Фундаментальные космические исследования: план на десятилетие

16 мая 2016

Федеральная космическая программа на 2016-2025 гг., принятая в середине марта, включает раздел «Фундаментальные космические исследования» (ФКИ) с общей суммой финансирования 143,2 млрд. руб. (общий объём бюджетного финансирования программы — 1,406 трлн руб.). В эту сумму включены поддержка продолжающихся миссий, разработка новых проектов, запуск которых намечен на десятилетие действия программы или после него.

В числе приоритетных направлений — астрофизические и планетные исследования и лунная программа, которая включает автоматические станции и подготовку к пилотируемым полетам, а также разработку технологий для создания обитаемой лунной базы. После 2020 г. планируется возобновить исследования магнитосферы и Солнца с помощью специальных научных аппаратов.

Короткий обзор программы ФКИ был сделан 13 мая в докладе академика Льва Зелёного, директора Института космических исследований РАН, на научно-практической конференции «Космонавтика и ракетостроение: взгляд в будущее» в честь 70-летия со дня образования ФГУП «Центральный научно-исследовательский институт машиностроения» (ЦНИИмаш). Доклад представил д.ф.-м.н. Александр Захаров, учёный секретарь ИКИ РАН

Самый масштабный российский проект, реализация которого уже началась, — астрофизическая обсерватория «Спектр-Р» (проект «РадиоАстрон», запуск 2011 г.). В рамках ФКП продолжается его поддержка; программа также предусматривает поддержку действующих российских экспериментов, установленных на зарубежных аппаратах и на российских аппаратах не научного назначения, как, например, эксперимент НУКЛОН на борту аппарата дистанционного зондирования Земли "Ресурс-П" №2. Сейчас российские приборы работают на автоматических межпланетных станциях "Марс Одиссей" (НАСА), "Марс-Экспресс" (ЕКА) и ЛРО (НАСА), а также на марсоходах "Оппортьюнити" и "Кьюриосити" (НАСА).

Безусловно, продолжатся исследования по программе Международной космической станции, в том числе в интересах космической физики и астрофизики. Сейчас на борту МКС проводится несколько таких экспериментов, в их числе эксперименты ИКИ "Обстановка (1-й этап)", "БТН-Нейтрон".

Второй ключевой проект, реализация которого началась практически одновременно с принятием программы, — «ЭкзоМарс», совместный российско-европейский проект по изучению Марса. 14 марта 2016 г. ракета-носитель «Протон-М» вывела в космос два аппарата миссии «ЭкзоМарс-2016», в состав научной нагрузки которого входят и российские эксперименты. Аппараты уже движутся к Марсу, и в начале апреля состоялись первые успешные включения научных приборов.

Старт второй миссии проекта, первоначально запланированный на 2018 г., в начале мая был перенесён на следующее пусковое окно в июле 2020 г. совместным решением руководства Государственной корпорации по космической деятельности «Роскосмос» и Европейского космического агентства. К Марсу будет отправлен марсоход (разработки ЕКА) с комплексом научных приборов, в том числе — двумя российскими. На поверхность планеты его доставит спускаемый модуль разработки НПО им. С.А. Лавочкина. Спускаемый модуль — второй элемент программы, после схода марсохода он превратится в долгоживущую автономную станцию. Её научные задачи — долговременные наблюдения климата и атмосферы, изучение внутреннего строения Марса, анализ образцов грунта, изучение подповерхностного распределения воды, мониторинг фоновой радиации, процессов взаимодействия между поверхностью и атмосферой. Комплекс научной аппаратуры на посадочной платформе создается в России с участием Европы.

Университетский аппарат «Ломоносов» выведен в космос 28 апреля 2016 г

Первый «научный» запуск в рамках новой ФКП и одновременно первый пуск с нового российского космодрома «Восточный» состоялся 27 апреля. В космос был успешно выведен научно-образовательный спутник «Михайло Ломоносов». Аппарат изготавливался по заказу Московского государственного университета, но эксплуатация полезной нагрузки в полете осуществляется за счет средств, заложенных в бюджета ФКП. Задачи аппарата — исследования космических лучей предельно высоких энергий, космических гамма-всплесков и транзиентных свечений в верхней атмосфере Земли. Это уже четвертый спутник Московского государственного университета с момента запуска аппарата «Татьяна» в 2005 г.

Следующий пуск по программе ФКИ запланирован на 2017 г. В космос будет выведена российско-германская астрофизическая обсерватория «Спектр-Рентген-Гамма» («Спектр-РГ»). На аппарате будет установлено два зеркальных рентгеновских телескопа: eRosita (Германия) и ART-XC (Россия), — которые должны провести обзор всего неба и провести своего рода «перепись» всех крупнейших скоплений галактик в наблюдаемой Вселенной. Предполагаемое время активного существования «Спектра-РГ» — 7,5 лет, первые 4 года из которых отводятся на полный обзор всего неба, и еще 3 года на выборочное наблюдение наиболее интересных объектов.

Российско-германская обсерватория «Спектр-РГ» (с) ИКИ РАН

Cерия астрофизических обсерваторий «Спектр» будет продолжена после 2020 гг. На 2021 г. запланирован старт международного проекта «Спектр-УФ» — «Всемирная космическая обсерватория» (ВКО-УФ). Космическая обсерватория будет оснащена 170-сантиметровым телескопом, спектрографами и камерами для исследований и наблюдений в ультрафиолетовом и оптическом диапазонах спектра.

