Ученые РАН предложили «Роскосмосу» направить целую серию автоматических станций к близким и далеким астероидам. Если проект будет включен в Федеральную космическую программу, первые аппараты смогут отправиться в полет уже в этом десятилетии. RTVI выяснял с помощью разработчиков программы и экспертов, почему среди новых целей выбраны именно астероиды, зачем к ним лететь и на чем.

На фоне недостаточного финансирования проектов фундаментального исследования космоса и постоянных переносов готовящихся миссий, в первую очередь к Луне, российские ученые тем не менее задумываются о новых объектах Солнечной системы, куда «Роскосмосу» стоит отправить экспедиции в ближайшее десятилетие.

Большой интерес из существующих проектов представляет программа исследования малых тел Солнечной системы. Этот проект, как выяснил RTVI, предложен Институтом геохимии и аналитической химии РАН (ГЕОХИ), НПО Лавочкина и НИИ прикладной механики и электродинамики МАИ.

Программа, получившая название «Одиссея-астероиды», предусматривает создание целой серии космических аппаратов для исследования околоземных астероидов и представляющих особый интерес наиболее крупных металлических небесных тел Главного пояса астероидов, расположенного между орбитами Марса и Юпитера.

«Первый аппарат может быть запущен с 2026 по 2030 год, по данной миссии выполнен ряд научно-исследовательских работ, баллистика просчитана, мишени все определены, определен предварительный комплекс научной аппаратуры, что позволило просчитать этапность проекта, — рассказал RTVI научный руководитель программы, завлабораторией геохимии Луны и планет ГЕОХИ РАН Евгений Слюта. — Это абсолютно новый проект на новое десятилетие».

Выбор темы связан с тем, что среди отечественных космических проектов с советских времен полностью отсутствуют программы исследования малых тел Солнечной системы — комет и астероидов.

Околоземные астероиды

Проект разбит на три этапа и задуман так, чтобы с использованием меньшего числа аппаратов исследовать наибольшее число интересных астероидов.

Так, для первого этапа планируется создать космический аппарат массой до одной тонны, который за одну миссию смог бы исследовать с пролетной траектории сразу 5-6 околоземных астероидов. Планируется, что для этой миссии не потребуется отдельная ракета, а он будет запущен в качестве попутной нагрузки с другим космическим аппаратом, например, — системы «Глонасс».

Пролет железных астероидов

На втором этапе ученые планируют выбрать три металлических (с высоким содержанием металлов) астероида из Главного пояса и запустить к нему отдельной ракетой «Союз-2.1б» и разгонным блоком «Фрегат-МТ» более тяжелый аппарат массой две тонны, который также исследует их с пролетной траектории.

Окончательно эти цели будут выбраны непосредственно перед запуском, исходя из баллистических условий. К примеру, среди них может быть астероид Пандора диаметром 66 километров или Психея диаметром 253 км.

Доставка астероидного вещества на Землю

Наконец, в ходе третьего этапа программы планируется запуск ракетой «Союз» аппарата к астероиду Главного пояса, посадка на него, бурение и доставка грунта через несколько лет обратно на Землю. Пока в качестве примера баллистика полета просчитана для астероида Гигея диаметром 400 километров, полет до него и обратно может занять около 12 лет.

Определились ученые и с комплексом научной аппаратуры на борту всех трех миссий. На космических аппаратах будет установлена оптическая мультиспектральная камера для телесъемки поверхности астероидов с высоким разрешением в различных диапазонах видимого спектра.

Будет там видимый и инфракрасный спектрометр для изучения и картирования минерального состава поверхности астероида, поиска связанной, гидратированной, свободной воды и гидроксильной группы ОН.

Кроме того, на борту аппаратов планируется поставить радиолокационный комплекс для изучения подповерхностных структур и магнитометр для измерения магнитных полей в окрестности астероидов и на траектории полета Земля-астероид.

Наконец, ГЕОХИ разработает для аппаратов пыле-ударный масс-спектрометр, который сможет измерять скорость, массу, химсостав и траекторию микрометеороидов (космической пыли) в окрестностях астероидов и в межпланетном пространстве.

В сложившихся политических условиях на аппаратах проекта не планируется устанавливать, как ранее, приборы зарубежных партнеров.

