Солнцев: Систему беспроводной передачи энергии в космосе создают в РФ
Владимир Львович, новый пилотируемый транспортный корабль, который разрабатывается сейчас в РКК "Энергия", назвали "Федерация". Вам лично нравится?
Владимир Солнцев: Во-первых, это символично. Во-вторых, у нас будет не один космический корабль, а серия под названием "Федерация". И у кораблей, конечно, будут имена. Сами знаете, "как корабль назовешь, так он и поплывет", в нашем случае - полетит. Мы живем в Российской Федерации, в ней 85 субъектов, их названия и станут именами кораблей. Кстати, это возможность для республик и регионов России стать известными во всем мире, что тоже правильно.
О новом корабле говорят много и разное. Хотелось бы узнать из первых уст: каким он будет? И когда полетит?
Владимир Солнцев: Сейчас идут опытно-конструкторские работы. Мы изготовили технологическую капсулу из композитных материалов, на которой будем проводить цикл различных динамических, статических испытаний. Запланировано уже в конце этого года подойти к изготовлению летного образца. Все строго по графику. Начало летных испытаний корабля на околоземной орбите с использованием ракеты-носителя "Ангара-А5П" запланировано в беспилотном варианте на 2021 год, а в пилотируемом - на 2023-й. И - с космодрома Восточный.
Если честно, мы сильно отстали от американцев в разработке нового корабля?
Владимир Солнцев: Нисколько не отстали. Для таких серьезных проектов не принципиально, кто быстрее. Не в этом дело и не в этом задача - надо сделать то, что запланировали. И сделать хорошо. А быстро и хорошо редко бывает.
Время космической гонки ушло?
Владимир Солнцев: Гонка во имя чего? Ради удовлетворения амбиций - это банально и абсолютно никому не нужно.
Композит до Луны долетит
На последнем МАКСе был впервые показан возвращаемый командный отсек нового корабля. Говорят, композитная оболочка такая легкая, что ее могут спокойно поднять четверо взрослых мужчин?
Владимир Солнцев: Если они достаточно тренированы и могут поднять 600-700 килограмм. Новый корабль проектируется в том числе и из композиционных материалов, но это не самоцель. Композит будем использовать там, где он проявляет себя наилучшим образом. Жизнь ускоряется, и то, что еще вчера казалось невозможным, сегодня становится реальностью. Будущее - за новыми технологиями, это и композиты, и 3D-печать. Оболочки космических кораблей во всем мире производились и производятся из алюминиевых сплавов, но количество и длина сварных швов ограничивают возможности конструкторов. Любой шов - это зона высокой концентрации напряжения. А композит позволяет "наматывать" поверхности любой сложности и конфигурации. Мы уходим от сварки, других соединений. Получается "монокок", то есть единый несущий элемент. Но здесь еще есть над чем подумать… Впереди еще цикл испытаний и поиск правильных решений.
Именно на этом корабле россияне должны долететь до Луны?
Владимир Солнцев: В отличие от кораблей серии "Союз ТМА" основной задачей нового ПТК станут как раз полеты к Луне. Он будет обслуживать перспективные околоземные орбитальные станции и объекты на окололунных орбитах: доставлять космонавтов и грузы, обеспечивать спасение экипажей. Корабль сможет до 30 суток находиться в автономном полете, а значит, можно будет проводить самые сложные научные эксперименты.
Раньше рассматривался вариант экипажа из шести космонавтов. А сейчас?
Владимир Солнцев: 4 человека, и это оптимально для полета, но в случае необходимости экипаж может быть увеличен до 6 человек.
Можете назвать технические характеристики?
Владимир Солнцев: Конечно: длина корабля - 6,1 метра, номинальная перегрузка при спуске - 3 g. Общая масса при полете к орбитальной станции - 14,4 тонны, при полете к Луне - 20 тонн. Масса возвращаемого аппарата - 9 тонн. Для выведения корабля на околоземную орбиту мы планируем использовать ракету-носитель тяжелого класса "Ангара-А5П".
Защита держит
Возвращаемый отсек, судя по всему, очень комфортный для космонавтов: диаметр почти 5 метров, высота 4 метра. С "Союзами" не сравнить. А какая будет теплозащита? Плиточная, как у американских шаттлов?
Владимир Солнцев: Комфорт для экипажа в перспективном корабле действительно будет существенно повышен. Свободный объем, приходящийся на одного человека, будет ощутимо больше, чем на "Союзах". При проектировании возвращаемого аппарата нами применяются передовые конструктивные и дизайнерские решения, благодаря которым жизнь экипажа в корабле станет отвечать современным эргономическим стандартам - это, например, новые кресла, более удобные для размещения экипажа.
Теплозащита возвращаемого аппарата рассчитана на вход в атмосферу при возвращении от Луны со второй космической скоростью. Она создается на основе теплозащитных материалов с плотностью в 3 раза меньшей по сравнению с применяющимися на кораблях "Союз ТМА". Конструктивно теплозащита представляет собой панели значительно большего размера, чем плитки на американском шаттле или нашем "Буране". Для обеспечения многоразового использования возвращаемого аппарата панели теплозащиты выполняются заменяемыми при межполетном обслуживании.
