Рафаил Муртазин: «Полет к Луне возможен без супертяжа»

Баллистик РКК «Энергия» Рафаил Муртазин рассказал о самом выгодном способе полета на Луну

Чтобы лететь на Луну, не обязательно создавать супертяж — сверхтяжелую ракету, — можно обойтись уже имеющейся тяжелой ракетой «Ангара-А5».

Об этом в интервью «Московскому комсомольцу» рассказал начальник отдела баллистики РКК «Энергия» (входит в ГК «Роскосмос») Рафаил Муртазин.

Кроме того, автор быстрых стыковок на орбите объяснил, как на сегодняшний день можно эффективнее всего добраться до земного спутника, почему не стоит пока думать о Марсе и для чего России нужна национальная орбитальная станция.

тестовый баннер под заглавное изображение

Среди направлений, которые планируется включить в разрабатываемый сейчас национальный проект по развитию космической деятельности до 2030 года, пилотируемая программа входит в число приоритетных. В поручении Президента России Владимира Путина особо говорится и о подготовке пилотируемых миссий за пределы низкой околоземной орбиты.

— Рафаил Фарвазович, несмотря на то что Россия вроде бы планомерно следует выбранному ею в начале 2000-х пути освоения дальнего космоса начиная с Луны, сейчас стали раздаваться отдельные призывы прежде всего поддержать идею «марсианина» Илона Маска. Что вы, как человек, который рассчитывает траектории полетов, можете сказать по этому поводу?

— Чтобы понять их метания, надо понимать, что космические программы для переизбираемых президентов США являются частью их предвыборных гонок. К примеру, у Джорджа Буша-младшего была программа Constellation («Созвездие»), которая предусматривала подготовку полета на Луну в кратчайшие сроки. Потом его сменил Обама, сказав: «Нам Луна не нужна, мы полетим на астероид». Пришедший к власти после Обамы Трамп вновь развернул всех к Луне, запустив программу Artemis («Артемида») со строительством лунной орбитальной станции Lunar Gateway («Лунные врата»). «Спящий» Байден стал, пожалуй, единственным, кто не поменял ее, подчиняясь ставшей уже закономерной смене программ между демократами и республиканцами. Зато вновь сменивший его Трамп вновь сделал разворот на 180 градусов — к Марсу.

— Некоторые считают, что он сделал это по причине того, что «Артемида» сложно реализуема и за четыре года президентского срока Трампу не удастся «выстрелить» с ней?

— Не могу сказать, что им двигало, но пилотируемый полет на Марс, который они с Маском могут выбрать сейчас, отменив «Артемиду», станет для них еще менее реализуемой целью.

Концепция эффективной транспортной системы для лунной программы. Фото: предоставлено РКК Р. Муртазиным

Марс нас пока не ждет

— Почему Марс менее реален?

— Для полета на Луну у человечества имеются все необходимые технологии, ученым понятно, как это можно осуществить. Да и лететь туда по оптимальной траектории надо всего 2–3 суток, а не почти 9 месяцев, как на Марс.

— Так на чем же собираются лететь на Красную планету Трамп с Маском?

— В том то и дело, что ни аппарата, ни понимания того, каким он должен быть, сейчас нет. Несмотря на то что Маск предлагает для полета свой супертяж Starship, его 150 тонн грузоподъемности будет мало для организации длительного межпланетного перелета.

— Каким же должен быть идеальный супертяж для полета на Марс?

— По всем проработкам (человечество ломает над этим голову еще со времен Королева), чтобы туда лететь, согласно проектам 1990-х годов, нам нужен комплекс весом не менее 600 тонн! Большую часть составит топливо, средства обеспечения жизнедеятельности космонавтов. Теперь давайте представим, за какой срок мы сможем создать такой межпланетный комплекс, учитывая, что Международная космическая станция, весящая сейчас 450 тонн, собиралась почти 25 лет.

— Когда говорят про способы доставки космонавтов на Марс, многие вспоминают про разрабатываемый нашей страной ядерный космический буксир «Зевс». Какие преимущества он мог бы дать?

