Помогут ли России космические технологии «второй свежести»?
МОСКВА — Первым приоритетом опубликованной в первой половине января «Государственной программы Российской Федерации «Космическая деятельность России на 2013 – 2020 годы» названо, в том числе «развитие и использование космической техники, технологий и услуг в интересах социально-экономической сферы». Это соответствует видению руководителя Роскосмоса Владимира Поповкина, которое можно условно выразить формулой «космос для Земли».
Действительно, сколько можно «дырявить» небо ракетами ради удовлетворения научных и инженерно-конструкторских амбиций работников космической отрасли? Пора, наконец, затребовать с этой отрасли отдачу для повышения качества жизни обычных россиян.
Отдача эта, по крайней мере, в российских условиях, возможно полезна для социально-экономической сферы в целом, но весьма трудно ощутима для «обычных россиян». Вот что, по словам Вячеслава Безбородова, главы госкорпорации «РЕКОД» (РЕзультаты КОсмической Деятельности), созданной специально для внедрения этих результатов в повседневный быт жителей России, они получат от данного внедрения:
1. Создание необходимой базовой инфраструктуры,
2. Внедрение высокоточных систем навигации и мониторинга транспорта,
3. Обеспечение региона космическими снимками,
4. Создание цифровых карт,
5. Построение трехмерных моделей территорий городов и промышленных объектов.
Представить, как цифровые карты и трехмерные модели урбанистического ландшафта станут частью нашего быта, зависит от возможностей воображения каждого из нас. Но какую бы пищу для фантазий не давали все эти весьма «вкусно» звучащие шаги, обозначенные госкорпорацией «РЕКОД», на деле они сводятся к двум разновидностям российской космической деятельности. Первая – навигационная система ГЛОНАСС (о ней более подробно мы поговорим несколько ниже), а вторая – съемки Земли из космоса при помощи спутников дистанционного зондирования Земли (ДЗЗ).
Купи иномарку – поддержи российский автопром!
ДЗЗ практически никакого отношения к российской космической программе не имеет, ибо почти все дистанционное зондирование в России в настоящее время осуществляется с помощью иностранных спутников. Таким образом, приобретая космические снимки, создавая цифровые карты и строя трехмерные модели городов и промышленных объектов, российские чиновники внедряют результаты деятельности космических отраслей других стран, но отнюдь не России.
На данный момент у России есть четыре спутника, способные в какой-то степени решать задачи ДЗЗ: «Ресурс-ДК1», метеоспутник «Метеор-М» №1 с датчиками КМСС, «Электро-Л» и запущенный в прошлом году «Канопус-В». Однако, «Ресурс-ДК1» уже практически вышел из строя, «Метеор-М» и «Электро-Л» – это метеоспутники, позволяющие производить съемку с разрешением от 1 километра (совершенно неприемлемо для «космосъемочных» задач, поставленных госкорпорацией «РЕКОД»).
Что касается новейшего «Канопус-В», то, как сказал в интервью «Голосу Америки» один из ведущих российских специалистов в области ДЗЗ, все суммарные возможности этого спутника составляют в среднем не более 10% от возможностей любого западного космического аппарата (КА), призванного решать аналогичные задачи. А все вышеупомянутые дистанционно-зондирующие российские КА способны, по мнению данного специалиста, удовлетворить потребности России в ДЗЗ не более, чем на 5%.
Если у кого-то возникнут сомнения в приведенных цифрах, то можно зайти на сайты двух крупнейших российских компаний, предоставляющих услуги по ДЗЗ: «Сканэкс» и «Совзонд». В списке 29-ти спутников и спутниковых созвездий ДЗЗ, с которых «Сканэкс» получал и получает данные, есть лишь 2 российских КА – «Ресурс-01» и «Метеор-3М» (причем оба эти КА уже не работают). Что касается «Совзонда», то из указанных на сайте этой компании 13 спутников и спутниковых созвездий, с которых она получает данные ДЗЗ, нет ни одного российского.
А теперь зададимся вопросом: если вы купите «Форд», или «Фольксваген» даже для езды по российским дорогам, то будет ли это считаться «развитием и использованием» автомобильной «техники, технологий и услуг в интересах социально-экономической сферы»? Будет, но только не того автопрома, который создавался за деньги российских налогоплательщиков.
