«Наука в СССР» 1990 №2

Фундаментальные
иследования космоса
в опасности

В последнее время мы получили массу ранее недоступных сведений о различных сферах нашей жизни, например, о вооруженных силах страны. Однако, несмотря на обилие публикаций по космической тематике, общественность, по существу, очень плохо информирована об истинном состоянии дел. До весны 1989 г. космические исследования оставались у нас почти единственной зоной вне критики (требования сократить расходы "на космос" без какой-либо аргументации нельзя было назвать критикой).

В течение многих лет я работаю в области космических исследований, вижу, как они эволюционируют, и хочу выразить личную точку зрения по этому поводу.

Средства государства расходуются на космические проекты, связанные с исследованиями двух типов. Во-первых, с прикладными. К ним относятся фотографирование земной поверхности в целях поиска полезных ископаемых или оценки будущего урожая, изучение облачного покрова для метеопрогнозов, обнаружение рыбных косяков в Мировом океане, осуществление надежной радио— и телесвязи, навигация морских кораблей с помощью искусственных спутников Земли, создание новых материалов в условиях невесомости и т.д. Во-вторых, ассигнования выделяются на решение фундаментальных задач, связанных с изучением самого кмоса, — физических свойств околоземного пространства, Солнечной системы (Солнца, планет и их окрестностей, межпланетного пространства) и Вселенной (звезд, туманностей, межзвездного газа, нашей и других галактик) .

Исследования первого типа могут быть рентабельными и интересуют великое множество ведомств. Останавливать их, очевидно, нецелесообразно, а сокращать можно только с учетом экономической эффективности.

В фундаментальных исследованиях космоса заинтересована, главным образом. Академия наук. Поддержки от других ведомств они не получают и сиюминутной выгоды не приносят, хотя, как правило, без них немыслимо и решение прикладных задач. Так, результаты открытия и изучения радиационных поясов Земли в полной мере используются для обеспечения радиационной безопасности космонавтики и оборудования орбитальных станций.

Можно уверенно сказать: призывы экономить на космических проектах ударят (и уже бьют) именно по исследованиям этого типа. О них я и буду говорить.

XX век войдет в историю цивилизации как век атомный и космический. И если Советский Союз может гордиться какими-либо деяниями во второй половине нынешнего столетия, то прежде всего тем, что именно он совершил прорыв в космос, создав первый искусственный спутник Земли. Мы первыми сфотографировали обратную сторону Луны, первыми осуществили полет человека и его выход в открытый космос, первыми провели исследования Луны и Венеры, создав искусственные спутники этих планет, первыми "встретились" с кометой Галлея.

Эти достижения стали достоянием не только нашей страны, но и всего человечества, частью мировой культуры. Имя С.П. Королева будут помнить тогда, когда никто (кроме, может быть, историков) не вспомнит, кем были Брежневы и Сусловы.

Результаты, полученные за последние десятилетия, изменили представления как об околоземном пространстве, так и о Вселенной.

Какую же цену мы платим за пополнение знаний, эффективно ли расходуем деньги? Напомню: для запусков первых космических аппаратов использовались в качестве носителей мощные баллистические ракеты, созданные в 50-е годы для обеспечения, пользуясь современной терминологией, "достаточности обороны" страны. Это потребовало огромных усилий различных отраслей промышленности. Расходы на разработку спутников и межпланетных аппаратов составляли тогда лишь малую часть общих затрат на создание ракет.

А как обстоит дело сейчас? Уже запущено более двух тысяч спутников Земли серии "Космос". ТАСС регулярно сообщает о том, что они запускаются с целью изучения космического пространства. Люди, узнающие из газет об очередном запуске, возмущаются: "Какие огромные средства расходуют ученые!" А ученые здесь ни при чем. Специалисты (как наши, так и зарубежные) знают: в действительности почти все эти спутники предназначены не "для исследований космического пространства", а для решения прикладных задач в интересах разных ведомств. Просмотрите, например, подборку журнала "Космические исследования" АН СССР, где публикуются результаты научных экспериментов, проведенных, в том числе, на спутниках серии "Космос". Число таких спутников, предназначенных для научных исследований, можно пересчитать по пальцам.

