Дрейф российской космонавтики
Зачем Россия продляет жизнь МКС
Ровно 60 лет назад, 12 апреля 1961 года, Юрий Гагарин первым из землян покинул пределы нашей планеты и совершил 108-ми минутный полет, который навсегда останется в истории человечества. Однако встречать столь солидный юбилей России приходится в обстановке совсем нерадостной.
Так вышло, что за четверть века наша страна растеряла былые позиции космического лидерства. В начале нулевых Москва в угоду мировому гегемону утопила орбитальную станцию «Мир»; затем отдала на откуп американцам исследование Марса, позже Роскосмос проспал создание многоразовых ракет-носителей, из-за чего теперь теряет позиции на международном рынке пусковых услуг. Попутно руководство госкорпорации погрязло в бесконечных коррупционных скандалах и столь же бесконечных метаниях: надо лететь на Луну, не надо лететь на Луну?..
Фактически, родина первого космонавта Земли дрейфует к состоянию космической державы, у которой «все было». Ни Сергей Павлович Королёв, ни Юрий Алексеевич Гагарин такого точно бы не одобрили.
КОСМИЧЕСКАЯ ОБСЛУГА?
Можно, конечно, возразить, что у России есть Международная космическая станция (МКС), и наша страна в этом проекте – ключевой игрок. Тем не менее, есть несколько «но», не позволяющих записать участие в этой программе в число наших достижений.
Первый и наиболее частый вопрос, который малосведущие люди задают об МКС: а нужна ли она вообще? Может, это просто очень дорогая игрушка, отказавшись от которой, можно высвободить десятки и сотни миллиардов рублей для более полезных научных программ?
Ответ: да, нужна. Станция действительно приносит науке существенную пользу. В 2018 году американская исследовательская установка Cold Atom Laboratory (CAL) смогла получить на борту МКС конденсат Бозе-Эйнштейна – сверхохлаждённую форму материи, температура которой почти равна абсолютному нулю. Проще говоря, физики смогли создать самое холодное место во Вселенной. Естественно, на Земле о таких результатах можно и не мечтать.
Но это – у американцев. А вот что касается непосредственно российских возможностей, то тут есть нюансы. И чтобы их понять, нужно посмотреть на состав МКС и предназначение ее блоков.
В настоящее время станция состоит из 15 модулей, 5 из которых – российские. Казалось бы, неплохо. Однако если посмотреть на их функционал, то… становится грустно.
Функционально-грузовой блок «Заря» – самый старый модуль станции, выведенный на орбиту в далеком 1998 году. Сейчас используется в качестве топливного резервуара и склада. Несмотря на то, что модуль включен в российский сегмент станции, юридически он принадлежит американцам, так как его постройку финансировало НАСА.
Служебный модуль «Звезда» – сердце МКС, ее центральное звено. Для российских космонавтов это жилой модуль; также в нем смонтированы системы управления и жизнеобеспечения станции (водопровод, регенерация воздуха), система управления ракетными двигателями коррекции положения МКС. Там же установлены тренажеры, медицинские приборы, кухня и лабораторное оборудование. В довершение всего, к «Заре» могут причаливать грузовые корабли «Прогресс».
С одной стороны – выглядит круто; с другой – в модуль набито все и сразу. И если американцы и европейцы разнесли жилые и лабораторные сегменты, то у нас все в одном месте. Как результат – намного худшие условия для жизни и несоизмеримо меньшие возможности для проведения исследований.
Стыковочный отсек-модуль «Пирс» – название говорит само за себя. Это небольшой модуль, пристыкованный к «Звезде» и предназначенный для приема «Союзов» и «Прогрессов». Кроме того, он используется космонавтами и астронавтами как «прихожая» для выхода в открытый космос.
