Блог Российского Пагуошского комитета на сайте РСМД

«Спутник: шестьдесят лет по дороге открытий» - академик Л.М. Зеленый, член Президиума РАН к 60-летию со дня запуска Первого искусственного спутника Земли

11 октября 2017
Распечатать
Сделаю небольшой экскурс в историю. Что стало основой в успехах нашей страны в космосе? Мечта, экономика, природные ресурсы? Мечта о космосе оказалась движущим фактором. Как известно, на рубеже XIX-XX вв. возникла философия русского космизма — мы знаем имена: Н.Ф. Федоров, Н.А. Морозов, академик В.И. Вернадский и др., одним из ответвлений этой философии была работа К.Э. Циолковского.Он был не только философом, но занимался также и техническими вопросами, писал работы по межпланетным сообщениям, говорил об искусственных спутниках Земли. В Калуге поставлен памятник — Циолковский и Королев сидят, разговаривают. Такого в жизни не было, они не встречались, но связь у них была, Королев писал письма Циолковскому.

Мечта Циолковского позвала в космос не только академика Королева, но и многих людей, в том числе и Ф.А. Цандера, который вместе с коллегами из ГИРД на голом энтузиазме разрабатывал в 30-е годы в Советском Союзе ракетные двигатели.

Когда я учился в школе, мы не знали имен М.В. Келдыша и С.П. Королева, их называли — Главный теоретик космонавтики, и Главный конструктор, они были засекречены, их имена мы узнали только после их смерти.

Скажу о связи ядерной науки и космоса, иногда говорят, что она не существует, но это не так. В мемуарах академика А.Д. Сахарова, трижды Героя Социалистического Труда, отца водородной бомбы, позже одного из главных диссидентов Советского Союза я нашел интересные воспоминания. Он, занимаясь расчетами термоядерного устройства, определял массу заряда термоядерного заряда, под которую подгонялась масса ракеты. И он сильно ошибся. Изначально в расчетах заряд был очень тяжелым и для него ракетчикам пришлось создать знаменитую «семерку» — ракету Р-7, элегантную и красивую. Сегодня ее можно увидеть в музее на ВДНХ, это мощная ракета, у нее было много запусков, она вывела в космос много важных космических аппаратов, в том числе, и тот на котором Гагарин совершил свой великий первый виток вокруг Земли. Сахаров пишет: заряд успел испариться, он оказался намного легче, то есть такая тяжелая ракета, которая уже была изготовлена, оказалась не нужна для оборонных целей. Парадокс: ошибка гениального человека может дать полезный результат — создание искусственного спутника Земли стало побочным результатом создания мощной ракеты. Т.е. имя Сахарова должно быть в истории космонавтики. Сейчас большая часть документов той поры рассекречена и мы можем прочесть постановление ЦK партии от 1955 года о создании искусственного спутника Земли по инициативе руководства АН СССР и Сергея Павловича Королева, который был сторонником мирного исследования космоса.

Начались серьезные работы. Первый пробный запуск «семерки» произведен в августе 1957 года, т.е. накануне запуска спутника, пуск прошел успешно. Это дало возможность перейти дальше к запуску самого искусственного спутника Земли. Вроде бы, работа была строго засекреченной. Но после смерти Сталина в Советском Союзе возобладала определенная открытость и по личной инициативе Первого Секретаря ЦК Н.С. Хрущева решено, что с помощью этих спутников СССР будет участвовать в проведении международного геофизического года (1957 год). В документах ЦК даже есть такая фраза: разрешить Академии наук провести в открытом порядке подготовительную работу с привлечением радиолюбителей, любителей астрономии, добровольного общества обсерваторий по наблюдению за спутниками. То есть спутник становился объектом пропаганды космоса и международного сотрудничества.

Тогда готовились к запуску спутника и наши американские коллеги. Соответственно, мы готовили большой тяжелый спутник с серьезным комплектом научной аппаратуры — но он позже стал не первым, а третьим спутником. Почему? В ЦК партии была одобрена инициатива Королева и появилось специальное секретное постановление — отложить запуск этого тяжелого аппарата с его серьезной научной программой и сделать простейший спутник, в котором главным прибором будет просто радиопередатчик «бип-бип-бип», его тогда сделал, кстати, будущий сотрудник нашего Института К.И. Грингауз, он был последним, чья рука касалась этого ставшего первым спутника.

