Точка зрения | Проблема пилотируемых полетов
В формате «Точка зрения» ПостНаука знакомит читателей с мнениями наших экспертов об актуальных проблемах общества, образования и науки. В новом выпуске мы попросили наших авторов высказать свою точку зрения по поводу необходимости совершения человеком полетов в космос. «Когда-то и Марс был «цветущим оазисом», благоприятным для зарождения жизни» Нужны ли пилотируемые полеты или нет? Считаю, что нужны. Но не в вульгарном представлении, когда наши космические корабли «бороздят просторы Вселенной». Строго говоря, человек как биологический вид сформировался на Земле и к жизни в космосе не приспособлен. Как узкий специалист, много лет занимающийся защитой человека от радиации в космосе, могу сказать, что современный уровень знаний и их технической реализации не позволяет космонавту долго находиться в межпланетном полете, на поверхности Луны или Марса. Длительность такой миссии не может составить больше 3–4-х лет, после чего будут с неизбежностью превышены разрешенные космонавтам нормативы радиационного облучения, призванные оградить их от неблагоприятных радиобиологических эффектов.
Рассмотрим вопрос о пилотируемых полетах в ближайшей (десятки лет) и отдаленной (сотни лет) перспективе. На текущем этапе об освоении других миров речь, конечно же, не идет. Человек освоил только узкий класс околоземных орбит, где от губительной космической радиации защищает магнитное поле Земли. С учетом набранных темпов развития регулярные полеты человека к астероидам, Луне, точкам либрации и далее могут стать технически возможны (и при этом безопасны!) в течение ближайших десятилетий. Здесь для меня основным для голосования «за» является так называемый «спин-офф» — применение космических технологий на Земле, когда средства, потраченные на космос, возвращаются, а результаты космических наработок используются простыми людьми. Вы можете возразить мне, что, скажем, в вашей районной поликлинике вы пока не видели примеров использования средств, применяемых в космической медицине, но здесь это скорее вопрос эффективности государственного устройства и организации здравоохранения, чем проблема расходования средств на космическую медицину для пилотируемых полетов. Исследования последних лет показали, что когда-то и Марс был «цветущим оазисом», благоприятным для зарождения жизни, пока несколько миллиардов лет назад с него не «сдуло» атмосферу, и он не превратился в ледяную безмолвную пустыню. В отдаленной перспективе с учетом нарастающих демографических и экологических проблем на земном шаре пилотируемые полеты помогут основать автономные колонии-поселения на Марсе, что может спасти «искру жизни» во Вселенной при неблагоприятном развитии дел в ее колыбели на Земле. «Останется ли при этом неизменной биологическая природа человека, препятствующая его проникновению в глубины космоса?» — этот вопрос, пожалуй, потребует отдельного научно-философского рассмотрения, недоступного узкому специалисту.
Исторические примеры говорят, что цивилизации, нацеленные на замкнутость, теряли динамизм развития или даже поглощались, уступая место другим. Так не надо ждать, когда нас посетят и колонизируют пришельцы, а надо, несмотря на трудности развития, самим стремиться к звездам!
Вячеслав Шуршаков
кандидат физико-математических наук, старший научный сотрудник ИМБП, Служба радиационной безопасности пилотируемых космических пролетов
«Люди в космосе нужны будут не для выполнения механической работы, а для принятия решений»
Создание автономных поселений вне Земли необходимо человечеству, если оно собирается просуществовать длительное время (хотя бы сравнимое с историческим периодом). Однако путь к этой цели будет длинным, и чтобы преодолеть его, придется совершить много мелких шажков. Не всегда этот путь должен быть прямым.
В данный момент развитие техники склонилось в сторону автоматических космических аппаратов, а не пилотируемых. Например, в европейской программе фундаментальных научных исследований до 2034 года Cosmic Vision нет ни одной пилотируемой миссии, даже среди заявок. В литературе упоминается низкая эффективность работы космонавтов на станции МКС. На проведение научных экспериментов космонавты могут тратить лишь 3–5% полетного времени, остальное расходуется на поддержание самой станции в рабочем состоянии (Космонавтика XXI века. Попытка прогноза развития до 2101 года. Под ред. Б.Е. Чертока. М.: РТСофт, 2010). Автоматы имеют много преимуществ перед пилотируемыми аппаратами в космосе: малую массу, большой срок работы, гораздо меньшую моральную ответственность в случае потери аппарата. Кроме того, наши знания о многих космических телах довольно скудны и могут быть существенно увеличены даже сравнительно простыми и дешевыми аппаратами.
