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.
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?
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.
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.
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.
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).
