«Можно сказать, что за последние пару десятилетий исследования Солнечной системы пережили бурный ренессанс. В турнирной таблице произошло перемещение игроков, для нашей страны не очень удачное, потому что мы фактически потеряли второе место, которое занимал Советский Союз, соревнуясь на равных с Соединенными Штатами. В исследованиях Венеры мы лидировали, на Марсе были менее успешны, с планетами-гигантами мы практически не связывались. Сейчас почетное второе место наша страна уступила Европейскому космическому агентству, которое в советскую эпоху практически не имело самостоятельного выхода в дальний космос», — полагает руководитель лаборатории прикладной ИК-спектроскопии МФТИ Александр Родин.
Несмотря на то, что место России в космической гонке скромнее, чем в советскую эпоху, оно заметное и вполне достойное. И хотя утраченное лидерство — это в каком-то смысле потеря, наши ученые нашли свое место в новой кооперации, в новой космической гонке, не имея возможности реализовать отечественные миссии. Попыток проведения национальных миссий в России за последние 25 лет было две, к сожалению, обе неудачные. Но приборы, разработанные нашими специалистами, успешно работают на международных аппаратах. Это показывает не только научные амбиции, но и технологические возможности нашей страны, которые в ряде случаев существенно опережают зарубежных коллег.
Среди существующих космических агентств стоит выделить два — ESA и NASA, с которыми у России за последние годы появился богатый опыт сотрудничества и создания совместных проектов. И аспекты внутреннего устройства указанных организаций сегодня крайне важны для понимания, поскольку могут заметно повлиять на дальнейшее развитие российской космической сферы.
«Задача ученых, к которым я отношусь, — научная координация проекта. Мы должны понимать всю науку, которая предполагается проектом, будь то полет к Марсу или обсерватория для наблюдения рентгеновских источников. Project scientist должен понимать, как это работает, то есть основы этой науки. Ученые, которые трудятся в агентстве, занимаются сопровождением различных проектов, следят, чтобы выполнялись главные научные задачи, не утонули в технических проблемах, переделках в процессе имплементации миссий», — рассказывает project scientist миссии «Марс-Экспресс» Европейского космического агентства Дмитрий Титов.
Вторая задача агентства — держать контакт с научными командами, которыми как раз ведется основная научная работа. Команды находятся в странах, участвующих в работе общеевропейского агентства. Их насчитывается больше 20. Ученые ESA поддерживают контакт со всеми коллективами и координируют их работу. Непосредственно наука и написание статей находятся в ведении лабораторий, институтов и университетов.
Агентство не только курирует изготовление космических аппаратов, но и занимается их управлением. Специальные центры управления заняты связью с аппаратами, отправкой команд, приемом и архивированием данных.
Запуск спутника ESA Earth Explorer Aeolus c космодрома Европы в Куру, Французская Гвиана, 22 августа 2018 года. © ESA — S. Corvaja
Структура миссий
Самые крупные миссии стоимостью больше 1 миллиарда евро — миссии L-класса (large). Их довольно немного, они делаются с периодичностью примерно раз в шесть лет. Эти миссии нацелены на получение многоплановой информации об объекте исследования для высококлассной науки и находятся на грани технологических возможностей. Используются новые технологии, которые специально разрабатываются под каждую миссию. Именно поэтому подготовка к такого рода проектам не только занимает много времени, но и требует больших финансовых вложений. Например, JUICE (миссия к Юпитеру), относится к классу L.
Второй тип миссий — M (medium), средний класс со стоимостью порядка 0,5 миллиарда. Их обычно запускают примерно раз в три года. Это могут быть миссии, которые сфокусированы на каких-то конкретных задачах, требующих небольшого объема аппаратуры. Миссия «Марс-Экспресс» — это как раз аппарат типа M.
