Дистанционное зондирование Земли, гидрометеорологические наблюдения, экологический мониторинг и контроль чрезвычайных ситуаций.
«Земля и Вселенная» 2005 №2, с. 18-28
Состояние и перспективы космической деятельности России А. Н. ПЕРМИНОВ, руководитель Федерального космического агентства |
© Перминов А.Н.
В статье рассматриваются основные направления развития отечественной космонавтики в рамках Федеральной космической программы до 2006 г. и некоторые перспективные задачи космической деятельности России до 2015 г.
СОВРЕМЕННАЯ КОСМОНАВТИКА
Космическая деятельность России направлена на наиболее полное удовлетворение потребностей государственных структур, корпораций и частных организаций, а также населения страны в космических средствах и услугах. Уже сейчас ни одна крупномасштабная социально-экономическая, научная или оборонная программа не решается без использования космической техники, обеспечивающей единое информационное пространство страны точными навигационными координатами различных объектов, исследование солнечно-земных связей, небесных тел Солнечной системы и Вселенной, метеорологические наблюдения, мониторинг природных ресурсов, контроль экологической обстановки и чрезвычайных ситуаций и многое другое. В удаленных районах Севера, Сибири и Дальнего Востока роль космонавтики особенно велика.
Создание и эксплуатация космических средств для обеспечения реализации направлений космической деятельности в период до 2006 г. осуществляется по действующей в настоящее время Федеральной космической программе России на 2001-2005 гг. (Земля и Вселенная, 2001, № 6). Космическая деятельность России базируется на использовании возможностей орбитальных группировок космических аппаратов различного целевого назначения в интересах национальной безопасности, социально-экономической сферы и науки.
За последние три года (2001-2004 гг.) достигнуто значительное улучшение технического состояния орбитальных группировок спутниковых систем за счет введения в их состав космических аппаратов (КА) новой разработки. В результате доля спутников, эксплуатируемых в пределах установленных гарантийных сроков, увеличилась с 21% в 1999 г. до 48% в 2004 г. Состав орбитальной группировки спутников обеспечивает следующие возможности отечественных космических средств по решению целевых задач.
Дистанционное зондирование Земли, гидрометеорологические наблюдения, экологический мониторинг и контроль чрезвычайных ситуаций. |
В области связи и телерадиовещания российская спутниковая группировка в настоящее время осуществляет передачу двух центральных и четырех коммерческих телевизионных программ на всей территории России и в странах СНГ; международную, магистральную и зоновую связь, связь с подвижными объектами, правительственную связь.
Космическое координатно-временное и навигационное обеспечение в своей основе базируется на использовании отечественной глобальной навигационной спутниковой системы "Глонасс". Согласно федеральной целевой программе "Глонасс", к 2012 г. ее состав предполагается довести до штатного — 24 спутника, расположенных в трех плоскостях орбиты.
Российская космическая система мониторинга окружающей среды и дистанционного зондирования Земли предназначена для решения широкого спектра социально-экономических задач в таких областях, как сельское хозяйство, климатология и прогноз погоды, картография, рациональное землепользование, поиск полезных ископаемых, лесное хозяйство, контроль водных ресурсов, мониторинг чрезвычайных ситуаций и др. (Земля и Вселенная, 2004, № 5). В настоящее время продолжается эксплуатация метеорологического спутника "Метеор-3М" № 1.
В период до 2006 г. планируется завершить работы по подготовке к запускам ИСЗ "Монитор-Э", "Ресурс-ДК" и российско-украинского "Сич-1М", эксплуатация которых существенно улучшит ситуацию с обеспечением потребителей космической информацией природоресурсного и океанографического назначения на федеральном и региональном уровнях. В интересах получения метеорологической и океанографической информации будут продолжены работы по созданию перспективных метеорологических спутников "Метеор-М" и геостационарного "Электро-Л".
