Космонавтика будущего: к Луне и Марсу

Космонавтика будущего: к Луне и Марсу

Polit.ru

25 декабря в библиотеке-читальне имени И.С. Тургенева состоялась последняя в 2014 году лекция из цикла «Публичные лекции Полит.ру». Ее тема: «Космонавтика в следующие десятилетия».

Виталий Лопота

Лекцию прочитал член-корреспондент РАН, профессор Виталий Александрович Лопота – в недавнем прошлом заместитель директора Объединенной ракетно-космической корпорации (ОРКК). В 2007 – 2014 годах он был президентом и генеральным конструктором РКК «Энергия» им. С.П. Королева, а также техническим руководителем по летным испытаниям пилотируемых космических комплексов и заместителем председателя Госкомиссии по летным испытаниям пилотируемых космических комплексов.

По словам лектора, реальной целью ближайших десятилетий для космонавтики станут полеты космических аппаратов, автоматических и пилотируемых, к ближайшим соседям Земли: Луне, Венере, Марсу и астероидам. Эта цель требует совершенствования космических «транспортных средств»: ракет-носителей, разгонных блоков, межорбитальных буксиров и других). Сейчас существует два основных типа реактивных технологий: на основе химического, чаще жидкого, топлива и электрические ракетные двигатели (ЭРД). Электрические двигатели создают меньшую тягу по сравнению с двигателями на жидком топливе (ЖРД), но их отличает малый расход топлива, поэтому они способны работать очень долго. На расстояние в 40 тысяч – 400 тысяч километров ЖРД доставит космический аппарат примерно за четверо суток, тогда как электрический двигатель будет делать это несколько лет. Поэтому пилотируемые полеты будут проходить на кораблях с ЖРД, а более экономные ЭРД послужат на автоматических аппаратах, особенно отправляемых в дальний космос. Еще одним своеобразным двигателем служат гравитационные маневры, при которых космический аппарат разгоняется, используя силу притяжения Луны или планет.

Наибольшую привлекательность для будущих межпланетных экспедиций, по словам Виталия Александровича, представляет Марс. Венеру с ее сложными атмосферными условиями, сернокислыми облаками, высокой температурой и давлением могут исследовать автоматические аппараты: столько, сколько они смогу существовать в ее атмосфере. Марс более перспективен с точки зрения его дальнейшего освоения. При этом испытательным полигоном и база для отработки технологий освоения Марса должна стать Луна. Но самоцелью новая «лунная гонка» быть не должна. Главное направление развития пилотируемой космонавтики – Марс.

В общем виде схема экспедиций к Марсу выглядит так. Космические аппараты с экипажами будут доставляться с помощью ЖРД с Земли, минуя опасные для людей и аппаратуры радиационные пояса, на Межпланетный экспедиционный комплекс. А оттуда при помощи электрических двигательных установок аппараты смогут направляться уже непосредственно к Марсу.

В точках Лагранжа системы «Земля – Луна», где силы притяжения этих небесных тел уравновешивают друг друга, следует разместить космические станции, которые будут использоваться в качестве транзитных пунктов при полетах к Луне, Марсу и другим целям. Также станции, расположенные в точках Лагранжа, станут эффективным средством мониторинга астероидной опасности для Земли.

Развитие космонавтики, появление «космической инфраструктуры» требует соответствующего энергетического обеспечения. Для действий на близком к Земле расстоянии, обеспечения работы спутников и околоземных орбитальных станций, решения задач космической связи, наблюдения за земной поверхностью и достижения других целей, связанных с земными задачами космонавтики, необходимо достичь энергетического обеспечения в 150-500 кВт. Для освоения Луны необходимы уже 0,5-6 МВт. Для полетов к Марсу – 24 МВт.

Сейчас основной базой для отработки космических технологий в реальных условиях служит Международная космическая станция (МКС). Сейчас Россия, США, Европа, Канада и Япония договорились об эксплуатации станции до 2020 года и обсуждается продления ее до 2024 года. В ближайшие годы российский сегмент МКС должен быть расширен. Планируется присоединить к нему три новых модуля: многоцелевой лабораторный модуль, научно-энергетический и узловой, к которому смогут пристыковываться космические корабли и другие модули. К середине 2020-х годов ресурс американского сегмента будет практически исчерпан. Поэтому программа околоземной орбитальной станции продолжится на базе новых модулей российского сегмента. Сейчас разрабатываются новые конструкции для орбитального комплекса, например, трансформируемые модули.

Также сейчас создаются новые пилотируемые космические корабли. В США это Orion (компании Lockheed Martin), Dragon (работу над ним ведет Space X), CST-100 (компании Boeing) и Dream Chaser (компании SNS). Начало их эксплуатации ожидается в 2017 – 2019 годах. РКК «Энергия» также работает над пилотируемым транспортным кораблем нового поколения (ПТК НП). Он будет предназначен для дальних полетов. Масса этого корабля составит примерно 20 тонн, экипаж – четыре человека, масса груза – до 500 килограммов. Основная часть корабля – возвращаемый аппарат – должна применяться многократно. При полетах на низкие околоземные орбиты ПТК НП сможет нести больший экипаж (до семи космонавтов) и больший груз (до трех тонн при автономном полете без экипажа). Для полетов ПТК НП в дальний космос необходимо иметь ракеты-носители сверхтяжелого класса с грузоподъёмностью 75-85 тонн, которые пока не созданы.

Следует признать, что отдельные космические миссии – проекты крайне дорогие. Будущее эффективное освоение космоса должно производиться с использованием орбитальных станций и экспедиционных комплексов – постоянной космической инфраструктуры, которая будет обеспечивать полеты. Помимо крупной космической станции на околоземной орбите должна появиться международная космическая станция на окололунной орбите. Все это опять-таки потребует наличия ракет-носителей с грузоподъемностью не менее 75 тонн.

посмотреть на Polit.ru