X Международная научно-техническая конференция
"Информационные технологии в науке, технике и образовании"

Республика Абхазия, Пицунда. Сентябрь 2013 г.
Ю.В.Кубарев
Председатель Оргкомитета - вице-президент
Академии инженерных наук имени А.М.Прохорова,
д.ф.-м.н., проф. КУБАРЕВ Юрий Васильевич
На главную страницу Лаборатория Ю.В. Кубарева
Лаборатория
Ю.В. Кубарева
 
О конференции и её участниках
Оргкомитет и Секретариат
О председателе Оргкомитета
Секции
Тематика
Фотогалерея
Новости конференции
Органы власти и общественные организации о конференции
СМИ о конференции
Контакты
 
Яндекс.Метрика
К началу Научные труды Публикации Интервью

Магнитоплазмодинамический ускоритель Ю.В. Кубарева востребован в научно-просветительской деятельности музея, в исследовательских лабораториях и на борту космических кораблей

В.И. Макаров, заведующий отделом «Авиация и космонавтика» Политехнического музея, врач, к.м.н., Заслуженный испытатель космической техники

 

В предыдущих номерах нашего журнала со статьи Ю.В. Кубарева «Полеты на Марс, электрореактивные двигатели настоящего и будущего» (№2, 2006. С. 19-35) была начата серия публикаций, посвященных созданию, исследованию и применению в различных областях науки и техники магнитоплазмодинамического ускорителя (МПДУ), впервые в мире изобретенного и испытанного автором в лабораторных (МФТИ, 1958-1959 гг.), а затем в космических условиях (МИРЭА, 1977-1985 гг.), за разработку которого он был удостоен Государственной Премий СССР.

В следующей статье (№ 4, 2008. С. 7-18) отмечались многообразные применения этого ускорителя и различных его конструктивных вариантов в наземных и космических условиях. Магнитоплазмодинамический ускоритель при подводе к нему больших мощностей - сотен и тысяч киловатт - рассматривается проф. Ю.В. Кубаревым в России и астронавтом профессором Чанг Диасом в США как наиболее перспективный электрореактивный двигатель (ЭРД) для пилотируемых полетов на Марс.

При мощностях менее 100 Вт МПДУ используется в качестве основы системы плазменной нейтрализации электростатических зарядов высокоорбитальных космических аппаратов. Принцип ее работы, который впервые проверен в серии натурных экспериментов «Куст» в 1977-1979 гг., также предложен и защищен авторскими свидетельствами на изобретения Ю.В. Кубаревым.

Возникающие на космических аппаратах под влиянием окружающей среды и различных источников заряженных частиц электростатические заряды оказывают вредное влияние на нормальное функционирование многих его элементов, сокращая срок активного существования аппарата.

Это, тем более, будет происходить и с межпланетными космическими кораблями. До 1992 г. исследования по нейтрализации статических зарядов КА проводились на основании решений директивных органов под научным руководством Ю.В. Кубарева сначала в МИРЭА, затем в МГУПИ - как головных организаций, работающих совместно с рядом соисполнителей из нескольких ведомств. (После этого, как известно, все работы, выполняемые по постановлениям Правительства СССР, были прекращены по указу Президента РФ в 1992 г.).

Упомянутые и ряд других задач основаны на применении магнитоплазмодинамического ускорителя и установленного Ю.В. Кубаревым с его помощью научного открытия - фундаментального закона в физике плазмы, одновременно являющегося также важным законом в новой науке - синергетике.

