Какие спутники полетят на Луну и Марс

Запуск спутников становится всё более доступным: даже для небольших исследовательских команд и частных компаний эта идея уже не кажется нереальной. Об этом заявили участники проекта по созданию высокоточных 3D-моделей Луны и Марса, которую представили на недавней конференции в Москве.

В программе задействованы специалисты из Института прикладной математики имени М.В. Келдыша (ИПМ) РАН, Исследовательского центра имени М.В. Келдыша и ряда компаний, которые специализируются на разработке космического оборудования и сервисов.

По словам разработчиков, основные задачи миссии — получение трехмерной модели Луны с разрешением 0,3 м на пиксель и Марса с разрешением 2,5 м на пиксель. На данный момент это лучшие параметры в мире. Также авторы проекта преследуют цель наработать компетенции для освоения других планет. В частности, одно из интересных направлений в этом плане — поиск месторождений гелия-3 на спутнике Земли. Этот изотоп перспективен для термоядерных реакций, которые могут стать основой для полетов в дальний космос.

— Подготовка к полету, например, на Луну — это комплексный процесс. Он включает много аспектов — от проектирования спутников до обеспечения аппаратов связью, системами управления, бортовым приборным комплексом. Важный этап — это создание оборудования, которое будет надежно длительное время работать в условиях экстремальных температур и радиации за пределами магнитного поля Земли, — рассказал «Известиям» один из инициаторов проекта, председатель совета директоров ГК «Геоскан» Алексей Семенов.

По его словам, минимальный срок подготовки спутников составит около полутора лет. Дальнейшие сроки реализации проекта во многом зависят от возможностей выведения спутников на орбиты в виде попутной нагрузки, которые предоставит «Роскосмос».

В качестве базового средства для достижения поставленных целей разработчики рассматривают малые космические аппараты массой 150–200 кг, из которых порядка 60 кг приходится на запасы топлива — ксенона, отметил Александр Семенов.

Какие двигатели способны доставить аппарат на Луну

В основе двигательной установки, рассказали авторы проекта, задействуют новый российский плазменный электростатический двигатель МК-35. Его основной принцип работы заключается в ионизации в электрическом поле рабочего тела, в качестве которого используют ксенон.

— Россия занимает передовые позиции в разработке плазменных двигателей. Инновации, созданные в стране, не только соответствуют международным стандартам, но и зачастую превосходят их. МК-35 прошел огневые и стыковочные испытания и продемонстрировал высокую степень экспериментальной отработки, — сообщил начальник отдела разработки плазменных двигателей АО ГНЦ «Центр Келдыша» Михаил Селиванов.

Он уточнил, что в состав двигательной установки войдет несколько элементов: блок хранения, блок подачи рабочего тела и система питания. Сейчас все они на стадии активной разработки: в частности, оборудование адаптируют для лунных миссий.

По задумке разработчиков малые космические аппараты смогут добраться до спутника Земли самостоятельно. Для этого они должны стартовать с околоземной солнечно-синхронизированной орбиты (на высоте 500 км). А вот для доставки спутников в окрестности Красной планеты потребуется грузовой корабль.

— При запуске космических аппаратов часто используют тяжелые ракеты с жидкостными двигателями. Однако они требуют значительных затрат топлива. Среди альтернативных вариантов — плазменные двигатели, которые предполагают более экономичный способ достижения высоких скоростей, но с меньшей тягой, — объяснил заведующий отделом динамики космических систем ИПМ РАН Михаил Овчинников.

По его словам, при полете к Луне малые космические аппараты сначала отправят в условно обратном направлении — к Солнцу, где они наберут дополнительную энергию за счет гравитационного маневра, а затем, сблизившись с Луной, будут захвачены ее притяжением, что поможет им затормозить. Время в пути по такой траектории составит порядка полугода.

Какие космические системы задействуют в проекте

Проект основательно проработан с точки зрения управления и связи, сообщили разработчики. В частности, по словам главного конструктора АО «Астрономический научный центр» Владимира Агапова, отслеживание аппаратов на лунном маршруте обеспечат с помощью наземных оптических систем навигации. Они представляют собой экономичную альтернативу радиотехническим системам. По словам специалиста, существующая сеть телескопов позволит наблюдать объекты размером до 5 см на околоземных орбитах и до 20 м на геостационарных (на высоте 36 тыс. км).

В проекте будут задействованы оптико-электронные камеры высокого разрешения, которые в настоящее время серийно производятся в России, объяснил генеральный директор АО «Лептон» Олег Казанцев. Создать высококачественные 3D-изображения небесных тел также поможет софт отечественной разработки, рассказал руководитель группы программного обеспечения и оборудования ГК «Геоскан» Виталий Кохановский.

Он добавил, что, согласно расчетам, чтобы построить 3D-модель Луны в требуемом разрешении, потребуется произвести съемку ее поверхности с орбиты на высоте 60 км в течение 197 суток. Аналогичное исследование Марса с заявленными параметрами качества потребует 74 земных суток работы аппаратов на 150-километровой орбите над поверхностью планеты. Объем информации, которую спутники соберут на Луне, составит 122 терабайта, а на Красной планете — 10 терабайт.

— В России много технологий для разведки как Луны, так и Марса. Однако они рассредоточены и находятся в разных научно-исследовательских и производственных организациях. Значение таких масштабных проектов — в объединении компетенций участников, за счет чего можно достичь более значимых результатов, — сказал «Известиям» гендиректор предприятия «Звезда» Александр Сенкевич.

Другая важная проблема — недостаток амбициозных целей для изобретательских коллективов, в свою очередь отметил эксперт космонавтики, руководитель проекта 435nm Иван Саенко. Благодаря представленной инициативе большая группа разработчиков получит возможность реализовать свой научный и творческий потенциал. При этом имеющиеся в российских космических организаций заделы дают уверенность, что им под силу межпланетные миссии.

— В нашей стране уже сейчас много инвесторов и компаний, которые хотят разрабатывать технологии для дальнего космоса. Однако не выстроены механизмы такой работы и защиты проектов в случае неудач. Исследования космоса требуют экспериментов и шанса на ошибки, которые увеличивают риски инвесторов, — добавил сооснователь компании «Гильдии «Рубежи науки» Илья Чех.

Вместе с тем президент Московского космического клуба Сергей Жуков считает, что на данный момент представленный план лишь частично реализуем. По его мнению, Луна достижима для малых космических аппаратов с помощью малогабаритных буксиров или собственной двигательной установки. Что касается Марса, то тут, говорит эксперт, нужно быть осторожнее в прогнозах, поскольку российского модуля для перелетов к этой планете пока не существует.