От мира до самообороны: история космической программы Японии

Япония одной из первых присоединилась к программе по освоению Луны Artemis и стала стратегическим партнером США в этом проекте. Несмотря на ограничения на развитие космических технологий после Второй мировой войны, она смогла стать четвертой космической державой. Более полувека страна образцово придерживалась международных норм по исключительно мирному использованию космического пространства, а в 2020 году в составе японских Сил самообороны появилась Группа космических операций. На чем базируется космическая программа Страны восходящего Солнца — выясняем в статье.

Четвертая космическая держава

После поражения Японии во Второй мировой войне союзные силы запретили стране развивать технологии и производство, которое может быть использовано в военных целях. Так, согласно условиям Договора о взаимном сотрудничестве и безопасности между США и Японией, последней запретили развивать авиационные и аэрокосмические технологии. 

После первых ослаблений ограничений группа энтузиастов под руководством университетского профессора и инженера Хидэо Итокава начала разработку научной геофизической ракеты на твердом топливе. Достигнув значительных успехов в суборбитальных полетах, Япония экспортировала свои технологии в Югославию и Индонезию. 

Следующим логичным шагом стал орбитальный полет. Для этого геофизическую ракету укомплектовали дополнительными боковыми твердотопливными ускорителями. Она имела четыре ступени и могла вывести в космос груз массой до 12 кг. С 1966 по 1969 год было осуществлено 4 пуска ракеты. Все завершились неудачей. Наконец, пятая попытка увенчалась успехом.  

Первый японский спутник «Осуми»

В феврале 1970 года Япония стала четвертой после СССР, США и Франции страной, которая с помощью собственной ракеты-носителя запустила в космос первый национальный спутник «Осуми». 

Япония продолжала суборбитальные полети ракеты типа «Лямбда», однако космические пуски она больше не осуществляла. На смену пришла другая технология… 

Под бдительним надзором

В середине 60-х годов американское правительство пыталось убедить японских и европейских партнеров отказаться от разработки собственных пусковых установок для запуска телекоммуникационных спутников, предлагая вместо этого пользоваться пусковыми услугами США или покупать их конструкторские лицензии. Японское правительство сначала отклоняло эти предложения, однако пересмотрело свою позицию после того, как в 1967 году президент США Линдон Джонсон пообещал до 1972 року вернуть Японии контроль над островом Окинава и архипелагом Огасавара, которые с 1945-го находились под управлением армии США. Взамен японская сторона соглашалась на приобретение лицензии на производство ракеты Thor на жидком топливе. Соглашение было ратифицировано осенью 1970 года. Компания Mitsubishi начала производство по американской лицензии ракеты-носителя, получившей название N-I.

Старт ракеты Lambda 4S-5 с полигона Учиноура. 11 февраля 1970 года эта ракета вывела на орбиту первый японский национальный искусственный спутник «Осуми»

По сравнению с самостоятельно разработанными Японией твердотопливными ракетами использование ракет на жидком топливе значительно повысило эффективность носителей, которые теперь могли выводить большие спутники на более высокие орбиты. С одной стороны, страна получила возможность покупать готовый продукт и не тратить значительные средства и время на разработку и тестирование собственной ракеты-носителя. С другой стороны, космическая программа Японии оказалась если не под контролем, то под сильным влиянием США.

Ограничения в отношении космической программы Японии продолжали действовать. Например, ей запретили передавать третьим странам без согласия США ракеты и спутники, в производстве которых использованы американские технологии, компоненты либо отдельные детали. Для запуска иностранных спутников с использованием японских ракет тоже надо было получить согласие со стороны США. Таким путем Япония была полностью отрезана от перспектив коммерциализировать освоение космоса на глобальном уровне.

Исключительно мирный космос

Япония, являющаяся мировым научно-техническим лидером, до недавнего времени имела относительно слаборазвитую космическую отрасль. Кроме влияния Соединенных Штатов, эксперты объясняют это тем, что политика страны по освоению космоса не стимулировала развитие предпринимательства. Это государство практиковало исключительно «мирные» способы освоения околоземного пространства. Понятие «мирные» тут трактовалось как «невоенные», то есть никоим образом не связанные с военной сферой, включая оборону. Такая политика была законодательно закреплена в 1969 году, полностью соответствую духу Конституции Японии и общей логике развития ее внешней и оборонной политики.

