12 апреля — День космонавтики — праздник, который знают все. Пожалуй, нет человека, который не хотел бы полететь в космос, испытать чувство невесомости, посмотреть на Землю из иллюминатора, полюбоваться звездами, ведь в космосе они светят гораздо ярче. Что ж, откроем секрет: стать космическим туристом можно и на Земле. В рамках Десятилетия науки и технологий в России разработан экскурсионный маршрут «Москва космическая». В него вошли места и предприятия, многие из которых были закрыты для посетителей.
Рядом с Музеем истории Космического научно-производственного центра имени Хруничева стоит ракета с надписью: «Вперед в будущее». Это пятиметровый макет ракеты-носителя тяжелого класса «Ангара-А5». В реальности она примерно в 10 раз больше и способна вывести на орбиту до 25 тонн полезной нагрузки.
— Это наше настоящее и будущее, — говорит директор музея Вадим Аксенов, показывая ряд из моделей современных ракет-носителей семейства «Ангара». — Они созданы в России для российских космодромов. Летают на экологически чистом топливе.
Долететь до Луны
«Ангару-А5» уже запускали с северного космодрома Плесецк, он находится в Архангельской области. Ракета доставила на орбиту два спутника. В дальнейшем «Ангару» будут запускать и с космодрома Восточный в Амурской области. Для этого туда уже отправили стартовый комплекс. На заводе тем временем дорабатывают ракету-носитель «Ангара-А5В».
— Буква «В» означает, что третья ступень и разгонный блок будут в качестве топлива использовать водород, а в качестве окислителя — кислород, то есть, по сути, воду, — поясняет экскурсовод музея Александр Кузнецов.
Именно эту ракету Роскосмос планирует использовать как основную для осуществления Лунной программы.
Но для начала к естественному спутнику Земли уже этим летом отправят автоматическую межпланетную станцию «Луна-25». У нее будет две основные задачи: отработать мягкую посадку, найти полезные ископаемые и воду. А «Ангара-А5В» сможет доставить на окололунную орбиту модули для будущей станции и космонавтов. На макете, на самом верху ракеты-носителя, установлен будущий космический корабль «Орел». Сейчас он проходит испытания. Первый полет в беспилотном режиме запланирован на 2025 год.
«Мир» в музее
Так вышло, что Центр имени Хруничева пока не занимался пилотируемой космонавтикой: ни одна ракета местного производства еще не доставляла людей на объекты, расположенные за пределами Земли. Однако благодаря заводу на орбите оказались все станции начиная с «Салюта». С этим успешно справились ракеты-носители семейства «Протон». Они летают до сих пор, их запускают с космодрома Байконур в Казахстане.
— Это наша «рабочая лошадка», которая доставила на орбиту спутники, в том числе дистанционного зондирования Земли. С их помощью можно, например, отслеживать пожары и наводнения, — рассказывает Аксенов. — Также на «Протонах» выводили аппараты, которые исследовали Луну, Венеру, Марс и комету Галлея. Но, пожалуй, самое главное — все наши орбитальные станции, включая три модуля для МКС.
Прототипом для нее стала станция «Мир». В создании первой в истории многомодульной станции участвовали многие конструкторские бюро, но производство доверили Заводу имени Хруничева. Первый функциональный блок, который изготовили на предприятии, вывели на орбиту в 1986 году. В последующие 10 лет к нему добавили еще пять модулей. В Центре Хруничева изготовили для МКС функционально-грузовой модуль «Заря», с него и началось строительство станции; служебный модуль «Звезда», в котором находятся каюты космонавтов, системы жизнеобеспечения и управления полетом; многофункциональный лабораторный модуль «Наука» для проведения научно-прикладных исследований и экспериментов. Часть из них направлена на подготовку людей к будущим межпланетным полетам. Так, у космонавтов есть собственная оранжерея, где они могут выращивать, например, пекинскую капусту. Кроме того, на орбите планируют разводить японских перепелов. В инкубаторах. Эксперименты уже проводили на станции «Мир». В 1999 году птенцов, выведенных в невесомости, удалось доставить с орбиты на Землю.
Под грифом «секретно»
Первоклассные специалисты играют ключевую роль и в развитии космической отрасли. Будущих инженеров, конструкторов готовят, например, в Московском авиационном институте (МАИ). Студенты изучают устройство ракет и космических аппаратов, предназначенных в том числе для лунных и марсианских программ.
В одной из лабораторий, которая выглядит как просторный светлый ангар, стоит орбитальная станция «Алмаз», она же «Салют».
— Бочка одна и та же, наполнение разное, — объясняет доцент кафедры 601 «космические системы и ракетостроение» Виктор Береговой, сын космонавта Георгия Берегового. — Если почитать интервью с Павлом Поповичем, который одним из первых вместе с Юрием Артюхиным летал по программе «Алмаз», так у них, двух офицеров, на «Салюте» пушка была.
В этом и есть основное отличие гражданской станции «Салют» от военной «Алмаз». Для прикрытия ее называли «Салютом», но, по сути, это был космический разведывательный пункт. На борту «Алмаза» стояла аппаратура для наблюдения и аэрофотосъемки местности. В огромный телескоп-фотоаппарат «Агат» заправляли пленку 80 сантиметров в ширину и до километра в длину. На одном кадре умещалась территория площадью 784 квадратных километра — как весь Нью-Йорк.