Стыковочно-грузовой модуль «Рассвет» – один из самых молодых элементов российского сегмента станции, введен в эксплуатацию в 2010 году. По сути, это кабина для управления внекорабельной деятельностью: на «Рассвете» установлен запасной манипулятор ERA, смонтировано рабочее место для проведения опытов в открытом космосе; к нему же прикручен теплообменник, позволяющий поддерживать на станции нормальную температуру. Из полезной внутренней начинки – система регенерации воды из урины. В модуле также можно проводить биотехнологические и материаловедческие эксперименты, но на полноценный научный сегмент он не тянет, хоть и был создан путем перестройки научно-энергетического модуля.
Многофункциональный модуль «Поиск» – казалось бы, название позволяет надеяться на специализированный научный отсек. Но нет: модуль предназначен для стыковки с «Союзами» и «Прогрессами». Кроме того, он частично дублирует функции постепенно стареющей «Звезды». Наличие внутри трех кубометров свободного пространства позволяет при желании смонтировать научное оборудование; но опять же, полноценным научным модулем он не является.
КАЖДОМУ СВОЕ?
Как известно, все познается в сравнении. Так что посмотрим теперь на сегмент американцев, имеющих в составе МКС три лабораторных модуля: «Дестини», «Коламбус» и «Кибо» (два последних созданы по заказу ЕС и Японии).
В американском «Дестини» смонтированы 23 стандартных стойки полезной нагрузки (ISPR), на каждой из которых можно смонтировать 540 кг научного оборудования (полезная нагрузка «Поиска» – чуть меньше 900 кг). Японский и европейские модули содержат по десять ISPR; кроме того, к японскому модулю прикручены два складских отсека, герметичный и негерметичный. Также в американский сегмент входят жилой модуль «Транквилити», два стыковочных модуля, шлюзовой модуль «Квест», обзорный купол, внешние роботы-манипуляторы, наружные складские платформы, экспериментальный надувной модуль BEAM и многофункциональный модуль-склад.
Что называется, почувствуйте разницу: российский сегмент забит системами жизнеобеспечения и управления станцией, а научная аппаратура размещается в нем по остаточному принципу. Американский же – под завязку упакован лабораторным оборудованием, а из обеспечивающих систем – только необходимый минимум.
В плане научно исследовательских возможностей российский сегмент не идет ни в какое сравнение не только с американским соседом, но даже с советской станцией «Мир», в составе которой имелись: выделенный жилой блок, рентгеновская обсерватория (модуль «Квант-1»), материаловедческая лаборатория «Кристалл» и два модуля для исследования земной атмосферы и поверхности («Спектр» и «Природа»).
Грубо округляя, можно сказать, что российские космонавты заняты тем, что обеспечивают западным (да и восточным) партнерам возможность развивать американскую науку. У них – магнитный альфаспектрометр, у нас – баки с уриной и система регенерации воздуха. Не самый впечатляющий вариант сотрудничества.
ОРБИТАЛЬНЫЙ ДОЛГОСТРОЙ
Впрочем, в столь печальном раскладе не виноват никто, кроме российского руководства, десятилетиями зажимавшего деньги на науку, да прежней администрации Роскосмоса, прославившейся воровством космических масштабов. Российский сегмент должен был получить полноценную лабораторию еще в 2007 году. Однако, несмотря на то, что на дворе стояли «жирные нулевые» и в страну рекой лились доходы от сверхдорогой нефти, достроить многоцелевой лабораторный модуль (МЛМ) «Наука» все никак не удавалось. Лишь в 2012 году ГКМПЦ имени М.В. Хруничева направил его на испытания. В ходе тестов был обнаружен негерметичный клапан и, что еще хуже – засорение топливной системы металлическими опилками. Следующие три года российские специалисты потратили на попытки очистить ее, и только в 2017 году признали задачу нерешаемой. Саботаж, вредительство? А может, просто нежелание что-либо делать и отвечать за результаты своего труда? Как знать.