Наблюдаемое быстрое развитие робототехники, компьютерных технологий и 3D-печати позволяют предположить, что круг задач, решаемых без участия человека, будет быстро расширяться. В недалеком будущем, возможно, роботами будет выполняться ремонт космических аппаратов, сбор космического мусора и даже строительство заводов на Луне или астероидах. Иными словами, сейчас технологии пилотируемой космонавтики близки к насыщению своих возможностей, в то время как возможности автоматики бурно развиваются. Поэтому от освоения именно беспилотных технологий можно получить наибольшую отдачу.
Однако это положение вещей не будет сохраняться вечно. Спустя какое-то время прогресс робототехники тоже затормозится. Возможно, по своей «разумности» машины будут сильно отставать от человека, и это станет главным фактором, ограничивающим их применимость. Тогда произойдет очередная переоценка ценностей, в результате которой пилотируемая космонавтика получит новый толчок к развитию. Люди в космосе нужны будут не для выполнения механической работы, как это было на заре космонавтики, а для принятия решений. Конечность скорости света приводит к тому, что время отклика при передаче информации, скажем, с Марса на Землю и обратно может достигать получаса. Поэтому при ведении какой-либо активной деятельности «армией роботов» на Марсе или далеком астероиде потребуется присутствие человека на месте событий, и к космонавтам будущего в некоторой степени перейдет роль, которую сейчас выполняют ЦУПы.
Суммируя вышесказанное, на сегодня выгоднее вкладывать в беспилотные технологии, с помощью которых в космосе и на других планетах в будущем будет создана мощная инфраструктура. Со временем для управления ею человеку придется перенестись ближе к месту действия, то есть на Луну и другие естественные и искусственные тела Солнечной системы. Автономные системы жизнеобеспечения к тому времени тоже будут использовать новейшие достижения автоматики, поэтому станут более безопасными и потребуют меньше внимания со стороны космонавтов.
Сергей Пилипенко
кандидат физико-математических наук, старший научный сотрудник отдела теоретической астрофизики АКЦ ФИАН
«Может оказаться рациональнее послать в космос человека с обычным ноутбуком, чем автоматический, но менее производительный прибор»
Современные технологии, с одной стороны, позволяют создавать надежных роботов для решения очень разнообразных задач, в том числе и связанных с освоением космоса. С другой стороны, человек в некотором смысле тоже робот, но весьма хрупкий, капризный к условиям работы и потому затратный. На стыке этих утверждений и рождается, как я понимаю, вопрос о целесообразности пилотируемой космонавтики. Действительно, стоит ли посылать в космос человека, если роботы могут сделать все за него, но при этом безопаснее, надежнее, быстрее и дешевле? Особенно когда речь идет об исследовании поверхности других тел Солнечной системы. На мой взгляд, стоит. И этому я вижу два основания.
Первое — утилитарное: искусственный аппарат может не все сделать за человека. Условно робот может быть универсальным, надежным и дешевым. Выберите любые два пункта. То есть мы создаем либо надежные узкоспециализированные аппараты, но в большом количестве, что уже дорого, либо более универсальные, но платим за это их надежностью или дешевизной — скорее всего, дешевизной. При этом человек, пожалуй, и является одним из таких универсальных, более-менее надежных и не фантастически дорогих механизмов. Единственный исследователь способен в реальном времени решать несколько разноплановых задач, ставить эксперименты, анализировать их результаты, делать на месте содержательные выводы и самостоятельно планировать свои дальнейшие действия. Правда, потребность в этом возникает не всегда. Как правило, анализ и планирование можно проводить и на Земле — так работают центры контроля межпланетных станций. Но, например, технические орбитальные миссии к телескопу им. Хаббла осуществлялись именно людьми, но не роботами. В то же время наличие Международной космической станции позволяет проводить десятки экспериментов одновременно, в рамках одной инфраструктуры. Предположу, что не все эти эксперименты легко автоматизируются, как это часто бывает в науке. Кроме того, не всегда есть возможность передать большое количество данных на Землю: организовать быструю (по бытовым меркам) радиолинию сложно. А если такая задача встанет (например, при долгосрочных исследованиях на поверхности Луны или Марса), то одно из возможных ее решений — обработка данных на месте тем же человеком.