Шкура неубитого медведя
Правда, программа на 2013-2020 годы предусматривает «в части средств дистанционного зондирования Земли и гидрометеорологического наблюдения увеличение до 24 космических аппаратов орбитальной группировки». Однако, с учетом тех трудностей, с которыми сталкивается запуск первого наиболее современного российского спутника ДЗЗ «Ресурс-П», намерение решить дистанционно-зондирующие задачи России с помощью обещанных 24 спутников к 2020 году представляется пока дележом шкуры неубитого медведя.
Прежде, чем закончить разговор о том, как Роскосмос намерен обеспечивать интересы «социально-экономической сферы» отметим еще одно направление российской космонавтики, которое весьма важно для жителей России и развитие, которого, действительно способно улучшить качество жизни россиян, особенно проживающих в отдаленных регионах. Это – спутниковая связь, включая ТВ и Интернет.
Программа на 2013-2020 годы предусматривает качественный и количественный рост в России «космических средств связи, вещания и ретрансляции», в том числе путем доведения численности телекоммуникационных КА нового поколения к 2020 году до 39 единиц. По замыслу авторов программы это позволит обеспечить телевидением, радио и Интернетом «практически всю территорию Российской Федерации, включая Арктический регион».
Когда «Голос Америки» спросил мнение специалистов ФГУП «Космическая связь» относительно возможности построить и запустить в космос 39 телекоммуникационных КА до конца нынешнего десятилетия, они сказали, что сделать это в принципе возможно. Неясно одно – что это будут за аппараты, кто их будет разрабатывать и изготовлять, а без этого дать ответ не «в принципе», а конкретно – выйдут ли эти КА на орбиту, или нет – нельзя.
«Космизация» быта – миф, или реальность?
Итак, съемки Земли из космоса, предсказание погоды, исследование окружающей среды, определение точного местонахождения, телекоммуникации… Неужели это все, что способен дать «космос» Земле?
А как же облегающая тело одежда «а ля скафандр» из разработанной для космических экипажей прочной и легкой серебристой ткани, «интеллектуальные» дома и квартиры, насыщенные вспомогательной техникой и электроникой, как модули космической станции, портативные ракетные ранцы, позволяющие перемещаться в любую точку города, минуя автомобильные заторы, да много чего еще. Неужели все это можно встретить только на страницах научно-фантастических произведений?
Не только. Правда, технологии, обеспечивающие полеты людей в космос, находят свое применение на Земле, главным образом в сферах, которые так, или иначе связаны с устранением угрозы для жизни и здоровья людей. Ничего удивительного в этом нет. Ведь пилотируемая космонавтика – это обеспечение выживания экипажей в экстремальных условиях, поэтому накопленный ей опыт так бывает полезен в медицине и в чрезвычайных ситуациях.
Искусственное сердце из ракетного двигателя
Вот некоторые из устройств и методик, в основу которых, согласно официальным источникам НАСА, были положены технологии и процедуры, разработанные американской космической отраслью.
• Компьютерные томографы
• Магнитно-резонансные томографы
• Аппаратура для гемодиализа
• Дефибрилляторы
• Искусственное сердце (Это, пожалуй, один из наиболее «животрепещущих» примеров земной полезности космических технологий. Данная модель искусственного сердца была совместно разработана всемирно известным американским хирургом Майклом Дебейки и инженером Космического центра имени Джонсона Дэвидом Сосьером. В основу конструкции была положена схема турбонасосного агрегата главного двигателя шаттла).
