связано с ограничением районов падения отделяемых частей многоступенчатых ракет-носителей, стартующих с космодромов. Запрещается падение отработавших ступеней в заповедные зоны, в охотхозяйства, районы рыболовства и так далее. Соседство с другими государствами также накладывает ограничения на размеры полей падения. Сегодня все эти поля по суммарной площади сопоставимы с территорией Великобритании.

В связи с этим, в техническом задании по проектам новых ракет мы перешли от трехступенчатой схемы на двухступенчатую. Далее планируется переход на частично многоразовые системы. Предполагается, что многоразового использования будет только первая ступень, которая будет выполняться в "самолетном" варианте, и после отделения сможет совершать посадки на аэродромы первого класса. На ней планируется применять многоразовые ракетные двигатели. Вторая ступень и разгонный блок будут обычными.

Такая схема позволит значительно сократить площади полей падения отделяемых частей ракет-носителей, выполнять все международные нормы и перейти на принципиально новую технику. Эта задача актуальна, и она сейчас стоит перед нами.

- Как идут дела по созданию ядерной энергодвигательной установки мегаваттного класса?

- Эти работы продолжаются. Задача очень сложная. Поэтому работы пока носят не столько практический характер, сколько исследовательский, научный. Первое - это оценка реализуемости, возможности создания таких установок. Возможность непревращения самой установки и материалов вокруг нее во вторичные излучатели радиации.

Сегодня ясно, что для полетов к Марсу, на другие планеты, особенно для пилотируемых миссий, будут нужны более мощные двигатели. Правда, неочевидно, что только ядерные. Могут быть и электроракетные двигатели. Тем не менее, как одна из альтернатив рассматривается ядерная энергодвигательная или энергоустановка. Она потребуется гораздо большей мощности, чем 1 мегаватт, а именно несколько десятков - от 20 до 30 МВт. Такой энергоустановки пока нет. И если мы в рамках этой работы ответим на вопрос о реализуемости, о достижении требуемых характеристик, поймем, как бороться со вторичным излучением, тогда надо будет работать дальше над целевыми задачами.

Пока, мне кажется, эта задача - больше исследовательская, фундаментальная, а не имеющая явно прикладное применение.

- Как ЦНИИ машиностроения планирует решать проблемы астероидной опасности и космического "мусора"?

- Проблема космического "мусора" очень серьезная. С каждым годом ее острота возрастает, поскольку многие страны включаются в космическую деятельность, увеличивается число запусков и, как следствие, число объектов космического "мусора" на околоземных орбитах.

В отношении космического "мусора" существует несколько проблем. Первая и главная - это информационная. Мы должны в каждый конкретный момент времени иметь полную картину того, что делается на околоземных орбитах, степень опасности каждого из многочисленных объектов космического "мусора". Нельзя "вычищать" то, что мы не видим. Поэтому надо наблюдать, регистрировать и вести каталоги сотен и тысяч объектов разного размера. Это сегодня главная задача.

Если мы наблюдаем эти объекты, прогнозируем их движение, перед нами встает задача устранить угрозу столкновения с объектами космического "мусора", "вычистить" нужные нам орбиты.

Кроме того, мы должны сделать систему защиты космических аппаратов таковой, чтобы они были максимально защищены от частиц космического "мусора".

Сегодня в России, США и Европе работа ведется, в первую очередь, по первому направлению – то есть по информационному обеспечению. У американцев аппаратура несколько лучше, финансирование на порядок больше. Поэтому их аппаратура способна регистрировать значительно больше частиц, чем мы.

Тем не менее, и мы создали достаточно разветвленную систему регистрации потенциально опасных объектов космического "мусора". ЦНИИмаш назначен в этой работе головной организацией. У нас создан центр Автоматизированной системы предупреждения об опасных ситуациях в околоземном космическом пространстве АСПОС ОКП. Сегодня мы наблюдаем около 17 тысяч объектов, из них 1100 - это действующие космические аппараты различных стран мира, остальное - космический "мусор".

Причем и мы, и американцы часто не видим относительно мелкие частицы, но при этом они представляют большую опасность. Сейчас, например, мы в рамках российско-американской комиссии рассматриваем состояние МКС, где с энергетикой небольшие проблемы. Потому что, скорее всего, трубопровод охлаждения одной из солнечных батарей был пробит. Причем чем, как - никто не видел. Потому что частицы, очевидно, достаточно мелкие. Сейчас вся эта ситуация исследуется. Разрабатывается комплекс мероприятий по устранению проблемы.

То есть надо строить все более точную и чувствительную систему, чтобы вести наблюдение за гораздо большим количеством относительно мелких частиц "мусора". Сегодня над этим мы работаем. Создали свой центр. Взаимодействуем с Институтом прикладной математики имени Келдыша Российской академии наук, с военными, в первую очередь, с Войсками воздушно-космической обороны, а также с другими организациями, например, ОАО "Вымпел". Обмениваемся информацией, уточняем прогнозы.

Идет постоянный обмен информацией с американцами. В первую очередь эти прогнозы относятся к пилотируемой тематике. Достаточно часто нам приходится проводить мероприятия либо по подъему орбиты той же МКС, чтобы избежать столкновения, либо по пересадке космонавтов в спускаемый аппарат на случай ЧП. Появление опасной "красной зоны" происходит все чаще, поскольку "мусора" становится все больше. Но такая работа ведется.

Честно говоря, эффективных методов борьбы с космическим "мусором" до сих пор нет. Все способы борьбы существуют пока что в виде "прожектов". Мысль работает, но практически значимых результатов пока нет. Но и задача не так давно поставлена.

Астероидно-кометная опасность для землян также достаточно высока. Много астероидов на разных орбитах периодически опасно приближаются к Земле или пересекают ее орбиту. Например, астероид Апофис. К сожалению, сегодня здесь тоже остро стоит информационная проблема. В силу разных причин мы далеко не все объекты видим, несмотря на то, что они относительно большие. Особенно сложно заметить объекты, когда они находятся на фоне Солнца, либо когда они абсолютно холодные и не различимы в инфракрасном диапазоне волн.

Поэтому проблема информационного обеспечения существует. В интересах ее решения мы также работаем совместно с американцами, европейцами. Головной институт по этой проблеме в рамках Совета по космосу РАН - Институт астрономии. Они работают плотно, выпустили недавно монографию по этому вопросу. Но, тем не менее, задача очень сложная. На Земле средства наблюдения присутствуют, а в космосе их пока нет. Хотя там можно подобрать такие орбиты, на которых спутники не будут "ослепляться". Но таких средств пока, к сожалению, нет.

Целый ряд проблем и предложений существует по поражению и уводу таких объектов с опасных для нас орбит. Это, например, осуществление ядерных взрывов для разрушения астероидов или изменения их орбиты. Но практически значимых решений пока тоже нет. Поэтому главная задача сегодня - информационное обеспечение.

- США реализуют несколько военных космических программ. Есть ли у России заделы, чтобы в случае необходимости парировать возможные угрозы от милитаризации космоса?

- Да, такие наработки есть. Они, правда, не реализованы в "железе", исходя из тех принципиальных позиций по космосу, которые занимает наша страна. Думаю, у нас есть такие наработки, которые нам позволят парировать многие такие негативные инициативы наших оппонентов - назовем их так условно. И я думаю даже - и не побоюсь этого сказать - что некоторые наши наработки превосходят американские. Но я бы не хотел их конкретизировать.

Источник: "Интерфакс-АВН"