Лишь после того, как история утекла в СМИ, и поднялся большой скандал, руководство Госкорпорации «Роскосмос» надавило на Центр Хруничева, и там решили полностью демонтировать старую топливную систему и поставить на ее место более простую, от разгонного блока «Фрегат», благо массогабаритные показатели позволяли провести такую рокировку. Минусом стало то, что заправить «Науку» теперь можно только на Земле и один раз, а значит – использовать ее для корректировки станции на орбите уже не получится.
К тому моменту, когда специалисты приняли волевое решение заменить баки, выяснилось, что из-за многолетнего хранения гарантийный срок многих узлов и приборов истек, так что блок пришлось перебирать и модернизировать.
Срыв отправки «Науки» сделал бессмысленным запуск стыковочного модуля «Причал», а это, в свою очередь, отменяло достройку научно-энергетического модуля (по сообщениям источников, он может быть готов в 2023–2024 годах).
Долгое время было непонятно, полетит ли «Наука» вообще. На этом фоне возникло предложение использовать «Науку», «Причал» и научно-энергетический модуль (НЭМ) в качестве задела для лунной программы. Однако ее перспективы пока более чем туманны. Выбор этого варианта означал бы, что модули, скорее всего, вообще никогда и никуда не полетят.
В марте 2019 года глава Роскосмоса Дмитрий Рогозин лично заявил, что испытания «многострадального лабораторного модуля» начнутся в августе, а на орбиту он отправится в 2020-м.
«Если мы не сделаем это в следующем году, то мы не сделаем никогда. После запуска МЛМ потянет за собой «шарик», узловой модуль со стыковочными узлами, где будут новые порты, в том числе для американских кораблей. Потом НЭМ, который обеспечит энергетическую независимость», – объяснял глава Роскосмоса.
Однако жизнь опять внесла коррективы, теперь уже в виде пандемии. Сначала август превратился в ноябрь, а уже в декабре Дмитрий Рогозин сообщил о переносе запуска «Науки» на 2021 год.
В соответствии с актуальными планами МЛМ «Наука» отправится на орбиту в апреле этого года, а «Причал» – в ноябре. Достройка российского сегмента станции позволит привести его к более-менее завершенному виду. Проблема только в том, что сама станция после этого может прожить всего год или два.
ДОСТРОИМ К ЗАТОПЛЕНИЮ?
Дело в том, что согласованный срок эксплуатации МКС истекает в 2024 году. Кроме того, к настоящему времени модуль «Звезда» провел на орбите уже 23 года, и сейчас в его обшивке обнаружено 6 трещин. Чтобы остановить расползание самой большой из них, длиной в 4,5 см, специалисты Роскосмоса даже предлагали просверлить по ее концам две дырочки, чем шокировали коллег из НАСА (американцам сильно не понравилась эта идея, и они запретили сверлить модуль).
Вообще, существуют две неофициальных и одна совершенно невероятная версия появления этих повреждений. По одной из гипотез, модуль начал трескаться от старости; по второй – обшивка потрескалась в результате жесткой стыковки с грузовиком «Прогресс». Но есть и мнение, что «Звезда» пострадала при установке антенны системы связи «Луч», которая должна обеспечить независимую от американской системы TDRS передачу информации из российского сегмента в ЦУП. Дело в том, что МКС общается с Землей не напрямую, а через геостационарные спутники, и до 2018 года на станции имелась только американская связь.
Как бы там ни было, проблемы у станции не только с обшивкой. В октябре 2020 года на «Звезде» дважды отказывал прибор «Электрон-ВМ» – ключевой компонент регенерации кислорода для всей станции. При этом для специалистов в таком развитии ситуации нет ничего неожиданного.
«Уже сейчас есть ряд элементов, которые серьезно затронуты повреждениями и выходят из эксплуатации. Многие из них не подлежат замене. После 2025 года мы прогнозируем лавинообразный выход из строя многочисленных элементов на борту МКС», – заявлял в ноябре прошлого года на заседании Совета РАН по космосу первый заместитель гендиректора РКК «Энергия» Владимир Соловьёв.