А дальше для нас сегодняшних — несколько неожиданно: в самом СССР запуска спутника никто не ожидал и не воспринял всерьез. И в советской прессе событие почти не было замечено: вот газета «Вечерняя Москва» от 5 октября — сообщение не на первой полосе, параллельно с другими материалами. Само советское правительство еще не осознавало важности произошедшего.

Но, опережая нашу собственную реакцию, мгновенно возник громадный международный резонанс: вот заголовок на первой полосе в газете «Нью-йорк таймс» — Советы запустили искусственный спутник! Тут же сочинено ехидное стихотворение (на английском оно в рифму): «маленький спутник, летающий высоко с московским сигналом, говорит, что небо уже принадлежит коммунистам. А дядя Сэм спит».

Советский искусственный спутник вышел на орбиту, поработал несколько месяцев, и в январе следующего года сгорел в атмосфере. Разумеется, были зафиксированы его рекорды по высоте и по скорости.

Но «дядя Сэм не спал», в то время в США шла серьезная борьба между армией и военно-морским флотом — и там, и там делались спутники — но после советского спутника эту работу передали группе под управлением Вернера фон Брауна, чего американское правительство не очень-то хотело. Вся эта эпопея описана во многих книгах, в частности, в недавно вышедшей очень интересной книге, где хорошо описана эта американская часть истории ранней космической гонки.

Когда запустили второй искусственный спутник Земли, в советских газетах уже зазвучало — великий триумф передовой советской науки! И советское правительство также поняло громадную пропагандистскую мощь исследования космоса, эти годы стали золотыми для космической науки, нашим предшественникам не отказывали в финансах — только двигайтесь вперед! На втором спутнике была собака Лайка, т.е. стартовали медико-биологические эксперименты в космосе (на эту тему на форуме будет доклад Олега Орлова). В прессе появились карикатуры: летят два спутника, и они изображены так, что напоминают улыбающееся лицо Никиты Сергеевича Хрущева. Ему все это нравилось!

Главное: Академия наук сразу занялась наукой. Заработал тандем Королев- Несмеянов — А.Н. Несмеянов до М.В. Келдыша был президентом советской Академии наук.

В мае 1958 года запустили, наконец, главный спутник (по документам «объект Д»), который должен был бы быть первым. Одновременно американские коллеги запустили спутник Explorer-1— и оба старта начали великую эпоху космических открытий, в частности, были открыты радиационные пояса (об этом на форуме будет доклад Михаила Панасюка). Есть интересный советский плакат того времени общества «Знание»: первым пунктом рассказ про третий искусственный спутник и вторым пунктом — сообщение про великую проблему поворота сибирских рек вглубь Казахстана. Старшее поколение помнит: это был реальный громадный проект, от которого, слава Богу, отказались.

Слово спутник зажило своей жизнью, вошло во все языки. Даже в случае неуспешного запуска аппарат называли «капутник» и «флопник». Коммунистически настроенная молодая интеллигенция в Америке свое имя «битник» (beatnik) сформировала из двух слов: beat плюс спутник, подчеркивая этим свои симпатии к коммунизму.

По инициативе М.В. Келдыша в системе Академии было организовано два института. В 1964-м — Институт медико-биологических проблем (вся космическая медицина) и в 1965-м Институт космических исследований (систематическое исследование космического пространства с помощью искусственных спутников Земли). Второй год мы ведем борьбу, чтобы новую станцию метро, которая будет под площадью, на которой находится наш Институт, назвать именем Келдыша, пока его имя не увековечено в московской топонимике — а он это, безусловно, заслужил. Увы, пока нам не удалось это сделать.

В эти годы был образован совет «Интеркосмос», который возглавлял академик В.А. Котельников — прообраз нынешнего Европейского космического агентства в его восточноевропейском варианте. В нем участвовали не только страны Восточной Европы, но также и Франция, и Швеция, и некоторые другие западные страны. «Интеркосмос» за свою историю сделал много для науки и в каком-то смысле помог развить науку в странах Восточной Европы, коллеги из этих стран помнят об этом до сих пор.

Что сделал спутник. Есть известная европейская гравюра: монах разрывает небесный свод и видит другое небо и другую Землю — так написано у Данте. Именно это сделал спутник, выйдя за пределы и земного тяготения, и земной атмосферы — мы увидели совершенно другую Вселенную. Каждый из диапазонов электромагнитных волн несет ценнейшую информацию о важнейших явлениях, происходящих в нашей Вселенной и очень важно взглянуть на нее комплексно — используя наблюдения всем этом спектре.