В официальном заключении ФТИ им. А.Ф. Иоффе (30.11.1973 г.) на предполагаемое открытие Ю.В. Кубарева сказано: « Такое явление нигде ранее не наблюдалось и, безусловно, представляет открытие, важность и значение которого трудно переоценить как в создании установок низкотемпературной плазмы, так и термоядерных устройств». В заключениях и отзывах ИФП АН СССР, ИПФ АН СССР, ИАЭ им. И.В. Курчатова, ИРЭ РАН, ИФП БАН, НПО «Энергия», и других организаций отмечается достоверность открытия и многообразные сферы его применения в различных областях науки и техники. «Достоверность открытия не вызывает сомнений... Пожалуй, самым убедительным доказательством справедливости существа открытия являются эксперименты в Космосе, полностью подтвердившие возможность управления параметрами (в том числе зарядностью) выбрасываемой струи плазмы (ИАЭ им. И.В. Курчатова)». Кроме того, в заключении Института космических исследований РАН написано: «Научное значение открытия состоит в том, что оно вносит коренные изменения в знания о механизмах формирования движения и устойчивости плазмы в неоднородных электрических и магнитных полях при наличии градиента давления и их взаимосвязи. Можно полагать, что установленное явление может происходить в плазменных образованиях, выбрасываемых Солнцем, а также у Земли в приполярных областях, о чем свидетельствуют эксперименты «Куст» по инжекции плазмы, выполненные под руководством Ю.В. Кубарева».

Естественно, что на работы Ю.В. Кубарева, опубликованные в отечественных и зарубежных изданиях, обратил внимание Политехнический музей, являющийся головным музеем России по истории науки и техники. Его сотрудники собирают, хранят и изучают материалы, в частности, и по направлению «Авиация и Космонавтика», ведут пропаганду достижений отечественной и мировой космонавтики путем создания экспозиций, участия в конференциях, поддержания научных связей с профильными организациями и предприятиями. В музее имеются образцы ионноплазменного двигателя, разработанного и испытанного в серии экспериментов «Янтарь» в 1966-1970 гг. под руководством академика Л.А. Арцимовича и профессора Г.Л. Гродзовского, и стационарного плазменного двигателя, разработанного под руководством Л.А. Арцимовича и профессора А.И. Морозова. Эти типы ЭРД малой тяги уже используются на космических аппаратах России и США. Однако они, обладая хорошими удельными характеристиками, в силу используемых механизмов создания и ускорения плазмы, неприменимы из-за малой тяги для разработки электрореактивной двигательной установки (ЭРДУ), пригодной для межпланетных пилотируемых полетов, например на Марс.

Разрабатывая Марсианский проект, С.П. Королёв, начиная с 1960 г., вынужден был делать ставку на жидкостные ракетные двигатели, т.к. не были разработаны и введены в эксплуатацию эффективные и надежные электрореактивные двигательные установки (ЭРДУ) и достаточно мощные, необходимые для них источники электропитания. Это вынудило С.П. Королева сделать в 1962 г. тактическую ставку на жидкостные ракетные двигатели (ЖРД). «Дублировать трудности, - так писал он в одном из рабочих документов своим сотрудникам, - если нет ЭРД, то идти на ЖРД!»

С.П. Королев не был догматиком и не отвергал возможности применения в межпланетных полетах электрореактивных двигателей, которые, как тогда предполагалось, могли появиться в ближайшей перспективе. Вопрос энергетики предполагалось решать с помощью бортовой ядерной энергетической установки.

Уже через три года, 29 сентября 1965 г., в Министерство общего машиностроения СССР из ОКБ-1 была направлена служебная записка:

«Для решения следующей задачи — посылки экипажа на Марс и другие планеты Солнечной системы, с нашей точки зрения, необходимо проводить стыковку грузов на орбите ИСЗ... Одним из перспективных направлений является применение ядерно-электрореактивных двигательных установок. ЯЭРДУ позволяет осуществить экспедицию на поверхность Марса с возвращением экипажа в составе 6 человек на Землю или осуществить облет Венеры экипажем в составе 3-4 человек с одновременной высадкой на ее поверхность автоматического аппарата весом 40 тонн. Возможно также проводить исследование дальних планет с помощью автоматических аппаратов достаточного веса.

