http://93.174.130.82/news/shownews.aspx?id=26dc2b85-3893-4657-9d31-91f07a153368&print=1© 2024 Российская академия наук
Последние несколько лет в массовой культуре возродился интерес к космосу. Мы представляем в научно-фантастических фильмах, какой будет наша цивилизация, если полеты к другим планетам станут частыми. Осмысляем события, произошедшие с теми, кто в числе первых вышел на орбиту Земли. Воображаем в блокбастерах добрые и злые цивилизации, которые можем встретить на своем пути. Но как же обстоят дела с космическими программами в России сейчас? Как переплетаются фундаментальная и прикладная наука в исследовании космоса не в фильмах, а в реальности?
Об этом «Наука в Сибири» поговорила с заведующим отделом физики космической плазмы Института космических исследований РАН член-корреспондентом РАН Анатолием Алексеевичем Петруковичем.
Область научных интересов А.А. Петруковича: физика магнитосферы Земли, магнитные бури и суббури, воздействие солнечного ветра на магнитосферу, прогноз космической погоды. А.А.Петрукович в 1990—2000 гг. принимал участие в российских и международных космических проектах «Интербол», «Geotail», «Cluster». В настоящее время под его руководством проводятся и разрабатываются эксперименты на российских КА «Спектр-Р», «Резонанс», «Луна-Ресурс». Он является представителем РФ в координационной группе космических агентств по солнечно-земной физике (ILWS). Автор более 200 научных публикаций.
— Если говорить об исследованиях космоса как физического объекта, то существуют как фундаментальные, так и прикладные задачи. Взять, например, изучение околоземного космоса: радиационных поясов, потоков космических лучей, влияния солнечных вспышек — это новые знания о природных явлениях, но в то же время и понимание того, как все это влияет на объекты на планете.
— Можно ли сказать, что от исследований космоса, как и от многих других сфер, требуют в первую очередь реализации практических приложений?
— Фундаментальные задачи сейчас финансируются Российским научным фондом ничем не хуже, чем прикладные. Более того, требование РНФ — иметь публикации в научных журналах — подчеркивает как раз фундаментальный характер исследований. Часть из них можно делать, просто сидя за столом: брать данные наблюдений, анализировать их. Однако чтобы получить новые данные, нужно запускать спутники. Для финансирования таких работ в федеральную космическую программу включен специальный раздел фундаментальных исследований, в рамках которого запускают научные спутники.
— Научные — это отдельные спутники, которые запускаются под исследовательские задачи?
— Существуют разные классы космических экспериментов. Например, эксперименты на Международной космической станции — мы должны сделать прибор и отдать его космонавтам. Это может быть устройство для наблюдения Земли, которое необходимо прикрепить снаружи станции, микроспутник, медицинский эксперимент с участием людей, необходимость что-то вырастить: кристалл или биологический объект. Есть попутные исследования на спутниках: мы ставим приборы на аппараты, у которых основная задача другая. Например, есть интересная серия работ по космическим лучам, приборы для которой устанавливаются на спутнике «Ресурс» (основная его задача — делать снимки Земли). Кроме того, существует еще крупномасштабный научный эксперимент, под который производится отдельный запуск: мы говорим — нам нужен аппарат с вот такими характеристиками, и наша промышленность производит его специально для этих целей.
— Как часто запускаются научные спутники?
— Хотелось бы, чтобы их запускали чаще. В стратегии космической деятельности России до 2030 года написано о трех научных запусках в год, но если посчитать фактически реализованные программы, то их меньше. В 2011 году успешно запустили «Спектр-Р» — радиотелескоп. Кстати, на нем есть несколько приборов нашего института для измерения солнечного ветра. Потом был «Фобос-Грунт», понятно, куда он улетел. В том же году стартовал малый космический аппарат «МКА-1» для наблюдений Земли в радиодиапазоне. К сожалению, он отлетал меньше гарантийного срока. В 2014 году в космос отправился малый спутник «Рэлек» для исследования радиационных поясов и космических излучений, но и он функционировал всего 4 месяца. В 2016 году был первый запуск с космодрома «Восточный» — спутник Московского государственного университета, который назвали «Ломоносов». Также в 2016 году улетела связка космических аппаратов «ЭкзоМарс-2016», но в этом проекте собственно спутник был сделан Европейским космическим агентством, российскими были только два прибора и ракета-носитель. Что нас ждет в будущем? В 2018 году ожидается запуск «Спектр-РГ», рентгеновского телескопа. На 2019 год намечена посадка на Луну. Получается, что с 2011 по 2019 годы у нас 2—3 запуска работающих проектов, и еще 2—3 не очень удачных. К сожалению, сдвиг проекта на 15—20 лет от задумки до реализации — это специфика российской космической программы.
