Российский космос

Космонавтика имеет безграничное будущее, и ее перспективы беспредельны, как сама Вселенная С.П.Королев

Российская космическая отрасль по праву считается одной из ведущих в мире. На настоящий момент она безоговорочно лидирует в пилотируемой космонавтике и в запусках на орбиту, держит паритет с США в области космической навигации. Небольшое отставание от США и ЕКА имеется в радиационно-стойкой элементной базе, исследованиях дальнего космоса и технологиях дистанционного зондирования Земли.

Предыстория

Существенные успехи отечественной науки в иследовании космического пространства начались задолго до полета Гарарина. Из наиболее заметных достижений стоит отметить:

• 1761 г. — М. В. Ломоносов открыл атмосферу Венеры.
• 1897-1904 гг. — в серии научных работ создана теория движения тела переменной массы (И. В. Мещерский) и решены основополагающие задачи движения ракет (К. Э. Циолковский).

Период правления Хрущева

Период правления Хрущева можно назвать золотым веком отечественной космонавтики. Лидерство СССР в сфере освоения космоса ни у кого не вызывало сомнения. В 1957 году Советский Союз запустил первый в мире искусственный спутник земли, который был воспринят американским правительством как «уничтожающий удар по престижу Соединенных Штатов». Президент США Кеннеди выступа перед конгрессом заявил: «Я убежден, что наша страна должна взять на себя обязательство еще до истечения нынешнего десятилетия высадить человека на Луну с благополучным возвращением на Землю. Ни один другой космический проект в этот период не произведет на человечество более сильного впечатления...» Так было положено начало космической гонке, которой США выступали в роли догоняющего. Через месяц после запуска спутника Советским союзом было отправлено в космос первое живое существо – собака Лайка. А в 1960 году в космос были отправлены две собаки Белка и Стрелка, которые вернулись на землю невредимыми. Данные эксперименты были подготовкой к одному из самых грандиозных триумфов СССР – отправке первого человека в космос.

12 апреля 1961 года советский космонавт - Юрий Алексеевич Гагарин, совершил первый в мире полет в космос. Он пилотировал космический корабль «Восток», который стартовал с космодрома Байконур и совершил один виток вокруг Земли. Полет длился 1 час 48 минут. Гагарин стал самым известным человеком планеты, статьи о первом космонавте находились на первых страницах советских и мировых газет. В рамках зарубежных визитов он посетил около 30 стран мира, включая страны капиталистического лагеря. Полет Гагарина стал важнейшим доказательством превосходства СССР в области передовых технологий. Триумф Советского союза подхлестнул разработку лунного проекта в США. Далее последовали полеты пилотируемых кораблей «Восток 2, 3, 4, 5, 6». Проводилась отработка навыков нахождения человека в космосе, взаимодействия космонавтов и многое другое. Кроме того, в 1959 году Советским союзом была запущена автоматическая межпланетная станция «Луна-1», которая вышла на гелиоцентрическую орбиту.

Поздний СССР

На данном этапе лидерство СССР в космической гонке перестало быть бесспорным. С приближением развала Союза успехи отечественной космонавтики становились все скромнее. Тем не менее, Советский союз одержал еще множество побед в сфере освоения космоса. В 1964 году был совершен первый полет многоместного космического корабля «Восход-1». В 1965 году Алексей Леонов первым вышел в открытый космос. Впервые в мире к Луне были отправлены советские автоматические межпланетные станции, в том числе «Луноход». Однако, первым человеком, ступившим на поверхность Луны в 1969 году, стал американец Нил Армстронг. Советские космические аппараты первыми достигли Венеры и Марса, исследовали поверхность планет. В 1967 году в СССР проведена первая стыковка двух беспилотных космических аппаратов «Космос-186» и «Космос-188», а в 1969 первая стыковка пилотируемых кораблей «Союз-4» и «Союз-5». В 1971 году выведена на орбиту первая долговременная пилотируемая орбитальная станция «Салют-1». А в 1986 году запущена орбитальная станция «Мир», которая прослужила вплоть до 2001 года. В 1988 году орбитальный корабль-космоплан «Буран» совершил свой первый и единственный полёт. Однако он был лишь ответом на американский проект «Спейс шаттл». В связи с финансовыми трудностями проект «Буран» был закрыт.

