Прошедший год, хотя и был юбилейным для российской космонавтики, оказался для отрасли на редкость неудачным. В феврале ракета-носитель «Рокот» не смогла вывести на орбиту геодезический спутник «Гео-ИК-2», а в ноябре неудачей, причем на самом первом этапе, закончилась попытка запустить первую за долгое время межпланетную станцию «Фобос-Грунт». Незадолго до этих печальных событий Россия потеряла три спутника ГЛОНАСС, научный аппарат для изучения Солнца «Коронас-Фотон» и спутник связи «Меридиан-2». В преддверии 12 апреля сотрудники одного из ведущих РАНовских институтов, занимающегося космическими разработками, решили рассказать о том, какие достижения все-таки есть у страны на этом поприще.

В советские времена все связанные с космосом работы выполняли многочисленные КБ и НИИ, в большей или меньшей степени засекреченные. После распада Союза в 1992 году было образовано Федеральное космическое агентство, которое курирует космическую политику России и заведует всем, что связано с запуском любых аппаратов за пределы Земли. Научные же разработки по-прежнему в немалой степени остались в ведении институтов.

Первое десятилетие после развала СССР поставило практически все НИИ страны на грань выживания, так что никаких по-настоящему сложных приборов их сотрудники не создавали.

В 2000-х жизнь в институтах стала чуть полегче, и в них начали поступать какие-никакие средства на реализацию задумок исследователей и инженеров. Более или менее оправиться от системного кризиса и продолжить работу удалось институту космических исследований РАН (ИКИ РАН) – головному академическому институту по исследованию и использованию космического пространства в интересах фундаментальных наук. Именно его сотрудники решили рассказать журналистам о том, чего удалось добиться российским разработчикам космической отрасли в последние годы.

В пресс-конференции участвовали директор ИКИ РАН Лев Зеленый, руководитель отдела физики космической плазмы института Анатолий Петрукович, руководитель отдела планет и малых тел Солнечной системы Олег Кораблев и ведущий научный сотрудник отдела астрофизики высоких энергий, лауреат премии президента для молодых ученых Михаил Ревнивцев.

В основном ученые говорили о разработках, выполненных в их собственном институте, однако можно предположить, что общие тенденции в ИКИ РАН не сильно отличаются от того, как живут другие НИИ, связанные с космосом. Их деятельность можно условно разделить на три направления:

• создание аппаратов для околоземных исследований,
• работа над межпланетными миссиями и
• участие в проектах по изучению дальнего космоса.

Рядом с Землей

Основной постулат пресс-конференции заключался в том, что российская космическая отрасль существует не только в будущем времени – «мы запустим», что у нее есть достижения, которые можно, в буквальном смысле, пощупать руками.

Одним из главных «околоземных» достижений ИКИ стал микроспутник «Чибис-М» для изучения молний.

Этот аппарат может изучать грозовые разряды в очень широком диапазоне: от радио- и оптического до ультрафиолетового, рентгеновского и гамма-излучения. Микроспутником «Чибис» называют за его габариты: масса аппарата составляет всего 40 килограммов, из которых 12 килограммов приходится на приборы.

Микро- и еще меньшие наноспутники (они весят всего несколько килограммов) могут изготавливать не только крупные промышленные предприятия, но и сами институты.

Специально разработанный транспортно-пусковой контейнер для «Чибиса» и подобных ему аппаратов устанавливают в космический грузовик «Прогресс», который отправляется на МКС. После того как космонавты достанут необходимые грузы и «Прогресс» отделится от станции, спутник «выталкивается» в космос. «Чибис-М» работает на орбите с 25 января 2012 года. Предполагается, что спутник будет передавать на Землю данные как минимум два года.

Одна из основных задач «Чибиса» – отработка технологии максимально быстрого реагирования и сбора данных о грозовых разрядах: эти события длятся доли секунды, а зарегистрировать необходимо сразу очень много параметров.

На других планетах и в далеком космосе

Самостоятельно подготовить межпланетную миссию российские институты (да и вся космическая отрасль в целом) пока не могут – последний частично удачный запуск КА к другому небесному телу был осуществлен в 1988 году. Тогда автоматические станции «Фобос 1» и «Фобос 2» отправились к марсианскому спутнику – правда, долететь до него удалось только второму «Фобосу», но зато он проработал на орбите Марса целых 57 дней, прежде чем связь с аппаратом была потеряна. Предполагалось, что станции доставят на спутник спускаемые аппараты, однако эта цель не была выполнена.