На сколько запусков рассчитывается новый корабль?
Владимир Солнцев: На низкую орбиту - до 10 раз, и столько же при кратковременных полетах к Луне. Если будет длительная лунная экспедиция, то со стыковкой с окололунной орбитальной станцией - не менее чем на 3 раза.
Если говорить о многоразовости: американцы не так давно успешно вернули первую ступень ракеты "Фалькон". И продолжают этот эксперимент, хотя не всегда удачный. Как вы это прокомментируете?
Владимир Солнцев: Компания SpaceХ добилась того, к чему стремилась. С точки зрения целесообразности - вопрос, на мой взгляд, довольно спорный. Техническое решение, бесспорно, интересное, хотя такая работа велась и у нас, причем были положительные результаты. Но с практической точки зрения, на мой взгляд, это экономически нецелесообразно. Слишком это дорогое удовольствие. На сегодняшний день важнее снижать стоимость ракеты-носителя и стоимость самой пусковой услуги. Такая работа у нас активно ведется. Если говорить о многоразовости, то в ракете максимально интересная вещь для возвращения - это двигатель, очень дорогой и сложный элемент. Поэтому целесообразно как раз его пытаться сделать многоразовым. И, кстати, наши заделы позволяют такую задачу в России при необходимости реализовать, ведь двигатели "Энергомаша", которые используются для наших ракет, - многоразовые. Например, РД-171 испытывался на 25-кратное использование, на Земле его 25 раз успешно запускали, останавливали и снова запускали.
Но космическая "многоразовость" обходится недешево?
Владимир Солнцев: Именно, и одной из причин прекращения полетов шаттлов стала как раз слишком высокая цена межполетной подготовки. И сегодняшний тренд мне кажется наиболее правильным: снижение стоимости запуска за счет снижения затрат на производство ракеты-носителя и двигателя. Надо удешевлять первые и вторые ступени, и такие возможности мы сегодня уже реализуем.
Полеты наяву
Назывался срок запуска пилотируемой экспедиции к Луне - до 2030 года. Он остается?
Владимир Солнцев: Как мы планировали на 2029 год высадку на Луну, по этому графику и идем. Вопрос лишь в достаточном финансировании, но, даже если будет очередной секвестр, мы продолжим реализацию этой программы, немного изменив сроки.
Кстати, к какому американскому кораблю будет ближе по характеристикам наша "Федерация" - к "Ориону", к "Дрэгону"?
Владимир Солнцев: Все строящиеся корабли ближе к здравому смыслу, а точнее, к правильно выбранному инженерному решению. Не случайно и американские, и российские ракеты-носители, самолеты, вертолеты очень похожи.
Но "Орион" создается как межпланетный корабль, который сможет долететь и до Марса.
Владимир Солнцев: Наш корабль тоже предназначен для межпланетных перелетов, но все технологии нужно отработать "до звона", и подготовка лунной экспедиции подходит для этого лучше всего. Мы отрабатываем с американцами возможность стыковки наших кораблей. С Европой и Америкой обсуждаем возможность создания орбитальной лунной станции. Здесь наши подходы где-то совпадают, а в чем-то отличаются. Но я считаю, что согласованный сейчас проект ФКП с прицелом на лунную программу как раз наиболее оптимален, эффективен и логичен.
Можно более подробно об орбитальной лунной станции?
Владимир Солнцев: Отчасти это может быть аналог МКС. На уровне космических агентств России, США, Европы, Японии и Канады сделан вывод о целесообразности создания международной окололунной платформы, которая может быть полезной при реализации лунной программы и на пути к астероидам и Марсу, поэтому одно из разумных решений - это совместное создание технических средств с интеграцией на уровне систем и приборов и использование самых эффективных технологий.
Значит, Марс все-таки не исключается?
Владимир Солнцев: Разумеется, нет, сегодня это конечная достижимая цель пилотируемой космонавтики. При том уровне технологий, который будет достигнут в обозримом будущем, дальше, чем на Марс, пилотируемые полеты проблематичны.
Дозаправка лазером
Научный мир взбудоражила новость: РКК "Энергия" собирается испытать на МКС космический лазер. Что это такое?
Владимир Солнцев: Мы работаем над созданием системы беспроводной передачи энергии в космосе. Если коротко, то суть этого эксперимента в том, что по лазерному лучу с борта МКС электричество будет передаваться на транспортный корабль "Прогресс", который отведут от станции на расстояние один-два километра. Это технология дистанционного электроснабжения летательных аппаратов и робототехнических систем монохроматическим инфракрасным излучением. Ученые "Энергии" работают здесь вместе с ведущими научными лабораториями России.
То есть дозаправка спутников на орбите, о чем мечтают все конструкторы космических аппаратов, скоро может стать реальностью?
Владимир Солнцев: Группировки спутников увеличиваются, но, к сожалению, срок эксплуатации многих космических аппаратов сегодня недостаточно велик. Исследования показывают: системы лазерного электроснабжения могут эффективно передавать энергию с одних космических аппаратов на другие. И, например, использоваться для "подпитки" малых спутников, рынок которых стремительно растет. Сегодня у нас уже есть фотоэлектрические приемники-преобразователи с эффективностью около 60 процентов. Все это открывает совершенно новые возможности в космосе.
