Десять лет без права на ошибку

Затопленный "МИР" еще далеко не исчерпал свой потенциал для проведения уникальных научных исследований.
Фото NASA

В ноябре Международной космической станции (МКС) исполняется 10 лет. О целях создания МКС и задачах, стоящих перед ее экипажами, рассказывает председатель Координационного научно-технического совета Роскосмоса, заместитель генерального директора ЦНИИмаш по науке, академик Николай Аполлонович Анфимов.

– Николай Аполлонович, мы говорим «Международная космическая станция»... Но ведь и на советской еще орбитальной станции «Мир» побывало очень много международных экипажей...

– Вы совершенно правы. Фактически первой международной орбитальной станцией был «Мир» – именно на нем получен первый опыт работы международных экипажей. На «Мире» осуществлялись большие программы. Недавно космонавт ГДР Зигмунд Йен сказал, что для него лучшим воспоминанием из всей жизни стал полет на «Мир». И хотя задачи бывали политическими, результаты получались интересными и нужными для науки.

Но у «Мира», созданного в СССР и принадлежавшего нашей стране, не было официального статуса международной станции, которая должна иметь международную принадлежность и управление. Это впервые реализовано на МКС, начало создания которой связано с запуском ее первого модуля «Заря» – функционального грузового блока (ФГБ).

– То есть МКС исторически является продолжением «Мира»?

– Именно так. Но МКС создавалась не только для приобретения опыта пилотируемых полетов. Главная целевая задача – проведение научных и технологических исследований. Российский сегмент станции в его проектном виде состоит из нескольких модулей – служебного, который обеспечивает его функционирование, энергетического, стыковочного отсека, а также из целевых модулей, предназначенных для проведения исследований.

К сожалению, в составе российского сегмента МКС до сих пор нет ни одного целевого модуля. Его установка все время откладывается, потому что мы вынуждены решать другие, «горящие» задачи – например, возить на МКС и обратно зарубежных астронавтов.

Кстати, недавно Конгресс США присвоил МКС высокий статус Национальной научной лаборатории, который носят в Америке Ливерморская лаборатория и целый ряд других выдающихся научных организаций. Это дает и имидж, и соответствующее бюджетное финансирование. Присвоение этого статуса МКС означает, что американцы хотят извлечь из работ на станции максимальный научный выход. Это служит подтверждением, что главная задача МКС – проведение исследований в космосе.

– Десять лет на орбите – немалый срок...

– МКС как пилотируемая станция начала работать через два года после запуска ФГБ, с момента прибытия первого экипажа из трех человек, и за все прошедшее время эксплуатации ни разу не оставалась без экипажа. Возникавшие проблемы всегда удавалось решать, потому что конструкция станции проектировалась как ремонтопригодная, чтобы можно было парировать различные угрозы, всегда возможные в космосе. Кстати, термин «ремонтопригодность» впервые появился именно при проектировании МКС с учетом опыта полета станции «Мир», нормальное функционирование которой было нарушено столкновением с транспортным кораблем «Прогресс М41».

На сегодня МКС уже почти восемь лет непрерывно летает в пилотируемом режиме. В свое время правильно были предусмотрены две системы для доставки космонавтов на станцию и обратно с помощью наших кораблей «Союз» (а грузов на «Прогрессах») и американского шаттла. После катастрофы с «Колумбией» Россия взяла на себя доставку на МКС иностранных членов экипажей и тем самым обеспечила живучесть станции.

– Кто руководит российской научной программой на МКС?

– Во времена полета станции «Мир» научная программа определялась первоначально самим разработчиком станции – НПО «Энергия». Однако через несколько лет был организован Координационный научно-технический совет (КНТС) по научно-прикладным исследованиям и экспериментам на пилотируемых орбитальных станциях Роскосмоса, который возглавил академик Владимир Уткин, и руководство программой перешло к КНТС. После принятия решения о создании МКС Координационный совет продолжил работу с ней.

А недавно, после завершения сборки так называемого американского сегмента МКС (в него входят модули США, Европы, Канады и Японии), НАСА предложило другим агентствам-партнерам создать нечто вроде научного руководства МКС – совет, состоящий из представителей всех участников этого проекта, по одному человеку от США, России, Европы, Японии и Канады. Сейчас идет процесс формирования этого совета. От России мы предложили кандидатуру доктора технических наук Георгия Карабаджака.

– Если в нашем сегменте станции нет чисто научного модуля, где проводятся научные исследования?

– Они проводятся в других модулях – служебном, стыковочном, в переходном отсеке. Но планы наши остаются, и мы надеемся, что сборка российского сегмента будет завершена. Финансирование космической отрасли улучшается – в 2009 году бюджет Роскосмоса должен быть почти удвоен, что весьма существенно по сравнению с прежними 10–20%.

