От прошлых успехов к будущим открытиям

О профессоре Станиславе Климове мы уже рассказывали со страниц «Октября». В год 60-летия полёта первого человека в космос мы продолжаем беседовать с учёным, который посвятил свою жизнь изучению законов Вселенной.

- Станислав Иванович, вы сотрудничаете с Тарусским СКБ КП ИКИ РАН в работе над микроспутниками. Чем они интересны?

- Это сотрудничество началось в 1998 году, но я стал ориентироваться на микроспутники раньше, и вот почему. Во-первых, большое влияние на качество измерений вызывает «электромагнитная чистота» спутников: чем больше аппаратуры, тем больше помех. На микроспутнике минимум аппаратуры, то есть, они более выгодны в этом плане.

Во-вторых, для запуска микроспутников разработана программа, предусматривающая использование российского сегмента МКС. Их можно запустить и с грузового корабля «Прогресс», то есть, обойтись без ракеты-носителя. Это экономит средства.

Кроме работы над микроспутниками, мы сотрудничаем с Тарусским КБ по самым различным направлениям, включая дистанционное зондирование.


- Какие задачи отечественные исследователи и приборостроители ставят в качестве основных?

- В первую очередь это исследование околоземного пространства, а уж потом -  других небесных тел.

Важнейшая по значимости – изучение радиационной обстановки вокруг Земли, и её воздействие на космонавтов. Ранее была разработана и выведена на орбиту целая серия космических аппаратов «Прогноз», изготавливаемых в ОКБ им. Лавочкина (Москва). Они запускались на высокоэллиптическую орбиту (в апогее 200 тысяч км, в перигее – 3-4 тысячи км). Такая вытянутость орбиты необходима для того,  чтобы спутники выходили из магнитосферы Земли. На них ставилась различная дозиметрическая аппаратура, которая изучала солнечный ветер. За десять лет этих аппаратов было запущено около 14-15 штук.

Проведение постоянного мониторинга заряженных частиц по программе космических аппаратов «Прогноз» дало нам больше информации о солнечной активности, или как сейчас называют, «космической погоде», и радиационной безопасности космонавтов. Программа работала по 2000 год включительно. К сожалению, из-за недостатка финансирования она была закрыта.

Информация регулярно передавалась в специальные группы управления полётами, включая Институт медико-биологических проблем, которые сообщали космонавтам об ожидаемых солнечных вспышках, что давало им возможность переждать опасность в более безопасных местах, таких как орбитальная станция «Мир», международная космическая станция (МКС).

- Изучение солнечного ветра происходило в сотрудничестве с другими странами?

- В 90-х годах программы одновременных измерений процессов взаимодействия солнечного ветра с магнитосферой Земли начали готовить в России и в Европейском космическом агентстве (ЕКА). В российском проекте «Интербол» участвовало 15 стран,  включал он в себя два космических аппарата типа «Прогноз», от каждого из которых на орбите отделялся субспутник «Магион». По проекту ЕКА «Кластер» запускалось четыре аппарата.

Успешный вывод на орбиту 4 августа 1995 первой части проекта «Интербол» - «Хвостовой зонд» с «Магион-4» сопровождался интересным, уникальным событием. Полёт ракеты «Союз», запущенной с космодрома Плесецк, я и мои коллеги наблюдали, находясь в Москве в здании ИКИ РАН. Точнее, мы видели над северной частью горизонта движение с запада на восток в течение 4-х минут объекта, похожего на комету. Хорошо был заметен «крест», появляющийся после отделения 4-х боковых частей первой ступени ракеты. Это оказалось возможным потому, что запуск осуществлялся около 4-х часов утра, и восходящее с востока Солнце освещало газовый шлейф от двигателей ракеты.

Предполагалось, что проекты «Интербол» и «Кластер» будут работать одновременно. Я являлся научным руководителем российско-польско-чехословацкого плазменно-волнового эксперимента на «Хвостовом зонде» и соисследователем электрического эксперимента в европейском проекте «Кластер». Запуск «Кластера», осуществляемый в 1996 году с полигона во Французской Гвиане на ракете «Ариан-5», оказался неудачным.

Удачный запуск 4-х космических аппаратов проекта «Кластер» был осуществлён в 2000 году с Байконура двумя ракетами «Союз». На основе анализа данных измерений проектов «Интербол» и «Кластер» были совместно опубликованы очень интересные данные о процессах, происходящих при передаче энергии солнечного ветра в магнитосферу Земли.
 
- Ваш институт придаёт большое  значение изучению плазмы, электромагнитных излучений. Почему?

- Плазма – это универсальное, четвёртое состояние  вещества. Она содержится и в солнечном ветре, который несёт поток заряженных частиц в сторону Земли. Вокруг Земли концентрация плазмы на порядки выше, чем в солнечном ветре, но скорость, с которой этот ветер направляется к Земле, достаточно большая, что и определяет большую переносимую им энергию. При взаимодействии плазмы солнечного ветра с различными телами – кометами, планетами, генерируется излучение, которое позволяет определить количество переданной энергии. «Ветер» взаимодействует с магнитосферой планеты, которая является защитным экраном. Не будь этого экрана, он попросту бы выбил всю атмосферу с Земли, что и случилось на Марсе.

На спутнике «Прогноз-8» (1980 год) мы поставили прибор, измеряющий электрические и магнитные поля, и действительно показали, что когда пересекается ударная волна от столкновения солнечного ветра с магнитным полем Земли, возникают интенсивные электромагнитные излучения.

- Станислав Иванович, какие вопросы вы решали, участвуя в советских программах по исследованию Марса?

