Текст книги "100 великих тайн космонавтики"

Наши специалисты пошли иным путем, предложив проект создания «истребителя спутников». По существу, он предполагал вывод на орбиту спутника-«камикадзе», который должен был, маневрируя, сближаться с разведчиком противника, а затем взрываться вместе с ним. Считалось, что это самый дешевый, простой и надежный вариант.

«Камикадзе» представлял собой относительно простой, сферический по форме космический аппарат весом около 1400 кг. Из них 300 кг приходилось на заряд взрывчатки, остальное – на аппаратуру управления, топливо и маневровый двигатель.

Радиус гарантированного поражения оценивался в 1 км. Впрочем, поскольку разлет фрагментов носил непредсказуемый характер, то пораженной могла оказаться и цель, находящаяся на гораздо большем расстоянии.

Работы по созданию «истребителя спутников» начались в 1961 году в ОКБ-52 Владимира Челомея. В качестве ракеты-носителя предполагалось сначала использовать УР-200, но, когда работы по ней застопорились, для испытательных полетов использовать слегка модифицированную ракету-носитель Р-7 Сергея Королева.

^{В.Н. Челомей}

Естественно, что испытания «истребителя спутников» проходили в обстановке строжайшей секретности. Поэтому 1 ноября 1963 года ТАСС объявило о запуске первого маневрирующего космического аппарата «Полет-1». Впрочем, количество и характер маневров не уточнялись.

Второй «Полет» стартовал 12 апреля 1964 года. Вслед за ним должны были стартовать последующие «Полеты». Однако в октябре 1964 года со своего поста был смещен Н.С. Хрущев. А пришедший ему на смену Л.И. Брежнев повелел передать работы по созданию «истребителя спутников» из ОКБ-52 Челомея, где работал сын Хрущева, в ОКБ-1 Королева. В связи с этим испытания были прерваны и возобновились лишь в 1967 году и, по сути дела, с самого начала.

Впрочем, за пять лет программа летных испытаний нового варианта «истребителя спутников» была выполнена почти полностью. Однако на завершающей фазе испытаний в дело снова вмешалась политика. В 1972 году между СССР и США был подписан Договор об ограничении стратегических вооружений и систем противоракетной обороны, который накладывал ограничения и на производство противоспутниковых систем. В связи с этим программу испытаний свернули. Однако сама противоспутниковая система была все же принята на вооружение.

Впоследствии она подверглась существенной модификации, и ее испытания продолжались до 1978 года. Затем они были возобновлены в 1980–1982 годах, когда проверялось функционирование боевых систем после длительного хранения, уже в рамках программы «Космос».

Так, 19 октября 1968 года СССР вывел на орбиту космический аппарат «Космос-248», а запущенный на следующий день «Космос-249», на втором витке проходя «недалеко» от «Космоса-248», взорвался. ТАСС торжественно сообщило: «Запланированные научные исследования выполнены». Однако «Космос-248» оказался живуч – через месяц неподалеку от него взорвался очередной спутник-самоубийца «Космос-252».

Далее система активно испытывалась до 1971 года. Спутники-«камикадзе» с энтузиазмом уничтожали спутники-жертвы на высотах от 250 до 1000 км, подтвердив возможность уничтожения всех военных спутников США, кроме геостационарных. Два года спустя комплекс был принят в опытную эксплуатацию и после доработки в 1978 году поступил на вооружение Советской армии.

Последнее испытание комплекса состоялось 18 июня 1982 года в ходе крупнейших учений советских ядерных сил, прозванных на Западе «семичасовой ядерной войной». «Космос-1379» перехватил мишень – имитатор навигационного спутника США «Транзит».

В настоящее время эта система снята с вооружения как морально устаревшая. Тем не менее в свое время «демонстрация мощи» на орбите дала США формальный повод для создания противоспутниковой системы нового поколения в рамках программы СОИ, о которой мы поговорим в свой черед.

К концу ХХ века специалисты США и СССР пришли к выводу, что уничтожить спутник потенциального противника, если возникнет такая необходимость, проще всего с помощью самолета-истребителя, вооруженного специальными ракетами.

