Земля наступает

Президент США Дональд Трамп подписал законопроект об увеличении бюджета НАСА до 19,5 млрд долларов. Эти средства должны быть направлены на изучение дальнего космоса, а полет на Марс отныне и вовсе становится для американцев национальным приоритетом. И хотя эксперты всех стран едины во мнении, что дальний космос покорится лишь в том случае, если действовать сообща, на деле каждая космическая держава столбит свои рубежи и ориентируется в первую очередь на свои возможности. "Огонек" разбирался, на какое место во Вселенной может в ближайшее время претендовать Россия, и пытался понять, какие преимущества остались у страны, когда-то первой прорвавшейся в звездный мир

О том, что человечество готово к историческому шагу — исследованиям дальних планет, а также о том, что мы как-то слишком засиделись на земной орбите, вкладывая миллионы в эксперименты, которые так и не продвинули в глубь Вселенной, заговорили еще в конце прошлого века. Вот только реально прописанные в национальных бюджетах строки о финансировании программ по освоению дальнего космоса стали появляться лишь в последние годы.

Кто же сегодня выходит на старт в новой космической гонке? Почему основные научные бои разгораются за Луну и Марс? Есть ли шанс освоить неприступную Венеру? С какой целью американцы так настойчиво рвутся к ледяным океанам Европы? На эти и другие вопросы отвечает ведущий специалист РФ по дальнему космосу.

*****************************

Олег Кораблев, замдиректора Института космических исследований РАН
Океан на Европе укрыт слоем льда. А если есть целый океан соленой воды, то возможно существование жизни

Для огромного количества ученых, связанных с космосом, первая строчка в повестке дня — исследование планет. И Марс тут стоит особняком — это самая перспективная и самая осуществимая цель в обозримом будущем.

Для России главный и ближайший приоритет — программа ExoMars, которую Роскосмос продвигает совместно с Европейским космическим агентством (ЕКА). Первая ее часть — запуск аппарата Trace Gas Orbiter (TGO) в связке со спускаемым модулем "Скиапарелли" — стартовала в 2016 году. Напомню, что при посадке на Марс спускаемый модуль "Скиапарелли" разбился: что-то пошло не так. Что касается аппарата TGO, то он находится на орбите Марса, но пока не достиг так называемой научной орбиты (оптимальной для наблюдений круговой орбиты, которая позволит наиболее выгодно получать и отправлять информацию с поверхности.— "О"). Мы формируем эту орбиту при помощи аэроторможения TGO, а это задача, скажем так, небанальная. Представьте себе: чтобы сэкономить топливо, достаточно массивный аппарат с каждым витком вокруг Марса чуть глубже "зарывается" в атмосферу планеты, постепенно гася свою скорость. Процесс рискованный: если торможение будет слишком интенсивным, аппарат перегреется и повредится. На искомую научную орбиту аппарат должен выйти лишь к марту следующего года. Для нас это важно: на TGO четыре очень мощных прибора, два из них европейские, два — российские. Мы уже их включали и убедились: работают.

Теперь, на 2020 год запланирована вторая, самая ответственная для нас часть миссии — доставка на Марс российской поверхностной платформы ExoMars-2020 с европейским марсоходом на борту. Именно на эту миссию возложена задача по поиску возможной жизни на Марсе. Вклад российской промышленности в этот аппарат чрезвычайно весомый. Если на марсоходе установлено около 10 европейских приборов и два российских, то на платформе — ситуация обратная.

Еще одна программа исследования Марса связана с его спутником Фобосом. Уже в третий раз (предыдущие попытки были в 1988 и 2011 годах) мы хотим вернуться к загадочному небесному телу, происхождение которого служит предметом споров. Фобос может быть и захваченным астероидом, может содержать часть марсианского материала либо мог сформироваться вместе с планетой. Повтор проекта "Фобос-Грунт" можно считать делом чести. Похожие планы есть у японского космического агентства и ЕКА. Мы стараемся поддерживать с ними связь.

