Космос – Страница 2 – «Будущее сейчас»

Первый полет ракеты Ariane 6

Ariane 6 – это ракета-носитель, разработанная компанией Ariane Group под руководством Европейского космического агентства (ЕКА). Он заменил устаревший Ariane 5, который работал с конца 1990-х годов, и спроектирован более модульным, гибким и конкурентоспособным по стоимости.

Ракета составляет 63 м (207 футов) в высоту, что делает ее немного выше своего предшественника, а также имеет более тонкий внешний вид. В настоящее время разработаны два варианта Ariane 6:

  • Ariane 62 , с двумя твердотопливными ускорителями P120, весит около 530 тонн при взлете и предназначен в основном для правительственных и научных миссий, запускающих полезные грузы весом до 5000 кг на геостационарную передаточную орбиту (ГТО) и 10 350 на низкую околоземную орбиту (ЛЕО).
  • Ariane 64, с четырьмя ускорителями P120. Он тяжелее, имеет вес около 860 тонн и предназначен для коммерческих запусков двух спутников весом до 11 500 кг  в ГТО и 21 500 кг в ЛЕО.

Более низкая стоимость Ariane 6, примерно вдвое меньше, чем Ariane 5, позволяет вдвое увеличить количество запусков в год. Первый полет происходит в середине 2022 года, когда на борту находится 30 небольших широкополосных спутников. За этим последует ещё много коммерческих запусков в 2023 году и далее. Ariane 5 будет выведен из эксплуатации в 2024 году. Последующие варианты Ariane 6 в конце 2020-х годов включают компоненты многоразового использования, чтобы стать более конкурентоспособными по сравнению с SpaceX.

Больше…

Завершено строительство первой китайской модульной космической станции

Усилия Китая по созданию космической станции на низкой околоземной орбите (НОО) начались с космической лаборатории, состоящей из трех космических модулей «Тяньгун», запущенных в 2011, 2013 и 2015 годах соответственно. Это были небольшие экспериментальные модули, предназначенные для отработки процессов сближения и стыковки, необходимых для гораздо более крупного комплекса космической станции. Они были предназначены для краткосрочного пребывания с экипажем из трех человек.

Полноразмерная модульная космическая станция начинает формироваться в 2020 году. Она состоит из следующих ранее созданных отдельных компонентов: центрального жилого отсека, лабораторных модулей I и II, пилотируемого аппарата «Шэньчжоу» и грузового аппарата для доставки материалов и лабораторного оборудования.

Многоэтапная программа строительства завершается к 2022 году. Станция весит около 60000 кг, обеспечивает долгосрочное проживание трех астронавтов и имеет проектный срок службы десять лет.

Больше…

«Новые горизонты» завершает своё исследование пояса Койпера

В 2015 году, после девятилетнего путешествия длинною в 3 млрд. км через космическое пространство, аппарат «Новые горизонты» прибыл к Плутону. Несколько месяцев он обследовал этот регион, отправляя ценнейшие данные и снимки с этого ранее неизведанного мира и его пяти спутников. НАСА было намерено пойти еще дальше, с планами по близкому облёту в поясе Койпера объекта диаметром до 45 км. Этот этап миссии начался в 2019 году на расстоянии 43,4 астрономических единиц (а.е.) от Солнца. К 2022 году исследование завершено, и космический аппарат «Новые горизонты» отправился в сторону крайних границ Солнечной системы. Так, к 2038 году, он будет в 100 астрономических единицах от Солнца и продолжит путь в направлении созвездия Стрельца, которое включает сверхмассивную черную дыру в центре нашей Галактики.

Хотя стартовая скорость была намного выше, чем у любого другого внешнего зонда, запущенного ранее, «Новые горизонты» никогда не обгонит «Вояджер-1» или «Вояджер-2» – самых удаленных рукотворных объектов. Пролетая мимо Сатурна и Титана, благодаря гравитационному манёвру, Вояджер 1 получил преимущество в скорости. Когда новые горизонты достигнут 100 а.е., его скорость составит 13 км/с, что около 4 км/с медленнее, чем у «Вояджера-1» на этой дистанции.

