Современная космонавтика

Размещено на http://www.allbest.ru/

СОВРЕМЕННАЯ КОСМОНАВТИКА

Прошло более полувека с тех пор, как 4 октября 1957 года межконтинентальная баллистическая ракета Р-7 конструкции С.П. Королева, стартовавшая с Байконура, вывела в космос первый искусственный спутник Земли ПС-1 массой 83,6 кг. Вскоре, спустя три с половиной года, люди с восторгом встретили известие о первом полете человека в космос. Кроме всеобщего ликования, одновитковый орбитальный полет гражданина СССР Ю.А. Гагарина вызвал немалый переполох в мире и положил начало космической гонке между Советским Союзом и Соединенными Штатами Америки, которая завершилась 20 июля 1969 года высадкой Нейла Армстронга и Эдвина Олдрина на лунную поверхность.

А. Максимов, ИТПМ

Для современной молодежи эти события само собой разумеющиеся исторические факты, а для живых свидетелей и участников первые победы воспринимаются ностальгически, как время больших надежд, искреннего энтузиазма и величайших свершений в науке и технике. Ведь прошло всего десять с небольшим лет с момента завершения самой кровопролитной мировой войны, унесшей жизни более 50 миллионов человек, не успели еще сгладиться рубцы от потерь родных и близких, а человечество во главе с Советским Союзом уже вырвалось в космос и приступило к подготовке пилотируемых полетов на Луну и Марс.

В первые годы космической эры чуть ли не каждый день приносил успехи: запуск первого спутника, первого лунника, первую фотосъемку обратной стороны Луны, старты к Марсу и Венере, первый выход человека в открытое космическое пространство, создание первых спутников связи и метеорологических спутников, спутников-разведчиков и т.д. Причем большинство этих достижений принадлежало Советскому Союзу, его талантливым ученым и конструкторам. Казалось, такому ходу событий не будет конца, и недалек тот день, когда люди действительно отправятся в первое межзвездное путешествие на встречу с братьями по разуму...

Однако действительность оказалась гораздо прозаичней, чем представляли себе первые творцы космических достижений и большинство простых людей. Сразу же после успешных экспедиций американских «Аполлонов» на Луну перед учеными и руководителями космических держав -- СССР и США -- встала серьезная проблема: куда и как двигаться дальше? Охватить всё и вся, как пытались сделать ученые и конструкторы обеих стран в первые годы освоения космического пространства, практически стало уже невозможно.

В условиях «холодной войны» основные усилия военных с самого начала были направлены на использование космоса для глобальной связи, фото- и радиотехнической разведки, навигации и размещения на околоземной орбите отдельных видов вооружений. Правда, достижения космонавтики не обошли стороной и гражданскую сферу деятельности -- стали возможны дальнейшее расширение радио- и телевещания в масштабах всей планеты, глобальные метеонаблюдения и дистанционное зондирование поверхности Земли в интересах не только отдельных государств, но и всего населения мира.

На рубеже 70-х годов ХХ века руководители двух космических держав всё еще имели теоретическую возможность договориться об объединении своих усилий для подготовки совместного пилотируемого полета на Марс, однако этого не случилось по многим причинам. К тому времени США уже одержали победу в космической гонке, и им не было нужды и дальше напрягаться, как прежде, ради неизвестно для чего нужной марсианской экспедиции. К тому же, американцы уже по уши успели завязнуть в бесславной вьетнамской войне, а руководители Советского Союза всё еще пытались взять верх над «мировым империализмом» в гонке вооружений, не оставляя почти никаких средств на развитие гражданского сектора экономики, не говоря уже о каких-то мифических полетах человека на Марс. Нереализованная тогда идея полетов на Марс вновь возродилась лишь в начале нынешнего века.

Хотя к 70-м годам обе страны уже накопили столько ракетно-ядерного оружия, что теоретически хватило бы на многократное уничтожение всего живого на Земле, машина гонки вооружений крутилась всё сильнее и сильнее. К тому же, вместо своевременного перехода на соревнование на мирном поприще СССР вдобавок ввязался в соревнование по созданию прототипа крайне дорогостоящей системы многоразового использования «Спейс-Шаттл» США в виде «Энергии-Бурана» и этим резко «подсадил» научные исследования в космосе.

