Как Индия собирается заселить орбиту

Индия вплотную подошла к самостоятельным пилотируемым космическим полетам. Как ей это удалось и что впереди?

Сегодня только три страны самостоятельно запускают на орбиту людей, реализуя собственную пилотируемую космонавтику и развивая своими возможностями космонавтику международную. Это Россия, США и Китай. Вскоре к ним может добавиться четвертый обладатель национальной пилотируемой космонавтики. Речь об Индии, недавно провозгласившей отправку человека в космос главной задачей национальной космонавтики. И для этого у Индии уже есть практически все.

Как Индия подошла к пилотируемым полетам

Успешный самостоятельный (своей ракетой и со своего стартового комплекса) запуск собственного космического аппарата знаменует вступление в космический клуб. Индии это удалось 44 года назад, когда 18 июля 1980 года ракета-носитель SLV-3 успешно отправила на орбиту спутник «Рохини».

Серия запусков на околоземные орбиты продолжалась год за годом. Индия освоила запуски на полярные и геостационарную орбиты, требующие большой энергии для килограмма полезной нагрузки. Для таких запусков важна и нужна эффективность ракет-носителей. Для геостационарного выведения использовались доработанные ракеты.

Новый большой шаг был сделан в 2008 году: запуск аппарата к другому небесному телу. 22 октября 2008 года ракета PSLV-XL запустила зонд «Чандраян-1» на окололунную орбиту. Так Индия освоила баллистику полетов к соседке Земли с решением большого комплекса задач, необходимых для такого путешествия.

Этот опыт позволил выйти на широкий простор Солнечной системы и успешно отправиться уже к другой планете. Автоматическая станция «Мангальян» была успешно запущена к Марсу 5 ноября 2013 года и вышла на ареоцентрическую (околомарсианскую) орбиту в сентябре 2014 года. Станция проработала на орбите возле Марса до апреля 2022 года, семь с половиной лет. И хотя научная отдача от полета была незначительной (пять научных приборов вместе весили всего 15 кг), это была наглядная демонстрация технологической зрелости Индии для межпланетных экспедиций.

В 2019 году после успешного выхода на заданную окололунную орбиту станции «Чандраян-2» с посадочным модулем «Викрам» и луноходом «Прагъян» на его борту высадка на Луну не удалась: посадочный модуль разбился. Победы добилась станция-близнец «Чандраян-3», запущенная к Луне 14 июля 2023 года. Мягкая посадка спускаемого модуля «Викрам» с луноходом «Прагъян» была выполнена 23 августа 2023 года. Луноход «Прагъян» успешно выбрался на поверхность Луны и проехал по ней около 100 метров. Это стало громким успехом Индии, вошедшей в четверку стран, освоивших мягкую посадку на Луну: СССР, США, Китай и Индия (позже к этим четырем добавилась Япония в 2024 году). А в сентябре 2023 года Индия запустила солнечную обсерваторию Aditya-L1 в точку Лагранжа L1 системы Земля—Солнце, находящуюся в 1,5 млн км от Земли.

Ракетный парк: от пони до тяжеловоза

Космонавтика начинается средствами запуска. Создание индийских космических ракет шло по обычному закону от простого к сложному, от легких носителей к тяжелым. Дорогу в космос открыла легкая (или сверхлегкая по другим классификациям) ракета SLV, Satellite Launch Vehicle («средство запуска спутников») со стартовой массой 17 тонн и грузоподъемностью на низкие орбиты 0,4 тонны. Ее сменила ракета среднего класса PSLV, Polar Satellite Launch Vehicle, в трех модификациях со стартовой массой около 300 тонн, по этому параметру соответствуя российской ракете-носителю «Союз». Она выводит на полярные орбиты полезные нагрузки массой до 1,7 тонны и на геостационарную до 1,3 тонны.

Специальную ракету для геостационарной доставки более крупных полезных нагрузок назвали GSLV, Geosynchronous Satellite Launch Vehicle. Ее модификация GSLV-MkIII со вторым именем LVM3 на сегодня самый мощный индийский носитель. Он выводит на геостационарную орбиту 4 тонны (для сравнения: российский «Протон-М» с помощью разгонного блока «Бриз-М» выводит туда 3,7 тонны). Благодаря ему стали возможны межпланетные перелеты, о которых мы говорили выше. А на низкие орбиты индийский тяжелый носитель выводит 10 тонн. Такая масса космического аппарата уже с запасом может обеспечить обитание экипажей на борту. Особенно если эти аппараты объединятся на орбите для долгосрочной обитаемости.

