Индийский космический триптих

«41 день и "15 минут ужаса" — именно столько времени потребовалось Индии, чтобы войти в историю, став четвертым членом престижного «лунного клуба» после России, Китая и США», — сообщает в своей статье эксперт РСМД, старший научный сотрудник Центра международной безопасности ИМЭМО РАН Иван Щедров. В рамках третьей из цикла миссий «Чандраян» (пер. с санскрита — «лунный корабль») страна не только совершила мягкую посадку космического аппарата на поверхность Луны, но и стала первой, сделавшей это вблизи южного полюса. 

Главная научная цель миссии — анализ реголита и определение содержания водяного льда и летучих компонентов. Данные, полученные в результате исследования, помогут определить характер эволюции естественного спутника Земли. За ходом миссии следила вся Индия. По данным индийских медиа, прямая трансляция посадки побила рекорд YouTube — ее посмотрели 8 млн человек. Сейчас мировая общественность следит буквально за каждым метром, который преодолевает индийский луноход «Прагъян» (пер. с санскрита — «знание», «мудрость»).

Индийским ученым предстояло входить в историю в очень ответственный момент: недавно сразу две лунные миссии потерпели неудачу — 26 апреля японская частная компания ispace потеряла связь с модулем Hakuto-R (должен был стать первым частным аппаратом на Луне), а 19 августа — связь с Землей потеряла российская станция «Луна-25» (должна была первой совершить посадку на южном полюсе). Предыдущая лунная миссия Индии «Чандраян-2» тоже оказалась неудачной — индийские специалисты так и не смогли скорректировать прилунение из-за возникших проблем со связью.

Политическое значение космической программы переоценить сложно — успехи в этой сфере всегда являлись важным инструментом консолидации общества. Учитывая, что лунная программа Индии стартовала при премьер-министре А. Б. Ваджпаи в 2003 г., члена Индийской народной партии (Bharatiya Janata Party, БДП), которая сейчас находится у власти, успех программы определенно положительно скажется на имидже партии. Политическое руководство и представители широкой общественности склонны придавать символическое и отчасти религиозно-националистическое значение этим событиям — индийцы по всему миру совершали обряды и молились за безопасную посадку космического корабля. Точку прилунения аппарата назвали «Шившакти» (в честь индийских божеств Шивы и Шакти), что символизирует вклад женщин в развитие национальной науки. Премьер-министр метафорично сравнил посадочный модуль с Ангадой — персонажем индийского эпоса Рамаяна, который, согласно легенде, мог за один прыжок преодолеть расстояние в 100 йоджан (800–1300 км). Некоторые СМИ ищут свидетельства истоков космической миссии в священных ведических текстах. На фоне спорадически возникающих общественных столкновений, осложненных этническим и религиозным фактором, хронических социально-экономических проблем, а также в условиях консолидации оппозиционных сил в Индии символическое обрамление национальных успехов служит подтверждением правильности курса, выбранного Нарендрой Моди, а также политических целей правительства БДП перед парламентскими выборами 2024 года. В условиях активной политической борьбы правящей партии важно не опуститься ниже психологической отметки в 300 мест в Нижней палате парламента (Lok Sabha). Сейчас у нее 303 места, озвучиваются планы увеличить представительство до 350 парламентариев.

Достижения в исследовании космоса служат и внешним целям, так как являются дополнительным подтверждением высокого технологического развития страны и глобальных амбиций Индии на международно-политическом уровне. «Вы принесли инициативу Make in India на Луну», — заявил премьер-министр на встрече с индийскими учеными. Политика «технонационализма», проводимая властями Индии практически во всех сферах экономики, подразумевает повышение уровня самообеспеченности на каждом этапе технологической цепочки. Космическая сфера значится в числе 25 секторов программы «Делай в Индии» (Make in India), причем особым поводом для национальной гордости стала стоимость миссии — примерно 75 млн долларов (на 50 млн дешевле предыдущей). Индийские СМИ сравнили ее с тратами на съемки американских блокбастеров, а официальные власти, призвав частные компании к сотрудничеству, подчеркивали, что программа обошлась им в 26,6 раза дешевле, чем российская миссия.