Бешеные темпы гонки вооружений на земле, на море и под водой, в воздухе и в космосе первой не выдержала более слабая экономика Советского Союза. Вместо вожделенной победы над «мировым империализмом» недальновидные правители страны добились, в конечном итоге, совершенно противоположного: вначале -- почти полного развала гражданского сектора экономики, в мирные дни доведя своих граждан чуть ли не до грани голода, когда большинство товаров и продуктов питания стали дефицитом и распределялись по талонам, а затем -- мгновенного развала второй державы мира со всеми вытекающими из этого последствиями. Вместо единой и могучей в военном отношении страны, с мнением которой волей или неволей считались многие, на карте мира появилось более десятка слаборазвитых стран, подчас руководимых коррумпированными или клановыми правителями.

Россия, провозгласившая себя наследницей СССР, в смутные времена 90-х годов очень быстро утратила передовые позиции в космонавтике и вскоре превратилась в «космического извозчика». Если в период 70--80-х годов Советский Союз ежегодно производил около ста и более космических запусков, то уже к 1996 году их количество постепенно упало до 27 и с тех пор держится примерно на том же уровне, причем около трети из них -- чисто коммерческие пуски в интересах зарубежных заказчиков. Несмотря на предпринимаемые в последние годы усилия, восстановить прежние группировки космических аппаратов различных назначений так и не удается. Печальным примером тому служит ситуация с системой навигации «Глонасс», для полноценной работы которой требуется не менее 24 исправных спутников на орбите. Пока «Глонасс» буксует. Американская система аналогичного назначения GPS (Глобальная система позиционирования) успела завоевать практически весь мир. Теперь даже производители сотовых телефонов начали «вшивать» приемники GPS в свои изделия, практически не оставляя шансов на широкое использование «Глонасса» хотя бы в пределах территории России. Это очередной типичный пример упущенных возможностей...

Российская космонавтика всё еще мучается в попытках восстановления до необходимого уровня, а пилотируемая ее часть занята, в основном, лишь обслуживанием Международной космической станции (МКС). Несмотря на многочисленные начинания последнего десятилетия, Роскосмосу так и не удалось даже приступить к созданию нового пилотируемого корабля для давно уже назревшей замены заслуженного, но весьма тесного и не совсем комфортного «Союза», созданного более 40 лет назад.

Последние достаточно успешные полеты межпланетных аппаратов СССР «Вега-1» и «Вега-2» к комете Галлея с попутной доставкой спускаемых аппаратов на Венеру состоялись еще в 1984--1987 годах, т. е. четверть века назад. Предпринятые в июле 1988 года запуски двух «Фобосов» завершились потерей одного из них еще по пути к Марсу, а второго -- 27 марта 1989 года уже вблизи конечной цели полета, накануне сброса посадочных аппаратов на Фобос. Последний советский, ставший первым российским, межпланетный аппарат «Марс-96», в создании которого принимали участие более 20 стран, завершил свою весьма грустную историю на дне Тихого океана у берегов Чили спустя всего несколько часов после своего старта с космодрома Байконур 16 ноября 1996 года. С тех пор России так и не удалось создать и отправить в полет ни один межпланетный зонд отечественного производства, в то время как другие страны, включая Китай и Индию, добились на этом поприще впечатляющих успехов.

Запуск долгожданного российского межпланетного КА «Фобос-Грунт», создаваемого по программе доставки грунта со спутника Марса на Землю, ожидается в октябре-ноябре этого года. По договоренности с Китаем он должен доставить к Марсу в качестве попутного груза спутник «Инхо-1» («Светлячок») массой около 110 кг. Поскольку аппарат еще не готов, вновь впереди маячит угроза повторения ситуации с «Марсом-96», когда запуск отодвигался всё дальше и дальше...

За последние два-три десятилетия огромных успехов в исследовании планет Солнечной системы и Вселенной добились, прежде всего, конструкторы и ученые США, успешно осуществившие множество уникальных полетов к Марсу, Юпитеру, Сатурну и к нескольким астероидам и кометам. При этом особенно впечатляют длительность функционирования созданных ими аппаратов и достигнутая в полетах точность навигации, обеспечивающая им маневрирование на удалениях сотен миллионов и даже нескольких миллиардов километров от Земли с отклонениями всего в десятки и сотни метров.