Наконец, существуют маленькие миссии, в которых Европейское агентство выступает партнером в проектах либо национальных космических агентств в Европе, либо NASA или JAXA (Japan Aerospace Exploration Agency). Агентство вкладывает небольшие суммы от 50 до 100 миллионов евро и участвует в создании научной аппаратуры.
Важно понимать, что все миссии проходят очень жесткий отбор научным сообществом. То есть космическое агентство занимается комплементацией того, что считают важным ученые в Европе.
Отбор миссий
Каждая миссия проходит многоступенчатый отбор. Если говорить о миссиях M-класса, сначала агентство выпускает так называемый «Mission of Opportunity» или «A call for missions». Это открытые запросы на предложения новых миссий с ограничением по стоимости в 0,5 миллиарда евро. Научные группы вырабатывают некие проектные предложения, которые поступают в агентство, где они рассматриваются с точки зрения требуемой аппаратуры и актуальности научных задач. Дальше происходит отбор в несколько ступеней.
«На последний запрос было дано около 35 предложений в разных областях науки, начиная от возврата материала поверхности с астероидов и заканчивая черными дырами. Из всех предложений было отобрано приблизительно 10–12, потому что некоторые просто граничили с фантазиями, а некоторые вполне выполнимы с точки зрения существующих технологий. Затем из них были выбраны 3, и уже после детальных исследований выбирается одна миссия, которая пойдет непосредственно в промышленность для изготовления космического аппарата. Это очень многоступенчатый, аккуратный и скрупулезный отбор того, на что будут потрачены 0,5 миллиарда», — поясняет Дмитрий Титов.
Главным в этой схеме взаимодействия является именно научное сообщество. Не агентство диктует, куда отправлять миссии и что исследовать. Научное сообщество формулирует задачи, а агентство вместе с промышленностью и техническим персоналом, который находится вне ESA, оценивает возможность предложений. Уже после этого происходит выбор и принятие решения: да, мы летим к астероиду или запускаем обсерваторию к черным дырам.
NASA
Национальное управление по аэронавтике и исследованию космического пространства (National Aeronautics and Space Administration, NASA) — таков традиционный перевод в России, — это ведомство, относящееся к федеральному правительству США и подчиняющееся непосредственно вице-президенту США. В отличие от Европейского космического агентства, NASA отвечает за гражданскую космическую программу страны, а также за научные исследования воздушного и космического пространств и научно-технологические исследования в области авиации, воздухоплавания и космонавтики (по терминологии, принятой в США, — астронавтики).
Формирование новых проектов
У NASA есть хорошо апробированные исследовательские программы в различных областях — от гелиофизики до геофизики. И в рамках этих программ каждый год ученым рассылают приглашение представить свой проект создания научного спутника, межпланетной станции или отдельного инструмента. Каждая программа ориентируется на свой уровень технологической готовности: от общей идеи до почти готового прибора, которому остался один шаг до установки на спутник. Размах программы варьируется от модных кубсатов до крупных телескопов. Программы поддержки космических проектов существуют как в рамках всего NASA, так и в отдельных космических центрах. Какие проекты поддержать? Что исследовать — Марс или Юпитер? Это решается голосованием ученых-экспертов, которые выбирают из предложенных вариантов космических телескопов или межпланетных станций самый перспективный проект. Есть и противоположный вектор деятельности: ученые NASA сами пишут заявки на финансирование предлагаемых проектов.
«Я с 2011 года работаю с данными лимбового сенсора спутника «Суоми». Этот сенсор смотрит не в космос и не на Землю, а между ними — на лимб, на тонкий слой атмосферы, в котором часто разворачиваются удивительные события. В стратосферу всплывают облака горячих вулканических газов, в приполярной зоне на высоте более 80 км возникают загадочные мезосферные облака. А 15 февраля 2013 года над Челябинском взорвался астероид размером около двадцати метров. Он оставил облако пыли, которое я и обнаружил в данных лимбового сенсора, чувствительного к присутствию аэрозоля на больших высотах. Лимбовый сенсор «Суоми» — прекрасный инструмент, но и у него есть недостатки, в частности, он смотрит назад по траектории движения спутника и строит только три профиля свечения атмосферы, расположенных очень близко друг к другу. В 2014 году я предложил создать лимбовый сенсор нового типа, который имел бы 14 каналов, направленных в разные стороны, и мог бы быть установлен на кубсате», — приводит пример ведущий аналитик компании «Science Systems and Applications» Николай Горькавый.