А на Земле?
Владимир Солнцев: И на Земле тоже - подобные разработки могут применяться везде, где используются роботы. На базе РКК "Энергия" мы сейчас отрабатываем весь процесс, подготовлена специальная трасса, где дистанция между излучателем и приемником - примерно 1,5 километра. Нам надо научиться "точно стрелять": прицелиться и попасть в "яблочко", потому что луч сфокусирован в небольшие размеры.
На Западе такие исследования идут?
Владимир Солнцев: Конечно, в том числе и в США. Но пока никто не заявлял, что эксперимент завершился и есть стопроцентный результат - все в поиске, и мы не собираемся отставать.
МКС передаст эстафету?
Просто не могу не спросить: кроме надувного трансформируемого модуля в планах Роскосмоса запуск еще трех новых модулей российского сегмента МКС? В каком они состоянии?
Владимир Солнцев: Это многоцелевой лабораторный, научно-энергетический и универсальный модули для обеспечения стыковок с грузопассажирскими транспортными кораблями. Запуски планируются соответственно в 2017-2019 годах - мы будем решать целевые задачи, утвержденные в основах госполитики по освоению космоса.
Что вы думаете о создании национальной орбитальной станции? Она нам нужна?
Владимир Солнцев: Страны - участницы МКС, а их пятнадцать, достигли договоренности о продлении ресурса МКС до 2024 года. МКС может работать и до 2028, но надо понимать: если станция - такая как она есть сегодня - уходит, то что остается? Поэтому после завершения программы МКС мы планируем, может быть и вместе с партнерами, ЕКА, НАСА, другими, создавать новую орбитальную платформу, ее основой должны стать отстыкованные от МКС новые модули. Для полноценного функционирования, например, "нашего" сегмента надо будет сделать еще как минимум один модуль - шлюзовой, чтобы можно было выходить в открытый космос. Понадобится и складской модуль, которым может стать как раз надувной модуль.
И сколько лет может летать российская станция?
Владимир Солнцев: Во-первых, пока не решено, что новая станция будет исключительно российской. А летать может столько, сколько требует поставленная задача. Все станции предыдущих поколений имели определенный срок службы и после его окончания подлежали полной утилизации. В отличие от них новая орбитальная база изначально будет создаваться с возможностью периодической замены отработавших модулей - так будет поддерживаться непрерывность ее эксплуатации. Во-вторых, мы рассматриваем также и трансформацию станции в производственную площадку. Прежде всего для сборки элементов спутниковых систем, что удешевит все процессы. На этой же космической базе будем отрабатывать модули для лунной и других межпланетных программ.
"Надуть" дом. Космический
"Энергия" запатентовала надувной космический модуль для МКС. А для чего он нужен?
Владимир Солнцев: Хочу уточнить: это модуль не только для МКС - использование трансформируемых модулей позволит увеличить полезный герметичный объем и улучшить эргономику околоземных пилотируемых станций, а в будущем - и межпланетных комплексов и планетных баз. Такой модуль обеспечит эффективную защиту экипажей от ионизирующего излучения, метеороидов и частиц космического мусора. Он может использоваться как переходный отсек для выхода в космос и возвращения. А может быть приспособлен для хранения различных грузов.
Как модуль будет выглядеть?
Владимир Солнцев: Он уже на испытательном стенде, в "живом виде", то есть космические нагрузки имитируются с помощью математических программ. Модуль состоит из центрального жесткого отсека и разворачиваемой вокруг него многослойной трансформируемой гермооболочки. А она - из функциональных слоев: противометеороидной и радиационной защиты, теплоизоляции и внешнего несущего слоя.
Я правильно понимаю, что на орбиту модуль полетит в сложенном виде?
Владимир Солнцев: Правильно, его размеры при запуске примерно в три раза меньше, чем в надутом виде. При транспортировке оболочка компактно уложена вокруг отсека, а в космосе она разворачивается.
И какие реальные размеры?
Владимир Солнцев: Сейчас это 16 кубических метров. Планируем, что при запуске в космос это будет 90 кубов.
Из каких материалов делается модуль?
Владимир Солнцев: Оболочка - из специально пропитанной ткани, которая держит определенное давление. Внутренний корпус - цельный, легкий.
Есть ясность, какую метеоритную атаку он может выдержать?
Владимир Солнцев: Изучаем - стреляли по модулю, моделируя размер метеорита до 10 см, чтобы определить его пробиваемость, какую энергию покрытие способно держать. Да, это не броня. Но все, с чем максимально часто мы сталкиваемся при полете на низкой орбите, будет парировано. Разработки и исследования надувных конструкций ведутся как в России, так и за рубежом. В США в свое время разрабатывался модуль TransHab, но финансирование проекта было прекращено. В 2006 и 2007 годах были проведены успешные летные испытания двух экспериментальных модулей Genesis I и Genesis II объемом около 11 м3. В 2016 году планируется запуск к МКС модуля BEAM объемом 16 м3 и массой 1360 кг.