Изданию Pro Космос удалось пообщаться со Львом Матвеевичем Зелёным — известным учёным, бывшим директором Института космических исследований РАН (2002—2017 гг.), ныне занимающим должность научного руководителя ИКИ РАН. Интервью коснулось как прошлых достижений института, нынешних программ, так и планируемых к запуску научных космических аппаратов.

«Спектр-Р», «Спектр-РГ», «Спектр-УФ», «Спектр-М», «Луна-25», «Венера-Д», «Венера-В» — знакомые названия? Мы смогли пролить немного света на то, как сейчас выглядит российская автоматическая научная космонавтика.

Идея интервью

Однажды нашему автору Роману Белоусову случайно попала в руки книга «Центр советской космической науки», которую издал ИКИ в 1991 году. Книга подводила итоги института за почти 30 лет существования, давала обобщённую сводку по всем проектам, космическим аппаратам и исследованиям. Красивые иллюстрации, рисунки космических аппаратов и инфографика до сих пор смотрятся очень интересно и информативно.

Самое интересное в этой книге — взгляд в будущее, с описанием и иллюстрациями планируемых научных космических аппаратов. Многие из них вы знаете — они либо полетели, либо готовятся к запуску. Некоторые проекты были свёрнуты. Некоторые объединены. А некоторые настолько видоизменились, что стали совсем не похожи на первоначальный замысел.

Потому, это интервью — это возможность взглянуть на космическую науку со стороны одного из самых видных учёных современности, который участвовал и наблюдал за развитием нашей научной автоматической космонавтики.

— Лев Матвеевич, как вы уже поняли, я горячо хочу обсудить с вами именно книгу «Центр советской космической науки» 1991 года. Она вышла в переломный момент, когда достижений у ИКИ было уже много, самое время бы начать развивать их во всех аспектах космических исследований, но тут, к сожалению, Союз развалился.

— На самом деле, развал Союза не так сильно ударил по нам в то время. Сложности начались значительно позже, уже в 2000-е гг. А в 1990-е гг. у нас после завершения советской программы «Интеркосмос» успешно отлетали аппараты по проекту «Интербол».

СПРАВКА

Проект «Интербол» — международный научный проект, направленный на изучение солнечно-земных связей. Проект «Интербол» состоял из двух спутников: «Интербол-1» (Хвостовой Зонд) и «Интербол-2» (Авроральный Зонд) и двух субспутников «Магион-4 и -5». Головной научной организацией по данному проекту был Институт космических исследований РАН. Субспутники были созданы Институтом физики атмосферы Республики Чехия. Орбита спутника «Интербол-1» имела апогей 200 000 км, перигей 500 км и наклонение 63o. Такие параметры орбиты оптимальны для исследований солнечного ветра, хвоста магнитосферы Земли и пограничного слоя магнитосферы. Орбита спутника «Интербол-2» имела апогей 20 000 км и такое же наклонение, как и орбита спутника «Интербол-1», позволяя исследовать внутреннюю магнитосферу и авроральную зону. Спутник «Интербол-1» был запущен 3 августа 1995г. и вошел в атмосферу в октябре 2000г., будучи в рабочем состоянии. Спутник «Интербол-2» был запущен 29 августа 1996г. и проработал на орбите 2,5 года. Субспутники отделились от спутников «Интербол» спустя короткое время после запуска и следовали за ними на расстоянии в несколько тысяч км.

Так что, продолжение и развитие именно у автоматического «Интеркосмоса» было. Мы тогда получили очень много научных данных по солнечно-земной физике. В частности, наблюдения с помощью нескольких космических аппаратов помогают изучать суббури — взрывные выбросы энергии, которые накапливаются в хвосте магнитосферы Земли, когда межпланетное магнитное поле (ММП) направлено к югу, и которые проявляются на Земле в виде нерегулярных геомагнитных вариаций и северного сияния в приполярных и полярных областях. Модели возникновения суббурь, предполагающие различные пространственно-временные сценарии их развития, вероятно, являются одной из самых обсуждаемых тем в физике магнитосферы.

— А что насчёт проекта «Радиоастрон». Он задумывался ещё в 1980-е годы и визуально почти не изменился.

— Всё верно — физика с тех пор не изменилась. (смеётся) Изменилось наше понимание физики. Проект «Радиоастрон» задумали ещё в те времена, как были получены новые научные данные со станции «Салют-6», с её космического радиотелескопа КРТ-10, появилась идея сделать отдельный автоматический аппарат. Аппарат «Спектр-Радиоастрон» с помощью сети наземных радиотелескопов должен был собирать данные на вытянутой эллиптической орбите с наибольшим удалением от Земли в 70 тыс. км.

СПРАВКА

«Спектр-Р» — большой радиотелескоп с диаметр антенны 10 м. Он предназначен для проведения фундаментальных астрономических исследований, в том числе совместно с земными радиотелескопами. Задачи — изучение галактик и квазаров в радиодиапазоне, чёрных дыр и нейтронных звезд в нашей галактике, структуры межзвездной плазмы, измерение расстояний и скоростей пульсаров и других галактических источников и др. Космический аппарат успешно проработал в космосе более 7 лет (с августа 2011 по январь 2019) и помог получить значительное количество ярких и интересных научных результатов.

Но тогда на это проект средств не выделили — велась разработка ракеты «Энергия», станция «Мир», опять же, много средств потребляла. Потому, решили тогда наши приборы установить пока на «Мире». Самый первый модуль, «Квант», как раз нёс в себе астрофизическая обсерватория «РЕНТГЕН»— это телескоп с теневой маской, четыре спектрометра, два ультрафиолетовых телескопа. три радиотелескопа, ультрафиолетовый телескоп, спектрометр, электрофоретическую установку. Незадолго до запуска модуля «Квант», 23 февраля 1987 г., в ближайшей к нам галактике Большое Магелланово Облако вспыхнула сверхновая, которая в пике яркости была видна на пределе чувствительности человеческого глаза. Благодаря новому модулю удалось получить уникальные научные данные по ней.

Так как во время запуска «Кванта» существование чёрных дыр ещё не было до конца доказано, то мы могли оперировать лишь терминами «кандидатов в чёрные дыры». Дело в том, что источником рентгеновского излучения является не сама чёрная дыра, а падающее на нее вещество с соседней нормальной звезды, которое в процессе падения разогревается до температур, превышающих миллиард градусов. Угловой момент закручивает вещество в диск, излучение которого и видят рентгеновские телескопы.

Реализовать проект «Радиоастрон» смогли только в 2011 году, когда запустили радиотелескоп «Спектр-Р». В качестве «попутной нагрузки» к радиотелескопу на аппарат был установлен комплекс аппаратуры «Плазма-Ф», предназначенный для мониторинга солнечного ветра. Это поток плазмы, распространяющегося от Солнца и генерирующего магнитные бури на Земле. Это — прибор, являющийся, по сути, единственным в последние годы отечественным научным экспериментом по тематике околоземного космоса и космической погоды.

В 1980-е гг. задумывался и «Спектр-Рентген-Гамма». Надо учитывать, что их облик постоянно менялся, дополнялся и переделывался. Научные задачи тоже сильно менялись, наука не стояла на месте, да и облик приборов, их принципы менялись от заседания к заседанию. «Рентген-Гамму» тогда хотели выводить на высоту около 200 000 км — если дальше, то принимать данные в то время было сложно.

«Спектр-РГ» должен был стартовать раньше «Спектра-Р», но в итоге «Радиоастрон» запустили раньше. Так совпало, что «Рентген-Гамму» реализовали сразу после завершения работ со «Спектром-Р». «Радиоастрон», надо сказать, вместо расчётных трёх лет успешно проработал на орбите семь с половиной, полностью оправдав возложенные на него ожидания и превзойдя их. В 2019 году завершили «Радиоастрон» и запустили «Рентген-Гамму», который работает до сих пор.

СПРАВКА

Научный космический аппарат «Спектр-Рентген-Гамма» («Спектр-РГ») — рентгеновская обсерватория. Её миссия — создание карты видимой Вселенной в рентгеновском диапазоне электромагнитного излучения, на которой будут отмечены все крупные скопления галактик. Широкомасштабные карты Вселенной — вроде путешествия во времени. Один из главных вопросов, на который должен ответить «Спектр-РГ» — как проходила эволюция скоплений галактик за время жизни Вселенной. Спутник создан в АО «НПО им. Лавочкина», а научная программа разработана в ИКИ РАН.

Космическая обсерватория «Спектр-РГ» создается в рамках Федеральной космической программы России, раздел «Фундаментальные космические исследования», по заказу Российской Академии наук с участием Германии. По соглашению, заключенному между Федеральным космическим агентством (Роскосмос) и Германским центром авиации и космонавтики (DLR), данные обзора телескопа eROSITA обсерватории СРГ по одной половине неба принадлежат ученым в Германии, а по другой — ученым в России. В качестве границы выбран нулевой меридиан в галактических координатах. Все данные телескопа ART-XC принадлежат ученым в России. С сентября 2020 года телескоп ART-XC носит имя М. Н. Павлинского.

26 февраля 2022 года германская сторона проекта, следуя указаниям правительства приостановить сотрудничество с Россией, была вынуждена отключить телескоп eROSITA. Германский телескоп был переведён в «безопасный режим», несмотря на протесты учёных в Германии. После отключения eROSITA российский телескоп ART-XC им. М. Н. Павлинского начал наблюдения, которые ранее были запланированы на более поздний период работы телескопа.

— А что сейчас с работой российского радиотелескопа на «Спектре-РГ»? После отключения российский телескоп продолжает принимать научные данные?

— Конечно, продолжает! Оба прибора могут работать независимо. Наш в более жёстком рентгеновском диапазоне, их — в более мягком. Плюс, конечно, был в совмещении этих данных. Изначально «Спектр-Рентген-Гамма» должен был проработать в космосе не менее 6,5 лет — первые четыре года в режиме обзора звёздного неба. Полный обзор проводится около полугода, всего планировалось сделать восемь обзоров. А оставшиеся 2,5 года были предназначены на режим сканирования и точечного наблюдения самых интересных объектов. Тем не менее, на конец 2021 г. было проведено четыре полных обзора неба — это уже сам по себе огромный научный объём данных.

В начале 2022 г. кооперация с западными коллегами была поставлена на очень сильную паузу, и мы перешли к более поздней программе — сосредоточились не на обзоре, а уже на интересных и загадочных участках Вселенной. Если бы всё шло по плану, то к концу 2023 г. ожидалось создание рентгеновской карты всего неба в 30—40 раз детальнее существующих на сегодня. Но жизнь всегда вносит коррективы.

— Сколько вообще планировалось таких аппаратов?

