Главные космические события уходящего 2020 года
Друзья! 2020-й год подошел к концу. К сожалению, он оказался совсем не таким, как многие из нас надеялись. Но, хотим мы этого или нет, он уже стал частью истории. Так что самое время подвести некоторые итоги ушедшего года в космической сфере и вспомнить его наиболее интересные события. Для удобства мы разбили материал на три части.
COVID-19
Главным событием 2020 г., безусловно, стала пандемия коронавируса COVID-19, затронувшая почти все сферы человеческой деятельности. И аэрокосмическая индустрия не стала исключением. Введенные в различных странах карантинные меры привели ко временному закрытию и/или сокращению рабочих смен ряда производственных и испытательных центров. Это не могло не сказаться на скорости реализации ряда космических проектов.
Астрономы также не избежали последствий пандемии. Так, телескопы Европейской Южной обсерватории почти на шесть месяцев приостановили все наблюдения. Аналогичная участь постигла и прославленный комплекс радиотелескопов ALMA, и многие другие научные учреждения. Лишь к концу года некоторые обсерватории начали постепенновозобновлятьнаучную деятельность. Остается надеяться, что в 2021 г. они сумеют вернуться к привычному режиму работы.
Начало пилотируемых полетов Crew Dragon
Одно из наиболее важных космических событий 2020 г. произошло 30 мая. В тот день в свой первый пилотируемый полетотправилсякосмический корабль Crew Dragon. Хоть и с опозданием в несколько лет, но SpaceX выполнила свои обязательства перед NASA по программе Commercial Crew.
Испытательный полет прошел без каких-либо существенных замечаний. Поэтому в ноябре к МКСотправилсяновый Crew Dragon — в этот раз в рамках первой полноценной эксплуатационной миссии. Он доставил на станцию четырех астронавтов, которые проведут на ее борту шесть месяцев.
Ввод в эксплуатацию нового корабля позволил NASA ликвидировать многолетнюю монополию «Роскосмоса» на доставку людей на МКС и дал возможность расширить ее постоянный экипаж до семи человек. Также Crew Dragon должен сыграть важную роль в планах по коммерциализации комплекса. Уже в октябре следующего года онбудет задействованв первой в истории частной пилотируемой космической миссии. В ее рамках станцию посетят актер Том Круз и режиссер Даг Лайман (Tom Cruise, Doug Liman). Они планируют снять на борту МКС несколько сцен для своего будущего фильма.
Марсианская одиссея 2020
В плане новых межпланетных миссий 2020-й можно смело назвать годом Красной планеты. Летом мы стали свидетелями запуска к Марсу сразу трех исследовательских аппаратов — американского Mars 2020, китайского «Тяньвэнь-1» и арабского «Аль-Амаль». Все они достигнут своей цели в феврале 2021 г
Спускаемый аппарат миссии Mars 2020 войдет в марсианскую атмосферу 18 февраля. Если все пройдет по плану, через «семь минут ужаса» он высадит в кратере Езеро ровер Perseverance, который займется астробиологическими исследованиями и поиском следов, указывающих на возможную обитаемость соседней планеты (в прошлом или даже в наши дни). Интересным дополнением к миссии должен стать дрон-вертолет Ingenuity. Он является технологическим демонстратором, призванным доказать возможность исследований Марса с помощью аппаратов тяжелее воздуха.
На марсоход Perseverance возложена еще одна крайне амбициозная задача. Он будет не просто проводить астробиологические исследования, но и отбирать наиболее перспективные образцы марсианского грунта. Для этого ровер оснащен комплектом из 43 капсул для хранения проб. По завершении своей основной миссии он должен будет выгрузить их на поверхность Марса. Ученые надеются, что в будущем эти капсулы будут подобраны и возвращены на Землю специализированным межпланетным аппаратом, проект которого сейчас разрабатывается NASA совместно с ESA.
