Быстрее, выше, дальше: три направления конкуренции между космическими державами

Содержание:

• Столпотворение на орбите
• Что придет на смену МКС
• Долгий путь к Луне
• За пределы Галактики
• Вместе и врозь

Столпотворение на орбите

Директор Института космических исследований (ИКИ) РАН Анатолий Петрукович в беседе с «Профилем» обозначил три ключевых направления, в которых, по его мнению, будут наиболее заметны прорывы и где развернется основная конкуренция. Первое из них – околоземная орбита. Она всегда была приоритетом для космонавтики, но в последние годы, с удешевлением космических запусков и развитием технологий малых спутников и сверхкрупных группировок (сотни и даже тысячи аппаратов), интерес обострился. В этой сфере сейчас идет серьезная борьба.

Пять лет назад компания SpaceX начала партиями выводить на орбиту низкоорбитальные спутники Starlink для обеспечения интернета по всему миру. Сейчас их уже более полутора тысяч. Британская OneWeb после череды сложностей приступила к запуску аналогичных аппаратов. Вот-вот к ним присоединится Amazon с проектом спутникового интернета Kuiper. В России эту роль будут выполнять аппараты «Марафон», которые войдут в систему «Сфера». Китай, по последним сообщениям, и вовсе планирует нарастить количество своих спутников на орбите до 26 тысяч, очевидно, будут там и низкоорбитальные системы связи.

Ступени в небо: как российская космонавтика планирует вернуть лидирующие позиции

«Подобные спутники – это и вызов, и достижение, которое позволяет стране, владеющей технологией, выйти на новый уровень, – объясняет Анатолий Петрукович. – В том числе в смысле безопасности, ведь такие аппараты дадут возможность получать независимую информацию из любой точки мира и обеспечивать связь. Такая же гонка идет за обеспечение оперативной высокодетальной съемки любого региона Земли из космоса, чтобы точно знать, что там происходит».

Можно поспекулировать на тему спутников двойного и военного назначения, но едва ли здесь получится добиться объективной картины. Одно понятно: наличие на орбите массы аппаратов различного назначения для любой страны будет критически важным.

Но, как водится, у этой медали есть и оборотная сторона. С учетом стремительно растущего числа спутников на орбите скоро остро встанет вопрос ее очистки от отработавших свой срок службы аппаратов. Уже сейчас он поднимается в связи с недавним падением на жилой дом в США фрагмента мусора с МКС, который почему-то не сгорел в атмосфере. В разных странах прорабатываются схемы ручного сведения с орбиты спутников, которые по каким-то причинам не были утилизированы ранее.

Швейцарская ClearSpace, например, разрабатывает устройство, которое будет захватывать обломки и вводить их в атмосферу в безопасных районах, где они сгорят либо будут утоплены в океане. А японская Astroscale Japan прямо сейчас проводит миссию ADRAS-J по сближению и сбору навигационных данных об одном из крупных обломков – верхней ступени запущенной 15 лет назад ракеты. Тесты будут проходить до конца мая и позволят настроить процесс утилизации космического мусора в будущем.

Что придет на смену МКС

Несмотря на неоднократное продление работы Международной космической станции, в обозримом будущем срок ее эксплуатации все же закончится. Наша страна планирует выйти из проекта в 2028 году и сфокусироваться на построении Российской орбитальной станции (РОС). США же рассчитывают пользоваться МКС до 2030-го. Параллельно NASA, а точнее, ряд космических компаний в интересах агентства разрабатывают три независимых орбитальных проекта, которые должны будут заменить МКС для США и Европы.

В частности, компания Axiom Space планирует пристыковать к международной станции несколько собственных модулей. Перед окончанием работы МКС и ее сведением с орбиты (ориентировочно в 2030–2031 годах) модули отделятся и продолжат самостоятельную работу в космосе. На создание первого жилого сегмента, который должен быть отправлен уже через два года, NASA ассигновало $140 млн.

Параллельно агентство выделяет $172 млн корпорациям Blue Origin и Sierra Space, которые строят станцию «Орбитальный риф» (Orbital Reef Station). В конце марта разработка прошла ряд ключевых тестов NASA, которые подтвердили, что станция сможет поддерживать жизнь астронавтов в космосе (в частности, снабжать их переработанным воздухом и водой). Эту конструкцию планируется отправлять на орбиту в 2027-м без привязки к МКС.

Виктор Добровольский: "На рационах для космонавтов мы не экономим"

Наконец, Voyager Space совместно с авиастроительными компаниями из Франции и США – Airbus и Northrop – разрабатывает проект «Звездная лаборатория» (Starlab), на который NASA выделило $160 млн. Станцию планируется отправить на орбиту в 2028 году, причем в январе стало известно, что, в отличие от аналогичных миссий, она будет запущена целиком за один раз. Для этого компании подписали контракт со SpaceX, которая сейчас проводит летные испытания сверхтяжелой ракеты Starship – ее объема как раз хватит на то, чтобы вместить в себя 8-метровую в диаметре Starlab.

