Александр Захаров: «Очевидно, первыми целями экспансии будут Луна и Марс». Непилотируемой космонавтике 60 лет

Интервью журналу «Международная жизнь» Ученого секретаря Института космических исследований РАН (ИКИ РАН) Александра Валентиновича Захарова.

В этом году исполнилось 60 лет со дня запуска Первого Спутника Земли. Это событие стало одним из самых значительных в развитии Человечества за всю его историю. На научной конференции в Институте космических исследований Российской академии наук, состоявшейся в день этого юбилея, были представлены доклады учёных ведущих космических держав, посвящённых основным результатам научных космических исследований.

Сегодня ИКИ РАН – это головной институт по исследованию космического пространства в интересах фундаментальных наук. О том, какие экспериментальные научные работы по различным направлениям космической физики проводит Институт космических исследований, журналу «Международная жизнь» рассказал Ученый секретарь ИКИ Александр Валентинович Захаров.  

«Международная жизнь»: История пилотируемой космонавтики известна практически каждому человеку не только в нашей стране, но и в мире. Она если можно так сказать, персонифицирована. Герои же непилотируемой космонавтики всегда «за кадром», и так 60 лет. Можете ли Вы выделить тот прорывной момент, с которого началась эра непилотируемой космонавтики? 

А.В.Захаров: Да, действительно, запуск искусственного спутника Земли стал одним из наиболее значительных событий в развитии всего Человечества. В течение всей многовековой истории Человек обитал только на Земле. Запуск Спутника изменил очень многое. Прежде всего - взгляд человечества на своё существование, открыл мечту, возможность узнать, что вне Земли. Всё, что вне Земли, мы видели только через атмосферу. Атмосфера из всего спектра, принимаемого с внешнего мира излучения, открывала два узких окна – это видимый свет – всё, что мы имеем возможность видеть. И ещё одно спектральное окно есть в радиодиапазоне. Всё остальное излучение от бесконечного множества астрономических объектов было недосягаемо человеку. После запуска Спутника, с началом космической эры появилась возможность вывести научные инструменты, оптические телескопы за пределы атмосферы, доставить космические аппараты на другие тела Солнечной системы и даже направить их за её пределы. Все это позволило кардинальным образом изменить наши представления о Солнечной системе, Вселенной да и о Земле, на которой мы живём. Это один очень важный шаг.

Второй важный шаг – это то, что запуском Спутника, который весил-то всего чуть больше 80 килограмм, и благодаря дальнейшему развитию технологий, был выведен человек за пределы Земли, за пределы земного тяготения. Полётом Ю.А. Гагарина по сути дела открылась дорога к освоению Человеком Солнечной системы. Пока освоено околоземное пространство, пилотируемая орбитальная станция, где живут и работают люди - это уже обычная и привычная нам реальность сегодняшнего дня. Но это только начало, это даёт нам, вслед за Константином Эдуардовичем Циолковским, возможность мечтать о дальнейших полётах за пределы земной орбиты. Человеку свойственна экспансия. Очевидно, первыми целями экспансии будут Луна и Марс, тела, наиболее близкие к Земле. Американцы в 70-х годах сделали выдающийся шаг – астронавты летали к Луне и ходили по её поверхности. Сейчас стоит задача не просто походить по Луне, но и осваивать этот естественный спутник Земли. А дальше - цель Марс, его спутники, и может быть некоторые астероиды.

«Заглянув за краешек Земли…»

«Международная жизнь»: А в чём главная мотивировка этих целей?

А.В.Захаров: Земля обладает ограниченными ресурсами. Рано или поздно человечеству придётся искать дополнительные резервы для своего существования. Ближайшие к Земле тела - Луна, Марс и астероиды обладают ресурсами. Сейчас мы находимся на этапе, который связан именно с изучением этих тел, выяснением каковы их ресурсы, как их осваивать.

«Международная жизнь»: Это значит, что и на Марсе, и на Луне есть кислород, а значит и вода?

А.В.Захаров: И на Марсе, и на Луне, да и на многих астероидах есть вода - это уже доказано. Сейчас идут интенсивные исследования того, что там есть, какие минералы, металлы, редкие элементы, в каких количествах, насколько целесообразно это использовать и каким образом? Ещё один интригующий вопрос, связанный с присутствием воды, это проблема внеземной жизни. Присутствие воды - необходимое условие для жизни, хотя и не достаточное.