При использовании даже наиболее эффективных химических источников энергии в разгонных блоках, как, например, кислород-водород, решение задачи высадки экипажа на поверхность Марса и его возврат на Землю в орбитально-десантном варианте экспедиции при равных условиях потребует увеличения веса полезного груза на орбите ИСЗ примерно в 4 раза в сравнении с вариантом использования ЯЭРДУ. Для осуществления полетов к дальним планетам эта разница еще возрастает» (выделено мною. - В.М.).

Вместе с С.П. Королевым эту записку подписали его заместители - В.П. Мишин, С.С. Крюков, К.Д. Бушуев, М.В. Мельников, что (как справедливо подчеркивал первый публикатор этого документа Г.С. Ветров) подтверждает единство руководителей ОКБ относительно принципов совершенствования ракетнокосмической техники и перспектив исследования космического пространства.

«Этот документ, относящийся к последнему году жизни Королёва, имеет большое значение как своеобразное завещание Главного конструктора» (Г.С. Ветров, 1994).

Для изучения и моделирования полетов космонавтов к Марсу был создан уникальный биотехнологический комплекс систем жизнеобеспечения, позволяющий экипажу из трёх человек активно существовать, жить и работать вне Земли с запасом автономии 3 года и более. В состав этого комплекса входили оранжерея с высшими растениями, реакторы-культиваторы микроводорослей, радиационное убежище, средства профилактики неблагоприятного влияния невесомости на организм, средства биотелеметрии и т.д. На базе наземного лабораторного комплекса (НЛК) в 1967-1968 гг. был выполнен годовой эксперимент с участием экипажа испытателей из трёх человек: Мановцева Г.А., Божко А.Н., Улыбышева Б.А.

На базе наземного экспериментального комплекса (НЭК) в ИМБП проходили комплексные испытания оборудования и оснащения тяжелого межпланетного корабля (ТМК) уже в бортовом варианте.

В 1971-1975гг. состоялись три эксперимента в макетном образце ТМК с участием испытателей. В 1971 г. - 50-суточный (экипаж: Корсаков В.А, Климентов Ю.Ф., Пожарский Г.Н.), в 1974 г. - 60-суточный эксперимент с моим участием в качестве врача-испытателя (экипаж: Корсаков В.А., Рябов Э.В., Макаров В.И.), а затем и в 1975г. - 90-суточный (экипаж: Корсаков В.А., Абушкин Б.М., Макаров В.И.). Деятельность экипажей по структуре, напряженности и ответственности была предельно приближена к той, которая прогнозируется для космонавтов на межпланетной трассе. При этом с максимально возможной на Земле полнотой моделировались условия межпланетного полета (за исключением невесомости).

После 1975 г. идеология марсианского проекта оказалась, по сути, вне закона, и работа НЭКа была подчинена решению текущих задач на долговременных орбитальных станциях.

В настоящее время в корпусе НЭК проводятся, пусть уже и не в прототипе конкретного корабля, небезынтересные медико-психологические опыты с длительным пребыванием в относительной изоляции испытателей из разных стран.

Как уже отмечалось, о перспективности ЭРДУ для межпланетных полетов человека писал еще в 1965 г. С.П. Королёв. Однако до сих пор на межпланетных трассах не используются и вообще не отработаны в космосе отечественные ЭРДУ, по эффективности и надежности достаточные для выполнения пилотируемых миссий.

Интересно отметить то, что создаваемый в ОКБ-1 (ныне РКК «Энергия» им. С. П. Королева) под руководством М.В. Мельникова электрореактивный двигатель, использующей в качестве рабочего тела литий, был ничем иным, как двигателем Ю.В. Кубарева. Это выяснилось после публикации его статьи «Полеты на Марс, электрореактивные двигатели настоящего и будущего», где впервые в открытой печати было опубликовано авторское свидетельство на изобретение магнитоплазмодинамического двигателя и обосновывалось, что использование лития нецелесообразно по ряду причин.