У американцев в состав авиационного ракетного комплекса АСАТ, который разрабатывался американскими фирмами «Воут», «Боинг» и «Макдоннелл Дуглас», входили самолет-носитель (модернизированный истребитель F-15) и двухступенчатая ракета АСАТ (Anti-Satellite), висевшая под его фюзеляжем.

Пуск ракеты ASAT с самолета-носителя предполагалось осуществлять на высоте около 20 км как в горизонтальном полете, так и с «горки». Затем собственные двигатели ракеты выводили на орбиту малогабаритный перехватчик МХИ В (MHIV – сокращение от Miniature Homing Intercept Vehicle) фирмы «Воут», имеющий вес 15,4 кг и длину 46 см. И он уже с помощью собственных маневровых двигателей, инфракрасной системы самонаведения, лазерного гироскопа и бортового компьютера должен был выйти на курс прямого столкновения со спутником. Наличие взрывчатки на борту перехватчика не предполагалось, поскольку специалисты посчитали, что для уничтожения бортового оборудования спутника достаточно будет и кинетической энергии столкновения.

^{Истребитель «F-15»}

Испытания показали, что атака спутника таким образом вполне реальна. Так, 13 сентября 1985 года запущенная с истребителя ракета уничтожила американский спутник «Солуинд» (Soluind) на высоте 450 км.

После этого американцы решили развернуть полномасштабную противоспутниковую систему, которая бы включала в себя 28 самолетов-носителей F-15 и 56 ракет ASAT. Две эскадрильи самолетов было решено разместить на авиабазах Лэнгли (штат Вирджиния) и Мак-Корд (Вашингтон).

Причем в дальнейшем количество самолетов-носителей и ракет предполагалось удвоить, а сами комплексы поставить на боевое дежурство в 1987 году.

Поскольку противоспутниковые комплексы, размещенные на территории США, могли обеспечить перехват только четверти спутников потенциального противника, американцы добивались права на использование баз на иностранных территориях, и в первую очередь на Фолклендских (Мальвинских) островах и в Новой Зеландии. Однако в начале 90-х годов работы по системе АСАТ были прекращены в результате неофициального соглашения с Россией.

Дело в том, что в ответ на разработки американцев с 1978 года КБ «Вымпел» тоже разрабатывало антиспутниковую ракету, способную стартовать с самолета МиГ-31.

В 1986 году разработку модифировали под новую ракету. Самолет-носитель получил обозначение МиГ-31Д («изделие 07»). Однако самолеты-прототипы, которые получили бортовые номера 071 и 072, не имели радиолокационных станций, разработка которых еще не была закончена.

Тем не менее в 1987 году борт 072 вышел на летные испытания в Жуковском. Программа их продолжалась несколько лет, но, в конце концов, была прервана из-за неготовности ракеты. В настоящее время машины 071 и 072 находятся на территории Казахстана, и поднимутся ли они еще в воздух, непонятно.

Впрочем, документально их существование не запрещено ни одним из существующих официальных договоров.

Экзотические эксперименты

В наши дни всевозможных спутников развелось великое множество. Многие пользуются их услугами, смотря телепрограммы, разговаривая по спутниковому телефону или пользуясь системой компьютерной навигации GPS или «Глонас». Причем обеспечивают подобные услуги не только спутники-гиганты, но и сателлиты-малыши, массой порою в несколько килограммов, а то и того меньше.

А поскольку, говоря словами Козьмы Пруткова, нельзя объять необъятного, поговорим подробнее лишь о некоторых проектах, о которых, быть может, мало кто слышал, но осуществление которых тем не менее ведется тихой сапою.

Пожалуй, только специалисты и обратили внимание, что в войну со спутниками недавно внесли свою лепту и китайцы. И внесли не очень удачно. Туча обломков, оставшаяся от разлетевшихся в клочья спутника-цели и ударившей по нем ракеты 11 января 2007 года, уже через сутки вызвала беспокойство в определенных кругах. Причем не столько самой атакой, сколько ее последствиями.

Потребовалось всего сутки, чтобы обломки бывшего спутника растеклись по всей его полярной орбите. Причем в результате сильного соударения часть обломков перешла на более высокие и низкие орбиты.

Дальнейшие наблюдения показали, что через полгода кольцо обломков расширилось настолько, что стало смешиваться с ранее запущенными спутниками и космическим мусором в сплошное месиво. А через год после испытания облако мусора стало столь большим, что заставило вспомнить об операции по «закрытию неба», которую некогда, еще в 50-х годах прошлого века, впопыхах собирались провести американцы.