Но такие компании-гиганты, как Mitsubishi, Toshiba и другие, были заинтересованы в развитии космических проектов и не хотели терять выгоды от участия во все большем глобальном рынке этого сегмента. Одним из примеров успешной коммерциализации военного компонента космической программы может служить система GPS, которая принесла миллиардные прибыли в гражданские программы. В результате сложилась ситуация, когда у японского бизнеса имелись и желание, и ресурсы участвовать в космической деятельности, но не было возможности по-настоящему развернуться, поскольку единственный доступный вариант для этого — производство спутников по заказу государства.

New Space по-японски

Ситуация начала меняться в начале 2000-х, когда японское правительство инициировало большую реформу государственного сектора. Одним из ее последствий стало слияние ряда министерств и институтов. Три субъекта хозяйствования, занимавшиеся космической деятельностью — Институт космических и астронавтических наук (ISAS), Национальное агентство космического развития (NASDA) и Национальная аэрокосмическая лаборатория Японии (NAL) — в 2003 году объединились в единое учреждение — Японское агентство аэрокосмических исследований (JAXA). 

Штаб-квартира JAXA

В 2004 году президентом объединенного агентства стал выходец из частного телекоммуникационного сектора, который стимулировал развитие космического предпринимательства в стране. В следующем году JAXA представило документ, определивший основные цели агентства на два десятилетия.  

Приоритетом космического ведомства стало сопровождение проектов на всех этапах их реализации — от идеи до готового продукта. Поддержку получили предприятия малого и среднего бизнеса, венчурные компании и университеты (в основном являющиеся частными). Количественному росту участников космической отрасли способствуют специальные программы по сокращению налоговых сборов с инвестиций и отмена потребительского налога на экспорт пусковых услуг. В 2008 году Япония обновила свой основной космический закон, прописав в нем обязательства государства помогать частным компаниям в деле освоения и использования космического пространства. Новая законодательная база упростила государственно-частное партнерство в космической сфере: государство получило возможность заказывать у частных компаний исследовательские и экспериментальные работы и передавать собственные разработки в частные руки. Все это в совокупности вывело японскую космическую индустрию на качественно новый уровень и повысило ее конкурентоспособность на глобальном рынке. 

Еще одной важной вехой стало закрепление в законе новой трактовки понятия «мирного» космоса: теперь запрет распространялся не на военные разработки в целом, а только на наступательные. Министерство обороны получило право заказывать собственные спутники у тех же Mitsubishi Electric Corporation или Kawasaki Heavy Industries Aerospace Company, например, для использования в целях противоракетной обороны, не маскируя их под «спутники для сбора информации».

Звездные войны

Тем временем передовые космические державы открыто готовятся к вооруженным столкновениям. Космические войска созданы в Соединенных Штатах, России, Франции и других странах. NATO признала космос сферой ведения боевых действий. Китай и Индия провели испытания противоспутникового оружия типа ASAT.  

С 2020 года военное подразделение, отвечающее за операции в космосе, имеет и Япония. Оно получило название «Группа космических операций». Его численность составляет 150 человек.

Группа космических операций должна обеспечить защиту внеземных активов Японии в мирное
время и в периоды военных конфликтов. Ее главная цель — предотвращение возможных атак на национальные космические аппараты противоспутниковыми ракетами и орбитальными платформами, способными осуществлять прослушивание и блокировку управляющих сигналов

Цель подразделения — мониторинг и защита японских спутников от атак противника или космического мусора. Кроме того, группа должна осуществлять спутниковую навигацию и связь для других родов войск на местах. По словам министра обороны Таро Коно, это подразделение будет сотрудничать с Космическим командованием США. Штаб-квартира разместится на военной базе японской армии в Футю, префектура Токио.

К Луне и дальше…

США активно готовятся к высадке астронавтов на Луну, а Япония быстро превращается в одного из наиболее важных партнеров в этой новой программе.

Образцы грунта с астероида Рюгу, доставленные аппаратом «Хаябуса-2»

И это не случайно. JAXA добилось успеха в ряде крупных научно-исследовательских проектов: космический радиотелескоп HALCA диаметром 8 м; миссия по взятию образцов грунта «Хаябуса», которая была отправлена к астероиду Итокава (25143 Itokawa); первая успешная демонстрация технологии солнечного паруса в межпланетном пространстве под названием IKAROS; «Хаябуса-2» — миссия по возвращению образцов грунта с астероида Рюгу (162173 Ryugu). Кроме того, с 1990 года в космосе побывали 12 японских астронавтов.

