Международное сотрудничество подгоняет космические амбиции Германии

Технический перевод статьи журнала ROOM, № 2(8) 2016

Паскаль Айренфрёнд  (Pascale Ehrenfreund), председатель Исполнительного совета, Германский аэрокосмический центр (DLR)

Его обширные исследования и опытно-конструкторские работы в области аэронавтики, космоса, энергетики, транспорта и безопасности интегрированы в национальные и международные совместные предприятия. Помимо его собственных исследований, проводимых в качестве космического агентства Германии, федеральное правительство возложило на DLR ответственность за планирование и осуществление германской космической программы.

Космическая стратегия, разработанная федеральным правительством Германии, служит основой для работы DLR в области космических исследований и управления. Она направлена на укрепление сильной позиции Германии как на европейских и международных аренах, так и в освоении Солнечной системы и космического пространства, а также научной эксплуатации космического пространства с целью проведения исследований в области физики, материаловедения, биологии и медицины.

Особая привлекательность является характерной чертой исследовательских космических полётов, когда космическое пространство изучается «в полевых условиях». Человечество надеется, что не одна лишь Солнечная система является предметом исследований, которые дадут новые ответы на старые вопросы о происхождении жизни: откуда пришли люди и куда движется человечество? Это актуально для космических полётов человека в околоземном пространстве, например, на борту Международной космической станции, а также для продвинутых робототехнических миссий, которые путешествуют в глубокий космос.

В области космических исследований Международная космическая станция (МКС) является символом мирного международного сотрудничества на орбите Земли и предназначена для интенсивной эксплуатации в качестве уникальной в своём роде лаборатории для проведения исследований на переднем крае науки и техники. В будущем она также послужит для поддержания в работоспособном состоянии возможностей человечества для полётов человека в космос.

Если речь пойдёт об успешном достижении результата, то потребуется проведение всесторонней оценки функционирования МКС, когда придёт время принять решение о потенциальном преемнике системы.

Для Германии одним из главных приоритетов является развитие автономных систем, в частности, в области роботизированного освоения Солнечной системы и использования роботов для поддержки управляемых космических полётов. Вместе с этим Луна представляется самым близко расположенным местом, где мы можем почерпнуть знания об эволюции Солнечной системы, а также является потенциальной площадкой для освоения космоса.

Реализация национальных целей в соответствии с немецкой космической стратегией осуществляется в значительной степени в контексте программ ЕКА. Они сопровождаются проектами в рамках национальной космической программы, которые включают в себя предоставление инструментов для научных программ миссий ЕКА, двух- и многостороннего сотрудничество с международными партнёрами и подготовительные технологические разработки.

В Европе Германия лидирует в качестве крупнейшего вкладчика средств в относительно молодую область управляемых полётов в космическое пространство, которой ещё не исполнилось 60 лет. Это относится, в частности, к развитию элементов инфраструктуры, которые включают в себя лаборатории Columbus, автоматический межорбитальный транспортный аппарат (МТА) и европейский служебный модуль для космических аппаратов НАСА Orion.

Центр управления Columbus (Col CC) при Немецком центре космических операций (GSOC) Оберпфаффенхофене поддерживает функционирование модуля Columbus в режиме 24/7.

Германия также является одним из ведущих государств в использовании МКС: доля немецких научно-исследовательских институтов в европейских экспериментах, проводимых на МКС, составляет более 40 процентов. С 2001 года в научных журналах опубликованы более 1400 статей в рамках программы DLR по исследованию космического пространства «Исследования в условиях космоса» в поддержку национальных экспериментов.

При равносильной международной поддержке космическая станция в состоянии в течение следующего десятилетия послужить основным инструментом для наблюдения за поверхностью Земли, чтобы набраться опыта для длительных полётов человека в космос. Её преимущества заключаются в том, что она легко доступна и предоставляет возможность быстрого возвращения на Землю.

Пока существует МКС, необходимо разработать эффективные концепции пост-МКС для создания пилотируемых космических станций на низкой околоземной орбите. Как МКС, так и любой возможный преемник космической станции идеально подходят для подготовки управляемого полёта на Луну или Марс, потому что в настоящее время они представляют наш единственный ресурс для проведения долгосрочных миссий. Нам нужна такая база, если мы хотим предпринять дальнейшие шаги человека в пределах Солнечной системы, будь то пространство между Луной и Землёй или Марсом.

Когда речь заходит о деятельности за пределами околоземной орбиты, DLR проводит космические исследования в рамках отдельной программы «Космическая наука», которая посвящена фундаментальным исследованиям. Основное внимание уделяется исследованию Солнечной системы. Учитывая тот факт, что расходы на межпланетные космические полёты иногда могут достигать сотен миллионов евро, возникает вопрос об оптимизации использования средств. Каким образом DLR сможет получить максимальную выгоду от исследований и участия в космических полётах в этих условиях?

Концепция DLR подразумевает стремление к укреплению международного сотрудничества, используя потенциальные возможности осуществления совместных исследовательских космических полётов с другими космическими агентствами. Такой подход даёт шанс использовать в полёте национальные полезные нагрузки и в то же время стать популярным международным партнёром. По финансовым причинам основное внимание уделяется организации совместных миссий с ЕКА на европейской арене и с такими международными организациями, как NASA, JAXA и Роскосмос.

Одним из наиболее известных совместных проектов является воздушная обсерватория SOFIA, НАСА. В рамках этого совместного предприятия Германия поставила телескоп и теперь принимает участие в работе обсерватории. Ещё одним важным моментом является сотрудничество с Россией в области космических аппаратов Spektrum Röntgen Gamma, для которых Германия поставляет прибор eROSITA. В дополнение к этому Германия предоставила инструменты почти для всех миссий NASA на Марс.

