21 июня в космос должна была отправиться российско-германская обсерватория «Спектр-РГ» («Спектр-Рентген-Гамма»). Последняя крупная успешная (к которой марсианский аппарат «Фобос-Грунт» явно не относится) космическая научная миссия — радиотелескоп «Спектр-Р» — запускалась Россией почти восемь лет назад, 18 июля 2011 года. Можно было бы порадоваться за российских астрофизиков, если бы не ряд нюансов. «Лента.ру» рассказывает, что может пойти не так.
После неоднократных переносов пуск обсерватории состоялся 13 июля в 15:31 с космодрома Байконур. «Лента.ру» повторно публикует текст об этом проекте.
Увидеть все
Пуск тяжелой ракеты «Протон-М» с разгонным блоком ДМ-03 с космодрома Байконур, которые должны вывести «Спектр-РГ» в космос, намечен на 15:17 по московскому времени. Отделение разгонного блока и космического аппарата от третьей ступени ракеты должно произойти примерно через десять минут после старта. Выведение обсерватории на целевую орбиту предполагает два включения маршевого двигателя разгонного блока (через 15 и 97 минут после старта соответственно).
Отделение «Спектр-РГ» от ДМ-03 должно состояться примерно через два часа после пуска «Протон-М», то есть около 17:17 (к этому времени, когда средства выведения выполнят свою задачу, «Роскосмос» запланировал начало послепусковой пресс-конференции). После этого обсерватория в течение примерно ста суток будет совершать перелет в окрестность точки Лагранжа L2 системы Солнце-Земля. За это же время планируется провести юстировку, калибровку и тестирование научных приборов космического аппарата, а также совершить первые тестовые астрофизические наблюдения.
Циклограмма пуска ракеты-носителя с разгонным блоком и космическим аппаратом
Изображение: «Роскосмос»
В научные задачи проекта входит обзор небесной сферы в рентгеновском диапазоне (на энергиях 0,3-11 килоэлектронвольт), а также детальное исследование наиболее интересных астрофизических объектов, отобранных в ходе наблюдений обсерватории. Это должно позволить получить карту Вселенной, включающую крупные скопления галактик, а также прояснить влияние темных материи и энергии на наблюдаемую крупномасштабную структуру мира.
«Обнаружение около ста тысяч массивных скоплений галактик (фактически всех подобных объектов в наблюдаемой части Вселенной), около трех миллионов сверхмассивных черных дыр в ядрах галактик, сотен тысяч звезд с активными коронами и аккрецирующих белых карликов, десятков тысяч звездообразующих галактик и многих других объектов, в том числе неизвестной природы, а также детальное исследование свойств горячей межзвездной и межгалактической плазмы», — такие результаты ожидаются от «Спектр-РГ».
Три головы
Конструктивно «Спектр-РГ» представляет собой многоцелевую служебную платформу «Навигатор» с размещенными на ней немецким eROSITA и российским ART-XC рентгеновскими зеркальными телескопами. Основная научная программа (обзор небесной сферы) должна выполняться немецким телескопом, тогда как исследование источников жесткого рентгеновского излучения (гамма-частиц) проведет российский. По этой причине за работу «Спектр-РГ» отвечают три головные организации (две — со стороны России и одна — от Германии).
На Земле работу космического аппарата будут поддерживать несколько зарубежных и российских наземных телескопов, включая оптический Большой телескоп азимутальный (БТА) Специальной астрофизической обсерватории (САО) Российской академии наук (РАН), расположенный в Нижнем Архызе (Карачаево-Черкесия) на Северном Кавказе.
Заявленный срок активной работы «Спектр-РГ» составляет 6,5 лет после выведения космического аппарата в окрестности точки L2. Из них 4 года отводятся сканированию звездного неба, а оставшиеся 2,5 — наблюдению за наиболее интересными объектами.
Насобирали
Основными достоинствами «Спектр-РГ» называют спектральное и угловое разрешения eROSITA, а также «повышение надежности научных результатов» за счет перекрытия диапазонов работы немецкого и российского телескопов. Подобные обсерватории не планируются к запуску в течение ближайших нескольких лет. Тем не менее «Спектр-РГ» запускается скорее не благодаря, а вопреки различным обстоятельствам.
Космический аппарат «Спектр-РГ» в головном обтекателе
Фото: «Роскосмос»
Прежде всего, космический аппарат в своей текущей конструкции оказался результатом компромисса, предполагающим серьезную экономию при сохранении значимости научной миссии. Речь идет о том, что изначальный вариант «Спектр-РГ», работы над которым начались еще во второй половине 1980-х годов, потерял свою актуальность уже в начале 2000-х, когда была запущена европейско-российско-американская обсерватория INTEGRAL (INTErnational Gamma-Ray Astrophysics Laboratory). К этому времени оборудование «Спектр-РГ», профинансированное примерно наполовину, устарело.