Российская космонавтика в 1991…2000 гг

финансирование космоса в различных странах 1989—2000 г.

Резкое сокращение финансирования космонавтики, начавшееся еще при СССР достигло с началом 1990-х гг. настолько серьезных размеров[1], что, например, первый модуль российского сегмента МКС строился на американские деньги, а 2/3 расходов Роскосмоса практически вплоть до начала активной реализации программы ГЛОНАСС составляли расходы на пилотируемую космонавтику — то есть практически на поддержание станций «Мир» и МКС. В этих условиях в 1990-х гг. образовалось серьезное отставание в технологии производства негерметичных спутников, которое было в основном преодолено в 2000-х.

Российская космонавтика в 2000…2010 гг

финансирование гражданских космических программ в различных странах

Тяжелое финансовое положение космической отросли сохранялось и в начале 2000-х годов[2]. Например, по программе Фобос-Грунт начатой в 1998 по настоящему нормальное финансирование начало выделяться только в 2008 году[3]. Принятая в 2005 г. «Федеральная космическая программа России на 2006—2015 гг.»[4] отличалась полным отсутствием какой-либо амбициозности и декларировала лишь

создание и использование необходимой номенклатуры космических систем и комплексов с характеристиками, соответствующими мировому уровню развития космической техники

то есть речь шла только о том, чтобы не отстать. Такому положению вещей способствовала ситуация когда Роскосмос сам себе ставил цели и сам же за них отчитывался. Видимо, в то время его руководство не хотело брать на себя какие-либо повышенные обязательства.

Смена курса Роскосмоса в 2012 г

С назначением руководителем Роскосмоса В. А. Поповкина, началась работа над новыми программными документами, которые позволили бы России занять в перспективе безоговорочно лидирующие позиции в Космосе. Первым таким документом стала широко обсуждавшаяся в профессиональной среде (в том числе с публичными слушаниями в Сколково) «Cтратегия развития космической деятельности России до 2030 года и на дальнейшую перспективу»[5]. Цель стратегии звучит вполне достойно и определена как «Обеспечение мирового уровня российской космонавтики и закрепление лидирующей роли России в области космической деятельности.» В стратегии выделяются три важных рубежа:

• 2015 год — рубеж восстановления возможностей, достижимый при выполнение всех действующих космических программ
• 2020 год — рубеж закрепления возможностей, достижимый при закреплении России в группе ведущих космических держав по всем направлениям космической деятельности
• 2030 год — рубеж прорыва, достижимый с началом реализации масштабных программ по исследованию и освоению ближнего и дальнего космоса

Космическая деятельность России на 2013…2020 годы

Планы исследований до 2025 года

Крупные российские проекты (незавершённые)

В конце 2012 года была принята Государственная программа Российской Федерации «Космическая деятельность России на 2013—2020 годы»[6], соответствующая по духу ранее принятой Стратегии и предусматривающая резкую смену приоритетов развития отечественной космонавтики. Но при этом программа рассматривает только два этапа из стратегии:

• до 2015 — этап базируется на действующих космических программах
• до 2020 — этап базируется на перспективных космических программах.

В программе выделяются следующие приоритеты:

Первый приоритет – обеспечение гарантированного доступа России в космос, развитие и использование космической техники, технологий и услуг в интересах социально-экономической сферы, а также развитие ракетно-космической промышленности и выполнение международных обязательств. Второй приоритет – создание космических средств в интересах удовлетворения потребностей науки. Третий приоритет – осуществление пилотируемых полетов.

Отнесение пилотируемой космонавтики на третий план при этом разумно аргументируется окончанием строительства МКС и планированием крупных проектов в этой сфере на период после 2020 г.

