Александр Лосев: Из застоя в космос
О том, какой мегапроект сегодня нужен России
Кризис российской космической отрасли длится уже третье десятилетие. За эти годы потеряны инженерные и научные кадры, утрачены технологии и производственные цепочки, разрушена система контроля качества, в упадке программно-математическое обеспечение алгоритмов управления, нет больше преемственности поколений и передачи опыта и знаний. Отказы техники, аварии ракет и потери аппаратов (с 2011 г. количество неудачных запусков достигло 8%), нецелевое использование или расхищение выделяемых средств – это сегодняшние реалии. Ввод в коммерческую эксплуатацию семейств ракет-носителей модульного типа «Ангара» для замены «Прогрессов» и «Союзов» вместо 2009 г. переносится пока на 2018 г.
В 2014 г. Россия лишилась последнего геостационарного спутника «Космос-2479» системы обнаружения стартов баллистических ракет «Око-1», являющейся частью системы предупреждения о ракетном нападении. Стоимость этого спутника составляла 1,5 млрд руб., что в 10 раз меньше средней стоимости стандартного стадиона для ЧМ-2018 и в 28 раз дешевле «Зенит-арены». Но не факт, что футбольные «достижения» гарантируют спокойствие 146 млн граждан России лучше, чем спутниковые системы предупреждения о нападении.
Советский проект «Глонасс», стартовавший в 1976 г., в 2016 г. (спустя 40 лет) так до конца и не досоздан, поскольку даже сейчас в орбитальной группировке «Глонасс» работает на один, а возможно, уже и на два спутника меньше необходимого количества. А ведь наличие собственной системы спутниковой навигации – это один из важнейших аспектов обороноспособности любой страны.
В системе национальной безопасности России формируется гигантская брешь. И если сейчас не приступить к кардинальному исправлению ситуации, прежде всего в кадровом и научном потенциале, то в будущем у нашей страны не останется ни ракет-носителей, ни спутниковых группировок слежения, ни своих систем навигации. Российская космическая отрасль рискует исчезнуть, уступив место западным компаниям, а также не скрывающим своих амбиций Китаю и Индии.
Слабым утешением является тот факт, что застой в области освоения космоса – общемировая тенденция. Большинство программ свернуто или отложено, от масштабных проектов прошлого осталась только МКС. Современная западная демократия поставила все дорогостоящие государственные программы в зависимость от электоральных циклов. Поддержка избирателей, необходимая для получения или сохранения власти, заставляет политиков, парламенты и правительства склоняться к популизму и решать сиюминутные задачи, поэтому траты на исследования космоса сокращаются год от года.
NASA также уже не в состоянии повторить достижения прошлого, но удерживает позиции лишь благодаря достаточному финансированию, а Lockheed Martin и Boeing остаются мировыми лидерами в производстве спутников. Тем не менее программа «Созвездие», в рамках которой должна была появиться замена выведенным из эксплуатации кораблям Space Shuttle, была официально прекращена Бараком Обамой в 2010 г. из-за финансового кризиса. США для своих носителей Atlas закупают российские ракетные двигатели РД-180, созданные 20 лет назад на основе советских разработок, а американских астронавтов доставляют на МКС проверенными временем королёвскими «Союзами». На этом фоне вполне достойно смотрятся успехи космических новичков из частного бизнеса, таких как SpaceX Илона Маска и Blue Origin Джеффа Безоса, которым NASA оказывало поддержку на первоначальном этапе.
Европейское космическое агентство (ЕКА) и концерны Airbus и Thales сосредоточились на создании спутников и автоматических аппаратов, и на сегодняшний день это самая оптимальная и прибыльная стратегия. Последние европейские разработки в области ракет-носителей «Ариан» и «Вега» относятся к 80-м и 90-м гг. ХХ в. Реализация проекта «Аврора» по созданию аппаратов для изучения Солнечной системы постоянно затягивается из-за сокращения финансирования. Успехи космической отрасли Китая – всего лишь повторение советских программ полувековой давности. У Индии средств меньше, и она медленно движется по пути ЕКА, создавая автоматические аппараты.
На фоне развития новых технологий и бума цифровой экономики застой в мировой космической индустрии выглядит парадоксально, но дело в том, что людям не нужен дальний космос, так как сейчас экономически выгодно работать исключительно в околоземном космическом пространстве, где сформировался специализированный рынок объемом порядка $400 млрд со среднегодовыми темпами роста в 5%. Взаимодействие государств и частного бизнеса помогло конвертировать космические достижения прошлых десятилетий в прибыльную сферу спутниковых услуг, для функционирования которой не нужны сверхдорогие технологии межпланетных полетов, а требуется всего лишь поддержание систем запуска и контроля, а также периодическая замена аппаратов на околоземных орбитах. Создание спутников ежегодно приносит основным производителям до $7,5 млрд прибыли, но основной доход у провайдеров услуг широкополосного вещания, телекоммуникации и связи, в системах глобального позиционирования и мониторинга Земли и у производителей электронного оборудования и цифровых технологий.
Рынок спутникового телевидения составляет около $100 млрд в год, навигаторы и чипы в смартфонах – еще порядка $70 млрд. К 2025 г. будет создано и запущено около 1400 новых спутников и объем космического рынка превысит $1 трлн.
