От «Сурьи» до «Сукраяана»: из чего будет состоять индийский космофлот
Индийская организация по космическим исследованиям (ISRO) сообщила о существенном продвижении по программам разработки космической станции «Бхаратия-Антарикша» (Bharatiya Antariksha Station, BAS), ракеты-носителя нового поколения NGLV (Next Generation Launch Vehicle) и зондов для исследования Луны и Венеры. Недавно кабинет премьер-министра Нарендры Моди официально одобрил эти программы. О том каким будет индийский космофлот — в нашем материале.
Орбитальная станция
В 2023 году правительство Нарендры Моди дало указание космическому агентству разработать индийскую космическую станцию BAS и доставить людей на поверхность Луны к 2040 году.
К середине сентября этого года проект станции уточнили: BAS с экипажем из 2-4 человек будет построена из пяти постоянных модулей общей массой 52 тонн. Первый (базовый) модуль диаметром 3,8 метра, длиной 8 метров и массой 9,2 тонны запустят в 2028 году с помощью ракеты LVM3. Остальные четыре будут представлены основным, научным, лабораторным и «стыковочным» модулями. Все они имеют одинаковый максимальный диаметр, но их масса колеблется от 10 до 11 тонн. Четыре из пяти модулей оснастят солнечными батареями, а лабораторный еще и обзорным куполом.
Таким образом, масса полностью снаряженной индийской станции меньше, чем у китайской станции «Тяньгун», которая на сегодня обладает тремя постоянными модулями и имеет массу почти 80 тонн. Строительство BAS предполагается закончить к 2035 году.
ISRO уже сообщила, что индийская национальная станция будет вращаться по орбите с наклонение 51,6 градуса, как и МКС, но теперь подтвердила, что комплексы будут находиться в одной плоскости для того, чтобы в будущем использовать одну станцию в качестве убежища для другой в случае возникновения чрезвычайной ситуации (хотя, напомним, МКС предполагается свести с орбиты в 2031 году). Кроме того, стыковочный модуль BAS будет иметь порт такого типа, что позволит стыковать с индийской станцией модули МКС или американские транспортные корабли, такие как Cygnus.
Что касается средства доставки экипажей на индийскую станцию, то разрабатываемый пилотируемый корабль «Гаганьян» в рамках программы летных испытаний до декабря 2029 года совершит до восьми полетов как в беспилотном режиме, так и с космонавтами, и в последних станет стыковаться с базовым модулем BAS, запущенным первым.
Индийские космонавты, облаченные в российские скафандры «Сокол-КВ2», будут сидеть в креслах «Казбек», используемых на российских корабля «Союз МС».
Подтверждено, что экипаж индийского пилотируемого корабля изначально будет состоять только из двух космонавтов вместо трех из-за ограничений по грузоподъемности LVM3. После появления более мощного варианта ракеты LVM3-SC ISRO надеется увеличить численность экипажа до трех человек.
Сверхтяжелая лунная ракета
Носитель нового поколения NGLV, более известный как «Сурья» (санскр. सूर्य Sūrya — бог солнца в индуизме) — ракета на кислородно-метановом топливе по концепции напоминающая Falcon 9.
В 2023 году говорилось о трехступенчатом носителе с первой ступенью, которая может иметь одноразовый или многоразовый (возвращаемый) вариант. В одноразовом варианте «Сурья» могла бы выводить на низкую околоземную орбиту 23 тонны, что ставило индийскую ракету на ту же ступеньку, что и носитель компании SpaceX. На первой ступени (обозначенной как LM450) монтировались девять двигателей с тягой по 1150 кН (117 тс), которые можно использовать до двадцати раз, а на второй ступени LM120 — один высотный двигатель (опять же, как Merlin 1D на ракете Falcon 9).
Год назад говорилось, что ISRO хочет разработать семейство средств выведения, состоящее из трех вариантов, способных запускать на низкую околоземную орбиту от 17 до 48 тонн. Затем речь пошла уже о девяти (!) вариантах, которые считались важной частью всех планов ISRO. За прошедшее время проект метанового носителя претерпел немало изменений.
Финальная версия имеет длину целых 92 метра и стартовую массу 1094 тонны, то есть это гораздо более мощная ракета, чем представлялась изначально. Носитель будет доступен в двух вариантах: один способен выводить 20 тонн на низкую околоземную орбиту или 9 тонн на геопереходную, а второй, оснащенный двумя твердотопливными ускорителями, соответственно 30 тонн и 12 тонн. Более тяжелый вариант будет доступен не раньше 2033 года.