Больше…

Миссия «АИДА» достигает астероида Дидим

AIDA (The Asteroid Impact & Deflection Assessment, дословно «оценка удара и отклонения астероида») – это совместный проект НАСА/ЕКА по изучению быстро вращающегося околоземного астероида из группы аполлонов – Дидима и его маленького спутника. Это первый космический аппарат, нацеленный на астероид, у которого заранее известно о наличии своей небольшой луны, получившей неофициальное название «Дидимун». Спутник имеет диаметр всего 150 метров и вращается вокруг основного астероида по орбите радиусом 1,1 км с периодом всего в 11,9 часа. В 1993 году автоматический космический аппарат «Галилео» (США), пролетая мимо астероида (243) Ида, уже обнаруживал спутник размером 1,4 км, но тогда это было сюрпризом. Аполлоны представляют собой группу астероидов, которые вращаются вокруг Земли в пределах приблизительно 1 а.е. от Солнца.

Целями «Аиды» являются:

  • изучение и демонстрация кинетических эффектов от столкновения зонда-ударника в луну астероида.
  • проверка способности космического аппарата отклонить курс летящего к Земле астероида.
  • получение новых данных о поверхности и внутреннем строении астероида.
  • получение новых данных о формировании астероидов и двойных систем.

В состав миссии входят два космических аппарата. Они должны выйти на орбиту астероида, один из них намеренно врежется в луну. Размеры основного астероида около 800 м в диаметре, его небольшого спутника около 150 м в диаметре с орбитой примерно в 1,1 км вокруг основного астероида. Дидим не пересекает орбиту Земли, поэтому отсутствует вероятность столкновения из-за эксперимента.

Зонд-импактор DART (Double Asteroid Redirection Test) весит 300 кг и сталкивается на скорости 6,25 км/с, изменив скорость спутника на 0.4 мм в секунду. Это приводит к значительному изменению взаимной орбиты двух объектов, но минимальным изменениям гелиоцентрической орбиты системы. «Аида» предоставляет данные о поверхности астероида, характеристикам внутренней структуры, ударного кратера и изменениям орбитального вращения. Зонд AIM (Asteroid Impact Monitor) оснащён навигационной камерой, тепловизором и радаром, в то время как импактор имеет камеру с 20-см апертурной ПЗС-матрицей, которая может самостоятельно направлять себя к целям. В дополнение к AIM и DART, развёрнуты 3 малых спутника формата кубсат, чтобы помочь с наблюдениями и апробировать новые научно-технические возможности, такие как межспутниковая связь в глубоком космосе. Миссия стартует в октябре 2020, подлёт к Дидиму состоялся в мае 2022 г.

Дидим пролетал мимо Земли в 2003 году на расстоянии 7.18 млн км. Он сделает ещё один близкий подлёт в 2123, на расстоянии в 5,9 млн км. Также пройдёт вблизи Марса: в 4.69 млн. км в 2144.

Космический телескоп «Евклид» открывает новые горизонты в изучении тёмной материи и тёмной энергии

«Евклид», получивший свое название в честь древнегреческого математика, является частью программы Cosmic Vision Европейского космического агенства (ЕКА) при поддержке организации НАСА, которая производит приборы для проекта и осуществляет научный анализ. Запущенный в 2020 году и помещенный во второй точке Лагранжа системы Солнце-Земля, телескоп выполняет свою миссию на протяжении шести лет, в течение которых он изучает природу темной материи и темной энергии.

Материя в том виде, в котором мы ее знаем – атомы в человеческом теле, например, – всего лишь частица общей материи изученной Вселенной. Остальная же ее часть, около 85%, является темной материей, состоящей из частиц неизвестного типа. Впервые это предположение возникло в 1932 году, но на то время не было его прямых подтверждений. Материя получила название «темной», поскольку она не взаимодействует со светом. Темная материя взаимодействует с обычной материей посредством гравитации, скрепляя галактики между собой подобно невидимому клею.

В то время как темная материя удерживает частицы между собой, темная энергия делит вселенную на части со всё возрастающей скоростью. В условиях эквивалентности массы и энергии во Вселенной темная энергия доминирует. Темная энергия является еще более неизученным явлением, чем темная материя, поскольку была обнаружена астрономами только в 1998 году (за свою работу они впоследствии были награждены Нобелевской премией в области физики в 2011 году).

Используя телескоп размером 1,2 м на длинах волн видимого спектра и ближней инфракрасной его части, Евклид обрисовывает форму, яркость и 3D-распределение двух миллиардов галактик, занимающих более одной трети неба. Он измеряет геометрию и скорость роста вселенной в самом высоком разрешении из когда-либо ранее доступных, задействовав слабое гравитационное линзирование, космологическое красное смещение и наблюдения за скоплениями галактик.