Совместный проект по изучению Марса EXOMARS

Основной проблемой, на решение которой направлена государственная программа, является обеспечение соответствия достигнутого уровня и темпов развития отечественных космических систем (комплексов) научного и социально-экономического назначения, применения спутниковых технологий в других социально-экономических сферах страны опережающему росту потребностей в их использовании государственными структурами и населением. В настоящее время российская ракетно-космическая промышленность в целом занимает на рынке производства ракетно-космической техники достаточно устойчивую нишу, уступая только США и Европе. В 2011 году доля ракетно-космической промышленности России в общемировом производстве ракетно-космической техники составила 10,7%. Государственной программой предусматривается дальнейший рост доли ракетно-космической промышленности России в этом секторе мирового рынка до 14% в 2015 году и до 16% в 2020 году.

Финансирование программы на период 2013—2020 г. заявлено 2,1 трлн рублей

19 арреля 2013 года были утверждены основы государственной политики в области космической деятельности на период до 2030 года[7], где были изложены государственные интересы РФ в области космической деятельности. Выделяются на общем фоне следующие задачи:

• Продолжение эксплуатации, модернизация и дооснащение космодромов Байконур и Плесецк. К 2015 году на космодроме Плесецк развернётся комплекс ракет «Ангара» лёгкого и тяжелого класса, взамен ракет «Протон»[8]. Строительство космодрома Восточный, к 2020 году начнётся эксплуатация ракет «Союз-2» лёгкого и среднего классов;

• Развитие наземного комплекса управления космической орбитальной группировкой;

• Разработка кислородно-водородного разгонного блока для существующих и перспективных ракет-носителей;

• Развитие группировки ГЛОНАСС, добавление космических аппаратов с периодом активной эксплуатации не менее 7 лет, а к 2020 году не менее 10 лет;

• Создание и поддержка компаний — операторов космических услуг;

• Разработка системы обслуживания отдельных космических аппаратов на орбитах;

• Создание на базе унифицированной платформы дешевых малоразмерных космических аппаратов для решения отдельных актуальных задач исследования космических лучей и солнечно-земных связей;

• Возобновление комплексных исследований Луны с использованием автоматических космических аппаратов. К 2020 году проведение углубленных исследований Луны с окололунной орбиты и на ее поверхности автоматическими космическими аппаратами, в том числе с использованием луноходов и средств доставки образцов лунного грунта на Землю, выбор районов размещения автоматических лунных баз;

• Продолжение до 2020 года эксплуатации Международной космической станции;

• Участие в международных космических проектах по исследованию Луны, Марса и системы Юпитера.

Перспективы после 2020 года

После 2020 года можно ожидать реализации следующих космических программ:

• развитие применения водорода в отечественной космонавтике и создание верхних ступеней и разгонных блоков на водороде и кислороде
• освоение сжиженного природного газа как перспективного компонента ракетного топлива и создание ракет на этом топливе
• создание ракет повышенной по сравнению с тяжелым классом грузоподъемности (в промежутке между 23 тн на низкой околоземной орбите у «Протона» и 105 тн у «Энергии»)
• создание парка многоразовых космических буксиров, в том числе с мегаватной ядерной силовой установкой
• создание единого информационного поля, которое будет обеспечиваться спутниками с лазерными каналами передачи данных
• создание роботизированной научно-исследовательской базы на Луне
• создание обслуживаемых спутников и средств их обслуживания
• ввод в строй нового пилотируемого корабля
• доставка грунта с Марса
• организация относительно дешевого и безопасного космического туризма
• создание новой пилотируемой орбитальной станции, включающей отдельно летающие посещаемые модули

В зависимости от политической и экономической ситуации в это или более позднее время могут быть осуществлены:

• создание ракет сверхтяжелого класса (грузоподъемностью около 100 тн)
• высадка космонавтов на поверхность Луны и/или околоземных астероидов
• создание роботизированных баз для изучения Марса и Венеры
• организация серийного выпуска материалов особыми свойствами (сверхчистых и т.п.) на орбите
• создание систем защиты планеты от малых и больших астероидов (по всей видимости, эти системы будут разными)

Пилотируемые экспедиции на другие планеты в ближайшее время не ожидаются. Для Марса это связано с достаточно большой длительностью полета и недавно выявленной повышенной опасностью для организма галактического излучения, присутствующего в Дальнем космосе. Для Венеры технические проблемы, связанные с почти земной силой тяжести и по-настоящему эстремальным климатом на планете, тоже делают экспедицию слишком рискованной и дорогостоящей на ближайшие пару десятилетий. До остальных же планет лететь еще дольше, чем до Марса.