— Это целая серия телескопов — «Радиоастрон», «Рентген-Гамма», «Ультрафиолет» и «Миллиметрон». Про первые два говорили ещё 40 лет назад, а вот другая пара — поновее. «Спектр-УФ» [УльтраФиолет, прим. ред.] предназначен для исследования Вселенной в недоступном для наблюдений наземными инструментами ультрафиолетовом диапазоне электромагнитного спектра 100—350 нм. Задача — получить новые фундаментальные данные по таким направлениям астрофизики, как эволюция Вселенной, звездообразование и физика звёзд.

Планируется к запуску и «Спектр-М» — это космическая обсерватория миллиметрового и инфракрасного диапазона с криогенным телескопом диаметром 10—12 м. Недавно, кстати, продвинулись в его создании — в Астрономическом центре ФИАН сделали новый криогенный приёмник излучения. Но работы ещё много — аппаратуру для телескопа надо правильно охлаждать, чтобы не было тепловых наводок. Хоть аппарат, как и «Спектр-РГ», планируют вывести в точку Лагранжа L2 на расстояние в полтора миллиона км от нашей планеты, но нужно дополнительное охлаждение.

«Спектр-УФ» планируется к запуску в конце десятилетия, а вот «Миллиметрон» — уже после 2030 года. Точнее не берусь сказать.

— А какие прогнозы по автоматическому освоению Луны? «Луна-25» — вопрос решённый, ждём запуска. А что насчёт 26 и 27?

— Так как прошло довольно много времени с последней «Луны» [«Луна-24», 1976 год, прим. ред.], то многие компетенции приходилось восстанавливать. Тогда же как вышло? Американцы на Луну слетали, мы аппараты высадили, все себе грунт привезли. А большего с тем уровнем техники нельзя было сделать. Так и затих интерес к Луне. Нет, ну, конечно, думали и базу строить с помощью ракеты «Энергия», но это было, скорее, из области фантазий. Очень мало прорабатывали этот вопрос, Глушко что-то прикидывал с помощью ракеты «Вулкан», но всё так и осталось на бумаге и в иллюстрациях.

А по поводу нынешней лунной программы — ждём лета, когда «Луна-25» стартует с Восточного. А задел в приборах и железе по «Луне-26» и «Луне-27» уже начат. Вообще, согласно Федеральной космической программе 2016—2025 гг. мы должны были создать и запустить пять аппаратов к Луне и на Луну, но всё сдвигалось вправо, бюджет урезали. Так что, скорее всего сейчас всё вылезает уже в другую Федеральную программу — 2026—2035 гг. Там уже и с Китаем полная кооперация как раз должна начаться.

— А какой смысл нам сейчас лететь на Луну? Есть ли тут какая-то коммерческая жилка или только наука преобладает? Что насчёт гелия-3?

— Вы представляете, какая температура должна быть для ядерной реакции с этим изотопом? В природе подобные условия, подходящие для синтеза, существуют лишь в недрах звёзд. К тому же, никаких «складов» гелия на Луне нет, он более или менее равномерно рассеян по всему приповерхностному слою.

А насчёт смысла — там есть ресурсы, такие приятные штучки, как водяной лёд, так и всяческие вкрапления в него. Эту область надо всесторонне исследовать. Американский аппарат Lunar Reconnaissance Orbiter, на котором стоит и наше оборудование, показал, что на Южном полюсе Луны есть много неизученного. То, что вода там есть — это уже давно доказано с помощью нашего прибора ЛЕНД на аппарате LRO. Но что это за вода? Откуда она? Это — вода, принесённая кометами?

Воду на Луну ведь действительно могли принести кометы во время «Поздней тяжёлой бомбардировки» четыре млрд лет назад. Именно кометы и считаются основными распространителями органических соединений в Солнечной системе. Не исключено, что на Луне мы сможем найти органику, которая когда-то попадала на Землю и стала предтечей возникновения жизни. Кто знает? Надо исследовать этот вопрос.

Вообще, если смотреть шире, то Луна — кладезь знаний. Там можно установить телескоп, которому не мешает атмосфера, там можно тренировать полёты на Марс для космонавтов, там можно исследовать селеногеологию [лунную геологию, прим. ред.], возможностей — масса. Коммерческой жилки тут нет и быть не может — с 1967 года действует запрет на суверенитет над любым космическим телом или его частью. Но американцы под свою программу «Артемида» сейчас пытаются всё переписать и лавировать в понятиях — якобы, суверенитета нет, но добывать может кто угодно. При этом они боятся, что Россия и Китай могут «застолбить» наиболее интересные места.

— А что насчёт пилотируемой программы? Вы упомянули про тренировки для космонавтов. Что даст присутствие человека на Луне?

— Кроме чисто политического момента? Пока не до конца понятно. Потому мы и отправляем туда роботов — все эти «Луны». Главная проблема присутствия там человека была описана ещё астронавтами, которые туда летали. Лунная пыль и защита от радиации — вот две главные беды. А уже перетаскать с Земли модули для окололунной орбитальной станции и лаборатории, которые будут располагаться непосредственно на Луне — это не проблема. Стоит только дождаться того момента, когда залетает «Зевс». Другой вопрос — успеют ли? Анонсировали присутствие там космонавтов уже в начале следующего десятилетия. Но международная кооперация с Китаем, конечно, помогает форсировать работы. Одно дело, когда мы что-то своими силами делаем и сдвигаем сроки, а другое — когда партнёров подводим. МКС тоже, вон, не сразу залетала — на два года опоздали. Но, ничего — работает пока.

— А что думаете насчёт станции РОС? Уже есть задумки по установке на неё приборов ИКИ РАН?

— Учитывая высокоширотную орбиту станции, на неё можно будет установить приборы, которые продолжат исследования, начатые в проекте «Интербол». Это, так сказать, приборы для исследования авроральных процессов, высыпания магнитных частиц. Можно будет наблюдать полярные сияния и фиксировать их значения в период полуобращения вокруг Земли — 40—50 минут. А потом сравнивать полученные данные на Северном и Южном полюсах.

— В каком статусе сейчас исследование Марса, тот же проект «ЭкзоМарс»?

— На рубеже 1980—1990-х гг. у нас планировался новый виток исследования Марса с доставкой потом на Землю образцов грунта. Марсоход-прототип собрали, испытывали его на Камчатке. Тот, что должен был стартовать к Марсу, должен был весить около 400 кг и мог производить отбор проб грунта с помощью марсоходика поменьше. Питался бы марсоход от РИТЭГа, что давало запас хода в 180 км и срок активного существования на поверхности Марса от одного года. Самое главное в той миссии было то, что мы хотели провести доставку проб на Землю. Мы даже начали частично реализовывать эту программу в проекте «Марс-96», там как раз стояли два автоматических зонда-бура. Одной из их задач как раз и было исследование физико-механических характеристик грунта на Марсе для последующих миссий. Но «Марс-96» тогда аварийно вышел на орбиту и сгорел в атмосфере.

Марсианская программа продолжалась до прошлого года, пока европейцы не отказались от реализации программы по «ЭкзоМарсу». Это, конечно, был выстрел в ногу — и мы тогда затратили около 1 млрд долларов, и они примерно столько же. Теперь оба аппарата — «Казачок» и «Розалинд Франклин» осели в Италии. Сейчас наши специалисты снимают наши приборы и готовятся к возвращению «Казачка» в Россию. Возможно, что программа всё же будет реализована, но уже с другими партнёрами. Посадочная платформа есть, ракета под запуск имеется, осталось переделать это под новые реалии. Очень надеемся, что программа выживет, пусть и в сильно изменённом виде.

СПРАВКА

«ЭкзоМарс» — совместная программа Роскосмоса и Европейского космического агентства по исследованию Марса. Основная цель — поиск доказательств существования жизни на Красной планете (в прошлом или настоящем).

Первый запуск в рамках программы был произведён в 2016 году — к Марсу отправились Trace Gas Orbiter (TGO) и спускаемый аппарат «Скиапарелли». Роскосмос предоставил ракету-носитель «Протон-М» для запуска миссии, а ИКИ РАН разработал набор из трёх инфракрасных спектрометров для изучения химии и структуры атмосферы Марса и детектор эпитепловых нейтронов высокого разрешения. Первый запуск был частично успешным — орбитальный аппарат TGO успешно функционирует до сих пор, а вот спускаемый аппарат «Скиапарелли» разбился при посадке.

Второй запуск по программе «ЭкзоМарс» должен был произойти в 2022 году. В этот раз к Красной планете должны были отправиться российская посадочная платформа «Казачок» с европейским марсоходом «Розалинд Франклин» на борту. Но в ходе санкций в 2022 году Европейское агентство отказалось от сотрудничества с Роскосмосом, тем самым поставив крест на «ЭкзоМарсе». С тех пор «Казачок» и «Розалинд Франклин» находятся в Турине.

— Планируется ли к запуску наш какой-то марсоход? Пусть даже соразмерный небольшим шагоходам ПрОП-М, которые полетели по программе «Марс-2» и «Марс-3».

— Компетенции по тому направлению нужно наращивать заново. Сначала испытаем что-то на Луне, устойчивое к радиации и имеющее стабильную связь и систему управления, а потом можно говорить уже и о российском марсоходе.

Предыдущие мы заказывали во ВНИИТрансмаш в Ленинграде. Сейчас, скорее всего, нужно будет сотрудничать с теми, кто имеет новые компетенции — с «Андроидной техникой», например. Но пока, в любом случае, таких планов нет. Тем более, что в федеральной программе до 2025 г. этого не прописано.

— От Марса плавно переходим к Венере. В каком статусе сейчас программа по освоению второй планеты? Известно, что у нас с полётами к ней всегда лучше получалось, чем на Марс.

— Готовим сейчас проект «Венера-Д» — облик будет сильно напоминать «Венеру-13» и «Венеру-14», но уже с новейшим оборудованием, конечно. Конструкцию усилим по сравнению с советскими станциями — спускаемый аппарат должен просуществовать на поверхности при давлении и температуре Венеры около трёх часов. На большее мы пока не рассчитываем — для этого нужен гораздо больший спускаемый аппарат с огромной системой охлаждения.

СПРАВКА

Проект «Венера-Д» предназначен для длительных исследований Венеры. Цель — продолжение фундаментальных исследований Венеры в 1960—1980-е гг. Был получен большой объем данных, касающихся строения и состава атмосферы, облачного слоя, скоростей ветра, состава поверхности. Однако многие вопросы, связанные с динамикой атмосферы, гигантского парникового эффекта и эволюции Венеры остались нерешенными.

