Дело в том, что НАСА до сих пор совершенно не способно безопасно возвратить экипаж из дальнего космоса, и, следовательно, в силу одного этого обстоятельства миф Аполлона разваливается на части.
Мифология программы Аполлон раскрывается из источников НАСА по следующим направлениям:
- Попытка разработать тяжелую лунную ракету-носитель в течение пяти лет завершилась признанием наличия серьезных вибрационных проблем в первой ступени ракеты, аналогичных тем, что имели место на Сатурне-5. Впоследствии от ракет серии Арес пришлось отказаться;
- Неудивительно, что двигатели F-1 первой ступени Сатурна-5 даже не обсуждаются в текущих аналитических документах НАСА;
- Модернизированная версия двигателя J-2 второй ступени Сатурна-5 была предложена десять лет тому назад для новой тяжелой ракеты, но НАСА теперь утверждает, что это реально сводится к новой разработке, и работа была приостановлена. Непонятно, когда модернизированный двигатель J-2 будет готов для применения на Пусковой Системе;
- НАСА до сих пор не в состоянии разработать тяжелую ракету с грузоподъемностью 70 тонн, не говоря уже о повторении возможностей Сатурна-5;
- НАСА квалифицирует взлет с поверхности Луны как подъем из «глубокого гравитационного колодца», и планы по высадке на Луну оказались отложенными настолько, что от них практически отказались. Это не удивительно, поскольку лунный модуль Аполлона был явно неспособен стартовать с посадочной платформы из-за отсутствия каналов для отвода газов;
- Командный модуль Аполлона (КМ) имел свойство бистабильности при посадке, то есть существовала равновероятная опасность его переворота и сгорания при входе в атмосферу Земли;
- НАСА до сих пор не имеет надежного теплозащитного экрана для КМ, чтобы безопасно вернуть экипажи из дальнего космоса;
- Профиль «прямого» входа в атмосферу, заявленный в
аполлоновских отчетах, практически неприменим*, и в случае его
реализации при приземлении, скорее всего он окажется катастрофическим
для посадочного модуля;
*) Неприменим – при возвращении на Землю со второй космической скоростью - Прим. ред. - Если бы спускаемый аппарат каким-то образом все же удачно перенёс вход в атмосферу, то пережившие спуск астронавты оказались бы в критическом состоянии из-за серьезной опасности тяжелых гравитационных перегрузок после длительного периода невесомости и, скорее всего, после приводнения находились бы в тяжелом состоянии и не выглядели бы столь бодрыми;
- Недостаток ключевых знаний, касающихся воздействия на человека солнечной и космической радиации за пределами НОО, делает реальную защиту от радиации весьма проблематичной.
После того, как программа «Созвездие» (ПС), которая включала в себя высадку на лунную поверхность в течение 15 лет, была отменена в 2010 году, никаких новых планов полетов на Луну в обозримом будущем не предлагалось. “После того, как ПС была остановлена, стало ясно, что существуют глубокие пробелы в техническом протоколе общеизвестных высадок на Луну в прошлом. Словно впервые, должны быть разработаны и заново созданы следующие элементы программы: ракета большой грузоподъемности; ЛМ для операций на Луне; аппаратная часть для безопасного возвращения в атмосферу Земли.” ()
Миф Аполлона находится сейчас в завершающей стадии своего существования и вскоре будет отброшен как серьезное препятствие на пути освоения человеком космического пространства. Однако, “НАСА действует в рамках парадигмы уловка-22: Агентство не может двигаться вперед без признания истинного положения дел в контексте опыта, накопленного в области пилотируемых исследований космического пространства, в первую очередь наследия Аполлонов, каковым бы оно ни было, а с другой стороны, оно не может раскрыть правду об Аполлонах по различным политическим причинам.” ()
Хотя корни мифа Аполлонов в основе своей были политические, в настоящей статье рассматриваются только технические аспекты и будет показано, как продолжающаяся поддержка этого мифа препятствует развитию пилотируемых исследований космического пространства. Лунная база – такой же амбициозный проект сегодня, каким была высадка на Луну около 50 лет назад. Однако НАСА не удалось разработать жизнеспособную программу по возвращению на Луну, и теперь Агентство решило увести идею лунной базы подальше от общественного внимания и вместо этого продвигать Марс в качестве реальной цели.
См. также главу «Изъяны программы Аполлон» в Приложении
В чём заключается препятствие?
Когда дело доходит до принятия решения, приступить ли к реальной работе по нерешенным проблемам пилотируемой космонавтики, НАСА вынуждено выбирать: либо признать лживость программы Аполлон, либо продолжать вывешивать дымовую завесу для сохранения мифологии Аполлонов. И выбором для НАСА, несомненно, оказывается второй вариант. В этой искаженной системе ценностей, когда упорное следование аполлоновской версии имеет первостепенное значение, прогресс техники пилотируемой космонавтики будет систематически из года в год приноситься в жертву. Ключевые технические этапы на пути к осуществлению полетов человека на Луну были вполне определены, но никогда не были завершены.
Критически важным недостающим элементом является методика безопасного возвращения экипажа из дальнего космоса. Для компетентного аналитика очевидно, что нет смысла планировать длительные космические полеты за пределы НОО, пока полностью не отлажена техника надежного и безопасного возвращения экипажа на землю, и для этого, помимо решения вопросов, связанных с радиационной защитой, наверняка потребуется несколько испытаний в реальных условиях входа в земную атмосферу.
Аполлон имел принципиальные недостатки, касающиеся эффективной тепловой защиты, аэродинамики спускаемого аппарата при входе в атмосферу, а также важных медико-биологические аспектов жизнеобеспечения и безопасности экипажей. Последний фактор налагает бескомпромиссные требования к первым двум. Годы, проведенные в самодовольстве за каменной стеной постоянной лжи о возможностях Аполлонов, методически подавляли работу администраторов, ученых и инженеров, которые могли бы гораздо ранее добиться значительного прогресса в этих критически важных областях.