Около 18 лет назад для изучения "ближнего космоса", т.е. высот от 220 до нескольких тысяч километров, были разработаны спутники серии АУОС. С их помощью советские ученые (в ряде случаев совместно с коллегами из социалистических стран и Франции) осуществили некоторые физические эксперименты. Конструкция и технические характеристики таких спутников уже устарели, и производство их заканчивается. Тем не менее в ближайшие годы будет запущено еще несколько аппаратов. Проектировать новые, более современные спутники Министерство общего машиностроения не планирует, хотя науке они необходимы.

Экономия средств на беспилотных космических проектах не будет способствовать изобилию товаров на прилавках советских магазинов.

В конце 60-х годов созданы искусственные спутники Земли серии "Прогноз" для работы на больших расстояниях от Земли (до миллиона км). Начиная с 1972 г. запущено 10 аппаратов этой серии; предстоит запуск еще двух. Их характеристики даже 20 лет назад мало удовлетворяли требованиям научных исследований — по точности ориентации, объему передаваемой информации, времени жизни. Сейчас с учетом развития техники и технологии "Прогноз" выглядит совершенным анахронизмом. Однако промышленность считает возможным вновь предлагать их Академии наук и отказывается от разработки более современного спутника Земли для аналогичных целей. Естественно, предложение не может быть принято. Между тем исследования околоземного пространства (где в основном и работает практическая космонавтика) необходимо продолжить на качественно новом научно-техническом уровне. В планах США, Японии и Европейского космического агентства на ближайшие шесть лет видное место занимает создание и запуск двух систем искусственных спутников Земли для изучения околоземного пространства и солнечно-земной физики с использованием новейших достижений (система "Глобальные исследования околоземного пространства" будет состоять из трех спутников, "КЛАСТЕР" — из четырех спутников, предназначенных для исследований земной магнитосферы, и спутника "СОХО" для изучения явлений, происходящих на Солнце).

Современные исследования космоса по многим причина» (включая экономические и политические) все в большей степени приобретают международный» характер. Советский Союз может участвовать в международной кооперации, только внося соответствующий вклад в общее дело, в частности, обмениваясь научной информацией современного уровня. Чтобы соответствовать этому уровню и продолжить международное сотрудничество в области изучения околоземного пространства, Институт космических исследований АН СССР (ИКИ) решился, я бы сказан, на отчаянный шаг — попытку создания малой космической лаборатории собственными силами, без участия предприятий Министерства общего машиностроения.

Известные аппараты "Фобос" — единственные разработанные для планетных исследований в последние годы (аппараты "Вега" являются модификацией старых станций серии "Венера"). С точки зрения постановки научных экспериментов они имеют ряд недостатков: на них трудно разместить нужным образов научные приборы, малы объем передаваемой информации и вес научной аппаратуры по сравнению с весом всей конструкции,

Появление космических аппаратов с такими недостатками — результат неправильных взаимоотношений Академии наук и промышленности. Главный конструктор С.П.Королев хорошо знал всех сотрудников академических институтов, использовавших космические аппараты особого конструкторского бюро (ОКБ) для научных экспериментов. Его коллеги были единомышленниками физиков — они решали общие задачи, поэтому вместе создавали новые конструкции. Тот же стиль был и у Г.Н. Бабакина, которому С.П.Королев передал из своего ОКБ разработки планетных аппаратов. Главный конструктор живо интересовался результатами физических экспериментов, старался стимулировать постановку новых. Теперь опубликовано письмо С.П. Королева, направленное в 1957 г. в Астрономический совет АН СССР: он упрекал ученых за отсутствие предложений по исследованиям в области внеатмосферной астрономии. Сергей Павлович сам приезжал в Государственный астрономический институт МГУ им. П.К. Штернберга, чтобы побеседовать с астрономами, разбудить их инициативу.

