Разработка лауреатов Премии Союзного государства поможет исследовать ближайшие планеты Солнечной системы

Заведующий отделом физики планет Института космических исследований РАН, член-корреспондент РАН Олег Кораблев рассказал о разработке, благодаря которой он и его команда стали обладателями первой Премии Союзного государства, приоткрыл подробности лунной и венерианской программ в России, а также объяснил, почему людям на Земле важно изучать Венеру, Марс, Меркурий и другие планеты Солнечной системы.

– 1 апреля в Минске Вам с коллегами из России и Белоруссии вручили первую Премию Союзного государства. Расскажите, пожалуйста, подробнее, за что Вы ее получили?

– Тут надо говорить о технологиях приборостроения, которые были использованы в конкретном приборе. Наш отдел работал над созданием блока оптико-механической развертки для получения изображения – сканера – в камере наблюдения в лучах натрия в рамках международного проекта «БепиКоломбо».

Это очень сложная экспедиция, которая готовилась 20 лет и стартовала в 2018 году. Композитный корабль, состоящий из двух спутников и перелетного модуля, движется вокруг Солнца, сближаясь с другими планетами. Используя их гравитацию и собственный двигатель, он выравнивает скорость так, чтобы в конечном итоге в декабре 2025 года попасть на орбиту Меркурия.

Один из спутников будет ориентирован на исследование самой планеты, твердого тела, поверхности, экзосферы. Второй – это вклад Японского космического агентства, он больше ориентирован на изучение плазменного окружения – результата взаимодействия Меркурия с солнечным ветром. Камера, для которой мы разработали блок оптико-механической развертки для получения изображения, позволит исследовать неплотную, очень разреженную атмосферу Меркурия, используя свечение натрия в экзосфере.

При этом сканер, который мы разрабатывали, – подвижный элемент, ему нужен какой-то двигатель. Он излучает электрические поля, а вокруг него, на спутнике приборы измеряют гораздо более слабые электрические и магнитные поля. С самого начала была поставлена задача как-то обезопасить спутник, чтобы все соседние приборы могли работать без помех от нашего сканера, при этом важно учитывать каждый грамм на корабле.

Благодаря нашему сотрудничеству с Белорусской академией наук нам это удалось. Корпус этого механического устройства алюминиевый, как он весил десятки грамм, так и весит. Но на его поверхность были нанесены электрические слои металла – магнитные, немагнитные. Эта комбинация в виде сэндвича многократно усиливает магнитное экранирование, блокируя помехи окружающим приборам. 

– Почему, прежде чем «БепиКоломбо» сядет на Меркурий, он совершит пять сближений с планетой? Почему нельзя «приземлить» аппарат сразу?

– Идет постепенное уравнивание скоростей, угловая скорость вращения Земли вокруг Солнца другая. Фактически мы вылетаем с Земли, имея скорость Земли, и нам надо постепенно достичь скорости Меркурия. Когда скорости будут более-менее сопоставимы, дается финальный тормозной импульс, и аппарат как бы зацепляется за гравитацию Меркурия и выходит на орбиту вокруг него, то есть становится не спутником Солнца, а спутником Меркурия. 

– Поэтому так долго шла подготовка?

– Конечно, в случае с Меркурием подготовка особенно трудная. Назван аппарат в честь Джузеппе Коломбо – небесного механика, который рассчитал первый более-менее осуществимый вариант такого полета к Меркурию. Фактически это будет только третье посещение планеты. Это очень сложный и на долгие годы вперед проект, вряд ли кто-то еще вернется к Меркурию в ближайшее время. Это не то что точка – точки тут никто не ставит. Но это очень значимая веха в исследовании Меркурия. Мы надеемся на успех.

Фото: Европейское космическое агентство, видение художника аппарата "БепиКоломбо"

– Чем такие планеты, как Меркурий, могут быть интересны нам здесь, на Земле? 

– Меркурий, конечно, стоит особняком, но это тоже планета земной группы. Исследования планет земной группы позволяют взглянуть на них с единой точки зрения, в том числе на процесс формирования Земли. Мы мало что знаем о ранней истории Земли. У нас такая активная, живая планета, что все следы ранних ее периодов стерлись. Поэтому соседние планеты, и даже Меркурий, позволяют взглянуть на нее с другой точки зрения.

На Марсе сохранилась очень древняя кора, Венера преподносит нам отрицательный урок – ее климат эволюционировал в крайне неблагоприятную сторону, мягко выражаясь. У Меркурия очень интересное внутреннее строение, большое ядро. Такие исследования помогают лучше понять процессы формирования планет на разных расстояниях от звезды.

В последнее время человечество смотрит и за пределы Солнечной системы. Известно, что существует множество внесолнечных планет. Открыто более 5 тысяч, открывается все больше и больше у других звезд. Исследование этих планет во многом опирается на изучение Солнечной системы. Поэтому понимание процессов формирования планет Солнечной системы поможет выявить закономерности, характерные и для других систем. Это фундаментальная наука, но во многом и философия – чужие миры, как они построены, насколько обитаемы.

– Есть ли у ученых планы по поводу переселения человечества на другую планету Солнечной системы? Думаете ли вы об этом, изучая Марс, Венеру, Меркурий?

– Пока единственный объект для посещения среди планет-соседей – это Марс. Посещение Марса, даже создание там форпоста, станции, наподобие зимовки в Антарктиде, тоже вполне представимо. Но что касается переселения – преобразование климата, или терраформирование Марса не представляется возможным в пределах – не знаю – сотен тысяч лет. Непонятно, что будет с человечеством через тысячу лет, а что будет через 100 тысяч, тем более неясно.

Поэтому человечеству нужно продолжать исследовать другие планеты, но при этом важно сплотиться и вместе следить за своим домом, не допускать катастрофы с климатом. Важно сделать так, чтобы наша планета продолжала оставаться уютным домом, и нам не пришлось из него бежать.

– 12 апреля, в День космонавтики Президент России заявил о продолжении лунной программы, ранее глава «Роскосмоса» также сообщил о венерианской. Участвует ли Ваш отдел в них, на какой они стадии?   

– Программа идет, и та, и другая. Подготовка лунной программы идет давно. У нас в институте три проекта по исследованию Луны на стадии опытно-конструкторских работ. Это не план, а уже самая что ни на есть реализация. Осталось завершить какие-то работы по проекту «Луна-25». Мы очень надеемся, что в этом году все это успешно стартует. Главное, впервые успешно сядет посадочный аппарат в полярный район Луны.

«Луна-25» позиционируется как технологический первый запуск: там не очень много приборов, он скорее для того, чтобы вспомнить, как это делается. Следующий проект, «Луна-26» – это уже спутник с приборами дистанционного наблюдения. «Луна-27» будет оснащена уже серьезным комплексом приборов для анализа поверхности, механизмом для забора проб, приборами для наблюдения вокруг места посадки и т.д. Проект на промежуточной стадии разработки, но думаю, что в сотрудничестве с белорусскими коллегами дело пойдет быстрее.

Что касается Венеры, опытно-конструкторские работы начались только в 2021 году, пока это предварительная стадия рассмотрения. Тут многое еще предстоит сделать, определить облик, программу научных исследований. Мы здесь с самого начала открыты для сотрудничества.

Фото Олега Кораблева: "Научная Россия"