|
|
 | |  |
| Главная » 2008 » Июнь » 6 » Виталий Лопота, президент корпорации, генеральный конструктор РКК «Энергия имени С.П. Королева: «Горизонты пилотируемой космонавтики»
Виталий Лопота, президент корпорации, генеральный конструктор РКК «Энергия имени С.П. Королева: «Горизонты пилотируемой космонавтики» | 06:46 |
Вызовы времени. 31 августа 2006 г. Президент Соединенных Штатов
Америки Джордж Буш объявил национальную космическую политику
Соединенных Штатов на ближайшее десятилетие. По существу в ней
провозглашается право установления диктата одного государства в
околоземном космическом пространстве. Это есть не что иное как
возвращение в первой половине XXI в. к прежней стратегической оборонной
инициативе (СОИ) времен конца 1970-х гг. — "Кто владеет околоземным
космическим пространством — тот владеет миром".
Трудно себе представить, что такой подход может получить право на
возобновление после почти двадцатилетнего успешного сотрудничества
большого числа стран в реализации совместных космических проектов и
пилотируемых программ, а также в условиях реально открывающихся перед
человечеством возможностей в получении знаний, способных перевести
земную цивилизацию на качественно новый уровень развития.
Национальная космическая политика России, вытекающая из документов,
утвержденных Президентом и высшими государственными органами,
проводится в интересах обеспечения национальной безопасности и
технологической независимости страны и благосостояния российских
граждан. Достижение этих целей в космической деятельности возможно,
прежде всего, при реализации основных принципов, к числу которых можно
отнести:
• постоянное и беспрепятственное присутствие в космосе;
• cоздание технологий освоения космоса с привлечением человека и робототехники;
• получение новых знаний, развитие технологического и кадрового потенциала;
• международная кооперация для интеграции лучших научно-технических достижений.
Именно вопрос постоянного и беспрепятственного нахождения на орбите
сегодня ключевой. И возможность реализации его для любой из стран в
интересах мирного исследования и освоения космического пространства
должна быть, безусловно, гарантирована мировым сообществом.
В объявленной космической политике Соединенных Штатов есть и
разделы, посвященные освоению Луны, Марса, даже названы сроки освоения
дальних космических трасс. Но если внимательно посмотреть на
космический бюджет Соединенных Штатов Америки, то 95 % его тратится на
освоение околоземных орбит, и прежде всего геостационарной, а на
решение задач по освоению дальнего космоса выделяется пока не более 3-5
% бюджета. Это далеко не те средства, которые позволят успешно
реализовать столь науко- и капиталоемкие программы.
Сегодня по различным оценкам объем рынка космических услуг
колеблется от 170 до 200 млрд. долларов в год. И, к сожалению, доля
России, включая все услуги, составляют менее 1 %! При формировании
национальных космических программ и при их воплощении в жизнь всем нам
необходимо изменить такое положение.
Международная космическая станция. В настоящее время в пилотируемой
космонавтике реализуется крупнейший и наиболее успешный международный
проект в области высоких технологий XX и XXI веков - Международная
космическая станция (МКС). Программа ее создания и эксплуатации
уникальна, прежде всего, по своим амбициям, работающей кооперации
участников и стоимости. Сегодня с полной уверенностью можно утверждать
- по целям, задачам и сложности научно-технических проблем, решаемых в
интересах крупномасштабных проектов, программе МКС не будет равных в
обозримые 10-15 лет.
На начальной стадии разработки международной программы академики
Ю.П. Семёнов, В.П. Легостаев, их российские соратники и американские
специалисты учитывали, что в кооперацию по Международной станции должны
войти США, Россия, страны ЕКА, Япония, Канада. Первоначально российский
сегмент предполагался в составе десяти модулей общей массой около 165
т., а американский сегмент планировался в составе 16 элементов (с
учетом японского модуля и модуля ЕКА), общей стоимостью порядка 100
млрд. дол. При этом Россия, вкладывая около 10,5 % средств, должна была
владеть 33 % ресурсов МКС. Станция превращалась в главный международный
космический полигон, где отрабатываются не только адаптация различных
технических школ, но и большинство перспективных технологий.
Сегодня можно утверждать, что специалисты РКК "Энергия" и вся
кооперация, участвующая в международном проекте, блестяще справляются с
решением этой задачи, взаимодействуя между собой и осуществляя увязку
лучших достижений в одной комплексной программе.