В годы застоя все постепенно менялось. Сейчас головной Институт космических исследований оказался в положении младшего (и почти бесправного) партнера. Конструкторы сами определяют конфигурацию космического аппарата, характеристики его служебных систем, вес и энергопотребление научной аппаратуры, а затем предлагают АН СССР готовый аппарат: хотите используйте, хотите — нет, другого не будет. Создается впечатление, что чем меньше экспериментов планируют провести ученые, тем большее удовлетворение испытывают конструкторы. Живого интереса к научным экспериментам, выходящим за пределы понимания рядового читателя или телезрителя, у них нет, а результаты экспериментов нужны лишь для отчетов.

Следует особо остановиться на ситуации, которая сложилась в ходе реализации проекта "Фобос" с двумя аппаратами, запущенными в 1988 г. для изучения Марса и его спутников. Связь с первым аппаратом была прервана вскоре после его запуска из-за того, что на борт послали ошибочную команду. Абсолютно ясно: это могло случиться только из-за некомпетентного построения системы управления аппаратом. Если система управления разработана грамотно, ошибочно сформулированная команда не должна (и не может) повлечь за собой подобных случаев: должна быть надежная защита.

27 марта 1989 г., после того, как прервалась связь и со вторым аппаратом, конструкторы вспомнили о том, что космос бывает агрессивным, и попытались объяснить случившееся влиянием солнечных вспышек и твердых частиц на орбите Фобоса. Эта аргументация не выдержала критики. Была создана комиссия по анализу причин аварии, но и сейчас (октябрь 1989 г.) ее выводы ученым неизвестны, хотя очевидно: причина потери связи с аппаратом кроется опять-таки в неудачном построении его систем. Следует добавить, что наземные комплексные испытания космических аппаратов на заводе-изготовителе проводились небрежно: ряд дефектов, которые должны были быть выявлены на заводе, удалось обнаружить только при испытаниях на космодроме.

Академии наук приходится с этой ситуацией мириться, так как у нее нет рычагов воздействия на промышленность, ответственную за производство космической техники. Во всем мире научные институты платят деньги и являются заказчиками, промышленные предприятия — исполнителями. У нас Академия наук до сих пор не распоряжалась средствами на разработку и изготовление космических аппаратов, а получала их бесплатно: естественно, при таком положении дел условия диктовал производитель. Если бы ассигнования выделялись Академии наук и если бы у конструкторских бюро космической промышленности была финансовая заинтересованность в выполнении заказа, то технический уровень советских космических аппаратов и их отработка на Земле безусловно резко бы повысились.

Если сравнить суммарные затраты на фундаментальные космические исследования, проводимые с помощью беспилотных аппаратов (к ним относятся средства на космические аппараты и их запуски, а также на научные приборы), с общими расходами на космическую промышленность, то, как и в начальный период космических исследований, относительная доля расходов на фундаментальные исследования окажется очень мала. Экономия на беспилотных научных проектах не будет способствовать изобилию на прилавках наших магазинов.

Почему беспилотные космические аппараты я назвал основным средством изучения космического пространства? Какие исследования можно проводить на пилотируемых кораблях "Мир" и "Буран"? Сейчас орбиты, на которых работают корабли, находятся на высотах порядка сотен километров. Используя их, нельзя решать задачи по изучению дальнего космоса. Из-за наличия собственной "атмосферы" вокруг кораблей, т.е. их "вакуумной нечистоты", они также непригодны и для некоторых видов исследований ближнего космоса (на малых высотах) .

