Сомнительное наклонение

2 июля 2024 года гендиректор Роскосмоса  Юрий Борисов утвердил график  реализации проекта Российской орбитальной станции (РОС) с бюджетом почти 610 млрд рублей, и 150 млрд из них должны потратить за первые три года. Выведение первого модуля на орбиту планируется в конце 2027-го. Согласно утвержденному проекту она должна летать на приполярной орбите, которая сильно отличается от орбиты МКС — Международной космической станции. Необычное наклонение создает большие проблемы при осуществлении проекта, считает автор статьи, эксперт в области космических систем Владимир Максимовский.

России необходима новая станция, потому что действующая Международная космическая станция (МКС) долго не протянет. И уйти с МКС мы должны чем раньше, тем лучше. При этом Россия, правопреемник великой космической державы СССР, просто не имеет права остаться без пилотируемой космонавтики как первая страна, проложившая путь во Вселенную. В советское время на пилотируемые полеты приходилась чуть не половина всего бюджета на космонавтику. Мы тратили эти деньги, потому что они работали на престиж нашей страны.

Напомню, сегодня на орбите работают две орбитальных станции: МКС и китайская «Тяньгун». В проекте МКС наряду с РФ участвуют космические агентства США, Европы, Канады, Японии.

Конечно, окончательный оценочный вердикт по теме проекта РОС могут выносить те, кто знаком с исходными документами. Я располагаю только тем информационным материалом, что был размещен в открытых источниках. Но думаю, что могу высказать свое мнение, поскольку связан с космонавтикой долгое время.

Еще в 1972 году, завершая учебу в Московском авиационном институте, я защитил в Центральном научно-исследовательском институте машиностроения (ЦНИИМаш), головном институте Министерства общего машиностроения (ракетно-космического), диплом с проектом пилотируемого комплекса на реальных ядерных ракетных двигателях для полета на Марс. Страна тогда стремилась в дальний космос. Затем, уже служа в Вооруженных силах, принимал участие в создании ракетно-космической техники.

Итак, в Роскосмосе решили, что РОС должна летать по орбите с наклонением около 97 градусов. Кстати, так и не получилось узнать, кто конкретно предложил такой вариант. Но именно это обстоятельство и приводит, как мне кажется, к неоправданному усложнению всего проекта. В результате может оказаться, что мы не будем иметь действующую станцию ко времени ухода с МКС.

Роскосмос аргументирует свое решение, приводит свои доводы в его пользу. Каковы же основные из них?

Полярная орбита и «новые возможности»

По словам исполнительного директора по перспективным программам и науке Роскосмоса Александра Блошенко, наклонение орбиты, по которой летает МКС (51,6 град.), себя полностью исчерпало с точки зрения целесообразности и научной новизны проводимых работ. В связи с этим РОС планируется разместить на орбите с наклонением в 97 градусов.

По его заявлению, новая национальная орбитальная станция необходима для проведения прикладных и фундаментальных работ, для накопления новых знаний, изучения дальнего космоса, как площадка для отработки целевого оборудования для космических аппаратов, чему МКС все менее соответствует. С РОС космонавты смогут наблюдать всю территорию России и вообще любую точку Земли.

Глава Роскосмоса Юрий Борисов 24 января 2023 года заявил: «Работа этой станции должна дать новые данные и знания, чтобы мы сделали следующий шажок к Луне. Это краеугольная задача, а не просто создать станцию для того, чтобы продолжать пилотируемые исследования. А новые технологии и аппаратура должны позволить создать пионерский облик этой станции. Она должна быть эффективной и рациональной».

Главный конструктор Российской орбитальной станции Владимир Кожевников 12 апреля 2024 года в интервью «Российской газете» говорил: «Этот вопрос очень долго обсуждался и в отрасли, и с привлечением научных институтов и Академии наук. Была очень большая дискуссия, она и сейчас продолжается, но решение принято о том, что мы уходим на полярную орбиту, то есть в полярной орбите есть бесспорные плюсы, это то, что с этой орбиты видно все. Если 51,6 (градуса) — это, условно говоря, видимость территории России (у нас страна большая) порядка 10%, то с орбиты высокой видно все, здесь мы полностью закрываем и Россию, и Арктику, и Антарктику».

