В Московской авиационном институте (МАИ) — бесчисленное количество талантливых студентов, многие из которых, еще проходя программу обучения, уже проявляют себя как профессиональные инженеры, изобретатели, предлагают инновационные решения и проекты, необходимые отрасли. Вот и магистр института № 12 «Аэрокосмические наукоемкие технологии и производства» МАИ Егор Мишин уже не один год работает над очень интересной и перспективной идеей — проектом лунной транспортной платформы, который, по его задумке, будет применяться на этапах полноценного освоения Луны. Что собой представляет проект, на какой стадии он находится сейчас и когда сможет отправится к спутнику Земли — об этом и не только поговорили с Егором.
— Егор, расскажите немного о себе…
В МАИ я поступил в 2017 году. После окончания школы нужно было делать выбор. И хотя тогда у меня еще не было четкого понимания, в какой сфере я хочу развиваться, уже тогда у меня был сильный интерес к различного рода сложным технологиям и технике. Поэтому и выбирал я между космосом, авиацией, ядерной энергетикой и, по-моему, общим машиностроением.
В результате я оказался на специальности «Ракетные комплексы и космонавтика» в Московском авиационном институте. Но, признаться, до конца еще не понимал, что меня ждет в процессе обучения, чему мне надо будет научиться и как вообще будет складываться мой профессиональный путь в сфере космических технологий. Только на втором курсе, когда количество специальных предметов стало увеличиваться, а вместе с этим появились знакомства с серьезными преподавателями с огромным профессиональным и жизненным опытом в космической сфере, я понял, что выбор сделал правильный.
Аэрокосмическая отрасль довольно долго являлась и в какой-то степени является сегодня венцом технологического развития человечества (конкурент в виде технологий микроэлектроники и программирования довольно уверенно старается сместить космос с ведущей позиции), поэтому применить знания, полученные в рамках моей специальности, и в других отраслях производства не кажется чем-то ресурсозатратным.
— В рамках обучения в магистратуре в институте № 12 «Аэрокосмические наукоемкие технологии и производства» МАИ вы разработали проект модернизации лунной транспортной платформы. Как родилась идея?
Пока что до идей модернизации лунной транспортной платформы еще далеко, так как не разработан и первый вариант системы. А идея о создании транспортной системы и космического аппарата, который будет стабильно обеспечивать Луну необходимыми для выполнения миссий ресурсами, появилась летом 2021 года, когда после завершения обучения в бакалавриате и подготовке к поступлению в магистратуру я решил определяться с темой моей дипломной работы.
Самой главной и интересной для меня темой является исследование Луны и перспективы дальнейшего освоения объектов Солнечной системы с ее помощью. Поэтому изначально я хотел выбрать тему разработки проекта посещаемой лунной базы, но в силу ряда причин утвердить ее на кафедре не удалось, поэтому я взял другую — разработку проекта транспортной системы Земля — Луна.
И эта тема очень актуальна, ведь при активном исследовании естественного спутника и отработки ряда новых технологий в космосе потребуется стабильное транспортное снабжение, которое во многом определит темпы развития отрасли в данном направлении.
— То есть над темой вы уже работаете более двух лет?
Да, все верно — с лета-осени 2021 года.
— Что собой будет представлять платформа? Какие задачи будет выполнять?
Сама по себе платформа — это следующая ступень эволюции разгонных блоков. Основной ее задачей также остается транспортировка полезной нагрузки в заданную точку или область. Если уходить несколько глубже, то, помимо успешного, стабильного и относительно быстрого выполнения основной задачи, еще необходимо делать это максимально выгодно с экономической и материальной точки зрения.
Поэтому я решил рассмотреть вариант перехода от одноразовой транспортной системы в виде разгонного блока к многоразовой системе, которая сможет в течение 10 лет снабжать Луну необходимыми ресурсами для ее более быстрого и успешного освоения.
Платформа будет представлять собой модифицированный разгонный блок ДМ, в который интегрируется усовершенствованная система электроснабжения, усовершенствованная система обеспечения теплового режима, стыковочный агрегат с соответствующим набором бортовых систем для его функционирования, двигатели ориентации и система крепления и управления подвесными топливными баками. Также отдельной темой выносится вопрос обеспечения связи и управления лунной транспортной платформы. На данный момент есть относительно большое количество идей и их конфигураций и предстоит определить наиболее успешный вариант реализации.
— Как будет эксплуатироваться платформа?
Функционирование платформы будет происходить исключительно в космическом пространстве Земля — Луна. Система сможет доставлять на орбиту Луны до 10 тонн полезной нагрузки и при наличии подвесных баков возвращать на орбиту Земли до 5 тонн. Для выполнения миссии необходимо будет вывести танкер с топливом для заправки основных баков аппарата, подвесных баков и самой полезной нагрузки. Под текущий и будущий парк ракет-носителей прорабатывается вариант оптимизации количества запусков для реализации одной миссии или целого эксплуатационного периода лунной транспортной платформы.
— Почему за основу решили взять разгонный блок ДМ?
На одном из этапов выполнения работы я проводил анализ прототипов, где в результате и определил, что конструктивно-компоновочная схема разгонного блока ДМ проще всего масштабируется под задачи полетов на Луну. Также у него нет ограничений на выполнение пилотируемых миссий, которые есть у семейств других отечественных разгонных блоков в силу используемых у них топливных пар.
— Как модернизировали его и что это в результате дало?