Вместе с тем сложные экономические преобразования, происходившие в
нашей стране в 1990-х гг., не могли не сказаться на развертывании работ
по российскому сегменту станции. Из десяти планировавшихся модулей
сегодня созданы и эксплуатируются в составе станции только три. Из них
модуль "Звезда", созданный РКК "Энергия" и обеспеченный
электроэнергетикой мощностью 5 кВт, — ключевой элемент Международной
космической станции. На сегодня исходя из вложенных средств создана
ограниченная инфраструктура, обеспечивающая решение соответствующих
задач и выполнение научных программ. Для реализации этих программ было
привлечено много внебюджетных ресурсов. Оказывая целый ряд услуг, РКК
"Энергия" заработала и направила 1,3 млрд. дол. (т.е. 40 % от всех
вложенных Россией средств) в российскую часть проекта, что позволило
выжить отечественной кооперации в те непростые годы и спасти российскую
космическую промышленность от развала. За десять лет российским
бюджетом (Роскосмосом) истрачено на эти цели порядка 2 млдр. дол. США
вложили в этот проект уже около 100 млрд. дол.
В результате выполнены в полном объеме программы шестнадцати
основных экспедиций и тринадцати экспедиций посещения (к примеру, на
станции "Мир" за всю 15-летнюю программу было осуществлено 28 и 25
экспедиций соответственно). На станции "Мир" было совершено 78 выходов
космонавтов в открытый космос, а на МКС уже 104. Таким образом, мы
видим, что по сложности и интенсивности работ, проводимых на МКС,
выполняемая программа не менее напряженная, чем на "Мире". В
перспективе с началом работы в составе станции новых элементов
эффективность ее использования, безусловно, возрастет. Это во многом
определяется научной и прикладной значимостью проводимых на МКС
исследований. Однако научная и прикладная программы, которые мы
реализуем на станции, еще недостаточно сформированы. На исправление
этого время пока есть. Правда, не так уж много - год, полтора. У секций
Координационного научно-технического совета Роскосмоса, возглавляемых
академиками РАН Ю.А.Осипьяном,
А.И. Григорьевым. А.А. Боярчуком, А.С. Коротеевым. A.M. Матвеенко и
другими крупными учеными, у руководителей научных школ и направлений
есть возможность наполнить реализуемую программу задачами, решение
которых повысит действенность российского сегмента станции. Необходимо
при этом учитывать, что мы постоянно сохраняем возможность адаптировать
на всех модулях рабочие места к расширению спектра проводимых
исследований и решению различных целевых задач в процессе полета.
Деятельность человека на орбите требует напряженной и слаженной
работы всех элементов наземной и космической инфраструктуры. Ее
обеспечение должно быть тщательно и всесторонне продумано и
спланировано. На жизнедеятельность каждого космонавта ежедневно должно
затрачиваться около 10 кг грузов - воды, продуктов и материалов. Для
чего не менее чем один раз в квартал на орбиту необходимо доставлять
около трех с половиной тонн грузов, включая оборудование и топливо.
Стоимость доставки на орбиту одного килограмма составляет 10-12 тыс.
дол. Так что реализация программы требует немалых финансовых затрат.
Именно поэтому каждый реализуемый этап должен всесторонне очень четко
продумываться. И это притом, что мы владеем всеми необходимыми приемами
и технологиями обеспечения непрерывного режима эксплуатации
Международной космической станции.
За 50 лет космической эры впервые в мире реализуется объединенная
пилотируемая программа, в которой участвуют 15 стран-партнеров. Пока по
программе на МКС работают три человека. В соответствии с вкладами от
России полгода летают два наших космонавта, вторые полгода — один.
Полнокровное использование технического ресурса станции мы сможем иметь
только тогда, когда в экипаже от России будут летать в основном три
человека. В 2009 г. мы должны сформировать необходимый ресурс станции
для того, чтобы начать выполнять программу в запланированном объеме.
Что касается элементов Международной космической станции, которые
формируют наши американские коллеги, то здесь состояние работ
следующее. НАСА для полетов на МКС использует "шаттлы", у которых
завершается 30-летний период эксплуатации. К середине 2010г.
