Свидание с судьбой: история про индийскую пилотируемую космонавтику

Индия продолжает продвигаться вперёд в своём амбициозном плане по вступлению в элитный клуб стран, имеющих собственные пилотируемые космические программы, коих, как известно, ровно три – США, Россия и Китай.

Индийская организация космических исследований (ISRO) добилась значительных успехов в рамках подготовки к запуску космического корабля “Гаганьян”, что в переводе с санскрита означает “небесное судно”. Однако из-за ограничений, введённых в связи с пандемией COVID-19, первый его старт отложен как минимум на год.

Работа над пилотируемой программой в Индии ведётся довольно давно. Она была инициирована в 2004-м году, однако ощутимые результаты пришли только в прошлом десятилетии. Премьер-министр Нарендра Моди официально объявил о работе по подготовке к миссии “Гаганьян” 15 августа 2018-го года в своём обращении, приуроченном ко Дню независимости Индии. Так было положено начало общенациональной работе над программой, в которой на данный момент задействовано более 650 компаний и организаций. Беспилотные миссии “Гаганьян-1” и “Гаганьян-2” изначально планировались на декабрь 2020-го и июль 2021-го года. Ожидалось, что первый пилотируемый полёт корабля состоится в декабре этого года.

Гигантский скачок для Индии

Вся деятельность по реализации индийской пилотируемой программы сосредоточена в расположенном в Бангалоре новом Центре пилотируемых космических полётов ISRO (HSFC), который возглавляет доктор С. Унникришнан Наир. Здесь же планируется создание собственной космической станции. Прогрессу в её разработке будут способствовать побочные достижения пилотируемой программы: модифицированная ракета GSLV Mark 3, пилотируемый корабль, системы жизнеобеспечения и т.д. Первоначальный план ISRO состоит в том, чтобы создать модульную станцию, рассчитанную на команду из трёх человек.

Для пилотируемых миссий ISRO будет использоваться модифицированная версия ракеты GSLV Mark 3. Credit: ISRO

На реализацию инициативы “Гаганьян” организация получила весомую финансовую поддержку от правительства страны, которое вложило в проект 100 миллиардов рупий (порядка 1,37 миллиарда долларов). План состоит в том, чтобы провести семидневный пилотируемый полёт для экипажа из трёх человек. Орбитальная капсула с людьми будет выведена на низкую околоземную орбиту при помощи самой мощной ракеты ISRO – GSLV Mark 3. Все запуски по программе “Гаганьян” будут осуществляться с территории Космического центра Сатиша Дхавана, расположенного на острове Шрихарикота (восточное побережье Индии).

Новый вызов

В рамках беспилотных миссий ISRO намерена проверить ракету-носитель, космический корабль и все технологии, как-либо связанные с пилотируемой миссией. В январе 2020-го года космическое агентство представило полу-гуманоидного робота, который будет располагаться на борту в обеих беспилотных миссиях. Его назвали “Виомиттра” (в переводе с санскрита – “космический друг”). Робот будет способен говорить на двух языках, следить за работой систем жизнеобеспечения и контроля окружающей среды, щелкать переключателями на борту космического корабля и распознавать голосовые команды.

У ISRO довольно богатый опыт в эксплуатации ракет-носителей и космических аппаратов – организация имеет доступ к обширной инфраструктуре, включая стартовые площадки, наземные станции слежения, а также национальные производственные объекты, где эти самые ракеты-носители и космические аппараты создаются. Тем не менее, затея с проведением пилотируемой миссии – это выход на совсем иной уровень. Здесь в силу вступает множество новых важных аспектов, таких как безопасность экипажа, сертификация пилотируемых полётов, подготовка команды и др. Всё это области, в которых ISRO не может положиться на свой предыдущий опыт. Именно по этой причине в июне 2019-го года ISRO обратилась во внешнеэкономическое подразделение Государственной космической корпорации “Роскосмос”.

“Главкосмос” помогает Индии в отборе, медицинском обследовании и подготовке четырёх космонавтов (все пилоты ВВС). Организации связывают давние отношения. Созданный в 1985-м году “Главкосмос” совершил успешные запуски индийских спутников дистанционного зондирования Земли IRS-1A, IRS-1B и IRS-1C с космодрома “Байконур” советскими и российскими ракетами-носителями “Восток” (запуски в 1988-м и 1991-м годах) и “Молния” (1995-й год).