Инфраструктура: все готово

Сложные космические полеты — высотные геостационарные, межпланетные, пилотируемые — лишь видимая верхушка айсберга, имя которому отрасль. Для сложных полетов и промышленность, их реализующая, должна быть достаточно большой и развитой. От проектных институтов и конструкторских бюро до стартовых комплексов, от измерительных комплексов и телеметрии до производств и администрирования.

Космодром определяет многое. Он задает и энергетику запусков своей широтой, и возможные наклонения орбит запуска своими возможными азимутами (направлениями) пуска и зонами отчуждения для падения отработанных ступеней и ускорителей. Космодром Индии находится на острове Шрихарикота в Бенгальском заливе Индийского океана. Структурно это Космический центр имени Сатиша Дхавана, входящий в ISRO (Индийскую организацию космических исследований). Близость к экватору (северная широта — 13°43?12?) повышает эффективность пусков с двух действующих стартовых площадок. А океан позволяет выделить много зон отчуждения, разрешая запуски в широком спектре азимутов пуска и в итоге на орбиты с разными наклонениями. А третья площадка строится для будущих пилотируемых полетов.

Космическими полетами занимается ISRO. Она входит в еще более крупную структуру — Космический департамент Индии (DoS), объединяющий космические институты, центры и лаборатории и управляющий всей космической программой Индии. Внутри ISRO есть и Центр космических полетов человека (HSFC) для реализации программы пилотируемых космических полетов. И в его составе уже работает центр подготовки космонавтов.

Пилотируемая программа: главный приоритет

Самостоятельные запуски людей в орбитальные космические полеты требуют очень большого развития отрасли. Такой уровень доступен только крупным державам типа России, США и Китая. Для пилотируемых полетов нужна особая надежность техники, подходов и алгоритмов. Нужна область космической медицины и центры подготовки экипажей к полетам. Нужны соответствующее финансирование и большой достигнутый опыт освоения космоса.

Зато пилотируемые полеты дают много плюсов. Технологическое развитие, возможность выполнять ряд исследований в космосе и из космоса силами экипажей. Огромна политическая роль — пилотируемая космонавтика начиналась как политическая гонка и неотделимо продолжается ею. Для такого гиганта, как Китай, запуск человека в космос, несомненно, был вопросом престижа и особого отличия сверхдержавы. Теперь этот статус и пьедестал может получить Индия.

Пилотируемая космическая программа Индии была провозглашена в августе 2018 года и объединила все наработки по пилотируемым полетам, сделанные ранее. Этапы этой программы логичны и последовательны. Детали и численные характеристики корректируются и несколько разнятся, сроки сдвигаются, цели уточняются — программа живет в постепенном движении к реализации.

Техника: от корабля к станции

Пилотируемый корабль назвали «Гаганьяан», от санскритского «гагана» — «небесный» и «яна» — «корабль». Он рассчитан на экипаж из трех человек. Доработанная версия с общей стартовой массой 8,2 тонны будет обладать стыковочным узлом и автономностью полета 7 суток. Система аварийного спасения уведет корабль от ракеты-носителя при критической ситуации с первой и второй ступенью. Запускать корабль планируется с имеющейся тяжелой GSLV-MkIII, она же LVM3; высота круговой орбиты планируется около 400 км.

Конструктивно корабль скомпонован классически: обитаемый модуль массой чуть более 5 тонн и герметичным объемом 8 куб. м и служебный модуль массой почти 3 тонны с запасами топлива и двигателями. Главный двигатель необходим для изменений орбиты; именно он будет довыводить корабль с низкой опорной орбиты, куда его доставит ракета, на рабочую высоту 400 км. А 16 двигателей ориентации будут, вероятно, обеспечивать также и медленное сближение при стыковках.

Возвращение из космоса тоже придерживается стандартной схемы. Тормозной импульс, опускающий перигей орбиты в атмосферу, растянутое аэродинамическое торможение в верхних слоях и парашютное снижение к приводнению в океане.

Часть элементов корабля уже проверена в испытательных запусках. Состоялся и суборбитальный запуск модуля экипажа в 2014 году ракетой LVM3-X, завершившийся успешным приводнением модуля в Бенгальском заливе. Полномасштабное испытание корабля без экипажа планируется на декабрь 2024 года. После трех испытательных запусков без людей первый полет с экипажем назначен на 2026 год.

Разумеется, семисуточный полет совсем не то, что долговременный, для которого нужно больше герметичного пространства с нормальной физиологией для экипажей. Наличие стыковочного узла позволит присоединять корабли к орбитальной станции. План ее создания обнародовал глава ISRO Сиван в 2019 году. Станция с названием «Бхаратия Антарикш» станет полномасштабным пилотируемым орбитальным форпостом Индии и полетит в космос к середине 2030-х.