Триумфу Аполлона исполнилось 20 лет к тому дню, когда Джордж Буш подхватил призыв Р. Рейгана в его обращении к нации в 1984 году. Вслед за Дж. Ф. Кеннеди, Рейган говорил: "Сегодня я поручаю НАСА создать постоянно действующую пилотируемую космическую станцию и сделать это в течение десятилетия." Джордж Буш-старший, стоя на ступенях Национального Музея Авиации и Космонавтики, объявил в 1989 г. об Инициативе по освоению космоса (Space Exploration Initiative). В ней были обозначены планы создания не только космической станции, но также и лунной базы, и, в конечном счете, планы отправить астронавтов на Марс. Президент отметил, что эти исследования – предназначение человечества, а предназначение Америки – в них лидировать. Доклад, опубликованный после президентской речи 20 июля, заявлял, что:
"Следующим стратегическим шагом явится создание постоянно действующего лунного форпоста, который начнется с двух-трех запусков с Земли на станцию «Фридом» кораблей с лунным оборудованием, экипажем, транспортными средствами и топливом. На станции «Фридом» экипаж, грузы и топливо перегружаются на транспортный корабль, который доставит их на окололунную орбиту."
Часть этих впечатляющих замыслов позднее была материализована в виде Международной Космической Станции (МКС), основанной на ключевых российских элементах начиная с 1998 г., к которым в 2001 г. был пристыкован американский модуль «Дестини».
Страстный сторонник идеи полетов на Марс, Роберт Зубрин, хорошо осведомленный в делах НАСА на протяжении многих лет, предоставил информацию из первых рук о том, как эта инициатива 1989 года была отвергнута – как только НАСА получило финансирование для программ Спейс Шаттл и МКС. Зубрин описывает, как “Руководство НАСА отказалось отстаивать программу, которую президент Буш назвал национальным приоритетом.” Он упоминает о “многих людях” , которые воспринимали подход со стороны администрации НАСА как “откровенный саботаж” , который стал возможным благодаря “безразличию президента” .
Эта цепочка событий является хорошим примером того, как сначала провозглашают грандиозный замысел, а потом пускают его под откос как со стороны НАСА, так и правительства США. В итоге, с целью поддержания мифа об Аполлонах, на протяжении более тридцати лет практически ни одной разработки не было завершено в области пилотируемой космонавтики за пределами НОО. Подобный сценарий НИОКР-овских «американских горок», снова отбросивший идею лунной базы в никуда, повторился с Программой Созвездие. Однако, по крайней мере, первоначальный проблеск энтузиазма в 2005 - 2009 гг. вызвал целый ряд интересных теоретических работ, признающих проблемы с заявленным аполлоновским прямым входом спускаемого аппарата в атмосферу, а также исключительную важность решения задачи входа в атмосферу по профилю с отскоком.
Далее, в ходе разработки ракеты Арес были вновь подтверждены проблемы создания мощной ракеты - аналога Сатурну-5. Однако, дальнейшего прогресса добиться не удалось, поскольку Программа Созвездие была свернута, а затем восстановлена в 2010 г. (как новая безымянная - Прим. ред.) , будучи упрощена наполовину и сведена к разработке мощного носителя и возвращаемой капсулы, но без лунного модуля и без каких-либо планов по фактической высадке на лунную поверхность.
Очевиден тот факт, что негласный консенсус между администрацией НАСА и правительственными учреждениями – которые достаточно хорошо знают, что высадки человека на Луну не было, – может продолжаться годами. Как признает Счетная Палата США, "Попытки агентства за последние два десятилетия по разработке средств доставки человека за пределы низкой околоземной орбиты в конечном счете не увенчались успехом."
Похоже, специалисты НАСА не верят, что они смогут поднять этот серьезный вопрос в такой форме, которая потребовала бы практического решения. Их бездействие продолжает демонстрировать, что политический истеблишмент пресечет любые поползновения, способные подорвать значение Аполлона как американского трофея в космической гонке.
Оползающие графики
Хорошо известно, что в настоящее время НАСА планирует две предстоящие исследовательские лунные миссии на корабле Орион: Exploration Mission-1 (EM-1) and Exploration Mission-2 (EM-2) выводимые ракетой-носителем Стартовая Система, (Space Launch System, SLS). Во время первого, беспилотного запуска EM-1, планируется выполнить облет Луны, затем испытать перед пилотируемым полетом скоростное вхождение аппарата в атмосферу и функционирование системы теплозащиты. Второй полет, EM-2 с экипажем на борту, должен будет “продемонстрировать базовые возможности корабля Орион” , т. е. надеется повторить заявленный успех Аполлона-8 в далеком 1968 году.
Все же правительство США заявляет, что НАСА “находится в середине пути разработки первой пилотируемой капсулы, способной доставить людей до Луны и далее” ... и тут же признает, что попытки “не увенчались успехом” .
Кажется невероятным то, что доклад Счетной Палаты подводит черту под усилиями НАСА на протяжении двух десятилетий, считая с конца 90-х, обобщив эти усилия как “неудачные” , и в то же время признавая, что разработка все еще находится в середине пути. Насколько долго, по мнению специалистов НАСА, эта разработка может продолжаться?
Какие выводы можно сделать из этого заявления? Во-первых, дальнейший перенос сроков разработки является неизбежным, поскольку в настоящее время признано, что “НАСА не установило конкретных дат запуска EM-1 и EM-2. Агентство планирует установить дату начала EM-2 после того, как миссия EM-1 будет завершена.”
Последнее заявление про дату запуска EM-2 – просто унизительно, если сравнивать с тем, что по обещаниям 2013 года должно было быть осуществлено в 2021 году (см. ), а затем в 2015 г. было перенесено на 2023 год (см. ). Теперь предполагается, что такое существенное оползание графика будет иметь “эффект домино для связки подпрограмм” .