американская сторона сформирует необходимую энергетику для выполнения
программы работ на своем сегменте и прекратит их полеты. Программа
оказалась значительно сложней и дороже, чем в период обоснования
необходимости создания такой многоразовой системы. Даже для
американской экономики это оказалось неприемлемым. Порядка 3 млрд. дол.
необходимо для осуществления сервиса при подготовке "челноков" к
полету, на содержание средств наземной и космической инфраструктуры
(запасных аэродромов, средств навигации, связи и т.д.), обеспечивающей
выполнение программы.
Возвращение к использованию своей, но уже новой, пилотируемой
транспортной системы США планируют в 2014 г. Ракета-носитель для
выведения на орбиту нового пилотируемого корабля будет готова,
вероятнее всего, в конце 2013 г. Компания "Локхид", выигравшая тендер
на создание пилотируемого корабля, завершит его разработку и испытания
к концу 2014г. Сложность решаемых научно-технических проблем и
выделяемый объем финансирования могут скорректировать эти сроки, но не
более чем на год.
Россия будет продолжать выполнение запланированной программы МКС и
оказывать услуги партнерам по проекту в части доставки экипажей на борт
станции и ее снабжения с использованием кораблей "Прогресс". В этот
период мы сможем завершить развертывание российского сегмента станции и
обеспечить наращивание и эффективное его использование по различным
целевым направлениям.
Остальные партнеры проекта тоже активизируются в ближайшее время.
Европейское космическое агентство с февраля 2008 г. разворачивает
работы на европейском модуле "Колумбус". Весной этого же года началась
летная отработка европейского грузового корабля ATV ("Жюль Верн").
Японское космическое агентство совместно с НАСА начало доставку
элементов японского модуля "Кибо".
По мере развертывания станции сложность российской части программы
будет постоянно возрастать. Наши работы по завершению строительства
российского сегмента сдерживались недостаточным уровнем финансирования.
В результате часто слышались упреки, что Россия в основном занимается
извозом. Конечно, подобные упреки неприятны, и тем более, что они
несправедливы. В составе МКС наша страна имеет ключевые элементы:
модуль "Звезда" и уникальную систему транспортно-технического
обеспечения - корабли "Союз" и "Прогресс". Именно благодаря им Россия
держит себя в хорошей форме, постоянно присутствуя в космосе. Ведь
непрерывная летная практика с работой экипажей на орбите в обозримом
будущем - основа успешной реализации любых программ. Такие программы
реально существуют и в дальнейшем число и сложность их будут только
возрастать.
Иногда задают вопрос, нужна ли пилотируемая космонавтика? Приведем
такой выразительный пример: телескоп "Хаббл" - уникальный, дорогостоящи
и автоматический аппарат, столь длительная и успешная работа (более 13
лет) которого стала возможной благодаря активной роли, отведенной
космонавтам при его доставке на орбиту, отладке требуемых характеристик
и поддержании работоспособности. Для этих целей американцами проведены
три полета "шаттла", планируется еще один. Это только один из примеров
к ответу на поставленный выше вопрос. Такие работы в наших космических
программах также предусматриваются после 2010 г.
Российский сегмент Международной космической станции. Программа и планы.
По системе транспортно-технического обеспечения предполагается
эволюционная модернизация и развитие космических кораблей. Прежде
всего, осуществление замены элементной базы и перевод сохранившихся
аналоговых контуров управления на цифровые. Уже в 2008 г. на кораблях
"Прогресс" и в 2009 г. на кораблях "Союз ТМА" мы планируем переход на
новые технологии, которые позволят повысить надежность реализации
программы.
По российскому сегменту Международной космической станции, исходя из
ожидаемого госбюджетного финансирования, в работах следует выделить два
этапа - формирование инфраструктуры станции и наращивание ее
функциональных возможностей. При этом к 2015 г. должны работать 9
модулей, и будет достигнута полезная мощность российской системы
энергоснабжения до 30 кВт.
На первом этапе в 2009 и 2010 гг. планируется ввести в состав
российского сегмента станции два малых исследовательских модуля, что
позволит увеличить гермообъем на 30 м-1 (12 и 18 м3), а также обеспечит
возможность работы космонавтов еще на четырех рабочих местах. В 2011 г.