Фундаментальные космические исследования дают необходимые основополагающие данные для познания протекающих во Вселенной процессов и оценки их влияния на Землю. В 2003 г. программа экспериментов осуществлялась в основном в направлении изучения солнечно-земных связей и космологии с использованием российских спутников "Коронас-Ф", а также аппаратуры регистрации гамма-всплесков "Конус-А", работающей в рамках проекта "Конус-Винд" (совместный проект с США). Получены значительные научные результаты, в частности во время вспышек на Солнце (Земля и Вселенная, 2002, № 6; 2004, № 5).
Продолжалось изучение Марса с его орбиты европейской АМС "Марс Экспресс", на борту орбитального модуля которой установлено 6 приборов, разработанных и изготовленных специалистами Института космических исследований РАН (Земля и Вселенная, 2004, №№ 1, 3, 6; 2005, №1).
МЕЖДУНАРОДНОЕ СОТРУДНИЧЕСТВО
В рамках международного сотрудничества продолжаются исследования по программе наблюдения космических источников излучения в гамма— и рентгеновском диапазоне с помощью космической астрофизической обсерватории "Интеграл" (ESA), где России предоставляется 25% экспозиционного времени (Земля и Вселенная, 2003, №2).
В настоящее время в составе космического сегмента международной системы поиска и спасения терпящих бедствие объектов "КОСПАС — САРСАТ" эксплуатируются три спутника "Надежда" и проводится разработка специализированного малого космического аппарата "Стерх".
Отечественная пилотируемая программа с октября 2000 г. сосредоточена на развитии российского сегмента Международной космической станции (МКС). В соответствии с "Долгосрочной программой научно-прикладных исследований и экспериментов, планируемых на российском сегменте МКС" за период ее сборки и эксплуатации в интересах организаций Российской академии наук, промышленности и других пользователей должны быть проведены около 300 экспериментов в широком спектре научных и прикладных направлений. В соответствии с возможностями финансирования за счет средств государственного бюджета и обеспечения наиболее полной реализации программы исследований принято решение о сокращении состава инфраструктуры российского сегмента станции (Земля и Вселенная, 2003, № 5; 2004, № 5). С 1998 г. российская сторона выполнила свои обязательства по программе сооружения МКС перед зарубежными партнерами.
Исследования по направлению "Космическая технология" проводятся на спутниках серии "Фотон" — единственных в мире, используемых для проведения микрогравитационных экспериментов с участием нескольких стран; готовятся приборы к полетам на очередных аппаратах "Фотон-М" (Земля и Вселенная, 2003, № 6).
Россия располагает необходимыми средствами выведения, обеспечивающими запуск на околоземные орбиты с различными высотами и наклонениями КА массой от нескольких сотен килограммов до 20 т. Благодаря своей надежности и относительной дешевизне отечественные ракеты-носители успешно конкурируют с зарубежными на мировом рынке пусковых услуг. В настоящее время ведутся работы по модернизации эксплуатируемых и созданию перспективных средств выведения, в том числе с целью обеспечения гарантированного доступа в космос. Уже проходят летные испытания и готовятся к запускам новые ракеты-носители "Союз-2" (первый старт 8 ноября 2004 г. — прим. ред.), "Протон-М" (первый старт 7 апреля 2001 г. — прим. ред.) и семейство РН "Ангара".
Сегодня Россия осуществляет международное сотрудничество в различных областях космонавтики по следующим основным направлениям:
— использование отечественных средств выведения для запуска зарубежных полезных нагрузок, в том числе создание для этой цели совместных предприятий с зарубежными партнерами;
— совместная разработка ракетных двигателей, в частности мощных РД-180 для американских РН "Атлас-3 и -5" (Земля и Вселенная, 2001, № 1);
— поиск возможностей для осуществления запусков российских носителей "Союз" с околоэкваториальных космодромов (например, проект "Союз в Куру"; Земля и Вселенная, 2004, №1);
— партнерство в создании Международной космической станции и проведении научных исследований и экспериментов на ее борту (Земля и Вселенная, 2004, №3);
— реализация в рамках фундаментальных космических исследований проектов астрофизических обсерваторий "Спектр" ("Радиоастрон", "Спектр-УФ' и "Спектр-РГ") с широкой кооперацией зарубежных партнеров — ESA, DLR и NASA (Земля и Вселенная, 1997, №2; 1999, №2; 2000, №4; 2001, №4);
— участие в проекте европейской космической астрофизической обсерватории "Интеграл" (Земля и Вселенная, 2003, №2);
— осуществление проектов и экспериментов в области космической медицины и биологии (КА "Бион") и метеорологии (ИСЗ "Метеор-3М" с американским прибором SAGE-3);
— развитие международной космической системы спасения терпящих бедствие "КОСПАС-САРСАТ" (спутники "Надежда").