Марс на выданье

Еще более амбициозные задачи собираются решать в ближайшее время на Марсе Соединенные Штаты. Но тут надо представлять разницу в финансировании: наш бюджет, примерно в 12 раз меньше, чем у американцев. Примечательно и то, что к нынешнему времени США отказались от целого ряда крупных, в том числе международных, проектов, сосредоточившись, в частности, на масштабной и на настоящий момент исключительно успешной (чего стоит пятилетка ударной работы марсохода Curiosity) программе исследований Красной планеты.

В 2020 году планируется запуск нового большого марсохода с условным названием "Mars 2020 Rover Mission". Он предназначен для целого ряда исследований прошлого планеты — поиска следов древней жизни, изучения геологических процессов и т.д. Одной из главных задач американского марсохода будет сбор и складирование образцов для планируемой в будущем миссии по доставке грунта с Марса. Это очень большой и важный проект, хотя в его адрес можно услышать много критики от ученых. Например, на чрезвычайно дорогостоящей подвижной платформе марсохода установлен прибор для получения кислорода из марсианской атмосферы, что будет важно для будущих колонизаторов Марса. Но в принципе такой генератор можно испытать в любой лаборатории на земле, сымитировав атмосферу Марса. Тем не менее, повторюсь: в целом это очень интересная и амбициозная миссия.

Я уже не говорю про массу программ малого класса, которые у нас тоже вызывают зависть в хорошем, разумеется, смысле слова. Известно, что на Красную планету можно летать только тогда, когда есть соответствующее "окно" — планеты расположены так, что взаимная разность скоростей Земли и Марса минимальна. Поэтому в следующее такое "окно", а оно откроется в 2018 году, у НАСА запланирован запуск миссии InSight. Это очень чувствительный сейсмометр, фактически первый прибор такого класса, который сможет изучать внутреннее строение планеты. И это чрезвычайно важно, так как мы до сих пор ничтожно мало знаем о строении планеты, которую, вероятно, вскоре начнем осваивать.

Луна тревоги нашей

Луна — еще один предмет научных поисков, для России, пожалуй, наиболее актуальный. Дело в том, что у многих людей до сих пор преобладает стереотип: Луна — это такое безжизненное мертвое тело, где можно добыть что-то полезное, но воды там точно быть не может. Между тем последние исследования показали, что грунт Луны скорее всего содержит значительное количество водорода. Есть несколько версий о его происхождении. Одна из них предполагает наличие на Луне водяного льда — ценного в дальнейшем ресурса, который концентрируется в областях, куда никогда не попадают лучи Солнца. Интересно, что после таких открытий, сделанных благодаря дистанционным исследованиям, было решено еще раз проверить образцы лунного грунта, которые доставили американские астронавты во время программы "Аполлон", и образцы, собранные российскими автоматическими станциями. Так вот, внутри этих твердых каменных образцов тоже была обнаружена вода. Кроме воды на Луне могут быть и другие летучие соединения, которые конденсируются во время холодных лунных ночей. Такие запасы, возможно, похоронены под слоем пыли.

Словом, исследование полярных зон Луны — это настоящий передний край науки, потому что там до сих пор не было ни автоматов, ни космонавтов. Для изучения этих областей у нас запланированы запуски трех "лунников", имеются и вполне амбициозные планы по дальнейшему исследованию и освоению нашего естественного спутника. Для дат запусков важны так называемые лунации — соотнесение лунного и солнечного цикла движения: для работы в полярных зонах важно, чтобы аппарат начал свою жизнь на территории, освещенной Солнцем. Он ведь не только питается от солнечных батарей, но и генерация тепла у него идет от изотопного источника, которому необходима внешняя энергия.

Первый запуск, назначенный на 2019 год, можно назвать технологическим — аппарат "Луна-25" должен отработать посадку в полярной зоне. Второй лунный аппарат "Луна-26" (2020 год) будет работать на орбите — он предназначен для дистанционных наблюдений спутника с помощью различных приборов. И, наконец, третий, главный, аппарат российской миссии с посадочным модулем — "Луна-27" — планируется запустить в 2021 году. Он будет оснащен более мощным комплексом приборов, который предназначен именно под изучение летучих соединений, а они, как я говорил, могут находиться на определенной глубине в грунте.