Эта идея понравилась научному сообществу, получила много сторонников и в 2015 году была поддержана Центром космических полетов имени Годдарда NASA. Когда бумажный проект превратился в реальный прототип из стекла и металла, то он был профинансирован уже общей программой NASA, которая называется «Инкубатор инструментов». Возможно, через какое-то время он превратится в реальный спутник и станет началом новой серии лимбовых космических сенсоров.
Космический корабль Atlantis на стартовой площадке Космического центра Кеннеди на мысе Канаверал, штат Флорида. Фото: NASA / Bill Ingalls
Структура агентства
В NASA всегда есть глава проекта, который является государственным служащим, и есть подчиненные ему частные компании-контрактники, которые старательно и за минимальную цену выполняют его заказы. Однако ввиду того, что при всей эффективности этого агентства в NASA все-таки довольно много всевозможных инструкций, нарастает тенденция передачи космических программ из государственных центров в еще более эффективные частные компании, сотрудники которых обходятся казне дешевле.
«Например, важную роль в NASA и в американской науке играют федерально финансируемые частные центры, такие как JPL — Лаборатория реактивного движения в Пасадене. Такие центры целиком финансируются из государственного бюджета, но организационно подчиняются университету или частной компании. Так, JPL, работающий на NASA, управляется Калтехом, то есть формально является подразделением университета. Это дает повод некоторым российским политикам предлагать распустить Академию наук и «передать науку» в университеты, которые, как им кажется, на Западе успешно занимаются наукой», — продолжает Николай Горькавый.
Однако при более детальном рассмотрении подобных проявлений западной «университетской науки» картина сильно меняется. Калтех — небольшой университет: всего 2200 студентов и 300 преподавателей. Формально подчиненный ему JPL имеет 5900 сотрудников и бюджет 2,3 миллиарда долларов, что составляет примерно 400 тысяч долларов в год на одного сотрудника. Сотрудники JPL изготавливают для NASA межпланетные станции и марсианских роботов полный рабочий день, не отвлекаясь на преподавание, педагогические отчеты и прочие прелести учебного процесса. Для сравнения: весь бюджет NASA в 2018 году — 20,7 миллиарда долларов, а общее число сотрудников-госслужащих — 17 400. Всего же у американского космического агентства 10 крупных центров и частный JPL. Если учесть число работников-контрактников из коммерческих компаний вроде Boeing, которые делают для NASA ракеты и спутники, то общую численность сотрудников, занятых в проектах агентства, можно увеличить в несколько раз.
Говоря о сотрудничестве с университетскими лабораториями, стоит отметить работу NASA со школьниками и студентами. Существующие программы позволяют показать подрастающему поколению, как работает агентство, под руководством сотрудников NASA они могут поучаствовать в отдельных проектах. Пусть глубоко вникнуть в научную или инженерную задачу за отведенные пару месяцев стажировки едва ли получится, но это скорее всего повлияет на дальнейший выбор профессии. И это лишь одна из многих вех активной популяризации своей деятельности, которой занимается NASA. И результат налицо: это самое известное космическое агентство, которое пользуется равным уважением среди ученых, политиков и обывателей.
Среди особенностей работы в NASA, ожидающих потенциальных сотрудников, можно выделить нетипичную для Европы систему найма. Для работы на это космическое агентство не нужно заключать рабочий контракт. В этом есть свои плюсы: можно в любой момент уволиться. С другой стороны, могут точно так же и уволить без явной причины, например, если закончится выделенный на проект бюджет.