• Телеробот-хирург типа «Да Винчи»
• Аппараты для физиотерапии
• Позитронно-эмиссионные томографы
• Микроволновые приемники для обнаружения рака груди на ранних стадиях
• Аппаратура для кардиоангиографии
• Мониторы для исследования нейронной деятельности мозга
• Процедуры и методы стерилизации операционных
• Портативные рентгеновские аппараты для обследования новорожденных
• Индивидуальные дыхательные приборы для пожарных
• Датчики контроля вредных примесей в воздухе
• Система контроля за качеством продуктов питания, которая на два порядка позволила снизить опасность заражения сальмонеллой
• Спасательные плоты для самолетов и судов
• Спасательные баллистические парашюты для самолетов легкой авиации (к настоящему времени эти устройства спасли уже более 200 жизней)
• Охлаждающие костюмы для облегчения фантомных болей, а также для людей, получивших спинальную, или спортивную травму, или для больных рассеянным склерозом
Но земная работа космических технологий не ограничивается одним лишь спасением попавших в трудную ситуацию людей. Они еще облегчают наш быт, делая его проще, а нередко и приятнее. По крайней мере, именно такие цели преследуют разработанные и изготовленные с использованием космических технологий:
• Ортопедические матрасы и подушки с «памятью»
• Фильтры для очистки воды
• Технология сохранения продуктов методом сухой заморозки
• Беспроводные электроприборы
• Системы звукоизоляции автомобилей
• Фотокамеры для сотовых телефонов
Ну и конечно уже навязшие в зубах примеры тефлона и велкро. Строго говоря, велкро (или «липучки») были придуманы в Швейцарии, а тефлон – в США еще в 1940-е годы, но массовое применение эти технологии нашли лишь после того, как НАСА продемонстрировало их эффективность в ходе реализации программы «Аполлон», а потому можно без преувеличения сказать, что космическая программа способствовала внедрению данных технологий в повседневную жизнь.
Космические технологии используются также для производства кроссовок. Ну а кроме этого, изобретения космической отрасли помогли создать:
• Систему оплаты за бензин прямо у колонки с помощью кредитной карты
• Систему голографической проверки связных антенн
• Сканнеры для просвечивания багажа в аэропортах
• Солнечные батареи
• Специальные материалы для изготовления одежды пловцов, дайверов, рабочих, занятых на вредном производстве
• Стекловолокно с тефлоновым покрытием для крыш
• Шасси для школьных автобусов
• Пахотный плуг, рассчитанный по методикам, созданным для определения прочности космических кораблей
• Установку, использующую атомарный кислород для очистки картин, написанных в 19-м веке
• Метод мультиспектральной съемки для чтения обгоревших и поврежденных пеплом Везувия древнеримских манускриптов
• Компьютерный язык, используемый, в частности, в автомастерских, в фотоаппаратах «Кодак», портативных компьютерах и экспресс почте.
За рамками данной статьи остается вклад космической отрасли в создание новых систем оружия, в том числе для обороны и сдерживания, но это уже тема для другого разговора.
Где вклад СССР/России?
Наверняка читатели зададут этот вопрос. Действительно, ведь все вышеперечисленные «подарки» землянам были сделаны американской космической отраслью. Мнение о ее решающем вкладе в «бытовизацию» космических технологий укрепляет и статья В.П. Михайлова под названием «Достижения космонавтики в земной технике», которая была опубликована в 1989 году в журнале «Космонавтика, астрономия». В статье признается, что «В использовании достижений космонавтики в традиционных земных областях народного хозяйства наиболее совершенных организационных форм к настоящему времени добились США».
Действительно, большинство примеров использования космических технологий в земных целях были взяты Михайловым из заокеанского опыта. Что касается советских космических технологий, то автор статьи упоминает лишь несколько примеров их «народнохозяйственного» использования. Это:
• Создание жаропрочных строительных конструкций
• Медицинский портативный комплект
• Использование титана в стоматологии
• Использование в сельском хозяйстве технологий с замкнутым циклом и с вторичным использованием отходов
• Использование реактивного двигателя для распыления пестицидов, для сушки зерна, или для тушения его возгорания в элеваторах
• Использование учеными методики и инструментов, созданных ими для анализа образцов лунного грунта, для изучения некоторых образцов пород
• Экспресс-анализ воздушной атмосферы в шахтах, на рудниках и карьерах на основе способов анализа атмосферы жилых и рабочих помещений космических кораблей и орбитальных станций
• Создание и испытание в СССР первого в мире самолета (Ту-155), способного использовать криогенное топливо (жидкий водород и сжиженный природный газ)
Впрочем, данные о том, насколько широко были внедрены в экономику СССР эти технологии и методики, отсутствуют.