Лунная миссия показывает пример эффективности индийского подхода к технологиям, который получил название «бережливые инновации» (frugal innovations). «Благодаря сотрудничеству с местными поставщиками оборудования и элементов конструкции мы можем значительно снизить цену», — заявляет Амит Шарма, генеральный директор Tata Consulting Engineers. Фактически Индия посылает сигнал мировому сообществу: «Мы не только можем доставить аппарат на Луну, но и делаем это максимально эффективно».

Этапы развития космической программы Индии

Ранние этапы развития космической программы Индии характеризовались наличием персонифицированных связей между представителями правящей и научной элиты страны. Дружба первого премьер-министра Дж. Неру с выдающимися индийскими физиками предопределила ставку на исследованиях в области космоса и атомной энергетики, которые имели важное имиджевое значение для независимой Индии. Программы в этих сферах получали значительное финансирование, а между направлениями существовала тесная институциональная связка — первые космические исследования проводились под руководством Департамента атомной энергии, планы развития отраслей были комплементарны и публиковались совместно, а отец индийской космической программы, физик Викрам Сарабхаи одновременно был руководителем программы в области ядерной энергетики.

Космическая программа Индии прошла через два этапа развития. Зарождение исследований космоса как отдельного направления в Индии началось в начале 1960-х гг. Затем в 1972 г. Индийская организация космических исследований (Indian Space Research Organization, ISRO) была передана под юрисдикцию новообразованного Департамента космических исследований (Department of Space).

Первые космические миссии Индии датируются также началом 1960-х гг. Для этого этапа космической программы были характерны эксперименты, позволившие индийским исследователям получить ценный опыт в создании и эксплуатации спутников и ракет-носителей. Космическая программа концентрировалась на развитии трех направлений: спутники связи и ДЗЗ, ракеты-носители, прикладные программы. Она подразумевала развертывание орбитальных групп, ориентированных на ретрансляцию теле- и радиопередач, сбор метеорологических данных и другие сугубо практические нужды. Первый этап включал создание административной структуры и приобретение начального опыта с ракетами, таких как ракеты-зонды, доставляющие полезную нагрузку (например, для метеорологических и научно-экспериментальных целей) в атмосферу и за ее пределы (100–300 км).

В середине 1970-х – 1980-х гг. совместно с зарубежными партнерами были проведены эксперименты SITE, STEP, KCP, APPLE, которые обосновали необходимость развития собственной спутниковой системы INSAT. Запуск первого индийского спутника «Арьябхата» в 1975 г. с полигона Капустин Яр проложил дорогу для развития индийско-советского сотрудничества в области космоса — вплоть до середины 1990-х гг. некоторые спутники Bhaskara и IRS запускались при помощи советских ракет-носителей. Параллельно страна развивала собственные ракетные технологии, а в 2017 г. побила рекорд по количеству спутников, выведенных за один пуск (104 спутника).

С 1979 по 1983 гг. ISRO провела четыре испытания ракеты SLV-3 собственной разработки, сконструированной аналогично ракете Scout США. Это была первая космическая ракета, разработанная Индией. Первый запуск в 1979 г. потерпел неудачу. За ним в 1980 г. последовал успешный запуск, в результате которого на низкую околоземную орбиту был выведен 35-килограммовый спутник Rohini-RS1, что сделало Индию страной, получившей возможности вывода на орбиты. Всего у SLV было четыре запуска, два из которых были успешными (последний запуск был совершен в 1987 г.).

Второй этап космической программы Индии начался в середине 1980-х гг. и был сосредоточен на конкретных и более амбициозных задачах. Он включал создание ракеты-носителя PSLV, которая использовалась для запуска индийского спутника дистанционного зондирования (IRS), и ее преемника ракеты GSLV, которая использовалась для запуска индийского национального спутника (INSAT) для решения задач в метеорологической и телекоммуникационной областях.