Во-вторых, скорее всего, последует очередной пересмотр стратегических целей со ссылкой на нехватку ресурсов и проблемы с передачей технологий от фирм-изготовителей. Это приведет к свертыванию текущих планов и постановке другой грандиозной задачи на последующие 10 - 20 лет.
"Программа Орион в настоящее время перерабатывает свой тепловой экран по результатам декабрьского 2014 года испытательного полета. НАСА заключило, что не все части монолитной конструкции, использованной в этих испытаниях, будут удовлетворять более жестким требованиям при EM-1 и EM-2, когда капсула будет подвергаться воздействию повышенного диапазона температур с большей продолжительностью. Было решено сменить монолитную структуру на сотовую конструкцию теплозащитного экрана для EM-1.”
Являясь прежде всего финансовым документом, отчет GAO тем не менее углубляется в специфические технические детали, выявляя трудноразрешимую проблему. О возможных решениях по новому теплозащитному экрану Счетная Палата рассуждает: “В этой конструкции будет примерно 300 ячеек, крепящихся к каркасу, зазоры между ячейками заполняются специальным наполнителем аналогично конструкции, использованной в Космических Челноках (Space Shuttle).” Очевидно, что НАСА экспериментирует с критически важными конструктивными решениями на основе идей, которые ранее были реализованы в менее жестких условиях на Космических Челноках, но не обращается к предыдущему опыту с теплозащитными экранами Аполлонов. Доклад Палаты продолжает: “Однако, сотовая конструкция также несет в себе определенный риск, так как не ясно, насколько надежно ячейки будут крепиться к каркасу, а также нет уверенности в эксплуатационных качествах шовного материала.” И потом: “Программа продолжает испытания монолитной конструкции как одного из возможных подходов для минимизации рисков.”
Очевидно, что, фактически не имея предыдущего опыта работы по теплозащитному экрану для дальних космических полетов, НАСА не уверено в результатах своих текущих экспериментов с экраном и принимает ситуативные решения. Да и тестовый полет 2014 года был осуществлен на скоростях ниже тех, которые будут достигать космические аппараты, возвращаемые как с Луны, так и из других более дальних маршрутов.
Затруднения НАСА с технологиями для полетов за пределами НОО, возможно, объяснимы частично тем, что в течение десяти лет три, если не четыре, группы научно-технических разработчиков (в том числе Boeing, SpaceX и тот же Lockheed Martin с их Орионом) участвовали в работе над капсулой для транспортировки экипажей на Международную Космическую Станцию, и, несмотря на все их усилия, их разработки даже для полетов на НОО не достигают уровня проверенной временем технологии аппарата Союз:
“Соединенные Штаты не имеют внутренних возможностей для транспортировки экипажей на Международную Космическую Станцию (МКС) и для возвращения с нее, и вместо этого продолжают полагаться на Российское Федеральное Космическое Агентство (Роскосмос). С 2006 по 2018 гг. сумма выплат НАСА Роскосмосу составит примерно $3.4 миллиарда за доставку 64-х астронавтов НАСА и их партнеров на МКС и обратно на космических кораблях Союз.” При нынешних ценах, достигающих теперь $80 млн. за вояж туда и обратно на Союзе, будет трудно не прийти к заключению, что русских вполне устраивает молчаливо поддерживать миф о полетах Аполлонов.
Самые последние инициативы от НАСА, особенно от SpaceX, поскорее отправить экипажи на облет Луны , и, тем более, взять туристов сразу в полет к Луне – это безответственная игра словами. И хотя все это, вероятно, призвано поддержать интерес к полетам человека в космос, такие обещания совершенно нереалистичны.
Возвращение грузовой капсулы по баллистической траектории с перегрузкой торможения до 34 g , которая длилась чуть более 2-х минут , вовсе не служит доказательством того, что увеличенный термоизоляционный экран будет работать в условиях, сертифицируемых для возвращения человека. . Что касается планов НАСА отправить экипаж сразу к Луне, не проведя предварительных испытаний без человека на борту, они уже оказались либо отложены, как и ожидалось , либо остаются в подвешенном состоянии – чтобы потом тихо их отменить, после того как шум обещаний в средствах массовой информации достигнет нужного эффекта. Действительно, Агентство без лишнего шума уже отложило и сам беспилотный полет до 2019 года.
“НАСА продолжает находить новые критические аспекты для дальнейших НИОКР-овских доработок по Ориону главным образом не из-за ужесточения требований, например, по безопасности, но просто из-за того, что Агентство, наконец, начало получать подлинную информацию о реальных требованиях к полетам за пределами НОО.” (выделено автором, см. )
Логистика и аэродинамика возвращаемой капсулы
Логистика и аэродинамика возвращения капсулы с экипажем является еще одним важнейшим аспектом, который требует детальной проработки. Невероятно, но эти критические элементы программы не упоминаются ни в текущих планах НАСА, ни в соответствующих докладах Счетной Палаты.
Учитывая заявленный успех Аполлонов, отправка по плану EM-1 беспилотного корабля на облет Луны (планировалась в 2018 году, теперь перенесена на 2019-й), на первый взгляд, кажется скромной задачей. В действительности, ЕМ-1 - это тот беспилотный полет, который отсутствовал в ходе подготовки программы Аполлон. По версии НАСА, за предварительными испытаниями на НОО неожиданно последовал полет Аполлона-8 с экипажем, который якобы отправился прямо к Луне, и, после облета Луны с выходом на окололунную орбиту, его якобы удалось благополучно вернуть на Землю. () После испытаний Ориона в декабре 2014 г. его тепловой щит – заявленный как улучшенная версия экрана Аполлонов – был признан недостаточно надежным для полетов и возвращения из дальнего космоса.
Так что же тогда нужно сделать, чтобы добиться успеха?
