Укажите координаты пункта назначения

Каким видит свое будущее российская пилотируемая космонавтика? Сколько еще проработает МКС и отдадут ли ее коммерческим компаниям? Куда люди попадут раньше — на Луну или на Марс? Что мешает сотрудничеству в космосе России и Китая? Почему деградируют навыки современных космонавтов? Об этом и многом другом директор пилотируемых программ Роскосмоса Сергей Крикалев рассказывал на собрании, посвященном 55-летию Института медико-биологических проблем РАН (ИМБП). N + 1 предлагает своим читателям основные тезисы этого выступления (полная запись имеется в распоряжении редакции).

Освоение космоса в рамках пилотируемых программ началось в 1961 году, когда первый человек, гражданин СССР Юрий Гагарин, побывал на низкой околоземной орбите. Первый этап, связанный с краткосрочными полетами, продолжался более десяти лет, и включил в себя, помимо ряда орбитальных полетов, исследование поверхности Луны американскими астронавтами в 1969–72 годах.

В 1971 году на орбиту была выведена станция «Салют-1», и началась эпоха длительных полетов людей в космос. Вслед за целой серией станций «Салют» (1971–1991) на орбиту была выведена станция «Мир». Ее история длилась пятнадцать лет (1986–2001), на протяжении которых на станции побывало множество экспедиций, были проведены большие исследования. Совместный опыт работы на станции космонавтов и астронавтов разных стран позволил в 1998 году создать на орбите Международную космическую станцию.

Наступает время для начала следующего этапа. Космическим агентствам разных стран предстоит решить, что будет дальше с пребыванием людей на низкой околоземной орбите и куда человечество направит свои шаги дальше. У «Роскосмоса» как полноправного партнера других космических держав имеются на этот счет собственные планы, разработки и перспективные концепции.

Что будет с МКС

У космических станций нет предельного срока службы, который можно рассчитать заранее. Как правило, заранее устанавливается лишь срок гарантированного ресурса на момент старта, а дальнейшая пригодность станции определяется в процессе ее эксплуатации. Так, станция «Мир», запущенная в 1986 году, имела гарантированный ресурс в пять лет, но проработала все 15. И хотя под конец этого срока на станции стали происходить случаи разгерметизации системы контура охлаждения, наработанный опыт позволил повысить гарантированный ресурс следующего орбитального комплекса, российских модулей МКС, до 15 лет.

На сегодняшний день МКС находится в эксплуатации уже двадцать лет, и ресурсные испытания комплекса, исследования реальных нагрузок, которые естественно не совсем совпадают с расчетными, продолжаются. На сегодня мы уверены, что ресурс станции на все сто процентов гарантирован до 2024 года, а для отдельных элементов — и до 2028 года, причем специалисты уверены, что и после 2028 года станция, скорее всего, продолжит выполнять свои функции.

Ожидается, что уже в следующем году к российскому сегменту МКС присоединится Многоцелевой лабораторный модуль «Наука», старт которого откладывался с 2010 года. Одно время даже стоял вопрос: надо ли вообще посылать на орбиту МЛМ, если ресурс всей МКС составляет всего 15 лет. Но сегодня, после продления ресурса станции, старт активно готовится и обязательно состоится, если не в конце 2019-го, то в начале 2020 года. Вслед за этим к МКС можно будет отправлять следующие, уже готовые модули — универсальный стыковочный модуль, а затем Научно-энергетический модуль (НЭМ).

Если будущее МКС чем и осложнено, так это заявлениями американской администрации, пообещавшей наполовину сократить государственное финансирование станции после 2024 года и передать ее в руки коммерческих структур. Планы постепенно снижать нагрузку на национальные бюджеты и привлекать к эксплуатации МКС частные инвестиции рассматриваются всеми участниками проекта (не только американской стороной, но и Европейским космическим агентством, и «Роскосмосом»), но все же намерение Конгресса США переложить 50 процентов финансирования станции на плечи коммерсантов уже в 2024 году выглядит чрезмерно оптимистичным. Интеграция различных сегментов МКС базируется на большом числе межправительственных соглашений, которые нельзя просто взять и отменить. Очевидно, что процесс приватизации МКС будет идти, но, должно быть, куда более медленными темпами.

На чем будем летать

Пилотируемые программы всех партнеров «Роскосмоса» по МКС — и американцев, и европейцев, и японцев, и канадцев — опираются сегодня на российские средства доставки, космические грузовики «Прогресс» и космические корабли «Союз». Но парк средств доставки надо обновлять, и мы, и американцы готовимся к испытанию новых кораблей и ракет-носителей.