«Венера-Д» должен обеспечить новый качественный уровень научных исследований планеты, когда наблюдаемые природные явления, происходящие на планете, можно одновременно изучать как с орбиты, так и находясь на поверхности Венеры. Межпланетная станция будет включать в себя орбитальный аппарат, субспутник и посадочный аппарат. Каждый из аппаратов будет оснащён научной аппаратурой широкого спектра.

«Венера-В» в грунтовозвратном варианте пока на паузе. Благородная задумка, но очень сложнореализуемая. Для того, чтобы взлететь в атмосфере Венеры на орбиту, потребуется очень большая масса топлива. Учитывайте, что сила притяжения там почти такая же, как на Земле, но атмосфера почти 100 раз более плотная, так ещё и в полтора раза выше продолжается. Пока думаем над реализацией возврата на Землю капсулы с атмосферой Венеры.

Тут есть очень интересный момент, и я в него верю, что на Венере может существовать жизнь. Простейшая, не углеродная, но всё же жизнь. Этот вывод следует из результатов новой обработки архивных данных ТВ-эксперимента, выполненного на поверхности Венеры в ходе наших миссий «Венера» в 1975—1982 гг. Мы с коллегами — Леонидом Васильевичем Ксанфомалити, Валентином Николаевичем Пармоном и Валерием Николаевичем Снытиковыми — изучали этот вопрос.

Как вы помните, на многих спускаемых аппаратах стояли камеры, которые в режиме ТВ-трансляции делали полупанорамы в местах высадки. Архивные данные были обработаны с использованием новых методов, что значительно улучшило их детализацию. В результате нового анализа ТВ-изображений, было обнаружено до 18 гипотетически живых объектов. Найдено много объектов со сложной правильной структурой, и предположительно способных очень медленно двигаться. Объекты обладают заметными размерами и могут свидетельствовать о существовании жизни на Венере в физических условиях, радикально отличающихся от земных. Потому для исследования гипотетической жизни Венеры необходимо выполнить новую специальную миссию, гораздо более сложную, чем миссии предыдущих «Венер». А самое главное — камеры на «Венере-Д» и последующих аппаратах должны иметь настолько максимальное разрешение и диапазон, насколько позволяет конструкция и запас по массе.

— Есть ли в планах лететь дальше — к поясу астероидов и газовым гигантам?

— Это было бы замечательно, но для этого нужно нарастить компетенции по радиационно-устойчивой электронике. Потому, пока мы об этом не думали. Может быть, к тому моменту, как залетает «Зевс» и доставит на Луну всю необходимую инфраструктуру, мы созреем до исследований дальнего космоса. Это будет как раз федеральная космическая программа 2036—2045 гг.

И вы забыли упомянуть в нашем с вами разговоре про проект «Ионосфера», который необходим для наблюдения и определения геофизических параметров ионосферы и верхних слоёв атмосферы Земли и околоземного космического пространства. Группировка спутников будет состоять из нескольких аппаратов, первый планируется к запуску в этом году как раз с Восточного.

Доживём — увидим! История продолжается — мы регулярно выпускаем книги о своих достижениях. Спасибо вам, Роман, обязательно заходите ещё.

Только взгляните на эту панораму Млечного пути! А ведь трём астрофотографам понадобилось около 90 часов экспозиции, чтобы создать это изображение. Наблюдения и съёмки проводились из трёх точек — Намибии, Ла-Пальмы и Центральной Европы.

Съёмка: Михал Осташевски и Яков Сахнер

Обработка: Яков Сахнер

Постобработка: Адриен Модюи

Часть 1: пролог и световое загрязнение

Наверное, все слышали термин «Млечный Путь». Формально так называется наша Галактика и все видимые глазом звёзды — её часть. Но большинство из 70% населения Земли никогда не видит её из-за светового загрязнения. Включая грандиозную «дорожку» из множества звёзд в центре нашей Галактики. Они действительно образуют выделяющийся «путь» на небе, но, к сожалению, не очень яркий из-за космической пыли и других факторов. Получается, большинство жителей Земли никогда не увидят звёздную дорогу, давшую название нашей Галактике?

Теперь они смогут сделать это на нашем канале — мы публикуем фото, на создание которого энтузиастам понадобились десятки часов съёмки. И рассказываем историю создания, вероятно, самого подробного и точного по цветопередаче изображений центральной части нашей Галактики, сделанное фотографами-любителями. Материал для изображения был получен в Намибии, Ла-Пальме и Центральной Европе.

Часть 2: сбор данных, рассказывает Михал Осташевски

Вам может показаться, что это очень просто — направить фотоаппарат на небо и сделать несколько фотографий. В идеальных условиях этот вариант сработал бы. С очень широкоугольным объективом вы получите поле зрения, охватываемое нашим окончательным изображением, возможно, всего за 3—5 кадров.

Однако, недостатком такого подхода является то, что вы никогда не получите подобного разрешения и деталей, какие мы получили на нашем изображении. Первоначальная идея заключалась в том, чтобы захватить угол зрения в 120° с помощью множества кадров, сделанных на 135-мм объектив. Это позволяет получить детализированное изображение с высоким разрешением и точной цветопередачей. Получение единого кадра из частей этой мозаики, а также их выравнивание экспозиции — уже само по себе сложная задача.

Чтобы получить желаемое качество, нам пришлось резко увеличить время экспозиции — для этого изображения оно составляет около 90 часов. Изображение получено из 250 отдельных кадров. Как следствие — мы получаем в среднем 30 минут времени экспозиции для каждого кадра. Мы потратили на съёмку несколько ночей в течение нескольких недель — не просто съёмка за одну ночь.

На самом деле потребовалось намного больше времени на съемки, но мы использовали только самые удачные кадры, чтобы сэкономить время на обработку. Действительно, я (фотограф Михал Осташевски) провёл много времени в Намибии в наилучших условиях, чтобы сделать большинство этих снимков. Чтобы дать вам небольшое представление о сложности обработки —на некоторых этапах требовалось почти 3 Тб свободного места на жёстком диске только для того, чтобы сохранить этот файл!

Часть 3: «склейка» изображений, рассказывает Михал Осташевски

После сбора данных в Намибии пришлось упорно потрудиться над сортировкой изображений, затем пометить все калибровочные кадры (которые могут уменьшить артефакты и шум, исходящий от сенсора и объектива), после чего сложить изображения (процесс усреднения нескольких экспозиций для уменьшения шума). И только тогда можно было «склеить» все изображения вместе.

Дневные пейзажные панорамы, как правило, довольно легко склеить, если у вас есть достаточно общих точек. Существует множество программ, которые могут сделать это одним нажатием кнопки. А вот с астропанорамами все гораздо сложнее!

Вместо того, чтобы искать одну точку пересечения для каждого изображения, вам придется найти сотни, даже тысячи, так как вы хотите, чтобы все звезды идеально совпадали друг с другом. Если вы не сделаете этот шаг правильно, вы столкнетесь с проблемами — двойными звёздами, ошибочным наложением, заметными жёсткими швами между изображениями и т. д.

Чтобы исправить это, пришлось использовать специальное программное обеспечение под названием Astropixelprocessor, которое может анализировать звёзды на каждом изображении и выравнивать по ним изображения. Этот процесс занял очень много времени и потребовал много тестов. Все тесты для завершения этого процесса проводились на нескольких компьютерах — потребовались месяцы, чтобы освоить программу с помощью различных подходов, программ и идей. Можно сказать, что Михал Осташевски потратил эквивалент времени и исследований, сравнимый с «докторской диссертацией», на совмещение астрономических изображений для широкоугольной астрофотографии!

Часть 4: работа с цветом и яркостью, рассказывает Михал Осташевски

Когда изображения наконец были выровнены и готовы к «склейке», многие из них имели странные градиенты из-за светового загрязнения, различной влажности, температуры, общих условий окружающей среды (дымка, свечение воздуха, пыль). Многие из них просто не были одинаково яркими и имели различия в цвете.

Вот почему пришлось запустить процесс, называемый нормализацией — настроить изображения так, чтобы все они выглядели как можно более идентичными с точки зрения цвета и яркости. В большинстве случаев нормализация может выполняться автоматически. Но не в данной ситуации. Изображение Млечного Пути было слишком большим и широким для автоматических инструментов, из-за чего итоговое изображение выглядело бы намного хуже.

Прошли недели, но все попытки были тщетны! Впервой половине 2022 г. Михал Осташевски работал в основном один. Из-за нехватки времени на обработку первая версия изображения показывала полное поле зрения, но качество не соответствовало задуманному уровню.

Часть 5: начать все заново

Несколько месяцев спустя Михал понял, что в проект «Млечный путь» надо привлечь команду, которая позволит сделать его на высоком уровне. Главная причина – даже не сложность, Михал увидел, что проект может объединить единомышленников в этой сфере. Поэтому он немедленно согласился пригласить Якова Сахнера в проект, как только последний заинтересовался проделанной работой Михала.

После погружения в проект Яков понял, что сможет помочь, хоть это будет и сложная, и кропотливая работа. После нескольких тестовых сессий в Astropixelprocessor Яков понял, что ему потребуется гораздо более мощный компьютер для обработки данных. Astropixelprocessor занимает огромное место в оперативной памяти, локальном накопителе и, самое главное, много времени! Поскольку Яков не хотел обновлять свой компьютер (неэкономичное решение для такого проекта), он арендовал высокопроизводительный сервер с нужными ему характеристиками. Он загрузил изображения на сервер, установил все необходимые ему параметры и начал всё заново.

На этот раз итоговый файл стал ещё больше, потому что Яков добавил около 100 кадров центральной области Млечного Пути из своих собственных данных (в основном, снятых на Ла-Пальме), которые также были сняты с помощью 135-мм объектива. Объединив свои и данные Михала, он получил панораму из примерно 250 изображений. Общее количество кадров, которое понадобилось для создания этих изображений, превысило 5000! Яков запустил первые интеграционные тесты и после нелёгких 2 недель проб с различными настройками он был готов приступить к окончательной интеграции.

Часть 6: обработка

На предварительную обработку всех данных с адекватными настройками ушло около недели! Когда все закончилось, то на выходе астрофотографов ждало финальное «склеенное» и недеформированное изображение.

Первыми мыслями Якова были: «Да, с этим можно работать!». После базовой предварительной обработки в Pixinsight Яков перешёл уже в Photoshop, чтобы вручную исправить множество видимых проблем на изображении (даже с новым подходом нормализация все ещё не была идеальной). По-прежнему присутствовало много градиентов, цветовых различий, проблем с яркостью и контрастностью, а также основная проблема — размер файла.

Короче говоря, Яков часами исправлял все проблемы с изображением вручную, а затем Адриан Мадуит, который также участвовал во всём проекте, добавил свои последние штрихи, чтобы сделать астроснимок настолько хорошим, насколько это возможно для этих данных (в основном работа касалась цветокоррекции и выравнивания переходов между кадрами).