Собрав воедино все эти сверхточные измерения, мы получаем лучшее на сегодняшний день объяснение того, как ускорение Вселенной изменяется на протяжении времени, находя всё новые и новые подсказки о происхождении, эволюции и конечной судьбе космоса, а также о роли темной материи и темной энергии в каждом из этих процессов, в корне изменяя наше понимание этих все еще не изученных до конца явлений.

Запущена космическая обсерватория The Dark Ages Radio Explorer (DARE)

The Dark Ages Radio Explorer (DARE) − дословно «Радио исследователь тёмных веков» − это космический аппарат НАСА, предназначенный для изучения ранней Вселенной периода от 80 до 420 миллионов лет после Большого взрыва. Обсерватория находится на лунной орбите и использует тень Луны, чтобы прятаться от солнечного света и радиопомех Земли. Вместе с полностью выдвинутыми антеннами, размеры DARE составляют 7,5 метров в поперечнике. Высокочувствительные инструменты на борту используются для измерения красного смещения первичных атомов водорода, что позволяет более ясно понять момент начала излучения света первыми звёздами.

На ранних стадиях Вселенная была непрозрачна или «туманной». Свет уже существовал, однако он невидим для современных телескопов. Только когда были выпущены (или отсоединились) фотоны, Вселенная стала прозрачной. В период «Тёмных веков» Вселенная была заполнена водородом и гелием, реликтовым излучением, излучением атомарного водорода на волне 21 см. Звёзды, квазары и другие яркие источники ещё отсутствуют. DARE использует именно красное смещение 21 cм линии перехода нейтрального водорода (40-120 МГц) с целью обнаружения и просмотра первых вспышек. Слабое излучение − более мощный инструмент для изучения ранней Вселенной, чем космический микроволновый фон (реликтовое излучение), что предоставляет астрономам совершенно новый, ранее недоступный ракурс.

Кроме того, DARE получает сведения об аккрециях первых чёрных дыр, периоде реионизации Вселенной, первых образованиях галактик и тёмной материи.

Больше…

Обсерватория Vera C. Rubin начинает работать в полном объёме

В этом году окончено строительство ещё одной обсерватории – Vera C. Rubin Observatory, предыдущее название Large Synoptic Survey Telescope (сокращённо LSST; с англ. большой обзорный телескоп) – приступила к своему десятилетниему исследованию. Исследовательский широкоугольный зеркальный телескоп расположен на высоте 2715 м на горе Серро Pachón на севере Чили.

Среди крупных телескопов конструкция “Vera C. Rubin” уникальна тем, что обладает очень широким полем зрения: 3,5 градуса в диаметре или 9,6 квадратных градуса. Для сравнения, и Солнце, и Луна, видны с Земли как объекты, составляющие 0,5° по горизонтали или 0,2 квадратных градуса. В сочетании с большой апертурой, это позволяет ему иметь исключительно большую эффективную собирающую силу 319 м²∙градус². Другими словами, он позволяет получать большие объемы данных с огромных участков неба одновременно.

Обсерватория имеет камеру размером в 3,2 гигапикселя и может делать 200 000 фотографий (1,28 петабайт без сжатия) в год, что гораздо больше, чем может быть пересмотрено людьми. Управление и эффективный анализ данных, поставляемых системой, является одной из самых технически сложных частей проекта, требующей 100 терафлоп вычислительной мощности и 15 петабайт дискового пространства. Основными научными целями LSST являются:
– имерение слабых гравитационных линз в дальнем космосе для обнаружения характерных особенностей темной энергии и темной материи;
– картографирование малых объектов Солнечной системы, в частности околоземных астероидов и объектов пояса Койпера;
– обнаружение переходных оптических событий, таких как новые и сверхновые звезды;
– составление карты Млечного Пути.

Данные с телескопа (до 30 терабайт в сутки) становится доступным с помощью корпорации Google в виде современной новейшей интерактивной карты ночного неба.

Возвращение космического аппарата OSIRIS-REX с пробами астероида на Землю

Завершился проект по возвращению космического аппарата с пробами астероида. Исследователь реголита для установления происхождения методами спектрального анализа OSIRIS-REX (Origins Spectral Interpretation Resource Identification Security Regolith Explorer) – это первый проект NASA по забору проб c астероида и возвращению КА на Землю. И в целом это только вторая миссия в истории по получению образцов с астероида. Запущенный в 2016 году, OSIRIS-REX является третьей миссией программы New Frontiers (Новые рубежи), вместе с Juno и New Horizons (Новые горизонты).

