Канадское космическое агентство: история и современность

Введение

Канадское космическое агентство (CSA) — национальное космическое агентство Канады, учрежденное в 1990 году в соответствии с Законом о Канадском космическом агентстве. Президент агентства — Лиза Кэмпбелл, вступившая в должность 3 сентября 2020 года. Агентство подчиняется министру инноваций, науки и промышленности. Штаб-квартира CSA расположена в космическом центре имени Джона Х. Чапмана в Лонгёе, провинция Квебек. В агентстве также имеются офисы в Оттаве, провинция Онтарио, и небольшие представительства в Хьюстоне, Вашингтоне и Париже.

История

Истоки канадской космической программы можно проследить до конца Второй мировой войны. В период с 1945 по 1960 год Канада осуществила ряд проектов по разработке небольших ракет-носителей и спутников под эгидой оборонных исследований, включая создание ракеты Black Brant, а также серию передовых исследований, посвященных как орбитальной стыковке, так и возвращению в атмосферу. В 1957 году ученые и инженеры Канадского оборонного исследовательского телекоммуникационного заведения (DRTE) под руководством Джона Чепмена приступили к проекту, первоначально известному как S 27 или проект Topside Sounder. Эта работа вскоре привела к разработке первого канадского спутника, получившего название Alouette 1. С запуском Alouette 1 в сентябре 1962 года Канада стала третьей страной, выведшей искусственный спутник в космос. В то время Канада располагала лишь возможностями запуска в верхние слои атмосферы (зондирующие ракеты), поэтому Alouette 1 был запущен американским Национальным управлением по аэронавтике и исследованию космического пространства (NASA) с авиабазы Ванденберг в Ломпоке, штат Калифорния. Высокие технические характеристики спутника, проработавшего десять лет вместо ожидаемого одного, стимулировали дальнейшее изучение ионосферы в рамках совместной канадско-американской спутниковой программы ISIS. В 1993 году IEEE признала этот проект Международной вехой в области электротехники. Запуск Anik A 1 в 1972 году сделал Канаду первой страной в мире, создавшей собственную общенациональную сеть геостационарных спутников связи. Эти и другие космические инициативы в 1980-х годах побудили правительство Канады принять Закон о Канадском космическом агентстве, учредившее Канадское космическое агентство. Закон получил королевское одобрение 10 мая 1990 года и вступил в силу 14 декабря 1990 года. Мандат Канадского космического агентства заключается в содействии мирному использованию и развитию космоса, расширении знаний о космосе посредством науки и обеспечении того, чтобы космическая наука и технологии приносили социальную и экономическую пользу канадцам. В декларации о миссии Канадского космического агентства говорится, что агентство стремится возглавить разработку и применение космических знаний на благо канадцев и всего человечества. В 1999 году финансирование CSA было переведено с проектной базы на базовое ("A base") и установлено фиксированный годовой бюджет в размере 300 миллионов долларов.

The origins of the Canadian upper atmosphere and space program can be traced back to the end of the Second World War. Between 1945 and 1960, Canada undertook a number of small launcher and satellite projects under the aegis of defence research, including the development of the Black Brant rocket as well as series of advanced studies examining both orbital rendezvous and re entry. In 1957, scientists and engineers at the Canadian Defence Research Telecommunications Establishment (DRTE) under the leadership of John H. Chapman embarked on a project initially known simply as S 27 or the Topside Sounder Project. This work would soon lead to the development of Canada's first satellite known as Alouette 1. With the launch of Alouette 1 in September 1962, Canada became the third country to put an artificial satellite into space. At the time, Canada only possessed upper atmospheric launch capabilities (sounding rockets), therefore, Alouette 1 was sent aloft by the American National Aeronautics and Space Administration (NASA) from Vandenberg Air Force Base in Lompoc, California. The technical excellence of the satellite, which lasted for ten years instead of the expected one, prompted the further study of the ionosphere with the joint Canadian designed, U. S. launched ISIS satellite program. This undertaking was designated an International Milestone of Electrical Engineering by IEEE in 1993. The launch of Anik A 1 in 1972 made Canada the first country in the world to establish its own domestic geostationary communication satellite network. These and other space related activities in the 1980s compelled the Canadian government to promulgate the Canadian Space Agency Act, which established the Canadian Space Agency. The act received royal assent on May 10, 1990, and came into force on December 14, 1990. The mandate of the Canadian Space Agency is to promote the peaceful use and development of space, to advance the knowledge of space through science and to ensure that space science and technology provide social and economic benefits for Canadians. The Canadian Space Agency's mission statement says that the agency is committed to leading the development and application of space knowledge for the benefit of Canadians and humanity. In 1999, the CSA was moved from project based to "A base" funding and given a fixed annual budget of $300 million.