И вот теперь этот кошмар на наших глазах становится явью. Сегодня на околоземных орбитах болтаются и 10-тонные разгонные ступени старых ракет-носителей, и радиоактивные капельки натрия и калия, которые когда-то использовались в качестве теплоносителя в системах охлаждения ядерных энергоблоков на советских спутниках, и просто обломки выработавших свой ресурс спутников, разрушившихся в результате нечаянного столкновения друг с другом.

^{Российский грузовой космический корабль «Прогресс М-04М», причаливший к МКС}

«Когда-нибудь замусоренность низких орбит вокруг Земли достигнет такого предела, что опасность столкновений сделает космос непригодным для практического использования, – выразил опасения доктор Т.С. Келсо из Центра космических стандартов и инноваций. И добавил: – Концентрация мусора с годами растет, а для того, чтобы от него избавиться, потребуются десятилетия. Причем мелкие фрагменты нам не отследить, так что реально мусора еще больше, чем мы думаем».

И вот теперь специалисты всерьез задумались над тем, как бы начать уборку на орбите. Проекты предлагаются самые разные, в том числе и довольно экзотические.

Так, например, инженер из Санкт-Петербурга Леонид Бурылов разработал концепцию межорбитального буксира-мусорщика, который поможет навести порядок на земной орбите. Правда, похоже, случится это не завтра.

Как рассказал нам сам автор разработки, дело было так. Узнав, что Фонд премии писателя-фантаста Роберта Хайнлайна и Российский учебно-научный комплекс авиакосмической промышленности объявили конкурс научно-инновационных работ под девизом «Полет в будущее», 27-летний инженер с завода «Арсенал» решил направить в жюри и свою разработку. И вот недавно узнал, что она была признана лучшей среди более чем двух десятков фантастических проектов.

– Я представил на конкурс проект многофункционального энергетического модуля, – рассказал сам Леонид. – По существу, он представляет собой буксир с электроракетной энергетической установкой. Его задача – обеспечить эффективность транспортных операций в космосе. Будущее космонавтики связано прежде со снижением стоимости транспортных операций на орбите. На мой взгляд, это некая промежуточная технология между теми конструкциями, которые существуют сейчас, и теми, во многом пока еще фантастическими технологиями, которые были показаны другими участниками конкурса, и может быть доведена до стадии реализации в ближайшие 15–20 лет.

Иными словами, питерский инженер попытался внести свежую струю в решение одной из самых важных проблем нынешнего космического транспорта. Он показал, как можно сделать космические грузоперевозки более дешевыми и эффективными, чем сегодня.

Как известно, в настоящее время грузы на орбиту, в частности для снабжения Международной космической станции (МКС), доставляются беспилотными аппаратами «Прогресс». Более половины их массы приходится на однократные обеспечивающие системы, из-за чего стоимость доставки 1 кг груза на ту же МКС оценивается, по коммерческим расценкам, в 25 тысяч долларов.

«Прогресс» за рейс доставляет около 2,5 т полезного груза. Значит, весь полет обходится примерно 62,5 миллиона долларов. Именно высокая себестоимость полетов и тормозит ныне дальнейшее развертывание работ в космосе.

Как же Леонид Бурылов предлагает удешевить транспортные операции? Орбита МКС находится на высоте около 350 км от Земли, рассуждает он. Ракетоносители сегодня выводят «Прогрессы» лишь на 200-километровую высоту, после чего те дотягивают оставшиеся 150 км высоты с помощью своих собственных двигателей.

Доставив груз по назначению и загрузив свои трюмы мусором, «Прогрессы» затем с помощью тех же двигателей снижаются до плотных слоев атмосферы, где и благополучно сгорают. Но рационально ли использовать грузовик всего на одну поездку?

Леонид предложил использовать наземный опыт транспортировки грузов. Ныне обычно перевозимые товары помещают в контейнеры. Те ставят на прицепы, которые транспортируются с места на место с помощью тягачей. Приехав на место назначения, тягач отцепляет один прицеп, подцепляет другой и может отправляться в обратный путь, не тратя времени на разгрузку-погрузку.

