Мирное освоение космического пространства

Космос – глобальная среда, общее достояние человечества. Поэтому проблема его мирного освоения относится к числу глобальных. С одной стороны, она затрагивает интересы всех государств планеты, а с другой – требует концентрации технических, экономических, интеллектуальных усилий многих стран и народов, открывая тем самым огромные возможности для сотрудничества всего человечества на многие десятилетия и даже века вперед. Исследование и практическое использование космического пространства концентрирует в себе новейшие достижения различных отраслей науки и техники, во многом определяя уровень научно-производственного развития передовых стран мира и их конкурентоспособность.

Во второй половине XX в. достаточно отчетливо обозначились два главных направления в изучении и использовании космического пространства: 1) космическое землеведение и 2) космическое производство.

Естественно, что с позиций географии большой интерес представляет космическое землеведение. Так называют совокупность исследований Земли из космоса при помощи аэрокосмических методов и визуальных наблюдений. Главные цели космического землеведения – познание закономерностей космической оболочки, изучение природных ресурсов для их оптимального использования, охрана окружающей среды, обеспечение прогнозов погоды и других природных явлений. Космическое землеведение стало развиваться с начала 60-х гг. XX в., после запуска первых советских и американских искусственных спутников Земли, а затем и космических кораблей. Например, первые космические снимки с такого корабля были сделаны в 1961 г. Германом Титовым. Так возникли дистанционные методы изучения различных объектов Земли с летательных космических аппаратов, которые явились как бы продолжением и новым качественным развитием традиционной аэрофотосъемки. Одновременно начались и визуальные наблюдения экипажей космических кораблей, также сопровождавшиеся космической съемкой. При этом вслед за фотографической и телевизионной съемкой стали применять более сложные ее виды – радиолокационные, инфракрасную, радиотепловую и др.

Особое значение для космического землеведения имеют некоторые отличительные свойства космической съемки.

Первое из них – огромная обзорность. Съемка со спутников и космических кораблей обычно осуществляется с высоты от 250 до 500 км, причем со спутников «Метеор» полоса обзора составляет 1000 км, а со станций типа «Салют» аппарат фотографировал съемочную полосу шириной 450 км по перпендикуляру и по направлению полета. В течение пяти минут с орбитальной станции удавалось снять на пленку территорию площадью около 1 млн км², что эквивалентно примерно двухлетней аналогичной работе самолета со специальной аппаратурой.

Пожалуй, еще большее впечатление производят рассказы космонавтов, которые могли, что называется, «одним взглядом» охватить территорию в 10–12 млн км². «Да и как не удивляться, – пишет в своей книге «Космос – землянам» Г. Береговой, – если в иллюминаторе под тобой Европа видна целиком: от Пиренеев до Англии, слева – Балтийское море, а справа – Черное, после – Каспийское, затем вся, чуть ли не от истоков до устья, Волга. Оглянешься назад – Европа уже исчезает за горизонтом, и вот под тобой Камчатка, Сахалин, Курилы… Пролетая над Америкой, в одном иллюминаторе видишь ее берег, омываемый Атлантическим океаном, а в другом – Тихим». А вот выдержка из дневника космонавта В. Севастьянова: «…Находясь где-то над Прагою, наблюдал слева всю Балтику, справа – все Черное море и всю Турцию, Каспий весь, Волгу всю и Поволжье, а сзади – всю Европу – от Пиренеев до Англии. Видно половину Италии».^[89] Таково чудо «макровзгляда» человека из космоса.

Другие важные отличительные свойства космической съемки – большая скорость получения и передачи информации, возможность многократного повторения съемки одних и тех же территорий, что позволяет наблюдать природные процессы в их динамике, лучше анализировать взаимосвязи между компонентами природной среды и тем самым увеличивать возможности создания общегеографических и тематических карт.

Развитие космической техники и расширение диапазона исследований способствовали постепенной дифференциации космического землеведения и выделению в нем нескольких подотраслей, или направлений: геолого-геоморфологических исследований, исследований атмосферы, гидросферы, почвенного и растительного покрова, а также работ по комплексному землеведению.