Американская сторона делает ставку на коммерческие корабли. Ожидается, что их испытательные полеты начнутся уже в 2019 году, а первая длительная американская экспедиция должна быть доставлена на МКС на одном из таких кораблей в 2020 году. Однако на сегодняшний день к этим кораблям есть ряд вопросов по безопасности: российскую сторону волнует безопасность МКС, к которой они будут пристыковываться, американскую сторону волнует безопасность экипажей. Стандарты безопасности средств доставки вырабатывались на протяжении десятилетий, новые американские частные корабли пока не удовлетворяют им на все сто процентов.

Но когда вопросы будут сняты и частные американские корабли начнут работать в штатном режиме, возникнет важный вопрос. Будут ли «Роскосмос» и NASA посылать своих космонавтов и астронавтов на «своих» кораблях, или будет осуществляться схема «перекрестных» полетов, когда российские члены экипажа будут летать на американских кораблях, а американцы — на российских.

У «перекрестной» схемы есть свои минусы: она потребует дополнительных тренировок, более глубокой интеграции экипажей. Но есть и плюсы: это позволит строить программы полетов таким образом, чтобы неприлет очередного транспортного средства не повлиял критически на работу станции. Если шаттл, грузовой корабль «Прогресс» или корабль Cygnus не прибудут вовремя на МКС, это не скажется на программе станции серьезным образом. В свою очередь, неприлет корабля «Союз» не приведет к тому, что российский сегмент останется без российского члена экипажа, а неприлет американского коммерческого корабля не приведет к тому, что американский сегмент останется без присмотра.

Собственный перспективный пилотируемый корабль «Федерация» готовится ввести в строй и «Роскосмос». Но в прошлом году в программу были внесены изменения. Изначально, в соответствии с Федеральной космической программой, запуск планировался на 2021 год с космодрома «Восточный» на ракете-носителе «Ангара-5П», пилотируемой модификации сверхтяжелой ракеты «Ангара-5», способной выводить на орбиту 80 тонн груза.

Теперь же, под нажимом представителей промышленности, начало испытаний нового корабля перенесли с «Восточного» на Байконур, где имеется вся инфраструктура — монтажно-испытательные корпуса, стартовый комплекс, система подготовки ракеты к старту. Благодаря этому первые полеты обойдутся «Роскосмосу» дешевле. Правда, это не сделает более дешевой всю программу в целом — параллельно «Роскосмос» все равно будет готовить запуски «Ангары-5П» на «Восточном».

К тому же с Байконура полетит другая ракета-носитель, которая сейчас имеет техническое название «Союз-5», грузоподъемностью 17 тонн. На ее первой ступени используются модифицированные двигатели, такие же, какие использовались на ракете «Зенит» — РДС-170. Для этого придется модернизировать стартовый комплекс, который сейчас передается казахстанской стороне по программе «Байтрек».

По новой версии Федеральной космической программы, первый беспилотный пуск ракеты «Союз-5» назначен на 2022 год. В конце года планируется осуществить второй пуск этой ракеты с перспективным пилотируемым транспортным кораблем «Федерация» на борту. В 2023 году «Роскосмос» намерен осуществить беспилотный запуск со стыковкой этого корабля с МКС. И уже в 2024 году, по существующим планам, состоится пилотируемый запуск этого корабля на низкую околоземную орбиту на ракете-носителе «Союз-5».

С кем полетим

К числу уже привычных партнеров «Роскосмоса» по пилотируемым программам может присоединиться Китай, но для совместного вывода кораблей на низкую околоземную орбиту существует ряд объективных препятствий. Учитывая, что «Роскосмос» должен планировать запуски с российской территории, его специалистам приходится планировать наклонение орбиты в пределах 51,6–57 градусов. Для Китая, чьи условия позволяют иметь наклонение 44–46 градусов, это нецелесообразно, поскольку, естественно, чем больше наклонение, тем больше требуется энергетики для вывода полезного груза.

Поэтому в нашем случае не идет речи о создании совместных российско-китайских модулей или о российских полетах на китайскую станцию и, наоборот, о полетах китайских космонавтов на российскую. Выходом могли бы служить запуски по программе «Морской старт», но там изначально не было пилотируемой составляющей. В настоящее время компания S7 Space обдумывает возможность использовать платформу «Морского старта» и для пилотируемых запусков. Может быть, тогда у России появится возможность удобного полета на орбиты с более низким наклонением.