- Проблемы исследования электрических полей в межпланетном и околомарсианском пространстве. Магнитное поле играет огромную роль в защите атмосферы планеты и жизни на ней от губительного влияния солнечного ветра.

Я проводил работу на автоматических станциях серии «Марс». По проекту М-73 (1973 год) был произведён запуск аппаратов двух модификаций: М-73С, предназначенных для функционирования в качестве спутников Марса («Марс-4» и «Марс-5»), и М-73П – для доставки в околопланетную область и десантирования с пролетной траектории на поверхность Марса исследовательского зонда – автономной марсианской станции «Марс-6» и  «Марс-7».


Аппаратура по измерению электрических полей на «Марс-6» и  «Марс-7», разработанная по техническому заданию ИКИ АН СССР, была изготовлена в Конструкторском бюро космического приборостроения ИКИ АН СССР (г. Фрунзе).  Часть фрунзенских сотрудников впоследствии стала работать в тарусском СКБ КП ИКИ РАН.


- А что в проекте М-73 было наиболее интересно?

- Как оказалось, Марс обладает очень слабым остаточным магнитным полем. Были обнаружены и локальные магнитные поля, что свидетельствовало о том, что раньше оно было значительно сильнее.

Очень интересовало и наличие электрических полей. Многие считают, что в безвоздушном пространстве ничего нет, но это не так! Кстати, проблема измерения электрических полей возникла сразу после выхода в космос. Необходимо было определить, какова напряженность электрического поля в ионосфере Земли. Как раз это и стало моим первым экспериментом.

- Чем вы занимались по окончании марсианской программы?

- Исследовал плазменно-волновые измерения электромагнитных излучений.  Первый эксперимент был поставлен на спутнике «Космос – 484» в 1972 году, где впервые в СССР были измерены три компоненты постоянного электрического поля, то есть вектор напряженности, а также исследованы крупномасштабные движения плазмы в нижней ионосфере.

В СССР реализовались две очень хорошие программы, направленные на развитие космической науки. В соответствии с ними и в целях сотрудничества со странами социалистического блока, реализацию одной из программ возложили на Днепропетровское КБ «Южное». По два-три космических аппарата планировалось запускать ежегодно – это известная программа «Интеркосмос». Спутники предоставлялись Академии наук, а уж она определяла, какие задачи на них должны решаться. В основном они выводились на низкую околоземную орбиту.

- Вы принимали  участие в программе «Фобос»?

- В международной кооперации мы работали над созданием Анализатора плазменных волн «Фобос» (АПВ-Ф). Этот прибор должен был изучить энергетику электромагнитных излучений плазмы вокруг Марса, интегральная интенсивность которых достаточно низкая.  Экспедиция в целом потерпела неудачу, но второй аппарат «Фобос» смог поработать на орбите планеты около месяца, и мы получили очень интересные данные. Были зарегистрированы электромагнитные излучения, что дало возможность сопоставить параметры Марса и Земли. По спектрам они не сильно отличались друг от друга.
 
- А над программой «Вега» тоже работали?

- Достаточно активно. В 1984 году советские и международные автоматические межпланетные станции (АМС) отправились к комете Галлея. Мы «убили двух зайцев», отправив аппараты не только к комете, но и к Венере.

Прибор для АМС «Вега-1» и «Вега-2», над которым мне пришлось работать, назывался Анализатор плазменных волн (АПВ). Он себя оправдал, были получены очень интересные результаты, которые дали зарегистрированные электромагнитные излучения. В результате в международном соавторстве вышла статья в журнале «Nature», были определены процессы, происходящие при взаимодействии солнечного ветра с плазменно-пылевым окружением кометы. И что важно: это позволило создать первую международную (Европейское космическое агентство, США, Япония) космическую флотилию по исследованию комет.

Сейчас решено вернуться к программе исследования Венеры. Благодаря американцам у нас появились новые интересные данные по этой планете. В России ведутся разработки проекта «Венера-Д» - орбитальной долгоживущей автоматической станции. «Роскосмос» потребовал разработать вариант отправки аппарата к планете в 2029 году с забором грунта и доставкой на Землю.

- По массе Венера – примерно 90% нашей планеты. Фактически, это как стартовать с Земли. Добавим сюда высокое венерианское давление и температуру, что сильно усложняет задачу. Как будут её решать?

- НПО «Лавочкина» представило проект, где запуск производится тяжёлым ракетоносителем. При спуске на поверхность не используются парашютные системы, а запускается аппарат типа пенетратора. Он врежется в планету, а выбитые осколки будут собраны. Для обратного старта используют аэростат, который будет внутри пенетратора. Он поднимется на высоту 50 км и вытянет за собой возвратную ракету - там и осуществляется старт. Далее - выход на орбиту, стыковка и отправка домой. У проекта есть сторонники и противники, главный аргумент которых – аппарат не сможет указать в точности местность, с которой будет взят грунт, а это очень важно.

- Сейчас отечественная космическая отрасль переживает не лучшие времена. Что нужно сделать для вывода её из кризиса?
           
- Для проведения научных исследований необходима разработка соответствующей аппаратуры. Следовательно, стоит вопрос достаточного стабильного финансирования как разработок, так и средств изготовления (ныне значительно устаревших), а также  испытаний. Для этого требуются современные  инженерно-технические и рабочие кадры.

В настоящее время разработан и используется значительный ряд космических аппаратов прикладного назначения. Для научных исследований возможно выделение из этого ряда серии аппаратов, наподобие ранее используемых по программам «Интеркосмос» и «Прогноз». Формирование научных программ необходимо возложить на Совет по космосу РАН.

Беседовал Вадим МАЛЬЦЕВ.

Фото автора.