Эмилио Киллеми: Если тебе не нравится космос, то учиться тяжело, а если нравится – очень тяжело

С 4 по 10 октября на нашей планете проходит Всемирная неделя космоса. Она провозглашена Генеральной Ассамблеей ООН, чтобы отмечать вклад, который вносит космическая наука и техника в улучшение благосостояния человека. Свое отношение к освоению космоса высказал Эмилио Киллеми,  магистрант Аэрокосмического факультета Миланского политехнического университета (PoliMi, Италия). Эмилио работает в ОмГТУ над своей магистерской диссертацией под руководством профессора Валерия Трушлякова и профессора Лучано Галфетти, занимаясь исследованиями испарения жидкого ракетного топлива под воздействием ультразвука.

Отношение людей к космосу и связанных с ним задач менялось с течением времени. Позади восторги первого полета, гонка достижений, будни космических станций... Как сейчас люди относятся к космосу?

Иногда мы начинаем обсуждать вопросы освоения космоса с друзьями, которые не связаны с работой в космической отрасли, и, как правило, их интерес сводится к технической части: ракеты, их конструкции и использование. Но, на самом деле, ракеты - это лишь носители того оборудования, которое работает за пределами Земли. Прежде всего, это спутники. Мы знаем не так много о том, какую работу проделывает спутник на орбите. Обычно говорят о GPS или метеоспутниках. Я закончил бакалавриат в области машиностроения, и перед поступлением в магистратуру Аэрокосмического факультета Миланского политеха мои представления о космосе были на уровне познаний моих друзей. За два года обучения в магистратуре мой багаж знаний пополнился не только сведениями о ракетной технике, но и о Солнце и планетах, Вселенной, взаимодействии систем в космосе и даже последствиях освоения космического пространства. За 50-60 лет использования космического пространства земляне успели его сильно засорить: более 1000 запусков оставили после себя в космосе значительное количество техногенного мусора. Со временем эти фрагменты могут поставить под угрозу нахождение человека на орбите. А без проведения экспериментов на орбите невозможно создание новых технологий, которые во многом определяют будущее человечества.

То есть, технологические возможности для исследований на Земле уже исчерпаны?

Земля - это наша планета, но как бы мы не берегли наши ресурсы, будущее за освоением других планет, например Марса. Это совершенно не значит, что земляне хотят сбежать, но рано или поздно вопрос колонизации новых территорий встанет на повестке дня, и технологии для такого шага приходится искать именно в космическом пространстве. Более того, результаты исследований в космосе используются для создания новых технологий и продуктов для применения на Земле уже сейчас, и этим нельзя пренебрегать.

Кстати, почему Марс? Луна уже не привлекательна?

Нам известно, что Марс имеет атмосферу. Конечно, она отличается от атмосферы Земли. Но все-таки человек может как-то адаптироваться к нахождению на красной планете. Луна же не имеет атмосферы, но это не значит, что спутник Земли более не является интересным объектом. Запуск космических кораблей на Марс с Земли достаточно сложная и ресурсоемкая задача. Луна будет идеальным космическим плацдармом, поэтому постройка на Луне станции для запуска ракет может быть перспективным решением. Но вы же понимаете, что долететь до другой планеты это одна из наиболее несложных задач. Создать поселение, жить в условиях мини-гравитации, осваивать новую планету – думаю, именно такие задачи будут решать следующие поколения инженеров.

Вот Вы говорили о космическом мусоре. Многие считают, что проблема надумана и носит излишне пугающую окраску, оправдывающую значительные расходы в этой области ...

С одной стороны, космос большой, но в данном случае его много не бывает. Космический мусор - это мусор в прямом смысле: использованные изделия, оставленные без контроля в космическом пространстве. Спутники, которые запускались сотнями, к сожалению, не вечны. При бесконтрольном перемещении в пространстве отработанные изделия сталкиваются, от них отделяются более мелкие части. Несмотря на то, что они движутся, в принципе, в одном направлении, существует реальная опасность создания облаков из мелких обломков, на таких скоростях создающих угрозу для действующих систем. Уже сейчас приходится мониторить пространство и корректировать траектории станций из-за возникающих угроз практически ежедневно, а это, прежде всего, человеческие и материальные затраты, использование и без того ограниченного ресурса орбитальных систем.