Третье очень важное значение запуска Спутника связано с международными отношениями. В то время, в середине 50-х годов прошлого века уже началась «холодная война», была очень сложная международная обстановка. Неизвестно, чем бы закончилось это противостояние и конфронтация, если бы не запуск первого Спутника, который был запущен ракетой, изначально созданной для военных целей. Произошла некая конвертация военных технологий для сугубо мирных, научных целей. И создаётся впечатление, что после запуска Спутника, конфронтация двух великих держав переросла в научно-техническую гонку, соперничество – кто первый? В самом начале этого процесса наша страна лидировала в космических исследованиях. И запуск первого искусственного спутника Земли, и первые полёты советских автоматических станций на Луну, на Венеру, полёт Ю.А. Гагарина, выход человека в Космос, первая женщина в космосе - все это сделали первыми в Советском Союзе. А потом американцы осуществили выдающуюся программу «Ароllо» - впервые человек побывал на Луне. Все эти пионерские исследования, выполненные нашей страной и США, открыли возможность другим странам в Европе, Китаю, Японии, Индии, вошедшим в «космический клуб», присоединиться к этому необъявленному соревнованию, но теперь уже готовить космические проекты и проводить научные исследования, как правило, в условиях сотрудничества.

В 70е - 80е годы Советский Союз и США выполнили выдающиеся исследования в космосе. Получился качественный переход от конфронтации к «гонке» и соперничеству, а затем и к соревнованию и сотрудничеству. Другое дело, что когда закончилась «холодная война», когда рухнул Советский Союз, у нас в стране значительно ослабла эта активность по многим причинам - финансовым, организационным, многие специалисты сменили характер своей деятельности или уехали. Тем не менее, международное сотрудничество сохранилось. Вот и сейчас у нас в ИКИ на научной сессии, посвящённой юбилею запуска Спутника, можно увидеть и американцев, и европейцев, и китайцев. Сотрудничество сохраняется, все страны заинтересованы в научных контактах.    

«Международная жизнь»: Раз мы были первыми по стольким показателям, то базовые знания, наработки отечественных учёных в области непилотируемой космонавтики стали основополагающими для тех стран, которые развивают свои космические программы?

А.В.Захаров: Да, все признают, что Россия была первой и остаётся одной из  основных стран в исследовании космического пространства. И представители NАSA, европейского космического агентства, китайского космического агентства, а сегодня даже учёные из Ирана, они все здесь, в ИКИ РАН, и делали свои доклады на нашем симпозиуме, посвящённом 60-летию запуска первого искусственного Спутника. 

«Международная жизнь»: Всё, что Вы рассказываете об экспедициях на  Луну, Марс, Венеру, - это столь же наукоемкие работы, сколь и дорогостоящие. А нам-то пытаются внушить, что мы «сырьевая экономика» и вообще «никакая не держава». 

А.В.Захаров: Да, все направления космической деятельности связаны с высокими технологиями. Для каждой автоматической робото-технической экспедиции разрабатывается специальная программа исследований, строится космический аппарат, создаётся научная аппаратура,. Например, в 70-х годах прошлого века в нашей стране были выполнены блестящие автоматические экспедиции на Луну: робот садился на поверхность Луны, забирал образцы грунта, закладывал их в возвращаемую капсулу, установленную на возвращаемом аппарате, этот аппарат стартовал с поверхности Луны, летел к Земле, и здесь доставленные образцы исследовали в лабораториях. С одной стороны, всё это создавалось для исследования планет или малых тел (спутников Марса, астероидов). Но технологическое развитие для космических исследований имеет огромный вклад для земных технологий, для всего, что развивается здесь, на Земле. Это высокотехнологическая и экономически ёмкая деятельность. Только очень развитые страны имеют возможность заниматься такими исследованиями.

«Международная жизнь»: В непилотируемой космонавтике были совместные проекты?

