Вступ - Освоєння космічного простору

Серед найважливіших завоювань людства дослідження та освоєння космічного простору займають одне з провідних місць. 4 жовтня 1957 р. пролунали сигнали першого штучного супутника Землі, які знаменували початок нової ери. З цього дня докорінно змінилося уявлення про нашу планету як середовища проживання людства. В 1957-1958 рр., напередодні цієї події, світова наукова спільнота задекларувала проведення Міжнародного геофізичного року (МГР) для досліджень фізичних характеристик Землі, включаючи її верхню атмосферу. Радянський Союз і США оголосили, що їхнім внеском у програму МГР буде запуск штучних супутників на навколоземну орбіту. Для здійснення такої мети потрібно було вирішити складні теоретичні та науково-технічні проблеми, створити потужні ракети-носії, досконалі ракетні двигуни та системи автоматичного керування ракетами, запроектувати і побудувати наземні стартові комплекси та центри керування польотами ракет і супутників.

Перший штучний супутник Землі був створений і виведений на орбіту завдяки зусиллям і таланту багатьох вчених, інженерів і робітників колишнього Радянського Союзу. А основи космонавтики було закладено ще на початку XX століття в теоретичних та експериментальних роботах видатних вчених та конструкторів Радянського Союзу, США та Німеччини. Особливим є внесок піонера світової космонавтики К. Ціолковського, який уперше розробив теорію літальних апаратів та рідинних ракетних двигунів, довів можливість використання ракет для міжпланетних польотів та розвинув ідею функціонування орбітальних станцій. Серію досліджень та розробок виконали його послідовники Ф. Цандер, Ю. Кондратюк, М. Вальє, Г. Гансвіндт, Р. Есно-Пельтрі, Е. Зенгер, Г. Оберт, Р. Годдард, У. Гоманн, В. фон Браун. Видатна роль у розвитку космонавтики належить С. Корольову, головному конструктору радянських космічних систем, М. Келдишу, теоретику космонавтики, М. Янгелю, В. Глушку, В. Челомею та багатьом іншим вченим і конструкторам ракетно-космічної техніки. Завдяки їхній самовідданій роботі було здійснено запуск першого штучного супутника Землі, перший політ людини у космос, а також запуски перших космічних апаратів до Місяця та міжпланетних космічних станцій до Венери і Марса.

Якщо у перші роки космічної ери успіхи космонавтики носили виразно конкурентний характер між великими космічними державами -- Радянським Союзом і США, то з часом переважна більшість визначних космічних місій виконувалась у міжнародній співпраці. Велику роль у підготовці та проведенні міжнародних програм космічних досліджень відігравали і зараз відіграють Міжнародний астрономічний союз (МАС), Міжнародний геодезичний та геофізичний союз (МГГС), Міжнародна астронавтична федерація (МАФ), Міжнародна асоціація з геомагнетизму та аерономії (МАГА), Міжнародний комітет з дослідження космічного простору (КОСПАР), Комітет ООН з мирного використання космосу та, безумовно, національні космічні агентства.

Особливе місце у здійсненні космічних досліджень займали розробки українських вчених і конструкторів. Масштабна ракетно-космічна діяльність ДКБ "Південне" та ДВО "Південмаш" (м. Дніпропетровськ) стала відомою широкій науковій громадськості тільки в останні десятиліття. Ці потужні установи у кооперації з ОКБ-1 С. Корольова та іншими організаціями колишніх радянських республік розробили чотири покоління ракетних комплексів стратегічного призначення -- основу ракетно-ядерного потенціалу колишнього СРСР. За допомогою ефективних ракет-носіїв було виведено на орбіту близько 400 космічних апаратів різного призначення, у тому числі супутники серії "Космос" та "Інтеркосмос". Пріоритет у започаткуванні нової науково-технічної галузі -- космічної технології -- належить Інституту електрозварювання ім. Є. О. Патона НАН України. Разом з ОКБ-1 (РКК "Енергія"), Інститутом космічних досліджень РАН та іншими установами були підготовлені і проведені унікальні експерименти з обробки металів та розгортання і монтажу великогабаритних конструкцій в умовах космічного польоту. Результати світового рівня з космічної біології отримано науковцями Інституту ботаніки ім. М. Холодного та інших наукових установ НАН України. Починаючи з перших геофізичних і астрономічних експериментів на борту космічних апаратів, в підготовці, проведенні та обробці результатів брали участь науковці Київського, Харківського, Одеського та Ужгородського університетів, Кримської астрофізичної обсерваторії (КрАО) та Головної астрономічної обсерваторії (ГАО) НАН України. Надалі використовуються сучасні назви установ.