На орбитальных кораблях можно проводить астрономические наблюдения. Возьмем, к примеру, астрофизический модуль "Квант", пристыкованный к станции "Мир". "Квант" "берет" от станции только электроэнергию (у него нет собственных солнечных батарей), да раз в сутки-в течение одного оборота "Мира" вокруг Земли — космонавты ориентируют станцию так, как необходимо для "Кванта". Если бы модуль был автономным беспилотным спутником с солнечными батареями и системой ориентации (технически это вполне осуществимо), он мог бы работать на такой орбите, где общее время астрофизических наблюдений резко бы возросло (соответственно повысилась бы их эффективность). К тому же программа космонавтов на орбитальном корабле настолько насыщена, что на астрономические наблюдения остается ничтожно мало времени (считанные проценты).

Разработка и реализация системы ракета "Энергия"-"Буран" были связаны с преодолением огромных трудностей. Это инженерное достижение, вызывающее восхищение. Но именно инженерное. Приписывать расходы на создание системы к расходам на фундаментальные научные исследования нет никаких оснований. Ответить же на вопрос, зачем именно сейчас нашей стране понадобилась такая система, нелегко. Год назад я выступил в "Правде" со статьей, где уже высказывал эти сомнения. С тех пор о "Буране" и "Энергии" написано очень много, но веских доказательств их целесообразности так никто и не привел.

В печати неоднократно появлялись сообщения о том, что из-за огромных расходов на разработку кораблей многоразового использования "Шаттл" США значительно сократили ассигнования на научные космические исследования. То же самое произошло у нас. Разница заключается лишь в том, что, при меньшем экономическом потенциале страны, мы, располагая практически постоянно действующей орбитальной станцией, которая позволяет осуществлять многочисленные экспедиции посещения и имеет четкую систему снабжения (чего нет у США), создали дополнительно еще и систему "Энергия"-"Буран". По-видимому, именно затраты на "Буран" привели к совершенно ненормальному положению, когда в целях науки в СССР в 1987 г. был запущен только один космический аппарат — модуль "Квант", а в 1988 г. — всего два: "Фобос-1" и "Фобос-2". Ракеты типа "Энергия", вероятно, могут использоваться не только для запуска "Бурана",

Приписывать расходы на создание системы «Энергия»-«Буран» к расходам на фундаментальные научные исследования нет никаких оснований.

но и для полетов человека на Марс. Однако их осуществление планируется на 2015 г. За четверть века системы управления ракетой и компоненты ее специальной аппаратуры, безусловно, устареют.

С моей точки зрения, главной причиной создания системы "Энергия"-"Буран" стало стремление отрасли к самоутверждению, а не реальные потребности страны и нашей науки. Сейчас в средствах массовой информации ведется кампания по оправданию расходов на создание "Бурана". Утверждается, что технологические процессы, разработанные при этом, могут дать огромную прибыль при использовании их в других отраслях промышленности. По-видимому, это верно лишь отчасти. В качестве одного из примеров приводились морозостойкие материалы для криогенной техники на "Буране", которые могут быть применены и на остро необходимых в Якутии экскаваторах. Однако внедрение этих достижений в другие отрасли промышленности займет в лучшем случае несколько лет, в течение которых морозостойких экскаваторов в Якутии не будет. Не целесообразнее ли создавать новые технологи сразу там, где они должны широко применяться, а не при разработке аппарата, мягко говоря, не очень нужного стране? Не слишком ли это большая роскошь — подобная потеря средств и времени?

Для исследования пространства вблизи Земли в 1989-1992 гг. планируется запустить лишь несколько спутников, да и то устаревших типов, созданных два десятилетия назад. Новые виды космичес к их аппаратов, которые пред назначались бы для этих целей не проектируются, тогда как в Европе, США и Японии интенсивно ведутся разработки ряда спутников с использованием новейших технологических достижений.