Так почему же не поставить подобные тягачи и в космосе. Пусть тогда ракеты-носители (между прочим, неплохо будет, если и они будут многоразовыми) доставляют на 200-километровую орбиту лишь транспортные контейнеры и возвращаются назад. Дальше контейнеры подцепляет МАТЭМ – многофункциональный автономный транспортно-энергетический модуль. Доставив контейнер к МКС, буксир отстыкуется и направится дальше выполнять другие транспортные операции. Кроме них, по замыслу Бурылова, МАТЭМ сможет удалять из космического пространства болтающийся там мусор, в том числе и отслужившие свое крупногабаритные аппараты. Поможет он также перевести с одной орбиты на другую спутники самого различного назначения, окажет помощь и в случае аварии какого-то космического аппарата, отбуксировав его для ремонта на ту же МКС.

Мотаться буксиру туда-сюда без заправки годами поможет электрореактивная двигательная установка. «Использование ядерных энергетических установок невозможно из-за запрета их эксплуатации на низких орбитах, – рассказывает разработчик. – Вот я и предложил использовать на буксире солнечно-энергетическую станцию (СЭС), которая и будет питать электрореактивные, или, говоря иначе, ионные, двигатели. Запуск и эксплуатация МАТЭК, по моим расчетам, обойдет примерно вдвое дешевле, чем рейс одного “Прогресса”. Так что за 10 лет эксплуатации он может многократно окупить сам себя…»

Впрочем, поскольку запуск космического мусорщика вряд ли стоит ожидать завтра-послезавтра, американцы предлагают для оперативной очистки орбит использовать свою старую технику в новом качестве.

В свое время ими была предложена «мухобойка» для спутников. Трехступенчатая ракета, которая, согласно первоначальному замыслу, несла с собой лист из полимерного материала типа Myla. На орбите он расправлялся и, соударяясь со спутником потенциального противника, должен был выводить тот из строя, но при этом минимизировать количество обломков.

Теперь же подобную «мухобойку» предлагается использовать для того, чтобы «прихлопывать» старые спутники, заставлять их переходить на более низкие орбиты и затем сгорать в атмосфере.

Вот уже два десятка лет ученые во всем мире призывают свои правительства обратить внимание и на еще одну космическую проблему. А именно: признать реальность астероидной опасности, принять меры по ее устранению. И вот, похоже, лед все-таки тронулся…

…Странный и трагический случай произошел летом 2007 года в пустыне Раджастан на севере Индии. Семеро кочевников сидели вечером вокруг костра, пили чай и беседовали. Вдруг с неба буквально на головы людей обрушилось нечто тяжелое. В результате двое погибли на месте, пятеро получили ранения различной степени тяжести.

Проведенное расследование показало, что, скорее всего, причиной трагедии стала ледяная крыга, упавшая с небес. Попытки обвинить в том пролетавший самолет ни к чему не привели. В тот момент в данном месте не было зарегистрировано ни одного пролета авиалайнера или военного самолета.

^{Один из многочисленных астероидов, несущих потенциальную опасность для Земли}

Поэтому ныне следствие склоняется к мысли, что виной всего осколок космического льда. Большей частью ледяной метеорит испарился по пути в плотных слоях атмосферы. Но и оставшейся части хватило, чтобы нанести вред людям. После чего небесный пришелец бесследно истаял.

Газетчики тут же вспомнили, что в архивах хранятся десятки свидетельств, рассказывающих о подобных происшествиях. Так, в 1996 году несколько ледовых глыб упало возле школы и близлежащих домов в предместье Токио. Причем в течение примерно двух недель ледовые «гостинцы» обнаруживались настолько регулярно, что дирекция школы велела учащимся являться на занятия только в защитных шлемах и касках.

Примерно в то же время еще несколько огромных «ледяных камней» на глазах у сотен очевидцев упали посреди поля для игры в гольф вблизи Рима. Чуть позже в городе Анкона чудом не погиб рабочий, которому ледяная глыба обрушилась почти на голову. Кроме того, сообщения о «летающем льде» поступили из Венеции, Болоньи и некоторых других городов Италии…

Скажем, в урок естествознания под открытым небом неожиданно превратились занятия в средней школе в городке Сан-Мартино ди Лупари (Северная Италия). И ученики и учителя враз выбежали из школы после того, как здание сотряс сильнейший удар. «Землетрясение!» – подумали многие. Однако на улице обнаружились осколки огромной ледяной глыбы, а в металлической кровле виднелась впечатляющая вмятина.