Финальное изображение получилось размером 47110 × 20054 пикселей (~ 1 гигапиксель) и покрыло около 120° обзора вдоль «дорожки», центральной части Млечного Пути.

Вы можете скачать изображение размером 6000x2554, чтобы использовать его как обои для телефона или компьютера, отсюда: https://disk.yandex.ru/d/Aut6_NLPInei6g

Источник: https://www.astrobin.com/u3ny4o/

Адаптация текста: Pro Космос

Читаю космические новости и в СМИ, и в блогах. Но становится всё сложнее их понимать и не важно – открытый у них космос или закрытый.

Пример первый. Новостные агентства

Новость про перенос запуска «Орла» с 2023 на более поздний срок. У меня возникло ощущение дежа вю. «Следите за руками», как говорится:

«Как перенесён с 2023 года на более поздний срок? А разве этой новости уже не полгода»? – удивился я. Вот дайджест новостей Pro космос, восьмая — про переезд запуска «Орла» на 2024 год.

Может дело в том, что теперь сроки перенесены официально? Нет же, вот «Интерфакс» ссылается на источник — цитата Сергея Крикалёва на встрече со студентами Военмеха и сделал новость. Я безмерно уважаю Сергея Константиновича, но РИА Новости его же и цитируют, что официального переноса ещё не было.

Может стоило в заголовок этой новости добавить, что это цитата Сергея Крикалёва. Он известен, популярен, к тому же топ-менеджер «Роскосмоса». Вот вам и кликабельность, и корректность.

История вторая. Космические блогеры

Ладно СМИ. Возможно, в новости времени и места разжевать не было. Возьмём космического блогера. Раньше работал в Роскосмосе, значит в теме — сроки уехали во время его работы. Объяснил? А нет, просто репостнул. Вроде и взятки-гладки: не сказал, что перенос только что произошёл. Но мне кажется, если делаешь репост без пояснений, то читателю кажется, что ты полностью согласен с ним. Может стоило сказать пару слов. Например, вот впервые при новом руководстве поднята тема сроков «Орла».

В Facebook* он прокомментировал полёт Анны Кикиной на SpaceX Dragon. Следите уже наверно за хвостом, а не за руками. Оказывается, полёт на Dragon — это наказание. Анна так плохо сдала экзамен, что пришлось её послать на американском корабле.

Тут у меня уже вал вопросов. Откуда дровишки про оценку? Да, в этот момент блогер работал в Роскосмосе, но это же наверно служебная информация? Официально Анна всё на отлично сдала.

Хорошо, может у нас появился инсайдер, который рассказывает, что происходит внутри корпорации? Но остаются сомнения. Предположим, что Анна Кикина плохо знает матчасть, как это можно компенсировать полётом на Dragon? Анна – не командир экипаж, значит управлять кораблём «Союз» ей бы не пришлось. Напомню, что российский корабль может управляться одним человеком — смотри полёты Юлии Пересильд и Юсаку Маэдзавы. Главное, что потом всё равно придётся работать на МКС — тут способ доставки ничем не поможет.

Мне кажется, что чувствительную информацию стоит давать уж с минимальными пруфами или подробно объяснять логику своих выводов. А иначе выглядит недостоверно для читателя.

Ситуация 100500-я. Посты из-за границы

Ок, буду читать уехавших блогеров. Но кажется, что за пределами России гуляет какая-то зараза. Ах, простите, конечно, наоборот – летучая вакцина. Каждый второй уехавший начинает рубить правду-матку про Родину.

Но вот объясните, почему описывая ужасы российской космонавтики для Moscow Times (заблокирована на территории РФ) в качестве пруфа приходится ссылаться на ИА «Панорама»? Блогер не знает, что это ресурс с намеренно фейковыми новостями? Или гонорар очень нужен был? А в «русской службе» Moscow Times есть кто-то из России, чтобы о таких мелочах вспомнить?

Мне кажется, стоит сколь угодно негативную позицию подкреплять аргументами и ссылками на ведущие СМИ — российские ли, западные, тут уже на выбор автора. А то уже не удивляешься, когда в комментах к известному российскому учёному пытаешься людям вежливо подсказать: «Не хороните российский космос: вот проект «Спектр-РГ», был «ЭкзоМарс». Отвечают, что Россия вышла из этих проектов, а не её европейские партнёры. (А куда России вообще выходить из своего же «Спектра-РГ», в космос?!) В качестве благодарности бан и расфренд. Ваше право. Но у меня вопрос: разве граница — это кольцевая сингулярность? При пересечении кордона Вселенная меняется на противоположную и все факты тоже?

Вместо резюме

Если вам показалось, что я беспокоюсь за самолюбие Роскосмоса, то вы меня не поняли. Просто если кидаться грязью во всё, что попало, то не заметно будет реально болезненных тем для российской космонавтики. Таких, как сроки полёта Луны-25 и переход с МКС на РОС.

Встретимся в космосе!

Автор: Александр Баулин

* Деятельность Meta (соцсети Facebook и Instagram) запрещена в России как экстремистская.

Китай запустил второй большой лабораторный модуль «Мэньтянь» 31 октября. Он в тот же день автоматическом режиме пристыковался к осевому стыковочному узлу базового блока станции. А 3 ноября завершилась его перестыковка роботизированным манипулятором на боковой узел. В итоге станция приняла Т-образную конфигурацию, уже знакомую нам по станции «Мир» до 1995 г.

К освободившемуся осевому порту в конце ноября/декабре пристыкуется корабль «Шэньчжоу-15» со следующим экипажем. В итоге на время короткой пересменки на китайской станции впервые окажется одновременно шесть тайконавтов. До этого пересменки проходили через консервацию станции перед возвращением предыдущего экипажа. Завершить официальное развёртывание орбитальной станции «Тяньгун» планируется запуском в 2023 г. орбитального телескопа-модуль CSST/«Сюньтянь» (зеркало диаметром 2 м, поле зрения будет в 300 раз шире Хаббла). Он сможет стыковаться со станцией для дозаправки и технического обслуживания.

Масса станции «Тяньгун» из трёх модулей сейчас приблизилась к 70 тоннам, а внутренний жилой объём достиг 100 м3. Возможно, что на этом строительство станции не закончится — на Земле были построены полнофункциональные дублёры лабораторных модулей и базового блока. Позднее их также могут пристыковать. Китай в этом плане копирует российский опыт — МЛМ «Наука» был доработан из дублёра базового модуля «Заря», с которого и началась МКС.

Научные возможности модуля «Мэньтянь»

Лабораторный модуль «Мэньтянь» размерами 17,88 х 4,2 м весил при пуске более 23 тонн. Мощность его солнечных батарей 6 кВт. Он целиком предназначен для научной работы. Поэтому там нет дублирующих базовый модуль систем жизнеобеспечения, спальных мест и туалета, как на первом лабораторном модуле «Вэньтянь» (Pro Космос о нём подробно писал). Но зато на «Мэньтяня» есть новый тренажёр, имитирующий греблю.

В «Мэньтянь» 13 стоек с научным оборудованием для проведения различных экспериментов (физика жидкости, фундаментальная физика, материаловедение, перчаточный бокс/печка). В частности, в одной из стоек — первый в мире орбитальный набор холодных атомных часов (cold atomic clock, CAC) на основе водорода, рубидия и оптического магнито-дипольного перехода. Он должен стать самым точным эталоном времени и частоты с погрешностью одна секунда за несколько сот млн лет. Предыдущий рекорд точности часов для Китая был установлен на космической лаборатории «Тяньгун-2» в 2016 г. — погрешность хода менее одной секунды за 30 млн лет. По словам учёных новый эталон не только повысит точность позиционирования китайской навигационной системы Beidou, но и позволит проводить фундаментальные научные исследования, например в области тёмной материи и обнаружения гравитационных волн.

В составе модуля есть шлюз с 37 точками крепления для размещения оборудования на внешней поверхности станции. Тайконавты смогут готовить всё оборудование и научные эксперименты внутри, перемещая его наружу через шлюз. Оттуда его будет забирать и устанавливать на точках крепления небольшой роботизированный манипулятор (грузы до 400 кг и размерами 1,15 х 1,2 м). К точкам крепления снаружи станции подведены электричество и Ethernet, а для некоторых обеспечено ещё и терморегулирование. Также модуль «Мэнтянь» позволяет запускать малые спутники до 100 кг и кубсаты.

Станция «Тяньгун» станет международной?

На начальном этапе отладка работы станции пройдёт исключительно силами китайских тайконавтов. Но после этого туда планируется отправка в том числе и экипажей с зарубежным участием. На конец 2021 г. велись переговоры по совместной работе на станции с космическими агентствами России, Франции, Германии, Италии и Пакистана. Два европейских астронавта прошли подготовку по китайской программе. А вот запрос США Китай отверг, памятуя об американском запрете полётов тайконавтов на МКС.

В подтверждении этому, заместитель главного конструктора станции Бай Линьхоу сообщил, что сейчас обсуждаются стандарты сближения и стыковки иностранных космических кораблей, а также их соответствие принятым в Китае. Официальное подтверждение последует после достижения договорённостей.

Также сообщается, что станция «Тяньгун» будет открыта к научному сотрудничеству. На конец 2021 г. Китаем к постановке на станции «Тяньгун» было одобрено около 1000 международных научных экспериментов для исследователей из 17 стран. Для сравнения, на МКС за всю её более чем 20-летнюю историю работы было проведено более 3000 экспериментов.

Ракета «Чанчжэн-5B» или почему мир с облегчением вздохнул после завершения строительства станции?

Модуль «Мэньтянь» при запуске весил около 23 тонн, это самая тяжёлая полезная нагрузка, выведенная Китаем на сегодня. Для этого понадобилось использование самого мощной ракеты-носителя «Чанчжэн-5В», имеющейся у страны (грузоподъёмность 25 тонн на низкую околоземную орбиту). Этой же РН выводились на орбиту базовый блок и первый лабораторный модуль.

Особенность РН в том, что у неё нет второй ступени. После сброса боковых ускорителей первая ступень в итоге продолжает работать вплоть до выведения полезной нагрузки на НОО. При входе в атмосферу она сохраняет свои большие размеры (33,2 х 5 м), что не позволяет до конца сгорать при неконтролируемом падении. Это вызывает резонные опасения у всех государств, находящихся между 41 градусами северной и южной широты.

Да, до сих пор никто не пострадал (первая ступень после вывода базового блока в мае 2021 г. упала в Индийском океане, а после вывода первого лабораторного модуля в июле 2022 г. — в Тихом океане). Но некоторые страны с облегчением восприняли завершение строительства станции, — РН «Чанчжэн-5В» используется в основном для неё.