Китай, в свою очередь, к МКС и вовсе никак не привязан. Тайконавты на международной базе никогда не бывали и вот уже почти три года работают на собственной станции «Тяньгун». Сейчас она состоит из трех модулей весом примерно по 22 тонны каждый (для сравнения: МКС в текущей конфигурации весит более 400 тонн). В планах у Китайской академии космических технологий (CAST) расширить «Тяньгун» до шести модулей и довести вес до 180 тонн, новые запуски должны начаться в следующем году.

Возвращаемые ракеты

Одна из причин, почему космос становится доступнее, – многоразовые ракеты-носители. Если раньше вывести на низкую околоземную орбиту 1 кг груза стоило десятки тысяч долларов (для «Союза-2» это, например, $20–30 тыс.), то теперь Falcon 9, принадлежащие SpaceX, делают это менее чем за $3 тыс. С коммерческим запуском системы Starship стоимость упадет еще на порядок и может составить несколько сотен или даже десятков долларов за 1 кг.

Пока отработанная технология многоразовых носителей есть только у семейства Falcon (9 и Heavy). В апреле одна из таких ракет совершила рекордный, 20-й полет. В свою очередь, Starship должен стать полностью возвращаемым летательным аппаратом: третий тестовый запуск в марте приблизил возможность посадки обеих частей – самого корабля и ракеты-носителя.

Помимо SpaceX и российского «Амур-СПГ» концепцию возвращаемых аппаратов активно разрабатывают в Китае. В середине апреля были проведены испытания двигателей для таких ракет, также прорабатывается схема «ловли» вернувшихся ступеней с помощью тросов на барже в море.

Долгий путь к Луне

Вторым ключевым приоритетом в мировой космонавтике Анатолий Петрукович называет освоение Луны. «Сейчас в этом направлении реализуется 4–5 проектов в год – существенно больше того, что было в первые два десятилетия этого века. Стоит задача возродить лунные технологии, которые были во многом утеряны после 1960–1970-х, и научиться садиться в любую точку Луны», – рассказывает эксперт.

Покорить спутник Земли стремятся практически все державы, имеющие отношение к космосу. И если в ХХ веке это было соревнование СССР и США, то сегодня все активнее в повестке присутствуют страны Азии. В 2021 году стало известно о совместном российско-китайском проекте по освоению Луны – без международного партнерства решение сложных перспективных задач, таких как создание лунной колонии, почти невозможно.

За последний год мягко посадить на Луну свои исследовательские модули удалось Индии (миссия «Чандраян-3» в августе 2023-го) и Японии (SLIM в январе 2024-го). Правда, из-за неисправности двигателя японский аппарат умудрился прилуниться вверх ногами, что не помешало агентству JAXA включить основные его системы. Совсем скоро, в мае, новую миссию на Луну «Чанъэ-6» планирует запустить Китай. Также недавно стала известна ориентировочная дата, когда Поднебесная рассчитывает отправить туда человека, – 2029 год.

Пока NASA пытается доработать «Артемиду», чтобы доставить на спутник Земли астронавтов, все заметнее становится деятельность частных космических компаний США. Сразу две из них в 2024-м сделали попытку посадить свои аппараты на Луну. У Astrobotic Technology в январе это не получилось: аппарат разбился о поверхность. А вот стартап Intuitive Machines в феврале все же сумел мягко прилуниться.

Удивительное вероятное: какие технологические и научные открытия нас ждут в 2024 году

Что касается государственной программы США, то пока планы выглядят так: 2025 год – пилотируемый облет Луны, 2026-й – высадка. Некоторые эксперты утверждают, что последнее невозможно, поскольку новый скафандр для астронавтов к тому времени готов не будет. Но, согласно последним данным, ответственная за разработку скафандра компания Axiom Space успешно проводит испытания в Хьюстоне.

Представители других стран также проявили заинтересованность в американской лунной программе. В декабре 2023-го стало известно, что космический центр Объединенных Арабских Эмиратов ведет переговоры с NASA об участии их астронавта в миссиях «Артемида». А в апреле этого года американское агентство подписало соглашение с Японией об участии двух астронавтов из этой страны в будущих миссиях. За это Япония предоставит NASA ровер, который полетит на Луну в начале 2030-х, предположительно в рамках миссии «Артемида-7».

«Идет гонка за резервирование мест на Луне на будущее, – объясняет столь высокий интерес Анатолий Петрукович. – Сейчас есть определенная, в хорошем смысле, мода на полярные регионы Луны, а там гораздо меньше возможностей для посадки из-за гористой местности. И кто первый сядет в какую-то точку, тот и займет место для следующих миссий». Гонка нацелена на то, чтобы разместить хотя бы прототип лунной базы и таким образом в перспективе обеспечить возможность высаживать туда своих космонавтов и проводить исследования, уточняет эксперт.