предусматривается начало работы в составе сегмента многофункционального
лабораторного модуля, что увеличит еше на 70 м гермообъем станции и
позволит ввести в строй дополнительно 12 рабочих мест. Этот модуль
является ключевым в расширении научной программы, в том числе в
результате более интенсивного использования универсальных рабочих мест.
Проводимые работы уже сейчас требуют, чтобы российское научное и
техническое сообщество завершило формирование научных и прикладных
программ российского сегмента МКС, повысило их эффективность, в том
числе за счет роботизации работ, дополнительно вводимых в программу. В
2012 г. с введением стыковочного модуля на российском сегменте появятся
новые стыковочные порты и шлюзы. Расширятся возможности сегмента по
проведению транспортных операций и отработке технологий применения
робототехники в интересах повышения эффективности работы космонавтов за
счет автоматизации широкого спектра выполняемых ими операций.
Второй этап - формирование энергетики. В настоящее время ее
достаточно, чтобы обеспечивать жизнедеятельность экипажа, реализацию
программы управления и той программы экспериментов с составом научной
аппаратуры, который имеется на российском сегменте станции. Однако с
наращиванием российского сегмента и дальнейшим расширением работ
энергии будет не хватать. Мы рассчитываем как на свои возможности, так
и - временно - на получение на платной основе части электроэнергии с
американского сегмента. Полностью необходимый нам энергетический ресурс
будет обеспечен в 2014-2015 г., и после этого созданная орбитальная
инфраструктура, безусловно, еще долго будет востребована.
В ближайшие годы возрастает нагрузка и на транспортные грузовые
корабли "Прогресс" для удовлетворения потребностей в снабжении станции.
Количество их запусков увеличится. Практически раз в два месяца мы
будем отстыковывать от станции очередной грузовой корабль, отработавший
на ней. После выполнения этими кораблями основной задачи необходимо
использовать их для проведения научных исследований по изучению
околоземного космического пространства и дистанционного зондирования
Земли в различных диапазонах электромагнитного спектра. В этом мы
рассчитываем на сотрудничество с организациями Российской академии наук
и заинтересованными министерствами и ведомствами. Только системный
подход и применение современных технологий даст возможность
подготовиться к решению задач, запланированных на 2009-2010 гг. Есть и
другой аспект использования грузовых кораблей - как космических
платформ для выполнения различного вида экспериментов и исследований.
Подобные технологии мы уже применяли для развертывания в космосе
различного рода крупногабаритных антенн, отработки специальной
аппаратуры и проведения прикладных экспериментов. Очевидно, такая
возможность будет использована и для отработки систем цифрового вещания
и диспетчеризации материальных ресурсов, так как развитие
инфраструктуры и технологии непосредственного цифрового вешания - это
одна из важных задач ближайшего времени. Весь мир идет по пути развития
цифрового вешания и персонализании информационной инфраструктуры.
Решение такой задачи сегодня нами также прорабатывается.
В период 2010-2015 гг. из-за прекращения полетов "шаттлов" возникает
необходимость поддержания грузопотока, возвращаемого со станции. Для
решения этой проблемы в состав российской системы
транспортно-технического обеспечения вводится грузовозвращаемый
корабль. Он представляет собой модификацию корабля "Союз", и мы готовы
предоставить такую услугу.
Перечисленные выше задачи - это ближайшая перспектива, реализуя
которую эволюционным путем, мы сможем сделать и следующий шаг в
создании пилотируемых космических средств XXI века.
Мировые тенденции в пилотируемой космонавтике. Могут декларироваться
любые громкие программы, зовущие к освоению Луны, полетам на Марс, но
фактическое движение к их реализации можно оценить по конкретным
разработкам и финансированию, направляемому на достижение поставленных
целей. Общие тенденции в мировой пилотируемой космонавтике, нацеленные
на решение задач XXI века, сводятся, прежде всего, к определению облика
космического корабля и выбору универсального ряда ракет-носителей на
основе единой модульной конструкции. Это позволит выбрать оптимальные
параметры составных частей орбитальных комплексов и сформировать
универсальные технологии их сборки на монтажной орбите.