И вот тут возникают первые проблемы. Как известно, даже «бесспорные плюсы» состоят каждый из двух минусов. Выведение модулей станции на полярную орбиту потребует ракеты-носителя большей грузоподъемности, чем используемые сейчас. Дело в том, что Земля вращается вокруг своей оси на восток. Если запускать спутник в этом направлении, то земное вращение добавляет к скорости космического аппарата до 0,5 километра в секунду. А если лететь на полярную орбиту, условно говоря — на север, почти перпендикулярно экватору, то эту скорость надо гасить, и она идет не на пользу, а во вред. Соответственно, грузоподъемность ракеты заметно уменьшается. И связанные с этим избыточные затраты будут дополнительно «оплачиваться» в течение всего времени работы такой станции.

На что же делается расчет? Как сообщил в 2023 году гендиректор Центра имени Хруничева Алексей Варочко, в рамках эскизного проекта разработчики подтвердили, что создание ракеты-носителя «Ангара-А5В» — самой грузоподъемной модели с водородной третьей ступенью — возможно. Такая ракета любой груз потянет: она-то и будет выводить и ядерный буксир, и новую российскую станцию в космос.

А по словам первого заместителя генерального конструктора по летной эксплуатации, испытаниям ракетно-космических комплексов и систем Ракетно-космической корпорации «Энергия» Владимира Соловьева, кроме станции, надо создать новый транспортный космический корабль, наземную инфраструктуру, подготовить космодром Восточный.

Сторонники проекта РОС говорят, что космонавты будут вести наблюдение за поверхностью всей Земли. Зачем? Давно, с 1973-го по 1977 год, мы запускали военные станции «Алмаз» под псевдонимами «Салют-2, «Салют-3», «Салют-5», в том числе для наблюдения за вероятным противником. И они не летали по полярной орбите. Специально подготовленные космонавты наблюдали за земной поверхностью с помощью очень большого объектива, вели фото- и видеосъемку назначенных объектов и территорий, радиотехническую разведку.

Фокус в том, что в те времена съемка поверхности Земли со спутников-разведчиков велась на фотопленку, которая возвращалась на землю в спускаемых аппаратах, а потом — в специальных капсулах. И часто автоматически отснятые кассеты оказывались практически пустыми, поскольку на пленке были видны лишь облака. Поэтому решили сделать ставку на космонавтов, которые могли бы оценить обстановку на заданном участке поверхности и нажать на затвор мощного фотоаппарата в нужный момент. Разрешение полученных таким образом снимков было чуть больше метра. По качеству они вполне сопоставимы с кадрами, которые дают современные спутники дистанционного зондирования Земли.

Сегодня такие «пилотируемые» методы космической съемки совершенно не нужны. Появление новой электроники, мощных компьютеров, средств передачи данных по радио- и видеоканалам сделало бесполезным и даже вредным присутствие человека на разведывательных спутниках. Съемка ведется автоматически, по заданному алгоритму или по командам с Земли, ее результаты в реальном времени передаются на Землю.

Опасность повышенной радиации

В Роскосмосе говорят: да, полярная орбита в районе полюсов не находится под защитой магнитного поля Земли, поэтому космонавты будут подвергаться большему радиационному воздействию. Но там считают, что такая орбита в этом смысле напоминает лунную, что позволит тщательнее подготовиться к продолжительным полетам на естественный спутник Земли. А РОС планируют сделать посещаемой, и таким образом итоговая радиационная нагрузка на членов конкретной экспедиции не увеличится по сравнению с той, что есть на МКС.

Например, Дмитрий Петелин, космонавт-испытатель, участник 68-й экспедиции к МКС, считает, что первые экспедиции будут короткими, порядка трех-четырех месяцев, чтобы снизить радиационную нагрузку на организм человека.

Главный конструктор Российской орбитальной станции Владимир Кожевников 12 апреля 2024 года в интервью СМИ говорил, что вопрос о повышенной радиации не игнорируется. Так, планируется запуск биологического спутника «Бион-М» в следующем году (летом 2025-го) на эту же орбиту. Будут проведены эксперименты, радиационные замеры. И на самой станции предполагается использовать разнообразные средства дозиметрического контроля, чтобы иметь объективную информацию о том, что же там происходит. К тому же первый модуль полетит без экипажа, и уже до пуска корабля с экипажем специалисты будут иметь объективную картину, «если вдруг кто-то очень сильно ошибся, хотя этого мы не ожидаем».