Космические частники

Частный сегмент глобального космического сектора вырастет с $761 млн в 2022 году до $1,6 млрд в 2029-м. Такой прогноз дают аналитики Market Reports World. Директор ИКИ РАН Анатолий Петрукович подтверждает, что освоение космоса движется в сторону коммерциализации: «Это правильный, но очень непростой путь. Это долгосрочные рискованные вложения, и далеко не всегда понятно, как все сложится условно через пять лет разработки. Да, есть госконтракты, но выйти на рынок и продавать космический снимок за условные сто рублей и сделать на этом бизнес невозможно».

С другой стороны, говорит он, государственным космическим корпорациям бывает выгодно отдавать частному бизнесу решение более простых задач, таких, например, как производство малых спутников, малых ракет. Это позволяет самим госкомпаниям сосредоточиться на разработке сложных прорывных проектов.

За пределы Галактики

Наконец, третьим после орбитальных проектов и лунных программ направлением, в котором страны соревнуются между собой, Анатолий Петрукович называет науку. «Идет конкуренция за новые идеи, проекты. Сейчас – за то, кто первый с Марса грунт привезет. Китайцы и американцы планируют этот этап на начало 2030-х, – уточняет эксперт. – Также идет соперничество по количеству запущенных в космос телескопов, числу открытых экзопланет (то есть планет, потенциально пригодных для жизни) и по многим другим направлениям, в том числе связанным с наблюдениями за Солнцем».

Космические агентства действительно ведут активную подготовку к доставке образцов марсианского грунта. Представитель NASA в середине апреля заявил, что ранее названный срок – 2040 год – недопустим, и попросил научное сообщество принять участие в поиске более быстрых решений. Учитывая, что Китай после успеха с доставкой на Землю нескольких килограммов лунной пыли в 2020 году нацелился и на Марс (эту миссию страна хочет реализовать не далее чем в 2030-м), спешка США неудивительна.

Япония тоже смотрит в сторону Марса, но ее интересуют спутники – Фобос и Деймос. Сейчас JAXA совместно с космическими агентствами Франции и Германии готовит миссию Martian Moons eXploration (MMX). Планируется один или два раза посадить аппарат на поверхность Фобоса, собрать несколько граммов пыли с поверхности и доставить их на Землю. Миссия должна стартовать в 2026 году, а завершиться – в 2031-м.

Небесная история: какие тайны хранят астероиды

Нельзя не упомянуть и другие научные проекты по изучению космоса. Американский зонд Solar Parker приблизился к Солнцу на рекордно близкое расстояние, а межпланетная автоматическая станция New Horizons, сделав снимки Плутона, отправилась за пределы Солнечной системы. Китай планирует в течение года запустить телескоп «Сюньтянь», который будет летать рядом с орбитальной станцией «Тяньгун». Новые космические разработки помимо Японии и Индии появляются у Израиля, ОАЭ.

Среди отечественных проектов стоит выделить телескоп ART-XC в космической обсерватории «Спектр-РГ» (запущена в 2019-м). Сегодня это единственный действующий российский аппарат за пределами орбиты Земли. После пересмотра научной программы в 2022–2023 годах он продолжает наблюдения за нашей Галактикой в жестком рентгеновском излучении и формирует карту звездного неба в наиболее высоком для этого диапазона разрешении.

Вместе и врозь

Таким образом, в мировой космонавтике наметились две, казалось бы, противоречивые тенденции. С одной стороны, космические программы замыкаются внутри государств. С другой – страны и корпорации активно стремятся к сотрудничеству: США – с Европой и Японией, Россия – с Китаем.

Анатолий Петрукович подчеркивает, что нужно разделять критические сферы (такие как оборона и нацбезопасность, системы связи, навигации, мониторинга) и перспективные научные разработки. В первых действительно нужна максимальная независимость. А вот научные миссии без коллабораций невозможны. «Почти все научные космические проекты, если копнуть глубже, реализованы в кооперации, – объясняет он. – Если мы посмотрим, например, на любой мощный телескоп, то 5–10 стран точно будут участвовать в его научной работе, поддержке, создании аппаратуры. И вместе мы получаем важный результат мирового уровня, применимый для решения серьезных научных проблем».

Можно ли назвать нынешний этап освоения космоса новой космической гонкой? Эксперт считает, что нет. Это, скорее, естественная конкуренция, которая бывает всегда и везде – в любом бизнесе и даже в науке. «Конкуренция, которую мы видим сейчас, сильно отличается от гонки 1960-х, когда перед странами стоял экзистенциальный вызов: какая система победит, – говорит Петрукович. – На нее не жалели ни времени, ни денег, ни – иногда – даже жизни людей. Для США и СССР это был вопрос выживания. Сейчас такого, конечно, нет. Даже бюджеты современные намного меньше, чем тогда. В этом смысле все спокойнее, и преувеличивать не надо».