На Земле мы это сделать не можем, потому что атмосфера и ионосфера задерживают почти все приходящие из космоса излучения, у нас только два «окошка»: видимый свет и радиоволны. То же самое касается частиц — магнитное поле Земли и атмосфера очень сильно влияют на их распространение, и это на самом деле для нас очень хорошо, Земля экранирована от жестких и опасных излучений и потоков ускоренных частиц.

Что же нового в знаниях человечества мы получили за эти 60 лет? На нынешнем форуме будет целый ряд докладов — по астрофизике, новый взгляд на солнце, новый взгляд на планеты и кометы. Мы многое узнали и о самой Земле, наблюдая ее из космоса — и о космической погоде, о проблемах климата. Космос постепенно становится некой лабораторией — нам удается изучать процессы, которые очень трудно изучать в лабораторных установках. Мы также очень много узнали и о человеке (и об этом будет тоже специальный доклад) — Юрий Гагарин был в космосе один виток, а сейчас космонавты летают до полутора лет. Как человек там адаптируется? — Этого также никто не ожидал, поскольку космос изначально враждебен человеческому организму. Усилиями медиков мы в основном сумели эти проблемы купировать и многое узнали о человеке в экстремальных условиях. Ну и космос, конечно, в то время очень сильно повлиял на международные отношения.

Важно изучать Вселенную в разных диапазонах длин волн. Возьмем Солнце — в видимом диапазоне оно всегда спокойно, его лик омрачается некоторыми темными пятнами. Но совершенно по-другому Солнце выглядит в рентгеновском и ультрафиолетовом диапазонах — живое, динамичное, очень активное, даже агрессивное.

В нашей космической программе есть целая серия спутников Спектр. Первый спутник из этой серии РАДИОАСТРОН («Спектр-Р»)был запущен в 2011 году. Следующие космические аппараты из этой серии: спутник «Рентген-Гамма» будет в следующем году, и следующий аппарат Спектр «Ультрафиолет» — это наша ультрафиолетовая обсерватория, ее запуск планируется в районе 2022-23 года. У каждого из этих космических аппаратов есть свои задачи — они наблюдают астрономические процессы в разных диапазонах.

О солнечной системе. Анализ планет с близкого расстояния дал совершенно другую картину. Начнем с Луны — именно на нее перешла космическая гонка СССР и США. На карте Луны — красным помечены посадки советских лунных аппаратов, зеленым — американских пилотируемых аппаратов, и желтым — американские автоматические аппараты. Шло соперничество между двумя странами и каждая страна достигла довольно многого. Луна исследовалась очень активно, получено много результатов. В Советском Союзе было осуществлено три успешных доставки грунта, было два лунохода — это успех. Осуществлено шесть американских экспедиций на Луну — благодаря воле президента Кеннеди, все они (кроме одной) были успешными, никто из астронавтов не погиб. «Апполоны» завершили Лунную эпопею в 70-80-е годы и далее интерес к Луне ушел в сторону, все занялись другими проблемами.

В Советском Союзе занялись освоением околоземного космоса — сначала пилотируемыми станциями «САЛЮТ», затем «Мир», позже МКС. Но в конце ХХ — начале XXI века интерес к Луне возник снова в связи с исследованиями индийского спутник «Чандраян-1». Луна оказалась очень разнообразной — полярные области Луны совсем другие, нежели экваториальные, впрочем, это так и на Земле (полюса значительно отличаются Сахары), так и на всех других планетах — на полюсах другая физика, другая химия. В полярных областях Луны обнаружено присутствие водяного льда и это вызвало новый интерес — откуда? Ответа нет. Мне близка такая версия: за миллиарды лет существования Луны ее постоянно бомбардировали кометы и лед сохранился здесь как в вечном холодильнике. И это сразу интересно, отнюдь не только с точки зрения получения собственно воды, но, в первую очередь, с точки зрения органических молекул, которые в кометах присутствуют. И наша российская лунная программа как раз выстроена в этом направлении — она посвящена исследованию полярных областей Луны. Сейчас обсуждается проект доставки грунта с Луны, но это другой грунт, совсем не тот, который доставлялся ранее. Нас интересует не сам грунт, а так называемые летучие включения которые могли принести кометы.

И эта наша исследовательская линия продолжится дальше — мы рассматриваем проект создания станции около Луны. Словом, все это прелюдия перед полномасштабной освоением Луны землянами. Фактически Луна это наш Седьмой континент. В XXI веке Луна вновь становится оживленным местом — разными странами планируется большое количество экспериментов. Развернутая программа есть у индийских исследователей. Китай готовится запустить аппарат по доставке грунта с экваториальных областей Луны, а также планирует посадку на обратной стороне Луны, ожидаются и исследования Южной Кореи.