Сотрудничество с Европейским космическим агентством

С 1970-х годов CSA является государством-участником Европейского космического агентства (ESA) и поддерживает ряд формальных и неформальных партнерских отношений и совместных программ с космическими агентствами других стран, таких как NASA, ISRO, JAXA и SNSA. Сотрудничество Канады с Европой в области космической деятельности началось еще до создания Европейского космического агентства и Канадского космического агентства. Перед завершением эксплуатации космических шаттлов стрела была модифицирована для использования с Canadarm2; STS-134 (предпоследняя миссия программы «Спейс Шаттл») оставила ее на борту МКС для дальнейшего использования.

Космонавты CSA

Было четыре кампании по набору астронавтов для CSA. Первая, в 1983 году, проведенная Национальным исследовательским советом, привела к отбору Роберты Бондар, Марка Гарно, Роберта Тирска, Кена Мони, Бьярни Триггвасона и Стива Маклина. Вторая, в 1992 году, выбрала Криса Хэдфилда, Джули Пайетт, Даффида Уильямса и Майкла Маккея. 13 мая 2009 года, после завершения третьего отборочного процесса, было объявлено о выборе двух новых астронавтов – Джереми Хансена и Давида Сент-Жака. Последняя кампания по набору началась в 2016 году и привлекла 3772 кандидата на 2 места. В 2017 году были выбраны Джошуа Кутрик и Дженнифер Сидей. В общей сложности девять канадцев приняли участие в 17 пилотируемых миссиях: 14 миссиях космического челнока НАСА (включая одну миссию на станцию «Мир») и 3 миссиях «Роскосмоса» на «Союзе». Два бывших канадских астронавта так и не полетели в космос: Майкл Маккей ушел в отставку по медицинским показаниям, а Кен Мони ушел в отставку в 1992 году, спустя восемь лет после его отбора. + Астронавты Канадского космического агентстваНазвание ракеты-носителяМиссияДата запускаПримечанияМарк ГарноЧелленджерSTS 41-G5 октября 1984Первый канадец в космосеРоберта БондарДискавериSTS 4222 января 1992Первая канадская женщина в космосеСтивен МаклинКолумбияSTS 5222 октября 1992Крис ХэдфилдАтлантисSTS 7412 ноября 1995Единственный канадец, посетивший станцию «Мир»Марк ГарноЭндеворSTS 7719 мая 1996Первый канадец, вернувшийся в космосРоберт ТирскКолумбияSTS 7820 июня 1996Бьярни ТриггвасонДискавериSTS 857 августа 1997Дэвид УильямсКолумбияSTS 9017 апреля 1998Джули ПайеттДискавериSTS 9627 мая 1999Первый канадец, посетивший Международную космическую станциюМарк ГарноЭндеворSTS 9730 ноября 2000Миссия МКС. Возвращение в космос (третий визит)Крис ХэдфилдЭндеворSTS 10019 апреля 2001Миссия МКС. Возвращение в космос (второй визит). Первый выход в открытый космос канадским астронавтомСтивен МаклинАтлантисSTS 1159 сентября 2006Миссия МКС. Возвращение в космос (второй визит); выход в открытый космосДэвид УильямсЭндеворSTS 11827 августа 2007Миссия МКС. Возвращение в космос (второй визит); выход в открытый космосРоберт ТирскСоюз ФГСоюз ТМА-1527 мая 2009Экспедиция МКС-20 и Экспедиция МКС-21. Возвращение в космос (второй визит). Первый полет канадского астронавта на российской ракете-носителе. Первый канадец в составе постоянного экипажа МКС. Впервые два канадца одновременно находились в космосе (с Пайетт)Джули ПайеттЭндеворSTS 12715 июля 2009Миссия МКС. Первая канадская женщина, вернувшаяся в космос. Впервые два канадца одновременно находились в космосе (с Тирском). Самая большая группа людей (13) в космосе, поскольку семь членов экипажа STS-127 присоединились к шести, уже находившимся на МКС. Самая большая группа (5) национальностей в космосе, поскольку на МКС одновременно находятся астронавты из США, России, Японии, Канады и Бельгии. Последний канадец, полетевший на американском космическом шаттле.Крис ХэдфилдСоюз ФГСоюз ТМА-07M19 декабря 2012Экспедиция МКС-34 и Экспедиция МКС-35. Возвращение в космос (третий визит). Первый канадский командир космического корабля, первый канадский командир постоянного экипажа МКС.Давид Сент-ЖакСоюз ФГСоюз МС-113 декабря 2018Экспедиция МКС-58 и Экспедиция МКС-59. 19 декабря 2012 года канадский астронавт Крис Хэдфилд стартовал на космическом корабле «Союз» к Международной космической станции. Эта миссия ознаменовала завершение компенсации НАСА Канаде за ее вклад в программы «Шаттл» и Международной космической станции, что означало отсутствие подтвержденных оставшихся возможностей для космических полетов для канадских астронавтов. В июне 2015 года правительство Канады объявило о возобновлении обязательств перед Международной космической станцией, обеспечив полеты для обоих оставшихся активных канадских астронавтов. В мае 2016 года CSA объявила, что Давид Сент-Жак полетит на Международную космическую станцию на борту ракеты «Союз» «Роскосмоса» в ноябре 2018 года на 6 месяцев в составе экипажа экспедиции 58/59. В состав экипажа лунной миссии Artemis 2 войдет астронавт из CSA, первый канадец, совершивший путешествие за пределы низкой околоземной орбиты, в соответствии с условиями договора между Соединенными Штатами и Канадой от 2020 года.