25 апреля 2006 г. в Политехническом музее прошли Чтения по космонавтике «От орбитальных станций - к межпланетным полетам». Вступительное слово произнес Генеральный директор музея Г.Г. Григорян и поручил мне проведение мероприятия.

С приветственным словом к участникам Чтений с орбиты обратился экипаж МКС-13 в составе Павла Виноградова и Джеффри Уильямса.

На этих Чтениях выступил ряд ведущих специалистов в области космонавтики, в том числе и Ю.В. Кубарев. В журнале «Новости космонавтики» № 6, 2006, на стр. 61 появилась заметка историка космонавтики Ю.В. Бирюкова «Политехнические чтения», в которой было написано: «Профессор Ю.В. Кубарев рассказал об электрореактивных двигателях (ЭРД) настоящего и будущего, в т.ч. о магнитоплазмодинамическом двигателе, принципиально облегчающем задачу создания марсианского экспедиционного комплекса. Хотя С.П. Королев четко представлял себе преимущества ЭРД для осуществления межпланетных полетов, тогдашний уровень техники заставлял ориентироваться на использование ЖРД, более поздние проекты строились на применении ЭРД М. В. Мельникова. Двигатель Кубарева по своим энергомассовым характеристикам превосходит все другие».

По-видимому, главная задача космонавтики - осуществление межпланетных пилотируемых экспедиций в XXI веке будет решаться с применением не только ЖРД, но и ЭРДУ.

В этом отношении этапным рубежом развития науки и техники в области ЭРДУ, применимых для дальних пилотируемых космических полетов, обоснованно считаются работы профессора Юрия Васильевича Кубарева. Его труды и усилия перевели тему ЭРДУ из разряда гипотез в разряд конкретики. А если выражаться более пафосно - помогают сказку сделать былью, пока на Земле и в ближнем космосе. Плазменные эффекты исследовались Ю.В. Кубаревым в лабораторных условиях, а затем - на траекториях геофизических ракет в разных регионах планеты, о чем будет сообщено в его последующих публикациях.

Придавая этим работам большое значение, в своем письме от 21.02.2001 г. № 9-6/70 на имя Президента Академии Инженерных наук РФ академика, лауреата Нобелевской премии А.М. Прохорова, Генеральный директор Политехнического музея профессор Г.Г. Григорян писал: «В настоящее время лауреат Госпремии СССР профессор Ю.В. Кубарев передает в наш музей созданный им магнитоплазмодинамический ускоритель - один из типов электрореактивного двигателя, а также создает для зала космонавтики нашего музея действующую установку, иллюстрирующую принцип его работы. Просим Вас оказать содействие в изготовлении и наладке этой установки, необходимой нам для расширения просветительской деятельности среди учащихся, студентов, иностранных туристов, всех категорий посетителей». Однако Александр Михайлович Прохоров не успел оказать в этом вопросе решающую помощь в связи с кончиной. Поэтому руководством музея было направлено повторно письмо от 04.10.2002 г. № 11 -6/394 на имя И.О. Президента АИН РФ Ю.В. Кубарева с вышеупомянутой просьбой и пожеланием заключить между музеем и Академией договор о научно-техническом сотрудничестве, что и было сделано. В то время обстановка сложилась таким образом, что в силу отсутствия средств и помещения для создания установки реализация этой просьбы затянулась на несколько лет. Эта установка, в отличие от всех существующих ЭРД, предназначалась для демонстрации работы магнитоплазмодинамического двигателя с управляемыми удельным импульсом и вектором тяги. Это единственный в мире музейный образец, демонстрирующий работу ЭРД и одновременно представляющий собой источник плазмы Системы плазменной нейтрализации электростатических зарядов космических аппаратов. Высокую оценку научно-организационной и исследовательской деятельности Ю.В. Кубарева в области создания МПДУ, его различных применений, в частности, в Системе плазменной нейтрализации зарядов, давал А.М. Прохоров. Так, в 2001 г. он в своем письме в Министерство образования РФ писал: «В Московской государственной академии приборостроения и информатики при участии нашей Академии под научным руководством Вице-президента, действительного члена АИН, Лауреата Госпремии, Заслуженного деятеля науки, Почетного профессора Шанхайской Аэрокосмической академии, д-ра физ.-мат. наук, профессора Ю.В. Кубарева проводятся фундаментальные исследования, посвященные проблеме нейтрализации статических зарядов космических аппаратов.

