Руските планове за изследването на Космоса през 2022 година

За 2022 година е планирано изстрелването на спускаем апарат на руско-европейската мисия ЕкзоМарс. Това обявява директорът на Института за космически изследвания на Руската академия на науките – нейният член-кореспондент Анатолий Петрукович. Ето какви други планове имат от Института му.

 

При мисията „ЕкзоМарс“ целта е на Червената планета да се търсят източници на метан и евентуално някакви форми на живот. Освен това върви подготовката за старт на руската мисия „Луна-25“. За първи път земен апарат ще кацне в онези райони на естествения спътник на Земята, където има вода. Ученият обяснява и защо Русия подготвя мегагрупировката спътници „Сфера“ и изказва предположение за бъдещето на сътрудничеството на страните по линията на Международната космическа станция.

Анатолий Петрукович.

На въпроса какви важни събития в руската космонавтика са набелязани за 2022 година и кои проекти заслужават особено внимание Анатолий Петрукович отговаря:

 – На първо място, разбира се, очакваме изстрелването на спускаем апарат на Марс в рамките на втория етап на европейско-руския проект „ЕкзоМарс“. Апаратът ще бъде снабден и с руски уреди, и с европейски роувър–марсоход.

Освен това в Русия приблизително от средата на лятото на 2022 година се планира изстрелването на спускаемия апарат „Луна-25. Апаратът за първи път в световната практика трябва да осъществи кацане в субполярната зона на Луната, която сега представлява най-голям интерес, защото силно се различава от районите около екватора, където кацаха преди повече от 40 години и съветските лунни мисии, и американските Аполо.

Още един научен проект, чийто старт също е планиран за края на 2022 година, е предназначен за наблюдение на горните слоеве на атмосферата и се нарича Йоносфера.

Йоносферата е горната плазмена част на атмосферата на височина над 100 км. Именно в тези слоеве възниква полярното сияние.

Проектът „ЕкзоМарс“ и какви данни ще бъдат събрани в резултат от мисията

ЕкзоМарс.

– Марс по традиция е в центъра на вниманието на всички страни, на всички космически агенции. На него вече са изпращани марсоходи, сега на повърхността му има два американски роувъра и един китайски. А на орбита около Марс сега има цели осем работещи космически апарати, като руски уреди има и на европейските, и на американските апарати, включително на марсохода.

Названието „ЕкзоМарс“ не е избрано случайно. „Екзо“ препраща към извънземен живот (от „екзобиология“). Сигурно всички са прочели в различни медии новината, че на Марс има вода под формата на лед и метан. Ако с водата всичко е ясно – когато на планетата има лед, в атмосферата ще има вода, то с метана ситуацията е по-интересна. Той бързо се разлага под действието на слънчевата светлина, затова, за да има в атмосферата каквото и да било количество метан, той трябва да идва от някакъв източник на повърхността на планетата. Обикновено, на Земята, това са или вулканите (но на Марс не виждаме вулкани), или някакви примитивни бактерии. Това е най-голямата интрига на Марс. Въпреки че количеството метан в неговата атмосфера е нищожно малко в сравнение с атмосферата на Земята, самият факт – на макар и епизодичното му присъствие – дава надежда, че ще бъдат открити някакви следи от живот.

След около 10 години трябва да стартира голям международен проект за доставянето на почва от Марс. Сега е важно да бъде избран правилно районът, откъдето да се вземе. Трябва да се намери място за кацане на бъдещия апарат и с това сега се занимават всички страни.

„ЕкзоМарс“ е много сериозен интеграционен проект на „Роскосмос“ и Европейската космическа агенция. Първият му етап беше мисията „ЕкзоМарс-2016“, в който Русия участва с научна апаратура и наземни антени за приемане на информация. Сега се готвим за втория етап – мисията „ЕкзоМарс-2022“. Спускаемия апарат – „желязото“ – го прави Русия, електронните устройства за управление – Европа; по-голямата част от научната апаратура я прави Русия, отчасти – Европа. Марсоходът е европейски, но в него има и руска апаратура. Проектът е безпрецедентен по равнището на техническото сътрудничество.