Советское наследие

В облике «Тяньгун» просматривается наследие отечественной станции «Мир»: стыковка по продольной оси, использование коротких манипуляторов для перестыковки модулей, да и сама размерность модулей. Нельзя не отметить даже чисто визуальное сходство китайских РН и космических кораблей с их прародителями — советской/российской ракетно-космической техникой.

Китай быстро ликвидирует отставание в орбитальной космонавтике. Мы даже составили таблицу (см. ниже). Когда Ван Япин стала первой китайской женщиной, вышедшей в ноябре 2021 г. в открытый космос, там наступил 1984 г. (выход в космос Светланы Савицкой в СССР).

Сейчас, когда к базовому модулю «Тяньгун» пристыковались два больших лабораторных модуля — Китай перенёсся в 1992 г. (стыковка «Кристалла» к базовому блоку станции «Мир»).

Признаем, что Китай копирует творчески — например, перестыковка модулей проводится роботизированными манипуляторами. А планы по созданию орбитального телескопа CSST — это будут уже собственные страницы китайской истории космонавтики. Стыкуемого телескопа не было и нет, ни у России, ни у США.

В сентябре 2022 года Роскосмос и Росатом заключили соглашение, включающее создание инфраструктуры и поставку водорода для космодрома Восточный. Сейчас на нём создаётся стартовый комплекс под ракеты-носители семейства «Ангара», включая «Ангару А5В» с третьей водородной ступенью и с водородным разгонным блоком КВТК. Ракеты с водородно-кислородной ступенью используют в Китае («Чанчжэн-5»), после трёхлетнего перерыва носитель с этим топливом запустила Индия (LMV-3) и в США готовится старт сверхтяжёлой SLS с той же топливной парой. Возвращается ли в ракетостроении тренд на использование водородного топливо, нужно ли оно России и готова ли наша страна к его применению?

Мы участвовали в передаче с экспертами из Роскосмоса, Росатома и ассоциации «Цифровой транспорт и логистика» и попытались вместе разобраться. Кроме ракет на водороде мы поговорили про АЭС, электролиз воды, применение водорода в металлургии и нефтехимии. По мотивам видео написали для вас обзорную статью — наслаждайтесь.

Задолго до «Энергии»

Водород как компонент ракетного топлива рассматривался Сергеем Королёвым ещё в начале 60-х годов. Это был один из вариантов топлива для Лунной программы СССР, однако главный ракетный двигателист Валентин Глушко отказался делать водородные двигатели. Он считал, что более достижимой стала бы ракета Владимира Челомея на паре гептил-амил, который предлагал построить этакий «Протон на стероидах». Если «Протон-М» выводит на орбиту чуть более 20 тонн, то ракета УР-700 с двигателями Глушко должна была обладать грузоподъемностью в 140 тонн!

Был выбран третий вариант — Сергей Королёв построил ракету Н-1 на керосин-кислородных двигателях Николая Кузнецова. К сожалению, Королёв не застал старты Н-1, а без него «довести до ума» ракету-носитель уже не удалось — она не смогла даже выйти на орбиту, и проект был свёрнут.

История не даёт сохраниться, как видеоигре, и переиграть ситуацию. Мы уже не узнаем, удалось бы вовремя построить ракету на другом топливе и высадиться на Луну? Но интересно, что, став генеральным конструктором, Валентин Глушко для своей сверхтяжёлой ракеты всё-таки построил кислород-водородные двигатели. Его сверхтяжёлая ракета «Энергия» в 1987—1988 годах совершила два успешных старта, но после этого нагрузки для неё уже не нашлось, и проект забросили. Стоит ли возвращаться к идее водород-кислородных двигателей?

Возвращение водорода?

Теоретические преимущества и недостатки водорода известны. Но удаётся ли реализовать первые и обойти вторые на практике? Топливная пара водород-кислород позволяет получать на современных двигателях удельный импульс более 450 секунд. В то время как у керосин-кислородных двигателей он получается примерно на 40% меньше. Это позволяет в ракете на водород-кислородном топливе увеличить массу полезной нагрузки практически вдвое по сравнению с керосин-кислородной ракетой той же массы.

На практике сказываются особенности водорода, которые делают его применение не таким очевидным. Во-первых — жидкий водород имеет гораздо более низкую плотность, чем керосин — приходится значительно увеличивать объёмы баков с топливом. Если вы видели старт Space Shuttle, то обратите внимание, что огромный оранжевый корпус — это бак, а не ракета, у него нет собственных двигателей. Это плата за использование водородного топлива на всех этапах полёта.

Водород не только лёгкий, его молекулы столь малы, что проникают в малейшие щели, которые оставили бы без внимания кислород или керосин. Температура его перехода в жидкое состояние очень низка — это -253°C против -173°C у кислорода. В результате, материалы, которые используют для транспортировки, наполнения и хранения кислорода не легко сделать ещё и не пропускающими водород и не теряющими своих качеств при столь низких температурах.

Проблемы эти можно решить. Это показывает и создание в России опытных образцов двигателей, и создание разгонного блока на водороде для Индии, и текущие испытания двигателя для разгонного блока Ангары на водороде — КВТК.

Возвращение в реальность

Теоретические преимущества и недостатки использования водорода понятны. Но задолго до полёта встают вопросы добычи, логистики и запуска. Сейчас нет задач в космосе, которые можно решить только с помощью водородного топлива. Его применение должно быть коммерчески оправдано, желательно, чтобы при этом учитывались интересы экологии и технологического развития России.

Например, при решении о переходе на новое топливо сейчас важна не только технологическая, но и экономическая составляющая. Например, ракеты используют слишком малый объём водорода, чтобы ради водородных модификаций строить отдельное производства. Зато водород — отличное зелёное топливо. А получать его можно, например, на АЭС. Лучше всего атомные станции работают при постоянном уровне генерации. А вот потребители, наоборот, по-разному расходуют энергию — например, ночью её меньше надо и населению, и производству. В эти периоды «затишья» атомные электростанции могли бы тратить электричество, разлагая воду на водород и кислород, а в пики потребления получать её обратно, сжигая водород.

Эти и другие вопросы возвращения России к использованию водородного топлива обсудили в «Разборе полётов»:

— Мирон Боргулёв, руководитель направления Частного учреждения «Наука и инновации» (входит в Госкорпорацию «Росатом»)

— Дмитрий Пена, главный конструктор комплекса водородно-кислородных разгонных блоков и перспективных изделий Центра Хруничева (входит в Госкорпорацию «Роскосмос»)

— Андрей Ионин, к.т.н., независимый эксперт, главный аналитик ассоциации «Цифровой транспорт и логистика»

— Александр Баулин, главный редактор медиа Pro Космос.

30 октября 2022 года лётчику-космонавту РФ Александру Лазуткину исполняется 65 лет. Поздравляем!

После полёта на орбиту в 1997 году Лазуткин остался в профессии – сейчас он советник генерального директора и главного конструктора АО «НПП «Звезда». Компания не входит в Роскосмос, но занимается в том числе космическими скафандрами. Поэтому мы спросили Александра Лазуткина, в чём особенности проектируемого российского лунного скафандра, узнали подробности об используемом «Орлан-МКС», спросили мнение по «Сокол-М» для корабля «Орёл» и реальности для SpaceX доработать полётный скафандр для открытого космоса.

Лунные скафандры

«Конструкция советских полужёстких лунных скафандров «Кречет» (для работы на поверхности Луны) и «Орлан» (для орбитальной работы) оказалась настолько удачной, что мы до сих пор её используем», — рассказал Александр Лазуткин.

Он отметил удачность идеи входа в скафандр со спины, расположение агрегатов системы жизнеобеспечения в дверце/ранце, возможность надеть его самостоятельно.

В качестве подтверждения он предлагает обратить внимание на скафандры NASA:

«До последнего времени американцы упорно отказывались от нашей схемы, разрабатывая сочленённые скафандры из двух половинок — чтобы их надеть нужны два человека. Но новые скафандры NASA будут уже по нашей схеме, со входом в [единый] скафандр».

При разработке новых лунных скафандров «Звезда» в полной мере опирается на предыдущий опыт. Основное отличие разрабатываемого лунного скафандра от тех, что находятся на МКС — это бóльшая подвижность. Лазуткин объясняет, что на МКС «мы практически просто ползаем по станции». Основная работа идёт руками. А вот по Луне надо будет ходить, приседать, наклоняться, вставать, работать с инструментами и прочее. Причём делать это в 1/6 земной гравитации. В идеале космонавт в лунном скафандре должен чувствовать себя как в хорошем костюме — ничего не жмёт, всё в пору и не ограничивает движений.

Обязательно в скафандре учтутспецифику лунной пыли. Она оказалась необычайно абразивной (царапающей) и «прилипчивой» — нужно будет конструкцию сделать такой, чтобы пыль не проникала в движущиеся части. Что касается более высокого уровня радиации на поверхности Луны, то он в первую очередь скажется на используемых материалах, а не на его конструкции.

Ремонтопригодность, неприхотливость и простота в обращении — эти качества присущи любому скафандру. В этой области Лазуткин не ожидает особых отличий лунного скафандра от «Орлан-МКС».

Почему же Россия так долго не приступала к созданию новых лунных скафандров. Здесь Лазуткин объяснил важность планирования:
«Нас сдерживала неопределённость — строим собственную станцию или нет, летим на Луну, а если да, то когда? Сейчас потихоньку такая определённость начинает появляться. Поэтому мы и занялись разработкой лунного скафандра. А делать скафандры, которые будут востребованы через 20–30 лет, просто не интересно».

Новые «Орлан-МКС» и будущий «Сокол-М»

Александр Лазуткин рассказал Pro космос, что Роскосмос заказал у «Звезды» три дополнительные скафандры «Орлан-МКС». Наконец-то, уже несколько лет ходили разговоры, что российским скафандрам на МКС уже пять лет, пора бы их обновить.

«Здесь нужно понимать, что мы не выпускаем скафандры сериями, это всегда штучный товар. Все технологические процессы выстроены таким образом, что производство длится 2—3 года», — объясняет лётчик-космонавт РФ.

Скафандры всегда заказывают заранее и каждый из них рассчитан на работу в течение определённого времени — их хватает примерно на 15 выходов. Но если потребуется больше скафандров, «Звезда» перестроит производство — возможности есть.

Для перспективного транспортного корабля ПТК «Орёл» разрабатывается полётный скафандр «Сокол-М». В отличие от лунного он будет состоять из двух половинок на герморазъёме — для внутрикорабельной деятельности такой подход удобнее. А вот от инновационных гермомолний в итоге решили отказаться. Оказалось, что они не столь надёжны, как необходимо. Кстати, Лазуткин рассказал, что в ПТК будут не индивидуальные ложементы, а кресла. Но их конструкция позволяет индивидуальную подгонку под каждого космонавта.