Однако последний факт настораживает хотя бы уже тем, что за последние столетия это единственный достоверный случай, когда люди погибли от падения метеорита. До этого дело как-то обходилось без смертельных случаев.

И данное небесное тело было не единственным, которое в той или иной степени угрожало нам. Вечером 28 сентября 2003 года огненный шар пронесся с запада на восток над прибрежными районами индийского штата Орисса и врезался в землю. Хотя непосредственно шар никого не задел, но с перепугу два человека умерли; еще более десятка получили сердечные приступы. А 75-летний Х. Бихира, оказавшийся в непосредственной близости от места падения метеорита, ослеп от ярчайшей вспышки.

Еще один поразительный случай отмечен 22 августа 2002 года примерно в 10 ч. 30 мин. утра по местному времени. Четырнадцатилетняя Сиобан Коутон стояла возле своего дома в Норталлертоне (графство Норт-Йоркшир, Англия), когда на ее ногу упал странный камешек диаметром около 5 см. «Мне показалось, что он упал с крыши, – рассказала девочка. – Но когда я подняла его, он оказался теплым и был весь покрыт какими-то пузырьками и мелкими ямками»…

Наконец, в сентябре 2007 года астероид, грохнувшийся на землю возле перуанской деревни Каранкас, не только образовал кратер диаметром около 30 м и глубиной 6 м, но и стал причиной отравления около 200 местных жителей. Дурно пахнущие соединения серы и мышьяка заставили многих обратиться к медикам с жалобами на тошноту и головокружение.

Данные события послужили, видимо, очередным толчком к решению, которое было принято недавно Федеральным космическим агентством РФ. Роскосмос планирует после 2026 года создать систему защиты Земли от астероидов.

Актуальность проблемы создания системы защиты Земли от астероидов связана с тем, что, по расчетам специалистов, в 2009 году астероид Апофис пролетел на расстоянии менее 40 тысяч км от Земли, а в 2036 году существует большая вероятность его столкновения с нашей планетой. И готовиться к самому неблагоприятному варианту развития событий нужно уже сейчас.

В рамках принятой Роскосмосом программы уже в 2015 году начнет функционировать Автоматизированная система по предупреждению опасных ситуаций в околоземном космическом пространстве (АСПОС ОКП).

Необходимость создания этой системы обусловлена также еще и тем, что в околоземном пространстве в настоящее время находится порядка 16 тысяч объектов размером 10 см и больше. Из них только примерно 900 являются действующими космическими аппаратами. Остальные – космический мусор, который может представлять опасность для действующих космических аппаратов.

По словам директора по науке Института прикладной математики им. Келдыша Акима, к настоящему времени «завершен эскизный проект АСПОС ОКП». «Дальше – предстоит выполнить опытно-конструкторские работы. Эту работу выполняют ЦНИИ машиностроения, Институт прикладной математики имени Келдыша и научное объединение “Вымпел”».

Ученый отметил также, что уже реализуется ряд международных договоренностей по недопущению дальнейшего загрязнения околоземного пространства. Так, есть договоренность выводить геостационарные спутники на более высокую орбиту, которая станет для них своеобразным «кладбищем». «Генеральные конструкторы занимаются этим вопросом и стараются обеспечить ресурс таких космических аппаратов с тем, чтобы после завершения их работы они были способны поднять высоту своей орбиты примерно на 300 м», – отметил он.

При этом российские ученые окончательно признали нецелесообразным уничтожать астероиды путем взрыва. «Это чрезвычайно непродуманный шаг, который может привести к непонятным, а значит, неприятным последствиям», – заявил осенью 2007 года директор Института астрономии РАН, председатель комиссии по астероидам Борис Шустов.

То есть, говоря проще, ученые в результате компьютерного моделирования пришли к заключению, что даже если и удастся разделить астроид на несколько частей с помощью взрыва, то опасность от падения на Землю обломков не уменьшится, а увеличится. Тогда уж никто не успеет рассчитать, куда именно они упадут, и не исключено, что своеобразной мишенью могут стать и крупные города.