Наконец, роботы тоже «не камень»: они также подвержены действию радиации в космосе, как и человек. При этом современные радиационно стойкие микросхемы уступают по вычислительной мощности даже земной бытовой электронике. Поэтому в какой-то момент может оказаться рациональнее послать в космос человека с обычным ноутбуком (условно), чем автоматический, но менее производительный прибор.
Второе основание скорее фундаментальное. Как мы, цивилизация, видим нашу космическую экспансию в дальнейшем? Хотим ли вообще мы, люди, сами перемещаться на другие планеты Солнечной системы и использовать их для дальнейшего развития? Или мы предполагаем, что навсегда останемся за Земле, а космос будет отдан роботам? Ответы на эти вопросы лежат за рамками настоящего комментария. Если все-таки хотим, то нам необходимо учиться как долгим перелетам в космическом пространстве (например, эксперимент Марс-500), так и жизни в более суровых условиях других планет. И тогда нет вариантов — человек должен бывать в космосе.
Антон Бирюков
кандидат физико-математических наук, научный сотрудник лаборатории космических проектов ГАИШ МГУ
«В долгосрочной перспективе вообще не должен стоять вопрос «Нужно или не нужно?»
С момента появления космических полетов для человечества было очень важно сохранять и развивать эту технологию: то, что один раз было создано, ни в коем случае нельзя утрачивать. Другое дело, что нужно находить применения деятельности космонавтов в космосе. Каждое время ставит свои задачи, и даже если порой бывают периоды, когда не видно явно задач по каким-то причинам, все равно важно сохранять технологию, нельзя ее утрачивать.
Постоянно идет развитие, появляются новые технологии, и даже то, что раньше делалось по отработанной методике, можно совершенствовать. Конечно, нужно искать задачи, которые эффективно могут решаться с помощью пилотируемых полетов. Это касается и чистой науки, когда необходимо что-то исследовать, и жизненных интересов, прикладных технологий, например материаловедения — были разработки по получению особо чистых материалов в космосе. Идея в том, что нельзя ничего утрачивать, нужно постоянно совершенствовать, делать дешевле, проще, надежнее пребывание человека в космосе, облегчать работу космонавта, повышать его защищенность, удешевлять сами полеты и таким образом делать функционирование человека в космосе менее дорогим и более эффективным. Здесь роль науки заключается не только в совершенствовании, но и в поиске новых задач. Мне представляется, что технология космических полетов ужа неотделима от жизни человека. Так происходит хотя бы потому, что мы — часть космоса, Земля — это «крошка», летающая в Солнечной системе. Мы живем в космосе и должны жить в нем полноценно, управлять своими возможностями и расширять их: повышать защищенность, получать новые знания о космическом окружении, изучать соседние планеты, Солнце и его воздействие на климат, потенциальные опасности, такие как астероиды, и так далее.
Прошло всего чуть более 50 лет с момента запуска первого спутника. С точки зрения времени жизни цивилизации с начала космической эры прошло ничтожное время. Мне кажется, что в долгосрочной перспективе вообще не должен стоять вопрос «Нужно или не нужно?» — это стало частью нашей жизни, должно развиваться вместе с нами, так же как совершенствуются многие другие технологии. Например, лазеры, которые нашли массу применений в медицине: с их помощью делаются операции, лечат глаза, делают научные приборы, режут металл. Вопрос «Нужен лазер или нет?» уже не стоит, точно так же и с пилотируемой космонавтикой и с космосом в целом.
Многое делается с помощью автоматических космических аппаратов: исследуются планеты, например Марс, изучается околоземное и удаленное пространство, наблюдается Солнце — все это надо совершенствовать. Пилотируемая космонавтика также должна полноценно жить и развиваться так же, как и другие технологии, которые помогают человечеству жить и дают ему новые возможности.
Владимир Кузнецов
доктор физико-математических наук, директор Института земного магнетизма, ионосферы и распространения радиоволн РАН, действительный член Международной академии астронавтики
Полный текст статьи читайте на Postnauka.ru