У другій половині XX століття дослідження і освоєння космічного простору набуло широкого розвитку й охопило практично всі сфери діяльності людини. Космічні експерименти в залежності від їхнього призначення умовно розподіляють на три типи -- наукові, прикладні та військові. Наукові космічні апарати використовуються для дослідження навколоземного та міжпланетного простору, Землі та об'єктів далекого Всесвіту. Сьогоднішнє життя людини важко собі уявити без використання космічних апаратів прикладного призначення. Телекомунікаційні супутники, що працюють на низьких та геостаціонарних орбітах, забезпечують телепередачі з різних точок Землі, інформаційний зв'язок та інші сервісні послуги. Геофізичні, метеорологічні та навігаційні супутники здійснюють геологічну розвідку, забезпечують прогноз погоди та навігацію на воді і суші. Супутники військового призначення забезпечують управління військами, контроль космічного простору та розвідку, виконують інші оперативні задачі. Безумовно, розробка саме супутників військового призначення, особливо протягом періоду "холодної війни", значно вплинула на розвиток космічної галузі в цілому, зокрема на розробку апаратури для наукових досліджень об'єктів Всесвіту у різних діапазонах довжин хвиль випромінювання. Завдяки цьому сьогодні, на рубежі століть, людство накопичило цінну інформацію про будову та еволюцію далекого і близького космосу.

Розпад СРСР не тільки суттєво змінив геополітичну систему у світі, але й значною мірою вплинув на розвиток світової космонавтики ~ розпалася велика космічна держава. Військове протистояння у космосі вже перестало бути мотивом планування та проведення космічних експериментів. Економічні негаразди в Росії та інших країнах СНД не дали їм змоги вчасно реалізувати заплановані широкомасштабні космічні проекти (наприклад, проекти серії "Спектр", "Мир-2"). Проте Росія у співпраці з Україною та іншими державами світу продовжувала космічні дослідження Марса (невдала місія "Марс-96") та Сонця (програма КОРОНАС-І). Росія активно використовувала ОКС ''Мир", у першу чергу для медико-біологічних та технологічних досліджень, на якій побувало багато російських та міжнародних екіпажів, у тому числі громадян США.

1990 р. Україна стала членом Комітету ООН з мирного використання космосу. 29 лютого 1992 року після створення Національного космічного агентства України (НКАУ) розпочалася розробка першої Державної космічної програми.

Будь-якій країні, щоб бути космічною державою, необхідно мати ракети-носії власні космічні апарати і наземну інфраструктуру, котра включає космодром, центр керування польотами, центр далекого космічного зв'язку тощо.

У свій час Україна брала участь, практично в усіх космічних проектах колишнього СРСР і має кваліфікованих фахівців та розвинену промислову і науково-технічну базу в галузі космічних досліджень. З Україною пов'язані імена творців вітчизняної космонавтики: О. Засядька, К. Константинова, М. Кибальчича, Ю. Кон-дратюка (О. Шаргея), К. Ціолковського, С. Корольова, М. Янгеля, В. Глушка, В. Ковтуненка, В. Челомея, А. Люльки, В. Уткіна, О. Макарова.

В Україні історично склалося п'ять великих космічних центрів. У Дніпропетровську па базі ракетобудівного комплексу ВО "Південмаш" та КБ "Південне" створено потужні ракети-носії різного класу, у тому числі визнані у світі "Циклон" і "Зеніт", та біля 400 супутників серії "Космос" та "Інтеркосмос". У Харкові НВО "Хартрон" та ВАГ НДІРВ розробляють та випускають майже всі системи управління КА. Установи Національної академії наук України, міністерств та відомств, які знаходяться у Києві, спеціалізуються в галузі матеріалознавства, приладобудування, досліджень ближнього космосу тощо. На заході країни, у Львові та Ужгороді, знаходиться різноманітна інфраструктура, котра забезпечує проведення космічних досліджень. На півдні, в Євпаторії, розташовано Національний центр керування і випробування космічних засобів (НЦКВКЗ), а в Одесі -- інфраструктуру науково-прикладного космічного приладобудування.

Визнанням міжнародним співтовариством ваги України у світовій космічній діяльності стало її прийняття у 1990 році постійним членом Комітету ООН з використання космічного простору в мирних цілях.