There have been four recruiting campaigns for astronauts for the CSA. The first, in 1983 by the National Research Council, led to the selection of Roberta Bondar, Marc Garneau, Robert Thirsk, Ken Money, Bjarni Tryggvason and Steve MacLean. The second, in 1992, selected Chris Hadfield, Julie Payette, Dafydd Williams and Michael McKay. On May 13, 2009, it was announced after the completion of a third selection process that two new astronauts, Jeremy Hansen and David Saint Jacques, had been chosen. The latest recruitment campaign was launched in 2016, attracting 3,772 applicants for 2 candidates. In 2017, Joshua Kutryk and Jennifer Sidey were chosen. Nine Canadians have participated in 17 crewed missions in total: 14 NASA Space Shuttle missions (including one mission to Mir) and 3 Roscosmos Soyuz missions. Two former Canadian astronauts never flew in space: Michael McKay resigned due to medical reasons and Ken Money resigned in 1992, eight years after his selection. + Canadian Space Agency astronautsName Launch VehicleMissionLaunch date NotesMarc GarneauChallengerSTS 41 GOctober 5, 1984First Canadian in spaceRoberta BondarDiscoverySTS 42January 22, 1992First Canadian woman in spaceSteven MacLeanColumbiaSTS 52October 22, 1992Chris HadfieldAtlantisSTS 74November 12, 1995Only Canadian to visit MirMarc GarneauEndeavourSTS 77May 19, 1996First Canadian to return to spaceRobert ThirskColumbiaSTS 78June 20, 1996Bjarni TryggvasonDiscoverySTS 85August 7, 1997Dafydd WilliamsColumbiaSTS 90April 17, 1998Julie PayetteDiscoverySTS 96May 27, 1999First Canadian to visit the International Space StationMarc GarneauEndeavourSTS 97November 30, 2000 ISS mission. Return to space (third visit)Chris HadfieldEndeavourSTS 100April 19, 2001 ISS mission. Return to space (second visit). First spacewalk by a CanadianSteven MacLeanAtlantisSTS 115September 9, 2006 ISS mission. Return to space (second visit); spacewalkDafydd WilliamsEndeavourSTS 118August 27, 2007 ISS mission. Return to space (second visit); spacewalkRobert ThirskSoyuz FGSoyuz TMA 15May 27, 2009 ISS Expedition 20 and Expedition 21. Return to space (second visit). First flight on a Russian launch vehicle by a Canadian. First Canadian on a permanent ISS crew. First time two Canadians were in space simultaneously (with Payette)Julie PayetteEndeavourSTS 127July 15, 2009 ISS mission. First Canadian woman to return to space. First time two Canadians were in space simultaneously (with Thirsk). Largest gathering of humans (13) in space, as seven STS 127 arrivals join 6 already on ISS. Largest gathering (5) of nationalities in space, as the United States, Russia, Japan, Canada, and Belgium have astronauts together on ISS. Last Canadian to fly on a US Space Shuttle. Chris HadfieldSoyuz FGSoyuz TMA 07MDecember 19, 2012 ISS Expedition 34 and Expedition 35. Return to space (third visit). First Canadian commander of a spacecraft, first Canadian Commander of a permanent ISS crew. David Saint JacquesSoyuz FGSoyuz MS 11December 3, 2018 ISS Expedition 58 and Expedition 59. On December 19, 2012, Canadian astronaut Chris Hadfield launched aboard a Soyuz spacecraft to reach the International Space Station. This mission marked the completion of NASA's compensation to Canada for its contribution to the Shuttle and International Space Station programs, meaning that there were no confirmed remaining space flight opportunities for Canadian astronauts. In June 2015, the Canadian government announced a renewed commitment to the International Space Station, securing flights for both of Canada's remaining active astronauts. In May 2016, the CSA announced that David Saint Jacques would fly to the International Space Station aboard a Roscosmos Soyuz rocket in November 2018 for 6 months, as part of the Expedition 58/59 crew. The crew of the Artemis 2 lunar flyby mission will include a CSA astronaut, the first Canadian to travel beyond low Earth orbit, under the terms of a 2020 treaty between the United States and Canada.