А.В.Захаров: Конечно, непилотируемая космонавтика - это арена очень тесного международного сотрудничества. Например, очень давно в 70-х годах XX в. в разгар «холодной войны» был выполнен совместный проект «Аполлон-Союз» – это сотрудничество с американцами на орбитальной станции. Стыковались два орбитальных аппарата – американский и российский. Это очень яркий пример сотрудничества на ранних этапах, в 1975 году. На самом деле – это была демонстрация сотрудничества всему миру, когда две конкурирующие и конфликтующие страны способны успешно сотрудничать и даже выполнять совместный проект. Это было важно во всех отношениях – и как пример взаимовыгодного технологического сотрудничества и как демонстрация того, что в политически сложных условиях страны могут плодотворно взаимодействовать. В то время и американские и наши пилотируемые аппараты летали вокруг Земли, и важно было создать взаимо-совместимую систему, способную взаимодействовать в космосе. Ведь человек на орбите Земли совершенно незащищён. И это взаимодействие было продемонстрировано очень успешно.

«Международная жизнь»: Как скоро это стало международной практикой?

А.В.Захаров: Научные исследования чаще всего выполняются в международном сотрудничестве. В Советском Союзе в 70-80-х годах была программа «Интеркосмос». Наша страна предоставляла возможность всем социалистическим странам участвовать в совместных космических исследованиях. Кроме того, Франция и Китай участвовали в научных исследованиях на наших орбитальных спутниках. В 1985-1986 годах был выполнен, пожалуй, самый успешный наш проект, который назывался "ВЕГА" (Венера - Галлей). Это проект был созданн в нашей стране для исследования планеты Венера и кометы Галлея. Это был один из первых наших космических проектов, в котором активно участвовали учёные из европейских стран и США. В Советском Союзе был запущен аппарат, который полетел сначала к Венере, сбросил посадочный аппарат на поверхность Венеры и два аэростатных зонда в её атмосферу. Затем этот аппарат направился навстречу комете Галлея. Одновременно к этой комете был направлен европейский аппарат «Джотто». Вначале к комете подлетел наш аппарат, сфотографировал комету с близкого расстояния, выполнил исследования, уточнил параметры её орбиты.

Эти данные были переданы европейцам, благодаря чему, появилась техническая возможность уточнить траекторию движения европейского аппарата «Джотто» и он смог ближе пролететь около кометы Галлея и получить более четкие фотографии и очень важные научные данные. С тех пор всё время, международное сотрудничество в космических исследованиях только развивается, иностранные научные приборы устанавливаются на российских космических аппаратах и научные приборы, созданные в Институте космических исследований и других наших институтах выполняют исследования на американских и европейских космических аппаратах. Это взаимовыгодно, у науки нет границ.

«Международная жизнь»: А как же аппарат полетел к комете Галлея, у нее же «бешеные» скорости?

А.В.Захаров: Дело в том, что и «ВЕГА» и «Джотто» - это исследовательские зонды просто пролетели мимо кометы, пересекали её орбиту. Это были первые исследования кометы. Они могли изучить только очень общие характеристики кометы. Выполненный совсем недавно проект европейского космического аппарата «Розетта» по исследованию кометы Чурюмова-Герасименко, не просто пролетел, а подстроился к комете, вышел на ту же самую орбиту, что и комета. При этом, отделяемый от основного аппарата зонд «Филы» совершил посадку на поверхность ядра кометы. Там были свои сложности при выполнении этого проекта, но, тем не менее, это была программа, направленная на более глубокие исследования кометы. Тем не менее, уровень космических исследований был достаточно высок уже в 80-х годах прошлого века при выполнении проектов «ВЕГА» и «Джотто».

«Международная жизнь»: А как же в 90-е годы удалось сохранить всё это?

А.В.Захаров: Действительно в 90-х годах у нас был большой провал, многие программы были «заморожены». В конце 2000-х понемногу всё стало возрождаться. Недавно была принята новая Федеральная космическая программа 2016 - 2025 гг.. Выполнение этой программы должно вернуть нашу страну на передовые позиции в космической области. Но трудности, конечно, ещё остались и сейчас, в основном как следствие - потери темпа в 90-х.

«Международная жизнь»: Но эксперименты продолжаются, космические аппараты работают вне Земли? 