Как врачи ИМБП лечат стресс и ДЦП
Наибольших успехов в области «космонавтика для Земли» добилась советская/российская космическая медицина, обеспечивающая уже в течение десятков лет длительные пилотируемые полеты. Флагманом этого раздела медицины является Институт медико-биологических проблем (ИМБП) РАН.
По словам А.И. Григорьева, академика РАН и РАМН, вице-президента РАН и научного руководителя ИМБП, «Научные исследования в области космической медицины значительно дополнили земную новыми знаниями о здоровом человеке, критериях нормы, резервных возможностях организма».
Основной вклад ИМБП в решение проблем со здоровьем обычных землян так или иначе связан с лечением расстройств опорно-двигательного аппарата, сердечнососудистой и центральной нервной систем, в частности, детского церебрального паралича (ДЦП), профилактики заболеваний, а также восстановлением после тяжелого физического, или психологического стресса. С этой целью ИМБП в сотрудничестве с другими организациями российской космической отрасли, как например фирма «Звезда», разработал множеств успешно работающих устройств, методик и фармакологических средств. Только за последние три года ИМБП получил 45 соответствующих патентов, в том числе три международных.
Помимо ИМБП вклад в земную медицину вносят и другие космические организации. Так, РКК «Энергия» достигла больших успехов в создании протезов. Из них наиболее «продвинутый» – это так называемая «рука Терминатора» — протез кисти, чувствующий нужную силу сжатия.
Самое ценное, что есть у человека – это здоровье. Но мы хотим не просто жить, а жить качественно и разнообразно, что немыслимо без множества окружающих нас «умных» приспособлений. В этой статье уже говорилось о том вкладе, который вносит НАСА в их создание. А что же российская космическая отрасль? Неужели она менее продуктивна и инновационна, чем американская в плане разработки новых технологий, или их «бытовизации»?
Упущенный шанс России
Российская космическая отрасль вот уже более двух десятков лет находится в состоянии глубокого застоя. Но так было не всегда. В 1960-е, 1970-е годы, в период качественного развития космонавтики интенсивно создавались новые технологии и методики, которые без сомнения нашли бы свое место в «земной» жизни, причем не только в СССР, но и на мировом рынке.
Этого не произошло по двум причинам. Первая – сверхсекретность, окутывавшая всю советскую космическую программу. Разве можно было использовать какие-нибудь космические технологии для создания хотя бы тостерницы, или кофемолки, если «враг», купив эти бытовые приборы в промтоварном магазине, тут же разглядел бы в них данные технологии, после чего непременно бы их скопировал, нанеся тем самым непоправимый ущерб обороноспособности СССР?
О такой ситуации рассказал заслуженный летчик-испытатель Российской Федерации Магомед Толбоев, участвовавший в программе «Энергия-Буран». По его словам, в ходе реализации этой программы было создано порядка 500 коммерчески пригодных технологий, которые не попали на рынок именно из-за соображения секретности.
А вторую причину очень простыми, но от этого не менее горькими словами раскрыл в прошлом один из ведущих проектантов РКК «Энергия» профессор Леонид Горшков. «Да никому это тогда не нужно было, – сказал он в интервью «Голосу Америки», – Зачем напрягаться, внедрять новые технологии в “земную” промышленность, когда все и так было, в общем, ничего?» Кстати, по его мнению, именно эта причина, а не пресловутая секретность лежала в основе неиспользования в гражданской промышленности СССР достижений космической отрасли.
Вот так и было безвозвратно упущено время, когда разработанные в СССР космические технологии могли по своей новизне найти спрос, как на внутреннем, так и на мировом рынке. Российская космическая отрасль никаких новых технологий за 20 лет своего существования не создала, а внедрять в повседневную жизнь старые советские, с помощью которых уже можно только «изобрести велосипед», нет никакого смысла.
В космический рынок на космическом транспорте
Одной из целей Государственной космической программы РФ «Космическая деятельность России на 2013-2020 годы» провозглашено «закрепление Российской Федерации на мировом космическом рынке». Понятно, что закрепление это может произойти лишь с помощью конкурентоспособных направлений космической деятельности России.