Новые двигатели

Главным новшеством трех миссий станет использование в них так называемых электроракетных двигателей СПД-100ВУ производства ОКБ «Факел» («Роскосмос»). Такие двигатели, имеющие малую тягу, но куда более эффективные, чем традиционные химические, впервые были применены ровно полвека назад еще в СССР. Тем не менее широкого применения в отечественной космонавтике они до сих пор не нашли. Эти двигатели имеют значительный удельный импульс и позволяют использовать для дальних перелетов гораздо меньше топлива, в данном случае — инертный газ ксенон.

«В нашей программе речь идет об испытании самой технологии длительного применения электроракетных двигателей, поскольку до этого такие двигатели использовались в отечественных спутниках лишь в системах коррекции и ориентации», — рассказал Слюта.

Ученые отмечают, что проект должен служить фундаментом для отработки технологий исследования малых тел Солнечной системы с помощью электроракетных двигателей. В будущем с их помощью отечественные зонды могут быть направлены к другим малым телам — к кометам или, например, к так называемым троянским астероидам Юпитера.

Впрочем, для реализации третьего этапа программы по доставке грунта рассматривается и другой вариант двигателя. «Надеюсь, к тому времени у нас будет готов ядерный буксир, который затащит к Поясу астероидов не один, а сразу три-пять автономных посадочных аппарата. Тогда они по очереди сбрасываются на астероиды, собирают грунт и стартуют к Земле. Пока мы просчитываем, какой вариант окажется дешевле», — пояснил Слюта.

По этой причине третий этап программы пока представлен на уровне общих проектных разработок.

По оценкам ученых, на первый этап программы (эскизный проект, разработка рабочей документации, испытания макетов и опытных изделий) необходимо 6,5 млрд рублей, на второй этап — 10 млрд рублей.

«При создании космических аппаратов планируется широкое использование приборов, блоков и технических решений, имеющих летную квалификацию и находящихся на завершающих стадиях наземной отработки. При создании бортовых систем будет частично применена аппаратура, разрабатываемая в настоящее время в рамках лунной программы. Для обеспечения работы электроракетных двигателей планируем использовать приборы (блоки), хорошо зарекомендовавшие себя на отечественных геостационарных спутниках связи. Каждый последующий КА будем создавать с учетом опыта изготовления и отработки предыдущего», — рассказал RTVI один из участников проекта.

Работы по проекту начнутся не ранее 2026 года в том случае, если он будет внесен в новую Федеральную космическую программу на 2026-2036 годы. Первый этап планируется реализовать в период с 2026 по 2030 год, второй и третий этапы — с 2030 по 2036 год. На недавнем заседании подсекции «Планеты и малые тела Солнечной системы» Совета РАН по космосу, где присутствовали представители институтов РАН, НПО Лавочкина и «ЦНИИмаш», эта программа была отобрана и рекомендована в качестве ведущего проекта для рассмотрения на бюро Совета РАН по космосу для внесения его в ФКП на 2026-2036 годы.

«Исследование малых тел Солнечной системы это популярное в настоящее время направление, этим активно занимаются и США, и Китай, и Япония. Причина такого интереса проста — на больших и относительно доступных телах — Луне, Марсе, Венере — уже сняли «научные сливки», то есть изучили и сделали открытия, которые можно было достичь при ограниченном бюджете, — отметил основатель сообщества «Открытый космос», популяризатор космонавтики Виталий Егоров. — Каждое новое исследование требует усложнения и удорожания на порядок или более. Астероиды в этом плане — непаханное поле, многие из них легко достижимы, на некоторые долететь проще, чем до Луны или даже околоземной геостационарной орбиты. Благодаря их количеству всегда можно быть первым. Несколько небольших исследовательских зондов — это хороший способ взрастить новые молодые команды разработчиков космической техники и исследователей космоса. Смущает только ставка разработчиков на уже готовые компоненты, их понять можно, они хотят убедить чиновников в надежности техники и успешности миссий. Но, на мой взгляд, лучше использовать более передовые разработки, которые еще не проходили испытаний в дальнем космосе. Это повысит риски, зато позволит изготовить новые межпланетные платформы, которые можно будет использовать еще пару десятилетий после».