А.В.Захаров: То, что сейчас работает и летает, - это «Радиастрон». Это очень крупный проект, который разрабатывался лет тридцать. Вообще такие проекты нужно готовить пять-шесть, ну, десять лет. А вот из-за всех экономических «волн», которые сотрясали нашу страну, этот проект готовился десятилетия и в 2011 году был запущен. Это проект исследования Вселенной в радиодиапазоне с параболической антенной диаметром 10 метров, которая раскрылась как зонтик, когда аппарат вышел на орбиту. Основная специфика этого проекта в том, что антенна, установленная на космическом аппарате, является одним из элементов глобального радиоинтерферометра.  (Радиоинтерферометр – это  инструмент для радиоастрономических наблюдений с высоким угловым разрешением, который состоит, как минимум, из двух антенн, разнесённых на расстоянии).

Другая антенна этого радиоинтерферометра расположена на Земле. Апогей орбиты «Радиоастрона» порядка 380 тыс. км, близок к орбите Луны. В результате синхронной работы двух антенн, расположенных на таком расстоянии, можно добиться рекордного углового разрешения далёких астрономических объектов. Представляете, радиотелескоп с антенной, которая значительно превышает размеры Земли!

«Международная жизнь»:   Земли?

А.В.Захаров: Да, в этом основная уникальность эксперимента - рассмотреть детально удалённые астрономические объекты.

«Международная жизнь»: А на что направлены задачи этого аппарата?

А.В.Захаров: Этот аппарат направлен на изучение астрономических объектов в Галактике и даже вне нашей Галактики в радиодиапазоне. Так как один инструмент находится на Земле, то помните, мы говорили о двух окнах прозрачности в спектре пропускания атмосферы в начале нашей беседы? Так вот - один инструмент на Земле, а другой в космосе, на орбите вокруг Земли. Эти исследования проходят именно в том диапазоне, который позволяет наблюдать и выполнять исследования не только в космосе, на орбите вокруг Земли, вне её атмосферы Земли, но и с поверхности Земли. Кстати, в этом проекте участвуют крупные наземные телескопы многих стран мира в северном и южном полушариях.

Ещё один аппарат, который сейчас работает на орбите Земли – это «Ломоносов», научный проект, который был подготовлен сотрудниками МГУ им. М.В.Ломоносова. Он направлен, в основном, на исследования космических лучей. Сейчас в ИКИ готовится большая программа для исследования Луны. Планируются два посадочных аппарата на поверхность Луны и один орбитальный аппарат - спутник Луны. Готовится проект по исследованию Марса - это наша совместная программа с Европой (Европейским космическим агентством). Этот проект называется «ЕкзоМарс». Уже один аппарат, подготовленный по этой совместной программе, летает вокруг Марса. Он был запущен российской ракетой в 2016 году. Другой аппарат этой программы сейчас готовится к запуску. Это будет опять российская ракета, посадочная станция, изготовленная на предприятиях российской космической промышленности, и европейский марсоход (ровер), который съедет с посадочной станции и будет двигаться по поверхности Марса, исследуя характеристики его грунта. В более отдалённых планах - возвращение к исследованиям Венеры на новом технологическом уровне по сравнению с нашей очень успешной программой исследований этой планеты, выполненной в 80х и 90х годах прошлого века. Кстати, в планируемой нами программе исследований Венеры заинтересованы учёные и специалисты НАСА.

«Международная жизнь»: А сколько за всю историю непилотируемой космонавтики было создано и опробовано отечественных непилотируемых аппаратов?

А.В.Захаров: Не знаю, наверное, больше сотни.

«Международная жизнь»: А луноходов?

А.В.Захаров: Луноходов всего два.

«Международная жизнь»: Повторение программы по луноходам будет?

А.В.Захаров: Будет! Но, я бы не сказал, что это повторение. Каждая новая экспедиция нацелена на свои задачи. Те два лунохода, которые работали в 70х годах, исследовали Луну в её экваториальной области. Сейчас планируется проект такого лунохода, который будет двигаться в полярных областях Луны, там, где была обнаружена вода, точнее водяной лёд. Эти исследования выполнялись американским орбитальным аппаратом Луны с помощью научной аппаратуры, созданной в нашем институте, с орбиты Луны. При усреднении по достаточно большой площади льда с грунта Луны не много, порядка 4-5 процентов. В отдельных местах Луны, особенно в ее полярных областях, процент количества льда может быть значительно выше. Луноход должен определить, как распределяется концентрация воды по разным участкам поверхности. В затемнённых участках поверхности Луны, куда не попадает солнечный свет, очень низкая температура, эта вода в виде водяного льда сохраняется там и не улетучивается. А в экваториальных областях, где поверхность освещена солнцем, там вода испаряется.