Мы спросили Александра Лазуткина, как он оценивает инцидент со скафандром Олега Артемьева, в котором во время ВКД внезапно резко упал заряд аккумулятора. Советник гендиректора «Звезды» считает, что это был обычный рабочий момент: «С техникой может случиться всякое, а с аккумулятором тем более. Ажиотажа из этого делать совершенно не нужно. Олег вернулся, всё проанализируют и со всем разберутся».

Оценка подхода SpaceX

Мы не могли не спросить про нестандартную идею SpaceX — доработке полётный скафандр SpaceX Starman до модели для выхода в открытый космос. Напомним, что выход в открытый космос планируется во время миссии Polaris Dawn не ранее марта 2023 г. Это будет первым испытанием скафандров SpaceX в открытом космосе.

Александр Лазуткин считает, что в такой задаче нет ничего принципиально невозможного. Но надо будет учесть все факторы. Скафандр, в котором летают астронавты на корабле Crew Dragon, выполняет роль спасательного. Он нужен на случай разгерметизации внутри корабля. Вакуум внутри и снаружи корабля в принципе один и тот же. Но на внешней поверхности выше уровень радиации, а самое главное — там резкие перепады температур (от –140 до +150 градусов Цельсия. И для защиты от этих факторов скафандр нужно будет доработать, добавив изоляции и систему терморегулирования. Вдобавок скафандр для ВКД нужно будет сделать полностью автономным, добавив к скафандру небольшой «чемоданчик» системы жизнеобеспечения. [Возможно, при выходе в открытый космос астронавт SpaceX останется подключённым к кораблю по шлангам – Прим. Pro космос].

В остальном ветеран космической отрасли отмечает, что все скафандры для космических кораблей сделаны практически одинаково: отличие лишь в материалах, крое и цвете. Основной принцип при разработке скафандров и в целом, космической техники — не красота, а надежность. А все надёжные вещи — это то, что проверено временем.

«И американцы этим также «страдают», как и мы. Может быть, разве что как раз за счёт частных компаний они могут во внешний вид скафандра внести что-то новое, добавить им блеска, какую-то изюминку. Потому что, если в скафандре появляется что-то принципиально новое, вам нужно будет доказать, что это столь же надёжно, что и предыдущее. А это дополнительные исследования, испытания и затраты», — закончил рассказ о перспективных скафандрах Александр Лазуткин.

Космические предприятия применяют свои технологии и на Земле. Например, АО «НПЦАП» (входит к госкорпорацию «Роскосмос») разработало систему управления для подводной добычи (СУ СПД) углеводородов на шельфе острова Сахалин. Pro космос на выставке «Импортозамещение в газовой отрасли» в рамках XI Петербургского международного газового форума (ПМГФ-2022) не только посмотрел на схемы, но и выяснил степень готовности проекта. В настоящее время изготавливается первый серийный комплект этого высокотехнологичного оборудования. Как адаптируют космические наработки для гражданских отраслей на земле (и под водой), нам рассказал Игорь Мальцев, генеральный директор Научно-производственного центра автоматики и приборостроения им. академика Н. А. Пилюгина (тот самый НПЦАП).

Наследие соратника Королёва

Николай Пилюгин был соратником Сергея Королёва, членом легендарного Совета главных конструкторов. Именно он стал основоположником отечественной школы систем автономного управления ракетно-космическими комплексами. Возглавив в 1946 г. НИИ-885 (ныне АО «НПЦАП»), он объединил весь цикл разработки и производства автоматических систем управления (приборы и подсистемы вычислительного комплекса, инерциальные системы и бортовые интерфейсы). Под руководством Пилюгина были разработаны системы управления (СУ) для боевых и космических ракетных комплексов, многих автоматических межпланетных станций (АМС). Без его работы невозможно представить прорыв королёвской «семёрки» и триумфальную посадку «Бурана» в автоматическом режиме.

Сегодня АО «НПЦАП» — единственное в России предприятие по комплексной разработке СУ для ракетно-космической техники (чувствительные элементы-датчики, акселерометры, гироскопы, бортовые вычислительные машины и пр.). Осуществляет производство СУ для ракет-носителей «Протон-М», «Ангара» и разгонных блоков «ДM» и «Фрегат», ведётся разработка СУ для КВТК тяжёлой «Ангары-5М». А наиболее перспективная тематика — разработка СУ уже для самих космических аппаратов.

Работа с гражданской продукцией началась в середине 1980-х гг. в рамках конверсии. Тогда предприятие увидело нишу на рынке высокотехнологичной медицинской техники. В наше время — разработки в области систем управления позволили предложить решения нефтегазовому сектору.

Нырнуть из космоса под воду

Космос и подводный мир роднят условия работы — окружающие условия предъявляют высокие требования к надежности техники и оборудования (высокие давления, низкие температуры, необходимость многократного резервирования из-за невозможности замены и прочее). Поэтому опыт, полученный при разработке космических систем, пригодился при разработке решений для автоматизации глубоководных работ. В 2016 году «Газпром» обратился к специалистам АО «НПЦАП» с предложением разработать систему управления для комплекса подводной добычи углеводородов. Задача «пилюгинцев» заинтриговала, и через год было заключено соглашение о совместном проекте. Опытно-конструкторские работы были профинансированы Минпромторгом России.

«Заказчики из ТЭКа исторически предпочитали работать с зарубежными поставщиками. Неправильно представлять, что в этом году произошли перемены — просто одних зарубежных поставщиков замещают другими», — поделился нюансами вхождения в специфичный нефтегазовый рынок генеральный директор АО «НПЦАП» Игорь Мальцев.

Он добавляет, что по-прежнему приходится доказывать, что российские предприятия способны создавать уникальные высокотехнологичные изделия, предлагать качественные и законченные решения.

«Мы вынуждены постоянно доказывать, что у нас есть технологии и возможность предложить комплексные разработки и качественный продукт. Приходится самим искать заказчиков и отстаивать своё место на рынке. Но к этому мы готовы, за нами – освоение космоса», — подчеркивает И.Е. Мальцев.

Как обойтись без нефтяных платформ на шельфе Сахалина

Южно-Киринское нефтегазоконденсатное месторождение (НГКМ) расположено на шельфе о. Сахалин, в 35 км от берега. Из-за суровых природно-климатических условий (Охотское море около семи месяцев в году покрыто льдом) было принято решение осваивать его с помощью подводного добычного комплекса (ПДК), без использования платформ и иных надводных конструкций. В 2015 г. оно попало под «персональные» санкции США, был закрыт доступ к западному оборудованию для глубоководной добычи. В итоге «Газпром» принял решение создать собственный подводный добычной комплекс силами российских машиностроителей.

Центральным звеном подводного добычного комплекса является манифольд — несколько трубопроводов, закрепленных на одном основании, рассчитанных на высокое давление. Каждый такой комплекс объединяет от двух до четырёх эксплуатационных скважин. Добытые ими углеводороды собираются на манифольде, и затем по морскому трубопроводу доставляются уже на береговой технологический комплекс (БТК). Соответственно, весь этот сложный технологический комплекс нуждается в «мозгах» — системе управления (СУ СПД), которая и была разработана в АО «НПЦАП».

Разработанный комплекс состоит из 19 единиц подводного и наземного оборудования, основным из которых является подводный модуль управления, — сложное гидро-электрооптическое изделие, непосредственно управляющее задвижками, кранами и дросселями подводной фонтанной арматуры и манифольда. Кроме того, в СУ СПД входит комплект подводных электрических и оптических перемычек и имитационных стендов. Для работы комплекса были разработаны ПО и математические модели технологического процесса добычи газа.

Основная задача СУ СПД — управление добычей и контроль технологических процессов на шельфовом месторождении путем регистрации и обработки данных подводных датчиков. Срок службы – не менее 30 лет, максимальное удаление оборудования от берега – 70 км, глубина — до 500 м (давление под 50 атмосфер), сейсмостойкость 9 баллов. В итоге СУ в составе комплекса подводной добычи, разработанного силами российских машиностроителей, позволяет обеспечить освоение крупнейшего по объему запасов месторождения Сахалина, уменьшить затраты заказчика и обеспечить импортонезависимость.

Перспективы работы с ТЭКом

Готовое оборудование из состава опытного образца СУ СПД было продемонстрировано в октябре 2019 года и получило одобрение Минпромторга и ПАО «Газпром». В настоящее время НПЦАП уже создаёт первый серийный комплект оборудования СУ СПД и планирует его поставку на декабрь 2022 года. Второй серийный комплект должен быть готов летом 2023 года. Если всё пойдёт по плану, до 2026 года с ПАО «Газпром» планируется заключить новый договор на поставку 14 серийных комплектов оборудования для обустройства Южно-Киринского газоконденсатного месторождения на Сахалине.

На будущее НПЦАП совместно с «Газпром 335» рассматривают возможность применения полностью электрической системы управления подводным добычным комплексом, без гидравлики. Для этого планируется использовать электрический привод на основе вентильного электродвигателя, разработанного в НПЦАП совместно со специалистами МГУ. Электрическая система управления упростит, уменьшит и значительно удешевит конструкцию подводного привода. Договор на выполнение исследовательских работ (НИОКР) планируется заключить в 2025 г. А вообще, «пилюгинцы» имеют все ресурсы и компетенции, чтобы сделать следующий шаг в импортозамещении оборудования подводной добычи углеводородов. Мальцев считает, что его предприятию по силам разработать систему управления оборудованием уже в самой скважине. Она позволит контролировать процессы закачивания, технического обслуживания и капитального ремонта. Сейчас НПЦАП подготовилась для участия в конкурсах на выполнение таких работ.

Авто- и авиаиндустрия

Автомобильная индустрия оказалась одной из самых пострадавших из-за санкций – в ней была привычна опора на иностранную электронику, которая стала недоступна. НПЦАП закрывает этот пробел, например, ведёт работу по созданию первой отечественной системы ABS (антиблокировочная тормозная система) для автомобилей. Уже начаты переговоры с «АвтоВАЗом» по поставке таких систем.

Второе направление работы с автомобильным сектором — создание балансировочных стендов и стендов «сход-развал» для авторемонтных мастерских. Уже изготовлены опытные образцы высокоточных стендов с использованием технического зрения. Российских аналогов такого уровня, по словам Игоря Мальцева, просто нет. НПЦАП пока не заключил контракты на их поставки, но компания оценивает рынок как перспективный.