Еще до попытки долететь до Луны, необходимо провести предварительные испытательные полеты для сертификации возвращаемой капсулы пилотируемого класса, чтобы удостовериться в надежной отработке методики вхождения в атмосферу из глубин космоса со второй космической скоростью. Это может быть целая серия полетов подобных тому, который был выполнен в декабре 2014 года, но с более высокой эллиптической орбитой и со скоростью корабля равной 11,2 км в секунду относительно гравитационного тела Земли. Для предполагаемого профиля входа в атмосферу его параметры могут быть аналогичны параметрам планируемого возвращения с Луны с фактической скоростью входа в атмосферу в области интерфейса примерно 10,8 км в секунду с учетом вращения планеты.
Во время прямого входа в атмосферу, предположительно осуществленного в полетах Аполлонов, спускаемый аппарат в процессе приземления не покидал пределы атмосферы, поэтому длительное время он должен был испытывать постоянные, если не возрастающие, термические и динамические нагрузки, и, как следствие, это налагало существенные дополнительные требования к теплозащитному экрану. Наблюдая непрекращающиеся попытки обелить программу Аполлон, следует отметить, что ее современные адвокаты рассматривают вход в атмосферу по схеме Аполлон как происходивший на самом деле с отскоком (см. также комментарии Криса Крафта в ) и обсуждают критичность угла входа: “Необходимо было дать спускаемому аппарату возможность войти и выйти из атмосферы, чтобы снизить скорость... При слишком остром угле корабль отскочил бы от атмосферы в космос без всякой надежды на спасение.”
Это утверждение оказалось ключевой ошибкой конструкторов Аполлона, которые приняли решение не применять вариант с отскоком и последующим повторным входом в атмосферу. В действительности, после потери энергии во время первой фазы погружения в атмосферу возвращаемая капсула не может избежать гравитации Земли, так что она не сможет улететь далеко в космос, а вместо этого продолжит свое движение вдоль поверхности Земли. Как оказалось, русские не сделали подобной ошибки, а отработали метод повторного входа в атмосферу после отскока в своих успешных беспилотных полетах начиная с 1968 года. (см. )
Теперь НАСА вынуждено принять концепцию возвращения с отскоком и реализовать, например, метод, предлагаемый в Архитектурном Исследовании 2005 года (Рис.1). На Рис.1б, приведенном ниже, предлагаемый теоретический профиль возвращения с отскоком сравнивается с профилями прямого спуска, описанными в докладах программы Аполлон – с момента входа в зону т.н. интерфейса и до момента раскрытия парашютов на высоте 6 - 7 км. Далее, в Архитектурном Исследовании целевой диапазон (протяженность траектории приземления – Прим. ред.) для прямого входа в полетах Аполлонов предполагается равным примерно 2600 км (Рис.1г) и, далее: ”версия руководства 1969 г. по управлению кораблем Аполлон используется для моделирования прямого входа” , вместо того, чтобы использовать реальные профили, указанные в отчетах.
Вполне вероятно, что на определенном этапе НАСА будет вынуждено признать, что даже в случае возвращения согласно этой теоретической версии с отскоком , первоначальный этап входа не является оптимальным из-за выбора угла входа (– 6.0 град), слишком близкого по величине к обычно сообщаемому для спуска Аполлонов (– 6.65 град). Более реалистичные профили входа рассматривались позднее в теоретических работах академических и военных научно-исследовательских институтов, цитируемых в .
Подводя итог, можно утверждать, что нет необходимости для НАСА дожидаться создания тяжелой ракеты для того, чтобы разработать надежную технику возвращения. Агентству следует продолжать беспилотные испытания, аналогичные испытанию декабря 2014 года, с использованием пусковых систем средней мощности. Ничего подобного не наблюдается в текущих планах НАСА.
 |
|
Рис. 1а. Вариант возвращения по схеме с отскоком от атмосферы, предложенный в 2005 году, с проецированной дальностью до 13,590 км и общим временем около 37 минут с момента входа в интерфейс на высоте 122 км до посадки возле мыса Канаверал. Скорость входа в атмосферу в зоне интерфейса будет 11,07 км/сек. |
 |
|
Рис. 1б. Зависимость геодезической высоты от времени: сравнение профиля возвращения с отскоком, показанного на Рис.1а (эквивалент рис.5-74 в ) с профилями прямого входа, представленными в докладах миссий Аполлон-8 (рис.5-6(b) в Докладе Миссии) и Аполлон-10 (рис.6-7(b) в Докладе Миссии); график Аполлона-10 слегка сдвинут для отображения всех данных, доступных из доклада (реконструкция автора). |
 |
|
Рис. 1в. Возвращение с отскоком в сравнении с прямым входом: профили из Рис.1б на первоначальном этапе входа. Спуск Аполлона-10 был объявлен выполненным менее, чем за 8 минут. Следует обратить внимание на пологий профиль входа по схеме возвращения с отскоком и плавность ухода обратно к линии интерфейса. |
Примечание
1. Автор написал серию статей про Лунную Базу в журнале Nexus 21/05, 22/03, и 23/04, которые опубликованы также на сайте Aulis.com/moonbase2014 , и - они цитируются здесь как MB1, MB2, MB3.
Эти статьи имеются также в русском переводе по следующим ссылкам (Прим. ред.) :
MB1 : Лунная база. Есть ли надежда построить, наконец, лунную базу?
В последнюю четверть века истории пилотируемой космонавтики всё чаще звучат голоса тех, кто полагает: никакого смысла в этом занятии нет. Всё то, что гордо именуют космонавтикой, - лишь рудимент советско-американской гонки престижа космических масштабов. Не разумнее ли закрыть МКС, чтобы потратить больше средств на освоение Солнечной системы автоматами?
Лозунг "пилотируемый космос не нужен" звучит всё громче, причём со ссылками на мнение разбирающихся в вопросе людей. Например такое : "Гречко стал первым человеком... который... не побоялся изложить крамольную мысль о бесполезности… человека в космосе". Сходные убеждения приписывают и конструктору Владимиру Челомею. Да и специалисты NASA всё чаще говорят, что посылать человека на другие планеты пока нельзя из-за угрозы космической радиации. Без веских оснований такие люди на подобную точку зрения стать не могут: космос для них стал смыслом жизни.