ISRO оставляет на потом возможную более мощную ракету для запуска 70 тонн на низкую околоземную орбиту, что будет сопоставимо с китайским носителем CZ-10. По первоначальным планам, индийская схема высадки на Луну опиралась на три-четыре пуска тяжелого носителя NGLV и имела несколько более сложную архитектуру, чем китайская экспедиция с двумя пусками CZ-10. Сейчас ISRO намекнула, что проект высадки упростится, если удастся разработать на базе NGLV сверхтяжелый носитель.
Парадоксально, но Индия не будет ждать готовности «Сурьи» для запуска модулей BAS, но эта ракета должна сыграть фундаментальную роль в лунных планах на следующее десятилетие.
Зонды к планетам
Кабинет министров Индии одобрил два космических зонда: один — VOM (Venus Orbiter Mission) или «Сукраяан», искусственный спутник Венеры с радиолокатором, второй — долгожданная миссия «Чандраяан-4» по возвращению на Землю образцов лунного грунта.
«Сукраяан» — это не мифический герой; на санскрите Śukra означает «Венера», а Yāna — «аппарат, средство». Разработка этого зонда (его предполагается запустить в 2028 года) стоимостью в 150 миллионов долларов, привлекает внимание после того, как появились слухи, что проект собираются отменить или отложить.
«Чандраяан-4» — амбициозная и дорогая миссия (более 250 миллионов долларов, очень много по индийским меркам), которая строится по архитектуре, похожей на схему китайских зондов «Чанъэ» от №5 до №6, но с запуском двух аппаратов вместо одного для выполнения задач полета (опять же, из-за ограничений грузоподъемности LVM3).
В первом пуске ракета отправит на Луну зонд, разделенный на орбитальный и двухступенчатый посадочный аппарат. После посадки на Луну и сбора образцов возвратная ракета состыкуется на окололунной орбите с орбитальным аппаратом и возьмет курс на Землю.
Новизна миссии заключается в том, что космический аппарат не войдет в атмосферу напрямую, а совершит маневр выхода на околоземную орбиту, который после полета на Луну никогда не предпринимался. Там он состыкуется с другим аппаратом, запущенным с помощью ракеты PSLV, оснащенного капсулой. После передачи образцов в капсулу последняя войдет в атмосферу.
По замыслу разработчиков, столь сложная схема избавит от необходимости разрабатывать капсулу, способную выполнять вход в атмосферу со второй космической скоростью. ISRO также хочет создать радиоизотопные генераторы и нагреватели, чтобы индийские зонды могли пережить лунную ночь («Чандраяан-3» замерз уже в первую ночь, в то время как китайские зонды «Чанъэ-3» и «Чанъэ-4» из-за наличия радиоизотопных нагревателей проработали несколько лет).
Как мы видим, Индия идет на всё и выбирает схему и время, соответствующие ее потребностям и способностям. Поскольку масса станции «Чандраяан-4» должна достигнуть 9,2 тонны, ISRO надеется доставить на Землю от 3 до 5 кг лунных образцов, что вдвое больше, чем собрано китайскими миссиями.
Перегнать Японию, догнать Китай
Априори может показаться, что по сравнению с китайскими индийские планы относительно скромны, но они соответствуют возможностям страны. Цель ISRO, следуя указаниям правительства Моди, состоит в том, чтобы осуществить пилотируемую миссию на Луну в 2040 году (через десять лет после Китая).
Когда не так давно была обнародована эта цель, казалось, что к этому сроку Индия вполне сможет вывести пилотируемый корабль на окололунную орбиту и вернуть космонавтов на Землю, но что миссия по высадке на Луну полностью выходит за рамки возможностей страны, если не будет решено на порядок увеличить финансирование отрасли.
ISRO подтвердила, что ее пилотируемые лунные планы первоначально предусматривают орбитальную миссию, что, с другой стороны, далеко не просто. В этих миссиях будет использоваться лунный вариант корабля «Гаганьян», запускаемый с помощью носителя NGLV, и полеты могут состояться одновременно с завершением строительства космической станции BAS, то есть примерно в 2035 году.
Сверхтяжелую (70-тонную) ракету на базе NGLV, конечно, можно разработать. Можно даже не просто высадиться на Луне, а основать там базу. Году этак после 2047-го. Чтобы усилить проект, ISRO планирует состыковать лунный вариант корабля «Гаганьян» с будущей американской окололунной станцией «Врата», чтобы Индия могла напрямую участвовать в программе НАСА «Артемида».
Эта архитектура также является новой, поскольку даже Китай будет осуществлять пилотируемые мисси на поверхность Луны в 2030 году, не проходя этап орбитального полета (хотя не исключено, что первый китайский лунный полет не минует выход на окололунную орбиту). Но в уме всегда надо держать основную цель замыслов Индии: реализуя свои проекты, страна планирует окончательно обогнать Японию в качестве второй азиатской космической державы и попытаться догнать Китай.
