Создание сверхтяжелой ракеты компания SpaceX начала около семи лет назад. Первоначально запуск первого экземпляра был запланирован на 2013 г., но затем неоднократно откладывался. Что, в принципе, не удивительно – при разработке конструкторам пришлось столкнуться с множеством технических проблем, требовавших значительного времени на их разрешение.
Основные трудности возникли при синхронизации работы большого количества двигателей – в момент старта тягу обеспечивают одновременно 27 ЖРД. Илон Маск как-то признался, что в этом вопросе им пришлось столкнуться с рядом «интересных явлений». Но, если судить по результатам пуска, инженерам удалось понять их суть и заставить ракету лететь устойчиво и именно туда, куда надо. Напомним, что с аналогичными трудностями в конце 1960‑х – начале 1970‑х гг. столкнулись советские конструкторы при создании «лунной» ракеты Н‑1. Тогда удалось разобраться с возникающими при старте процессами только после четырех аварийных запусков. Возможно, пятый старт был бы успешным. Но программу закрыли, и больше к этому вопросу не возвращались. А вот Маску удалось заставить ракету полететь с первого раза. Конечно, это не означает, что он уже «научил» Falcon Heavy летать. Для этого необходимо, как минимум, еще два успешных запуска. Но начало положено. И начало весьма обнадеживающее.
На данный момент Falcon Heavy является самой мощной ракетой-носителем среди тех, которые находятся в эксплуатации. С ее помощью можно будет доставлять на низкую околоземную орбиту более 63 т грузов, а на геопереходную – более 26 т. Для сравнения: идущая на втором месте по грузоподъемности ракета Delta‑4 Heavy может выводить на те же орбиты 28 и 14 т грузов соответственно.
В ходе первого запуска Маск также продемонстрировал заказчикам, в первую очередь, Министерству обороны США, возможность сверхтяжелого «Фалкона» по выведению грузов на геостационарную орбиту. Для ряда программ, особенно военных, это весьма заманчивая способность носителя.
И еще один момент, о котором хочется упомянуть. Ярко-красная «Тесла» была выведена на траекторию полета к Марсу. Летом минувшего года она пересекла орбиту Красной планеты, а в ноябре достигла максимального удаления от Солнца – 255 млн км. Связь с ней не поддерживается, поэтому мы не знаем в каком состоянии пребывает «Стармен». Хочется надеяться, что у него все в порядке и ему «интересно» лететь среди звезд.
2. Легкие ракеты выходят на рынок
Минувший год отметился появлением на рынке пусковых услуг двух легких носителей, предназначенных для коммерческих запусков небольших космических аппаратов. Еще ряд ракет аналогичного класса, что называется, «на подходе».
Выход на рынок легких и сверхлегких ракет-носителей – это тренд последних лет, связанный со значительным увеличением числа запускаемых малых космических аппаратов. Большинство из них выводится на орбиту в качестве попутного груза с помощью ракет среднего и тяжелого класса. Что не всегда дешево и совсем не оперативно. Легкие ракеты должны снизить стоимость пусковых услуг и в будущем привести к оперативности вывода полезных нагрузок в космос. Обе новые ракеты – Electron американо-новозеландской компании RocketLab и японской SS‑520 – как раз и призваны решить эти задачи.
Первый пуск «Электрона» был произведен в 2017 г. и был неудачным. А вот запуск в январе 2018 г. оказался успешным. До конца минувшего года RocketLab выполнила еще два пуска, уже на коммерческой основе. Причем, один раз в качестве заказчика выступало Национальное управление США по аэронавтике и исследованию космического пространства (NASA). На 2019 г. запланированы новые пуски.
Японскую ракету SS‑520 также пытались запустить в 2017 г., и тот старт тогда тоже был аварийным. А вот в феврале 2018 г. конструкторам сопутствовал успех, и ракета вывела на околоземную орбиту небольшой спутник. Правда, больше в ушедшем году запусков не было. Но это не означает, что у SS‑520, позиционируемой как «самая дешевая ракета в мире», летная история будет короткой. У нее есть будущее, и она себя еще покажет.
А вот легкая ракета «Чжуцюэ‑1», разработку которой ведет китайская частная компания LandSpace, во время первого запуска в октябре 2018 г. потерпела аварию. Испытания продолжатся, и, зная «упертость» китайских товарищей, можно надеяться на скорый успех и этого их начинания.
Весь минувший год прошел в ожидании первого запуска ракеты-носителя LauncherOne с «воздушного космодрома». Этот проект реализуется компанией VirginGalactic при финансовом участии многих ведущих интернет-компаний. Первый старт должен был состояться еще в 2013 г. Но пока пусков не было. Ждем.