Проект получил вторую жизнь во второй половине 2000-х годов. По сравнению с первоначальным вариантом масса научной нагрузки «Спектр-РГ» (без топлива) сократилась почти в два раза, составив всего 1210 килограммов. Уменьшилось и количество научного оборудования, как и число партнеров России по программе, из которых выбыли, например, несколько стран ЕС. В целях экономии в качестве платформы для «Спектр-РГ» был выбран «Навигатор», применявшийся при создании радиотелескопа «Спектр-Р» и гидрометеорологических спутников «Электро-Л». Причем если радиотелескоп успешно завершил свою миссию, то из двух запущенных гидрометеорологических спутников один (в марте 2014 года) потерял ориентацию в пространстве.
Вместе с тем в декабре 2017 года стало известно о проблемах с замещением импортной электроники для бортового радиокомплекса «Спектр-РГ», который, тем не менее был готов уже в апреле 2018 года. Другая проблема, с которой столкнулись специалисты при создании обсерватории, — неспособность российской промышленности произвести качественные зеркальные системы для ART-XC. Поставленные российские зеркала для телескопа оказались отполированы ненадлежащим образом, в результате чего пригодились лишь для ресурсных испытаний. ART-XC на «Спектр-РГ» при посредничестве немецких партнеров получил зеркальные модули, изготовленные НАСА в Космическом центре Маршалла (США). Учитывая, что eROSITA является полностью немецким, вопрос о том, насколько «Спектр-РГ» является российским и по-настоящему качественно изготовленным, оказывается риторическим.
Здесь нельзя не отметить, что изготовленное за 200 миллионов рублей к ноябрю 2017 года для БТА главное зеркало оказалось бракованным, в результате чего специалисты САО приняли решение оставить прежнее зеркало. БТА с диаметром главного зеркала шесть метров до 1993 года оставался самым большим в мире. В настоящее время таковым он считается уже только в Евразии. И то лишь формально, потому что штатно не функционирующий телескоп вряд ли может конкурировать с работающими обсерваториями. Неполадки с САО косвенно могут сказаться на «Спектр-РГ», которому БТА со стороны России должен оказывать наземную поддержку.
Угонный блок
Однако на этом проблемы с российско-немецкой обсерваторией не заканчиваются. На протяжении всей истории разработки «Спектр-РГ» менял средства выведения: тяжелый «Протон-К», средний «Союз-2», средне-тяжелый «Зенит-2» и наконец тяжелый «Протон-М». В результате последний российско-украинский «Зенит-2SБ» с разгонным блоком «Фрегат-СБ» отправился с Байконура в декабре 2017 года, а выведенный такой связкой первый ангольский спутник AngoSat-1 вскоре перестал выходить на связь. Причиной аварии стали не ракета и разгонный блок, а короткое замыкание в спутниковой шине, изготовленной в России в условиях санкционного давления со стороны Запада.
Выбор же в качестве средства выведения связки «Протон-М» и ДМ-03, изготовленных еще в 2013 и 2011 годах, вызывает как минимум недоумение. Дело в том, что ДМ-03 в составе «Протон-М» летал всего три раза, из которых связка успешно выполнила свою задачу лишь один (последний) раз.
Первый пуск «Протон-М» и ДМ-03, состоявшийся в декабре 2010 года, в ходе которого должны были выводиться три навигационных спутника «Глонасс-М», завершился падением космических аппаратов в Тихий океан. Причиной аварии стала большая масса ДМ-03, в который залили избыточное количество жидкого кислорода (компонент топлива).
Второй пуск «Протон-М» и ДМ-03, состоявшийся в июле 2013 года, стал, вероятно, самым зрелищным провалом за всю историю российской космонавтики: тяжелая ракета с тремя спутниками «Глонасс-М», взорвавшись через полминуты после старта, развалилась на части, выбросив в окружающее пространство сотни тонн токсичных компонентов топлива. Здесь причиной аварии стали неправильно установленные (вверх ногами) датчики угловых скоростей системы управления ракеты. Только третий пуск связки «Протон-М» и ДМ-03, состоявшийся в сентябре 2015 года, оказался успешным — геостационарный телекоммуникационный спутник связи «Экспресс АМ8» штатно вышел на орбиту.
Стоит добавить, что гарантийный срок «Протон-М», запускающего «Спектр-РГ», заканчивается летом, а для ДМ-03 этот срок закончился вообще в прошлом году, хотя впоследствии был продлен.
«В основном аварийно»
При этом в «Роскосмосе» понимают все риски, которые несет запуск «Спектр-РГ» с использованием ДМ-03. В начале июня генеральный директор госкорпорации Дмитрий Рогозин фактически признал, что данный запуск станет испытательным для ДМ-03. «Мы выводим его на разгонном блоке, который до сих пор летал в разные годы в основном аварийно, это так называемый разгонный блок ДМ. Поэтому я послал людей на Байконур, они комиссионно и тщательно отслеживают сейчас все работы», — сказал менеджер.