Зонд отправлен на 1999 RQ36, осколок карбонатной породы примерно 580 метров (1900 футов) в диаметре, который классифицируется как астероид группы Аполлона. Это околоземные астероиды, орбиты которых пересекают земную. 1999 RQ36 представляет особый интерес, потому что существует небольшой шанс его столкновения с Землей в период с 2169 и 2199.

31 декабря 2018 года аппарат прибыл к астероиду Бенну и вышел на круговую орбиту вокруг астероида. OSIRIS-REX оснащен набором специальных инструментов, в том числе камерами высокого разрешения для получения приближенных изображений поверхности. Образцы возвращаются на Землю в 2023 году. Они проливают свет на формирование и эволюцию ранней Солнечной системы, начальные стадии формирования планет и источники тех органических соединений, которые привели к образованию жизни. Общая стоимость миссии (в том числе ракеты-носителя) составляет примерно $1 млрд. долларов США.

 

Больше…

Марсоход «Розалинд Франклин» приземляется на Марсе на «Казачке»

«Розалинд Франклин», ранее известная как проект «ЭкзоМарс» (ExoMars), является совместной миссией Европейского космического агентства (ЕКА) и Российского федерального космического агентства (Роскосмос). Разделенный на две части, первый этап был запущен в марте 2016 года и прибыл через девять месяцев. Он состоял из орбитального аппарата – Trace Gas Orbiter – для картографирования источников метана и других газов на Марсе, чтобы определить лучшее место для исследования марсохода. Он также содержал статический демонстрационный модуль, чтобы доказать жизнеспособность посадочной площадки. Скиапарелли – так назывался этот модуль – потерпел неудачу незадолго до того, как достиг поверхности, а позже на снимке НАСА было показано то, что, по-видимому, было местом его падения. Однако следующий этап миссии был продолжен.

«Казачок» — роботизированная марсианская посадочная платформа, построенная Роскосмосом, запущенная на ракете Протон-М в конце 2022 года, доставила марсоход в середине 2023 года. Целевое место приземления, Oxia Planum, лежит к северо-востоку от огромной системы каньонов, известной как Долины Маринерис, в районе низкой высоты примерно на 3000 метров ниже среднего марсианского уровня. Здесь находится одна из самых больших залежей глинистых пород на Марсе, демонстрирующая различные составы, которые указывают на разнообразие условий осадков и увлажнения. После того, как “Казачок” приземляется, он расширяет рампу, чтобы развернуть ровер Розалинд Франклин (названный в честь английского химика и пионера ДНК) на поверхность. “Казачок” остаётся неподвижным и начинает двухлетнюю миссию по исследованию окружающей среды, используя самые разнообразные научные инструменты. Он начнёт работать как автоматическая марсианская станция. Будет получать снимки места посадки, проводить метеорологические измерения и исследовать атмосферу. Номинальная продолжительность работы — земной год

Главная задача Розалинд Франклин — определить любые признаки микробной жизни, прошлой или настоящей. Марсоход оснащен буром, который просверливает скважину на два метра ниже поверхности для извлечения образцов. Они переносятся в миниатюрную лабораторию внутри марсохода. Он содержит датчик для биологических молекул, инфракрасный и рентгеновский спектроскопы, которые каталогизируют минералогический состав образца, а также устройства визуализации.

В буровой конструкции расположен ещё один инфракрасный спектрометр, который исследует внутреннюю поверхность скважины. Розалинда Франклин использует георадар для поиска идеальных мест для бурения. Миссия почти полностью автоматизирована, так как марсоход оснащен камерами визуализации для создания 3D-карты местности для обхода препятствий. Он имеет срок службы семь месяцев, двигаясь по марсианской местности со скоростью 70 м за сол (марсианские сутки) и тестируя десятки образцов во время своего 4-километрового путешествия. Орбитальный аппарат Trace Gas Orbiter (TGO), находящийся на орбите с 2016 года, функционирует как спутник ретрансляции данных как для “Казачка”, так и для “Розалинд Франклин”.