Отдаленные перспективы космонавтики

Даже в том случае, если физики в ближайшие 1000 лет не найдут ничего особо нового, принципиально достижимыми, хоть и невероятно сложными и дорогими по нынешним меркам, являются следующие проекты (в порядке сложности реализации):

• Системы телескопов с размерами порядка размеров внутренней части Солнечной системы
• Пилотируемые экспедиции на все планеты и спутники Солнечной системы, кроме Юпитера, Сатурна и Нептуна
• Производство компонентов ракетного топлива и, возможно, отдельных элементов космической техники на Луне и других небесных телах
• Автоматические межзвездные космические аппараты со скоростью до 0,01 скорости света (порядка 500 лет полета до ближайшей звезды)
• Земной космический лифт (на Луне и Марсе они тоже возможны, на Луне - хоть сейчас, но пока нет необходимости)
• Преобразование климата Венеры (которая принципиально может быть доведена до состояния близкого к земному) и, возможно, частично Марса (где, несмотря на куда лучшее исходное состояние, перспективы куда менее радужные из-за слишком низкой массы планеты).

Крупнейшие проекты отечественной космонавтики

Основная статья: Крупные российские проекты

Уже реализованы полностью или практически полностью:

• Международная космическая станция
• ГЛОНАСС
• Морской старт
• Космический радиотелескоп «Радиоастрон»
• Система низкоорбитальной спутниковой связи «Иридиум»
• «Союз» в Куру
• Орбитальная станция «Мир»

В процессе реализации находятся следующие проекты:

• Семейство модульных ракет-носителей «Ангара»
• Космодром Восточный
• Транспортная космическая система с ядерной силовой установкой
• Проект по исследованию Марса «ЭкзоМарс» (совместно с Европейским космическим агентством)
• Космический телескоп «Спектр-РГ» (диапазона рентгеновских и гамма-лучей)

ГЛОНАСС

Практически все развитые страны стараются иметь собственную навигационную систему.

ГЛОбальная НАвигационная Спутниковая Система(ГЛОНАСС) — советская и российская спутниковая система, которую начали разрабатывать в 1976 году. Официально принята в эксплуатацию в 1993 году. Всего с 82 по 98 год на орбиту было выведено 74 космических аппарата, по ценам 1997 года на развёртывание было потрачено 2,5 млрд долларов. Вследствие малого срока службы спутников к 2001 году осталось только 6 действующих космических аппаратов. В августе 2001 года была принята федеральная целевая программа «Глобальная навигационная система», согласно которой покрытие России должно быть обеспечено к 2008 году, а глобальное покрытие в 2010 году. Эта программа с небольшими поправками была реализована. 2 сентября 2010 года группировка составляла 26 спутников.

Кроме Российской ГЛОНАСС сейчас действует только одна глобальная навигационная система американская GPS. Для своего функционирования, как и российской ГЛОНАСС, ей требуется 24 работающих спутника.

Активно развёртывается несколько навигационных систем:

• Китайская система «Бэйдоу», уже насчитывает 16 спутников из примерно 30-35. Уже функционирует как региональная навигационная система, к 2020 году планируется стать глобальной.

• Европейская система «Галилео», спутники которой выводятся с помощью ракет «Союз-СТБ» с космодрома в Куру. Первые виды услуг должны быть предоставлены в 2014 году.

• Индийская IRNSS, из 7 спутников, будет обеспечивать покрытие только самой Индии и сопредельных территорий. Окончание завершения работ 2015 год.