Сейчас доля РФ на мировом рынке космонавтики, по словам генерального конструктора и президента РКК «Энергия» Виталия Лопоты, составляет только 2%, хотя по ежегодным расходам на эту отрасль страна находится на четвертом месте. И эти 2% почти полностью состоят из доставок на орбиту людей и полезных нагрузок, то есть – «космический транспорт».
Какие же у российской космической отрасли есть конкурентоспособные направления, с помощью которых она сможет выйти за эти 2%? Ответ в вышеупомянутой программе. Это – услуги по выведению на орбиту полезных нагрузок, ракетное двигателестроение и пилотируемая космонавтика. Данные три элемента относятся к той же категории «космический транспорт».
Давайте теперь отбросим все «вкусное», но при этом малопонятное многословие, содержащееся в данной программе, типа «создание перспективных и модернизация средств выведение космических аппаратов», «создание научно-технического и технологического задела для разработки перспективных образцов ракетно-космической техники». Сделав это, мы увидим, что все более, или менее конкретные меры по укреплению конкурентоспособных направлений российской космонавтики, будут сведены к двум шагам.
Первый – создание ракеты-носителя (РН) типа «Ангара», проектирование которого началось почти 20 лет назад. Второй – разработка и постройка некой «перспективной пилотируемой транспортной системы, способной обеспечить полеты людей к Луне», или другим словами корабля для полетов к естественному спутнику Земли. В программе еще, правда, упомянуто создание транспортно-энергетического модуля (ТЭМ), но предназначение этого устройства почти так же непонятно, как гигантских рисунков в пустыне Наска.
О маркетинговом значении египетских пирамид
А теперь давайте вспомним, что к настоящему времени, помимо «классических» ракет-носителей типа американских «Дельт» и «Атласов», европейских «Арианов», китайских «Великих походов» на мировой рынок выходят частные «Фальконы», строящиеся американской компанией SpaceX, «Таурусы»/«Антаресы», изготавливаемые другой частной компанией из США «Орбитал Сайнсез», японские H-IIА и индийские GSLV.
Буквально несколько дней назад успешно вывела на орбиту свой спутник Южная Корея при помощи собственного носителя KSLV-1 «Наро», в разработке, которого, правда, приняли участие российские специалисты. Активно и достаточно успешно работает в направлении создания собственного носителя Иран. По некоторым данным Северной Корее удалось в декабре прошлого года вывести на орбиту с помощью собственного РН рукотворный объект.
Что касается пилотируемой техники, то уже почти 10 лет успешно летают китайские «Шеньчжоу», а к концу этого десятилетия у США должны быть, как минимум 4 новых типа пилотируемого семиместного корабля. Кстати, все они создаются с учетом эксплуатации в составе межпланетного комплекса, то есть обладают способностью совершать полеты в том числе и к Луне.
А теперь зададим вопрос: какое преимущество будет в глазах потенциальных коммерческих клиентов у российской «Ангары», которая по времени появления и введения в эксплуатацию окажется в конце очереди, выстроившейся из американских, европейских, китайских, японских и индийских носителей? Или у нового российского корабля, который, как минимум лет на 15-17 войдет в эксплуатацию позже «Шеньчжоу» и наверняка позже четырех упомянутых американских кораблей?
Только лишь то, что «Ангару» и безымянный пока корабль создаст страна – наследница государства, где появились на свет одноименные корабль и ракета-носитель «Союз», а также РН «Протон»? Но что-то никто не приглашает современных египтян проектировать и строить небоскребы, или телебашни лишь на том основании, что их предки создали в древнем Египте пирамиды – величайшие архитектурные и инженерные сооружения прошлого.
ГЛОНАСС
То, что в создании ГЛОНАСС заинтересованы вооруженные силы РФ, сомнений нет. В случае, если по техническим, или по каким либо иным причинам, американская GPS перестанет предоставлять свои навигационные услуги на территории России, российские корабли, самолеты, даже танки и БМП могут оказаться в положении путника, который в глухом лесу потерял компас. В этой ситуации ГЛОНАСС выполнит роль страховочной сетки.