С точки зрения дальней перспективы человечества особый интерес представляет Марс. Есть ли жизнь на Марсе — науке до сих пор не известно. Было большое количество экспедиций. Там тоже в полярных областях обнаружили запасы воды. Иногда марсианским летом и неподалеку от экватора это вода даже бывает жидкой. Самое удивительное открытие последних лет — наличие метана в атмосфере: там его не должно было бы быть, потому что он быстро разлагается ультрафиолетовым излучением Солнца. И раз уж он там есть, это означает наличие источника постоянного пополнения — можно предполагать биологическую активность. На поиск прошлых или будущих следов жизни нами совместно с Европейским космическим агентством, разработана программа Экзомарс. Первый аппарат Экзомарс успешно запущен в прошлом году, он встал на орбиту около Марса, и вскоре начнутся детальные исследования и самой планеты, и ее атмосферы.

В нашем Институте и в НПО им. С.А. Лавочкина готовится большая тяжелая посадочная платформа с научными приборами, которые доставит на Марс марсоход ПАСТЕР. Мы думаем о продолжении этих исследований, о возврате к Фобосу и проект, который должен увенчать эту программу исследований Марса — это доставка грунта с Марса. Данная задача на порядок более сложная, чем доставка грунта с Луны, здесь не обойтись одним запуском, необходима перегрузка на орбите. В настоящее время по этому поводу имеется большая международная активность, группа ученых обсуждает международную кооперацию по реализации этой идеи. И Россия планирует в ней участвовать. Во всем этом есть и «но» — все мы мечтаем о полете к Марсу, но радиация является одним из главных (хотя и не единственным) факторов, который может сильно осложнить или даже сделать невозможным это путешествие. Мы должны хорошо понимать все радиационные условия по дороге к Марсу, причем они могут быть очень разными в зависимости от различных фаз солнечного цикла.

Два слова Венере. Она всегда волновала землян — почти такая же по размерам, похожее внутреннее строение. Но на Венере оказался раскачивающийся парниковый эффект, давление порядка сотни атмосфер, температура 700 градусов: то есть Венера это фактически ад. Но Венеру очень интересно исследовать, и уже третий год как существует совместная с нашими американскими коллегами рабочая группа РОСКОСМОСА и НАСА по обсуждению совместной программы изучения Венеры. Есть идея посадочного аппарата на Венере, который проживет 3-4 часа и американские коллеги предполагают даже создать некий самолет, который будет летать в атмосферы Венеры. Это сотрудничество, однозначно, очень полезно, тем более в период не самых хороших отношений между странами.

Получено много результатов по исследованию комет, в частности, по поводу кометы Чурюмова-Герасименко. В нашем Институте много занимались проектом ВЕГА, посвященным, в том числе, и исследованию кометы Галлея. Очень интересно сравнить параметры комет, пришедших к нам из совершенно разных областей Солнечной системы, что может дать ключ к пониманию ее истории и, может быть, даже и помочь в понимании факторов, приведших к зарождению в ней жизни.

Самые интересные результаты последних лет связаны с планетами гигантами — Сатурн, Юпитер и самый дальний объект Солнечной системы Плутон (на эту тему будет специальный доклад Джима Грина).

С общей точки зрения мы можем ожидать появление жизни не только в пределах орбиты Земли, но и на Марсе. Новые данные позволяют расширить эту зону обитаемости и задуматься например, о спутнике Юпитера — Европе. Европа — это планета-океан, она покрыта коркой льда под которой находится глубокий океан соленой воды. Нас ждут здесь великие открытия — ведь жизнь может приспособиться к самым разным условиям.

Брожение умов вызывает открытие экзопланет (т.е. внесолнечных планет) — это сегодня одно из самых главных событий последних лет. Число открытых экзопланет сейчас достигает уже нескольких тысяч. И среди них довольно много планет, похожих на Землю. Там может быть атмосфера, может быть кислород, все это загадки, которые мы обсудим, наверное, в год 70-летия запуска спутника. Главная задача, о которой мечтает человечество, это поиск следов жизни и в Солнечной системе и за ее пределами — мы мечтаем найти новую «Землю» и встретить там хоть какую-то жизнь, и такая мечта действительно может стать материальной силой.