Активная международная космическая деятельность обеспечивает приток в ракетно-космическую промышленность значительных инвестиций, стимулирующих ее развитие. Благодаря государственной поддержке в интересах экономики, социально-экономической сферы и науки космонавтика имеет устойчивые перспективы развития.
ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ
Следующий период космической деятельности связан с "Федеральной космической программой России на 2006-2015 гг." (ФКП-2015) — важнейшего программного документа на ближайшее десятилетие, в значительной степени определяющего дальнейшую перспективу освоения космоса. Основная цель этой программы -удовлетворение растущих потребностей государственных структур, регионов страны, а также населения в космических средствах и услугах. Для достижения поставленной цели предусматривается решение следующих основных задач:
1. Расширение и повышение эффективности использования ракетно-космической техники для решения стоящих перед Россией задач в экономической, социальной, научной и других областях деятельности;
2. Расширение международного сотрудничества и выполнения взятых нашей страной обязательств в космической деятельности;
3. Укрепление и развитие национального космического потенциала, обеспечивающего создание и использование требуемой номенклатуры космических систем, конкурентоспособных на мировом рынке космических технологий и услуг, а также гарантированный доступ и необходимое присутствие в космическом пространстве.
Перечисленные выше задачи будут осуществляться с учетом основных приоритетных направлений космической деятельности, утвержденных Правительством Российской Федерации. В ходе реализации ФКП-2015 будут удовлетворяться потребности в информации научных школ страны в интересах прогноза и оперативного мониторинга "космической погоды", изучения планет и их спутников с целью расширения знаний о Земле и процессах, происходящих на ней, открытия принципиально новых источников энергии с использованием химических элементов, содержащихся в небесных телах Солнечной системы, предупреждения надвигающихся космических катастроф.
В настоящее время ФКП-2015 проходит экспертизу. Предполагается ее утвердить в 2005 г., поэтому здесь мы не приводим конкретных данных, а названия ряда программ и сроки их реализации будут уточняться. Надеемся, что в ней останутся все основные направления космической деятельности и охват задач будет максимальным, особенно в области фундаментальных научных исследований в изучении солнечно-земных связей и Земли, а также других объектов Солнечной системы.
Федеральная космическая программа России на 2006 — 2015 гг.
|
Выполнение намеченной программы позволит предоставить многим потребителям, в том числе и международным, современные передовые информационные и коммуникационные услуги, а также решить широкий спектр прикладных хозяйственных проблем в интересах российских и зарубежных заказчиков. В их числе:
— обеспечение поиска наиболее важных природных ресурсов (вода, нефть, газ и т.д.);
— мониторинг крупных природных и техногенных катастроф;
— обнаружение очагов лесных пожаров не позднее двух-четырех часов с момента их возгорания;
— обнаружение краткосрочных и долгосрочных процессов деградации природной среды;
— мониторинг предвестников землетрясений;
— контроль за состоянием трубопроводов;
— обнаружение плантаций наркосодержащих растений;
— контроль состояния посевов и прогноз урожая;
— контроль состояния лесных массивов;
— контроль застройки территорий и процесс урбанизации;
— инвентаризация и составление кадастров сельскохозяйственных земель, лесных угодий, шельфовых зон и других природных ресурсов;
— получение исходных материалов для прокладки транспортных и иных протяженных магистралей.
ОСНОВНЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ РАЗВИТИЯ КОСМОНАВТИКИ
В рамках ключевых проектов ФКП-2015 по фундаментальным исследованиям космоса ставится задача создания АМС и научных спутников нового поколения, обеспечивающих доставку образцов внеземного вещества на Землю (например, программа "Фобос-грунт") и выведение в космос оборудования для углубленного изучения в различных диапазонах спектра небесных тел Солнечной системы, Солнца, космических лучей, галактических и внегалактических объектов. Делается упор на расширение нашего участия в международных проектах исследования Солнца и солнечно-земных связей, Марса, Венеры, Луны и других небесных тел Солнечной системы, а также в области гелиофизики, астрометрии и астрофизики, что позволит примерно в два раза сократить затраты на получение необходимой информации для развития отечественных научных школ (Земля и Вселенная, 1999, № 6; 2002, № 6; 2003, № 4).
Результаты фундаментальных космических исследований способствуют решению земных проблем. Получение данных с помощью космических средств обеспечит повышение достоверности и безопасности осуществления контроля и прогнозирования природных явлений и катастроф, в том числе и землетрясений. Будут подготовлены условия для реализации проекта будущего — энергоснабжения Земли из космоса с помощью солнечных электростанций.
Телекоммуникационные и координатометрические спутниковые системы призваны решать проблемы обеспечения непрерывного высококачественного и эффективного обслуживания потребителей, отвечающего современным требованиям. Поставленная цель достигается путем разработки и реализации перспективных технологий фиксированной связи и телевещания; ретрансляции широкополосной информации и других видов связи; использования средств геодезии и высокоточной навигации; создания программно-аппаратных средств для их отработки и внедрения новых космических технологий. На основе спутниковых платформ "Экспресс", "Луч" и "Ямал" планируется создать серию новых геостационарных телекоммуникационных спутников "Экспресс-АМ и МД", "Луч-5" и "Ямал-200 и -300". Уже находятся в эксплуатации самые мощные на сегодня отечественные спутники связи нового поколения "Экспресс-АМ22" и "Экспресс-АМ11", готовятся к запуску еще несколько КА данного типа. Успешно начаты испытания новых навигационных спутников "Глонасс-М". Вслед за ними вступят в строй перспективные и более совершенные спутники серии "Глонасс-К", "Экспресс-В", "Гонец-М" и "Экспресс-AT".
Основные работы в области пилотируемых полетов связаны с завершением строительства российского сегмента МКС и эффективным использованием его возможностей для проведения комплекса научно-прикладных исследований и экспериментов в интересах фундаментальной и прикладной науки, социальной сферы, экономики, развития космической науки, техники и технологии пилотируемых полетов. Вступят в строй новые российские модули: многоцелевой лабораторный, научно-энергетический и исследовательский. РКК "Энергия" им. С.П. Королёва планирует разработать новый многоразовый пилотируемый корабль "Клипер", способный расширить возможности обслуживания и эксплуатации МКС. В интересах развития национальной космической техники для пилотируемых полетов целесообразно в конце программного периода обеспечить создание и эксплуатацию отечественной многоцелевой космической станции.
Космические средства технологического назначения будут разрабатываться с целью обеспечения экспериментальных
исследований в области фундаментальных проблем физики невесомости и космического материаловедения для совершенствования наземных технологий, разработки базовых технологий получения уникальных материалов и биопрепаратов с характеристиками, не достижимыми в земных условиях. Планируется разработка и использование автономных КА, обслуживаемых с борта МКС и обеспечивающих остаточные ускорения не хуже 10-6 g для проведения экспериментов, включая опытно-промышленное производство различных веществ и материалов в космосе и доставку на МКС полученных образцов.
Основные работы по развитию и совершенствованию средств выведения космических аппаратов будут направлены на обеспечение гарантированного доступа в космос, выполнение программ запусков КА для реализации задач космической деятельности России, сохранение конкурентоспособности отечественных ракет-носителей и закрепление позиций на мировом рынке пусковых услуг путем повышения их надежности и безопасности, а также снижения удельной стоимости выведения КА в космос.