Ако се осъществи успешно, това ще положи основите на по-нататъшно много ефективно международно взаимодействие. Сега апаратът преминава последните подготвителни етапи в Европа, всичко вече е практически сглобено. Руски специалисти, включително инженери от Института за космически изследвания на РАН, ходят в Европа, работят в европейските космически центрове.

Международното коопериране в космонавтиката е факт – въпреки политическите противоречия между страните

Спектр-РГ.Международното коопериране е ключов фактор за успеха в науката. Практически всички космически научни проекти са в една или друга степен международни. Например на руския спътник „Спектр-РГ“ единият от двата телескопа е германски. Сътрудничеството позволява обединяване на уникални компетенции на различни страни. Нито една страна не може самостоятелно да проведе целия спектър изследвания в Космоса.

Руският лунен проект

Луна-9.

През 1960 – 1970-е години САЩ и СССР участват в „лунната надпревара“. Първият полет до Луната е през 1959 година, макар че меко кацане е осъществено едва през 1966 година – от съветската станция „Луна-9“. Включват се и американците, за които изпращането на човек на Луната е въпрос на възстановяване на престижа.

Някъде в средата на 1970-е години обаче програмите са прекратени, защото са доста скъпи, а научният и политическият „каймак“ вече е обран. Луната е представяна като объл камък, „остърган“ от слънчевата радиация за милиардите години на съществуването си – там сякаш няма нищо повече за търсене.

Но от 2000-те интересът към Луната се възражда. Отначало към нея са изпратени орбитални разузнавателни спътници, които можаха по-детайлно да изучат състава на повърхността. Руски апарати там ням, но се използват руски устройства. Установяват се много интересни факти – открити са места с повишено съдържание на вода под формата на лед. Разбира се, той се намира под слой почва, защото от повърхността на Луната и ледът, и водата мигновено биха се изпарили в Космоса.

Най-вероятно водата се оказава на Луната в резултат от сблъсъци с комети, а кометите са преносител на примитивна органична материя в Слънчевата система. Комети са падали на Луната в продължение на милиарди години, и тя през всичките тези милиарди години като гъба е попивала историята на Слънчевата система. Много е интересно да се бръкне надълбоко в този лед, разположен под повърхността, да се намерят някакви признаци на примитивните вещества, които са били разпространени през първите етапи на формирането на Слънчевата система.

На Земята е напълно невъзможно да се намери място, което да е по-старо от миллиард години. Всичко се е променяло в резултат от движението на тектоничните плочи, от наводненията, изветрянето… А Луната е като архив на Слънчевата система, там всичко е запазено в непроменен вид.

Може да се каже, че сега е започнала втора лунна надпревара, макар и не толкова политизирана като първата. Сега в света се подготвят множество проекти, свързани с Луната. И в тази област Русия е сред лидерите. На първо място, руснаците са едни от първите, които заявяват, че трябва да се лети именно там, където има вода. И в продължение на пет години обясняват защо това е правилно. Сега вече очевидно всички смятат така.

Вода има в полярните области на Луната, обаче там не са много добри условията за кацане на апарата в сравнение с местата на „Аполо“ и съветските „Луни“. Там релефът е планински, плюс това и Земята, и Слънцето са ниско над хоризонта. Ако сте кацнали, условно казано, зад някакво хълмче, не виждате нито Земята, нито Слънцето. „Луна-25“ е изцяло руски проект и апаратът вече се изпитва в „Лавочкин“. Надеждите са, че след няколко месеца ще отлети. Плановете са да кацне не съвсем до южния полюс, но много пó на юг, отколкото досега – приблизително на 70-ия градус, в зона, където според предварителната прогноза има известно количество вода. Засега това ще бъде първото кацане толкова близо до полюс.

Руският проект „Сфера“ и предвидените в него спътникови групировки

„Сфера“ е спътникова мегагрупировка. Проектът включва извеждането на стотици спътници за съвсем различни цели: комуникация, интернет, наблюдения на Земята в различни диапазони.

Проектът не е уникален. Например Илон Мъск, за когото непрекъснато се говори, извежда сега едва ли не 11 хиляди спътника. Но реализацията му ще позволи интернетът по цялото земно кълбо да бъде като например в Москва. Извън пределите на градовете това е невъзможно да се постигне с клетъчни антени, ако става дума за отдалечени местности, Арктика и т. н. Технически спътникова връзка съществува и сега, но струва скъпо. Така че главната задача е тя да се направи достъпна за обикновения потребител.