Увы, Кучинотта по какой-то причине не захотел озвучивать СМИ конкретные цифры нормативов NASA, а также дозу, угрожающую космонавтам на пути к другим планетам. Попробуем восполнить этот недостаток. Сегодня для астронавтов на МКС агентство считает нормой 0,5 зиверта в год, что практически равно цифрам Роскосмоса. Проблема в том, что единственные проводившиеся измерения дозы радиации, которую могут получить астронавты на пути к другой планете, никак не выше этого уровня. Как показали замеры на летевшем к Марсу "Кьюриосити", за 180 дней полёта туда по кратчайшему маршруту астронавты получат 0,33 зиверта (столько же при возвращении). На поверхности Марса тот же марсоход зафиксировал всего 0,23 зиверта в год . Таким образом вся экспедиция с годичным пребыванием на поверхности планеты должна получить 0,9 зиверта за два года, то есть 0,45 зиверта за каждый год, что меньше нормы NASA в 0,5 зиверта.
Более того, общее количество радиации, которое стандарты NASA считают допустимыми для мужчин , составляют от 1,5 зиверта (в возрасте до 25 лет), 2,5 - для 35-летних, 3,25 - для 45-летних и 4,0 зиверта для 55 лет. Это означает, что человек может не раз слетать на другую планету и обратно несмотря на космическую радиацию.
Особо отметим: все эти цифры даны для полного отсутствия специальной антирадиационной зашиты. На практике такое вряд ли случится: даже обычный советский танк изнутри покрыт сантиметрами соответствующих материалов. Сомнительно, что американское космическое агентство будет заботиться о своей экспедиции меньше, чем советская армия заботилась о рядовых срочной службы. На деле NASA уже сегодня разрабатывает такую защиту на новой основе - наполненных водородом борных нанотрубках. Кроме того, в российском Национальном исследовательском технологическом университете "МИСиС" уже научились получать композиты на основе алюминия с включениями таких нанотрубок. Из такого композита можно создавать не только оболочку космических кораблей для действительно дальних путешествий, но и скафандры.
После высадки на иных небесных телах появятся и другие возможности снижения радиационной опасности. Так же как и на Земле, на других планетах есть пещеры, каньоны и лавовые трубки, в которых целесообразно разместить людей на ночлег в случае, если им будет угрожать солнечная буря. Проекты подобных экспедиций предусматривают и обкладывание местным грунтом надувных жилых модулей, и иные импровизированные антирадиационные щиты.
Впрочем, и без всякой защиты есть ещё пара способов в несколько раз сократить дозу облучения, получаемого при полёте в дальнем космосе. Так, астрономы из Германии и США в 2015 году предложили отправлять миссии к другим планетам в период высокой солнечной активности . Логика за этим предложением проста: вспышки на Солнце разгоняют протоны от светила в окружающий космос, усиливая солнечный ветер. Из-за этого галактические лучи слабее проникают внутрь гелиосферы - пузыря, образованного солнечным ветром. Соответственно, общий уровень радиационной угрозы внутри неё существенно снижается. По расчётам, общая накопленная космонавтами доза при этом может упасть в четыре раза.
Вторым способом борьбы с угрозой является резкое сокращение времени путешествия. Если пользоваться обычными ракетами, сделать это не получится, однако, используя ядерные буксиры, вполне можно достигнуть ближайших планет за полтора-два месяца. Ну а за относительно безопасный период солнечного максимума можно будет добраться и до куда более удалённых небесных тел.
Итак, при всей серьёзности космической радиации она не налагает никаких существенных ограничений для освоения других небесных тел. Конечно, если мы захотим отправить людей к девятой планете, находящейся в сотни и тысячи раз дальше от Солнца, чем планеты земной группы, проблемы обязательно появятся. Там нет гелиосферы, да и путешествие займёт немало времени. Однако на текущем этапе планов по полётам в настолько дальний космос никто и не строит.
Чем же вызваны периодические заявления тех же работников NASA в СМИ о "неприемлемости" посылки астронавтов на другие планеты (и возникший отсюда миф о "смертельной и непреодолимой" космической радиации)? Следует чётко понимать: грантовое и проектное финансирование науки, типичное для Запада, а теперь и для нас, имеет определённые особенности. Одна из наиболее заметных среди них: "пирожки покупают у тех, кто громче всего рассказывает об их пользе". Космическим агентствам, которые действительно хотят летать в дальний космос, нужно как-то донести до понимания общества, что без денег такой полёт не случится. NASA же получает ничтожное по меркам своей страны финансирование. Весь бюджет агентства на 2016 год равен стоимости шести бомбардировщиков B-2 (впрочем, доходы Роскосмоса и на один такой не потянули бы). Конкурировать с основными бюджетополучателями в виде военных очень тяжело, и, чтобы добиться хоть чего-то, хороши буквально любые средства. Разумеется, в таких условиях лучше не называть конкретных нормативов NASA по допустимой радиации - иначе выбить средства на создание защиты от неё может и не получиться. Как мы видим, агентство не в чем винить, на его месте так поступили бы многие.
Выяснив, в чём планетоходы уступают космонавтам и почему тем вполне под силу полёт на другие планеты, стоит упомянуть и о принципиальных недостатках пилотируемой космонавтики. Главным из них является то, что она рассматривается политиками как типичная гонка престижа - нечто вроде средства национального самоутверждения. В итоге её часто используют именно в этом качестве, в ущерб интересам как самой космонавтики, так и наук, связанных с изучением внеземного пространства.