Магнитосфера Земли и ее внутренние структуры были открыта уже в раннюю в эпоху самых первых экспериментов в космосе. Концепция магнитосферы оказалась очень продуктивной, сходная магнитосфера оказалась практически у всех планет Солнечной системы — от Меркурия до Сатурна. Есть собственные магнитосферы у многих астрофизических объектов — от нейтронных звезд до радиогалактик . Исследуя околоземное пространство, мы можем получать важные сведения о сходных процессах, которые идут на других планетах и астрофизических объектах совсем на других пространственных, временных и энергетических масштабах.

Сейчас магнитосферная физика уже перешла от географических (феноменологических) открытий к физическим (по всем этим темам вы услышите специальные доклады). В последние годы возникли новые явления, связанные с появлением сильной нелинейности. Свойства магнитосферы, которые мы способны наблюдать с помощью космической аппаратуры, дают важные результаты для фундаментальной физики, для нелинейной физики. Занимаясь проблемой в космосе, мы можем получить результаты очень полезные и для развития термоядерной энергетики.

Но «в бочке меда есть ложка дегтя» — космический мусор. Многие из космических аппаратов, которые с большой пользой проработали в космосе, их фрагменты, головные части выведших их на орбиту ракет — они остаются на своих орбитах и засоряют космос. Проблема становится все более серьезной. Общее количество запусков на планете с 1957 года — 5250. На орбиту выведены были 7500 спутников, сейчас на орбитах находится 4300, из них работает 1200. Брошенные спутники сталкиваются друг с другом, дробятся, космический мусор умножается. Размер опасностей очень быстро растет. Может, надо бороться с этим мусором с помощью лазера? Проблеме будет посвящен специальный доклад, обсудим.

Наконец, о международных последствиях запуска первого спутника. Этот запуск был произведен в условиях холодной войны, которая в любой момент могла перейти в горячую — мы помним Карибский кризис, много других кризисов. Спутник оказался неким громоотводом для этого напряжения между странами, сделал соревнование между системами мирным, перевел его в область науки и техники. Известный американский историк написал, что первый спутник изменил ход холодной войны. И М.В. Келдыш сказал: не известно, что имело бо́льшее значение — межконтинентальная ракета или первый спутник.

Сейчас другое время, нет того противостояния, но, все равно, напряженность сохраняется — как вести себя в это время? Хороший пример дают нам наши старшие товарищи. Вспомним замечательный эксперимент 1975 года — полет Союз-Аполлон, встреча на орбите советских космонавтов Алексея Леонова и Валерия Кубасова и американских астронавтов Томаса Стафффорда и Дональда Слейтона. Тогда был накоплен опыт совместных экспериментов, систем сближения, стыковочного агрегата. Эксперимент оказался важным для сегодняшней работы на Международной космической станции и это имело громадное политическое значение, несмотря на все сложности во взаимоотношениях наших стран. И сегодня также надо организовать объединение усилий наших стран в исследованиях Венеры автоматическими аппаратами, начать работать над конкретными планами создания на Луне уже в тридцатые годы международной астрофизической обсерватории, Луна для этого очень хорошее место.

30 лет назад в 1987 году тогда директор нашего Института Роальд Сагдеев провел форум «Сотрудничеству в космосе во имя мира и прогресса на Земле». Это было незабываемое время перестройки. 10 лет назад, в год пятидесятилетия Спутника мы снова провели здесь в Москве такой форум. А сегодня мы снова собрались на встречу посвященную уже его 60-летию. Хочу выступить с инициативой: раз в 10 лет и далее проводить такие форумы! Российская академия наук и РОСКОСМОС готовы предоставить площадку. Каждые 10 лет надо посмотреть и в прошлое, и в будущее — что уже за эти годы сделано в нашей космической науке и каковы ее ближние и дальние перспективы.

Сергей Шаракшанэ

Источник: Портал Российской Академии наук

Поделиться статьей

Прошедший опрос

  1. Какие угрозы для окружающей среды, на ваш взгляд, являются наиболее важными для России сегодня? Отметьте не более трех пунктов
    Увеличение количества мусора  
     228 (66.67%)
    Вырубка лесов  
     214 (62.57%)
    Загрязнение воды  
     186 (54.39%)
    Загрязнение воздуха  
     153 (44.74%)
    Проблема захоронения ядерных отходов  
     106 (30.99%)
    Истощение полезных ископаемых  
     90 (26.32%)
    Глобальное потепление  
     83 (24.27%)
    Сокращение биоразнообразия  
     77 (22.51%)
    Звуковое загрязнение  
     25 (7.31%)
Бизнесу
Исследователям
Учащимся