Покорение неба в штатном режиме: люди и технологии в космосе

День космонавтики — праздник для всей страны и повод не только вспомнить о достижениях советских и российских ученых, конструкторов, космонавтов, но и поговорить о настоящем и будущем космических исследований — миссиях к другим планетам, создании инфраструктуры в космосе. С 2025 года это в числе задач нацпроекта «Космос». 

Историю отечественной космонавтики принято отсчитывать от 12 апреля 1961 года, когда Юрий Гагарин полетел в космос. В честь этого легендарного полета мы и празднуем День космонавтики. Но еще задолго до 1961 года многие ученые стремились воплотить мечту человечества о полетах к звездам. Первым, кто составил план освоения космоса, который в итоге оказался очень близким к реальности, стал Константин Циолковский, школьный учитель физики и изобретатель-самоучка. Он также первым вывел уравнение реактивного движения и считал, что мировые пространства будут осваивать именно «реактивными приборами».

Исследования и испытания, которые подготовили первые полеты, начались в 1921 году, когда была создана Газодинамическая лаборатория. В 1931 году основана Группа изучения реактивного движения. Их затем объединили в Реактивный научно-исследовательский институт.

Основателем советской космонавтики по праву считают выдающегося ученого-конструктора Сергея Королева, разработавшего первый искусственный спутник Земли. Его запустили 4 октября 1957 года. 12 апреля 1961 года Юрий Гагарин впервые облетел Землю на космическом корабле, также созданном в конструкторском бюро Королева. Разработки КБ положили начало отечественному ракетостроению и всей космической отрасли. 

Помимо Юрия Гагарина, в первый отряд космонавтов СССР приняли еще 19 человек. В итоге в космосе побывали 12 из них. Одни летали только на «Востоке», другие участвовали в полетах на «Восходе» и «Союзе». Главной задачей было исследовать, как на организм космонавтов влияют невесомость, перегрузки и нахождение в замкнутом пространстве.

После Гагарина свой полет совершил Герман Титов. Он стал первым человеком, проведшим там целые сутки, и первым фотографом, который снял нашу планету из космоса. За 25 часов 11 минут корабль Титова сделал 17 оборотов вокруг Земли.

Первый парный космический полет совершили космонавты Андриян Николаев и Павел Попович 11–15 августа 1962 года на кораблях «Восток-3» и «Восток-4». Еще один космический рекорд, самый длительный полет, продлившийся около 5 суток, принадлежал космонавту Валерию Быковскому. Он летал на корабле «Восток-5».

Первой женщиной в космосе тоже стала наша соотечественница — Валентина Терешкова. Она стартовала 16 июня 1963 года на корабле «Восток-6». Терешкова облетела Землю 48 раз и провела в космосе около трех суток.

Алексей Леонов — первый, кто вышел в открытый космос. Это произошло 18 марта 1965 года. Леонов находился за бортом 12 минут. Полет он совершил на борту «Восход-2», первого в мире многоместного пилотируемого космического корабле.

Первой женщиной, вышедшей в открытый космос, стала Светлана Савицкая. 25 июля 1984 года она провела за пределами станции 3 часа 35 минут. Вместе с Владимиром Джанибековым они испытывали универсальный ручной инструмент для работ по металлу. Савицкая также первая женщина, дважды побывавшая в космосе: в августе 1982 года в составе экипажа «Союз-Т7» и в июле 1984 года на «Союзе Т-12».

16 января 1969 года произошла первая стыковка на орбите двух пилотируемых кораблей, выполненная в ручном режиме. Космонавты Алексей Елисеев и Евгений Хрунов перешли через открытый космос из «Союза-5» в «Союз-4».

В 1971 году началась новая эра длительных космических полетов, и ее также открыл СССР. В июне 1971 года «Союз-11» отправился в экспедицию на первую долговременную орбитальную станцию «Салют». На орбите за 22 сутки космонавты отработали цикл полетных операций для длительных экспедиций на космических станциях.

С 1971 по 1997 год на орбиту вывели восемь советских, а затем российских пилотируемых космических станций «Салют», которые обеспечивали длительное пребывание человека в космосе. На их борту находилось в общей сложности 34 экипажа. Это был шаг к работе на следующем, международном комплексе «Мир». За 15 лет на нем побывал 71 космонавт из 12 стран, реализовав 27 международных научных программ.

Современные пилотируемые полеты в космос в среднем продолжаются 4-6 месяцев, иногда — около 1 года. Космонавты летят на «Союзе» к МКС, стыкуются, а затем работают на станции. Наземная подготовка к старту, управлению кораблем, стыковке, выходу в открытый космос длится годами. Полеты и пребывание в космосе упростились, но не стали обыденной задачей.

Современным космическим рекордсменом стал Олег Кононенко. Он совершил пять орбитальных миссий и находился в космосе в общей сложности 1111 суток. Предыдущее достижение принадлежит Геннадию Падалке — он совершил пять полетов и провел в космосе 878 суток 11 часов 29 минут 48 секунд.

Еще один тренд в освоении космоса — экономичность и эффективность. Не увеличивать число пилотируемых полетов в космос, а выполнять как можно больше задач за одну миссию.

Среди задач нацпроекта — создание многоразовых ракет и новой российской орбитальной станции (РОС), которая заменит МКС, чей срок службы рассчитан до 2030 года. Научные задачи, предусмотренные нацпроектом, — продолжать исследовать Солнечную систему, искать и осваивать космические ресурсы. В частности, запланированы экспедиции на Луну и размещение там малой атомной энергостанции, изучение Венеры и других планет.

Надежность и безопасность остаются неизменными приоритетами. Со дня первого полета человека в космос наша страна в числе лидеров по количеству штатных космических пусков, то есть прошедших без чрезвычайных происшествий.