Станция «Алмаз» могла находиться на орбите до 410 дней. Большую часть времени работала автономно. Но при необходимости туда прилетали космонавты, проводили техобслуживание, забирали полученные данные и возвращались на Землю. Последний полет станции продлился с 31 марта 1991 года до 17 октября 1992-го, когда ее свели с орбиты. Однако информация о ней была полностью засекречена до 2020 года. Зато теперь забраться внутрь «Алмаза» могут не только студенты, но и посетители, которые пришли в МАИ на экскурсию. Вход оборудовали на месте, где был объектив фотоаппарата. Поднимаемся по лестнице и попадем в рабочий отсек. Дальше идет бытовой отсек. На иллюминаторах висят шторки — почти как дома. Здесь находятся два спальных места, стол, за которым космонавты принимали пищу. Раньше еду на орбиту отправляли в тубах, которые разогревали в специальной печке. В сутки космонавт потреблял три тысячи килокалорий и не больше 2,1 литра воды.
— Причем один литр получали из воздуха, — рассказывает ведущий инженер кафедры 601 Сергей Половинкин. — Мы с вами дышим, потеем — пары попадают в воздух. И если бы сейчас работал холодильно-сушильный аппарат, то он бы осушал его и полученную влагу после фильтрации пускал на повторное использование.
Условия почти спартанские. На станции постоянно работали вентиляторы, поэтому космонавтам приходилось даже спать при шуме в 60 децибел. Представьте, что у вас в спальне всегда включен телевизор на средней громкости. Выполнив миссию, космонавты возвращались домой на спускаемом аппарате, который по форме похож на гигантский фонарик. При этом он был надежным и, в отличие от капсул космического корабля «Союз», многоразовым. Известно, что один из таких аппаратов проделал путь с орбиты на Землю три раза.
Инженеры будущего
Какими будут космические технологии, во многом зависит от сегодняшних студентов и школьников, которые решат стать инженерами, проектировщиками и конструкторами. Именно им предстоит заниматься развитием пилотируемых полетов к другим планетам, исследованием Луны и освоением Марса. Строить мощные двигатели, разрабатывать инновационные материалы, делать расчеты, на основании которых аппараты будут запускать в космос.
— Современный инженер решает прикладные задачи, — говорит Сергей Русских. — Они требуют нестандартного подхода, поэтому, помимо математической базы, знаний физики, информатики, нужна хорошая смекалка. Техническое образование станет хорошим подспорьем и для тех, кто решит стать космонавтом. Хотя, как говорят сами преподаватели, в этом деле куда важнее — желание. Так, недавно из своей первой командировки на МКС вернулась аспирантка МАИ Анна Кикина. До того как попасть в отряд космонавтов, она работала на радио.
ЧТО ДАЛЬШЕ
Сейчас разрабатывается проект Российской орбитальной станции. Готов он должен быть уже к концу года. Первый модуль станции (научно-энергетический) планируют доставить на орбиту в конце 2027 года. Разумеется, при помощи ракеты семейства «Ангара». Остальные модули станции запустят в 2028–2030 годах.
Чем полезен космос
- Связь
Функционирование навигации, телевидения и интернета, а также бесперебойной телефонной связи в любой точке мира — заслуга спутников.
- Лекарства
На МКС на 3D-биопринтере были выращены фрагменты SARS-CoV-2, в том числе белок, с помощью которого вирус попадает в клетки человека. Полученные образцы помогают изучить механизм проникновения патогена в человеческий организм и на основе этих исследований создать новые лекарства. Метод подходит не только для COVID-19, но и для других заболеваний.
- Реабилитация
Наблюдения за состоянием космонавтов проводятся регулярно. Данные о поведении организма человека в космосе могут пригодиться в будущем, когда человек решит осваивать другие планеты. А пока на Земле используют костюм «Регент», созданный на основе разработанного для космонавтов костюма «Пингвин», который помогает уменьшить вредное воздействие невесомости на скелет и мышцы, давая им необходимую нагрузку. «Регент» позволяет сокращать сроки и повышать эффективность реабилитации в состояниях, возникающих после ишемического инсульта или тяжелой черепно-мозговой травмы.
- Одежда, обувь
Огнестойкая ткань, из которой «шили» скафандры астронавтов, пригодилась для защитной одежды пожарных и военных. Аэрогель, который используется как эффективный изолятор в холодном космосе, на Земле применяется в куртках, стельках, ботинках, одеялах. Ортопедические подушки, матрасы и даже стельки для обуви делаются с применением материала Memory Foam. Его придумали для снижения нагрузки на космонавтов. Пенополиуретан состоит из ячеек: под тяжестью человеческого тела они сжимаются и принимают удобную форму.
- Посуда
Тефлоновое покрытие, без которого сегодня не может обойтись даже сковородка, изначально применялось как теплоизоляционный материал для космических кораблей.
- Инфракрасный термометр
Сейчас, наверное, есть в квартире у каждого. Но изначально этот прибор был изобретен в космических целях и применялся для измерения температуры звезд и планет. В быт обычного человека инфракрасный термометр вошел в начале 1990-х годов.
- Наблюдения
За нашей планетой постоянно следят спутники. На основе данных, которые они передают, предсказывают погоду, следят за изменением климата. Спутники же могут показать перемещение косяков рыбы в море, появление нефтяных пятен в океане, указать на нарушителя режима мореплавания, исчезновение коралловых рифов.