За чотири десятиліття космічної ери ракетно-космічною галуззю України розроблено чотири покоління ракет стратегічного призначення, що мало виключну роль для встановлення ракетно-ядерного паритету між колишнім СРСР і США. Ставши на шлях незалежності, Україна прийняла національну доктрину дотримання трьох неядерних принципів: "не приймати, не виробляти і не набувати ядерної зброї", а також відмовилася від ракетно-ядерної зброї, розташованої на її території. Ці рішення, як і поступове припинення фінансування програми створення міжконтинентальних балістичних ракет, гостро поставили перед країною питання підтримки і реформування науково-промислової бази космічної галузі, оскільки за радянських часів вона була єдиною для військової і цивільної ракетно-космічної техніки.

Перша національна космічна програма

Виходячи з необхідності збереження і подальшого розвитку в інтересах незалежної України науково-технічного й виробничого потенціалу космічної галузі, у 1992 році відповідно до Указу Президента України було створено Національне космічне агентство (НКАУ).

В 1994 році Кабінет Міністрів України затвердив Державну космічну програму на 1994 -- 1997 роки, виконання якої забезпечило вирішення цілого комплексу організаційних, науково-технічних і правових питань становлення вітчизняної космічної галузі. Найголовнішими серед них були: реорганізація вітчизняної кооперації підприємств і організацій галузі, що максимально забезпечило замкнений цикл виготовлення ракетно-космічних виробів в Україні; структуризація та концентрація ресурсів, замовлень і засобів на обмеженій чисельності підприємств і організацій галузі; формування національного інституту головних підприємств-розробників ракетно-космічної техніки; створення основи національного космічного законодавства.

В ці роки прийнято Закон України "Про космічну діяльність" (15.11.1996 р.)- також пакет нормативно-правових актів державного регулювання космічної діяльності в Україні. Це укази Президента України '' Про заходи щодо вдосконалення державного регулювання космічної діяльності в Україні" (07.10.1995 р.), "Про Національний центр управління і випробування космічних засобів" (12.08.1996 р.), "Про заходи щодо дальшого розвитку космічних технологій" (01.03.1997 р.), "Про Положення про Національне космічне агентство України" (22.07.1997 р.). Прийнято цілу низку постанов Кабінету Міністрів України: "Про додаткові заходи щодо державного регулювання космічної діяльності" (01.04.1996 р.), "Про створення Єдиної супутникової системи передачі даних" (02.12.1996 р.), "Про заходи щодо підвищення ефективності космічної діяльності" (23.12.1996 р.) тощо.

Перша Державна космічна програма України визначила національні пріоритети, врахувавши налагоджену кооперацію з ракетно-космічними центрами Росії і Казахстану та розгорнувши міждержавне співробітництво з іншими країнами світу. Вона дала поштовх урегулюванню різноманітних питань з міжнародного космічного права, зокрема експлуатації закордонних космодромів та створення власного центру керування польотами. Програма дозволила зберегти Україні її місце в реалізації науково-технічних проектів радянської космічної галузі, правонаступницею яких стала Росія.

Слід виділити три пріоритетні проекти першої Державної космічної програми України, над якими наполегливо працювали вчені та фахівці космічної галузі.

У березні 1994 р. в Росії проведено міжнародний космічний експеримент з дослідження навколоземної плазми і випромінювання Сонця КОРОНАС-І ("Комплексные орбитальные околоземные наблюдения активности Солнца"). На однойменному супутнику серед інших приладів знаходився телескоп ДИФОС-1, виготовлений в Головній астрономічній обсерваторії та СКТБ Фізико-механічного інституту НАН України. Головною метою цього експерименту було дослідження природи 160-хвилин-них коливань яскравості Сонця. Цей ефект відкрито астрономами Кримської астрофізичної обсерваторії під керівництвом А. Сєвєрного наприкінці 1970-х років.

Наявність таких коливань знаходиться у протиріччі із загальноприйнятою теорією ядерних реакцій як джерела енергії зірок, оскільки для того, щоб тіло з об'ємом та масою Сонця могло коливатись з періодом біля 160 хв, воно повинно бути однорідним. Близькість зареєстрованого періоду до періоду однієї дев'ятої частки земної доби ставить під сумнів твердження, що ці коливання виникають на Сонці. Отже, важливо було незалежними методами встановити, де виникають ці коливання -- в земній атмосфері чи поза її межами.

На жаль, через вихід з ладу системи орієнтації супутника експеримент завершився передчасно. Одержаного матеріалу виявилося недостатньо для підтвердження чи спростування висновку про існування таких коливань. Але конструкція телескопа ДИФОС-1 була досить вдалою, що дозволило детально вивчити відомі 5-хвлинні коливання яскравості Сонця, що були відкриті у 1980 р. і широко використовуються для діагностики сонячних надр.