«Международная жизнь»: А кто из отечественных учёных занимается непилотируемой космонавтикой?

А.В.Захаров: Научными исследованиями космоса занимаются несколько научных коллективов, наш институт - ИКИ РАН, Физический институт РАН, Институт астрономии РАН и много других институтов Российской академии наук. Среди известных учёных в этом направлении науки можно назвать  академика Льва Зелёного, академика Рашида Сюняева, академика Николая Кардашёва, академика Михаила Марова и много других известных учёных. Конечно, эти исследования были бы невозможны без участия космической промышленности и головной организации, которая создает в нашей стране космические аппараты для научных исследований - это Научно-производственное объединение им. С.А. Лавочкина. 

«Международная жизнь»: А изучение космических лучей связано с пилотируемой космонавтикой?

А.В.Захаров: Пилотируемая космонавтика – это особый род деятельности. Она нацелена прежде всего на исследования человека в экстремальных условиях. Выполнять научные исследования плазмы, звёзд, планет, космонавту сложно. Много времени занимает его жизнеобеспечение. Сама пилотируемая станция не предназначена для таких исследований. Пилотируемые объекты такие огромные, что исследовать космическую плазму очень сложно. Сам аппарат очень сильно меняет свойство окружаемой плазмы, поэтому изучение её с использованием таких крупных аппаратов нецелесообразно, данные будут некорректны. Достижения пилотируемой космонавтики – это, прежде всего, изучение потенциальных возможностей человека в космосе. Может ли человек полететь на Марс? Это одна из больших проблем, учитывая радиацию в космосе, да и лететь на Марс довольно долго, путь займёт несколько месяцев, а солнечная активность опасна для человека. И пока эти проблемы не будут решены, думаю, рисковать людьми не будут. На этой стадии и необходима непилотируемая космонавтика. Сейчас решаются проблемы, как защитить человека от тех агрессивных условий космоса, с которыми может встретиться человек при длительных межпланетных перелётах и пребывания на других планетах.

«Международная жизнь»: Непилотируемая космонавтика после своего возрождения имеет долгосрочные перспективы?

А.В.Захаров: Безусловно, но у тех, кто с нею связан, есть параллельно некое внутреннее противоречие. Пилотируемая космонавтика очень финансовоёмка и её развитие сейчас, видимо, нацелено на перспективные межпланетные полёты человека в будущем. Автоматические исследования чрезвычайно наукоёмкие, они дают очень большую научную отдачу сейчас. Важно найти баланс в развитии этих двух основных направлений космических исследований. Думаю, что все крупные космические агентства мира пытаются развивать оба эти направления параллельно. Рано или поздно человек полетит на Марс. Но для этого необходимо постоянно развивать и готовить этот исторический полёт. И на этом этапе автоматические робототехнические исследования необходимы. Об этом можно ещё долго и много говорить. В завершение хочется отметить, космические исследования - чрезвычайно плодотворный метод науки. Весь космос - эта гигантская лаборатория с экстремальными, не доступными на Земле условиями. Нет сомнения, что либо в Солнечной системе, либо на планетах других звёзд существует жизнь. Поиск её одна их интригующих целей космических исследований. Во многом, задачи космических исследований связаны с обеспечением безопасности Земли. Решение всех этих задач возможно только благодаря международному сотрудничеству. Прошедшие 60 лет космических исследований показали, что такое сотрудничество необходимо и возможно.

«Международная жизнь»: Спасибо Вам, Александр Валентинович! 

Беседу провела Елена Студнева, обозреватель журнала «Международная жизнь».

Читайте другие материалы журнала «Международная жизнь» на нашем канале Яндекс.Дзен.

Подписывайтесь на наш Telegram – канал: https://t.me/interaffairs