Пример очень успешного международного проекта, в котором DLR принял участие, являет Европейская миссия Rosetta к комете 67P / Чурюмова -Герасименко, в которой DLR возглавил разработку и функционирование посадочного модуля Philae. 12 ноября 2014 года совместно с ЕКА была осуществлена первая в истории посадка на комету.

Работа идёт полным ходом над аналогичным проектом по разработке посадочного модуля DLR MASCOT (мобильная разведка поверхности астероида). Разработанная совместно с французским космическим агентством (CNES) и Японским агентством аэрокосмических исследований (JAXA), данная посадочная система, как ожидается, спустится с японского космического аппарата Hayabusa 2 на астероид Ryugu (ранее 1999 JU3) в 2018 году с целью обеспечения поиска подходящей площадки для посадки главного космического аппарата, чтобы получить образец, который будет возвращён на Землю.

Помимо изучения астероидов, DLR также участвует в различных миссиях к внешним и внутренним планетам Солнечной системы. С 2004 года эффективная стереоскопическая камера с высокой разрешающей способностью (HRSC), установленная на борту космического корабля Mars Express, поставляет изображения поверхности Марса с высоким разрешением. Завершённая на данный момент миссия Venus Express была схожей: с 2006 года проводила исследования атмосферы Венеры. Спектрометр VIRTIS, установленный на борту Venus Express, был разработан DLR.

В настоящее время в стадии реализации, в дополнение к уже завершённым или всё ещё действующим миссиям, находятся различные проекты. Миссия InSight готовится совместно с НАСА, и DLR вносит свой вклад в эксперимент HP3 (аппаратура для измерения теплового потока и физических свойств) в качестве одной из двух научных полезных нагрузок, которые позволят проводить исследования в области физики планет путём измерения тепловых потоков на Марсе.

Космический полёт BepiColombo EКA / JAXA к Меркурию планируется совершить в 2017 году; DLR поставляет лазерный высотомер BELA, а также инфракрасный спектрометр MERTIS. Начиная с 2022 года, ожидается запуск зонда на Юпитер Jupiter Icy Moons Explorer (JUICE) для исследования газового гиганта и его спутников. DLR сделает свой вклад в виде лазерного высотомер GALA и основных компонентов системы камеры.

В области проведения роботизированной разведки программа ExoMars имеет первостепенное значение для DLR. Две миссии ExoMars, которые ЕКА осуществляет совместно с Российским космическим агентством Роскосмос, предприняты с целью поиска следов жизни на Марсе.

Первая миссия запущена с космодрома Байконур 14 марта 2016 года. Она состоит из орбитального летательного аппарата Trace Gas Orbiter, который будет проводить подробный анализ марсианской атмосферы, и устройства Скиапарелли для демонстрации посадки.

Старт второй миссии планируется в 2020 году, во время которой на поверхность Красной Планеты спустится марсоход. Из глубины до двух метров с помощью дрели будут извлечены образцы, основная цель состоит в поиске органических молекул. Немецкие аэрокосмические компании и научные учреждения Германии принимают участие в обеих миссиях.

Наряду с системами и полезными нагрузками, разработанными для исследований в пределах Солнечной системы, а также предназначенными для физической и геологической разведки или планетарной геодезии, DLR также участвует в ряде исследовательских космических полётов к экзопланетам – миссия CoRoT, осуществляемая совместно с Французским космическим агентством (CNES); космический аппарат CHEOPS EКA планируется вывести на орбиту в 2017 году; миссия PLATO ЕКА планируется к запуску с 2022 года и так далее – с целью поиска экзопланет.

Луна также является площадкой для роботизированной разведки. ЕКА должно поставить два продукта для российской миссии Luna 27, также известной как Luna Resurs. Этот космический аппарат осуществит первую посадку на Южном полюсе Луны, в бассейне Эйткен, чтобы провести анализ реголита.

Европейским вкладом послужит PILOT – сенсорный блок для навигации точной посадки и комплект PROSPECT, состоящий из сверла глубокого бурения и полезной нагрузки для анализа полученного образца.

Помимо участия в различных космических полётах, DLR также разрабатывает технологии для будущих программ разведывательных мероприятий. Так, проект RegoLight является одним из нескольких примеров. DLR изучает и разрабатывает технологии для спекания специально сформированных структур из реголита посредством 3D-печати с помощью солнечного излучения.

Реголит присутствует на каменистых планетах и потенциально может быть использован для создания конструкций на этих планетах. Одним из примеров областей применения послужит строительство сред обитания на Луне или Марсе.

В соответствии со стратегической целью космических полётов, чтобы определить роль Германии в исследовании космического пространства, DLR является членом Международной координационной группы по освоению космоса (ISECG). Это форум, где 15 мировых космических агентств обмениваются информацией о своих планах по космическим исследованиям. Глобальный план космических исследований стоит на повестке дня. Он положит основу для долгосрочной политики в рамках глобальной деятельности, связанной с исследованием Солнечной системы.

Для поддержания своей конкурентоспособности Германия готовится к космическим полётам на основе технологической и научной экспертизы, разрабатываемым в течение последних десятилетий. Сосредоточив внимание на научных полезных нагрузках и системах, таких как спускаемые модули, DLR в состоянии надёжно поддерживать исследовательские миссии на самом высоком научном уровне.

Технический перевод статьи журнала ROOM

Оригинал статьи можно прочитать по этой ссылке
France, Europe and Russia - two decades of space launch cooperation
 журнал ROOM №2 (8) 2016