Следующим к нашему соседу по Солнечной системе должен был отправиться аппарат «Марс-96». Это был очень амбициозный проект: предполагалось, что станция доставит к Марсу орбитальный аппарат, два нашпигованных всевозможными приборами посадочных модуля и пару зондов, которые должны были воткнуться в поверхность аж на шесть метров и как следует изучить марсианский грунт.

Но претенциозные планы так и не были реализованы: из-за неполадок в разгонном блоке станция не вышла на необходимую траекторию и сгорела в атмосфере 16 ноября 1996 года.

Рис. 1. Компьютерная модель зонда
«Венера-Экспресс». Изображение ESA.

Последней неудачей стал «Фобос-Грунт», который должен был получить образцы породы марсианского спутника, но вместо этого долго и мучительно умирал на орбите Земли. Череда аварий привела к очевидному практическому выводу:

пока российских научных и производственных мощностей не хватает на создание целой миссии, имеет смысл поставлять отдельные приборы на КА других стран.

И с этой задачей отечественные ученые справляются вполне успешно: созданная в ИКИ аппаратура установлена на таких «знаменитых» аппаратах, как американский LRO (Lunar Reconnaissance Orbiter, который собрал беспрецедентно большое количество данных о Луне и, в частности, был одним из зондов, подтвердивших наличие на земном спутнике воды), «Марс Одисси», а также европейских «Марс-Экспресс» и «Венера-Экспресс», которые исправно работают уже девять и семь лет соответственно.

Российские приборы анализируют марсианскую атмосферу, в частности, определяют ее плотность в зонах, где происходят аэрозахват и аэроторможение КА – процессы, параметры которых критически важны для расчета траектории посадки аппаратов. Кроме того, созданные в ИКИ РАН приборы определяют характеристики водяных паров на Марсе, изучают озоновый слой и авроральные свечения – аналог земных полярных сияний, которые на Марсе появляются, в основном, на экваторе, где наблюдаются магнитные аномалии. Наконец, «русские» приборы помогли подтвердить одно из самых интригующих открытий последнего времени – наличие в марсианской атмосфере метана (кстати, первым с таким предположением выступил когда-то российский, а теперь американский астроном Владимир Краснопольский).

На зонде «Венера-Экспресс» установлены три российских прибора, один из которых, правда, не работает, как объяснил Кораблев, «не по нашей вине». Аппаратура изучает суперротацию венерианской атмосферы – этим термином обозначают слишком быстрое вращение верхних слоев атмосферы, которые обгоняют вращение самой планеты. Кроме того, российские приборы исследуют окна прозрачности – просветы в чрезвычайно плотной венерианской атмосфере, сквозь которые можно «подглядывать» за планетой. Еще одна задача отечественной техники (и анализирующих полученные ею результаты ученых) на борту «Венеры-Экспресс» – понять, почему на планете совсем не осталось воды, хотя когда-то там плескались такие же океаны, как на Земле.

В изучении дальнего космоса Россия все же заметно уступает Западу, и ее участие нередко ограничивается предоставлением транспорта. Например, космическая обсерватория «Интеграл», «видящая» Вселенную в жестком рентгеновском и гамма-диапазоне, отправилась на орбиту на ракете-носителе «Протон».

В обмен на услугу Россия получила право на 25 процентов всего наблюдательного времени обсерватории, а наблюдает она, прежде всего, нейтронные звезды, черные дыры, так называемые активные ядра галактик (сверхмассивные черные дыры в их центрах) и белые карлики.

Планы

Планов на будущее у специалистов ИКИ РАН много. Одна из основных задач – компенсировать неудачу «Фобос Грунта». Как рассказал директор института Лев Зеленый, в академии наук большая часть людей полагают, что миссию необходимо повторить. Но прежде чем вновь пытаться покорять Марс, необходимо отработать соответствующие технологии на более простом объекте – Луне. Создаваемые ИКИ совместно с НПО имени Лавочкина небольшие аппараты будут не столько изучать земной спутник (хотя и это тоже), сколько «тренироваться» садиться на внеземные тела и работать на них.

Первый «пробник» должен отправиться на Луну уже в 2015 году – это будет посадочный модуль «Луна-Глоб».