Но с учетом распространенности и доступности GPS, в частности в России, представить, что ГЛОНАСС, который, кстати, в прошлом году отказалось принять Министерство обороны, сможет составить на внутреннем рынке РФ серьезную конкуренцию американской навигационной системе, может лишь безграничный оптимист.
Конечно, можно будет в «добровольно-обязательном» порядке, как в свое время лабрадору Кони повесить приемники ГЛОНАСС «на шею» российским предприятиям и организациям, но с простыми россиянами вряд ли удастся это сделать. А они будут покупать GPS даже, если он по качеству будет такой же, как ГЛОНАСС, ибо в среде маркетологов есть такой хорошо известный феномен, как верность бренду.
В свое время, говоря о положении в российской авиации, глава агентства «Авиапорт» Олег Пантелеев сказал в интервью «Комсомольской правде»: «Чтобы отечественные компании закупали отечественные же самолеты, нашим производителям нужно делать лучшие в мире машины». Точно так же российские потребители станут покупать ГЛОНАСС, а не GPS лишь в том случае, если российская навигационная система станет предоставлять более качественные услуги, чем американская. Насколько это вероятно, судите сами.
Аксиомы на заметку
Если не считать спутников связи, ДЗЗ, метео и.т.д.., то есть тех, которые изначально создаются и запускаются для решения «земных» проблем, космическая отрасль окупает себя двумя основными способами.
Первый – это стимулирование научно-технического и производственного потенциала космической державы, который может быть использован для создания высокотехнологичной «земной» техники. А второй – использование космических технологий в повседневной «земной» жизни, как внутри данной державы, так и за ее пределами.
В СССР традиционно и наиболее эффективно действовал лишь первый способ.
Самым продуктивным донором технологий, которые могут быть использованы в гражданских отраслях, связанных с производством и предоставлением для людей необходимых товаров и услуг, является пилотируемая космонавтика. Это вполне естественно, ибо задача большинства технологий, разрабатываемых для пилотируемых кораблей и комплексов, состоит в том, чтобы обеспечить жизнь, здоровье и работоспособность человека в экстремальных условиях, и к тому же сделать это максимально надежно, экономично и эффективно. Соответственно, в земных условиях данные технологии по своим показателям значительно превосходят аналогичные изобретения, которые изначально разрабатывались для использования в повседневном быту.
В настоящее время Россия, не считая коммерческих запусков, может полноценно использовать только первый способ извлечения коммерческой выгоды из своей космической деятельности, то есть стимулировать развитие своего научно-технического потенциала. Новых технологий у нее практически нет, а имеющиеся советские уже давно «второй свежести», а потому не могут вызвать реального рыночного интереса у потенциальных клиентов.
Попытка увеличить свою долю космического рынка с помощью «Ангары» и нового корабля представляется не очень перспективным делом. С одной стороны к моменту появления этих изделий на рынке он уже будет достаточно насыщен аналогичной продукцией других стран, а с другой – России потребуется время, чтобы доказать приемлемое качество своей техники.
Означает ли все вышесказанное, что у России уже нет шансов стать серьезным игроком на мировом космическом рынке? Отнюдь. Если РФ хочет стать таким игроком, то ей нужно сделать главным (а не третьим, как это указано в космической программе) приоритетом своего развития пилотируемую космонавтику, причем ориентированную на исследование и освоение «дальнего» космоса, за лунной орбитой.
Во-первых, это будет куда больше стимулировать научно-технический потенциал страны, чем протирание «до дыр» околоземного пространства, или «аполлоновские» полеты до Луны и обратно. Во-вторых, созданные в процессе реализации «дальнекосмических» проектов технологии действительно будут носить инновационный характер, а значит представлять рыночный интерес.
В-третьих, в настоящее время помимо США только у России есть (все еще) инженерно-конструкторский и производственный потенциал, который позволит ей начать реальную подготовку к пилотируемой деятельности в «дальнем» космосе. А это значит, что Россия может обеспечить себе значительную долю перспективного космического рынка, где у нее значительно меньше конкурентов, чем на рынке «ближнекосмическом».
Юрий Караш voa.gov