— Его грузоподъемность и экономичность в плане топлива (которого потребуется в 4 раза меньше) могли бы удовлетворить путешественников. Кроме того, при безукоризненной работе он может набрать гиперболическую скорость относительно Солнца и обеспечить доставку экипажа к Марсу гораздо быстрее (теоретически за один-два месяца!). Но здесь главным является слово «безукоризненной». В случае малейшего сбоя в работе буксира за время разгона или при последующем торможении у Марса экипаж уже никогда не увидит ни Марса, ни Земли… Есть и другие соображения. Во-первых, «Зевс» сам не обладает большой тягой, а это значит, что такую махину на «безопасную» орбиту, высотой 800 километров от Земли, потребуется еще на чем-то «забросить». Предположим, мы все-таки вывели свой буксир и пристыковали к нему на орбите пилотируемый Starship Илона Маска. И тут мы сталкиваемся с другой проблемой — радиацией. Оказавшись на нужной орбите, по направлению к Марсу межпланетная станция с ядерным буксиром должна будет долго-долго раскручиваться «улиткой» вокруг Земли до набора второй космической скорости, чтобы покинуть Землю, одновременно с подъемом высоты. А это означает, что она с каждым витком будет пролетать через радиационные поля, то есть аппаратура межпланетной станции будет быстро деградировать. Но это полбеды. А люди? На каждом входе и выходе из полей они будут получать достаточно большие дозы радиации. Двух пересечений поясов Ван Аллена (так называют эти поля) космонавтам будет достаточно для набора полугодовой или годовой дозы, а этих пересечений будет намного больше! Какой выход? Доставлять экипаж на станцию уже после прохождения полей радиации, но это уже совсем другой пилотируемый корабль.

— Если люди полетят в один конец, как собирается устроить Маск, может, это и не страшно?

— Наши психологи считают, что людей, соглашающихся на полет в один конец, нельзя допускать до подобных полетов в принципе…

— Что же в NASA молчат?

— Думаю, что специалисты молчат в угоду политикам. Я, кстати, не против того, что далекое будущее для землян может быть связано с Марсом, ведь когда-то переселяться с нашей планеты потомкам придется. Но прежде мы должны потренироваться на Луне.

Станция РОС. Фото: предоставлено РКК «Энергия»

РОС и ЛОС

— Какая схема полета туда является сейчас рабочей?

— Она заключается в следующем. Одна сверхтяжелая ракета-носитель выводит на низкую окололунную орбиту взлетно-посадочный комплекс в связке с разгонным буксиром. Вторая сверхтяжелая ракета-носитель выводит туда же пилотируемый корабль, также с разгонным блоком. Встретившись на окололунной орбите, оба аппарата стыкуются, образуя временный космический комплекс. Взлетно-посадочный комплекс отделяется от корабля и доставляет космонавтов на поверхность Луны. Затем, примерно после двухнедельного пребывания там, они снова садятся уже во взлетный корабль, который, стартуя, отделяется от посадочной ступени, поднимается на орбиту для последующей стыковки с пилотируемым кораблем, который, в свою очередь, доставляет космонавтов на Землю. Эта схема, на мой взгляд, достаточно напряженная и не может обеспечить полной безопасности. Она вполне годится для достижения первичных целей, как это было у американцев в прошлом столетии, но при этапном освоении Луны необходим другой подход.

— Можете пояснить почему?

— Этот вариант подразумевает схему «все свое ношу с собой». Американцы, по сути, использовали примерно ее в программе «Аполлон» 60–70-х годов прошлого века. То есть на чем они прилетели на Луну, на том и улетели. В их распоряжении был маленький жилой отсек корабля, набитый на несколько суток провизией, в котором было очень сложно развернуться. По условиям лунной механики корабль мог улететь к Земле не ранее чем через три-четыре дня после прилета. В нашей схеме предполагается, что экипаж будет на поверхности две недели, таким образом, время ожидания отлета к Земле увеличивается до 18 суток. А представьте, что людям вдруг понадобится срочно покинуть Луну. Ведь случаи могут быть разные.

— У вас есть другое предложение?

