ИДВ РАН  
 
19.01.2017 г.  
Денисов Ю.Д. Япония в космосе Печать
30.11.2016 15:03

Япония в космосе

Ю.Д. Денисов, в.н.с.

Как известно, в настоящее время околоземное космическое пространство является местом активной практической деятельности и приносит неоценимую пользу всем странам мира. Глобальная связь и информационные услуги, позиционирование на местности, прогнозы погоды, предупреждения о стихийных явлениях – всё это так или иначе вошло в жизнь почти каждого жителя нашей планеты. Многочисленные научные исследования на спутниках и космических станциях, причём, уже не только на околоземных, но и на межпланетных орбитах, подготавливают новые прорывы в науке, технике и практических технологиях.

Начало работ по созданию ракет - единственных технических средств, способных преодолеть земное притяжение и выйти в космическое пространство, - началось вскоре после окончания Первой мировой войны. Особое внимание привлекали перспективы их военного применения – так, в 1944 г. немецкими ракетами «Фау-2» был обстрелян Лондон. Это существенно ускоряло развитие ракетостроения, но параллельно быстро развивались и направления, подготавливающие использование ракет для освоения космического пространства.

Японские работы в области ракетостроения начались намного позже, чем в других странах - после окончания Второй мировой войны. Причём, в условиях послевоенной разрухи и при запрете на разработку и производство военно-технических изделий ракетные технологии не могли привлечь интерес общества и активно развиваться. Не имея прямого отношения к насущным задачам восстановления страны и подъёма её экономики, они также не были интересны ни правительству, ни промышленникам. Поэтому работы в области ракетной техники проводились в весьма ограниченных масштабах и держались на энтузиазме небольшой группы инженеров. Их итогом стала постройка и запуск миниатюрных ракет на твердом топливе, позволявших замерять различные параметры атмосферы, которыми интересовались метеорологические службы.

Лишь в конце 1950-х гг. была построена ракета, способная взлететь на высоту 60 км, а в 1961 г. была покорена высота 350 км. После того, как в 1966 г. ракета «Ламбда» достигла высоты 1800 км, было решено использовать её для запуска спутника Земли, и в феврале 1970 г. первый японский спутник, массой 23 кг, был выведен на околоземную орбиту. В течение двух последующих лет с помощью более совершенной ракеты «Мю» было запущено ещё три спутника, но масса каждого из них не превышала 70 кг.

К этому времени в Японии сложилось чёткое понимание того, что работы по ракетно-космической тематике требуют более серьёзного внимания, поскольку космос может быть использован для решения важных социально-экономических и оборонных задач, а в дальнейшем его значение возрастёт ещё больше. Немаловажным было и завоевание почётного статуса «космической державы», т.е. страны, которая имеет амбициозную космическую программу и реализует её с помощью собственных ракет-носителей. Было ясно и то, что этот статус потребуется непрерывно подтверждать, двигаясь в ногу с прогрессом ракетно-космической техники, причём весьма впечатляющим - ведь советские космонавты побывали в космосе ещё в 1961 г., а вскоре на околоземную орбиту вышли и американцы. С 1964 г. начались полёты многоместных космических кораблей, а в 1969 г. американские астронавты дважды высадились на Луну. На фоне этих достижений японские космические результаты были едва заметны.

Поэтому в начале 1970-х гг. Совет содействия освоению космоса при организации «Кэйданрэн» подготовил большой аналитический доклад «Контуры долгосрочной политики по освоению космоса». В нём подчёркивалось огромное влияние, которое оказывают космические исследования и разработки ракетно-космической техники на научно-техническое развитие страны, в частности, её наукоемких отраслей. Был подготовлен план разработки и запуска спутников и других космических аппаратов. Так, до 1980 г. предполагалось запустить 35 спутников Земли научного и практического назначения, среди них два с подопытными животными на борту. Другой вариант плана, отражающего позиции Японской ассоциации ракетостроения, предполагал, что к 1982 г. Япония запустит 53 спутника и будет располагать ракетой, способной вывести на геостационарную орбиту нагрузки массой до двух тонн. Были и планы построить мощную ракету, способную выводить на околоземную орбиту массы до 10 тонн [1]. Однако японские специалисты явно недооценили сложность реализации таких планов - ведь в пору их составления японский «космический» опыт был ещё слишком мал.