Один из наиболее известных примеров - спешка СССР и США во время инициированной политиками лунной гонки. В результате американцы, например, так торопились обогнать конкурентов, что не успели отработать нормальные скафандры для лунных прогулок. От этого у астронавтов на Луне не было физической возможности согнуть ногу в колене, отчего они не ходили, а прыгали , лишь слегка сгибая ноги на манер игрушечных зайчиков, работающих от батареек:
Ничего комичного в этом не было: ходить подобным образом на значительное расстояние не слишком удобно, отчего в США были специально созданы лунные автомобили и даже лунные мопеды. Однако к первой высадке на Луне из-за спешки (всё та же гонка престижа) ничего этого подготовить не успели, из-за чего первым людям на Луне пришлось работать на удалении не больше 60 метров от посадочного модуля. По современным американским оценкам, с нормальным скафандром скорость пешего передвижения астронавтов была бы не ниже средней скорости, на которой удалось эксплуатировать луномобили.
Как бы то ни было, справиться с настроем "первые любой ценой" в последующих посадках на Луне всё же удалось. Хуже было то, что весь американский проект с "Сатурнами" строился по принципу "любой ценой, но как можно быстрее". Из-за этого он был так дорог, что, кроме как в рамках гонки престижа, эксплуатировать его было слишком накладно, что и привело к сворачиванию полётов. Однако с окончанием лунного проекта привычка политиков рассматривать космонавтов как средство информационной войны никуда не делась. Их главной задачей де-факто часто становилась демонстрация того, что "а вот здесь мы первые" - со всеми вытекающими отсюда негативными последствиями.
После поражения в лунной гонке руководство СССР встало на путь сокращения космических расходов. Набор лозунгов в стиле "И на Марсе будут яблони цвести" сменился на известную брежневскую фразу: "Исследования с помощью долговременных орбитальных станций - магистральный путь в освоении космоса". Называя вещи своими именами, концепция эта была продиктована стремлением сохранить лидерство на фоне США, в ту пору не имевших крупных успехов с подобными станциями. Раз здесь у нас есть преимущество - его надо использовать, рассудило руководство. Тем более что прибытие на Луну после американцев явно не дало бы советской космонавтике возможность чувствовать себя первой в мире.
Чтобы лучше всего оценить эффективность этой стратегии, обратимся к одному из самых известных обитателей таких станций - космонавту Гречко. Как он констатирует, "постоянно пилотируемая орбитальная станция не оптимальное решение. Там эффективность как у паровоза... У орбитальных станций очень маленький КПД, несколько процентов". Как раз их, по его мнению, и есть смысл заменять автоматическими обсерваториями типа "Хаббла". Ну а человек, по мнению космонавта, нужен лишь для выполнения задач, с которыми автоматы не справляются, - вроде ремонта тех же станций и межпланетных перелётов.
Обратимся к цифрам: создание и десятилетие эксплуатации МКС оценивались в 157 миллиардов долларов, однако первым десятилетием срок её работы (до 2024 года) не закончился, а значит, эта цифра ещё значительно возрастёт. Учитывая, что шесть полётов на Луну обошлись в своё время США менее чем в 170 миллиардов долларов (сегодняшних), становится несложно понять, что именно Гречко имел в виду под эффективностью "как у паровоза". По сути, самой значимой целью МКС сегодня являются не эксперименты, которые могли бы поставить и автоматы, а простое сохранение умения запускать людей в космос, которое после лунной программы больше особо не к чему приложить. Как показывает опыт США, отказавшись раз от той или иной технологической практики (полёты на ракетах, свёрнутые в пользу шаттлов), вернуться к ней довольно тяжело: американские астронавты не летают в космос на своих кораблях уже пять лет и вряд ли смогут сделать это в ближайшие годы.
Гречко, ещё много лет назад отметил , что у российской космонавтики шансов сохранить лидерство не так много, потому что "стратегия наша неправильная... мы планируем в основном с МКС, а денег на МКС и на межпланетные полёты не дают". И в самом деле: трудно одновременно финансировать и станцию стоимостью с лунную программу, и полёты куда-то дальше неё.
Подведём итоги: пилотируемой космонавтике трудно найти приемлемую альтернативу в настоящем детальном исследовании планет и спутников Солнечной системы. Длящийся десятилетия отказ от неё в пользу исследований автоматами и программа орбитальных станций - очередная замена масла маргарином. С той, правда, разницей, что орбитальный "маргарин" пока обходится не дешевле лунного "масла". Однако в ближайшие годы ожидать какого-либо изменения в этой ситуации не приходится. Как отмечают в том же NASA, электоральный цикл в США слишком короток, чтобы политику имело смысл бороться за рейтинги, продвигая полёт к другой планете. Ну а Россия в настоящий момент просто не в том состоянии, чтобы в одиночку предпринять что-то подобное. Каких-то сдвигов в исследовании дальнего космоса стоит ожидать, только если внешний, нетрадиционный игрок расшатает сложившийся баланс сил и заставит ведущие страны мира вновь включиться в космическую гонку.
Основные вехи пилотируемой космонавтики
Начало эпохи пилотируемой космонавтики
День 12 апреля 1961 года стал точкой отсчета эпохи пилотируемых космических полетов. За 50 космических лет пилотируемая космонавтика прошла гигантский путь от первого полета Юрия Алексеевича Гагарина, протяженностью всего 108 минут до полетов экипажей на Международной космической станции (МКС), находящейся более 10 лет практически в непрерывном пилотируемом режиме.
В течение 1957— 1961 годов были проведены космические запуски автоматических аппаратов для изучения Земли и околоземного космического пространства, Луны и дальнего космоса. В начале 60-х годов отечественными специалистами под руководством Главного конструктора ОКБ-1 Сергея Павловича Королёва было завершено решение сложнейшей задачи - создание первого в мире пилотируемого космического корабля «Восток».
Выполнение программы «Восток»
В полетах «Востоков» исследовалось воздействие на организм космонавтов перегрузок и невесомости, влияние длительного пребывания в кабине ограниченного объема. Первый «Восток», пилотируемый Юрием Алексеевичем Гагариным, совершил только 1 оборот вокруг Земли. В том же году Герман Степанович Титов провел в космосе целые сутки и доказал, что человек в невесомости может жить и работать. Титов первым из космонавтов сделал фотоснимки Земли, он стал первым космическим фотографом.