Международные проекты

CSA участвует во многих международных проектах, включая спутники, марсоходы и космические телескопы. В прошлом CSA предоставляла компоненты для проектов ESA, NASA, ISRO, JAXA и SNSB. Недавно Канада внесла вклад в виде датчика точного наведения в космический телескоп Джеймса Уэбба NASA.

The CSA contributes to many international projects, including satellites, rovers, and space telescopes. The CSA has contributed components to ESA, NASA, ISRO, JAXA, and SNSB projects in the past. Recently, Canada contributed the Fine Guidance Sensor to NASA's James Webb Space Telescope. Name Country Primary Agency Launch Date Canadian contribution Notes UARS United States NASA 1991 Wind Imaging Interferometer (WINDII)PI: Gordon G. Shepherd, York; CAL Interbol Russia RSA 1996 Ultraviolet Auroral Imager(UVI) instrumentPI: L. L. Cogger, U Calgary; CAL Nozomi Japan ISAS 1998 Thermal Plasma Analyzer (TPA) instrumentPI: Andrew Yau, U Calgary; CAL/COM DEV; Canada's first interplanetary mission FUSE United States NASA 1999 Fine Error Sensor COM DEV Terra United States NASA 1999 MOPITT (Measurements of Pollution in The Troposphere) PI: Jim Drummond; COM DEV Odin Sweden SNSA 2001 OSIRIS (Optical Spectroscopic and Infrared Remote Imaging System) PI: Doug Degenstein, University of Saskatchewan; Routes Envisat Europe ESA 2002 ESA collaboration CloudSat United States NASA 2006 Radar components COM DEV THEMIS United States NASA 2007 Automated ground observatories Phoenix United States NASA 2007 Meteorological station First Canadian component on Mars; confirmed snow on Mars Herschel Europe ESA 2009 HIFI Local Oscillator Source Unit COM DEV Planck Europe ESA 2009 ESA collaboration PI: J. Richard Bond, University of Toronto and Douglas Scott, University of British Columbia Proba 2 Europe ESA 2009 Fiber Sensor Demonstrator MPB Communications Inc. SMOS Europe ESA 2009 ESA collaboration Curiosity United States NASA 2011 APXS instrument Swarm Europe ESA 2013 Electric Field Instrument (EFI) COM DEV Astrosat India ISRO 2015 Precision detectors for the twin UV and visible imaging telescopes (UVIT) PI: John Hutchings Astro H Japan JAXA 2016 Canadian Astro H Metrology System (CAMS) Contact lost March 26, 2016 OSIRIS REx United States NASA 2016 OSIRIS REx Laser Altimeter (OLA) First Canadian component on a sample return mission JWST United States NASA 2021 Fine Guidance Sensor/Near Infrared Imager and Slitless Spectrograph (FGS/NIRISS) PI: René Doyon, Université de Montréal SWOT United States NASA 2022 Extended interaction klystrons (EIKs) for the radar. Communications & Power Industries Canada Inc.