Наряду с исследованиями природной географической оболочки Земли из космоса изучаются и многие социально-экономические объекты и явления – города, транспортная сеть, горные разработки, гидротехнические сооружения, портовые комплексы, районы ирригации – словом, все виды культурных (и акультурных) ландшафтов. Особо следует сказать о высоком уровне современной космической картографии. При этом имеется в виду как тематическое – геологическое, геоморфологическое, метеорологическое, океанологическое, гидрологическое, гляциологическое, почвенное и геоботаническое картографирование, так и комплексное картографирование отдельных территориальных объектов. По мере увеличения масштабов загрязнения природной среды возрастает и роль космической съемки в организации ее мониторинга, особенно на высшем, биосферном, уровне.

Второе направление изучения и использования космического пространства – это космическое производство, которое можно трактовать в двух аспектах.

Во-первых, это создание для космических исследований новых видов материалов, источников энергии, двигателей, приборов, которое, в свою очередь, дало сильнейший импульс общему развитию электроники, вычислительной техники и многих других чисто «земных» производств. Возникнув для удовлетворения нужд космонавтики, они затем стали использоваться и в не связанных с ней отраслях. Выпуск машин и приборов, предназначенных для искусственных спутников, космических кораблей и ракетоносителей, заставил измениться и сами предприятия-производители. Таким образом, космонавтика как бы «повела за собой» ведущие, наиболее высокотехнологичные отрасли промышленности.

Во-вторых, это развитие недоступных в земных условиях космических технологий, когда состояние невесомости используют для получения разных сплавов, самых современных монокристаллов (для сверхскоростных интегральных микросхем), полупроводниковых материалов, опытных диагностических антисывороток, сверхчистых компонентов лекарств и др. Все это нужно рассматривать как подготовку к обживанию космического пространства уже в не столь отдаленном будущем.

Развитие космического производства привело к коммерциализации многих прикладных разработок в этой области, или, иными словами, к возникновению мирового рынка космических товаров и услуг. Масштабы и тенденции развития этого рынка оценивают как по количественным показателям – объему и номенклатуре товаров и услуг, доле их в общей продукции тех или иных стран, так и по качественным критериям – степени их сложности и наукоемкости. Во второй половине 1990-х гг. сектор мирового рынка, объединяющий космические товары и услуги, оказался очень прибыльным и особенно быстрорастущим. Еще в 1996 г. на нем были получены доходы примерно в 80 млрд долл., но к 2000 г. они значительно возросли. В структуре этого рынка первое место занимают спутниковые коммуникации, второе – дистанционное зондирование и третье – геоинформационные системы (ГИС).

Особо важно отметить, что и космическое землеведение, и космическое производство с самого начала стали важной ареной международного сотрудничества, которое происходит и на двусторонней, и на многосторонней основе.

Примером двустороннего сотрудничества может служить советско-американский проект «Союз – Аполлон», осуществленный в 1975 г. Он явился крупным шагом вперед в деле освоения космоса. В качестве примера многостороннего сотрудничества можно привести программу «Интерспутник», реализация которой началась еще три десятилетия назад. Штаб-квартира этой организации находится в Москве, а сама она традиционно ориентируется прежде всего на российские (советские) спутники. К началу XXI в. системой «Интерспутник» пользовались более 100 государственных организаций и частных компаний многих стран мира. Важную роль в международном сотрудничестве играет и Организация Объединенных Наций, которая провела уже три специальные конференции по вопросам исследования и использования космического пространства (сокращенное их название – ЮНИСПЕЙС). Эти конференции состоялись в Вене в 1968, 1982 и 1999 гг.

Но самым ярким примером международного сотрудничества в освоении космического пространства, безусловно, служит создание Международной космической станции (МКС). Начало этому проекту было положено в 1992 г. соглашением между Российским космическим агентством (РКА) и американским Национальным управлением по аэронавтике и исследованию космического пространства (НАСА). Сначала оно осуществлялось в рамках программы «Мир – Шаттл». А в январе 1998 г. было подписано международное соглашение по созданию МКС, участниками которого стали уже 15 стран – США, Россия, страны – члены Европейского космического агентства (ЕКА), Япония и Канада.