К примеру, на "Луне-27" будет установлено бурильное устройство, которое позволит извлекать образцы из глубины. Это позволяет говорить о перспективе освоения Луны, в частности обсуждать планы по доставке грунта на Землю. Это достаточно серьезная техническая задача: для чистоты эксперимента грунт нужно каким-то образом сохранить холодным в запаянном и изолированном от внешних воздействий виде. Ведь образцов грунта с Луны на Земле предостаточно, а вот таких, которые бы сохранили летучие соединения, нет. Это задача, которую предстоит решить российским ученым. Ну а дальше планируется отправка российского лунохода и, возможно, дальнейшие действия по освоению Луны с помощью пилотируемых космических аппаратов.

Made in China

Интересно, что в СМИ полно публикаций, рассказывающих о впечатляющих планах Китая по освоению космоса. Но детали этих планов — загадка. Например, у нас есть постоянно действующая рабочая группа по космосу между нашими Академиями наук, но, к сожалению, дальше общих обсуждений взаимодействие не очень продвигается.

Что касается дальнего космоса, которым я занимаюсь, то впервые Китай приоткрыл дверцу для сотрудничества во время проекта "Чангэ-4" (запланирован на 2018 год). Это повтор очень успешной лунной миссии "Чангэ-3", во время которой, как многие помнят, Луну исследовал маленький китайский луноходик "Юйту" — "Нефритовый заяц". Интересно, что его ультрафиолетовый телескоп, который обычно чрезвычайно чувствителен к загрязнению, много лет проработал в этой невероятной лунной пыли без поломок и доказал, что на Луне можно заниматься астрономией.

В новом проекте китайцы решили повторить собственный успех, но теперь уже высадиться на обратной стороне Луны и пригласить для участия международных специалистов. Россия тут не преуспела, потому что у нас многое ограничено, скажем так, формальными рамками. И хотя у нас был выбран прибор для установки на китайскую миссию, мы в итоге остаемся на Земле.

Для запуска в этом году китайцы планируют миссию "Чангэ-5" — доставка грунта, но, вероятно, мы узнаем о запуске после того, как он будет успешно осуществлен. Объявлено и о подготовке амбициозного проекта по исследованию Марса. В целом, похоже, у КНР нет недостатка в деньгах на космические исследования, все это действительно напоминает СССР в лучшие для космической отрасли времена.

Юпитер: билет на море в один конец

Чрезвычайно приоритетный для НАСА проект, который сохранился и в нынешнем, одобренном президентом Трампом, варианте бюджета, связан с изучением одной из лун Юпитера — Европы. Она известна тем, что у нее видимо есть жидкий океан. Сложность в том, что океан укрыт слоем льда, и какая у него толщина — непонятно. Зато недавно было установлено, что иногда через трещины из этого океана наружу выбрасывается вода. А если у нас есть целый океан соленой воды, который обогревается внутренним теплом недр спутника, то там теоретически может существовать жизнь, возможно, другой природы.

Спутник НАСА "Европа-Клипер" должен стартовать в 2022 году и сделать вокруг Европы более 30 облетов. Это непростая миссия, потому что в целом вокруг Юпитера очень тяжелая радиационная обстановка и время жизни любого аппарата там крайне ограничено из-за агрессивной среды — приборы просто отказывают, несмотря на то что аппаратура специально защищается кожухами из тяжелых металлов (именно защита, кстати, и составляет львиную долю массы аппарата).

Другому спутнику Юпитера — Ганимеду — в большей степени должна была быть посвящена совместная американо-европейско-российская миссия, которая предполагала исследования Ганимеда с орбиты и посадку на Европу. Но потом США из проекта вышли, и сейчас европейская миссия, запланированная на 2030-е годы, предполагает несколько облетов Европы, каждый из которых будет "добивать" аппарат радиацией, а затем выход на орбиту Ганимеда, где обстановка не столь ужасная. Посадка на Ганимед не планируется по многим причинам, в том числе из-за чрезвычайно сложного рельефа.

