Что будет дальше? Перспективы современной космонавтики

Научный прорыв, позволивший осуществить полеты в космос, произошел в XX в.: была открыта теория относительности, создана квантовая механика, освоено управление ядерной энергией, достигнут прогресс в развитии авиационной техники. Большая часть этих открытий относится к физике. На рубеже XX и XXI вв., по мнению многих ученых, был совершен подобный прорыв в области астрономии. Не последнюю роль в «астрономической революции», на порядок увеличившей знания человечества о космосе, сыграли современные технические средства: телескопы, вынесенные за пределы орбиты Земли, научная аппаратура, установленная на межпланетных станциях.

Ресурсы и открытия, вызвавшие этот прорыв, далеко не исчерпаны, в ближайшем будущем ученые собираются продолжать исследования в самых разных областях. Прежде всего, физиков и астрономов волнуют глобальные проблемы: структура Вселенной, ее происхождение, протекающие в ней процессы. Чтобы разобраться в тайнах мироздания, ученые исследуют гамма– и рентгеновские лучи, приходящие из далеких галактик, изучают космические частицы, их состав, излучение и т. д. Полученные данные могут привести к новому прорыву в фундаментальной науке – в ядерной и квантовой физике, в теории относительности и единой теории поля.

К космическим программам, связанным с данной областью, относятся разнообразные астрофизические лаборатории, установленные на автоматических станциях, отправляемых в открытый космос. Они предназначены для изучения темной материи и энергии, космических лучей и антивещества.

Немаловажное значение имеет исследование Солнца как ближайшей к нам типичной звезды. Для наблюдения за светилом разрабатываются специальные космические комплексы, запускаемые на солнечную орбиту. Один из таких комплексов, «Коронас-Фотон», был запущен с российского космодрома в 2009 г., через год американцы запустили солнечную обсерваторию SDO. В планах – вывести космическую станцию на низкую орбиту для проведения исследований и экспериментов с максимально возможного близкого расстояния.

Понимание процессов, происходящих на Солнце, важно не только с точки зрения теории. Светило оказывает мощное влияние на земную жизнь, в том числе и на организм человека. Чем больше мы будем об этом знать, тем легче будет предотвратить отрицательные последствия этого влияния. Об использовании Луны как перевалочной базы и заселении Луны и Марса мечтал еще Циолковский. Ученый был уверен, что это произойдет в конце XX – начале XXI вв. К сожалению, материальные, научные и технические проблемы не позволили осуществить этот радужный прогноз. Тем не менее многие футурологи считают, что индустриальное освоение Солнечной системы и расселение человечества на другие планеты неизбежно. Правда, прогнозы по поводу того, когда именно это произойдет, сильно разнятся.

К размещению на Луне собственных баз в настоящее время готовятся несколько крупных держав: Россия, США, Китай, Япония, объединенная Европа. Автоматические станции и искусственные спутники, изучающие Луну, запускаются с определенной периодичностью. Посадочные модули с луноходами доставляют на Землю лунный грунт, над изучением которого работают исследовательские лаборатории.

Ученые надеются найти новые полезные ископаемые на Луне и думают над тем, как использовать уже обнаруженные.

После того как на Луне появятся полноценные космические базы, планируется осуществить пилотируемый полет на Марс. Россия, США и Европейское космическое агентство объявили это своей целью на XXI в. По существующим на сегодняшний день планам, это произойдет в 2030–2040-х гг.

Разработка космических кораблей для марсианской миссии велась в СССР с начала 1960-х гг., конструкторы предложили разные варианты, от модульного аппарата, собираемого на орбите, до тяжелой трехместной ракеты. Во всех случаях планировался вывод на околоземную орбиту, корректировка траектории, и только после этого – разгон при помощи электрореактивного двигателя и полет к Марсу.

В XXI в. планы несколько изменились. Теперь конструкторы собираются использовать новый тип двигателя – ядерную электродвигательную установку, в состав которой входит ядерный реактор и электрический ракетный двигатель. Над ним сейчас работают инженеры Росатома, проект должен быть завершен к 2018 г.

Один из американских проектов по освоению Марса предполагает отправку на красную планету космонавтов-добровольцев без возвращения на Землю. Они станут первыми жителями Марса и начнут его колонизацию. Полет на другую планету – чрезвычайно дорогостоящее мероприятие, а если не придется возвращать экспедицию, его стоимость сократится более чем в два раза. Для обеспечения жизнедеятельности у новых жителей Марса будет все необходимое, включая ядерный реактор и аппаратуру, созданную по новейшим технологиям. Каждые два года, когда Земля будет на минимальном удалении от Марса, колонистам будут переправлять новые запасы и новых желающих переселиться на красную планету.

Значимость планируемого полета на Марс трудно переоценить – то, что человек впервые ступит на поверхность другой планеты, а тем более сможет на ней существовать, продвинет цивилизацию на новый уровень. Многие ученые считают, что марсианская миссия станет стимулом для быстрого развития новых технологий, как это было с первым полетом в космос в прошлом веке. Колонизация Марса и, вслед за ним, других планет может решить многие проблемы человечества. В первую очередь, у нас появится убежище на случай глобальной катастрофы. Кроме того, на Марсе, его спутниках, ближайших планетах или астероидах могут быть полезные ископаемые и другие ресурсы, нужные землянам. Марс может стать полигоном для исследования удаленной части Солнечной системы и даже области за ее пределами. Сейчас все это кажется фантастикой: слишком большие затраты потребуются для отправки даже одной экспедиции. Но в будущем возможен прорыв в области космических технологий, который позволит удешевить полеты. К такому развитию событий нужно быть готовыми заранее, поэтому ученые уже сейчас разрабатывают планы и проекты по колонизации Марса и освоению всей Солнечной системы.

Параллельно космонавтике возникли и существуют такие науки, как космическая биология и медицина, изучающие влияние условий невесомости и других воздействий на живые организмы; космическая геофизика, исследующая Землю и происходящие на ней процессы из космоса. В физике и химии появились разделы, занимающиеся экспериментами с веществами и процессами за пределами земных условий. Каждая из этих наук вносит свой вклад в изучение космоса и получает от этих исследований импульс для собственного развития.

История частной космонавтики началась в 2004 г., когда свой первый полет совершил суборбитальный пилотируемый космический аппарат SpaceShipOne, построенный американской частной компанией. Раньше считалось, что осваивать космос могут только сверхдержавы, способные вкладывать в это огромные суммы, но в XXI в. ситуация меняется, появляются частные инвесторы, способные развивать перспективную отрасль.

Самым успешным частным производителем ракет на сегодняшний день считается SpaceX, компания из США, создавшая и запустившая несколько космических кораблей, в том числе грузовой Dragon, доставляющий грузы на МКС. В России тоже появляется частная космонавтика, созданы и функционируют несколько небольших компаний, занимающихся инновационными разработками в космической сфере. Одна из задач частной космонавтики – развитие космического туризма, создание специальной туристической орбитальной станции, космических отелей и кораблей, на которых непрофессиональные космонавты могли бы отправиться в полет.