Первоначально планировавшийся запуск в 2018 году и посадка на Марс в начале 2019 года, марсоходная часть миссии столкнулась с задержками из-за европейской и российской промышленной деятельности и поставок научной полезной нагрузки. Таким образом, этот график сдвинулся до июля 2020 года. Дальнейшие задержки произошли, отчасти из-за COVID–19, после чего ЕКА и Роскосмос выбрали окно запуска в августе-октябре 2022 года и дату посадки в апреле–июле 2023 года.

“Розалинд Франклин” — одна из многочисленных миссий на Марс, происходящих в это время, когда человечество расширяет свой научный анализ Красной планеты как предшественника миссий с экипажем в последующие десятилетия.

Больше…

Первый пилотируемый полёт космического корабля «Орион»

В 2023 году НАСА проводит первый испытательный полет Ориона с экипажем. Космический корабль, который в конечном итоге приведет человека на Марс — Многоцелевой частично многоразовый транспортный космический корабль «Орион» (MPCV) получил своё полное название в 2011 году. Его конструкция основывается на чертежах разрабатываемого ранее CEV (Crew Exploration Vehicle — пилотируемый исследовательский корабль). Затем корабль получил официальное название в честь известного созвездия — «Орион», который является составной частью программы «Созвездие». Космический аппарат состоит из двух основных частей: командного модуля (построен компанией Lockheed Martin) и служебного модуля (при участии Европейского космического агентства). Диаметр корабля — 5,3 метра, масса корабля — около 25 тонн. Внутренний объём «Ориона» будет в 1,5 раза больше, чем внутренний объём корабля «Аполлон». Объём кабины корабля около 9 м³. И это не общий объём герметичной конструкции, а именно пространство, свободное от оборудования, компьютеров, кресел и другой «начинки». «Орион» располагается на вершине «Системы космического запуска» (SLS) — огромной новой ракете, разрабатанной для путешествий на Луну и Марс.

Первый беспилотный испытательный полёт (EFT-1) состоялся 5 декабря 2014 года, в нём использовалась ракета-носитель Delta IV Heavy, достигнув большей высоты, чем любой космический аппарат предназначенный для использования людьми с 1973 года. «Орион» сделал два оборота на высокоэллиптических орбитах Земли перед повторным входом в атмосферу и приводнения в Тихом океане. Максимальная скорость аппарата при возвращении составила 8900 м/с.

Второй испытательный полёт, снова беспилотный, проведен в конце 2018 года, впервые запущен с помощью новой ракеты SLS. Он провёл примерно три недели в космосе, из них шесть дней облетая Луну по ретроградной орбите. Основная цель этой миссии заключалась в демонстрации интегрированных систем космического корабля предшествующих пилотируемому полёту и, кроме того, испытании высокой скорости входа в атмосферу (11 км/с) и теплоизоляции «Ориона». Груз из 13 недорогих спутников Cubesat находился во второй ступени ракеты-носителя, с которого они были направлены на изучение Луны, сближающихся с Землей астероидов и других различных космических исследований.

Третий полет происходит в 2023 году – первый с участием экипажа и ракеты SLS. Четыре астронавта на две недели выведены на отдаленную ретроградную орбиту на расстояние около 71,000 км от Луны. Эта первая за 50 лет миссия после Аполлона-17, совершённая в декабре 1972 года, когда люди покинули низкую околоземную орбиту (НОО). Экипаж вышел на лунную орбиту, провёл тесты критических событий, выполнил различные операции в соответствующих условиях.

В течение 18 лет, начиная с более ранних версий программы Созвездие (запущенной в 2005), вплоть до первого полета экипажа (2023), общая стоимость «Ориона» составила около 17 млрд. долл. Бюджет SLS с начала 2014 года до первого демонстрационного пуска ракеты в 2018 году составил 7 миллиардов долларов.

После первого пилотируемого полёта, потребуется провести ряд дополнительных запусков в последующие годы. Одна из таких миссий включает в себя облёт небольшого астероида, находящегося на лунной орбите. Помимо этого, будет установлено современное обновлённое оборудование, чтобы SLS и «Орион» стал более универсальным. Пожалуй, наиболее значительным из них станет новая конфигурация SLS, которая практически удвоит его полезную нагрузку — с 70,000 кг до внушитиельных 130,000 кг. Будут разработаны новые модули, расширяющие доступный объём среды обитания, способные продлить сроки миссии и улучшить стыковку и другие функции. Такое сочетание более крупной и более мощной ракеты с улучшенными возможностями MPCV «Орион» позволит осуществить пилотируемую миссию на Марс в 2030-е годы.

Больше…