Какие существуют подходы к решению проблемы мусора в космическом пространстве?

Мне известно несколько теорий, подходов, исследований. Наверное, первая и основная задача здесь - остановить или, хотя бы, максимально уменьшить дальнейшее загрязнение орбитального пространства. С этой целью ведутся исследования по расчету переходных орбит для станций и спутников, с которых они по окончании эксплуатации будут самостоятельно уходить в атмосферу и сгорать. Ведутся разработки, предполагающие создание специальных спутников для захвата мусора сетью или роботизированными системами и перевода его на переходные орбиты. Создаются системы увода мусора, встроенные непосредственно в ступени ракеты. Например, система использования остатков топлива в ракетных двигателях для маневра и увода отработанных агрегатов в плотные слои атмосферы. Существуют так же предложения по отправке отработанных ракет в открытый космос, но эта идея достаточна затратная. Хотя, если SpaceX вернула ступени на Землю, думаю, вполне возможно отправить их и в противоположную сторону.

В каком направлении Вы ведете свои изыскания?

Мы работаем над проблемой увода с земной орбиты отработанных ступеней ракет. Для решения этой задачи используем эффект испарения остаточного топлива в баке ракеты при помощи ультразвука. После завершения работы основного двигателя в баке ступени ракеты остается 2-3% топлива, при этом в условиях невесомости топливо распределяется по баку неравномерно, что не позволяет использовать его повторно в жидком состоянии. Топливо испаряется естественным путем, но можно ускорить процесс. При помощи ультразвука мы создаем устойчивую взвесь, которую можно затем дожечь в двигателе и придать ступени импульс для ухода на переходную орбиту. Вполне возможно, что при создании достаточного давления в баке можно будет обойтись без запуска двигателя и создать нужный вектор тяги только за счет газовой струи испарившегося топлива. Конечно, это теория, требующая подтверждения экспериментами в лабораторных условиях, а впоследствии, я надеюсь, и в космосе. Звучит все очень красиво, но есть много вопросов технического характера: это параметры и конфигурация баков, условия использования систем нагнетания, условия работы ультразвуковых устройств в вакууме и их взаимодействие с топливом, дополнительная электрическая часть... Можно все это назвать одним словом - исследования. Чем мне и придется заниматься в ближайшие месяцы.

Насколько увод таких крупных объектов в атмосферу Земли может быть опасен для людей?

Каждый день в атмосферу Земли попадают мелкие объекты, и мы не знаем о каких-либо проблемах, связанных с их падением. Но когда такие крупные изделия как спутник или часть ракеты входят в атмосферу, всегда есть опасность нанесения ущерба человечеству. И такие падения следует, по крайней мере, контролировать. Упадет или нет спутник на Землю, во многом зависит от угла его вхождения в плотные слои атмосферы. Если мы бросим на Землю предмет по нормали, то можно с уверенностью сказать, что он достигнет поверхности, и это будет не очень мягкая посадка. Приближая траекторию к касательной, можно сжечь в атмосфере достаточно крупные объекты объемом в один и более кубических метров, ведь они не отлиты полностью из титана и имеют разнородную структуру. Уже сейчас в мире планируют районы падения крупных объектов, и это еще одно направление для исследований.

Эмилио, что Вы можете сказать тем ребятам, которые с интересом поглядывают в сторону космических технологий, но еще не определились с выбором будущей профессии?

Во-первых, представления о будущей профессии в этой области обычно иллюзорны. Технологии, связанные с освоением космоса, сложны в изучении, но это стоит затраченных усилий. Когда мы смотрим в небо, для нас открыт лишь мир, доступный нашему глазу. Но основная жизнь космоса проходит в других измерениях: ультрафиолетового и инфракрасного излучения. Поэтому все, что связано с космосом, связано с открытием нового, во многом недоступного для нас мира. Это настолько затягивает, что ты уже начинаешь не просто учиться, а именно интересоваться предметом изучения. Но за это приходится платить всем временем, которое у тебя есть, и даже чуть больше. Если тебе не нравится космос, то учиться тяжело, а если нравится, то – очень тяжело. Космос становится для тебя миром, в котором ты начинаешь жить… Это как еще один иностранный язык, изучая который, получаешь новые ощущения и качество жизни.