Additionally, Canadian universities and aerospace contractors, including the University of Calgary, UTIAS SFL, COM DEV, MDA, Magellan Aerospace, Telesat and others, have provided components to various international space agencies.

Название Страна Основное агентство Дата запуска Канадский вклад Примечания
UARS Соединенные Штаты NASA 1991 Wind Imaging Interferometer (WINDII) PI: Gordon G. Shepherd, York; CAL
Interbol Россия RSA 1996 Ultraviolet Auroral Imager (UVI) инструмент PI: L. L. Cogger, U Calgary; CAL
Nozomi Япония ISAS 1998 Thermal Plasma Analyzer (TPA) инструмент PI: Andrew Yau, U Calgary; CAL/COM DEV; Первая межпланетная миссия Канады
FUSE Соединенные Штаты NASA 1999 Fine Error Sensor COM DEV
Terra Соединенные Штаты NASA 1999 MOPITT (Measurements of Pollution in The Troposphere) PI: Jim Drummond; COM DEV
Odin Швеция SNSA 2001 OSIRIS (Optical Spectroscopic and Infrared Remote Imaging System) PI: Doug Degenstein, University of Saskatchewan; Routes
Envisat Европа ESA 2002 Сотрудничество с ESA
CloudSat Соединенные Штаты NASA 2006 Радарные компоненты COM DEV
THEMIS Соединенные Штаты NASA 2007 Автоматизированные наземные обсерватории
Phoenix Соединенные Штаты NASA 2007 Метеорологическая станция; Первый канадский компонент на Марсе; подтверждено наличие снега на Марсе
Herschel Европа ESA 2009 HIFI Local Oscillator Source Unit COM DEV
Planck Европа ESA 2009 Сотрудничество с ESA PI: J. Richard Bond, University of Toronto и Douglas Scott, University of British Columbia
Proba 2 Европа ESA 2009 Fiber Sensor Demonstrator MPB Communications Inc.
SMOS Европа ESA 2009 Сотрудничество с ESA
Curiosity Соединенные Штаты NASA 2011 APXS инструмент
Swarm Европа ESA 2013 Electric Field Instrument (EFI) COM DEV
Astrosat Индия ISRO 2015 Прецизионные детекторы для телескопов UV и видимого диапазона (UVIT) PI: John Hutchings
Astro H Япония JAXA 2016 Канадская метрологическая система Astro H (CAMS); Связь потеряна 26 марта 2016 года
OSIRIS REx Соединенные Штаты NASA 2016 OSIRIS REx Laser Altimeter (OLA); Первый канадский компонент в миссии по возврату образцов
JWST Соединенные Штаты NASA 2021 Fine Guidance Sensor/Near Infrared Imager and Slitless Spectrograph (FGS/NIRISS) PI: René Doyon, Université de Montréal
SWOT Соединенные Штаты NASA 2022 Расширенные клистроны взаимодействия (EIKs) для радара. Communications & Power Industries Canada Inc.

Кроме того, канадские университеты и аэрокосмические подрядчики, включая Университет Калгари, UTIAS SFL, COM DEV, MDA, Magellan Aerospace, Telesat и другие, предоставляли компоненты различным международным космическим агентствам.