Запущенные в августе и сентябре 1977 года аппараты «Вояджер-1» и «Вояджер-2» массой по 825 кг после пролета Юпитера, Сатурна, Урана и Нептуна последовали к границе Солнечной системы. Как ни удивительно, аппараты до сих пор продолжают работать и передавать научную информацию о характеристиках межзвездного пространства, хотя из-за истощения бортовых ядерных источников энергии давно уже отключено большинство их научных инструментов. Через несколько лет эти зонды окончательно пересекут условную границу Солнечной системы и станут первыми межзвездными аппаратами землян. 40000 лет спустя «Вояджер-1» достигнет окрестностей одной из звезд в созвездии Жирафа, а «Вояджер-2», двигаясь на 48 градусов ниже плоскости эклиптики, через 296000 лет пролетит мимо яркой звезды Сириус.

Более современный и лучше оснащенный КА «Галилей» массой 2702 кг, стартовавший 18 октября 1989 года с борта корабля многоразового применения «Атлантис», 7 декабря 1995 года вышел на сильно вытянутую эллиптическую орбиту вокруг Юпитера. За 8 лет этот космический аппарат совершил множество облетов Ганимеда, Каллисто, Европы и Ио, открыл более 20 неизвестных ранее спутников планеты и передал на Землю около 15 тысяч снимков. «Галилей» отработал в условиях сильнейшей радиации вплоть до полного израсходования своих запасов топлива и 21 сентября 2003 года совершил прощальный управляемый вход в атмосферу газового гиганта Солнечной системы.

Не менее знаменитый аппарат «Кассини» стартовой массой 5634 кг, разработанный по совместной программе Национального управления по исследованию космического пространства США (NASA), Европейского и Итальянского космических агентств, был запущен к Сатурну 15 октября 1997 года с помощью РН «Титан-4-Центавр». Из-за своей большой массы он вынужден был лететь по очень сложной траектории с двумя гравитационными маневрами у Венеры, а затем -- у Земли и Юпитера. «Кассини» вышел на орбиту спутника Сатурна 1 июля 2004 года и с тех пор успешно занимается исследованиями второй по массе планеты Солнечной системы, ее знаменитых колец и множества спутников. 14 января 2005 года успешно совершил посадку на поверхность Титана отделившийся от «Кассини» зонд «Гюйгенс» массой 318 кг. КА принимал от него научную информацию более 7 часов, а затем передал на Землю. По прикидкам инженеров, «Кассини» может проработать около Сатурна до 2017 года.

19 января 2006 года для изучения самой дальней планеты Плутона и его спутника Харона, а также нескольких тел из пояса Койпера, отправился в длительный полет межпланетный зонд «Новые горизонты» массой 478 кг. Начальная скорость отлета в 16207 м/с обеспечила его прилет к Юпитеру уже 28 февраля 2007 года. Совершив гравитационный маневр у планеты-гиганта, КА увеличил свою скорость до 23,3 км/с. Он окажется у Плутона в июле 2015 года.

С 3 августа 2004 года продолжает свой полет КА «Мессенжер», направившийся в противоположную сторону -- к самой ближней к Солнцу планете Меркурию. Совершив за 18 оборотов вокруг Солнца множество гравитационных маневров у Земли, Венеры и самого Меркурия, он выйдет на орбиту его спутника в марте 2011 года. Таким образом, с помощью космических аппаратов будут тщательно обследованы все планеты Солнечной системы и их спутники, а также несколько комет и астероидов.

Из всех небесных тел вплоть до последнего времени наибольшее внимание уделялось Марсу, на котором ученые надеялись обнаружить хоть какие-нибудь признаки жизни. Только с 25 сентября 1992 года по 4 августа 2007 года американцы запустили к Марсу 10 КА. Первый из них, «Mars Observer», был потерян 21 августа 1993 года из-за взрыва на борту за три дня до выхода на орбиту спутника Марса. Следующий аппарат «Mars Global Surveyor», запущенный 7 ноября 1996 года, проработал на марсианской орбите с 9 сентября 1997 года по 5 ноября 2006 года, а «Mars Pathfinder» 4 июля 1997 года доставил на поверхность рыжей планеты вездеходик массой 11,5 кг. Затем последовали две крупные неудачи, вызванные попытками NASA сэкономить свои средства. 23 сентября 1999 года из-за ошибки, неувязки метрических мер измерений, при торможении в атмосфере Марса сгорел «Mars Climate Orbiter», а спустя всего два с лишним месяца при посадке разбился «Mars Polar Lander». После этих аварий специалисты NASA вынуждены были полностью пересмотреть свои принципы проектирования и осуществления полетов последующих космических аппаратов.