Відмітимо, що для проекту КОРОНАС було реалізовано нові технічні принципи автоматичної універсальної орбітальної станції (АУОС) з точною системою орієнтації на Сонце, розробленої КБ "Південне" спільно з НВО "Хартрон". А запланований на 2001 рік запуск російсько-українського КА-КОРОНАС-Ф має передавати ці дослідження та виконати вимірювання сонячного спектру в період максимуму сонячної активності.

31 серпня 1995 р. Україна запустила перший власний космічний апарат "Січ-1", котрий призначався для дистанційного зондування Землі: спостережень динаміки процесів в атмосфері, на океанічній поверхні, на суші і під кригою. Робота проводилась в інтересах сільського господарства та охорони навколишнього середовища.

На КА "Січ" було встановлено унікальний радіолокатор бокового огляду з шириною смуги огляду 450 км розробки Центру дистанційного зондування Землі ім. А. Калмикова НАН України. У створенні першого українського супутника взяли участь КБ "Південне" та ВО "Південмаш", інститути та установи НАН України та інших відомств.

Головною метою запуску супутника була також необхідність налаштувати власну інфраструктуру, отримати навички керування польотом та обробки космічних даних.

Саме запуск КА "Січ-1" за допомогою вітчизняної ракети-носія "Циклон" та створення національної інфраструктур" знаменували повернення України до плеяди космічних держав світу.

19листопада 1997 р. відбулася визначна подія в ук-раїнсько-американському співробітництві. У складі екіпажу космічного корабля "Sрасе Shuttle Соlumbia" разом з американськими і японськими астронавтами у космосі побував перший український космонавт Леонід Каденюк. У ході польоту, протягом 16 днів, ним було проведено експерименти у галузі космічної біології, а саме вивчення процесів розвитку рослин як одного з елементів систем життєзабезпечення майбутніх довготривалих пілотованих місій. Комплекс біологічних досліджень за участю українського космонавта розроблено в Інституті ботаніки НАН України.

В цих експериментах також брали участь інші інститути НАН України, університети США та космічний центр імені Дж. Кеннеді. За спільною аме-рикансько-українською освітянською програмою проведено цікавий експеримент зі штучним запиленням та фіксацією на орбіті запилених квіток швидкоростучих рослин. Коли Леонід Каденюк проводив ці дослідження у космосі, учні в Україні та США виконували їх на Землі. Можливо, серед них були й ті, хто у XXI сторіччі примножить космічну славу України.

Не дивлячись на значні успіхи, здобуті у багатьох напрямках, перша космічна програма, на великий жаль, не була виконана в повному обсязі. В основному через економічні проблеми і відсутність необхідних коштів. Не здійсненими залишилися запуски КА "Попередження", наукових КА для реалізації низки проектів наукового призначення та телекомунікаційного супутника. Проте багато нереалізованих напрямків залишаються актуальними і сьогодні. І робота над ними не припиняється.

Окремо треба сказати про унікальний міжнародний космічний проект "Спектр", який складається з трьох проектів "Спектр-УФ", "Спектр-РГ", "Спектр-РА". Перший з них передбачає дослідження УФ-випромінювання космічних об'єктів за допомогою 1.7-м телескопа. "Спектр-РГ" -- рентгенівського та гамма-випромінювання космічних досліджень. "Спектр-РА" -- відповідно радіовипромінювання космічних об'єктів за допомогою 10-м радіотелескопа, який разом з наземними радіотелескопами забезпечує найвищу роздільну здатність спостережень. Серед космічних місій для досліджень в УФ-діапазоні спектру, які розробляє світова космічна спільнота на найближчі п'ять років, "Спектр-УФ" знаходиться поза конкуренцією як за розмірами телескопа, так і за обсягом поставлених задач.

Унікальний міжнародний проект "Попередження" призначався для моніторингу іоносфери та дослідження зв'язку "Іоносфера -- тверда оболонка Землі". Ще у процесі радянсько-французького експерименту "Аркад" (1981 -- 1986 рр.), а потім КА серії "Інтеркосмос" і GEOS, було виявлено такі процеси в іоносфері Землі, що передують землетрусам, а подальший аналіз дозволив виділити основні типи іоносферних збурень. Космічний комплекс "Попередження", який складатиметься з головного КА і серії субсупутників для збільшення роздільної здатності системи, мас стати першою програмою, спрямованою безпосередньо на перевірку можливих провісників землетрусів на Землі.

Вступ - Освоєння космічного простору

Похожие статьи