Для того чтобы избежать столкновения с астероидом Апофис или иным небесным телом, которое, по расчетам специалистов, может приблизиться к Земле на опасное расстояние, необходимо «постараться заранее обнаружить астероид, вывести на его орбиту космический аппарат и включить “гравитационный толкач”» – двигатель, чтобы изменить орбиту космического тела.

Для того чтобы сдвинуть астероид, хватит и 10 кг топлива, однако это нужно будет сделать как можно раньше», – подчеркнул Шустов. Технологии подобных операций у ученых уже есть, добавил он.

Еще есть опасение приближения крупной кометы. Ее орбиту рассчитать намного сложнее, чем астероида, ведь масса ледяного ядра все время меняется из-за испарения под солнечными лучами. К тому же комету трудно обнаружить заранее, поскольку она появляется из-за Солнца.

Чтобы отразить кометную атаку, необходимо будет наблюдать за зоной, которая находится по ту сторону Солнца, с помощью космических разведчиков. Они будут подстерегать небесных пришельцев на самых дальних подступах к нашей планете и заблаговременно предупреждать об опасности.

Отвести же угрозу можно будет не только с помощью буксировщиков. Некоторые исследователи предлагают побелить темный астероид, а ледяное ядро кометы, напротив, зачернить с помощью угольного порошка. В итоге небесные тела изменят свою отражательную способность и под давлением солнечных лучей изменят прежнюю орбиту.

Еще одну интересную разработку по этой теме предлагают шотландские ученые из университета Глазго. Метод, предложенный ими, сравнительно дешев и прост. На орбитальные спутники надо установить 20-метровые зеркала, с помощью которых можно будет фокусировать солнечные лучи на определенной точке пространства.

Если направить такое сфокусированное излучение на астероид или комету, лед или даже камень в данном месте расплавится, закипит, и образующиеся при этом газы образуют реактивные силу, которая и уведет небесное тело с опасной орбиты.

Причем, как показывают расчеты, чтобы задать астероиду диаметром около 150 м безопасное направление движения, конструкции из 100 зеркал потребуется всего несколько дней.

Ведутся подобные работы и в нашей стране. Правда, пока эксперименты по развертыванию на орбите зеркальных пленок площадью около 600 кв. м, предпринятые в 2001 и 2005 годах, закончились неудачей. Но исследователи не опускают руки.

И надеются, что уже в ближайшем будущем орбитальные зеркала могу оказаться полезным для многих целей. Скажем, для освещения районов Крайнего Севера долгой полярной ночью. Или для подсветки района будущих боевых действий в темное время суток. Или для отражения атак из космоса…

Но для этого нужны уже полотнища побольше. А если мы развернем на орбите полотнища площадью до 10 кв. км (а именно такие данные значатся в расчетах по созданию орбитальных солнечных электростанций), то полученный энергетический пучок может уже не только осветить, но и ослепить. Или даже выжечь некое пятно в эпицентре, подняв температуру в нем до нескольких сотен градусов!

К запуску орбитальных зеркал готовятся и за рубежом. Один из экспериментов, к примеру, заключается в следующем. Австрийские создатели роботов из Венского технического университета разработали ныне специальных роботов-монтажников, которые должны будут расправлять на орбите солнечные батареи-полотнища, составленные из элементов, доставленных туда ракетой-носителем.

Первые эксперименты по проверке работоспособности роботов-пауков, проведенные в Японии, показали, что по крайней мере одна из представленных конструкций вполне работоспособна.

Дальнейший ход эксперимента видится его инициаторам таким. В космос, на высоту около 200 км, одновременно, одной ракетой, будут запущены сразу пять спутников. Их задача – растянуть в космосе сеть, на которой можно бы было смонтировать солнечные батареи или натянуть зеркальную пленку.

Основной спутник строго одновременно отстреливает четыре дочерних. За ними и тянутся углы сети, которая таким образом должна образовать некий четырехугольник с основным спутником в центре. Тут очень важна синхронность отстрела путников, иначе сеть может провиснуть, перекрутиться и т. д. После того как сеть будет развернута, по ней должны побежать роботы-насекомые, растягивая по сети тончайшую пленку.

В случае удачных испытаний можно будет подумать и о создании как стационарных электростанций на земной орбите, так и о возможности применения орбитальных зеркал в перечисленных выше целях.