Запущенные 7 апреля 2001 года, 10 июня и 8 июля 2003 года, 12 августа 2005 года КА «Mars Odyssey», КА «Mars Exploration Rover» и «Mars Reconnaissance Orbiter» всё еще продолжают свои исследования Марса с орбиты и на самой поверхности планеты. Марсоходы MER массой по 179 кг, получившие названия «Спирит» и «Оппортунити», с января 2004 года заняты поисками следов существования воды и каких либо форм жизни на Марсе хотя бы в прошлом. Аппарат «Phoenix», созданный для выполнения задач потерянного КА «Mars Polar Lander» и получивший по этой причине название «Феникс», стартовал 4 августа 2007 года и завершил свою работу в приполярном районе Марса 2 ноября прошлого года из-за резкого сокращения выработки электроэнергии после внезапно нагрянувших пылевых бурь.

Всё еще активно продолжает свои исследования и европейский «Mars Express», запущенный 2 июня 2003 года с помощью российской РН «Союз-Фрегат» и ставший спутником Марса 25 декабря того же года. Более солидный американский марсоход «Mars Science Laboratory» массой 925 кг и общей стоимостью более 2 миллиардов долларов должен отправиться в полет в 2011 году. Правда, теперь уже ученые надеются обнаружить жизнь в океане под толщей льда у спутника Юпитера -- Европы или в извержениях гейзеров спутника Сатурна -- Энцелада и планируют к ним новые полеты.

Весьма успешными оказались и запуски в 1998--2005 годах менее дорогостоящих аппаратов «NEAR», «Deep Space 1», «Stardust» и «Deep Impact» (США), предназначенных для исследований астероидов, комет и доставки на Землю образцов кометного вещества (stardust). В настоящее время на пути к своим целям находятся «Rosetta» Европейского космического агентства и «Dawn» США, стартовавшие 2 марта 2004 года и 27 сентября 2007 года для исследований кометы Чюрюмова-Герасименко (в 2014 г.) и малых планет Веста и Церера (в 2011 и 2015 гг.) соответственно.

Совсем недавно успели подключиться к межпланетным исследованиям Китай и Индия. В октябре 2007 и 2008 годов они запустили свои первые спутники Луны «Чаньэ-1» и «Чандраян-1». Несколько раньше этих аппаратов спутником Луны стала японская «Кагуя».

Последние десятилетия ознаменовались крупными успехами, связанными с работой космических телескопов «Хаббл», «Комптон», «Чандра», «Ньютон» и «Ферми». Эти крупные и дорогостоящие телескопы позволили охватить почти весь спектр электромагнитных волн, от инфракрасного диапазона до жесткого гамма излучения. Например, благодаря «Хабблу» удалось окончательно убедиться, что во Вселенной галактик столь же много, как и звезд на ночном небе. Было показано, что столкновения галактик довольно частое явление, а в центре многих галактик, в том числе и нашего Млечного Пути, находятся предсказанные теоретиками сверхмассивные «черные дыры». По-видимому, накапливаемые новые данные в скором будущем заставят ученых пересмотреть некоторые фундаментальные основы астрофизики и многие прежние теории и гипотезы о развитии планет, звезд и всей Вселенной.