ФОТО: ТАСС
На этом фоне российские должностные лица и отдельные эксперты систематически делают заявления о том, что эксплуатацию станции якобы решено продлить до 2028 или до 2030 года. Однако достоверность, а главное – выполнимость этих решений вызывает большие вопросы.
ИНТЕРЕСНЫЙ ВАРИАНТ
Тем временем руководство США нацелилось на создание окололунной орбитальной станции – Lunar Orbital Platform-Gateway (LOPG). Поэтому для них будет логичным выйти из проекта МКС (две программы такого масштаба – это слишком даже для бюджета НАСА). Поскольку станцию нельзя бросать на орбите, ее придется топить. Впрочем, у Штатов есть резоны продолжить эксплуатацию МКС, но будут ли они приняты во внимание, или же Вашингтон сделает ставку на LOPG – можно только гадать.
Перед Россией такой сценарий ставит очень непростые вопросы. Во-первых, в программу LOPG нас не позвали (Роскосмосу всего-навсего предложили изготовить крошечный стыковочный модуль). Во-вторых, надо решать, что делать с нашим сегментом, если американцы решат утилизировать свой: топить за компанию или отделять. Или, может быть, скопировать американскую программу и отправить новые модули на орбиту Луны?
Первый вариант – бессмысленный; третий – неподъемный по деньгам и очень сомнительный в плане реальной пользы. Остается создавать собственную станцию.
Проект российской орбитальной служебной станции (РОСС) уже некоторое время прорабатывается специалистами РКК «Энергия» и в общем виде предполагает создание платформы из трех – семи модулей. Важным отличием РОСС от МКС и «Мира» должно стать то, что станция будет не обитаемой, а посещаемой. Экипаж будет подниматься на орбиту только для проведения опытов или выполнения регламентных работ. Все остальное время РОСС будет летать без людей, что радикально сократит эксплуатационные расходы.
Минус же этого проекта – в том, что он является повторением пройденного. В частности, разработчики РОСС заявляли, что она может применяться для дистанционного зондирования Земли, обеспечения связи и навигации, геологической разведки, мониторинга лесного хозяйства. Нетрудно заметить, что со всеми этими задачами уже прекрасно справляются спутники.
По-настоящему прорывную идею озвучил в 2019 году нынешний глава Роскосмоса Дмитрий Рогозин. Он заявил, что РОСС может стать орбитальным стапелем, где будет проводиться ремонт и обслуживание спутников.
«Мы сделаем из российского сегмента МКС плацдарм для отработки новых решений. Экипаж автоматически становится инженерной командой, и весь проект получает второе дыхание», – пояснил Рогозин.
Если учесть, что ранее американские специалисты уже высказывали предположения, что отправляющиеся к Марсу космические корабли придется дозаправлять на орбите, то получается, что РФ имеет все шансы вновь стать ключевым участником космического сотрудничества. К тому времени, когда Штаты, а возможно, и Китай, прочно застрянут на окололунной орбите, Россия получит в свое распоряжение уникальную орбитальную верфь, пригодную для обслуживания межпланетных кораблей.
Кроме того, наличие орбитальной мастерской подтолкнет к созданию спутников с открытой архитектурой, поскольку их легче ремонтировать, а также потребует создания новых транспортных кораблей и разгонных блоков, позволяющих развозить отремонтированные аппараты по орбитам. Соответственно, при таком подходе возникает целая экосистема, в которой российские технологии будут не просто демонстрировать крутизну отечественной науки, а и зарабатывать реальные деньги. Потенциально, Роскосмос имеет шанс создать принципиально новый класс услуг и полностью занять эту нишу: ведь гонять спутники на пересборку к американской станции на орбиту Луны – 400 тыс. км в одну сторону – никто не станет.
Пожалуй, это самый лучший из возможных вариантов развития отечественной космонавтики, достойный наследников Циолковского, Королёва и Гагарина.