МКС, зонды к планетам и другие совместные проекты Роскосмоса и NASA
10 октября 2018 года на космодроме Байконур состоится встреча гендиректора госкорпорации «Роскосмос» Дмитрия Рогозина и директора Национального управления США по аэронавтике и исследованию космического пространства (NASA) Джима Брайденстайна. 11 октября главы космических ведомств будут присутствовать при старте очередной экспедиции на Международную космическую станцию (МКС).
История российско-американского сотрудничества в области космоса
Сотрудничество СССР и США в области космоса началось с подписания 8 июня 1962 года Академией наук СССР и NASA соглашения «О сотрудничестве в использовании искусственных спутников для метеорологии и сверхдальней связи, составлении карты магнитного поля Земли». 24 мая 1972 года было подписано соглашение о сотрудничестве СССР и США в исследовании и использовании космического пространства в мирных целях. Впоследствии было заключено более 40 советско-американских и российско-американских договоренностей в сфере изучения и освоения космоса.
В настоящее время взаимодействие Роскосмоса и NASA осуществляется в рамках соглашения РФ и США о сотрудничестве в исследовании и использовании космического пространства в мирных целях от 17 июня 1992 года, а также ряда других документов.
Космические частицы: Konus-WIND
С 1994 года Роскосмос и NASA проводят совместный эксперимент по исследованию солнечного ветра и его взаимодействия с поверхностью Земли. Он реализуется с помощью американского космического аппарата WIND, на борту которого установлен российский астрофизический прибор для исследования космических гамма-всплесков «Конус». Устройство разработано и изготовлено Физико-техническим институтом (ФТИ) им. А.Ф. Иоффе РАН. Начало проекту положило соглашение, подписанное 28 октября 1994 года. Космический аппарат WIND был запущен 1 ноября 1994 года и в настоящее время продолжает исследования. В рамках совместного эксперимента ФТИ РАН составлены каталоги гамма-всплесков, а также солнечных вспышек (в 1994–2018 годах зарегистрировано 962 вспышки). Изучены уникальные гигантские вспышки гамма-репитеров в Млечном пути, произошедшие в 1998 и 2004 годах. Что было их источником, до сих пор непонятно. Результаты исследований мощных излучений 2005 и 2008 годов позволили установить, что оптическое и гамма-излучение всплесков генерируется в одной и той же области пространства, и определить соотношение между этими компонентами излучения.
Международная космическая станция
С 1998 года Роскосмос и NASA участвуют в международной программе МКС вместе с Европейским космическим агентством, а также космическими ведомствами Японии и Канады. Межправительственное соглашение по Международной космической станции было заключено 29 января 1998 года в Вашингтоне (США). В тот же день был подписан меморандум о взаимопонимании между Роскосмосом и NASA по МКС и другие документы.
С вывода первого модуля станции в 1998 году осуществляются совместные полеты представителей РФ и США на российских пилотируемых кораблях типа «Союз», также они проводились на американских шаттлах. После прекращения полетов шаттлов с 2011 года доставка на МКС американских астронавтов производится только российскими «Союзами». Всего к 9 октября 2018 года на МКС шаттлами были доставлены 13 россиян (в том числе один космонавт летал дважды), «Союзами» — 45 американцев (один — трижды, четверо — дважды). Действующий контракт предусматривает предоставление мест на российских «Союзах» до конца 2019 года (в среднем одно место обходится американской стороне в $74,7 млн). Затем США планируют отправлять своих астронавтов на МКС на новых пилотируемых кораблях Crew Dragon компании SpaceX и CST-100 Starliner компании Boeing. Первые запуски кораблей намечены на 2019 год.
Марс: HEND
7 апреля 2001 года Роскосмос и NASA заключили соглашение, предусматривающее проведение совместных исследований Марса с его орбиты. Согласно договоренностям, с октября 2001 года в составе американского межпланетного аппарата Mars Odyssey (запущен в апреле 2001-го) успешно работает российский нейтронный детектор HEND. Он разработан Институтом космических исследований (ИКИ) РАН и предназначен для изучения состава поверхности Марса методами гамма- и нейтронной спектроскопии. Измеряя энергию нейтронов, можно понять, есть ли водород на определенном участке планеты, то есть определить места нахождения залежей водяного льда в верхнем слое грунта. Благодаря российскому прибору удалось получить доказательства существования воды на Марсе. Были обнаружены огромные запасы подповерхностного водяного льда у полюсов планеты, построены высокоширотные карты его распределения с разрешением около 300 км. Кроме того, собраны данные о климате планеты и радиационном фоне на околомарсианской орбите.