Полёт корабля «Восток-5» с космонавтом Валерием Федоровичем Быковским продолжался уже около 5 суток.
На корабле «Восток-6» 16 июня 1963 года полет в космос выполнила первая в мире женщина-космонавт Валентина Владимировна Терешкова.
Первый «выход» человека в открытый космос
«Восход» - первый в мире многоместный пилотируемый космический корабль. Из корабля «Восход-2» 18 марта 1965 года Алексей Архипович Леонов совершил первый в мире выход в открытый космос продолжительностью 12 минут 9 секунд. Теперь внекорабельная деятельность космонавтов стала неотъемлемой частью почти всех космических полетов.
Первая стыковка в космосе двух пилотируемых кораблей
16 января 1969 года - первая стыковка на орбите (в ручном режиме) двух пилотируемых кораблей. Выполнен переход двух космонавтов - Алексея Станиславовича Елисеева и Евгения Васильевича Хрунова через открытый космос из «Союза-5» в «Союз-4».
Первые люди на Луне
Июль 1969 года - полет «Аполлона-11». В ходе полёта 16—24 июля 1969 года люди впервые в истории совершили посадку на поверхность другого небесного тела — Луны. 20 июля 1969 года, в 20:17:39 UTC командир экипажа Нил Армстронг и пилот Эдвин Олдрин посадили лунный модуль корабля в юго-западном районе Моря Спокойствия. Они оставались на поверхности Луны в течение 21 часа 36 минут и 21 секунды. Всё это время пилот командного модуля Майкл Коллинз ожидал их на окололунной орбите. Астронавты совершили один выход на лунную поверхность, который продолжался 2 часа 31 минуту 40 секунд. Первым человеком, ступившим на Луну, стал Нил Армстронг. Это произошло 21 июля, в 02:56:15 UTC. Через 15 минут к нему присоединился Олдрин.
Первая экспедиция на долговременную орбитальную станцию
Новый этап орбитальных полетов начался в июне 1971 года полетом «Союза-11» (Георгий Тимофеевич Добровольский, Виктор Иванович Пацаев, Владислав Николаевич Волков—на фото слева направо) и экспедицией на первую долговременную орбитальную станцию «Салют». На орбите космонавты в течение 22 суток впервые отработали цикл полетных операций, ставших впоследствии типовыми для длительных экспедиций на космических станциях.
Первая международная экспериментальная программа «Аполлон-Союз»
Особое место в пилотируемой космонавтике занимает проходивший с 15 по 25 июля 1975 г. полет в рамках «Экспериментальной программы «Аполлон-Союз». 17 июля в 19 часов 12 минут была совершена стыковка «Союза» и «Аполлона»; 19 июля была проведена расстыковка кораблей, после чего, через два витка «Союза», совершена повторная стыковка кораблей, ещё через два витка корабли окончательно расстыковались. Это был первый опыт проведения совместной космической деятельности представителей разных стран - СССР и США, положивший начало международному сотрудничеству в космосе - проектам «Интеркосмос», «Мир-НАСА», «Мир-Шаттл», МКС.
Многоразовые транспортные космические системы программы «СпейсШаттл» и «Буран»
В начале 70-х годов в обеих «космических державах» - СССР и США - были развернуты работы по созданию многоразовых транспортных космических систем по программам «Спейс шаттл» и «Энергия-Буран».
Многоразовые ТКС располагали возможностями, недоступными для одноразовых ПКА:
- доставка крупногабаритных объектов (в грузовом отсеке) на орбитальные станции;
- выведение на орбиту, снятие с орбиты искусственных спутников Земли;
- техническое обслуживание и ремонт спутников в космосе;
- инспекция космических объектов на орбите;
- повторное использование многоразовых элементов транспортной космической системы.
Свой первый и единственный космический полёт «Буран» совершил 15 ноября 1988 года. Космический корабль был запущен с космодрома Байконур при помощи ракеты-носителя «Энергия». Продолжительность полёта составила 205 минут, корабль совершил два витка вокруг Земли, после чего произвёл посадку на аэродроме «Юбилейный» на Байконуре. Полёт прошёл без экипажа в автоматическом режиме с использованием бортового компьютера и бортового программного обеспечения, в отличие от шаттла, который традиционно совершает последнюю стадию посадки на ручном управлении (вход в атмосферу и торможение до скорости звука в обоих случаях полностью компьютеризованы). Данный факт — полёт космического аппарата в космос и спуск его на Землю в автоматическом режиме под управлением бортового компьютера — вошёл в книгу рекордов Гиннеса.
За 30 лет пятью кораблями «Спейс шаттл» было выполнено 133 полета. К марту 2011 года больше всего полётов—39— совершил шаттл «Дискавери». Всего с 1975 по 1991 год было построено шесть шаттлов: «Энтерпрайз» (не летал в космос), «Колумбия» (сгорел при посадке в 2003), «Челленджер» (взорвался во время запуска в 1986), «Дискавери», «Атлантис» и «Индевор».
Орбитальные станции
В период с 1971 по 1997 год, нашей страной было выведено на орбиту восемь пилотируемых космических станций. Эксплуатация первых космических станций по программе «Салют» позволила получить опыт в разработке сложных орбитальных пилотируемых комплексов, обеспечивающих долговременную жизнедеятельность человека в космосе. На борту «Салютов» в общей сложности работали 34 экипажа.
Американским аэрокосмическим агентством была выполнена интересная программа полетов на «Скайлэб», (англ. Skylab, сокращенное от sky laboratory — небесная лаборатория), американская космическая обитаемая орбитальная станция. Выведена на околоземную орбиту 14 мая 1973. На «Скайлэб» работали три экспедиции космонавтов, доставлявшиеся космическими кораблями "Аполлон".