Совершенствование и сокращение номенклатуры средств выведения предполагается обеспечить за счет завершения модернизации базовых РН "Союз", "Протон" и их разгонных блоков. ФКП-2015 предполагает создание семейства носителя нового поколения "Ангара", высокоэффективных средств межорбитальной транспортировки, в том числе разгонных блоков на основе кислородно-водородного топлива, транспортных модулей с новыми двигательно-энергетическими установками, а также поэтапного перехода к использованию многоразовых транспортных космических систем.
Семейство российских одноразовых и многоразовых ракетоносителей нового поколения "Ангара ". Рисунок ГКНПЦ им. MB. Xpyничева.
Получит дальнейшее развитие наземная космическая инфраструктура: фирмы-производители, космодромы, средства управления космическими аппаратами, экспериментальная стендовая база.
ПОЛИТИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ
Россия планомерно и последовательно проводит политику в области космонавтики в интересах повышения благосостояния граждан, обеспечения устойчивого развития страны и всего человечества. Благодаря огромному отечественному технологическому опыту и созданному космическому потенциалу мы способны самостоятельно выполнять крупные космические проекты и программы. Наша ракетно-космическая промышленность обеспечивает полный и замкнутый цикл — от разработки космических средств до получения результатов, требуемых для удовлетворения потребностей страны и эффективного функционирования на мировом рынке. Россия проводит курс на активную интеграцию в международные космические проекты совместно с государствами Европейского союза, США, Индией, странами Дальнего Востока, Юго-Восточной Азии и другими партнерами. Россия определяет главный вектор развития международного сотрудничества в сфере освоения космоса как всемерное расширение связей со многими странами мира в интересах обеспечения устойчивого развития нашей страны и цивилизации (Земля и Вселенная, 2003, №4).
Отечественная космонавтика обладает уникальным опытом в области пилотируемых полетов. К величайшим историческим достижениям относятся длительная эксплуатация орбитального комплекса "Мир" и рекордные по продолжительности полеты российских космонавтов, подтвердившие, что в космосе можно жить и работать (Земля и Вселенная, 2001, № 5). Освоение космического пространства человеком продолжается: осуществляется международное сотрудничество по строительству и эксплуатации Международной космической станции, объединяющее усилия специалистов России, США, Канады, Японии и стран-участниц Европейского космического агентства. В основе этого крупнейшего в истории международного проекта лежит отечественный опыт, приобретенный в ходе работ на долговременных станциях "Салют" и орбитальном комплексе "Мир". Сейчас Россия осуществляет регулярные рейсы к МКС и реализует утвержденную национальную программу научно-прикладных исследований, совместные программы с зарубежными партнерами. Работы на борту МКС позволят существенно расширить горизонты знаний в области свойств космической среды, ее влияния на жизнедеятельность человека, обеспечат выполнение интереснейших экспериментов в области физики, биологии, медицины и других наук, создадут базу технологий и знаний для последующих длительных пилотируемых полетов, в том числе для марсианской экспедиции (Земля и Вселенная, 1999, №6).
Кроме того, добавятся такие направления совместной деятельности, как сохранение природной среды и управление ресурсами планеты, обеспечение глобальной безопасности с использованием космических средств, обеспечение защиты Земли от угроз космического характера (астероидно-кометная опасность; Земля и Вселенная, 2003, № 2). С помощью космических средств будет решаться также проблема борьбы с терроризмом.
Космонавтика как основной продукт мирового научно-технического прогресса стала его мощным двигателем, непрерывно передавая другим областям мирового хозяйства неоценимый по значению и беспрецедентный по объему поток новых материалов, технологий и научных разработок, внося значительный вклад в обеспечение устойчивого развития человечества (Земля и Вселенная, 2003, № 4). Такие тенденции сохранятся в ближайшие десятилетия, и все говорит о том, что они будут усиливаться.