В основном космические державы определились со своими национальными
программами. В США ведутся работы в рамках лунной программы над
созданием орбитального корабля (разработчик фирма "Локхид"), лунного
посадочного модуля и перспективных ракет-носителей. В их основу
положены проектные и конструкторские решения, апробированные в процессе
реализации программы "Сатурн"-"Аполлон" и зарекомендовавшие себя
высокой надежностью при ее выполнении. Разрабатывается орбитальный
самолет (разработчик - фирма "Боинг", проекты Х-40 и Х-37).
Китай накапливает опыт эксплуатации пилотируемого корабля, по
конструкции аналогичного кораблю "Союз", прорабатывает варианты
создания орбитального самолета и станции.
Европейское и японское космические агентства отрабатывают
автоматические корабли системы снабжения МКС и межорбитальной
транспортировки.
В Индии опубликованы направления исследования Луны с использованием автоматических космических аппаратов и эскизы космоплана.
На космические программы НАСА тратит в 12-13 раз больше, чем Россия.
Китай выделяет на эти цели почти в три раза больше средств, чем мы. Это
еще раз подчеркивает, что в мире уже нет индустриально развитых стран,
которые бы видели в космических средствах только безусловный элемент
обеспечения национальной безопасности. Стремление же попасть в клуб
космических держав они, прежде всего, связывают с необходимостью
получения доступа к области человеческой деятельности, которая является
стимулятором развития новейших технологий, определяющих темпы развития
современной экономики.
Именно это заставляет глубоко и всесторонне проанализировать весь
накопленный опыт и выбрать вектор развития отечественной пилотируемой
космонавтики, а следовательно, и определить рубежи, на которые должны
выйти отечественная наука и технологии. На данном этапе очень важно,
какие требования будут предъявлены к перспективным космическим
средствам.
Наши великие предшественники сумели это сделать, и мы уже более 40
лет эксплуатируем созданные ими пилотируемые космические корабли.
Правильность выбранных конструктивных принципов и проектных решений
подтвердила жизнь. Российские пилотируемые корабли пока решают все
возлагаемые на них задачи, однако на корабле "Союз" мы можем возвратить
из космоса лишь 100-150 кг груза (результатов экспериментов). На
мировом рынке космических услуг возникают новые потребности,
возможность варьирования численности доставляемого (возвращаемого)
экипажа и массы полезного груза уже сегодня представляется актуальной.
В обозримом будущем, бесспорно, изменится спектр задач, которые
будут возлагаться на перспективные пилотируемые космические средства.
На начальном этапе создания нового космического пилотируемого корабля
главными были и остаются требования обеспечения безопасности экипажа и
высокая надежность выполнения программы полета. Они предусматривают
определение состава средств для обеспечения безопасности экипажа на
старте, на участке выведения и в процессе выполнения всей программы
полета. Но это лишь одна из проблем в решении задачи, которая всегда
остается ключевой.
Другие же системные требования выглядят следующим образом.
Необходимо взлетать и приземляться на территории России. При старте с
космодрома "Восточный" посадка корабля на суше может быть осуществлена
в четырех весьма ограниченных по размерам районах. Однако
рекогносцировочные работы могут внести свои коррективы по их уменьшению
в связи со строительством новых высоковольтных линий электропередач и
других промышленных сооружений. При этом приземление в эти районы
возможно только с одного-двух витков. Такое ограничение, безусловно,
является достаточно существенным и всесторонне исследуется при выборе
проектного облика и характеристик нового корабля.
При рассмотрении обеспечения безопасности экипажа на участке
выведения необходимо также принимать во внимание, что трасса проходит
над Тихим океаном. В этом случае проблема спасения экипажей может быть
решена либо расположением 4-5 группировок специальных морских судов в
акватории океана, либо расширением возможности космического корабля по
продольному (не менее 6000 км) и боковому (от 500 до 1000 км) маневрам.
При увеличении возможности пилотируемого корабля по продольному и
боковому маневрам в какой-то мере решается задача и спасения экипажа по
трассе выведения, и проблема срочного возвращения экипажа с посадкой на
9-10 смежных витках (из 16 суточных) в трех районах территории России
при возникновении нештатной ситуации на околоземной орбите.
И это только часть вопросов, заставляющих рассматривать несколько
вариантов проектных обликов будущего космического пилотируемого
корабля, чтобы выбрать оптимальный вариант, не только удовлетворяющий
требованиям обеспечения безопасности экипажа, но и отвечающий по своим
характеристикам задачам, которые ему предстоит решать. Трудный поиск
инженерных компромиссов продолжается, и, безусловно, они должны быть
найдены.