Луна: LEND
С июня 2009 года исследования в космосе проводятся с помощью другого прибора ИКИ РАН — нейтронного детектора LEND. Проект реализуется в соответствии с соглашением Роскосмоса и NASA, подписанным 3 октября 2007 года. Детектор установлен на американском лунном спутнике Lunar Reconnaissance Orbiter, запущенном в июне 2009 года. Задача LEND — поиск на Луне водородсодержащих соединений, прежде всего водяного льда в верхнем слое грунта до 2 м. С помощью российского прибора построена глобальная карта нейтронного излучения естественного спутника Земли с пространственным разрешением 5–10 км, обнаружены потенциальные запасы воды на Южном полюсе Луны. Измерения LEND показывают, что признаки водяного льда есть не только на затененных внутренних склонах околополярных кратеров Кабео, Шумейкер, Хаворт, но и в нескольких приполярных районах, которые освещаются Солнцем.
Марс: DAN
7 октября 2007 года было подписано соглашение о сотрудничестве Роскосмоса и NASA по проекту нейтронного детектора DAN для американского марсохода Curiosity (запущен 26 ноября 2011 года, работает с августа 2012-го). Детектор тоже разработан специалистами ИКИ РАН. Российский прибор предназначен для исследования состава грунта и изучения содержания в нем водяного льда на глубине до 1 м вдоль пути марсохода по дну кратера Гейл. С помощью прибора DAN в грунте была обнаружена связанная вода (то есть находящаяся в составе породы). Это доказывает, что когда-то кратер Гейл заполняло древнее пресное озеро.
Вселенная: «Спектр-РГ»
С 2011 года NASA принимает участие в российско-германском проекте по созданию орбитальной астрофизической обсерватории «Спектр-РГ». В ее состав входят два рентгеновских телескопа: ART-XC (Россия) и eRosita (Германия). Для российского телескопа, который разработан ИКИ РАН, американский Центр космических полетов им. Джорджа Маршалла (входит в структуру NASA) изготовил рентгеновские зеркальные системы. Контракт между ИКИ РАН и NASA был заключен 7 февраля 2011 года, соглашение — 4 июня 2013 года. Космический аппарат построен химкинским НПО им. С.А. Лавочкина. Запуск «Спектра-РГ» неоднократно переносился. Он может состояться в марте-апреле 2019 года. Согласно планам, астрофизическая обсерватория будет работать в 1,5 млн км от Земли и в течение семи с половиной лет изучать Вселенную в рентгеновском диапазоне длин волн.
Лунная станция
В конце сентября 2017 года в ходе 68-го Международного астронавтического конгресса в Аделаиде (Австралия) Роскосмос и NASA подписали совместное заявление о сотрудничестве в области исследования и освоения дальнего космоса. Космические ведомства двух стран подтвердили намерение использовать МКС как основу для дальнейшего исследования космоса. Со слов возглавлявшего в то время Роскосмос Игоря Комарова, была достигнута договоренность об участии РФ в проекте создания американской окололунной станции Deep Space Gateway. 22 сентября 2018 года нынешний глава Роскосмоса Дмитрий Рогозин заявил, что Россия «не может себе позволить» участвовать «на вторых ролях» в проекте станции. 22 сентября глава пресс-службы госкорпорации Владимир Устименко добавил, что переговоры с США по лунной станции продолжаются.
Пилотируемые полеты в космос: SIRIUS
С 2017 года реализуется российско-американский проект SIRIUS по моделированию пилотируемых полетов в дальний космос. В нем участвуют Институт медико-биологических проблем (ИМБП) РАН и NASA, а также специалисты из Италии, Германии и других стран. В рамках проекта на базе ИМБП РАН проводится серия экспериментов с целью подготовки к полетам в дальний космос, в том числе к Луне. Первый эксперимент состоялся в ноябре 2017 года. В течение 17 дней его участники, находившиеся в изоляции, имитировали облет Луны. В марте 2019 года стартует четырехмесячный эксперимент, включающий «полет» к окололунной станции (аналог американской Deep Space Gateway) и «высадку» на поверхность Луны.