Выше упоминалось, что АН СССР самостоятельно, без участия космической промышленности, в кооперации с другими ведомствами, ведет разработку нового типа спутника "Малая космическая лаборатория". Но академический институт, разумеется, не может сделать слишком многое. Спутник будет иметь ограниченную область применения: он сможет работать только на высотах более 20-30 тыс. км, так как для его ориентации будет использовано давление электромагнитного излучения Солнца, что невозможно на меньших высотах. Это значит, через несколько лет в нашем распоряжении вообще не останется космических аппаратов для физических исследований околоземного пространства на высотах менее 30 тыс. км, где происходят очень сложные и не до конца изученные физические процессы. Прекращение советских экспериментальных исследований в этой области весьма недальновидно даже с чисто практической точки зрения. С увеличением высот полетов пилотируемых кораблей при их взаимодействии с окружающей средой когда возникают неожиданные неприятные эффекты, влияющие на работу бортовых систем геостационарных спутников связи. Их надо изучать и учитывать при создании новых спутников.

На судьбу советских космических исследований должна влиять такая организация, как вневедомственный научно-технический совет (МНТС) по космическим исследованиям. Его первым председателем был академик М.В. Келдыш — в то время президент АН СССР. Примерно с 1955 г. космические исследования стали основным содержанием научного творчества Келдыша. Именно он назывался в печати "Главным теоретиком космонавтики" еще тогда, когда имена деятелей, связанных с ракетной техникой, тщательно скрывались. Его пребывание на посту председателя МНТС по КИ было вполне естественным; именно при нем на различных предприятиях космической индустрии была создана система космических аппаратов, обеспечивавшая в то время большинство потребностей фундаментальных исследований космоса (серии АУОС — для изучения ближнего космоса, серии "Прогноз" — для изучения дальнего околоземного космоса на высотах до 200 тыс. км, а в дальнейшем и до миллиона км, серии "Венера" и "Марс" для изучения планет и межпланетного пространства).

После смерти М.В. Келдыша должность председателя МНТС по КИ по традиции стал занимать президент Академии наук СССР — сначала академик А.П. Александров, а затем академик Г.И. Марчук. Их творческие биографии далеки от космических исследований. Думается, в этом одна из причин того, что после смерти М.В. Келдыша в работе МНТС по КИ наступил резкий спад; влияние Совета на развитие как практической космонавтики, так и фундаментальных исследований космоса стало незаметным. Разработанные два десятилетия назад космические аппараты не только морально устарели — промышленность вскоре просто не сможет их производить, так как за эти годы изменилась элементная база.

На международном форуме в Москве в 1987 г. была объявлена впечатляющая программа советских исследований Марса (на ближайшее десятилетие при помощи беспилотных аппаратов). Однако ее выполнение началось поразительно вяло — в середине 1988 г. еще не приступили к разработке научных приборов для космического аппарата "Марс-94", хотя за рубежом уже вовсю занимались приборами, предназначенными для изучения космического пространства в 1995-1996 гг. (срок, необходимый для проектирования и отработки бортового научного прибора сейчас равен пяти-шести годам). За основу конструкции нашего аппарата будет взят "Фобос", системы которого нуждаются в значительной доработке. Низкие темпы подготовки проекта "Марс-94" приведут к снижению качества исследовании, что, по-видимому, мало волнует как промышленность, так и МНТС по КИ.

Итак, положение дел с фундаментальными исследованиями космоса, с блеском начатыми в нашей стране, вызывает глубокое беспокойство. Важная область естествознания в близком будущем окажется технически не оснащенной из-за отсутствия современных космических аппаратов. Такое положение, на мой взгляд, вызвано неправильной и недальновидной политикой расходования средств космической промышленностью.

В США бюджет и космические программы публично рассматриваются и утверждаются сенатом. Сейчас впервые началось по-настоящему глубокое и детальное рассмотрение плана и бюджета нашей страны на 1990 г. в Верховном Совете СССР. Первая реакция членов Планово-бюджетной комиссии на резкое сокращение ассигнований на фундаментальные исследования космоса была отрицательной, и такой серьезный подход к делу внушает умеренный оптимизм.