— А если говорить об изучении более далекого космического пространства. Сейчас в тренде Марс, как получается, что такой высокий уровень интереса к одной единственной планете?
— Наука — это исследование чего-то нового, и если вы в тренде — значит вы уже, как минимум, второй,. Фундаментальные космические исследования, изучение Луны и Марса — это космический фасад нации, позиционирование страны как технологического лидера, лидера науки. Все знают про НАСА, потому что оно высадило астронавтов на Луну, построило «Хаббл» и слетало на Марс, и его марсоход работает там сейчас. Но почему Марс? Я думаю, это наиболее «понятная» человеку планета. Вот Луна —«застывший» объект, геологическая история которого закончилась миллиарды лет назад, на поверхности ничего не происходит: лишь иногда что-то падает и образует кратер. Венера довольно далеко, и там очень горячо: более получаса на поверхности продержаться не удавалось. Марс в этом смысле интереснее: там присутствует какая-никакая атмосфера, и температурный режим не такой «безумный», как на Луне или Венере, а еще есть пыльные бури, остатки рек, полярные шапки… Даже существует предположение: в прошлом на Марсе могла быть жизнь. Сейчас говорят, что это единственное потенциально запасное место для жизни человека в Солнечной системе. Фантасты представляют Марс так: вышел, походил по песочку…
— Вырастил картошку…
— Посадил там что-то, да. Конечно, нужен скафандр. Но Луна, хотя она рядом, это +150̊ С днем, -150̊ С без Солнца. На Марсе есть отрицательные температуры, но не столь жестокие.
— К вопросу о картошке…
— Ее, конечно, не высадишь, но что-то такое можно обсуждать.
— Когда мы сможем отправить человека на Марс? Проводить там эксперименты, как сейчас на МКС? Или добывать что-то полезное?
— Всё зависит от состояния цивилизации. Сейчас, конечно, кажется, что Марс далеко, и непонятно, что с ним делать: ничего там не продашь и не купишь… Поэтому вопросы практического освоения в ближайшей повестке дня не стоят. Но не все сводится к банальной коммерциализации: есть задачи технологического развития. Сейчас в меньшей степени, но в 1960—80-е годы космонавтика была технологическим драйвером: чтобы обеспечить атомные и космические проекты, создавались целые отрасли промышленности. Так, первые ЭВМ в значительной степени появились потому, что надо было рассчитывать ракеты и ядерный реактор. Советско-российская физика, которой мы так гордимся, появилась не потому, что кому-то были интересны бозоны Хиггса, а потому, что огромное количество ресурсов, вложенных в прикладные задачи, помогли развить и фундаментальную науку, воспитать кадры, создать экспериментальную базу. В наши дни таких разработок меньше: у нас огромное количество высокотехнологических приложений и на Земле, но космос остается технологическим драйвером во всем мире. С другой стороны, лететь на Марс дорого. Но, опять же, я всегда привожу такой пример: когда человек появился, то жил в саванне: там тепло, сухо, много животных. Потом он освоил огонь и земледелие, ушел в те места, где можно было что-то выращивать — с точки зрения человека, оставшегося в саванне, это нежилая территория.
— Например, Сибирь.
— Да, сначала в Сибири было минимальное количество местных племен, которые охотились и собирали морошку: больше практически ничего делать было нельзя. Тот же Петербург: 300 лет назад это было болото, а сейчас — пять миллионов жителей. Человек постепенно осваивает новые территории: если есть энергия, есть, что продавать-покупать. Конечно, сейчас у полета на Марс практического выхода — никакого. Если было бы не так дорого, многие бы передумали и не задавали подобные вопросы, а стали, например, развивать космический туризм, потому что это интересно. Есть, однако, точка зрения, что полет человека на Марс — за гранью современных технологических возможностей: лететь долго, проблемы с радиацией, надежностью. В качестве возможных сроков полета называются 2030—2040 годы. Кроме того, у нас сейчас нет ракет, которые позволили бы отправить на Марсе несколько сотен тонн груза, необходимых для этой миссии.