Россия, производя лишь модификации советских ракет для транспортировки космонавтов и грузов на околоземные орбиты, заняла нишу «дальнобойщиков», доля нашей страны составляет порядка 2% от общего глобального рынка космических технологий и услуг, а на коммерческий сегмент приходится всего 0,6%. Российские менеджеры научились зарабатывать на космосе, не отрываясь от земли, – просто путем освоения бюджетов, размещения депозитов в банках, а также с помощью приватизации или передачи части территорий предприятий и НИИ под девелоперские проекты, что позволяет получать деньги сразу, без необходимости создания наукоемких производств и новых космических разработок.
К сожалению, во всем мире снизилась популярность научных знаний и ухудшилось качество преподавания математики, физики и химии. Большинство фундаментальных открытий было сделано еще в первой половине ХХ в. и с тех пор человечество мало продвинулось в познании устройства Вселенной. Формирование массового «квалифицированного потребителя» вместо людей, способных творить и думать, – это общая тенденция неолиберальной глобализации и гегемонии финансового сектора в постиндустриальной экономике планеты.
Но мир быстро приближается к концу очередного технологического цикла, основанного на открытиях прошлого века. Очевидно, что держава, которая будет обладать принципиально новыми перспективными технологиями в момент смены глобального технологического уклада, автоматически обеспечит себе мировое лидерство на следующие 50 лет. И единственный вариант для России – это совершить революционный прорыв с помощью научных открытий и инженерных идей, чтобы одним прыжком преодолеть многолетнее отставание от лидеров и оказаться сразу у истоков новой технологической революции в очередном цикле развития цивилизации.
Конкуренция будет серьезной. Дональд Трамп, чей лозунг «сделаем Америку снова великой», уже пообещал, что NASA перестанет быть «логистическим агентством на низкой околоземной орбите» и новой миссией станет дальний космос, вероятнее всего Марс. Скорее всего, американская космическая отрасль в ближайшие годы получит новое развитие, поскольку именно космос наиболее комплексно стимулирует развитие науки и техники и способствует созданию перспективных военных технологий, что соответствует стратегическим целям США по сохранению мирового лидерства. Не принципиально, будет это марсианский проект или полет к спутникам Юпитера и Сатурна, поскольку Соединенные Штаты возглавят процесс и загрузят заказами свои компании и научные центры. Остальным странам на каком-то этапе будет предоставлена возможность по желанию присоединиться к проекту в качестве второстепенных участников с минимальной долей в проекте. Это возможно для постоянных союзников США, но неприемлемо для России и Китая.
И если Китай еще в состоянии воспроизвести американский лунный проект 1969 г., то России это делать уже бессмысленно по причине колоссального отставания и недостаточности ресурсов, в том числе кадровых и финансовых.
Но и США успех не гарантирован. Ракетные двигатели на основе химического топлива и окислителя практически достигли пределов эффективности, и для полета к Марсу потребуется очень много топлива и огромные двигательные установки, при этом технологии жизнеобеспечения длительного перелета мало чем будут отличаться от тех, что уже реализованы на МКС.
Необходимы иные физические принципы и математические модели. Уровень технологического развития цивилизаций зависит от количества энергии, которое население планеты использует для своих нужд. Для дальнего космоса и для будущего человечества необходимы источники энергии, на порядки превышающие мощность всей имеющейся сейчас на Земле энергогенерации. А это атомная и термоядерная энергетика, ядерные и электрические ракетные двигатели и источники мощного электромагнитного излучения, а возможно, и работа с антиматерией.
Ядерный двигатель эффективнее обычного, поскольку в зоне реактора легкий газ может нагреваться до температур, превышающих 9000 градусов, и струя такого перегретого газа обеспечит намного больший удельный импульс, чем могут дать обычные химические двигатели. Прототипы ядерных ракетных двигателей были и у СССР, и у США, и советские спутники с ядерными реакторами запускались в космос. Россия сейчас наиболее близка к созданию ядерной электродвигательной установки мегаваттного класса для космических аппаратов. Электродвигательная установка отличается от ядерной тем, что рабочий газ нагревается не в зоне реактора, а в специальном теплообменнике, что делает конструкцию более надежной и безопасной, а значит, пригодной для пилотируемой космонавтики. Подобные энергетические технологии будут массово востребованы и на Земле, когда человечество решит окончательно отказаться от углеводородного топлива.
Поскольку условия длительного пребывания в космосе губительны для человека, основные исследования скорее всего будут делать роботизированные комплексы. Поэтому еще одним российским прорывом и на Земле, и в космосе может стать робототехника, где требуется интеллект, знание теоретической механики, программирования и математики – в этом мы всегда были сильны. Россия при должной концентрации усилий сможет обеспечить свою безопасность и лидерство в ряде ключевых технологий. И к Марсу летать для этого вовсе не обязательно, а тем более кого-то догонять, следуя уже пройденными этапами.
Но все начинается со школьной скамьи. Знания можно обрести заново, но, чтобы добиться результатов хотя бы через четверть века, начинать учиться и учить нужно прямо сейчас. Без восстановления системы естественнонаучного образования прорыва не будет. Нужно минимум 20 лет, чтобы на смену двум практически исчезнувшим поколениям ученых и инженеров пришли новые специалисты и конструкторы.