Има и втора задача. Сега от Космоса се осъществява детайлно заснемане на Земята, но ако големите градове ги снимат често, то селските местности, природните обекти – в най-добрия случай са заснемани веднъж годишно. А и големите градове също може да бъдат снимани по-често – например, за да заместят част от уличните камери със сателитно заснемане.

Възможност горските пожари да се следят оперативно от Космоса

Горският пожар е значително по-лесен за проследяване, защото това е ярко, горящо петно дори и ако зоната на пожара е много малка. В инфрачервена светлина той ще бъде добре видим от Космоса. Макар че в Русия само един специализиран спътник следи пожарите, компютърната информационна система, разработена от ИКИ на РАН по поръчка на „Роселхоз“, приема всички достъпни данни от Космоса, и картите се обновяват 10-15 пъти в денонощие, включително за сметка на спътниците на други страни, които споделят информация.

Може да се каже, че втората задача на „Сферата“ и задграничните ѝ аналози е превръщането на спътниковата снимка в предмет за всекидневно ползване. Това може да реши множество практически задачи.

Освен това от гледна точка на технологията е много важно да се научим да произвеждаме годишно не един-два спътника, а 100. Това е фундаменталната задача на програмата „Сфера“. Спътниците трябва да бъдат достатъчно прости и евтини, необходими са също така приемателни станции. За да заработи поточна линия за производство на спътници, трябва да се преустрои целият отрасъл.

Програмата е много важна, тя ще осигури качествен пробив в космонавтиката. За Русия това е особено актуално, защото руснаците са донякъде „заседнали“ в съветската космонавтика и по много показатели все не успяват да се измъкнат от нейните парадигми.

 Ядреният буксир Зевс

Зевс.

Първият му полет е планиран за 2030 г., а през 2021 г. публично бе представен макет на апарата. Сега НАСА поема в сходна посока – миналата година агенцията пристъпи към избор на проекти за създаване на ядрен двигател за Космоса.

Ядрени реактори са летели в Космоса още на борда на съветските апарати в ролята на батерии за захранване на устройствата. Същевременно основните опасения винаги са били свързани с възможността апаратът да падне на Земята и да последва радиоактивно замърсяване.

Превръщането на реактора именно в „двигател“ е трудна задача. Конвенционалните химически ракетни двигатели създават реактивен поток като изгарят гориво. В така наречените електрореактивни двигатели електрическите полета създават поток от тежък йонизиран газ, например ксенон. А на необходимостта от получаването на голямо количество електроенергия за такъв двигател може да отговори ядрен реактор.

Ядреният реактор обаче дава само топлинна енергия, тя трябва да бъде преобразувана поне в електрическа. В атомните електроцентрали това става чрез нагряване на водата, която върти турбината. Подобна конструкция е твърде нетривиална за Космоса, където инсталацията трябва да работи десетки години във вакуум. Изискванията към космическата техника са коренно различни от изискванията към земната. Затова създаването на такъв реално функциониращ механизъм е много трудна задача. Всъщност това сега се прави в рамките на проекта „Зевс“. Засега работим върху решаването на задачата.

Многократната ракета Крило-СВ

За края на 2023 г. е насрочено изпитването на прототипа на крилатата степен на многократната ракета „Крило-СВ“. За нея вече е известно, че ще каца като самолетите, а не вертикално като ракетите на компанията Space X. Предимството на този подход е следният: сега ракетата представлява огромно количество гориво, двигатели, и само отгоре на върха малка главичка–спътник. Ако ракетата ще трябва да се върне на Земята, известно количество гориво ще трябва да се запази за кацането и тя трябва да бъде снабдена с „крака“. Това е допълнително тегло, то се изважда от теглото на спътника. И веднага ще падне ефективността на изстрелването, а стойността на превоза на килограм полезен товар се увеличава. Това е чиста икономика. Този подход може да бъде търговски ефективен, ако започнем да изстрелваме десетки, стотици ракети.

Сега има многократна ракета, произведена от компанията на Илон Мъск. Наистина, някои от степените са летели вече по 10 пъти, проектът изглежда много красиво, но той засега не е споменавал за икономическа ефективност.