Эта ситуация демонстрирует две вещи. Во-первых, в настоящее время «Роскосмос» не располагает надежными средствами выведения космических аппаратов за пределы околоземной орбиты, а соответствующие компетенции в таких возможностях стремительно теряются. Именно поэтому, кстати, Япония и страны ЕС, не говоря уже о США и Китае, в космической сфере оставили Россию с ее советскими производными вроде двигателей РД-180 и пилотируемыми кораблями «Союз МС» далеко позади. Во-вторых, то, что запуск «Спектр-РГ» проводится спорной связкой «Протон-М» и ДМ-03, наглядно демонстрирует приоритет «Роскосмоса», отдаваемый военным и редким коммерческим заказчикам, а не научным проектам. В противном случае единственная российская космическая обсерватория выводилась бы, например, связкой «Зенит-2SБ» и «Фрегат-СБ».
В пролете
Пикантность ситуации с использованием ДМ-03 при выведении «Спектр-РГ» добавляет то, что второй пуск тяжелой ракеты «Ангара-А5», запланированный на декабрь с космодрома Плесецк, пройдет без полезной нагрузки. «Там будут испытания, прежде всего разгонного блока и ракеты», — сказал в июне Рогозин.
Это также показывает ключевые приоритеты госкорпорации. Фактически сегодня в «Роскосмосе» есть «Центр Хруничева», в который вливаются десятки миллиардов рублей, и все остальные, которые обслуживают эту «финансовую дыру» или существуют сами по себе без сопоставимой поддержки со стороны «Роскосмоса».
Испытания результатов своих трудов «Центр Хруничева» проводит уже почти четверть века, на что выделяются бюджетные деньги, в то время как ряд остальных предприятий российской космической промышленности (вроде научно-производственного объединения «Энергомаш» и ракетно-космического центра «Прогресс») обеспечивают себя сами или «помогают». Фактически сегодня от «Центра Хруничева» осталось только название — московская площадка деградировала настолько, что даже ее интерьеры в «Роскосмосе» уже никому не показывают, проводя лишь показательные мероприятия с участием официальных лиц, например, в том же «Энергомаше».
Тяжелая ракета-носитель «Протон-М» на Байконуре
Фото: «Роскосмос»
Именно поэтому, рассуждая о восстановлении «Центра Хруничева», примерно с таким же успехом можно говорить о возобновлении производства «Тушинским машиностроительным заводом» космического корабля «Буран». Организация производства ракет семейства «Ангара» в омском «Полете» сталкивается с отсутствием высококвалифицированных кадров, подготовить которые факультет транспорта, нефти и газа (ранее — аэрокосмический факультет) Омского государственного технического университета вряд ли способен.
«С учетом загрузки производства»
«Лента.ру» попросила «Роскосмос» прокомментировать ситуацию вокруг использования ДМ-03 для запуска «Спектр-РГ».
«Первоначально в 1960-1970 годах запуски тяжелых спутников на высокоэнергетические орбиты осуществлялись с помощью ракеты-носителя "Протон-К" и разгонного блока семейства Д, в дальнейшем — ДМ. В конце 1990-х годов "Центр Хруничева" начал создавать новый мощный разгонный блок для выведения тяжелых полезных нагрузок с увеличенной зоной полезной нагрузки. В настоящее время госкорпорация "Роскосмос" располагает двумя разгонными блоками ("Бриз-М" и ДМ-03), которые позволяют с помощью ракеты-носителя "Протон-М" выводить полезные нагрузки на геопереходную и геостационарную орбиты, а также отлетные траектории. Именно это позволяет выбирать при запуске конкретной полезной нагрузки из двух разгонных блоков с учетом требования заказчика и загрузки производства», — сказал генеральный конструктор «Центра Хруничева» Сергей Кузнецов.
Тем не менее, несмотря на все имеющиеся риски, хочется пожелать «Спектр-РГ» не только удачи на протяжении своего стодневного путешествия, но еще и успеха.
Прим. 21 июня: Утром 21 июня «Роскосмос» объявил о переносе намеченного на этот же день запуска «Спектр-РГ» из-за «выявленного замечания». Согласно источникам РИА Новости, причиной сдвига старта стала разряженная батарея электросистемы космического аппарата, зарядка которой может потребовать снятие ракеты «Протон-М» со стартового комплекса и ее транспортировку в монтажно-испытательный корпус. Впоследствии «Роскосмос» подтвердил эту информацию. «Было выявлено отклонение в реализации циклограмм задействования одного из разовых химических источников тока», — приводит ТАСС слова заместителя гендиректора по космическим комплексам и системам госкорпорации Михаила Хайлова. Теперь пуск «Спектр-РГ», если и состоится, то не ранее 12 июля.