А пока мы были в финансовом дефиците, приходилось возить на МКС иностранных космонавтов и туристов за 20–30 миллионов долларов.

Эта сумма расходовалась не только на транспортировку туриста и проживание на орбите, но и на проведение экспериментов, и многие из зарубежных участников имели свои научные программы. Парадоксальный факт: во время таких коротких полетов удавалось получить результатов больше, чем в ходе длительного пребывания на станции. Потому что при длительном пребывании космонавтов на МКС науке отводится время по остаточному принципу. А когда космонавт прибыл на неделю, вся станция и наземные службы работают на него.

– Как разрабатывается научная программа для МКС?

– КНТС формирует долгосрочную программу с учетом всех поступивших предложений от институтов Российской академии наук, отраслевых НИИ, вузов, предприятий разных форм собственности, отдельных ученых и специалистов, проводит их конкурсное рассмотрение. Эксперименты финансируются через две организации – ЦНИИмаш и РКК «Энергия». Сейчас в программе более 300 экспериментов, но завершены только 17. В программу этого года включены 44 эксперимента, из них 34 проводятся.

– Проводятся не только научные эксперименты?

– Большинство экспериментов направлено на получение фундаментальных и технологических знаний, но есть и технические – в интересах самой космической техники. Например, эксперимент «Идентификация» на базе измерения в полете виброускорений в разных точках конструкции МКС в различных направлениях.

Космонавты время от времени слышат какие-то удары снаружи, но не могут определить, где и какой силы удар, какой импульс сообщен корпусу станции. Цель эксперимента – путем решения обратной математической задачи, по значениям виброускорений в разных местах станции, определить место и величину источника этих перегрузок. Этот эксперимент проводится без участия экипажа, с самого начала полета станции.

Большое зло для науки на МКС – загрязнение поверхности станции продуктами, истекающими из сопел ракетных двигателей. Они попадают на элементы станции, конденсируются, под влиянием излучений налет становится неиспаряющимся, что вредно для станции. Для защиты от этого процесса на сопла двигателей устанавливаются специальные насадки и экраны, которые позволяют существенно понизить количество этих осаждений. Исследованию этой проблемы посвящен эксперимент «Кромка» (постановщик – Центр Келдыша).

Или – как бороться с пожаром на станции? Огнетушитель в невесомости создаст еще больше проблем. Что делать? Был исследован такой метод. Внутри станции перенос вещества (например, испарений и выделений человеческих организмов) осуществляется работой многочисленных вентиляторов. Они перегоняют воздух по станции, а затем прокачивают его через приемную часть системы жизнеобеспечения, где он охлаждается, примеси конденсируются, и воздух поступает в помещение очищенным. Но когда возникает пожар, работа вентиляторов его поддерживает, подгоняя кислород и отгоняя продукты сгорания. После проведения серии экспериментов по влиянию скорости протока воздуха на распространение горения были получены критерии, показывающие, до каких значений нужно понизить скорость. И теперь первое средство для борьбы с пожаром на станции – отключение вентиляторов.

Интересный эксперимент «Всплеск» проводит МИФИ. Делается попытка найти связи между процессами, протекающими в земной коре и в ионосфере. Еще лет тридцать назад было обнаружено, что над местом, где произойдет землетрясение, происходят определенные процессы в слоях ионосферы, магнитосферы и радиационных поясов, которые могут в принципе служить предвестниками землетрясений.

– Когда-то в СМИ сообщали о получении в космосе новых материалов┘

– К сожалению, в космосе ничто не может быть чистым. Теперь говорят, что на станции не невесомость, а микрогравитация. Даже малейшие перегрузки на уровне 10–5–10–6 g и небольшие перепады температур вызывают заметные движения жидкостей и газов. Это мешает создавать сплавы разнородных веществ и пористые материалы. При этом за счет разной кривизны менисков, образующихся на границе раздела жидкости и газа, возникают движения среды.

– А какие проводятся эксперименты в области биотехнологий?

– Например, АО «Биопрепарат» исследует влияние условий космоса на свойства бактериальных, грибных и клеточных культур с целью получения новых высокоактивных штаммов биообъектов-продуцентов, которые могут в дальнейшем использоваться на Земле для получения необходимых биопрепаратов.

Актуальные эксперименты по микробиологической безопасности проводились еще на станции «Мир». Микроорганизмы помещаются и внутри гермоотсека, и снаружи станции, где жесткое космическое излучение и нет атмосферы. Но даже в этих условиях, под очень небольшим защитным слоем, некоторые микроорганизмы сохраняются живыми и невредимыми. Значит, такие микроорганизмы могут путешествовать по космическому пространству, заноситься на Землю. Эта гипотеза высказывалась давно, но только эксперименты на орбитальной станции подтвердили ее обоснованность. Возможно, именно таким способом и распространяется жизнь во Вселенной. Тем более что космические исследования показывают наличие планетных систем у далеких звезд.