Разработанные в России концепции освоения Луны и Марса могут лечь в основу долгосрочной программы космической деятельности до 2035 г. Однако без многократного увеличения финансирования (речь идет о сотнях миллиардов долларов) и привлечения технической помощи развитых стран эта программа останется очередным «прожектом».
В настоящее время официально действующей считается принятая в 2006 г. концепция развития российской пилотируемой космонавтики на 2006-2030 гг. (разработана в РКК «Энергия»), которая предусматривает поэтапное создание промышленной транспортной космической системы, освоение околоземного пространства, Луны и полёты на Марс.
Сравнение и анализ предлагаемых концепций
Во многом концепции, предложенные РКК «Энергия» и ГКНПЦ им. Хруничева, близки, в т.ч. по целям, срокам, схемам межпланетных полётов и использованию в качестве силовой установки межорбитального буксира ядерной энергетической установки (ЯЭУ), однако есть и существенные различия. Одно из главных – в приоритетах: у РКК «Энергия» они отданы пилотируемым полётам на Марс при использовании Луны как элемента межпланетной инфраструктуры, а ГКНПЦ предлагает последовательное освоение – сначала Луны, а затем Марса по этапам возрастания сложности и уровня финансирования задач. Отсюда создание лунных транспортных космических комплексов и инфраструктуры РКК «Энергия» намечает на базе соответствующих марсианских комплексов и инфраструктуры, а ГКНПЦ – наоборот, марсианских на базе лунных. Представляется, что предложение ГКНПЦ более рационально и экономично, а также имеет меньший технический риск за счёт реализации программы по этапам возрастания сложности.
Если РКК «Энергия» предлагает широкое использование ЯЭУ, но только как источника энергии для электроракетной двигательной установки (ЭРДУ) и применение КК с ними на околоземной орбите, при полётах на орбиты вокруг Луны и Марса, то ГКНПЦ предлагает использование двухрежимного ядерного ракетного двигателя – ЯРД (в качестве непосредственного движителя, создающего тягу путём нагрева водорода в активной зоне реактора, а также в качестве источника энергии для ЭРДУ), и применение КК с ЯЭУ для дальних экспедиций, вроде полётов на орбиту вокруг Марса. Представляется, что в этом аспекте предложение РКК «Энергия» более рационально и экономично, а также имеет меньший технический риск, поскольку создание ЯЭУ и ЭРДУ гораздо проще, чем создание двухрежимного ЯРД, как это предлагает ГКНПЦ. Уже созданы космические ЯЭУ «Топаз-1» мощностью 10 КВт, которые апробированы на орбите в КА «Плазма-А» и есть задел по термоэмиссионной ЯЭУ мощностью 0,5 МВт для проектировавшегося межорбитального буксира «Геркулес». ЭРДУ тоже испытывались в космосе. Создание же двухрежимного ЯРД – сложная инженерная задача, которая только поставлена. К тому же по продолжительности экспедиции на Марс предложения обоих объединений близки (1,5-2,5 года у РКК «Энергия» и 2-2,6 года у ГКНПЦ) при более сложных двигателях у КК ГКНПЦ.
Проблемы реализации концепций развития российской космонавтики
Объёмы финансирования, необходимые для реализации концепции РКК «Энергия», в открытых данных не приведены, а по оценке ГКНПЦ, вся 30-летняя программа освоения Луны и Марса должна обойтись в 4,8 трлн. руб. ($160 млрд.). Многие эксперты считают эту сумму заниженной. Для сравнения можно отметить, что бюджет 10-летней Федеральной космической программы России (ФКП-2015) на 2006-2015 гг. в 10 раз меньше (487 млрд. руб. или $16 млрд.). То есть, для решения задачи освоения Луны и Марса, финансирование космических программ России необходимо будет увеличить в несколько раз.