Действительно, движение РОС по околополярной орбите примерно на треть увеличит радиационную нагрузку на космонавтов по сравнению с МКС. И действительно, к запуску готовится спутник «Бион-М №2», который должен месяц летать на орбите с наклонением примерно 97 градусов, как РОС. Главная цель нового «Биона» — выяснить, как практически двукратное увеличение дозы радиации повлияет на организм животных.

На борту спутника планируется разместить 1,5 тыс. мух дрозофил и 75 мышей, а также растения и микроорганизмы. Но смогут ли ученые по этому единичному эксперименту оценить воздействие радиации на испытуемые организмы и экстраполировать результаты на человека? И зачем вообще подвергать космонавтов таким вредным испытаниям? Не лучше ли запустить на полярную орбиту вместо РОС большой биологический спутник для длительных исследований, где будут и мухи, и мыши, но еще и хотя бы собачки — известные «космические исследователи». Наверное, неспроста главный конструктор РОС сказал: «если вдруг кто-то очень сильно ошибся».

Ремонт спутников: за и против

Роскосмос предполагает доставлять на РОС автоматические космические аппараты для их технического обслуживания, ремонта и дозаправки. С нее же будут выводить на орбиту другие аппараты, чинить их, собирать из нескольких модулей в единое целое. Рассматривается возможность взаимодействия станции с буксиром, который будет доставлять к ней спутники, а после ремонта возвращать в рабочую точку.

По идее разработчиков, это нужно, чтобы производить заправку космических аппаратов и их ремонт на орбите. Конечно, такое требует изменения философии создания спутниковых группировок. Для печати комплектующих на станции предусматривается размещение 3D-принтера. Ряд запчастей будет прибывать с Земли. Благодаря такому подходу РОС теоретически может в разы увеличить срок службы спутниковых группировок, кратно повышая их эффективность.

Однако есть серьезные сомнения по поводу таких «заманчивых» перспектив. В прежнее время действительно разрабатывались разные варианты и способы ремонта и дозаправки космических аппаратов в космосе. Но теперь это совершенно не нужно, поскольку служебные системы спутников и их полезная нагрузка очень надежны и, по-видимому, неремонтопригодны в таких «полевых» условиях. Да и космонавты не могут быть на все руки мастера. Не смогут они чинить все, что к ним привезут.

А уж о гарантиях на такой ремонт говорить не приходится. И главное — срок активного существования спутников сегодня чаще всего больше 10 лет (у американских спутников — 15–20 лет). За это время появляется новое поколение почти всех использованных при его изготовлении систем. Теперь спутники просто запускают на замену вышедших из строя. Для примера, в орбитальной группировке системы «Старлинк» Илона Маска, в которой уже более 6500 спутников, каждый день несколько из них сгорают в атмосфере Земли, отработав положенное или из-за отказа.

Лаборатория и высокотехнологичная фабрика?

Роскосмос считает, что РОС предоставит принципиально новые возможности для проведения научных экспериментов и создания высокотехнологичных продуктов в космосе. Например, по выращиванию сверхчистых кристаллов, 3D-печати в невесомости или созданию новых медицинских препаратов.

Но специалистам известно, что при нахождении космонавтов на космическом аппарате невозможно обеспечить требуемый для выполнения заявленных задач уровень микрогравитации. Любое движение человека ее нарушает. Это не позволяет получить требуемые и стабильные свойства веществ или изделий.

***

Что же можно сказать в итоге? Задумана отличная орбитальная станция, очень нужная нам как можно скорее. Но все дело в орбите. Нет пока ракеты-носителя, способной выводить модули для нее. Нет пилотируемого корабля. Не подготовлен космодром Восточный. Обойдется она в изготовлении и эксплуатации существенно дороже, чем РОС, работающая не на такой высокой орбите. То есть, полагаю, какие-то преимущества полярной рабочей орбиты не перекрывают недостатков ее использования.

И как было бы хорошо, если бы кто-то дал сейчас команду, как на флоте: «Поворот все вдруг!» И полетела бы она на орбиту с наклонением градуса 63. Наверняка можно было бы использовать для выведения ее модулей несколько из оставшихся «Протонов» с Байконура, пока не введена в строй тяжелая «Ангара». И уж на ней запускать космонавтов с Восточного.

Такая РОС была бы постоянно действующей, туда могли бы безопасно летать и космонавты из других стран, и космические туристы. И видели бы они почти всю нашу великую страну. Такая станция и могла бы стать «эффективной и рациональной», как говорил глава Роскосмоса Юрий Борисов.