Что касается «Тяньвэнь-1» и «Аль-Амаль», то они выйдут на постоянную ареоцентрическую орбиту. В апреле от китайского зонда отделится спускаемый модуль с ровером. Он должен совершить посадку в южной части равнины Утопия. В случае успеха КНР станет второй в истории страной, высадившей планетоход на поверхность Красной планеты. Что касается арабского зонда, то он не несет спускаемых аппаратов и предназначен исключительно для орбитальных исследований.
Фосфин в атмосфере Венеры?
Венера является ближайшей к Земле планетой Солнечной системы. Но при этом она не пользуется особой популярностью среди космических агентств. В XXI веке к ней было направлено лишь две специализированные миссии (европейская и японская). Но, возможно, вскоре эта ситуация изменится — и все благодаря одной весьма спорной находке.
Вскоре открытие было поставлено под сомнение. Ряд ученых заявили о возможности ошибочной интерпретации данных, посчитав, что за фосфин был принят сигнал от молекул двуокиси серы. После этого авторы оригинального исследования провели перепроверку данных и признали частичную ошибку, заявив, что фосфин на Венере все же есть, но его примерно в семь раз меньше, чем было заявлено ранее. Но и это не положило конец спорам о реальности находки.
Несмотря на всю противоречивость, исходная публикация в любом случае сыграла важную роль, снова напомнив, как много тайн все еще скрывает «Утренняя звезда». Не исключено, что поднятая ею волна интереса к Венере станет решающим фактором в процессе принятия решения об отправке к ней новой миссии, которая, в частности, могла бы заняться изучение венерианской атмосферы и дать окончательный ответ на вопрос о наличии либо отсутствии в ней фосфина, а также гипотетических живых организмов.
Гибель Аресибо
10 августа у радиотелескопа Аресибо, расположенного на острове Пуэрто-Рико,произошел обрыводного из вспомогательных тросов, которые использовались для поддержки 900-тонной платформы с приемной аппаратурой и облучателем. Трос упал на 305-метровую чашу рефлектора и серьезно ее повредил.
Агентство «Национальный научный фонд» (National Science Foundation — NSF), осуществляющее управление обсерваторией, приняло решение осуществить ремонт и заказало изготовление нового троса. К сожалению, инженеры так и не успели установить замену. 6 ноября произошел разрыв одного из основных тросов, закрепленных на той же башне. Проведенная после этого срочная техническая экспертиза показала, что конструкция телескопа стала неустойчивой и может обрушиться в любой момент, поэтому ее невозможно отремонтировать без риска для жизни рабочих.
Руководство NSF приняло решение вывести телескоп из эксплуатации. Предполагалось, что это будет сделано путем управляемого подрыва, благодаря чему удалось бы сохранить определенную часть комплекса — в частности, лидар, используемый для атмосферных исследований, а также информационный центр для посетителей. Но до этого так и не дошло. 1 декабря платформарухнулабез посторонней помощи, что привело к полному разрушению знаменитого радиотелескопа.
Гибель Аресибо стала серьезной потерей для науки. Несмотря на недавний ввод в эксплуатацию китайского радиотелескопа FAST с диаметром рефлектора 500 м, некоторые характеристики пуэрториканского комплекса так и не были превзойдены. Например, обсерватория активно использовалась для наблюдения околоземных астероидов и уточнения их орбит, в том числе путем радиолокации.
Кроме того, Аресибо имел важное символическое значение. Обсерватория давно стала неотъемлемой частью мировой поп-культуры, засветившись в ряде известных фильмов — например, «Золотой глаз» и «Контакт». По сути, она была одним из наиболее узнаваемых символов современной науки и нашего стремления раскрыть тайны Вселенной. Пока неизвестно, будет ли NSF пытаться построить новую обсерваторию, которая сможет заменить Аресибо, и если да — то в каком месте и каком именно формате.
Сложный старт малых носителей
В минувшем году состоялись дебютные полеты сразу нескольких малых носителей, созданных частными стартапами. К сожалению, они наглядно продемонстрировали, что космос по-прежнему остается весьма сложной целью, не прощающей никаких ошибок.