«Наша специализация — это разработка сложнейших систем управления для ракетно-космической техники. Казалось бы, почему не сделать шаг назад и не помочь авиастроителям?», — заинтересовывает работой ещё в одном направлении Игорь Мальцев.

Оказывается, его компания работает над этим, но рынок в настоящий момент крайне закрытым.

«Там свои головные организации с сетью смежников и соисполнителей. Потенциально у нас есть всё для реализации и таких проектов. Мы готовы. Да, пока заказов нет, но мы открыты к сотрудничеству и ищем варианты», — объясняет он.

Есть общая тема для авиастроителей, а также двигателе- и судостроителей, приборостроителей и производителей микроэлектроники. Для них НПЦАП создаёт нетоксичный композитный порошковый материал АКП-1ПК на алюминиево-кремниевой основе. Он был разработан для замены токсичного и дорогостоящего бериллия, используемого при изготовлении прецизионных деталей гироскопов. Материал обладает уникальными физико-механическими свойствами в условиях длительной эксплуатации: низкий коэффициент термического расширения, высокая размерная стабильность, вакуумплотность, отсутствие коррозии и высокая износостойкость. А самое главное, он обеспечивает полную независимость от зарубежных поставок бериллия, запасы которого в Россия после распада Советского Союза очень ограничены, и стоит дешевле.

В итоге НПЦАП, после многолетних исследований и совместной работы с рядом российских металлургических предприятий, удалось создать композит АКП-1ПК как полный аналог бериллия по характеристикам, а на базе этого композита создать целое семейство гироскопов для отечественной космонавтики.

Теперь предприятие готово предложить этот композит смежным отраслям, где продукция точного машиностроения столь же широко востребована.

Медоборудование

Медицинские приборы были одной из первых примеров «земной» продукции предприятия в середине 1980-х гг. Десятилетие спустя, в рамках национальной программы «Демография», НПЦАП сосредоточилось на производстве неонатального оборудования для выхаживания новорожденных. Его надёжность обеспечивается микропроцессорными системами управления с дублированием жизненно важных функций. Поставки такого оборудования осуществляются в ведущие клиники Москвы, Санкт-Петербурга, Ростова-на-Дону, Саратова, Твери и других российских городов.

Например, была создана термокроватка — для выхаживания в благоприятных температурных условиях ослабленных, маловесных и рожденных с незначительной патологией детей. Она успешно заменяет дорогостоящее реанимационное оборудование. На её основе был разработан термоматрас для компенсации тепловых потерь в первые дни жизни — важнейший элемент ухода и поддержания нормальных физиологических процессов у младенца. Для перемещения младенцев между отделениями внутри клиники или перевозки на специальном транспорте — был создан транспортный инкубатор.

Среди прочего оборудования были разработаны: фототерапевтический облучатель для лечения гипербилирубинемии у новорожденных, аппарат ИВЛ для реанимации после родов/поддержания положительного давления при ослабленном дыхании и смеситель медицинских газов. Предприятия, входящие в НПЦАП, также занимаются производством изделий для ортопедии и стоматологической имплантологии в партнёрстве с другими российскими компаниями.

Будущее немыслимо без сложных проектов

Предприятие постоянно ищет возможности для расширения предлагаемой продукции и в своей собственной ракетно-космической отрасли. НПЦАП сейчас работает в кооперации с другими предприятиями «Роскосмоса» по системам управления для новых ракет-носителей и разгонных блоков (в частности, она разрабатывает СУ КВТК для тяжёлой «Ангары-5М»). Однако дальнейшие перспективы развития Игорь Мальцев связывает уже с созданием систем управления для самих космических аппаратов, — все необходимые элементы и компетенции для этого уже есть.

По этому направлению предприятие ведёт переговоры со всеми головными организациями — «Центром Хруничева», «НПО Лавочкина», РКК «Энергия». В частности, одна из перспективных разработок предприятия — это ВТГ, волновые твердотельные гироскопы для космической и боевой ракетной техники. Уже созданы их опытные образцы, ключевое преимущество перед традиционными гироскопами — точность и технологичность изготовления.

«Да, у нас есть уникальные разработки в области систем управления и гироскопических приборов. Но внедрение инноваций в ракетно-космической отрасли идёт очень тяжело. Для отработки их требуются большие деньги и готовность рисковать, потому что всегда есть вероятность аварии, всегда что-то может пойти не так. Раньше у конструкторов был шанс на ошибку, — теперь нет», — рассказывает в заключении генеральный директор НПЦАП.

Выход он видит в разработке правовых механизмов защиты разработчиков новой ракетно-космической техники, чтобы они не боялись принимать решения и брать на себя ответственность. Плюс восполнение нехватки фундаментальной науки, новых материалов, подходов при разработке принципиально новых изделий.

Игорь Мальцев не устаёт повторять, что больше всего ему интересна разработка систем управления для космических аппаратов. Только решение сложнейших технических задач в освоении космоса способно двигать конструкторскую мысль вперёд, позволяя попутно решать целый спектр задач уже здесь, на Земле.

Интервью взял редактор медиа Pro космос Сергей Мальцев — все совпадения случайны =)

Идеи космических станций волновали воображение фантастов еще в XIX веке. В 1869—1870 годах в журнале «Атлантика» выходил роман Эдварда Хейла «Кирпичная Луна». Именно в этом произведении впервые прозвучала мысль о возможности создания искусственного спутника — околоземной обитаемой станции. «Кирпичной Луной» именовалась огромная станция с экипажем на орбите Земли.

Еще через девять лет Жюль Верн в романе «500 миллионов бегумы» также высказал идею искусственного спутника Земли.

Но первым, кто глубоко проработал тему космического аппарата с экипажем, стал Константин Циолковский. Константин Эдуардович опередил свое время, предположив, что поблизости от Земли будут созданы огромные орбитальные города. Поселения-модули будут со временем состыкованы друг с другом, образуя кольцо на миллионы километров вокруг Солнца.

В 1920 году в Калуге выходит работа К. Э. Циолковского «Вне Земли» — в ней была изложена научная программа работ по подготовке проникновения человека в космос. Циолковский рисует, как ученые создают технический проект ракеты-космического корабля, на котором они совершают полет на околоземной орбите. Именно тогда и был заложен почти современный образ орбитальной станции.

В 1929 году теоретик космонавтики Герман Ноордунг-Поточник (словенский офицер австро-венгерской армии и инженер-электрик) выпустил книгу «Проблема путешествия в мировое пространство». Поточник был одним из самых активных единомышленников Циолковского и предлагал создать на орбите Земли орбитальную обсерваторию для изучения космоса и базу для межпланетных экспедиций.

Отдельно можно отметить и работу советского писателя-фантаста Александра Беляева, опубликованную в журнале «Вокруг света» в 1936 году под названием «Звезда КЭЦ». В романе он продолжил идею орбитальной станции К. Э. Циолковского (легко угадывается, что инициалы К.Э.Ц. стали названием станции). В романе скрупулезно описано создание станции, а также жизнь и работа людей на ней.

Следующим шагом стоит отметить изыскания Вернера фон Брауна. Он размышлял о необходимости строительства на околоземной орбите тороидальной (в форме бублика) космической станции, которая будет непрерывно вращаться для создания искусственной гравитации. Он предлагал как мирное использование станции — в виде заатмосферной обсерватории, так и боевое — в виде космической базы с ядерными ракетами типа «космос-земля».

Но время расставило все на свои места — фантазии и прожектирование закончились. Космическая гонка СССР и США в 1960-е годы привела сначала к созданию лунных программ по обе стороны океана, а на основе «лунных» наработок были созданы и орбитальные станции.

Издание «Pro Космос» специально для Госкорпорации «Роскосмос»: https://www.roscosmos.ru/38214/

За пару дней до окончания эксперимента SIRIUS-21 удалось переправить несколько вопросов Олегу Блинову — командиру миссии. Pro Космос стал первым медиа, которое узнало у командира миссии о сложностях и наоборот радостях 240-суточной изоляции для имитации полёта на Луну. Ранее мы выложили подкаст с полным интервью.

— Часть 1, Про Космос #3: Олег Блинов об эксперименте «SIRIUS-21»

— Часть 2, Про Космос #4: Олег Блинов о карьере в ЦПК и планах после «SIRIUS-21»

А здесь приводим выдержки из него в текстовом виде.

Что такое Sirius-21

SIRIUS-21 — это 240-суточный изоляционный эксперимент, воспроизводящий основные этапы потенциальной межпланетной экспедиции.

Он проводится на территории специально подготовленного комплекса в ИМБП РАН. Эксперимент включает следующие этапы:

— выход за орбиту Земли;

— перелёт до условной планеты (точнее, в данном случае, — Луны) с последующим орбитальным облётом для поиска места приземления;

— планетарная (лунная) высадка экспедиционного модуля для проведения научных исследований;

— пребывание на орбите для выполнения операций по приёму транспортных кораблей и по дистанционному управлению робототехническими средствами для строительства базы;

— возвращение на Землю.

Чем эксперимент SIRIUS-21 привлёк Олега Блинова?

Участием в этом эксперименте Олег смог закрыть гештальт: он хотел слетать в космос и это желание не исчезло, когда он в 2016 году ушёл из отряда космонавтов Роскосмоса. Полученные знания и навыки сделали его идеальным кандидатом на должность командира миссии. Олег, не задумываясь, согласился на эксперимент — он очень и очень этого хотел.

«Этот эксперимент — это возможность, которая даётся человеку, чтобы он смог, не летая в космос, ощутить полёт в космическое пространство. Сымитировать его!» — объясняет Блинов.

Интересно, что в эксперименте моделируются все аспекты длительного полёта: сначала полёт на орбиту, потом перелёт на окололунную станцию, высадка на поверхность Луны, перелёт домой и посадка на Землю имитируются по срокам, материальному обеспечению миссии, задержкам сигнала при связи с ЦУП и т. д.

Конечно, невесомость сложно имитировать. Но для внекорабельной деятельности на Луне даже пониженная гравитация воспроизводилась. В комплексе стояли два специальных тренажёра с тросами и множеством микромоторов, к которым подвязывался космонавт, который надевал VR-шлем. Тросы позволяли воспроизводить прогулку по Луне с низкой гравитацией. Также имитировалось управление пилотируемым луноходом. Участник эксперимента сидел за рулём, а его руки были повязаны к тросам для имитации пониженной гравитации.

«Не согласиться на эксперимент было невозможно!» — описывает Олег Блинов свою реакцию на предложение участвовать от Марка Самуиловича Белаковского.

Белаковский — первый заместитель руководителя и главный менеджер проекта SIRIUS-21, он участвует в организации изоляционных экспериментов более 30 лет.

Помогла ли подготовка в отряде космонавтов?