С началом запусков PSLV в 1997 г. (после трех предыдущих испытательных пусков) и первого успешного старта GSLV в 2001 г. космическая программа Индии заявила о себе как об одной из наиболее продвинутых в мире.

Всего ISRO построила два поколения ракет-носителей: менее мощную SLV-3 и ее модификацию ASLV, а также более мощную PSLV, из которой вырос проект ракеты GSLV, которая была использована в миссии «Чандраян-3».

Эти программы добились экономии за счет взаимозависимости: каждая новая ракета-носитель использует некоторые узлы, системы и двигательные установки от предыдущих модификаций. Так, SLV-3 имел один твердотопливный двигатель для вывода 35 кг полезной нагрузки на низкую околоземную орбиту (до 300 км). Три таких двигателя используются в ракете-носителе ASLV, которая может вывести 100 кг полезной нагрузки на низкую орбиту (до 450 км). Такие же двигатели установлены на баллистической ракете средней дальности Agni для доставки ядерного оружия, и на ракете-носителе PSLV в качестве ускорителей.

В PSLV и GSLV используются две двигательные установки собственной разработки: твердотопливный двигатель массой 130 т и жидкостный двигатель массой 37–40 т (конструкция последнего повторяет технологические решения, использованные в двигателе Viking Европейского космического агентства). Эти двигатели позволяют PSLV выводить 1200 кг полезной нагрузки на солнечно-синхронную орбиту (от 300 до 1400 км).

На ракете-носителе GSLV, задействованной в миссии «Чандраян-3», эти же двигатели дополнены 12-тонным криогенным двигателем. Таким образом, ракета может выводить полезную нагрузку массой 2500 кг (например, спутник INSAT-2) на геостационарную орбиту (36000 км).

Проект GSLV был инициирован в 1990-х гг. для вывода значительной полезной нагрузки на геостационарную орбиту. Первоначально GSLV использовали криогенные двигатели российского производства. Однако ISRO столкнулась с проблемами из-за отказа России продолжить поставки из-за давления США. Это вынудило Индию начать собственные работы по созданию криогенного двигателя. GSLV Mk II (или просто GSLV) имеет разгонный блок с криогенным двигателем собственной разработки (CE-7.5). Эта ракета-носитель может доставлять 2 т полезной нагрузки на геостационарную орбиту и 5 т — на низкую околоземную орбиту. Наиболее частая миссия GSLV — вывод спутников связи семейства INSAT (более десяти пусков).

GSLV Mk III — самая тяжелая ракета-носитель, созданная ISRO. Оснащенная более мощным криогенным разгонным блоком CE-20, чем тот, что стоит на GSLV, эта ракета предназначена для вывода 4 т полезной нагрузки на геостационарную орбиту или 10 т полезной нагрузки на низкую околоземную орбиту. Это делает данную модификацию ракеты-носителя примерно в два раза мощнее, чем предыдущая — GSLV Mk II. Было уже проведено четыре успешных запуска со спутниками GSAT-19 и GSAT-29 и лунными миссиями «Чандраян-2» и «Чандраян-3» в качестве полезной нагрузки. Кроме того, эта ракета-носитель будет использована в первой пилотируемой миссии Индии в космос, которая несколько откладывается.

В целом GSLV Mk III представляет из себя трехступенчатую тяжелую ракету-носитель. Работа первой ступени обеспечивается двумя твердотопливными двигателями S200, работа второй ступени — жидкостным двигателем Vikas, а работа третьей ступени — собственно криогенным разгонным блоком. Два навесных двигателя S200 расположены по обе стороны от жидкостного двигателя Vikas. Каждый из них несет 205 т твердого топлива. Они запускаются для пуска ракеты и работают 140 секунд. Жидкостный двигатель Vikas запускается через 114 секунд после пуска для увеличения тяги и продолжают работать после отделения первой ступени. Ракета-носитель GSLV Mk III имеет стартовую массу в 640 т и длину в 43,4 м. Стоимость одного запуска ракеты оценивается примерно в 25 млн долл.