Меркурий, Венера — далее без остановок

Меркурий — отдельная песня в космическом пространстве. Это очень сложная планета для полетов. Дело в том, что скорость Земли гораздо больше скорости Меркурия и нам проще лететь к далеким планетам, чем к близкому Меркурию, потому что здесь нужно придумывать, как затормозить аппарат. Изящное решение реализуется в рамках совместной миссии ЕКА и японского космического агентства. Создан первый в мире межпланетный космический аппарат, он полетит на электрореактивной тяге с огромными солнечными батареями, которые будут питать электрореактивные двигатели. Это, в общем-то, фантастика.

Японцы осуществляют этот проект в рамках совместной с ЕКА миссии BepiColombo. К сожалению, старт постоянно откладывается, хотя японская часть давно готова. Теперь запуск намечен на конец 2019-го. Нам это очень интересно, потому что в этой миссии задействованы российские приборы.

Соседке Меркурия, Венере, повезло меньше: сейчас в мире нет ни одной утвержденной миссии на Венеру. Зато есть очень успешная японская миссия "Акацуки" ("Заря"), которая достигла орбиты Венеры в конце 2015 года. Предполагается, что зонд поможет разгадать механизм формирования там гигантских туч из серной кислоты и бушующих на планете ураганов.

Вообще, у японцев полеты к планетам пока получались не очень хорошо. Например, они пытались запустить к Марсу аппарат "Наодзоми" ("Надежда), но промахнулись мимо планеты. Было решено подождать, пока зонд облетит вокруг Солнца, и повторить попытку. Но фактически зонд до этого времени не дожил. А вот с Венерой все вышло удачно, хотя на орбиту они тоже вышли не с первого раза.

Еще недавно у Венеры закончил работать европейский спутник "Венера-экспресс", где Россия принимала большое участие, и, это, собственно, все. Хотя определенного финансирования будущего проекта к Венере нет, планы по освоению имеются. Рабочая группа Роскосмоса и НАСА обсуждает совместный проект на основе "Венеры-Д". Она планировалась как долгоживущая станция на поверхности Венеры. Но условия там столь неблагоприятные, что технологически эта задача оказалась трудновыполнимой. Пришлось вернуться к традиционному посадочному аппарату со временем жизни 1,5-2 часа, но теперь уже с более продвинутыми научными приборами. Вероятно, Венеру мы будем изучать и с аэростатных зондов, наподобие тех, которые летали на космическом аппарате "Вега" в 1985 году, но теперь уже с более сложными научными приборами. Предлагается включить в миссию небольшой надувной самолет, который будет спускаться ближе к поверхности, или маленькие посадочные аппаратики, устойчивые к чрезвычайно высоким температурам. Но пока все это из области мечтаний. На самом деле сегодня просто повторить то, что в 1970-е смогли сделать советские посадочные аппараты, кажется невозможным. Представьте, при температуре 450°C и давлении 90 атмосфер они забирали грунт с поверхности Венеры, доставляли его в брюшко аппарата и там производили различные анализы! Называя вещи своими именами, пока изучение Венеры — наша самая дальняя перспектива, приблизиться к которой было бы очень здорово.

Деньги

Сколько стоит космос?

Вот какие расходы утверждены для ведущих земных структур по изучению космоса

19 500 000 000 NASA

6 100 000 000C NSA

5 710 000 000 ESA

1 500 000 000 Роскосмос

Опрос

Дальний расчет

Большинство считает, что на космосе не стоит экономить

Космос — дорогое удовольствие, а отдача от него неочевидна. Стоит ли тратиться, тем более в условиях кризиса?

Источник: kommersant.ru/poll/results, vk.com/kmrsogoniok, дата проведения — с 30 марта по 6 апреля 2017 года, в опросе приняли участие 30 866 человек

инфографика