В первую очередь, навыки Олега Блинова стали причиной для ИМБП РАН предложить ему не просто принять участие в эксперименте, а возглавить команду добровольцев. Работа на Министерство обороны и в ЦПК дали опыт для создания прочных социальных связей между подчинёнными. А также для реакции при нежелательном развитии событий.

«Самое главное — создать прочные деловые и личные связи для работы в команде в течение длительного времени. 8 месяцев — довольно большой срок», — делится Олег главным секретом.

При этом сказался и опыт самостоятельных решений: «Извне никто не поможет, не вмешается в эту ситуацию».

3D-печать и моделирование

Во время изоляционного эксперимента Олег Блинов напечатал новый логотип Роскосмоса со звездой и шестернёй, а ранее создал ракету из мультфильма «Маша и Медведь». Во время эксперимента в его соцсетях несколько раз проскакивали посты про напечатанные на принтере безделушки. Причём по моделям было видно, что опыт 3D-печати у Олега обширный.

Блинов подтвердил, что моделирование и 3D-печать — его давнее хобби. В юности он получил специальность станочника широкого профиля (токарь, фрезеровщик и оператор ЧПУ), что пригодилось для создания трёхмерных моделей на высоком уровне. Не случайно принтер был включён в техническое обеспечение полёта — Олег сам запросил его установку для отработки обеспечения миссии.

Кроме самостоятельных экспериментов, Олегу ставили задачи, связанные с печатью деталей и конструктивов, которые могли заменить в «полёте» вышедшие из строя аналогичные изделия. Потенциально, аддитивные технологии выручат в нештатных ситуациях и позволят не везти большой запас комплектующих.

3D-печать на орбите

На МКС с помощью грузовика «Прогресс МС-20» был доставлен 3D-принтер, разработанный РКК «Энергия» совместно с Томским политехническим университетом и Томским государственным университетом. С его помощью будет тестироваться возможность печати вышедших из строя деталей прямо в космосе. Учитывая опыт Олега во время эксперимента «SIRIUS-21», мы поинтересовались его отношением и мыслям по этому поводу.

«У нас сейчас повсеместно [в космических полётах, прим. ред.] используется универсальное средство — скотч. Но, если идти более основательно, то, создав деталь сложной формы [с помощью моделирования и аддитивных технологий, прим. ред.], можно зафиксировать этот же блок на рабочем месте более надёжно», — рассказал Олег об удобствах при проведении экспериментов на орбите.

Олег считает этот эксперимент с 3D-принтером РКК «Энергии» очень интересным — в первую очередь с позиции наблюдения за сохранением прочностных характеристик в условиях микрогравитации. Методы печати деталей на Земле и в космосе очень отличаются — в первую очередь из-за [почти] отсутствия силы тяготения нашей планеты. Он ждал начала экспериментов по аддитивным технологиям на МКС, и после завершения «SIRIUS-21» будет пристально следить за всеми отчётами по работе космонавтов с принтером. Оказалось, что и космонавты на орбите пристально следили за работой Олега в «SIRIUS-21» — интерес обоюдный.

Печать необходимых материалов без ожидания очередного грузовика с Земли значительно ускорит как ремонт, так и выполнение научной программы на орбите и на небесных телах. Банально — можно напечатать маленькую недостающую деталь и продолжить работать, вместо того, чтобы забросить работу из-за малюсенькой поломки, поглядывать на часы и ждать грузовик три месяца.

Бунт на корабле

Понимая, что нелегко 8 месяцев провести с одними и теми же люди в замкнутом пространстве, Pro космос поинтересовался про конфликты во время эксперимента.

Олег уточнил, что в любом социуме возникают взаимодействия разного плана — люди, находящиеся в малой группе, пытаются найти свою комфортную зону пребывания. В том числе и начинают отстаивать свои права и границы. Но, когда происходит пересечение интересов, то возникают дискуссии — пока ещё не конфликты.

«Когда у нас были большие противоречия, мы находили возможность и силы договариваться. Бороться с тем, что ты не можешь поменять — бессмысленно! Это слишком большие усилия, которые надо приложить. А они могут быть кровавыми и бесполезными», — выразил своё мнение Олег.

Когда группа находится 24/7 в тесном взаимодействии, то происходит ещё и каждодневная рутина. А при разном происхождении, люди могут совершенно по-разному, реагировать на рядовые, так и из ряда вон выходящие события. Самое главное то, что экипаж изначально подбирали для минимизации конфликтных ситуаций, следили за способностью договариваться и взаимодействовать.

Костюмы на память

Мы обратили внимание на футуристичные комбинезоны, которые выдали экипажу «SIRIUS-21».

Олег считает дизайн своего костюма очень красивым. Расцветку выбрал Марк Самуилович Белаковский в честь скафандра СК-1 Юрия Гагарина. Оранжевый цвет подчеркнул преемственность — в год начала эксперимента (2021) как раз было празднование 60-летней годовщины полёта первого человека в космос.

«Конечно, я рассчитываю, что Институт медико-биологических проблем примет решение о том, чтобы вот это специальное снаряжение передать нам в личное пользование для проведения встреч, связанных с популяризацией науки, техники и отечественной и мировой космонавтики», — помечтал Олег.

Деревянная «космическая» станция

Внутренняя отделка Научно-экспериментального комплекса привычна глазу русскому человеку, но вызывает непонимание у иностранцев. Материал обшивки очень похож на вагонку. У нашей редакцией сразу появились приятные ассоциации с дачей, но как же со стремлением уменьшить количество воспламеняющихся материалов в космосе? Ведь внутри корабля не должно быть горючих веществ.

Олег объяснил, что при строительстве космических объектов будут применяться «правильные» материалы. Но на станции в ИМБП стены действительно обшиты деревом. Из-за того, что в экспериментальном комплексе создаётся собственная атмосфера, то в чистом эксперименте стоит исключить испарения синтетических материалов. Дерево для этого подходит как нельзя лучше.

«Стоит учесть, что внутри модулей предприняты все меры противопожарной безопасности. Вся проводка, например, находится вне внутреннего пространства», — успокоил нас Олег.

Что интересно — участники эксперимента по-разному восприняли внутреннюю обшивку модулей. Космонавт из ОАЭ первое время ловил диссонанс, ощущая себя в сауне. А американцы никогда не видели в дизайне неокрашенного дерева — для них вагонка на первых порах казалась дикостью.

Экспериментальный комплекс как прототип межпланетного корабля

Изучая документацию к SIRIUS-21 и предыдущим экспериментам, Pro космос обратил внимание, что «станция» для эксперимента напоминает по компоновке станцию «Мир» и российский сегмент МКС. Может «Салюты» и ТКС станут прототипами межпланетных кораблей в дальнейших лунных и марсианских миссиях?

Олег Блинов, посмеиваясь, напомнил: самый удобный и надёжный объект, который может держать давление, — это сфера. Но в шаре жить неудобно, потому в российской (и не только) космонавтике используются цилиндры разного радиуса при построении орбитальных и наземных станций.

«Такие цилиндрические формы позволяют зонировать пространство. Организовать и жилое пространство, и зону для приёма пищи, и зону хранения, а также зону отдыха и пространство для выполнения научных экспериментов», — рассказал Олег. Он считает, что такой подход будет в дальнейшем применён при построении постоянно обитаемых лунных баз — для этого эксперимент и проводится

Учитывая, что строительство этого комплекса началось в 70-е годы для программы подготовки полёта на Марс, то взяли за основу компоновку «Салютов». Об этом свидетельствуют старые экспериментальные установки для имитации выхода в открытый космос. При этом, сам комплекс модернизируется раз в несколько лет.

Всего в комплексе пять модулей:

1. Модуль ЭУ-50 общим объёмом 50 м3 предназначен для имитации спускаемого аппарата с расчетом пребывания в нем 4 членов экипажа в течение 2—3 месяцев;

2. Модуль ЭУ-100 общим объёмом 100 м3 предназначен для проведения медицинских и психологических экспериментов;

3. Модуль ЭУ-150 общим объёмом 150 м3 предназначен для размещения и обитания 6 членов экипажа;

4. Модуль ЭУ-250 общим объёмом 250 м3 предназначен для хранения продовольственных запасов, размещения экспериментальной оранжереи, одноразовой посуды, одежды и прочего;

5. Модуль «Имитатор поверхности планеты» общим объёмом 1200 м3 предназначен для имитации поверхности планеты.

Олег уверен, что все наработки по программам «Салют», «Алмаз», «Мир» и МКС, и по программе исследований ИМБП, будут применены при последующем строительстве лунных баз на Южном полюсе Луны. А ИМБП РАН уже объявил набор на следующий изоляционный эксперимент, попасть в который может попытаться каждый участник.

Ссылка на Олега Блинова ВК

Часть фотографий были предоставлены Игорем Емельяненко, который снял для Олега фильм о проекте SIRIUS-21

Ещё 2200 лет назад древнегреческие астрономы смогли довольно точно определить расстояние до спутника Земли. Они решили геометрическую задачу, зная диаметр нашей планеты и учитывая угловые размеры Солнца, Луны и тени Земли во время лунного затмения.

Более 300 лет назад астроном Джованни Кассини использовал параллакс для измерения расстояния до небесных объектов. Если вы посмотрите на Луну из разных точек на Земле, то увидите её под разным углом. Измеряем расстояние между точками наблюдения объекта, углы зрения и решаем задачу о нахождении высоты треугольника это будет расстояние до объекта. Главная сложность — получить нужную точность измерений.

Ситуация с точностью существенно улучшилась с появлением радиолокации в середине XX века. Радиоволны распространяются со скоростью света. Засекая время, через которое возвращается посланный к Луне сигнал, удалось измерить расстояние до спутника Земли с точностью в нескольких км.

Самым точным методом оказалась лазерная локация. На оставленной с 1960-х гг. на Луне космической технике было установлено несколько массивов световозвращателей (уголковых отражателей): на наших двух «Луноходах» и в ходе американских миссий «Аполлон» −11, −14 и −15. С Земли лазер направляется на световозвращатели на Луне, а отражённый луч принимается телескопом и засекается время с момента включения лазера.

На данный момент удалось достичь точности определения расстояния до Луны в 2–3 см. Среднее расстояние — 384 399 км (орбита Луны эллиптическая). Удалось даже выяснить, что Луна постепенно отдаляется от Земли примерно на 38 мм в год под влиянием приливных сил.

Уголковые отражатели будут установлены и на российской автоматической межпланетной станции «Луна-25», старт которой намечен в этом году. Планируется, что она первой осуществит посадку в районе Южного полюса. Это позволит уточнить динамику движения Луны и упростит построение траекторий для будущих миссий в этот район.

ProКосмос специально для Госкорпорации «Роскосмос»: https://www.roscosmos.ru/37782/