Особняком стоят системы дифференциальной коррекции, которые представляют собой дополнения существующих глобальных навигационных спутниковых систем. Эти системы предназначены для обеспечения потребителей на определенных территориях информацией о необходимых поправках к данным существующих навигационных систем, что позволяет заметно увеличить точность позиционирования. Такие системы могут включать как наземные пункты измерения, так и ретрансляторы сигналов на спутниках (обычно на геостационарных и геосинхронных орбитах). Для ГЛОНАСС роль такой системы выполняет Российская система дифференциальной коррекции и мониторинга (СДКМ).

С начала нулевых годов любая российская активность в области глобальных навигационных систем воспринимается в штыки либеральной интернет-общественностью. Каждый неудачный запуск неизменно сопровождается ликованием креаклов, а появление любого устройства, принимающего сигнал ГЛОНАСС, подвергается резкой критике. В целом мы наблюдаем попытку воздействия на общественное мнение с целью воспрепятствовать проекту отечественной системы навигации. Рядовому обывателю активно навязывается идея неработоспособности ГЛОНАСС, ненужности, неконкурентоспособности на рынке, распилов и откатов которые сопровождают разработки. На самом деле это не так и создание ГЛОНАСС — не только вопрос престижа России.

Во-первых, собственная система геопозиционирования нужна армии. Российские системы наведения должны быть независимы от систем наименее вероятного союзника — США. Отключение или выход из строя GPS -предсказуемый сценарий, в случае военных действий. Наличие собственной системы геопозиционирования существенно повышает обороноспособность России. Использование ГЛОНАСС значительно удешевляет производство управляемых боеприпасов. Чип ГЛОНАСС или GPS стоит недорого, по сравнению с автономной системой наведения ракеты или бомбы. В условиях современной войны крайне выгодно, когда дорогостоящие системы наведения находятся за пределами досягаемости противника — в космосе.

Во-вторых, как мы видим на примере GPS, спутниковая навигация нашла широчайшее применение в гражданских отраслях и среди конечных потребителей. Поначалу точность позиционирования российской навигационной системы была объектом критики. Но сейчас, когда на орбиту выведены все основные спутники, точность ГЛОНАСС и GPS одинакова. Первые российские смартфоны с поддержкой ГЛОНАСС вызывали град вполне обоснованной критики из-за высокой цены и скромных технических характеристик. Скептики высказывали мнение, что для ГЛОНАСС путь на потребительский рынок закрыт. Тем не менее, сегодня российская спутниковая система используется российскими и ведущими мировыми брендами: Apple, BlackBerry, HP, HTC, Nokia, Samsung, Sharp, Sony Ericsson и другими. [9] Смартфоны перечисленных производителей поддерживают одновременно и GPS и ГЛОНАСС. Навигационный сигнал от отечественной и американской системы может использоваться как совместно, так и по отдельности. В целом ряде ситуаций это новое качество может стать критическим для пользователя. Для точного определения местоположения приемник должен получить сигнал минимум от 4 спутников одновременно, но в условиях плотной городской застройки часто возникают трудности. Использование двух систем позиционирования позволяет значительно улучшить качество навигации и ускорить процесс определения местоположения. Теперь большинство навигаторов по всему миру могут видеть в два за больше спутников. Поддержка ГЛОНАСС часто никак не отображается в интерфейсе мобильных устройств, чипсет автоматически выбирает наиболее подходящие спутники. Корпорация Apple добавила информацию о поддержке ГЛОНАСС уже после выхода iPhone 4S на рынок, не раскрыв никаких подробностей реализации. [10] Тихо, едва ли не втайне от мировой общественности, система ГЛОНАСС встала в один ряд с GPS на потребительском рынке. Теперь при помощи некоторых приложений можно увидеть, что на самом деле половина навигационных спутников в небе окрашены в российский триколор.

Ссылки

• Сайт Роскосмоса
• Официальный сайт ГЛОНАСС