Сейчас, сейчасИнтервью директора Института космических исследований
vott.ru — К середине 2000-х годов период безвременья наконец закончился. У нас появилась большая лунная программа. В ней мы решили восстановить советскую нумерацию – первый проект будет называться «Луна-25». Мы делаем научные приборы, а сами космические аппараты – НПО им. С.А. Лавочкина. Появился совместный проект с Институтом земного магнетизма, ионосферы и распространения радиоволн и НПО имени Лавочкина – аппарат, который полетит к Солнцу и с близкого расстояния исследует особенности выбросов.
На вопросы журнала отвечает директор Института космических исследований (ИКИ) Российской академии наук, академик РАН Лев Зелёный
Приборы и исследования
– Лев Матвеевич, расскажите, чем занимается ваш институт.
– Мы занимаемся астрофизикой высоких энергий и радиоастрономией, солнечно-земной физикой и физикой космической плазмы, планет и малых тел Солнечной системы, дистанционным зондированием Земли из космоса, исследованиями природных ресурсов и т.д.
– Ваш институт разрабатывал приборы для газпромовских спутников?
– Да, наш отдел оптико-физических исследований установил на борт двух космических аппаратов «Ямал-200» по два блока определения координат звезд. Такие блоки используют для определения положения космических аппаратов в пространстве по отдельным участкам небесной сферы. Изображения, полученные камерами прибора, сравниваются с заложенными в его памяти. Определив, как спутник ориентирован в пространстве, можно им управлять. Но, на мой взгляд, приборостроение – не единственная область, в которой институты вроде нашего могут сотрудничать с нефтегазовой отраслью. Дело в том, что некоторые изучаемые в ИКИ космические феномены могут оказать непосредственное влияние на деятельность таких компаний, как «Газпром».
Речь идет о так называемых эффектах космической погоды – солнечных вспышках и выбросах облаков вещества из солнечной короны. Иногда ускоренные потоки заряженных частиц пролетают мимо Земли, а иногда они задевают нашу планету. Ее магнитное поле, защищающее нас от солнечного ветра, сжимается, и в этом случае граница защитной области приближается к Земле. При изменении магнитного поля возникают сильные электрические поля. Всякие изменения тока приводят к тому, что индуцируются поля в самой Земле. При этом любой длинный проводник подхватывает это электрическое поле, и в нем возникает большой перепад потенциалов.
С данным явлением люди столкнулись еще в XIX веке, когда стали строить протяженные железные дороги. Особенно ярко оно проявляет себя в полярных районах, поэтому впервые его зафиксировали в Скандинавии – здесь случались аварии и выходили из строя стрелки. Даже сейчас при солнечных вспышках бывает так, что на линиях электропередач вылетают трансформаторы. Если же проводник заполнен горючими жидкостями или газом, то опасность возрастает. Большая разность потенциалов, электростатические разряды, могут проскочить искры. Возможны выход из строя электроники, механизмов и даже взрыв. Но это, конечно, экстраординарное событие.
Специфика реагирования зависит от отрасли. У железнодорожников она одна, у электриков другая, а у «Газпрома» третья. Исходя из этой специфики и надо принимать меры по защите оборудования. Главное – знать, когда возникает опасность. Эта информация будет всё актуальнее по мере продвижения газопроводов и нефтепроводов на север. Пока ученые дают прогноз по магнитным бурям для спутников. Ведь при таких бурях возникают не только изменения электромагнитного поля нашей планеты. Идет поток заряженных частиц высоких энергий, которые могут повредить электронику. Это особенно опасно для работающих приборов. Поэтому на время бури их обесточивают, повышая вероятность благополучного исхода. Кроме того, во время бури космонавты не выходят в открытый космос.
Не секрет, что магнитные бури влияют и на человека. Конечно, от проезжающего трамвая электромагнитных возмущений больше, чем от солнечных событий. Но трамвай проедет мимо нескольких тысяч человек, а магнитная буря затронет всё население планеты. В нашем институте была подготовлена диссертация о взаимосвязи сердечных заболеваний и магнитных бурь. Ее защита продолжалась восемь часов, когда велись жаркие споры. Потом выступил главный врач московской скорой помощи, который сказал, что они давно используют данные о солнечных вспышках: когда они происходят, на 20% увеличивается количество вызовов, и потому в эти дни сотрудникам не дают отгулы.
