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. У проблемы Корейского полуострова нет военного решения. А какое есть?
    Восстановление многостороннего переговорного процесса без предварительных условий со всех сторон  
     147 (32%)
    Решения не будет, пока ситуация выгодна для внутренних повесток Ким Чен Ына и Дональда Трампа  
     146 (32%)
    Демилитаризация региона, основанная на российско-китайском плане «заморозки»  
     82 (18%)
    Без открытого военного конфликта все-таки не обойтись  
     50 (11%)
    Ужесточение экономических санкций в отношении КНДР  
     18 (4%)
    Усиление политики сдерживания со стороны США — модернизация военной инфраструктуры в регионе  
     14 (3%)
Бизнесу
Исследователям
Учащимся