Подготовка экипажа

Четыре индийских космонавта в настоящее время подходят к завершению своей годичной программы обучения в Центре подготовки космонавтов им. Ю. А. Гагарина. Её завершение намечено на первый квартал этого года. Обучение индийских космонавтов включало обширную подготовку по изучению конструкции, систем и конфигураций пилотируемого корабля «Союз МС». По словам генерального директора “Главкосмоса” Дмитрия Лоскутова:

На сегодняшний день индийские космонавты сдали ряд испытаний и экзаменов, а также прошли обучение по действиям экипажа в случае аварийной посадки капсулы в различных климатических и географических зонах. Они также прошли подготовку в режиме кратковременной невесомости и были обучены подниматься на борт вертолёта при эвакуации с места посадки пилотируемый капсулы.

Индийские космонавты проходят тренировки на объектах предприятия “Главкосмос”. Credit: Glavkosmos

Обучение действиям экипажа при аварийной посадке пилотируемой капсулы проводилось в три отдельных этапа: в лесных и болотистых районах зимой (февраль 2020-го), на море (июнь 2020-го) и в степи летом (июль 2020-го). Краткосрочная тренировка индийских космонавтов в условиях невесомости была проведена в ходе десяти полётов на борту самолёта-лаборатории Ил-76 МДК в июне прошлого года. В центре подготовки космонавты также проходят испытания на устойчивость к космическим нагрузкам в центрифуге и гипербарической камере. Делается это для того, чтобы подготовить их к перегрузкам, гипоксии и перепадам давления.

Россия поставляет в Индию системы и компоненты космических кораблей «Союз», которые ISRO адаптирует и модифицирует для дальнейшего использования в кораблях «Гаганьян». «Союз МС» совершил свой первый полёт в 2016-м году – в корабле модернизировали практически все системы, чтобы можно было модернизировать в пилотируемом аппарате.

«Главкосмос» также поставляет для Индии спасательные скафандры «Сокол КВ-2». Они предназначены для защиты членов экипажа космических кораблей при разгерметизации корабля на наиболее опасных этапах полёта – старте, стыковке, расстыковке и входе в атмосферу. «Сокол КВ-2» – это скафандр мягкого типа с многослойным комбинезоном, встроенным мягким шлемом, мягкими ботинками и съёмными перчатками. Оболочка скафандра состоит из внешнего (силового) и внутреннего (герметичного) слоя. Скафандры (вместе с сиденьями) изготавливаются для каждого космонавта по индивидуальному заказу и не подлежат повторному использованию.

В космосе как дома

Главный приоритет ISRO в рамках пилотируемой программы – разработка космического корабля “Гаганьян”. С его внешней конфигурацией инженеры определились довольно давно. А вот работа над начинкой только начинает подходить к своему завершению. В настоящее время ISRO разработала несколько критически важных технологий, связанных с базовыми системами пилотируемой капсулы, системой жизнеобеспечения и контроля окружающей среды, а также системой аварийного спасения (САС). На завершение создания этих технологий ISRO потратила около 1,7 миллиарда рупий (примерно 23 миллиона долларов). В системе аварийного спасения корабля используются специально разработанные твердотопливные двигатели, которые обеспечивают относительно большую тягу за короткий промежуток времени для безопасного уведения пилотируемого корабля от ракеты-носителя в случае аварии.

Успешная демонстрация работы САС состоялась в июле 2018-го года, когда в Космическом центре Сатиша Дхавана был проведён Pad Abort Test. ISRO также провела испытание пилотируемой капсулы на определение характеристик входа в атмосферу в ходе экспериментального запуска ракеты GSLV Mark 3 в декабре 2014-го года. Созданием капсулы занимается крупный партнёр ISRO по программе “Гаганьян” – аэрокосмическая компания Hindustan Aeronautics Limited.

Пусковые возможности

Для запуска пилотируемых миссий ISRO будет использовать ракету GSLV Mark 3. Этот носитель – результат более чем двух десятилетий тяжёлого труда. Разработка ракеты была инициирована в 2002-м году: тогда целью ставилось создать носитель, способный отправить на геостационарную орбиту спутник массой 4000 килограмм. Результатом программы стали три успешных полёта: LVM3-X (декабрь 2014-го), GSLV Mk 3 D1 (июнь 2017-го) и GSLV Mk 3 D2 (ноябрь 2018-го). В своём первом эксплуатационном запуске, состоявшемся в июле 2019-го года, носитель вывел на парковочную орбиту космический аппарат “Чандраян-2”. В июне 2018-го ISRO получила одобрение от правительства на создание ещё десятка GSLV Mark 3 – они будут использоваться для запусков спутников связи до 2023-го года.