Основой японской космической программы стал запуск научно-исследовательских спутников для изучения ионосферы, космического излучения, магнитного поля Земли и др. Для этого предназначались новые модели трехступенчатых твёрдотопливных ракет класса «Мю», способные выводить на низкие околоземные орбиты полезную нагрузку около 300 кг. С помощью одной из них в 1985 г. были запущены аппараты для наблюдения кометы Галлея и несколько других спутников. Другое научное направление - изучение технологий производства в космосе материалов с улучшенными свойствами, в частности, сверхчистых материалов для электронных устройств. Именно на проблемы материаловедения нацеливались две трети экспериментов, выполнявшихся японскими специалистами на космической станции «Спейслэб». Важное место заняли прикладные задачи, связанные с запуском спутников-ретрансляторов, спутников связи, метеорологических и разведывательных спутников [2].

В 1975 г. японские специалисты при активном использовании американских технологий построили и запустили ракету «N-I», у которой двигатели первой и второй ступени работали на жидком топливе, что обеспечивало ей повышенные тяговые характеристики. С её помощью было запущено семь спутников. К 1981 г. был построен её усовершенствованный вариант - ракета «N-II». Она позволяла вывести на орбиту аппараты массой до 350 кг и использовалась для запуска восьми спутников. В 1987 г. состоялся её последний пуск - со спутником наблюдения за морской поверхностью, который проработал на земной орбите до 2005 г.

С целью увеличить массу запускаемой в космос полезной нагрузки была построена ракета «H-I», с помощью которой было запущено девять спутников, а затем и «H-II», предназначавшаяся для запуска геостационарных спутников массой до двух тонн, а на низкую околоземную орбиту – спутников с массой около 10 т. Для её первой ступени были сконструированы кислород-водородные двигатели, прототипом которых являлись двигатели американского «Шаттла». Аналогично были устроены и двигатели второй ступени. При запуске также использовались мощные твердотопливные ускорители. Однако, эта ракета, эксплуатация которой началась в 1994 г., оказалась не очень надёжной. В период до 1997 г. ею четыре раза были запущены спутники Земли прикладного назначения, однако в последующие два года оба запуска оказались неудачными. В одном случае в результате преждевременного выключения двигателей спутник не был выведен на расчётную орбиту, а в другом - из-за отклонения ракеты от расчётной траектории пришлось включить взрывное устройство для её ликвидации. Потеря ракеты и приобретенного в США спутника с установленным на нём навигационным и метеорологическим оборудованием обошлась Японии в 34 млрд. иен.

Эта вторая подряд неудача, связанная с использованием ракеты H–II, вызвала в японским обществе довольно сильный резонанс. Премьер-министр выступил с извинениями и распорядился провести самое тщательное расследование причин аварии [3]. Впрочем, следует заметить, что даже успешные запуски H–II стоили довольно дорого. Однако на рынке космических услуг учитывается не только надёжность ракеты, но и её стоимость, а она у H–II была вдвое выше, чем у американских ракет подобного класса, что требовало её радикального усовершенствования.

Вскоре опять произошел неудачный космический запуск - на этот раз ракеты нового поколения «М–V» - последней модификации японских твердотопливных ракет класса «Мю», позволявший увеличить массу спутника почти до 700 кг. Однако из-за сбоя в работе первой ступени спутник был выведен на орбиту втрое ниже расчётной и потому оказался бесполезным для решения возлагавшихся на него задач – убытки составили более 18 млрд. иен [4].

Существенно улучшила космический имидж Японии лишь после появившаяся в 2001 г. более надёжная и дешёвая ракета «Н-IIА», обеспечившая в дальнейшем запуск более 20 спутников. Ещё большей удачей японских специалистов стало создание её «продвинутой» модификации «H-IIB», позволившей запускать к Международной космической станции японский грузовой транспортный корабль «Конотори» («Kounotori») массой 16,5 тонн, т.е. почти на 40% большей, чем могла вывести «H-IIA». Он доставляет на МКС 5,4 тонны полезного груза и после выполнения своих функций, завершающихся загрузкой отходами, и схода с орбиты космической станции сгорает в атмосфере. Очередной, пятый запуск этого корабля запланирован на июль 2014 г. [5]. Поскольку частью МКС является японский модуль «Кибо», собранный из крупногабаритных частей, доставленных на околоземную орбиту американскими «Шаттлами» еще в 2008 г., появление у Японии собственного космического грузовика позволяет ей существенно интенсифицировать работы в космосе. Дополнительным подспорьем для этого станет и новейшая твердотопливная ракета «Эпсилон» для регулярного запуска исследовательских спутников массой до одной тонны.