Ракетите на Мъск кацат вертикално – това е единият начин. Другият – ако на степента на ракетата е поставено малко крило и я приземяват в хоризонтален полет. Но тук възникват други проблеми – трябва да се монтира още един специален двигател, ракетният в случая няма да може да се използва. Засега е трудно да се каже кой начин е по-добър. Като се има предвид, че ние осъществяваме изстрелването от полигона „Восточний“, където местността е доста дива, планинска, самолетният вариант може да е по-подходящ.

Плановете на Роскосмоскъм 2025 г. да изгради руска орбитална станция и да прекрати експлоатацията на МКС

Ясно е, че Международната космическа станция, както всеки друг технически обект, има свой краен срок на функциониране и в това отношение нищо не може да се направи. Но международното сътрудничество не свършва с прекратяването на използването на станцията. Защото МКС е не само стени и устройства, но и цяла система от международни договори за взаимодействие в Космоса. Има общи стандарти и дори обща условна валута за взаимни разплащания в рамките на съвместни проекти. Това е сложната инфраструктура на взаимодействието в Космоса, която ще си остана такава.

Сега в рамките на тази система американците и европейците строят лунна станция, която трябва да заработи след три години. Тя е десет пъти по-малка от МКС, разполага само с един жилищен и един технически блок. Това, разбира се, не е пълноценна замяна на МКС. Китайците също са извели своя станция, конструктивно подобна на „Мир“. Сега например се обсъжда въпросът за стандартите, за да може, условно казано, руски кораб да се скачи с американска станция и обратно. Необходима е взаимозаменяемост, за да може в случай на катастрофа да могат да си помогнат един на друг.

Опитът на МКС не трябва да бъде изгубен. Мисля, че сега новата концепция е в стадий на узряване. Може би на смяна на МКС ще дойде разпръсната конструкция от множество станции, които ще си взаимодействат помежду си.

Сега не сме съвсем наясно как ще изглежда пилотираният космос след 20 години. Дали само ще возим туристи? Дали ще летим – на Марс, на Луната – или, условно казано, ще се срещаме с извънземни на орбита около Земята. Или може би ще се наложи да се защитаваме от някой астероид.

Но ако, да речем, ни се появи някаква свръхзадача за решване, тогава отново всички страни ще се съберат и ще имаме нова международна пилотирана космическа програма. Главното е технически да бъдем готови.

Руско-испанският телескоп Спектр-УФ“, наричан още аналог на телескопа Хъбъл

Спектр-УФ.

Спектр-УФе телескоп, работещ в ултравиолетовия дипазон на дължината на вълната. Това все още не е рентгеново излъчване, но с просто око вече не го виждаме. Но на ултравиолетова светлина добре светят планетарните атмосфери. На видима светлина звездата напълно затъмнява планетата. А на ултравиолетова светлина планетата ще изглежда много по-ярка, защото в този диапазон свети водородът, така наречената водородна корона, каквато имат например Земята и всички други планети. Затова на ултравиолетова светлина ще бъде по-лесно да се видят екзопланети. Освен това най-интересните звезди, които бързо се взривяват, са най-горещите и най-ярките, те добре се виждат на ултравиолетова светлина дори и в други галактики.Това са така наречените сини или бели свръхгиганти, по тях може да се съди за историята и типа на галактиката.

„Спектр-УФ“ наистина прилича на „Хъбъл“, макар че диапазонът е по-различен. А и вече се използват технологии не от 1980-те, а от 2010 – 2020-те години. Руският институт за космически изследвания също участва в този проект и го очаква с нетърпение.

Най-общо казано, в Русия имат голяма научна космическа програма, която включва 20 проекта. В близките години това са изстрелването на апаратите „Луна-25“, „Йоносфера“, „ЕкзоМарс“. Сега разполагат с рентгеновата лаборатория „Спектр-РГ“ с два телескопа, а до 2025 планират да изведат в орбита спътника „Бион“ с биологични експерименти. Още два апарата  ще бъдат изпратени на Луната – орбитален и спускаем. Планира се и изстрелването на спътника „Резонанс“ за изследване на влиянието на Слънцето върху магнитното поле на Земята.