19 сентября 2006 года
состоялось очередное заседание Президиума Российской академии наук
Члены Президиума заслушали научное сообщение «Баллистика, навигация и управление полетом космического аппарата в проекте доставки на Землю реликтового вещества с малого небесного тела (проект «Фобос-Грунт»)».
Докладчики: Аким Эфраим Лазаревич - профессор, д.ф.-м.н., зам. директора по научной работе ИПМ им. М.В.Келдыша РАН; Заславский Ггригорий Симонович - к.ф.-м.н., в.н.с. ИПМ им. М.В. Келдыша РАН; Степаньянц Виктор Аркадьевич - к.ф.-м.н., в.н.с. ИПМ им. М.В. Келдыша РАН; Тучин Андрей Георгиевич - к.ф.-м.н., в.н.с. ИПМ им. М.В. Келдыша РАН; Морской Игорь Михайлович - к.т.н., нач. отдела НПО им. С.А. Лавочкина.
Институт прикладной математики им. М.В. Келдыша РАН (ИПМ) – головной институт Академии по баллистико-навигационному обеспечению (БНО) полетов, пилотируемых и автоматических КА. В Институте родились и в дальнейшем, вместе с промышленностью, были успешно реализованы многие приоритетные для нашей страны космические проекты: фотографирование обратной (невидимой с Земли) стороны Луны, первый спутник Луны, забор и доставка на Землю лунного грунта с помощью автоматического КА, первый спутник Венеры и панорамы ее поверхности и др. Проект «Фобос-Грунт» возник в стенах ИПМ в тесном взаимодействии с НПО им. С.А. Лавочкина и НИИПМиЭ МАИ (в части использования ЭРДУ).
Проект имеет фундаментальное научное значение, основной его целью является доставка на Землю образцов грунта малого небесного тела – естественного спутника Марса Фобоса. По современным представлениям вещество Фобоса, как и других малых тел Солнечной системы, сохраняет исходный первичный материал протопланетного облака (реликтовое вещество), из которого образовались планеты Солнечной системы. Доставка этого вещества на Землю с целью детальных исследований его состава в лабораторных условиях имеет принципиальное значение для решения одной из фундаментальных проблем естествознания – проблемы происхождения и эволюции Солнечной системы.
Проект имеет важное научно-техническое значение. Его осуществление позволит решить задачу создания и отработки в нашей стране межпланетного КА нового поколения для научных исследований в дальнем космосе. Этот аппарат разрабатывается на базе современных эффективных технологий с учетом большого опыта, накопленного в стране при полетах к Луне и планетам. Во всех предыдущих отечественных полетах для выведения КА на траекторию полета к Луне и планетам использовались тяжелый носитель («Протон») и разгонный блок (Д), работающие на химическом топливе. Для существенного снижения затрат на реализацию научных проектов («Фобос-Грунт» и др.) на базе КА нового поколения найдено принципиально новое техническое решение. В качестве ракеты-носителя используется более дешевый носитель среднего класса («Союз-2Б»). Выведенный на орбиту ИСЗ КА с помощью своей двигательной установки доразгоняется до необходимой гиперболической скорости отлета от Земли. Один из вариантов проекта предполагает оснащение КА электроракетной двигательной установкой (ЭРДУ), которая обеспечивает выведение на орбиту Марса максимальной полезной массы.
Проект имеет важное общественно-политическое значение. После 20 летнего перерыва в полетах наших КА к Луне и планетам успешное осуществление такого проекта позволит восстановить авторитет нашей страны в планетных космических исследованиях.
В проекте ИПМ решал задачи баллистики, навигации и управления полетом КА на всех этапах полета:
– выбор схемы полета, состава и точности наземных и бортовых средств навигационных измерений, программы работы этих средств;
– определение траектории КА по данным траекторных измерений, прогнозирование движения КА, оценки точности определения траектории и прогноза, оценка ошибок приведения КА;
– оценка потребной характеристической скорости для маневров и коррекций траектории КА, оценки влияния ошибок исполнения маневров и коррекций траектории на точность прогноза движения КА;
– проектирование предпосадочных квазисинхронных орбит Фобоса для точек посадки на любой долготе при заданных условиях освещенности и обеспечения радиосвязи со станциями слежения;
– математическое моделирование процессов сближения с Фобосом и посадки на его поверхность;
– построение необходимой для решения навигационной задачи полета КА к Фобосу высокоточной теории орбитального движения Фобоса по данным оптических наземных наблюдений (на мерной базе более 100 лет) и телевизионным снимкам Фобоса с борта российских, американских и европейских околомарсианских КА.
Доклад вызвал большой интерес присутствующих. В обсуждении сообщения приняли участие:
Член-корреспондент РАН Маров Михаил Яковлевич отметил, что за 20 лет, в течение которых мы не совершали полетов, ситуация осложнилась и стала тревожной. Трагедия с запуском «Марса-96» очень сильно повлияла на наши исследования. В конце 90-х гг. группа энтузиастов, решившая возродить эту программу, пришла к выводу, что использовать прежние носители нельзя. Необходимо капитально переработать и сам аппарат, и все его системы. Масса аппарата была уменьшена втрое по сравнению с «Марсом-96». Это была очень сложная задача. Масса радиокомплекса сокращена в 5 раз. На «Марсе-96» масса кабельной сети достигала 450 кг. На новом аппарате она составляет всего несколько десятков кг. Аппарат «Фобос-Грунт» многоцелевой. Главной задачей является изучение вещества, из которого формировались тела солнечной системы. Фобос сочетает в себе очень интересные характеристики. С одной стороны – это метеорит, с другой – он очень долго находился под воздействием Марса. Для нас изучение Фобоса – замечательная ниша, оставленная нам НАСА, ФИСА и т.д. Для американцев и европейцев главной задачей является изучение Марса. Фобос остался за нами. Мы уже летали к нему в 1989 г., но потеряли тогда 2 аппарата. У нас хороший задел, позволяющий надеяться, что этот проект может осуществиться. Хочется верить, что аппарат полетит в 2009 году. Если этого не случится, то перевооружение аппарата отодвинет запуск на более далекий срок. Но мы теряем кадры, и, если проект не возродить, мы потеряем многое.
Президент РАН академик Осипов Юрий Сергеевич сказал, что этот проект имеет исключительно важное политическое значение. Несмотря на очень сложное время, в Институте прикладной математики РАН еще работают люди, имеющие уникальный опыт. Нужно сделать все, чтобы осуществить этот проект в 2009 году. В настоящее время низка рекламная составляющая деятельности РАН. О проектах, подобных обсуждаемому сегодня, надо рассказывать широкой общественности. Например, мало кто знает, что в Академии существует и успешно функционирует Центр управления полетами. Такие крупные проекты позволяют изготовлять аппаратуру двойного назначения.
Члены Президиума обсудили и приняли решения по ряду других научно-организационных вопросов.