Что касается пилотируемых полётов в космос, осуществлять их самостоятельно Япония в настоящее время не может. Японские астронавты пока летают в космос в составе экипажей американских «Шаттлов» и российских «Союзов». Первым астронавтом Японии стал Мамору Мори, который работал в космосе с 12 по 20 сентября 1992 г., проводя эксперименты по материаловедению. Впоследствии на земной орбите побывало ещё семь японских астронавтов. В числе тех, кто летал в космос дважды, М. Мори, Т. Мукаи, Т. Дои, А. Хосидэ, С. Ногути. В ноябре 2013 г. K. Ваката отправился в свой четвёртый космический полёт, который завершится в мае 2014 г. Ещё три японских астронавта проходят подготовку перед своими уже запланированными полетами – в 2016 г. на российском «Союзе» полетит в космос Т. Ониси [6].

Японские специалисты считают, что для доведения техники и технологии запуска до такого уровня, когда будет гарантирована безопасность космического пилота, число стартующих в космос японских ракет должно быть многократно увеличено. Сделать же это, по их мнению, не позволяет существующие масштабы финансирования. Так, если бюджет американского NASA составляет 17 млрд долл., то у Японского агентства аэрокосмических исследований он в десять раз меньше [7].

Незначителен, по мировым меркам, и японский опыт в ракетостроении. Так что совсем не удивительно, что успехи японцев в освоении космоса выглядят всё же очень скромными на фоне таких эпохальных достижений, как многочисленные запуски космонавтов на околоземную орбиту и на Луну, создание и использование крупных обитаемых космических станций и многоразовых авиационно-космических систем, посылки исследовательских аппаратов в дальний космос и др.

Следует заметить, что относительно невысокий уровень развития японского ракетостроения является результатом весьма медленного развития в Японии соответствующих научных и инженерных школ. Слабо развито и авиадвигателестроение, технологии которого в значительной степени способствуют прогрессу ракетостроения. Бурное послевоенное развитие самолётостроения, реактивных двигателей, авиаприборостроения как бы обошли Японию стороной. Этому есть объяснение – после окончания войны бывшие авиастроительные фирмы были расформированы и до 1954 г. деятельность в области авиастроения в Японии была запрещена. Но к этому времени мировой авиационный рынок существенно изменил свой облик, так как началась эра реактивной авиации. Выйдя из «клуба авиационных держав», Япония до сего времени не смогла в него вернуться, хотя некоторые, правда не очень энергичные попытки делались несколько раз. В результате Япония стала одним из крупнейших импортеров авиационной техники – как для пассажирских авиакомпаний, так и для вооруженных сил.

Возможно, это суждение вступает в противоречие со сложившимся восприятием Японии в качестве мирового научно-технического лидера. Однако следует заметить, что она ведь никогда не была лидером по широкому фронту науки, техники и технологий. Пока это доступно лишь США – стране, имеющей беспрецедентно высокий, уникальный научно-технический и экономический потенциал. Но научно-технический потенциал Японии существенно ниже американского. Об этом можно в первую очередь судить по годовым затратам на НИОКР – в настоящее время они составляют около 160 млрд долл., составляя немногим более одной трети от уровня США, а раньше этот разрыв был многократным. Поэтому японцам приходится отказываться от развития уникальных, но чрезмерно сложных направлений, связанных с большим коммерческим риском и к тому же не обещающих выхода на массовое производство. В их числе, естественно, оказались направления, на которых основываются авиа- и ракетостроение.

Тем не менее, можно констатировать, что Япония, хотя и не входит в группу космических лидеров, представленную США, Россией и Китаем, активно осваивает новейшие космические технологии и успешно использует космос для решения широкого спектра прикладных и научных задач. Космос – это не арена для соревнований, а бесконечно широкое пространство для международного сотрудничества, приносящего пользу всем жителям нашей планеты. И Япония вносит в него весьма ощутимый и неуклонно возрастающий вклад.

Примечания

1. Коврижкин С. В. Космические исследования в Японии: социально-экономические и политические аспекты, М., 1979. С. 38-39.

2. Steven Berner. Japan’s space program: a fork in the road? RAND Corporation, Technical report «TR-184», 2005. Р. 17-19.

3. The Daily Yomiuri. 16.11.1999.

4. The Nikkei Weekly. 14.02.2000.

5. URL: http://www.jaxa.jp/projects/rockets/index_e.html

6. URL: http://www.jaxa.jp/projects/iss_human/astro/index_e.html

7. URL: http://www.jaxa.jp/about/president/presslec/201307_e.html

 

 
СМИ
Copyright © 2012 ИДВ РАН При полном или частичном использовании материалов сайта ссылка на источник(www.ifes-ras.ru)обязательна.