Известно, что в 2009 г. Россия потратила на них $2,8 млрд. (США – $49 млрд., ЕС – $8 млрд., Япония – $3 млрд., Китай – $2 млрд.), а в 2011 г. выделила на это $3,5 млрд. Для реализации 30-летней программы ГКНПЦ необходимо будет ежегодно тратить только на неё $5,3 млрд. Но надо финансировать и другие космические программы, и также учесть, что средства, запрошенные ГКНПЦ, занижены, а реальные наверняка будут больше. К тому же в обеих концепциях не учтена необходимость дублирования МЭК, летящих на Марс, чтобы обеспечить спасение экипажей в случае аварии одного из кораблей (это удвоит стоимость экспедиций). Всё перечисленное не учитывает и необходимость преодоления последствий мирового финансового кризиса, а также возможность новых подобных кризисов, что вообще заставит забыть о полётах на Марс. Однако даже если необходимые средства будут выделены, потребуется разрешить ещё ряд сложнейших организационных, научных, технических, производственных проблем, перечисленных ниже.
Необходимо будет своевременно (по плану – до 2015 г.) построить новый космодром «Восточный», создать тяжёлые РН грузоподъёмностью до 60 т, пилотируемые и грузовые КК (в т.ч. межорбитальные буксиры (марсианские – с ЯЭУ), а также лунные и марсианские посадочно-взлётные корабли), модули лунной и марсианской инфраструктуры; решить проблемы поддержания здоровья и жизнедеятельности космонавтов, а также исправности техники в продолжительных (до 2,6 лет) экспедициях на Марс, протекающих в условиях невесомости, защитить космонавтов от радиации Солнца и собственной ЯЭУ, и т.д.
Например, решение такой ключевой задачи, как создание новых тяжёлых РН, уже вызывает большие затруднения, даже, несмотря на отсутствие принципиальной новизны и имеющийся задел в двух из трех перспективных носителях. ГКНПЦ ориентируется на РН «Ангара» (А5, А5П и А7В), «Русь-М» (М, МП и МТ) или многоразовые МРКН, а РКК «Энергия» – на РН «Русь-М» (МП и МСТ). РН «Ангара», которая создаётся с 1995 г., должна была совершить первый полёт ещё в 2005 г., однако его неоднократно переносили, и сейчас он назначен на 2013 г. К тому же, её грузоподъёмность недостаточна даже для решения задач лунной программы (у самой тяжёлой модификации «Ангара А7В» она 40 т, при минимально необходимой 55 т). РН «Русь-М» начала разрабатываться недавно, её первый полёт запланирован на 2015 г., но учитывая опыт создания РН «Ангара» несложно прогнозировать, что работы по «Русь-М» тоже затянутся надолго. Грузоподъёмность её самой тяжёлой модификации МТ (56 т) чуть выше предела требований, а конструирование сверхтяжёлой модификации МСТ (100 т) пока лишь предполагается. Новаторская ракета МРКН только предложена к разработке и её создание технически рискованно. Что уж тут говорить о межорбитальном буксире с принципиально новой ЯЭУ!
Представляется очевидным, что решение этих проблем при реализации программы освоения Марса одной страной – Россией или даже США выходит далеко за пределы их возможностей. Здесь будет необходимо объединение усилий и широкая кооперация не только стран и их агентств, активно осваивающих космос (США, РФ, ЕКА, Японии, Китая, Индии), но и других государств мира, как это было сделано при создании МКС, стоимость постройки которой ($120 млрд.), кстати, соизмерима со стоимостью реализации 30-летней программы ГКНПЦ по оценке последней. Без этого задача не только освоения Марса, но даже его посещения останется на бумаге.
Тем не менее, эта задача поставлена не только в российских долгосрочных концептуальных документах, но даже в ФКП-2015. Мало того, на её решение выделены средства и ведутся работы.
Освоение Луны и Марса – новые российские амбиции. Часть 1
Освоение Луны и Марса – новые российские амбиции. Часть 2