Впрочем, для сотрудничества Москвы и Пекина за пределами низкой околоземной орбиты разница наклонений орбиты становится несущественной, и такие планы у обеих сторон уже есть. Кроме того, российские и китайские космические агентства сотрудничают по другим научным проектам, не имеющим отношения к совместной околоземной инфраструктуре. Например, по использованию космических платформ друг друга, когда российские научные приборы ставятся на китайские платформы, и наоборот.

Кроме того, «Роскосмос» ведет активные переговоры с Индийским космическим агентством по поводу совместных пилотируемых полетов. Опыт такого рода между нашими странами уже есть — в рамках советской программы «Интеркосмос» на борту станции «Салют-7» побывал индийский космонавт Ракеш Шарма.

Куда полетим

Американцы какое-то время рассуждали: может быть, сразу после завершения работы Международной космической станции следующим шагом станет Марс? Но после длительных обсуждений специалисты NASA пришли к выводу, что без набора опыта в окололунном пространстве и на лунной поверхности движение дальше будет чересчур рискованным.

Поэтому все международное сообщество сегодня обсуждает программу Deep Space Gateway по созданию окололунной инфраструктуры, которая позволит людям получить опыт полета за пределы низкой околоземной орбиты и, может быть, станет той базой, откуда начнутся исследования лунной поверхности.

Инфраструктура Deep Space Gateway будет располагаться на высокоэллиптической окололунной орбите. Эта орбита не очень устойчива, но, если вспомнить баллистику, она очень удобна, чтобы «припарковываться» на ней и улетать с нее куда-то еще. Построив эти «ворота в глубокий космос», человечество не закроет себе ни одного из возможных маршрутов. Лететь ли дальше к астероидам, или к Луне, или все-таки к Марсу — конкретное решение, находясь на этой орбите, можно будет принять позже.

Кстати, если говорить о полете на поверхность Луны, то самым простым и дешевым способом достичь ее будет прямой полет на поверхность. Более консервативный и более безопасный вариант — полет на низкую окололунную орбиту. Чтобы высадиться на поверхность с этой орбиты потребуется меньше характеристической скорости, и на эту орбиту легче будет потом прилететь с поверхности Луны. Но низкая окололунная орбита потребует гораздо больше топлива для того, чтобы оставаться на ней. Поэтому специалисты продолжают оценивать все варианты.

Когда-то давно, еще до начала строительства МКС, NASA разрабатывало проект американской станции с международным участием, получившей название Freedom. Однако в 1993 году этот проект был закрыт, и в итоге международная станция была создана на других принципах. Сегодня работы по проекту Deep Space Gateway ведутся в рамках международных групп, сформировавшихся в процессе сотрудничества по Международной космической станции. Возможно, американская сторона хотела бы вернуться к концепции Freedom при разработке окололунной инфраструктуры, но позиция российской стороны заключается в том, что «Роскосмос» готов участвовать в международной кооперации на тех принципах, что и в случае с МКС.

Как готовиться к полетам

Как ни странно, возросший уровень технической оснащенности нынешних космонавтов, работающих на низкой околоземной орбите, привел к некоторой деградации их профессиональных навыков. Экипажи, привыкшие к наличию постоянной связи с Землей, утрачивают самостоятельность, способность работать и принимать решения в автономном режиме.

То, что в ЦУПе называют «радиоуправляемым режимом работы», расслабляет экипажи, лишает их возможности самостоятельно разрабатывать циклограммы, вплоть до того, что космонавт берет в руки инструмент и сообщает об этом на Землю: «Взял отвертку в правую руку. Что дальше?»

Автономные полеты на далекие расстояния, когда экипаж будет лишен возможности вернуться на Землю в течение нескольких часов, предъявляют к экипажам особенные требования, не только медико-биологические, но и психологические. Полет к Луне, на орбиту Луны, может занимать десять, пятнадцать, даже двадцать дней. Возможно, экипажам придется осваивать новые программы обучения, получать новые профессии, например медицинские.

Любопытна разница в подходах к подготовке экипажей в «Роскосмосе» и NASA. Американская сторона отправила на свой сегмент МКС дефибриллятор. Философия подготовки российских космонавтов предполагает, что при правильном отборе участников экспедиции сама ситуация, в которой дефибриллятор может понадобиться в космосе, просто не должна возникнуть.

Впрочем, по длительности пребывания в космосе полеты экипажей на МКС давно превысили время, которое потребуется для достижения Луны и возвращения обратно. В настоящее время перспектива освоения лунной поверхности упирается в вопрос, как эффективно защитить прибывших туда людей. Ученые разных стран работают над ответом на него.