«Венера-Д»
В разработке находится совместный российско-американский проект по созданию автоматической межпланетной станции «Венера-Д» (Venera-D) с посадочным модулем. Работу по нему ведет объединенная рабочая научная группа, включающая представителей NASA, ИКИ РАН, предприятий Роскосмоса (НПО Лавочкина и ЦНИИмаш), а также ряд других научных организаций РФ и США. Группа была создана в 2013 году, но после введения в 2014-м санкций США с связи с позицией России в отношении Украины ее работа была приостановлена. Группа возобновила деятельность в 2015 году. Первоначально работы по автоматической межпланетной станции «Венера-Д» («Д» в названии означает «долгоживущая») велись Россией, проект был включен в Федеральную космическую программу (ФКП) на 2006–2015 годы. Однако впоследствии из-за сокращения финансирования «Венера-Д» была исключена из ФКП на 2016–2025 годы. Задачи объединенной российско-американской группы — определение научных целей изучения Венеры и проработка возможной миссии к планете на базе российского проекта с потенциальным вкладом NASA. Запуск «Венеры-Д» может состояться не ранее 2026 года.
Источник
Космический полет по программе «Союз» — «Аполлон»
15 июля 1975 года запуском кораблей «Союз-19» в СССР и «Аполлон» в США начался первый в истории человечества совместный космический полет представителей разных стран.
Контакты между советскими и американскими учеными в области освоения космоса начались сразу после запусков первых искусственных спутников Земли. В то время они сводились, главным образом, к обмену полученными научными результатами на различных международных конференциях и симпозиумах. Сдвиг в сторону развития и углубления советско-американского сотрудничества в освоении космоса наметился в 1970-1971 годах, когда состоялся ряд встреч ученых и технических специалистов обеих стран. 26-27 октября 1970 года в Москве прошла первая встреча советских и американских специалистов по проблемам совместимости средств сближения и стыковки пилотируемых космических кораблей и станций. На встрече были образованы рабочие группы для выработки и согласования технических требований по обеспечению совместимости этих средств.
24 мая 1972 года в Москве председатель Совета Министров СССР Алексей Косыгин и президент США Ричард Никсон подписали «Соглашение между Союзом Советских Социалистических Республик и Соединенными Штатами Америки о сотрудничестве в исследовании и использовании космического пространства в мирных целях», которое предусматривало проведение в течение 1975 года стыковки советского космического корабля типа «Союз» и американского космического корабля типа «Аполлон» в открытом космосе с взаимным переходом космонавтов.
Основными задачами программы было создание перспективного универсального спасательного средства, отработка технических систем и методов совместного управления полетом, осуществление совместных научных исследований и экспериментов.
Специально для совместного полета разработали универсальный стыковочный узел — лепестковый или, как его еще называют, «андрогинный». Лепестковое соединение было одинаковым для обоих стыкующихся кораблей, что позволяло не думать о совместимости в аварийной ситуации.
Крупную проблему при стыковке кораблей представлял вопрос об общей атмосфере. «Аполлон» проектировался под атмосферу чистого кислорода при низком давлении (280 миллиметров ртутного столба), советские же корабли летали с бортовой атмосферой, по составу и давлению близкой к земной. Для решения этой задачи к «Аполлону» приделали дополнительный отсек, в котором после стыковки параметры атмосферы сближались с атмосферой в советском космическом корабле. В «Союзе» из-за этого снизили давление до 520 миллиметров ртутного столба. При этом командный модуль «Аполлона» с одним оставшимся там астронавтом должен был герметизироваться.
2-8 декабря 1974 года в соответствии с советской программой подготовки к совместному космическому эксперименту был осуществлен полет модернизированного корабля «Союз-16» с экипажем — Анатолий Филипченко (командир) и Николай Рукавишников (бортинженер). В ходе этого полета проводились испытания системы обеспечения жизнедеятельности, испытания автоматической системы и отдельных узлов стыковочного агрегата, отработка методики выполнения совместных научных экспериментов и др.
15 июля 1975 года запуском кораблей «Союз-19» и «Аполлон» начался завершающий этап проекта. В 15 часов 20 минут по московскому времени с космодрома Байконур был произведен запуск корабля «Союз-19» с космонавтами Алексеем Леоновым и Валерием Кубасовым на борту. А спустя семь с половиной часов с мыса Канаверал (США) был запущен корабль «Аполлон» с астронавтами Томасом Стаффордом, Вэнсом Брандом и Дональдом Слейтоном.