В начале 2021 года NASA и правительство Японии заключили соглашение по Gateway — орбитальной окололунной станции, создаваемой в рамках проекта Artemis. Согласно этому соглашению, Япония создаст систему жизнеобеспечения для модуля I-Hab и предоставит батареи для шлюзового отсека HALO. Кроме того, рассматривает вопрос совершенствования японского космического корабля, который поможет расширить логистику Gateway.

Япония может сыграть важную роль в решении вопросов по высадке на лунную поверхность. В феврале 2024 года на Луну опустился построенный JAXA зонд SLIM (Smart Lander for Investigating Moon), продемонстрировавший новую технологию точной посадки. В будущем она может быть использована как для пилотируемых, так и для роботизированных устройств.

Однако самым большим вкладом Японии в исследования Луны, скорее всего, будет создание герметичного лунохода, в котором астронавты смогут путешествовать по поверхности нашего естественного спутника. Транспортное средство создаст корпорация Toyota до 2029 года. 

Роботы и борьба с космическим мусором

Робототехника стала ключевой нишей Японии не только на Земле, но и в космосе. В 2013 году она стала первой страной, запустившей роботизированного космонавта «Киробо» на МКС. Он успешно выполнял устные указания астронавта Коичи Ваката и помогал в выполнении повседневных задач.

Первый космический миниробот «Киробо», разработанный в Университете Токио, и астронавт Коичи Ваката — первый японец, командовавший Международной космической станцией

Робототехника нашла применение и в исследовании дальнего космоса. Космический аппарат «Хаябуса», запущенный в 2003 году, вошел в историю как первая миссия, вернувшая астероидную пыль на Землю. Ее преемница, «Хаябуса-2», увенчалась еще большим успехом. Автоматический аппарат, запущенный в декабре 2014-го, полтора года проводил детальный анализ астероида Рюгу, в частности, изучал его минеральный состав. Самое важное, что он стал первым земным посланцем, который собрал с поверхности астероида образцы грунта и успешно доставил его на Землю в декабре 2020 года.

Еще одна сфера, где Япония применяет робототехнику — поиск инновационных решений для преодоления угрозы космического мусора. JAXA и японские частные компании предложили ряд технологий для решения этой проблемы.

Среди возможных вариантов устройств для вылавливания летающих в космосе фрагментов JAXA испытала концепцию электромагнитного фала, который будет воздействовать на обломки за счет магнитного поля и таким образом снизит их орбиту. Во время входа в атмосферу фрагменты космических аппаратов сгорят в ее плотных слоях. 

Однако в начале 2017 года проект провалился, когда после выведения на орбиту японского аппарата «Конотори-6» ему не удалось выпустить 700-метровый металлический трос.

Еще одна японская компания Astroscale 25 августа 2021 года успешно испытала «сборщика мусора» — аппарат ELSA-d (End-of-Life Services by Astroscale demonstration). Спутник массой 175 кг отправился в космос вместе с моделью мусора — 17-килограммовым аппаратом с магнитной пластиной для стыковки. Во время эксперимента ELSA-d несколько раз захватывал и высвобождал малый спутник. 

Японський апарат ELSA-d успішно продемонстрував можливість захоплення інших супутніків у космосі за допомогою електромагнітів

Кроме того, Япония имеет социальную миссию в космосе — помогает некосмическим странам сделать свой первый шаг к звездам. Проект Birds, поддерживаемый Кюсюским технологическим институтом, продемонстрировал успешную модель технической помощи в упрощении запусков для стран, не осваивающих космос. Помощь Японии по этой программе позволила четырем странам — Нигерии, Монголии, Бангладеш и Гане — запустить собственные кубсаты на борту ракеты Falcon-9 компании SpaceX в июне 2017 года. У 2018-м JAXA также запустила кубсаты для Бутана, Малайзии, Филиппин, Коста-Рики и Кении. Разработанные этими странами спутники запущены из модуля Kibo на МКС. 

Автор: кандидат исторических наук, популяризатор науки Наталья Боротканич

Эта статья была опубликована в №5 журнала Universe Space Tech за 2021 год. Купить этот номер в электронной или бумажной версии можно в нашем магазине.