Самые частые современные пуски связаны с выводом на орбиту спутников. Это могут быть и спутники связи, и студенческие кубсаты, и аппараты оборонного значения. Только 28 декабря 2025 года с космодрома Восточный на орбиту запустили 52 спутника. За год таких стартов было 17, и все они прошли по плану. 

Спутники на орбиту доставляют ракеты «Союз-2», которые стартуют с космодромов Плесецк, Байконур и Восточный. Современный тренд — не увеличение количества стартов, а эффективное использование каждого из них. Такая цель заложена и в нацпроекте «Космос» — создавать и применять более эффективные и экономичные технологии как при создании ракет и спутников, так и при их выводе на орбиту. Это происходит за счет групповых запусков и развертывания многоспутниковых систем.

Развитие и поддержание орбитальной инфраструктуры и создание многоспутниковых группировок — важные задачи нацпроекта «Космос». 

О том, как за десятилетия изменились работа и быт космонавтов, нашему порталу рассказал летчик-космонавт Сергей Волков, первый в мире космонавт во втором поколении. Сергей — сын Александра Волкова, который совершил три полета на МКС в должности командира экипажа и провел на орбите в общей сложности 547 суток, 23 часа из них — в открытом космосе.

— Как изменились технологии в космосе?

— Я бы выделил несколько направлений. Первое — изменение самого транспортного корабля «Союз». Внешне он практически не поменялся и для обычного человека все то же, что и раньше — как летали на «Союзах», так и летаем. Но «начинка» поменялась существенно. В 1998 году, когда мы пришли в отряд, была бортовая вычислительная машина с очень ограниченными функциями. На борту находилось много аналоговых приборов, и сама мощность машин была чуть больше, чем у калькулятора.

К 2000 году стал меняться интерфейс, появились чувствительные экраны, аналоговые кнопки остались только для особо важных каналов. На случай отказа вычислительной машины, чтобы можно было напрямую подать команду по включению или переключению двигателя.

Еще позже в 2010-2011 годах появился цифровой корабль — внедрили новую вычислительную машину, которая существенно упростила работу космонавтов. Действия в расчетных нештатных ситуациях, очень тяжелые по энергозатратам, которые мы отрабатывали на тренажерах, существенно упростились.

Раньше одним из самых сложных был отказ акселерометра, с помощью которого вычисляется набранная скорость. Ошибка в 1 секунду при выдаче тормозного импульса дает промах относительно точки посадки сразу на 8 километров.

Теперь машина понимает, какой импульс выдан, когда двигатель выключить, если сбой и двигатель не выключается или включается не тогда, когда надо.

Сама схема работы вычислительной машины упростилась. В начале 2000-х для ввода данных мы использовали восьмеричный код. Переводили сначала десятеричный в восьмеричный и вводили данные, сейчас этого не требуется.

От момента старта экипажа до стыковки проходит сейчас 3—4 часа, раньше такие операции выполняли по двое суток.

У меня три старта были — сначала двое суток стыковку выполняли со станцией, сейчас — 3, 5 часа.

— Как изменились задачи космонавтов?

— Задачи всегда разнообразные. Изменились возможности по передаче объема данных. В 1960-1970-е фотографировали на пленочные фотоаппараты, и были даже специальные капсулы для отправки снимков. Закладываешь кассету с пленкой в капсулу и отправляешь ее на Землю, такой аппарат был.

Когда мы начинали, то с пленочных камер стали переходить на цифровые и уже могли передавать фотоизображения, но не весь массив информации. Надо было обрабатывать каждое фото, а на это уходило по пять минут примерно. С учетом того, что по одному эксперименту мы делали до 1 тысячи фото, то на обработку уходили сутки. Современная техника позволяет сбрасывать фото на Землю в исходном формате, и там специалисты могут их более качественно обработать.

— Получается, работать в космосе стало проще?

— Для экспериментов, исследований, сбора данных используются компьютеры, специальные программы, и это ускорило и упростило многое. Но не могу сказать, что стало проще. Появились другие задачи, но с точки зрения массива информации, который мы получаем, — он стал больше и выше качеством. 

— А быт космонавтов сильно изменился?

— Жизнь на станции существенно поменялась. Теперь, когда есть современные средства коммуникации, то психологический климат значительно улучшился. Ощущение оторванности от людей, от Земли значительно смягчается, когда можешь позвонить и пообщаться.

Раньше каждую неделю 2 раза на 20 минут в ЦУПе организовывали сеансы связи для космонавтов и их родных. Собирались все члены семьи всех космонавтов, то есть минимум 12 человек. И вот так общались — все одновременно друг с другом говорили.

— Как стать космонавтом или работать в сфере освоения космоса?

— Не буду оригинален: хорошо учиться, следить за своим здоровьем и быть настойчивым в достижении своих целей.

Хотел бы обратить внимание, что эта профессия — производная от других профессий. Нет такого вуза, где учат на космонавта. Надо, прежде всего, стать инженером. То, о чем говорит Президент, — у нас нехватка квалифицированных инженерных кадров. Заканчивать вуз, а после этого смотреть, в какую отрасль идти работать. Пилоты — это далеко не все, кто требуется. Огромное количество интересных задач решает беспилотная космонавтика, низкоорбитальная группировка активно развивается. Задач очень много. Роль человека как оператора машины очень важна, но она далеко не единственная.

С 6 по 12 апреля в России проходит Неделя космоса. Указ о ее ежегодном проведении Президент России Владимир Путин подписал 29 декабря. Организатор Недели космоса — Государственная корпорация «Роскосмос».

Профильный нацпроект «Космос» — один из ключевых нацпроектов для достижения технологического лидерства нашей страны. В числе его приоритетов — и подготовка специалистов, которые в будущем будут развивать эту отрасль.