16 июля экипажи обоих космических кораблей занимались ремонтными работами: на «Союзе-19» была обнаружена неисправность в телевизионной системе, а на «Аполлоне» при сборке стыковочного механизма на земле была допущена ошибка. Космонавты и астронавты сумели устранить неисправности.
В это время происходили маневры и сближение двух космических кораблей. За два витка до стыковки экипаж «Союза-19» установил с помощью ручного управления орбитальную ориентацию корабля. Поддержание ее выполнялось автоматически. На участке сближения кораблей в период подготовки к каждому маневру управление обеспечивала реактивная система и цифровой автопилот «Аполлона».
17 июля в 18.14 по московскому времени (мск) началась конечная фаза сближения кораблей. «Аполлон», раньше сзади догонявший «Союз-19», вышел на 1,5 километра впереди него. Стыковка (касание) кораблей «Союз-19» и «Аполлон» была зафиксирована в 19.09 мск, обжатие стыка — в 19.12 мск. Корабли состыковались, став прообразом будущей международной космической станции.
После грубой проверки герметичности в корабле «Союз-19» был открыт люк между спускаемым аппаратом и бытовым отсеком и начата точная проверка герметичности. Затем тоннель между стыковочным модулем «Аполлона» и бытовым отсеком «Союза» был наддут до 250 миллиметров ртутного столба. Космонавты открыли люк бытового отсека «Союза». Через несколько минут был открыт люк стыковочного модуля «Аполлона».
Символическое рукопожатие командиров кораблей произошло в 22.19 мск.
Встреча Алексея Леонова, Валерия Кубасова, Томаса Стафффорда и Дональда Слейтона в корабле «Союз-19» наблюдалась на Земле по телевидению. Во время первого перехода были проведены запланированные телерепортажи, кинофотосъемки, обмен флагами СССР и США, передача флага ООН, обмен сувенирами, подписание свидетельства Международной авиационной федерации (ФАИ) о первой стыковке двух космических кораблей разных стран на орбите, совместный обед.
На следующий день был проведен второй переход — астронавт Бранд перешел в «Союз-19», а командир «Союза-19» Леонов — в стыковочный отсек «Аполлона». Члены экипажей были подробно ознакомлены с оборудованием и системами другого корабля, были проведены совместные телерепортажи и кинофотосъемки, физические упражнения и др. Позже были совершены еще два перехода.
На борту кораблей «Союз» и «Аполлон» состоялась первая в мире международная пресс-конференция в космосе, во время которой космонавты и астронавты ответили по радио на вопросы корреспондентов, передаваемые с Земли из советского и американского пресс-центров.
Полет космических кораблей в состыкованном состоянии длился 43 часа 54 минуты 11 секунд.
Корабли расстыковались в 19 июля в 15.03 мск. Затем «Аполлон» отошел на 200 метров от «Союза-19». После проведения эксперимента
«Искусственное солнечное затмение» космические корабли опять сблизились. Произошла вторая (тестовая) стыковка, при которой активным был стыковочный агрегат «Союза-19». Стыковочное устройство сработало без замечаний. После проведения всех проверок в 18.26 мск началось расхождение космических кораблей. Второй раз в состыкованном состоянии корабли находились два часа 52 минуты 33 секунды.
По завершении совместной и собственных программ полета экипаж «Союза-19» успешно совершил посадку 21 июля 1975 года вблизи города Аркалык в Казахстане, а 25 июля приводнился в Тихом океане командный модуль корабля «Аполлон». При посадке американский экипаж спутал последовательность процедур включения, в результате чего в кабину начало засасывать выхлоп ядовитого топлива. Стаффорд успел достать кислородные маски и надеть себе и потерявшим сознание товарищам, помогла и оперативность спасательных служб.
Полет подтвердил правильность технических решений по обеспечению совместимости средств сближения и стыковки будущих пилотируемых космических кораблей и станций.
Сегодня стыковочными системами, разработанными для космических кораблей «Союз-19″ и Аполлон», пользуются практически все участники космических полетов.
Успех программы во многом был обусловлен большим опытом экипажей американского и советского кораблей.
Опыт успешного осуществления программы «Союз-Аполлон» послужил хорошей основой для проведения в последующем международных космических полетов по программе «Мир»-Shuttle, а также для создания с участием многих государств мира и совместной эксплуатации Международной космической станции (МКС).
Источник