Первым же делом после определения прототипа по конструктивно-компоновочной схеме я посчитал необходимый запас топлива для выполнения перелета на орбиту Луны с заданными условиями. В результате понял, что необходимо значительно увеличивать объемы топливных баков, а соответственно, и размеры космического аппарата. Но так как бесконечно удлинять систему — это довольно сомнительное занятие, к тому же пространство под головными обтекателями наших ракет-носителей также не бесконечно, необходимо решить задачу увеличения объемов топливных баков иными способами. О том, что в космической технике применяются подвесные или же сбрасываемые топливные баки, я знал, поэтому решил найти ответ в данном варианте исполнения системы. Прорисовав несколько вариантов исполнения, я нашел оптимальный, который удовлетворял и необходимому объему запасов топлива, и проходил по устоявшимся ограничениям отечественной космической отрасли. Грубо говоря, вопрос энергетики полета был решен и далее необходимо было найти решение для выполнения условия эксплуатации системы в космосе на протяжении 10 лет.
Для этого в платформу были интегрированы активный стыковочный агрегат, солнечные батареи, узлы крепления подвесных топливных баков, двигатели ориентации и панели системы обеспечения теплового режима.
В итоге первичной проработки и прорисовки получился облик лунной транспортной платформы, который в первом приближении способен доставлять с орбиты Земли на орбиту Луны различные полезные грузы.
— Комплектующие будут разработаны с нуля?
Анализ прототипов для выбора оптимальной конструктивно-компоновочной схемы для лунной транспортной платформы я проводил с целью дополнительно поставленного условия для процесса разработки системы — нужно разработать такую систему, реализация которой в металле займет относительно короткий промежуток времени.
Если внимательно посмотреть на развитие различных технических систем, то можно заметить, что они все являются результатами развития их систем-предшественников. Многие обыденные вещи сегодня, которые решают большой спектр задач, раньше были разными системами. Те же смартфоны сегодня — это один из самых многофункциональных инструментов, который может решить практически все задачи человека. Так же и в своем проекте я основываюсь на том, что создавать с нуля можно, но не нужно. Тем более в текущих условиях ограниченности финансовых и материальных ресурсов.
Разработать совершенно новый космический аппарат — это не только разработать конструкторскую документацию на него, также необходимо наработать научно-техническую базу для реализации подобных проектов, а за этим стоит проведение большого количества научных исследований, испытаний и прочих мероприятий для отработки технологий. Необходимо наладить производство для выпуска подобных совершенно новых изделий, что влечет за собой огромные финансовые и временные затраты. Нужно научить людей работать с подобными изделиями и создавать их. В итоге, интегрировав в систему все передовые и самые современные технологии, можно отодвинуть дату выхода готового изделия настолько далеко, что к моменту выхода уже все технологии будут устаревшими и само по себе изделие будет уже не нужно, так как нишу займет другое, быть может более простое, но уже давно работающее изделие.
Возможно, что-то в любом случае придется разрабатывать и отрабатывать с нуля, но я стараюсь свести количество данных технологий и систем к минимуму, чтобы удовлетворять условию реализации системы «здесь и сейчас».
— Если говорить о развитии данного проекта, на какой стадии он сейчас находится и как вы планируете развивать его? Как много времени может понадобиться, чтобы довести подобный проект до производства? Планируете ли предпринимать шаги (и какие?), чтобы довести платформу до стадии производства?
На данный момент проект находится на стадии первичной проработки и более детального изучения вопросов постоянных перелетов на Луну и возможностей реализации тех или иных идей на нашей текущей научно-технической базе. Помимо этого, так как я все же только недавно состоявшийся выпускник МАИ, я еще только начинаю набираться практического опыта в разработке конструкторской документации на изделия космической техники, все больше знакомясь с тонкостями разработки.
Я сегодня — инженер-конструктор в РКК «Энергия» им. С.П. Королёва. Можно сказать, я пришел туда, где находится огромная научно-техническая база по пилотируемой космонавтике, а также по транспортным системам. В том числе это то место, где и был придуман, а сегодня развивается и дорабатывается мой разгонный блок-прототип — ДМ.
Касательно времени реализации проекта, сказать трудно. Я платформу рассматриваю в рамках полноценного освоения Луны. На начальных этапах ее возможности избыточны. В дальнейшем, когда уже будут ставиться задачи доставки больших грузов по типу блоков лунной базы, транспортных блоков с ресурсами и научным оборудованием, то тогда моя система раскроется в полной мере.
Само собой мне, как автору проекта, крайне интересно и важно постараться довести его до реализации в металле, но все же это довольно сложная по объему работ система, поэтому для ее реализации придется подключать целые организации.
— Кому подобный аппарат может быть интересен? Роскосмосу? Иностранным космическим агентствам?
С точки зрения предоставления своих услуг по транспортировке данный космический аппарат может выполнять заказы любой страны, которой необходимо максимально быстро, надежно и эффективно доставить свой груз на орбиту Луны.
Если отвечать на вопрос с точки зрения разработки проекта и какой флаг и логотип компании будут нанесены на борту системы, то лично мне бы хотелось, чтобы данный проект был реализован в нашей стране.
И если получится так, что лунная транспортная платформа сможет встать в один ряд с такими изделиями-первооткрывателями, как Р-7, ПС-1, «Восток-1», «Луноход-1» и другие, то я буду невероятно рад и доволен результатами своего труда.
— Какие у вас планы? Планируете строить научную карьеру или двигаться по пути инженерному?
Мне повезло с отраслью, и здесь инженерный и научные пути идут рука об руку.
Сейчас я стараюсь как можно активнее и качественнее набираться практического опыта в разработке изделий космической техники, но следующий учебный год я планирую начать в статусе не только инженера-конструктора, но и студента-аспиранта первого курса, где в дальнейшем уже смогу открыть для себя двери в круги высшего научного сообщества.