Разгонный блок C25, оснащённый кислород-водородным двигателем CE20 местного производства, совершил свой первый полёт в декабре 2014-го года в рамках миссии LVM3-X/CARE. Credit: ISRO

Пилотируемая конфигурация GSLV Mark 3 благополучно прошла сертификацию для проведения миссий с людьми. Самая мощная индийская ракета уже обладает возможностью отправить капсулу с экипажем на желаемую орбиту, однако её всё равно оснастят более мощными двигателями, которые обеспечат рост грузоподъёмности с 4 до 6,5 тонн. Носитель для первой беспилотной миссии уже собирается на предприятии Hindustan Aeronautics Limited.

Изначально, в 1991-м году, Индия подписала соглашение с “Главкосмосом” на поставку и передачу технологий кислород-водородных разгонных блоков 12КРБ. Полученные из России знания должны были применяться в разгонном блоке ракеты GSLV. Однако передаче технологий помешали санкции со стороны США. Позднее соглашение было пересмотрено, что позволило Индии получить семь готовых к полёту разгонных блоков. Помощь в их подготовке к старту “Главкосмос” Индии также окажет. По словам Лоскутова:

Начиная с прошлого года наше сотрудничество с ISRO получило новый импульс благодаря развитию индийской пилотируемой космической программы “Гаганьян”, а также работе по некоторым другим проектам.

Для тестирования ступеней ракеты Россия также поставила криогенное испытательное оборудование. Тестирование проходит испытательном центре ISRO в Махендрагири (штат Тамил Наду).

Также в ISRO выполнялись задачи, связанные с разработкой собственной кислород-керосиновой ступени, а также с созданием двигателя и ступени на криогенных компонентах топлива – их планировалось завершить к 2021-му году. Разработкой всего это также занимается Hindustan Aeronautics Limited.

Капсула пилотируемого корабля “Гаганьян” после приводнения в районе Андаманских и Никобарских островов в декабре 2014-го. Экспериментальный запуск проводился в рамках миссии CARE (Crew module Atmospheric Re-entry Experiment). Credit: ISRO

Ускорение частного сектора

В последние два десятилетия ISRO осваивала проектирование и разработку всё более сложных ракет-носителей и спутников не только для индийских, но и для иностранных заказчиков. В период с 2014-го по 2019-й год ISRO запустила спутники из 26-ти стран, получив выручку в размере 10,2 миллиарда рупий (около 140 миллионов долларов). Рабочая лошадка агентства – ракета PSLV – начиная с 1999-го года отправила на орбиту 319 спутников из 33 стран. На 2024-й год запланирована сотая миссия этого носителя.

Достижение впечатляющее.

В период с 2020-го по 2021-й годы ISRO планировала провести 36 запусков, в числе которых был и беспилотный полёт космического корабля “Гаганьян”. Безусловно, на реализацию этих планов повлияла пандемия COVID-19, однако становится всё более очевидным, что если ISRO намерена достичь своих амбициозных целей по количеству запусков в будущем, то без участия растущего частного космического сектора Индии не обойтись.

В настоящее время внутри страны предпринимаются важные шаги по открытию космической отрасли, которая ранее была практически полностью во власти государственных органов. В июне прошлого года правительство Индии объявило о создании Индийского центра содействия и регулирования космоса (INSPACe). Новая организация станет центральным агентством по продвижению инноваций и поощрению частных инвестиций в космический сектор. INSPACe предоставит коммерческим индийским компаниям доступ к обширной инфраструктуре ISRO. Доступ к использованию объектов, построенных за большие деньги индийских налогоплательщиков, является шагом в правильном направлении. NewSpace India Limited (NSIL) – ещё одна новая организация, зарегистрированная в марте 2019-го года – будет содействовать частным компаниям в получении контрактов на производство ракет-носителей и спутников, предоставлении пусковых услуг и разработке космических приложений и систем. NSIL также будет управлять передачей предприятиям частного сектора космических технологий, разработанных ISRO и другими государственными учреждениями.

“Гаганьян” и следующие за ним инициативы могут обеспечить благодатную почву для растущей частной индийской космической отрасли. Эти компании также выиграют от технологической революции, связанной с доступностью высокопроизводительных вычислений, высокоскоростного широкополосного доступа в Интернет и революционных технологий, снизившими традиционные барьеры для входа в космический бизнес – таких как аддитивное производство. И подобные масштабные изменения необходимы, если Индия хочет по-настоящему раскрыть весь потенциал своей космической отрасли, на предприятиях которой в данный момент трудятся около 45 тысяч человек.

Эта статья является переводом материала из январского выпуска журнала Aerospace Magazine