В марте компания Astra Space предпринялапервую попыткуорбитального запуска носителя Rocket 3 с космодрома на острове Кодьяк у побережья Аляски. Однако менее чем за минуту до включения двигателя произошла утечка топлива, приведшая к возгоранию и серьезному повреждению ракеты.
Следующей была компания Virgin Orbit. 25 мая она попыталась отправить на орбиту ракету LauncherOne, запускаемую по схеме воздушного старта. Вначале все шло хорошо. Ракета успешно отделилась от самолета-носителя и начала набирать высоту. Однако затем двигатель первой ступени неожиданно выключился, после чего LauncherOne упал в океан. Впоследствии выяснилось, чтопричиной авариистало разрушение топливопровода высокого давления, подающего жидкий кислород в силовой агрегат. После завершения расследования в компании заявили о намерении провести повторную попытку запуска ракеты в декабре, но в итоге она была перенесена на 2021 г.
В сентябре Astra вновь попыталась покорить космос. В этот раз ракета оторвалась от стартовой площадки, но вскоре в ее корпусе возникли непредусмотренные вибрации, приведшие к отклонениям от заданной траектории. В результате примерно через 30 секунд после запуска инженеры подали команду на отключение двигателя. Позже носитель упал на территории острова Кодьяк и взорвался.
В декабре последовала еще одна попытка. Теперь Astra былавесьма близкак успеху. Ракета достигла максимальной высоты в 390 км, однако ее скорость в апогее составила всего 7,2 км/с, что на 0,5 км/c меньше первой космической. Из-за этого носитель так и не смог выйти на околоземную орбиту. Позже выяснилось, что двигатель второй ступени выключился на 12-15 секунд раньше, чем предполагалось планом полета. Это произошло из-за ошибки в расчете топливной смеси.
В отличие от LauncherOne и Rocket 3, малая ракета Ceres-1, построенная китайской компанией Galactic Energy, достигла орбиты с первого раза. Впрочем, многие считают, что между этим полетом и испытаниями западных стартапов все же нельзя ставить знак равенства. Дело в том, что правительство КНР предоставило своим аэрокосмическим компаниям доступ к технологиям, использующимся в твердотопливных баллистических ракетах (в частности, им разрешили скопировать двигатели). Это очень серьезно упростило им задачу. Именно поэтому все частные китайские носители пока являются твердотопливными.
Высотное испытание Starship
10 декабря любители космонавтики стали свидетелями одно из самых необычных и зрелищных испытаний космической техники за последние годы. В тот день компания SpaceX осуществила долгожданный высотный тест прототипа нового корабля Starship с порядковым номером SN8.
Те, кто следил за трансляцией, мог увидеть, как SN8 совершил взлет на трех двигателях Raptor (два из них затем были последовательно выключены, что также являлось частью теста), достиг высоты 12,5 км, завис, после чего перевернулся в горизонтальное положение и начал контролируемое падение. Затем прототип вновь активировал двигатели и развернулся в вертикальное положение. К сожалению, осуществить мягкую посадку ему не удалось — он не смог погасить вертикальную скорость и разбился о посадочную площадку. Последующее расследование показало, что из-за слишком низкого давления в дополнительном (посадочном) баке SN8 один из двигателей Raptor преждевременно отключился, а другой начал разрушаться, что и привело к аварии.
Но, несмотря на неудачу на финальном участке, в целом испытание можно назвать весьма продуктивным. SpaceX успешно выполнила большинство поставленных задач, попутно еще раз удивив мир. Что касается Илона Маска, то сразу после завершения полета он оставил в своем микроблоге Twitter следующую запись: «Марс, мы идем!».
Китайский флаг на Луне
2020-й стал годом, когда Китай занес в свой актив еще одно достижение, ранее покорившееся лишь СССР и США. Он стал третьей в истории державой, сумевшей доставить на Землю образец лунного грунта.
Эта задача была выполнена запущенным 23 ноября аппаратом «Чанъэ-5». После выхода на селеноцентрическую орбиту от его орбитального зонда отделилась связка из спускаемого и взлетного модуля. Она прилунилась к востоку от пика Рюмкера — относительно молодой вулканической формации, образовавшейся примерно 1,3 млрд лет назад. Район посадки намеренно выбрали таким образом, чтобы китайский аппарат получил возможность собрать более «свежие» образцы лунного вещества, чем те, которые были доставлены американскими экспедициями Apollo и советскими станциями «Луна».