Благодаря использованию космических, а в последнее время и оснащенных адаптивной оптикой более крупных наземных телескопов, к настоящему времени удалось открыть более 340 внесолнечных планет, вращающихся вокруг ближайших к Солнцу звезд. Более месяца назад, 7 марта, для поиска планет земного типа американцами был запущен телескоп «Кеплер», способный одновременно следить за изменением яркости тысяч звезд. До этого разработанные методы поиска планет по изменению светимости звезд или возмущений их орбит из-за недостаточной чувствительности аппаратуры позволяли обнаруживать только массивные планеты типа Юпитера, вращающиеся вблизи своих звезд. Ученым же более интересны планеты земного типа, на которых возможно существование живой материи.. история космонавтика российский ракета

За истекшие 10--15 лет были созданы и введены в эксплуатацию мощные ракеты-носители нового поколения «Ariane-5» (ЕКА, первый пуск 4.06.1996), «Atlas-5» и «Delta-4» (США, 21.08.2002 и 20.11.2002), H-2A (Япония, 29.08.2001) и «GSLV» (Индия, 18.04.2001). В настоящее время в США ведутся разработки РН «Ares-1» грузоподъемностью 25 тонн и «Ares-5» грузоподъемностью более 100 тонн, предназначенных для замены снимаемой с эксплуатации системы «Спейс Шаттл» и обеспечения пилотируемых полетов на Международную космическую станцию (МКС), а затем на Луну (к 2020 г.) и на Марс (после 2030 г.).

На этом фоне весьма серьезную озабоченность вызывает сильная задержка с созданием новых отечественных РН семейства «Ангара». По первоначальным планам первый испытательный запуск «Ангары» легкого класса должен был состояться еще в 2000 году, а воз, как говорится, и ныне там. Уже сняты с эксплуатации широко известные носители «Космос-3М» и «Циклон-3М», а заменить их пока нечем. За последние годы Россия довольствовалась лишь модернизацией тяжелого «Протона» конструкции В. Н. Челомея и «Союза» конструкции С. П. Королева. Усовершенствованный «Протон-М» Центра им. В. М. Хруничева впервые стартовал 7 апреля 2001 года, а самарский «Союз-2» -- 8 ноября 2004 года.

В 90-е годы как в России, так и в США по программам конверсии было создано множество РН легкого и сверхлегкого классов, но по ряду причин они практически остались без дела и в настоящее время используются крайне редко. Тем не менее, такого типа ракеты интенсивно создаются развивающимися странами. 2 февраля этого года с помощью собственной РН «Сафир-2» запустил небольшой спутник Иран. В апреле к членам космического клуба могла присоединиться и Северная Корея. Ведут разработки собственных РН также Бразилия и Южная Корея.

Нынешний вид МКС.

Что касается пилотируемой космонавтики, то в ближайшее десятилетие она будет занята, в основном, эксплуатацией МКС, в программе создания которой принимают участие около 20 стран. Реализация программы МКС фактически началась с подписания соглашения между Российским космическим агентством и NASA 1 ноября 1993 года в Москве. Первый блок станции «Заря» массой 20 тонн был выведен в космос «Протоном» 20 ноября 1998 года. Только что «Дискавери» доставил на МКС последнюю пару гигантских солнечных батарей, после чего мощность ее энергетики достигла 120 кВт. Теперь общие габариты станции превысили размеры футбольного поля, а масса перевалила за 450 тонн. С этого момента станция готова принять экипаж в составе не трех, а шести человек. Уже в конце мая к россиянину Геннадию Падалке, американцу Митчелу Барратту и японцу Коити Ваката присоединятся Роман Романенко, бельгиец Франк де Винне и канадец Роберт Тирск. Если всё пойдет по плану, сборка американского сегмента МКС завершится в 2010 году, после чего все корабли «Спейс Шаттл» будут выведены из эксплуатации и отправлены в музеи, а «долгострой» российского сегмента продлится, по крайней мере, до 2015 года. Китай, не участвующий в программе МКС, уже приступил к созданию своей собственной космической станции типа «Мир» и в перспективе планирует осуществить пилотируемые полеты на Луну. При консультации российских специалистов собирается разработать пилотируемый корабль и быстро развивающаяся Индия.

Посадка «Дискавери» в Космическом центре имени Кеннеди на мысе Канаверал 28 марта 2009 г.

Можно уверенно утверждать, что, несмотря на многие проблемы на своем пути, космонавтика развивается, неуклонно движется вперед и добивается всё новых и новых успехов, хотя и не столь бурными темпами, как в первые годы космической эры. Чтобы сохранить свои позиции, России тоже необходимо как можно быстрее разработать реальный перспективный план и неукоснительно его выполнять, а не кидаться из стороны в сторону в надежде на сиюминутную поддержку зарубежных заказчиков.

Размещено на Allbest.ru