Лунная программа

С начала 2000-х гг. Индия расширила горизонт космической программы. Сугубо практические цели дополнились фундаментальными исследованиями — ученые сосредоточились на изучении Луны и Солнечной системы. «Чандраян-3» не случился за один день: со старта первой лунной миссии прошло почти 15 лет. За это время индийцы совершенствовали технологии, получали опыт осуществления сложных миссий, а цели программ соразмерно расширялись с амбициозными планами политического руководства.

Лунная программа Индии началась в 2008 г. с миссии «Чандраян-1», которую можно считать успешной. Ее целью был запуск ударного зонда с окололунной орбиты. Индийцы заявили, что, несмотря на досрочное завершение работы, космический аппарат выполнил 95 % поставленных задач. Сегодняшняя миссия опирается на наработки второго «Чандраяна», полученные в результате неудачной посадки модуля «Викрам», и фактически преследовала схожие цели — осуществить прилунение в районе южного полюса. Для этого используется орбитальный аппарат, запущенный в 2019 г.

Миссия «Чандраян-3» состоит из посадочного модуля, модульного отсека с двигательной установкой и лунохода. Посадочный модуль используется для мягкой посадки на заданном месте на поверхности Луны и развертывания лунохода. Задача модульного отсека с двигательной установкой — доставка посадочного модуля от ракеты-носителя к лунной полярной орбите, с которой посадочный модуль совершил прилунение. В целом миссия «Чандраян-3» состоит из трех компонентов. Первый — продемонстрировать безопасную и мягкую посадку на Луну. Второй — это обеспечить перемещение и функционирование лунохода. И, наконец, третий компонент — проведение замеров и научных экспериментов.

Космические планы Индии не ограничиваются естественным спутником Земли. В 2014 г. с первой попытки была успешно доставлена автоматическая межпланетная станция (АМС) «Мангальян» (пер. с санскрита — «марсианский корабль») на орбиту Марса. В начале сентября прошел старт первой национальной космической миссии Aditya-L1 по исследованию Солнца.

Перспективы сотрудничества с Россией

Несомненно, успех миссии «Чандраян-3» — заслуга Индии, ее ученых, инженеров и властей, отдавших приоритетное значение национальной космической программе. Однако без сотрудничества с другими странами путь Индии на Луну был бы, скорее всего, дольше и дороже.

Так, при создании ракеты-носителя GSLV использовались результаты сотрудничества ISRO с бывшими Конструкторским бюро «Салют» (современное название — Государственный космический научно-производственный центр имени М. В. Хруничева, ГКНПЦ) и Конструкторским бюро химического машиностроения имени A. M. Исаева (сейчас — филиал ГКНПЦ в Королеве). Сотрудничество с Индией велось в рамках соглашений 1991 и 1993 гг. В 1994 г. была заключена сделка о поставках Россией криогенных двигателей Индии на сумму около 220 млн долл. Хотя, как упоминалось выше, эта сделка не была реализована из-за решения России поддаться давлению США, российско-индийское космическое сотрудничество продолжилось, в том числе в интересах проекта тяжелой ракеты-носителя.

Теперь, когда Индия готовится к своей первой пилотируемой миссии «Гаганьян», Россия снова оказала помощь, в том числе для подготовки индийских космонавтов (или гаганавтов, как они называются в этой стране). Представляется, что внешнее политическое давление на Индию не заставит ее ограничить сотрудничество с Россией и не помешает российско-индийским проектам в области мирного космоса, хотя и создаст дополнительные трудности.

Благодаря последним космическим достижениям, включая «Чандраян-3», Индия показала, что она относится к небольшой группе стран, освоивших передовые технологии для космических миссий и, главное, имеющих амбиции мирного освоения космоса. Индия также продемонстрировала готовность и желание сотрудничать со многими странами в области мирного космоса ради реализации своих проектов.

В иллюстрации использовано изображение автора Draftphic  (CCBY3.0) и о изображение автора ToZIcon (CCBY3.0)  с сайта https://thenounproject.com/ и фото с сайта https://unsplash.com/