Будущие программы

После успешного запуска Radarsat 2 в декабре 2007 года и завершения канадского миллиардного вклада в Международную космическую станцию в начале 2008 года, CSA столкнулась с отсутствием крупных последующих проектов. Этот факт был отмечен Марком Гарно, первым канадским астронавтом и бывшим руководителем CSA, который осенью 2007 года призвал правительство Канады разработать и утвердить космическую политику для страны. Был предпринят скромный шаг для решения этой проблемы. В ноябре 2008 года Агентство заключило 16-месячный контракт на 40 миллионов долларов с компанией MacDonald, Dettwiler and Associates из Ванкувера (ныне MDA) для начала проектирования миссии наблюдения Земли RADARSAT Constellation (состоящей из 3 спутников). В августе 2010 года было выделено дополнительное финансирование для детального проектирования, которое должно было быть завершено к 2012 году. Спутники были запущены 12 июня 2019 года. Также в федеральном бюджете 2009 года Агентству было выделено финансирование для предварительного проектирования роботизированных лунных и марсианских роверов. 28 февраля 2019 года премьер-министр Канады Джастин Трюдо объявил о приверженности Канады проекту Lunar Gateway – международному проекту под руководством НАСА по созданию небольшой космической станции на лунной орбите. Это объявление сделало Канаду первым международным партнером в проекте Lunar Gateway. В рамках этого объявления Канада взяла на себя обязательство потратить 2,05 миллиарда долларов в течение 24 лет на разработку Canadarm 3 нового поколения. Это крупнейшее единовременное финансовое обязательство Канады по одному проекту, превосходящее 1,7 миллиарда долларов, потраченных на проекты для Международной космической станции. В рамках программы «Артемида» CSA разрабатывает небольшой лунный ровер. Роботизированный ровер разрабатывается в партнерстве с НАСА. Он будет исследовать полярный регион Луны и сможет пережить лунную ночь. В рамках миссии будет доставлено как минимум два научных прибора – один от НАСА и один от CSA – и запуск запланирован на 2026 год.

Ракеты

Канадское космическое агентство не располагает собственными средствами запуска за пределы ракет для исследования верхних слоев атмосферы. Канада полагается на другие страны, такие как США, Индия и Россия, для вывода своих космических аппаратов на орбиту, однако как Министерство обороны, так и космическое агентство рассматривают возможность создания канадской ракеты-носителя. В 2011 году CSA объявила о проведении исследований площадок в Кейп-Бретоне (Новая Шотландия) или о возможном возобновлении работы полигона ракетных исследований Черчилля (Манитоба) для создания стартовой площадки для микроспутников (150 кг) с целью прекращения зависимости от иностранных поставщиков услуг запуска. По словам представителей Канадского космического агентства, для реализации полномасштабного проекта по разработке и строительству ракеты-носителя для небольших спутников потребуется 10–12 лет. В настоящее время ведется строительство нового космодрома в Кансо (Новая Шотландия), завершение которого ожидается в 2024–2025 годах, однако он предназначен для коммерческих запусков украинской ракеты Cyclone 4M, начиная с 2023 года. Этот объект является проектом компании Maritime Launch Services. О каком-либо участии CSA в проекте не сообщалось.

Противоречия

В марте 2022 года информация, полученная от Канадской службы разведки (CSIS), указывала на то, что в CSA проникли агенты Китая. Королевская канадская конная полиция (RCMP) предъявила 61-летнему Ванпину Чжэну, сотруднику CSA, обвинение в нарушении доверия в декабре 2021 года, которое, по заявлению полиции, было связано с иностранным вмешательством. Несмотря на неоднократные предупреждения CSIS о безопасности, начиная с 2015 года, Чжэн продолжал работать в CSA и, согласно представленным в суд документам, был причастен к установке несанкционированного программного обеспечения, включая средства безопасной передачи файлов и приложения для обмена сообщениями, от имени иностранной компании. Он также обвинялся в использовании своего положения инженера CSA для ведения переговоров о соглашениях об установке спутниковой станции с Исландией от имени китайской аэрокосмической компании. Чжэн уволился из CSA после 26 лет работы в агентстве, однако ни одно из выдвинутых против него обвинений не было доказано в суде.