Взяв пробу грунта и установив на лунной поверхности флаг КНР, взлетный модуль успешно стартовал и позже состыковался с орбитальным зондом. Это событие стало первой в истории стыковкой двух беспилотных аппаратов на орбите вокруг другого небесного тела. После перегрузки капсулы с образцами и отстыковки модуль был намеренно сброшен на Луну, а орбитальный зонд лег на обратный курс к Земле. 15 декабря от него отделилась возвращаемая капсула, затем совершившая посадку на территории автономного района Внутренняя Монголия. Внутри нее оказалось порядка 1,7 кг реголита.
«Чанъэ-5» стал первым автоматическим аппаратом со времен запущенной еще в 1976 г. «Луны-24», сумевшим вернуть на Землю образец лунного вещества. Следующей китайской миссией к нашему естественному спутнику должна стать «Чанъэ-6», старт которой запланирован на 2023-2024 г. Предполагается, что в ходе нее автоматический разведчик доставит на Землю пробу грунта, взятую в южном приполярном регионе Луны.
«Хаябуса-2»: успешное возвращение
«Чанъэ-5» был не единственным аппаратом, в 2020 г. доставившим на Землю кусочек небесного тела. За десять дней до него на территории австралийского полигона Вумера приземлилась капсула, сброшенная японским зондом «Хаябуса-2». Внутри нее находились образцы вещества астероида Рюгу (162173 Ryugu).
После доставки в Японию капсула была вскрыта. В ней обнаружились частички астероидного грунта общей массой порядка 5,4 г, что во много раз превышает заявленную цель миссии (0,1 г). По завершении сортировки собранного материала ученые приступят к его непосредственному изучению.
Что касается основного модуля зонда «Хаябуса-2», то после пролета Земли он приступил к расширенной части своей миссии. В июле 2026 г. аппарат «навестит» астероид 2001 CС21, а в 2027 и 2028 г. совершит два гравитационных маневра в окрестностях нашей планеты. Они позволят ему «настигнуть» следующую главную цель — небольшой околоземный астероид 1998 KY26, имеющий поперечник порядка 30-40 м. Если все пройдет хорошо, автоматический разведчик сблизится с ним в июле 2031 г.
OSIRIS-REx идет на рекорд
В то время как «Чанъэ-5» и «Хаябуса-2» уже доставили на Землю образцы небесных тел, американский аппарат OSIRIS-REx сделает это лишь через несколько лет. Однако уже сейчас мы точно знаем, что в его возвращаемой капсуле находится действительно много вещества. Из-за этого обстоятельства он даже потерял часть своего «улова».
20 октября 2020 г. OSIRIS-REx сблизился с астероидом Бенну (101955 Bennu), коснулся трехметровым пробоотборным механизмом его поверхности и выпустил в нее струю азота. Снимки, сделанные во время этой процедуры, показали, что струя подняла значительное количество материала — малое тело оказалось значительно более рыхлым объектом, чем изначально предполагалось. В результате зонд собрал так много вещества, что крупные камни, попавшие в контейнер пробоотборника, попросту не дали закрыться его дверце. Это привело к тому, что аппарат начал постепенно терять собранные образцы.
Из-за этого группе сопровождения пришлось отказаться от нескольких запланированных маневров и срочно перегрузить контейнер в возвращаемую капсулу, чтобы минимизировать потери. Сколько именно грунта в итоге удалось собрать, пока остается неизвестным. Но, по словам специалистов, в любом случае его количество значительно превышает 60 г, являвшиеся номинальной целью миссии.
OSIRIS-REx покинет окрестности Бенну и ляжет на обратный курс к Земле в марте следующего года. Если все пройдет согласно плану, капсула с собранными образцами совершит посадку на территории штата Юта 24 сентября 2023 г.