Эти вспышки – одно из последствий того, что мы живем близко к Солнцу. Наше светило – не равномерно светящееся небесное тело, каким оно кажется в видимом спектре с Земли. Его изменчивость хорошо заметна в рентгеновском диапазоне и ультрафиолете – это клубок силовых линий, из которого бьют струи плазмы и часто выбрасываются облака. Но увидеть такое с Земли нельзя – это излучение поглощается атмосферой. Поэтому разглядеть светило в этих диапазонах удалось только после того, как мы вышли в космос. Увидев, насколько динамична и жива наша звезда, мы стали лучше разбираться в причинах многих событий. Использование спутников обеспечило более полное понимание связей Земли и Солнца. Тот же солнечный ветер был открыт только с началом космической эры.
Полюса смещаются
– А за какой широтой эти эффекты станут максимально опасны?
– Это все-таки определяется не географической, а геомагнитной широтой, поскольку магнитные и географические полюса не совпадают. Почему мы в России до недавнего времени практически не задумывались об этих проблемах, а в США и Канаде к ним относятся очень серьезно? Дело в том, что северный геомагнитный полюс приходится на северную Канаду и Аляску и только краем задевает наши северные регионы. Но сейчас геомагнитный полюс смещается в сторону России.
– Насколько быстро?
– В предыдущие годы очень быстро – примерно на 40 км в год. А в последнее время он фактически остановился. Точнее, он движется по сложной траектории. Чем ближе к нам этот полюс, тем большее влияние на наш Север будет оказывать космическая погода. Конечно, речь о десятилетиях, но уже в XXI веке наша страна может ощутить негативные последствия такого смещения.
– Но магнитные полюса вообще имеют свойство меняться местами.
– Да, периодически происходят переполюсовки. У Солнца этот процесс укладывается в 22 года (поэтому у него 11-летние циклы активности). А у Земли этот процесс более хаотичен. Судя по палеомагнитным данным, переполюсовка происходила раз в несколько сотен тысяч лет. Последний раз уже довольно давно.
– Это резкий процесс?
– Нет, довольно медленный. Магнитное поле не совсем исчезнет, но сильно ослабнет. Это плохо, так как оно нас защищает, останавливая солнечный ветер. А насколько ослабнет – сказать пока нельзя, не хватает данных.
Безвременье
– Как за последние 25 лет развивалась российская космическая отрасль?
– Неровно. В советское время наши аппараты стартовали к планетам Солнечной системы практически каждый год. Особенно к планетам земной группы. Одних только лунных экспедиций было 24. Последним был проект 1986 года по исследованию Венеры и кометы Галлея. Он был очень интересным и всё, что было запланировано, удалось осуществить. А в период перестройки и сразу после него многое в космической отрасли сломалось и погибло. Техническая дисциплина начала падать. Уже в 1988 году к Фобосу запустили два аппарата. Один потеряли по дороге из-за ошибки оператора. Второй долетел до Марса, начал сближаться с Фобосом, но с ним тоже была потеряна связь. Впрочем, часть задачи этот аппарат все-таки выполнил.
Потом началось безвременье. Науку игнорировали, зарплату в институте не платили, выживали на гранты. Тем не менее космосом мы занимались, советская научная и промышленная машины продолжали действовать. Следующим был крупный проект «Марс-96», задуманный при СССР. В 1996 году его запустили, но уровень разгильдяйства к тому времени стал еще выше, и аппарат даже не смог улететь от Земли – не сработала третья ступень. Обычно сбои происходили именно в ракетной технике. Этот аппарат положил начало печально известной группировке российских научных спутников на дне Тихого океана. Следующий крупный проект был «Фобос-Грунт», и здесь тоже засбоила ракетная техника.
В то же самое время, в 1990-е годы, удалось запустить проект «Интербол». Это был один из главных проектов, посвященных исследованию плазмы в околоземном пространстве. В него входили четыре спутника. Они производили измерения плазменной и магнитной обстановки, постоянных и переменных электромагнитных полей, а также вели ультрафиолетовую спектрометрию полярных областей.
В отсутствии своих собственных масштабных проектов нам пришлось вступать в конкурентную борьбу и прорываться на борта чужих аппаратов, развивать международное сотрудничество. Так, европейцы решили повторить проект «Марс-96». Новый проект получил название «Марс-Экспресс». Там установили три прибора, часть элементов которых была сделаны в ИКИ. Он был запущен в 2002 году российской ракетой. Также сейчас наши приборы работают у Марса, Венеры и Луны на иностранных аппаратах.