Наиболее предпочтительным вариантом корабля, безусловно, может стать
космический корабль с несущим корпусом либо одна из его модификаций,
позволяющая реализовать необходимый продольный и боковой маневр. Нами
также рассмотрены возможные варианты и проведена оценка готовности
технологий для их создания, использующих парашютную или самолетную
схемы посадки. Окончательный выбор будет сделан после принятия
политических и финансовых решений о реализации программы и выделении
ресурсов на строительство необходимой инфраструктуры обеспечения. Все
это существенным образом будет влиять на определение окончательного
проектного облика и конструкцию корабля.
И, наконец, о новом космодроме. Создание космодрома должно
предоставить России независимый доступ в космическое пространство и
возможность эффективного использования отечественного парка средств
выведения, обеспечивающих доставку на рабочие орбиты всего спектра
космических средств, необходимых для решения задач национальной
безопасности, научного и социально-экономического развития страны.
В части средств выведения имеется договоренность между головными
организациями (РКК "Энергия" им. СП. Королева, ГКНПЦ им. М.В, Хруничсва
и ГНПРКЦ "ЦСКБ-Прогресс") о необходимости определения варианта ракеты
космического назначения, которая должна впитать в себя весь лучший опыт
наших организаций и наиболее эффективно использовать имеющийся
производственный и технологический потенциал. Задачи, которые перед
нами поставил Президент Российской Федерации: к 2015 г. стартовать с
грузовым кораблем, а в 2018 г. начать эксплуатацию нового пилотируемого
корабля, - мы, безусловно, сможем выполнить при выделении необходимых
ресурсов.
Что же касается освоения дальнего космоса с участием человека, то
основная цель пилотируемых программ по исследованию и освоению Луны,
Марса и других объектов в космическом пространстве - это генерация
знаний. Здесь мы должны четко сформулировать, что делаем, как и в какие
сроки. Именно поэтому программа должна быть сформирована и объединена
хорошими, глубокими идеями, которые необходимо реализовать.
Реализация таких программ чрезвычайно дорога и, в принципе, для одной страны практически неподъемна. Создать универсальный пилотируемый космический корабль, способный решать все задачи
(старт с Земли, посадка на Луну и возвращение с нее на Землю со второй
космической скоростью), на современном уровне развития науки и
технологий пока невозможно. Переход к системному освоению Луны и
полетам на Марс возможен только при создании сложной многоуровневой
космической инфраструктуры. И если руководством страны эта задача не
будет сформулирована как стратегическая с выделением необходимых
средств, то планиривать даже поэтапную реализацию ее разработки не
имеет смысла. Даже начальный этап выполнения лунной программы по
приближенным оценкам будет в 2,5-3 раза дороже стоимости работ по
Международной космической станции и потребует развертывания работ по
созданию космической ядерной энергетики, созданию электрореактивных
двигателей и более широкому и эффективному их применению. Но это только
часть вопросов, связанных с формированием долгосрочной программы
освоения космоса. И, наконец, вопрос пилотируемых полетов к Луне,
Марсу, астероидам, к другим небесным телам Солнечной системы - это,
прежде всего, вопрос развития человеческой цивилизации в целом.
Насколько правильно будут сформулированы задачи и выделены
стратегические цели в системе общечеловеческих знаний, настолько
эффективно будут реализованы наукоемкие проекты и программы. Чем теснее
международное взаимодействие, тем ближе мы к успешному решению насущных
фундаментальных и прикладных проблем.
Необходимость определения стратегических ориентиров в освоении и
использовании космического пространства, которые, безусловно, окажут
определяющее влияние на ускорение экономического развития страны,
должна быть подтверждена на государственном уровне. Технически и
идеологически к реализации самых сложных пилотируемых проектов мы
готовы.
(по материалам доклада на 32-х Королёвских чтениях (журнал «Полет»).
Дополнение к материалу:
Сообщение пресс-службы Роскосмоса от 14.05.2008 г.
О создании перспективной пилотируемой транспортной системы для будущих программ освоения космоса
|
|
Просмотров: 819 |
Добавил: telescop
|
| |
 | |  |
|
|