Эту станцию по праву называют самым сложным техническим проектом современности. После завершения создания станции она будет весить 450 т, иметь внутренний объем 1100 м³ и длину 120 м. А стоимость МКС оценивается в 60 млрд долл. Станция в окончательном виде будет состоять из 36 блоков-модулей, сооружение которых закреплено за отдельными странами, в том числе девяти модулей – за Россией. Высота полета МКС составляет 350–400 км, работать на ней может экипаж из шести-семи человек, а эксплуатация станции рассчитана примерно на 15 лет. Основные направления работы на ней следующие: космическая технология и материаловедение; геофизические исследования; медико-биологические исследования; дистанционное зондирование Земли; изучение планет и малых небесных тел; биотехнология; технические исследования и эксперименты; внеатмосферная астрономия; комплексные исследования; вопросы энергетических и двигательных установок.

Перспективы использования космического пространства в мирных целях связывают также с так называемой Большой гелиоэнергетикой, т. е. с созданием космических солнечных электростанций (КСЭС), которые называют также гелиокосмическими электростанциями (ГКЭС). Наиболее выгодно размещать такие станции на гелиоцентрической орбите, где угловая скорость вращения космического объекта равна угловой скорости вращения Земли, что позволяет зафиксировать объект над определенной точкой экватора и наблюдать его как неподвижный. Что же касается высоты размещения КСЭС, то она определена в 36 тыс. км, поскольку эффективность генерирования солнечной энергии на такой высоте примерно в десять раз выше, чем у поверхности Земли. А передача энергии с КСЭС на Землю проектируется либо в сверхвысокочастотном диапазоне волн, либо в оптическом диапазоне – при помощи лазеров.

Чтобы представить себе грандиозность подобного сооружения, добавим, что для КСЭС мощностью 5 млн кВт потребуются солнечные панели площадью в 50 км² и массой примерно в 50 тыс. т, а для станции мощностью 10 млн кВт– соответственно в два раза больше. Для доставки конструкций такой станции на околоземную орбиту потребуются ракетоносители колоссальной грузоподъемности. (Не случайно американские ученые предложили даже изготавливать компоненты КСЭС не из земных, а из лунных материалов, что потребовало бы в 20 раз меньше энергии.) Но зато будущая космическая гелиоэнергетика – практически неисчерпаемый и к тому же экологически абсолютно чистый источник энергии. «В XXI веке на нашем небосводе ярко загорятся новые «созвездия» – энергетические спутники Земли», – пишет академик Е. П. Велихов. В последние годы в исследовании космического пространства были достигнуты новые успехи. В связи с этим возродились проекты заселения Луны, полета человека на Марс и др. Много стали писать и о космическом туризме.

При оценке последствий освоения космического пространства нельзя не учитывать и опасность «замусоривания», «засорения» космоса. Согласно исследованиям НАСА, еще в середине 1990-х гг. вокруг Земли вращались более 10 тыс. чужеродных предметов размером с теннисный мяч и миллионы более мелких. Поскольку их скорость достигает 10 км/с, они могут представлять угрозу для космических кораблей и их экипажей. Тем более, что большинство из них обнаружено как раз на низких орбитах.

Пионерная роль Советского Союза и его достижения в области освоения космического пространства общеизвестны. В 1990-х гг. в России эти исследования в целом успешно продолжались. Однако возникли и очень большие трудности, связанные в первую очередь с финансовыми проблемами.

Пришлось фактически законсервировать программу «Энергия»– «Буран», часть модулей для МКС строить на деньги США. А в марте 2001 г. в Тихом океане была затоплена 140-тонная орбитальная станция «Мир», представлявшая собой выдающееся достижение отечественной науки и техники. За 15 лет работы «Мира» на нем побывали более ста космонавтов, в том числе более 60 иностранных граждан – мужчин и женщин, представлявших 11 стран и Европейское космическое агентство.

Особую проблему всегда представляла и продолжает представлять «немилитаризация» космического пространства. Этот принцип уже закреплен во многих договорах и соглашениях, заключенных при активном содействии СССР, а впоследствии России. Однако угроза появления космического оружия, чреватая «звездными войнами», остается реальной и в XXI в. Примером оружия такого рода может служить разрабатываемая в США национальная система ПРО (НПРО), предусматривающая использование и космических компонентов.