Ч. Конрад, Дж. Кервин, П. Вейц с 25 мая по 22 июня 1973; А. Вин, О. Гэрриот, Дж. Лусма с 28 июля по 26 сентября 1973; Дж. Карр, У. Поуг, Э. Гибсон с 16 ноября 1973 по 8 февраля 1974. Основные задачи всех трёх экспедиций — медико-биологические исследования, направленные на изучение процесса адаптации человека к условиям длительного космического полёта и последующей реадаптации к земному тяготению; наблюдения Солнца; изучение природных ресурсов Земли, технические эксперименты.
Орбитальный комплекс (ОК) «Мир» стал международным многоцелевым комплексом, на котором была осуществлена практическая отработка целевого применения будущих пилотируемых космических комплексов, выполнена обширная программа научных исследований. На борту ОК «Мир» работало 28 основных экспедиций, 9 экспедиций посещения, выполнено 79 выходов в открытый космос и проведено более 23000 сеансов научных исследований и экспериментов. На «Мире» работали 71 человек из 12 стран. Выполнено 27 международных научных программ. Космонавтом Валерием Поляковым в 1994-1995 годах был выполнен полет, равный по длительности полету на Марс и обратно. Он продолжался 438 суток. В течение 15-летнего полёта комплекса был приобретён опыт устранения нештатных ситуаций различной значимости и отклонений от нормы, возникавших по различным причинам.
|
Международная космическая станция |
Международная космическая станция - это проект, в котором участвуют шестнадцать стран. Она вобрала в себя опыт и технологии всех предшествующих ей программ развития пилотируемой космонавтики. Вклад России в создание и обеспечение эксплуатации МКС весьма значителен. К началу работ на МКС в 1993 году Россия уже имела 25-летний опыт эксплуатации орбитальных станций и соответственно развитую наземную инфраструктуру. В настоящий момент на борту МКС работает 59 основная экспедиция. Подготовлены и выполнили полет 18 экспедиций посещения на МКС.
|
Название орбитальной станции |
Период полета, годы |
Количество экспедиций |
Налет, сутки |
|
|
Основных |
Посещения |
|||
|
Салют-1 |
||||
|
Салют-2 |
||||
|
1973 - 1979 |
||||
|
Салют-3 |
1974 - 1975 |
|||
|
Салют-4 |
1974 - 1977 |
|||
|
Салют-5 |
1976 - 1977 |
|||
|
Салют-6 |
1977 - 1982 |
|||
|
Салют-7 |
1982 - 1991 |
|||
|
1986 - 2001 |
||||
В соответствии с «Долгосрочной программой научно-прикладных исследований и экспериментов, планируемых на российском сегменте МКС» на борту станции выполняются космические эксперименты. Они сгруппированы в тематические разделы по десяти направлениям научно-технических исследований. Программа дает представление о целях, задачах и ожидаемых результатах исследований и является основанием для разработки планов ее реализации в зависимости от имеющихся ресурсов и готовности аппаратуры и документации. Космические исследования расширяют и углубляют знания о нашей планете, окружающем мире, закладывают основы для решения фундаментальных научных и социально-экономических проблем. Объем проводимых исследований на РС МКС неуклонно растёт..
Планируется дооснащение станции российским многоцелевым лабораторным модулем (МЛМ), позволяющим существенно увеличить российскую программу научных исследований за счет доставки на МКС целого комплекса новой научной аппаратуры. Кроме того, вместе с МЛМ планируется доставка европейского манипулятора ERA для обеспечения внекорабельной деятельности экипажей МКС. В дальнейшем предполагается доставить на РС МКС узловой модуль и два научно-энергетических модуля.
Космический туризм
В ряде стран уже разворачивается целая индустрия по обеспечению полетов в космос обычных граждан, не имеющих профессиональной квалификации космонавта. Частный космос может не только приносить прибыль владельцам соответствующих средств, но, как и традиционный, государственный ведет к созданию новых технологий, а, значит, к расширению возможностей общества.
К полету на РС МКС прошли подготовку 20 космических туристов, 10 из них совершили космический полет:
|
Область профессиональной деятельности, профессия |
Выполнено полётов, период, продолжительность |
||
|
Тито Денис |
1 полет 7 суток 22 часа 4 минуты 8 секунд. |
||
|
Шаттлворт Марк |
1 полет 9 суток 21 час 25 минут 05 секунд. |
||
|
Олсен Грегори |
1 полет 9 суток 21 час 14 минут 07 секунд. |
||
|
Костенко Сергей |
|||
|
Понтес Маркос |
Бразилия |
Летчик-испытатель |
1 полет 9 суток 21 час 17 минут 04 секунды. |
|
Ансари Анюше |
1 полет 10 суток 21 час 04 минуты 37 секунд. |
||
|
Эномото Дайсукэ |
|||
|
Симони Чарльз |
2 полета 13 суток 18 часов 59 минут 50 секунд; 12 суток 19 часов 25 минут 52 секунды. |
||
|
Шейх Музафар |
Малайзия |
Врач-ортопед |
1 полет 10 суток 21 час 13 минут 21 секунда. |
|
Фаиз бин-Халид |
Малайзия |
Военврач, стоматолог |
|
|
Полонский Сергей |
|||
|
Лэнс Басс |
Музыкант |
||
|
Гарвер Лори |
|||
|
Йи Сойон (Ли Со Ён) |
Республика Корея |
Наука, биотехнология |
1 полет 10 суток 21 час 13 минут 05 секунд. |
|
Республика Корея |
|||
|
Ричард Гэрриотт |
1 полет 11 суток 20 часов 35 минут 37 секунд. |
||
|
Ник Халик |
Австралия |
||
|
Ги Лалибирте |
Бизнес, артист |
1 полет 10 сут 21 ч 16 мин 55 секунд |
|
|
Эстер Дайсон |
|||
|
Барбара Бэрретт |
Загрузка...
