Как дотянуться до космоса?
При разработке какого угодно нового космического средства обязательно осуществляется предварительный анализ потенциального спроса.
Очень часто роль результатов этого анализа излишне абсолютизируют, зачастую для него сложно составить адекватную прогнозную модель, но сейчас речь не о том.
Дело в том, что само по себе отсутствие спроса в виде уже существующих и четко сформулированных проектов и задач еще не означает отсутствия интереса к рассматриваемой области, как такового. Очень часто видимое «отсутствие спроса» обусловлено тем, что проекты, которые могли бы такой спрос образовать, гибнут еще на стадии первичной проработки как раз по причине отсутствия адекватных предложений для их реализации.
Провести свой эксперимент в условиях космического пространства, конечно, желали бы многие факультеты и институты, занимающиеся как прикладными, так и фундаментальными проблемами. И в подавляющем большинстве случаев речь совсем не идет об установках с огромными размерами, массами и энергопотреблением. Как правило, не требуется даже длительного нахождения на орбите. Но малый формат вовсе не избавляет от больших проблем.
В самом деле – какие есть пути у рабочей группы, желающей вывести свой эксперимент за пределы атмосферы?
Первый путь – это интегрировать свою нагрузку в состав полезной нагрузки какого-нибудь космического аппарата (КА). При этом, конечно, необходимо, чтобы параметры орбиты этого КА отвечали условиям, необходимым для эксперимента, но это еще не самое сложное. Необходимо будет не только заинтересовать разработчика основного КА в присутствии этого эксперимента на борту, но также выполнить огромное количество требований по согласованию с другими приборами и аппаратурой, находящимися на борту. И уж, конечно, любая дополнительная полезная нагрузка (тем более – разработанная коллективом, не обладающим длительным опытом) снижает общую надежность всего аппарата, потому его разработчики вряд ли с большим энтузиазмом воспримут такое предложение.
Можно создавать свой собственный спутник – тем более, что популярный нынче формат «CubeSat» эту задачу существенно упрощает. Но даже в этом случае желательно иметь предшествующий специальный опыт, потребуется лицензия и финансовые средства, причем гораздо большие, чем необходимые только для создания экспериментальной аппаратуры и ее адаптацию к готовому «борту». Кроме того – при осуществлении попутного запуска (а на «целевой» рассчитывать в этом случае не приходится) опять же возникнут проблемы согласования характеристик с разработчиком основного КА, выводимого этим запуском. Что, конечно, тоже не приведет этого самого разработчика в бурный восторг.
К верхней границе атмосферы небольшой прибор можно вывести на существующей метеорологической ракете «МЕРА». Она в состоянии поднять на высоту около 100 километров нагрузку массой до 3 килограммов. И все бы хорошо, но при старте этой ракеты перегрузки достигают 100 g – не каждый эксперимент выдержит такое обращение. Кроме того, ограничения будет накладывать и небольшой диаметр корпуса, в который необходимо «вписать» полезную нагрузку. Потому этот путь тоже вряд ли привлечет многих желающих.
Весьма удачные ракеты для суборбитальных экспериментов есть в распоряжении ESA и NASA. Однако здесь начинают выходить на первый план уже нетехнические факторы. Так, участие в той же программе REXUS возможно только для стран – членов ESA. И в текущих условиях есть все основания ожидать того, что количество ограничений, накладываемых на взаимодействие с российскими исследователями, будет возрастать.
Таким образом, перебрав все эти способы, рабочая группа почти гарантированно понимает, что «овчинка не стоит выделки». И идея гибнет, даже не выйдя из этапа теоретической проработки.
В свое время СССР так же, как сейчас NASA и ESA, располагал широкой линейкой метеорологических ракет, дававших доступ к широкому диапазону высот в верхней атмосфере и ближнем околоземном пространстве. Сегодня наши возможности существенно скромнее, и былые достижения еще предстоит восстановить. Однако даже сегодня Россия располагает средствами, которые могли бы обеспечить быстрый и удобный доступ к условиям космического пространства для осуществления кратковременных экспериментов, демонстрации и проверки новых технологий и осуществления углубленных исследовательско-образовательных программ.
3 сентября 2015 года в 22 часа 23 мин по местному времени (или в 16 часов 23 мин по московскому времени) с полигона Тиксинского филиала Полярной геокосмофизической обсерватории со станции ракетного зондирования атмосферы (СРЗА) состоялся старт новой метеорологической ракеты МН-300, разработанной НПО «Тайфун» и АО ОКБ «Новатор». МН-300 относится к классу геофизических ракет, и позволяет выводить полезную нагрузку общей массой до 150 килограмм на высоту 300 километров. Основной объявленной целью ее создания является возобновление в нашей стране ракетных исследований полярной ионосферы и высоких слоев атмосферы. Однако траектория полета позволяет с ее помощью осуществлять эксперименты в области астрофизики, геофизики, гелиофизики, микрогравитации, фундаментальной космической биологии, материаловедения. Одним словом – есть, где развернуться.
Понятно, что одиночному институту, тем более – рабочей группе нет смысла заказывать отдельный старт, все-таки ракета достаточно грузоподъемная. А вот кооперация многих организаций и обеспечение множества экспериментов в одном полете – было бы как раз тем самым выходом, который существенно расширил бы возможности каждого из отдельных участников. Однако для этого необходима гарантия того, что с заявленной периодичностью хотя бы один раз в год или полтора года такие запуски будут производиться. Тогда разработчики экспериментов будут уже с самого момента замысла знать, что существует способ выведения, не связанный с большинством описанных выше проблем («большинством» - поскольку согласовывать нагрузки друг с другом по ряду параметров, в первую очередь, электромагнитным, все равно придется). И с гораздо большей вероятностью доведут свой замысел до конца, не бросив на полпути, осознав масштаб препон. То есть – имеем тот самый случай, в котором для того, чтобы появился спрос, необходимо первоочередное появление предложения!
Таким образом – назревает необходимость организации пусковой кампании, подобной европейской REXUS, осуществляемой немецким Космическим Центром (DLR) и шведским Национальным Космическим Советом (SNSB), или американским RockOn! & RockSat-C и RockSat-X, проводимой Университетом Колорадо (University of Colorado). При этом МР-300 дает не только существенно большие возможности по высоте полета и времени действия факторов космического пространства. Большие размеры ракеты и большая высота дают возможность и даже делают весьма целесообразным придавать этой пусковой кампании не только чисто образовательное значение, как это делается в Европе и США. В одном полете могут и должны выводиться в космос отбираемые в ходе конкурса заявок и последующей защиты полезные нагрузки студенческих команд, научных групп ВУЗов, профильных НИИ, и даже любительские и частные эксперименты.
Кстати, в случае начала регулярных полетов с СРЗА «Тикси» на суборбитальную высоту этот полигон имеет шансы стать еще одним российским космодромом – специалистами НПО «Тайфун» предлагается модернизация ракеты МН-300, которая после оснащения второй ступенью сможет выводить на низкую орбиту столь популярные сегодня нано-и пикоспутники.
Дело за малым - найти те российские организации, которые были бы заинтересованы в начале работ по такому проекту и его успешной реализации.
Использованы фотографии с сайта Института космофизических исследований и аэрономии им. Ю.Г. Шафера (ИКФИА): http://www.ikfia.ysn.ru/