Эту проблему считаю весьма актуальной, однако, несмотря на большой задел, включая натурные космические эксперименты, к настоящему времени исследования еще не завершены.

В эти годы они финансировались Вашим Министерством. Учитывая важность исследований, прошу Вас продлить финансирование на 2000 и последующие годы».

Известны нам также и другие объективные и обоснованные, в высшей степени позитивные обращения к Министру науки и технологий, например, отзывы, данные на работы Ю.В. Кубарева членом Президиума

РАН, директором Института Радиоэлектроники РАН академиком Ю.В. Гуляевым (ныне президентом АИН имени А.М. Прохорова), а также целым рядом известных, компетентных и авторитетных специалистов РАН, Роскосмоса и других ведомств. Однако в то время оказать эффективную помощь этим работам не удалось. Экспериментальная база в МГУПИ была фактически разрушена из-за потери помещений и переездов.

Чтобы завершить создание установки, Ю.В. Кубареву пришлось работать без отпуска два года и изготовлять её за городом, в филиале Университета, а затем - на территории одного из заводов в Москве. На приведенной фотографии показана упоминаемая экспериментальная установка. Она, как и все МПД ускорители, испытываемые в натурных экспериментах, была изготовлена лично Ю.В. Кубаревым при бескорыстной поддержке ряда лиц, фамилии которых приводятся в его статье. В последнее время благодаря поддержке Роскосмоса работы МПДУ стали возобновляться, идет восстановление и совершенствование экспериментальной базы в МГУПИ.

Еще с середины 1990-х годов, непростых и нелегких для нашей страны и для нашей науки, были налажены, и по сей день остаются крепкими и дружественными, контакты Отдела авиации и космонавтики Политехнического музея с крупным учёным, пытливым исследователем, талантливым педагогом и популяризатором - Юрием Васильевичем Кубаревым. Его увлеченность наукой, неподдельный патриотизм, государственное масштабное мышление и личное человеческое обаяние притягивают и привлекают к нему и ветеранов, и молодежь, и «физиков», и «лириков». Особенно это проявляется на ежегодных Международных научно-технических конференциях «Информационные технологии в науке, технике и образовании», организуемых и проводимых Юрием Васильевичем с 2005 г. в г. Пицунда, несмотря на трудные времена в Абхазии. На этих конференциях принимают участие специалисты различных научных направлений, но больше всего в области космонавтики.

Во время проведения конференции в 2005 г. обстановка на Кавказе была напряженная. Тем не менее, конференция прошла на высоком научном уровне. Трое её участников и Председатель оргкомитета Приказом Министра обороны РФ были награждены медалью «За укрепление боевого содружества». По инициативе Ю.В. Кубарева на Второй конференции оргкомитет по поручению участников обратился к Президенту, Парламенту и Правительству Абхазии с просьбой утвердить «День науки Абхазии». Эта просьба была поддержана руководством Абхазии, и теперь 30 октября - день создания Академии наук Абхазии - официально объявлен Днем науки Абхазии.

На снимке: В.И. Макаров (слева), Ю.В. Кубарев

Приведенная на фотографии установка после завершения ремонтных работ в Политехническом музее будет передана для демонстрации в зале «Космонавтика». Работа МПДУ с управляемым вектором тяги была показана 12 апреля 2009 года в День Космонавтики по телеканалу «Звезда» в программе «Марсианский проект С.П. Королева»

"Наука и технологии в промышленности". №1, 2009

Чтобы прочитать всю статью с иллюстрациями, её надо скачать в формате PDF

Скачать статью полностью в формате PDF