Прилуниться аппарат должен в районе южного полюса, где недавно были обнаружены залежи водяного льда. В 2016 году к земному спутнику отправится орбитальный аппарат миссии «Луна-Глоб», а в 2017 – более «серьезная» станция «Луна-Ресурс», которая, возможно, будет оснащена бурильной установкой. Однако ученые не слишком уверены, что им удастся реализовать все эти планы вовремя – старт посадочного модуля «Луна-Глоб» уже был отодвинут на один год, и специалисты не исключают, что это не последний перенос сроков.

Рис. 2. Различные компоненты миссии
ExoMars глазами художника. Изображение ESA.

Еще один ближайший проект – это ExoMars. Россия «по-настоящему» участвует в разработке марсианской миссии, состоящей из орбитального аппарата Trace Gas Orbiter, метеорологического зонда и ровера, совсем недавно – с апреля 2012 года. В феврале того же года из совместного европейско-американского проекта неожиданно вышли США, и Европейское космическое агентство было вынуждено проводить экстренные переговоры с Роскосмосом. Надо думать, неофициально стороны договорились о сотрудничестве раньше, так как, по словам директора ИКИ, где создаются два российских прибора для «Экзомарс», в настоящее время их изготовление вошло в стадию «обсуждения, где сверлить дырки для болтов». Не исключено, что Россия будет разрабатывать еще какую-то аппаратуру, однако полной ясности, что именно удастся создать, нет, так как сроки крайне ограничены. Один из обсуждаемых вариантов – установка на метеорологическую платформу EDM радиоизотопной батареи, которая превратит зонд из игрушки в полноценный научный прибор.

Среди других проектов можно назвать создание второго микроспутника «Чибис-2», участие в разработке обсерватории «Спектр-РГ», которая должна провести обзор неба в рентгеновском и гамма-диапазонах с рекордной точностью, и запуск четырех небольших спутников для изучения космической плазмы.

Частично необходимые детали и приборы для этих и уже запущенных проектов собираются в самом ИКИ, где есть монтажный участок, а создание самых сложных компонентов ученые отдают небольшим частным компаниям. Оптику специалисты заказывают на нескольких сохранившихся заводах – в Красногорске, Лыткарино, Сосновом Бору и других.

По сравнению с другими «космическими» институтами ИКИ чувствует себя неплохо: там работают 900 человек и около 35 процентов из них не старше 37 лет. Новые сотрудники приходят в институт из МФТИ, МИФИ и МГУ, иногда из МАИ и Бауманки. Руководство умудряется поддерживать зарплату на более или менее приличном уровне: хотя официальная ставка младшего научного сотрудника со степенью вертится вокруг цифры 13 тысяч, прибавка идет за счет так называемых мягких, или гибких, денег (от английского soft money) – средств, перечисляемых с грантов, заказов и контрактов. Кроме того, немалая часть сотрудников большую часть года проводят за рубежом, хотя по-прежнему числятся в ИКИ. Коллаборации с иностранными коллегами вообще здорово выручают отечественных специалистов космической отрасли – даже если у них нет работы по российским проектам (из-за отсутствия проектов), они всегда могут подвизаться за рубежом. Наконец, институт во многом кормится за счет госзаказов – они позволяют ИКИ выживать при катастрофически скудном бюджетном финансировании. В других институтах и особенно на космических производствах ситуация заметно хуже.

Но, тем не менее, денег все равно не хватает, и особенно остро это ощущают теоретики, не имеющие подпитки от пресловутых госзаказов.

По этой причине обработка результатов, полученных тем же «Интегралом», идет в несколько раз медленнее, чем у коллег за границей.

«В Штатах десятки институтов сражаются за право первыми обработать данные наблюдений, а в России теоретики если не прозябают, то, по крайней мере, чувствуют себя очень неуютно», – обрисовывает ситуацию Олег Кораблев.

Таким образом, охарактеризовать положение дел в российской космической отрасли эпитетом «катастрофическое» было бы, наверно, не совсем справедливо, но и называть его «радужным» или хотя бы «нормальным» язык тоже не поворачивается.

Академическая научная космонавтика держится на отдельных энтузиастах, которые готовы делать что-то если и не совсем за голую идею, то уж точно не ради обогащения. То есть, фактически, они действуют вопреки существующей системе. Можно только восхищаться мужеством и упорством таких людей, но эффективным такой способ организации научных и прикладных работ точно не назовешь.

Автор: Ирина Якутенко.