В 2002 году мы совместно с австралийскими коллегами создали и вывели в космос первый в России научно-образовательный микроспутник (весом около 20 кг) для изучения процессов в земной магнитосфере и ионосфере «Колибри-2000».
Новая «Луна»
К середине 2000-х годов период безвременья наконец закончился. Космическая отрасль стала финансироваться. У нас появилась большая лунная программа. В ней мы решили восстановить советскую нумерацию – первый проект будет называться «Луна-25» (раньше предполагалось назвать его «Луна-Глоб»). Мы делаем научные приборы, а сами космические аппараты – НПО им. С.А. Лавочкина (они в нашей стране занимаются межпланетной темой).
Появился совместный проект с Институтом земного магнетизма, ионосферы и распространения радиоволн (ИЗМИРАН) и НПО имени Лавочкина – аппарат, который полетит к Солнцу и с близкого расстояния исследует особенности выбросов, о которых мы говорили вначале.
– Насколько близко он подлетит к Солнцу?
– Расстояние от нашей планеты до светила – примерно 150 млн км (так называемая астрономическая единица). Наш аппарат подлетит на треть этой единицы (ближе орбиты Меркурия). Сложность в том, что если расстояние до Солнца сокращается в три раза, то тепловой поток увеличивается в три в квадрате. Надо сделать так, чтобы аппарат выдержал тепловые нагрузки, с которыми мы еще ни разу не сталкивались. Никто ближе к Солнцу не подлетал. Но сейчас готовится еще один проект – американский «Солнечный зонд» (Solar Probe Plus), который подлетит примерно на 0,2 астрономической единицы. Но он по задумке сгорает на подлете. Такая у него самоубийственная миссия. А наш аппарат будет работать долго.
– А что касается «Луны-25» – зачем нам исследовать Луну? Шарик в небе.
– Лет пять назад, если бы мне сказали, что я буду заниматься Луной, я бы не поверил. Она казалась хорошо изученной, к ней уже летали 24 российских и десятки американских аппаратов. Сухое, мертвое небесное тело, но Луна оказалась не сухой и не мертвой. В полярных областях под поверхностью была обнаружена вечная мерзлота, фактически водяной лед. Кстати, воды в Солнечной системе очень много. Она есть даже на Меркурии. Наиболее вероятно, что вода была принесена кометами, а они также считаются разносчиками органического вещества. Возможно, мы пересмотрим свои взгляды на происхождение жизни в нашей системе.
Кроме того, наличие воды сразу меняет ситуацию для пилотируемой космонавтики. Ее можно использовать для баз в качестве питья, а путем разложения на водород и кислород получать топливо для ракет и газ для дыхания. Сразу появляется потенциал освоения, так как с собой не надо возить самый массоемкий материал – воду.
– Какими еще проектами вы занимаетесь?
– Вскоре мы запустим аппарат «Луна-Ресурс» («Луна-27»), с помощью которого на спутник нашей планеты, возможно, будет доставлен индийский луноход. В настоящее время наш институт реализует ряд совместных разработок с учеными других стран, например, российско-немецкую орбитальную рентгеновскую обсерваторию «Спектр-Рентген-Гамма», которая с 2014 года будет вести астрофизические исследования в рентгеновском диапазоне. Мы делаем многоспутниковый проект «Резонанс», ряд приборов для европейского проекта BepiColombo по исследованию Меркурия и научную аппаратуру для ExoMars, в рамках которого предусмотрены запуски орбитального и посадочного аппаратов на Красную планету.
– А будут ли отправляться аппараты, например, к Энцеладу, где есть большие запасы воды, и другим небесным телам за поясом астероидов?
– Сейчас обсуждается посадочная миссия на спутник Юпитера Ганимед, где, как предполагается, под толстой ледяной коркой есть линзы – или целый океан – соленой воды. Еще одно очень интересное место – это спутник Юпитера Европа. Его поверхность – 7–8 км льда, под которым также плещется океан соленой воды (толщина коры на Ганимеде – около 100 км). Что там происходит, никто пока не знает.
– А как вы относитесь к проектам NASA запустить вооружение на орбиту, чтобы защищаться от метеоритов и астероидов?
– Это прямое высасывание денег налогоплательщиков. По теории вероятностей, метеориты и астероиды представляют для людей самую минимальную опасность. Больше шансов заразиться и умереть от птичьего гриппа.
Оригинал -[censored] (24 МБ).