Конструкция модульной архитектуры начнется с массы 20 тонн, а позже объединит пять десятитонных блоков общей массой 52 тонны. Она вместит трех-четырех членов долговременных экипажей, а кратковременно и шесть человек. Впрочем, начинать эксплуатацию станции будут экспедиции посещения длительностью в пару недель. Наклонение плоскости орбиты станции 51,6° к экватору (строго такое же, как у МКС) позволит принимать запуски с космодромов России, США, Японии и ЕКА. А высота круговой орбиты около 400 км соответствует высоте полета «Гаганьяанов» (в космических программах все взаимосвязано), которыми и будут выполняться полеты на станцию.

Люди: идущие в небо

Путешественников в космическое пространство называют по выбору стран, самостоятельно отправляющих их на орбиту. Первым индийцем в космосе стал Ракеш Шарма, полетевший в апреле 1984 года на советском корабле «Союз Т-11» на станцию «Салют-7» и пробывший в космосе почти восемь суток. Поэтому он назывался космонавтом, как принято у запустившего его в космос СССР. Вполне официально: Шарма был зачислен в отряд космонавтов и в экипаж включен в официальном статусе космонавта-исследователя.

Российские космонавты и американские астронавты позже дополнились китайскими тайконавтами. Как назовут самостоятельные индийские экипажи? Первоначально будущих героев индийского космоса именовали «гаганавтами». В 2010 году ISRO выбрала слово «виоманавт» от санскритского «виома», означающего «пространство» и «небо». Возможно, название еще поменяется на состоящее лишь из индийских корней. Например, «виомагами» (идущий через небо), «антарикша ятри» (паломник небосвода) или «акашагами» (едущий по небу). Выбор национального названия для экипажей — тоже вопрос амбиций и престижа страны, и Индия от него, конечно, не откажется.

Центр подготовки космонавтов расположен недалеко от Бангалора. В нем находятся офисы, жилье, оборудование для подготовки к полетам и проверок; численность персонала в перспективе дойдет до 1 тыс. человек. Будущие экипажи отрабатывают там действия в невесомости и при аварийных ситуациях, получают опыт работы с аппаратурой, контроля радиационной обстановки на борту и другие необходимые навыки. В феврале 2024 года премьер-министр Нарендра Моди назвал имена четырех космонавтов, назначенных в будущие полеты в рамках программы «Гаганьяан». А ISRO уже обнародовала необходимость в дополнительном наборе кандидатов в экипажи будущих космических полетов.

Лунная вершина амбиций

Наконец — куда же сегодня без этого большому космическому игроку — оглашены и планы высадки индийцев на Луну. В октябре 2023 года в Индии прошло совещание высокого уровня для оценки прогресса программы «Гаганьяан» и определения будущих индийских усилий по освоению космоса. Председательствовавший на нем индийский премьер-министр Нарендра Моди заявил, что Индия теперь «стремится к новым и амбициозным целям, включая создание станции "Бхаратия Антарикша" к 2035 году и отправку первого индийца на Луну к 2040 году».

Знаковая и большая цель будет комплексной. Для обеспечения высадки людей на Луну Индия планирует создать обитаемую космическую станцию на окололунной орбите. Ее технические данные и параметры движения неизвестны; вероятно, пока их просто не существует. А если и есть, то в самом эскизном варианте и еще не раз переиграются. Возможно, с учетом будущего опыта эксплуатации американской окололунной станции Gateway. Пока высадка индийцев на Луне лишь громкий манифест и амбициозное знамя.

Тем более и сроки прибытия на Луну весьма условны. Глава индийского Министерства науки и технологий Джитендра Сингх заявил в конце августа текущего года, что по Луне первый индиец прогуляется уже к 2045 году. Так всего за прошедший год высадка на Луну сдвинулась на пять лет.

И это обычная ситуация для космических программ, а для индийской космонавтики особенно характерная. Определяет ее традиционно относительно небольшое финансирование национальной космической программы Индии. По сравнению, например, с Роскосмосом оно всегда было меньше в разы. Впрочем, ситуация с ресурсами на индийскую космонавтику может измениться, и стимулом к росту финансирования как раз и выступит пилотируемая программа, так широко и амбициозно оглашенная на самом высоком уровне. Теперь эти заявления необходимо подкрепить масштабом финансирования, дабы они не остались лишь звучанием.

Все ключевые компоненты для пилотируемых полетов у Индии есть. Конструкторы и производства, технологии и космодром, тяжелая ракета и корабль, амбициозные политические заявления и растущая экономика, позволяющая существенно прибавить бюджет пилотируемой космической программы. Остается посмотреть, когда же первый индийский экипаж помашет рукой Земле с борта своего корабля на околоземной орбите.

Николай Цыгикало, член-корреспондент Российской инженерной академии