До конца этого десятилетия планируется запуск первого аппарата обновленной лунной программы — посадочный аппарат «Луна-25» (ОКР «Луна-Глоб»). Его главные задачи — отработка технологий мягкой посадки на Луну и длительной работы в южной приполярной области Луны, исследование лунного грунта и лунной экзосферы. Планируемый год старта — 2019. Дальнейшая лунная программа включает запуск до 2025 г. ещё двух аппаратов, которые создаются в рамках ОКР «Луна-Ресурс-1»: «Луна-26» (орбитальная станция для разведки лунной поверхности, изучения окололунного пространства, 2020) и «Луна-27» (посадочная станция для отработки криогенных технологий забора грунта и проведения широкого круга исследований на поверхности Луны, 2021).

Следующие элементы российской лунной программы — посадочный космический аппарат «Луна-28» с возвращаемой ракетой (эксперимент по доставке образцов лунного грунта на Землю) и посадочный аппарат «Луна-29» с долгоживущим луноходом на борту, оснащенным большим комплексом научных приборов. Запуск этих аппаратов намечен на 2024 и 2025 гг., но, возможно, он выйдет за пределы действия действующей ФКП.

В 2021 г. также планируется первый запуск в рамках многоспутникового проекта «Резонанс», который будет направлен на изучение процессов во внутренней магнитосфере Земли.

Возможное расположение аппаратов проекта «Резонанс» (с) ИКИ РАН

После 2020 г. возобновятся работы по созданию космических комплексов для исследования Солнца и солнечного ветра из космоса в ходе проектов АРКА и «Интергелиозонд». Задачи эксперимента АРКА — съёмка солнечной короны и переходного слоя с малого космического аппарата с высоким пространственным разрешением. Такое качество может быть достигнуто благодаря специальной конструкции телескопов, когда наблюдения Солнца ведутся в ограниченном поле зрения.

«Интергелиозонд» — амбициозный проект по изучению Солнца с очень малых расстояний и из точек, лежащих вне плоскости эклиптики. Два космических аппарата, расположенных внутри орбиты Меркурия и немного «выше» плоскости орбит планет, будут изучать тонкую структуру солнечного ветра и наблюдать за процессами на поверхности Солнца. Запуск аппаратов «Интегелиозонд» выходит за пределы действия новой ФКП.

В проект ФКП также включена миссия к Фобосу с возвратом грунта, её старт предположительно определен в 2024 г.

На 2021 и 2025 гг. запланированы запуски возвращаемых аппаратов «Бион-М» №2 и №3, с помощью которых изучается влияние условий космического полёта на живые организмы. Продолжительность полёта составит 30 дней, высота орбиты — 1000 км.

Продолжатся эксперименты на Международной космической станции: как связанные с медико-биологическим обеспечением жизни экипажей, так и те, что проводятся в интересах фундаментальных наук. Планируется, в частности, начать эксперименты "Дриада" по мониторингу парниковых газов с орбиты, "Монитор всего неба" по изучению фонового рентгеновского излучения Вселенной.

Предполагается также продолжить практику использования грузового корабля "Прогресс" длядля выведения малых аппаратов на более высокие орбиты. Впервые это было сделано в 2012 г., когда в космос был доставлен микроспутник "Чибис-М", разработанный в Российской академии наук. Продолжением серии таких малых аппаратов должен стать "Чибис-АИ" для исследования атмосферно-ионосферных связей. Разработка и изготовление микроспутника не входят в Федеральную космическую программу.

Кроме этого, планируется продолжить практику участия российских исследователей в программах зарубежных научных миссий. Это прежде всего совместная европейско-японская миссия к Меркурию «БепиКоломбо» (запуск в 2017 г.). Аппараты будут нести на борту научные приборы, созданные российскими учеными для изучения поверхности и экзосферы ближайшей к Солнцу планеты.

В 2022 г. предполагается запуск европейской миссии для исследования системы Юпитера и его спутника Ганимеда JUICE. В число приборов, которые будут установлены на автоматической межпланетной станции, входит спектрометр SWI, в изготовлении которого принимают большое участие российские специалисты.

К сожалению, за пределы действия ФКП выведены проекты астрофизических обсерваторий «Гамма-400», «Спектр-М» («Миллиметрон»), а также проекты ОЛВЭ (исследование космических лучей сверхвысоких энергий) и «Возврат-МКА».

Кроме названных проектов, сроки запусков которых определены, в каждом из направлений ФКП, связанных с фундаментальными космическими исследованиями, предусмотрен раздел «Перспектива», который включает разработку перспективных космических проектов. В его рамках по конкурсу будут определены наиболее интересные предложения для дальнейшей разработки и реализации. Это новый принцип работы, схожий с тем, как определяются проекты для реализации в космических агентствах Европы и США.

Ещё одно новшество касается статуса академической науки в реализации ФКП в части фундаментальных космических исследований. В конце 2015 г. между Государственной корпорацией по космической деятельности «Роскосмос» и Российской академией наук было подписано Соглашение о сотрудничестве, которое предусматривает взаимодействие сторон в формировании и реализации Федеральной космической программы на 2016–2025 годы. Межведомственный Совет по космосу РАН согласовывает Программу и её возможные изменения и следит за её выполнением в части ФКИ. Российская академия наук формирует научную программу проектов ФКИ, определяет цели и задачи проектов, участвует в выработке требований и техзаданий к создаваемой для этих целей ракетно-космической технике.

-О.З.

Дополнительная информация: 
  1. 17.03.2016 Роскосмос. Правительство одобрило ФКП-2025. Пресс-релиз Государственной корпорации по космической деятельности "Роскосмос"
  2. 13.05.2016 ЦНИИмаш. 70 лет в истории страны. Пресс-релиз ФГУП "Центральный научно-исследовательский институт машиностроения"