— Конечно, есть. Мое предложение связано с будущей Российской орбитальной станцией. К ней прилетает корабль с космонавтами, к примеру, всем знакомый «Союз» или его более продвинутый аналог. Космонавты ждут баллистического окошка для полета к Луне, затем пересаживаются на многоразовый межорбитальный корабль, пристыкованный к РОС. Для отлета к Луне потребуется разгонный блок, который будет запущен с Земли на ракете-носителе «Ангара А-5», и после стыковки с ним межорбитального корабля эта связка стартует к Луне. На подлете у Луны космонавтов ждет лунная орбитальная станция, назовем ее ЛОС, к которой стыкуется межорбитальный корабль. Кстати, развертывание ЛОС предполагают и в NASA (мы вначале уже упомянули лунную станцию Lunar Gateway). Видно, там не без основания посчитали, что серьезные работы на длительном сроке требуют повышенной надежности и экономичности. ЛОС будет находиться на устойчивой круговой орбите высотой примерно в 10 тысяч километров, с которой посадки возможны в любое время (как и возвращение обратно), в чем одно из преимуществ этой орбиты по сравнению с неустойчивой высокоэллиптической орбитой американской ЛОС. При этом вернувшись в просторную станцию, космонавты могут спокойно жить и работать в безопасном орбитальном доме, имеющем все необходимые запасы воды, кислорода, еды. Так мы реализуем принцип гарантированной безопасности для людей, долгосрочно работающей станции, многоразовости корабля, который будет курсировать между РОС и ЛОС. Кстати, за прототип в этом проекте взят знаменитый перелет «Мир» — «Салют-7» — «Мир», который в 1986 году осуществил экипаж, в составе которого был нынешний генеральный конструктор нашего предприятия РКК «Энергия» Владимир Алексеевич Соловьев. Это был уникальный перелет, о котором, кстати, до сих пор мало кто знает.

— Итак, вы предлагаете создать сразу две станции…

— Да. Надо делать новое, нельзя же работать по технологиям 1960-х годов, не учитывая опыт, накопленный за последние десятилетия, а именно богатого опыта эксплуатации орбитальных станций. А тем, кто говорит, что это дорого, я отвечаю так: все хорошее стоит немного дороже менее хорошего. Вы же, скорее всего, покупаете в магазине более дорогое, но натуральное сливочное масло вместо дешевого, на растительных жирах. Но зато потом качество и разумный подход к делу окупаются с лихвой. Если мы говорим о космосе, то, переплатив немного на первом этапе, здесь мы получаем безопасность и комфорт для космонавтов, а также хорошую экономию в долгосрочной перспективе.

— Каким образом космонавты будут добираться до ЛОС?

— За счет разработанного в РКК «Энергия» «грависферного» маневра, предусматривающего «бесплатную» помощь гравитационного поля Земли. С ним при достижении орбиты ЛОС энергетика перелета будет почти в три раза меньше, чем при полете на низкую окололунную орбиту. В этом еще одно преимущество «нашей орбиты» — доставка на ЛОС потребует в полтора раза меньше энергетики, чем при полете на американскую станцию. По нашим расчетам, ракеты «Ангары-А5» будет достаточно для реализации этой схемы. То есть сверхтяжелая ракета-носитель здесь не нужна.

Наклонения орбиты относительно экватора.

Станция будущего

— Кстати, про станцию РОС. В чем вы видите ее основное предназначение?

— Для нас существенным шагом вперед будет ее орбитальное наклонение больше 90 градусов, которое выбрано сегодня, согласно утвержденному Роскосмосом эскизному проекту. Если сейчас наклонение, с которым летает МКС (51,6 градуса), позволяет нам наблюдать из космоса только за 10–15% территории, с полярной орбиты мы будем видеть все: и Севморпуть, и Арктику с Антарктикой! Океанологи сейчас бьют тревогу: «Мы теряем ледовую обстановку!» То есть не могут даже правильно проложить маршрут ледоколу, чтобы он пробивал не двухметровый лед, а всего лишь полуметровый, который находится часто в 10–20 метрах, но они не видят этого.

— На станции РОС можно будет проводить международные эксперименты?

— Какие международные научные эксперименты вы можете перечислить на МКС? Разве что совместные тренировки по экстренной эвакуации со станции, и это все. А вот, к примеру, что касается необходимых нам экспериментов в интересах определенных ведомств, которые нельзя проводить в присутствии астронавтов США и других стран, — их не было. Так что сейчас, с появлением РОС, «коммуналка» закончится, и это правильно, я считаю.

Кстати, когда некоторые говорят о том, что мы могли бы заменить РОС на полярной орбите автоматическими космическими аппаратами, я всегда вспоминаю аргументацию сотрудников МЧС на одной из наших научных конференций. По их словам, большинство начинающихся пожаров были зафиксированы не спутниками, а космонавтами с орбиты, когда они крутили головой и замечали дымку над лесом не в подспутниковой точке с высоты 400 километров, а вдалеке, под углом наблюдения 45 и более градусов.