— В обозримом будущем получится значительно удешевить запуск ракет?
— Хотелось бы. Нужно понимать: чем дальше лететь, тем больше веса нужно на Земле. Вот мы вернули с Луны несколько сотен граммов грунта, обратно на Землю прилетел 30-килограммовый «шарик». Чтобы это произошло, был запущен «Протон», выводящий 20 тонн на околоземную орбиту. Чем больший вес мы хотим посадить на какую-то планету, тем больше надо запускать, причем эта зависимость экспоненциальная, и с ней, конечно, очень сложно бороться.
— Из чего складывается стоимость запуска?
— Прежде всего, нужно условно пересчитать количество килограммов на Луне или Марсе на количество килограммов на Земле. Сейчас максимальный груз, который мы можем вывести на околоземную орбиту — порядка 20 тонн. Чтобы отправить человека на Луну, надо 100 тонн, с таким грузом могли работать советская «Энергия» и американский «Сатурн», но теперь подобных ракет нет. «Протон», который летает сейчас, стоит 50—100 миллионов долларов, большая «сверхтяжелая» ракета — ближе к миллиарду. В результате один килограмм в космосе стоит несколько тысяч долларов. В случае с дальними перелетами нужно также сделать космический корабль, который долетит до Марса и затем вернется обратно. Чем знаменит Илон Маск? Он сократил цену выхода в космос в разы. Американские ракеты очень дорогие, а он сделал их умеренно дешевыми — по крайней мере, немного дешевле в сравнении с «Протоном». Он в значительной степени упростил бизнес-процессы, сделал проще саму конструкцию, плюс бесплатно получил технологические знания от НАСА и уже подготовленных инженеров из других компаний. Получилось что, да, можно оптимизировать изготовление, но всё равно в разы ракету удешевить не удастся, хотя хотелось бы думать, что можно.
— Какие еще задачи можно будет решать, если стоимость запуска станет дешевле?
— Сверхтяжелая ракета — это, прежде всего, запуск более габаритных объектов. На Луну чаще летать станем: ставить телескопы, проводить исследования, искать какие-то остатки кометного вещества. В прикладных целях, например, организация радиозондирование Земли с помощью больших антенн, сделать так, чтобы спутниковая связь стала доступна с обычного мобильного телефона. Дальше фантазия не ограничена. Иными словами, будет ракета — задачи найдутся.
— Возможно ли, что в России появится свой Илон Маск?
— У нас пока не тот стиль предпринимательства, к сожалению. В США культура предпринимательства всё же выше, да и технологическая среда более насыщена. Если у нас на что-то нужно делать спецзаказ, то в США можно просто купить, и специалист найдется довольно быстро. В России серьезная бюрократическая нагрузка: много проверяющих инстанций, запретов на законодательном и нормативном уровне. Сейчас в России появилось несколько небольших частных космических компаний, но они запустили лишь несколько маленьких (порядка 20—50 килограммов) спутников.
— Освоение космоса — это, на ваш взгляд, задача государства или то, что можно отдать бизнесу, или здесь нужно сочетание?
— Илон Маск, скорее, частный управляющий: ему этот бизнес отдан в концессию. Он работает с госзаказами, получил огромные вложения от государства — технологии, людей, финансирование. Если посмотреть, сколько его проектов реализовано удачно, а сколько — нет, там соотношение пятьдесят на пятьдесят.
— Маск хорошо продвигает проекты в СМИ. Как вы считаете, надо ли рассказывать людям посредством СМИ или напрямую о космосе или проектах?
— Конечно, надо! Например, в 1990-е годы, когда я только начинал работать, научно-популярных передач на телевидении было крайне мало, а за последние 5 лет каждый уважающий себя канал запустил одну—две. Появилось большое количество интернет-проектов, журналов, развиваются различные проекты в музеях. Как-то я читал лекции в «Экспериментариуме» — новом «контактном» музее, где много интерактивных экспонатов, с которыми нужно взаимодействовать — приходит огромное количество людей приходит! Интерес есть, и его надо поддерживать!+
Наука в Сибири, Юлия Позднякова, Алена Литвиненко