Еще один плюс полярной орбиты заключается в том, что мы сможем каждый день видеть нашу страну, да и весь мир, при свете Солнца. А ведь сейчас на орбите МКС мы можем полностью наблюдать на свету, к примеру, Краснодарский край лишь в течение 20 дней из каждых двух месяцев. Остальное время под нами будет ночь или сумерки. РОС же будет летать по солнечно-синхронной орбите и «видеть» наши города хорошо освещенными светилом.

— Говорят, что к РОС с полярным наклонением будет менее выгодно стартовать с Земли, поскольку это придется делать против ее вращения.

— Да, при выведении на эту орбиту 15–20 процентов массы будет теряться. Да, использование ракеты «Союз-2.1А» не позволит выводить корабли «Прогресс» или «Союз». Так поменяем ее на модификацию «Союз-2.1Б», и она доставит на РОС столько же груза, как и на МКС! Здесь опять вопрос упирается в аргументацию «это же дороже выйдет», о котором мы с вами уже говорили. По-моему, неоспоримое качество получаемых данных для нашей страны важнее!

Кстати, РОС с наклонением в 97 градусов будет выгоднее нам при запуске с нашего космодрома Восточный, куда планируется перевести все запуски после сведения с орбиты МКС. Если мы будем стартовать с космодрома Восточный на орбиту с меньшим наклонением, трасса будет проходить через Тихий океан или территории США или Канады. Для страхования космонавтов в морской зоне во время каждого запуска должны будут дежурить по 12–13 кораблей-спасателей (это на случай ЧП, вероятность которого составляет не более 1 процента). Но если с того же Восточного мы будем стартовать на орбиту с наклонением 97 градусов, первые две ступени будут падать над нашей территорией, над сушей, за что к нам не будет никаких претензий со стороны других государств. Да и страховать наших космонавтов будет гораздо удобнее.

Если не расширим территорию — погибнем

— Вы являетесь разработчиком самых быстрых — трехчасовых схем стыковок кораблей с МКС вместо двух суток. Но все равно иногда мы слышим критику этого способа доставки космонавтов.

— Подозреваю, что этими «быстрыми» стыковками могут быть недовольны наши заклятые друзья, у которых нет такой технологии, чем очень недовольны их налогоплательщики, которые говорят: «Вот, русские умеют быстро летать, а мы нет».

— Этот способ экономит средства?

— Конечно. Речь идет и о топливе, и о средствах обеспечения жизнедеятельности во время полета. В совокупности это около 35 килограммов, которые можно перевести в грузы. С 2012 года было осуществлено уже 46 «быстрых» стыковок (30 четырехвитковых и уже 16 двухвитковых), то есть в сумме сэкономлено около 1600 килограммов. Если принять, что выведение одного килограмма на орбиту оценивается сейчас в среднем в 20 тысяч долларов, то эта технология сэкономила стране более 30 миллионов долларов. А если учесть, что вместо двух суток средства наземного контроля по всей стране и их персонал работают чуть больше трех часов, то цифры будут еще более весомыми. Но главное, эту технологию можно будет использовать при реализации Лунной программы.

— Не могу не задать вам традиционный вопрос: зачем, по-вашему, человеку осваивать космос?

— Когда Армстронг вернулся с Луны и ему задали аналогичный вопрос, он ответил: «Спросите у лосося!» Тот на нерест всегда плывет против течения, и никакой логики в этом вроде нет, это заложено в его природе! Стремление в космос также заложено в нас природой и только на первый взгляд не имеет смысла. На самом деле это открытие новых территорий, миров, экспансия, в конце концов! Если этого нет в природе любого вида, то он обречен на вымирание, так как рано или поздно территории займут другие виды, а его съедят. Предвижу контраргумент по поводу того, что на Земле всем места хватает: «Вон сколько у нас необжитых территорий!» На это я предлагаю заглянуть за горизонт примерно миллиарда лет, когда нашу планету с обжитыми или необжитыми территориями, по мнению астрофизиков, неминуемо ждет гибель. Кстати, Апокалипсис может настать гораздо раньше, ведь за этот срок Землю будут «бомбардировать» множество крупных космических тел, несущих катастрофическую опасность, и поэтому надо быть в постоянной готовности. И что скажут потом наши потомки, как «отблагодарят», если мы будем сидеть сложа руки и не пытаться найти способ спасти цивилизацию, перевезти ее на другую «землю»? Пилотируемая космонавтика, обитаемые станции просто необходимы нам, чтобы поддерживать компетенции, знания о космических полетах.

Источник: www.mk.ru