3. Очередная посадка на Марс
В конце ноября 2018 г. на поверхность Марса на равнину Элизий совершил успешную посадку американский межпланетный аппарат InSight (Interior Exploration using Seismic Investigations, Geodesy and Heat Transport), запущенный в мае прошлого года. Основной задачей миссии станет изучение внутреннего строения и состава Красной планеты. Расчетный срок работы аппарата – 720 дней.
В течение двух лет InSight будет изучать внутреннюю структуру Марса, регистрируя подземные толчки. Они могут возникать по разным причинам, в частности, в результате падения метеоритов, которые не сгорают в более разреженной марсианской атмосфере. Кроме того, на автоматической станции, которая будет оставаться в одной точке на протяжении всего цикла исследований, установлена аппаратура для замера температуры подпочвенных слоев, а также бур длиной 6 м. Бурение небесного тела на такую глубину (не только Марса, но и вообще любого другого) будет проводиться впервые. На поверхности станции установлены радиосредства, которые позволят точно замерять параметры движения Марса по орбите.
Основная работа «Инсайта» еще впереди. В частности, «буровые работы» запланированы на весну 2019 г. Но и первый месяц пребывания зонда на поверхности Марса уже дал весьма интересные результаты. Так, 7 декабря на Землю была передана аудиозапись звуков марсианского ветра. Конечно, что-то подобное можно услышать, например, в Гренландии или на севере Норвегии. Но когда осознаешь, что это звуки другого мира, это завораживает.
4. На свидание с Солнцем
Весьма интересная в научном плане миссия началась 12 августа 2018 г. В тот день с мыса Канаверал был запущен межпланетный зонд Parker, предназначенный для изучения внешней короны Солнца. Этот проект является продолжением программы запусков автоматических космических аппаратов по изучению нашего светила. Правда, в отличие от своих предшественников, он приблизится к Солнцу гораздо ближе – на 6,2 млн км. Произойдет это через несколько лет, после пары десятков оборотов вокруг светила, причем при каждом витке Parker будет подлетать к нему все ближе и ближе.
Основными научными задачами зонда являются определение структуры и динамики магнитных полей в источниках солнечного ветра; выявление уровня энергии, испускаемой короной Солнца; определение того, какие механизмы ускоряют и переносят энергетические частицы; изучение частиц плазмы около Солнца и их воздействие на солнечный ветер и образование энергетических частиц.
Свое имя зонд получил в честь американского астрофизика Юджина Паркера, который в 1958 г. предсказал существование солнечного ветра. Мистер Паркер, которому сейчас 91 год, был на космодроме и провожал в далекий путь своего «тезку».
И еще одна маленькая деталь. На борту аппарата находится чип, на котором записаны имена более 1 млн землян, а также статья Юджина Паркера о солнечном ветре.
5. Обратная сторона Луны
За всю историю космонавтики ни один рукотворный космический аппарат не совершал посадку на обратной стороне Луны. В бурные 1960–1970‑е гг., когда число запущенных в сторону естественного спутника Земли автоматических станций измерялось десятками, решить эту сложную в техническом плане задачу не удалось ни Советскому Союзу, ни Соединенным Штатам Америки. Справедливости ради надо сказать, что они и не пытались это сделать. Ну а потом ведущие космические державы занимались другими проектами.
То, что не удалось полвека назад, совсем недавно сделали китайцы. Сама посадка состоялась уже после Нового года – 3 января 2019 г., но основу для этого успеха в Китае заложили еще в 2018‑м.
Автоматическая межпланетная станция «Чанъэ‑4» была запущена 7 декабря 2018 г. Спустя пять дней она вышла на селеноцентрическую орбиту. Посадка на Луну была запланирована в районе кратера фон Кармана в Бассейне Южный полюс – Эйткен. На лунную поверхность аппарат доставил луноход «Юйту‑2». В программе миссии – забор и исследование образцов грунта. Специалисты надеются найти материалы, выбитые из верхних слоев лунной мантии, что поможет пролить свет на ее геологическую историю.
И еще одна важная составляющая миссии. Для обеспечения устойчивой и постоянной связи с Землей, весной 2018 г. в точку либрации L2 был выведен спутник-ретранслятор «Цюэцяо».
Посадка «Чанъэ‑4» стала важным шагом Китая в реализации своей лунной программы. Вслед за этим предполагается доставка на Землю лунного грунта, ну а затем и полет на Луну «тайконавта», и шансы на то, что 13‑м человеком на Луне станет китаец, весьма высоки.
6. Посадка на Рюгу
Малые планеты все чаще и чаще становятся объектом исследований с помощью земных аппаратов. В минувшем году этот список пополнился двумя объектами. Одним из них стал небольшой астероид (162173) Рюгу. Именно к нему четыре года летел японский межпланетный зонд «Хаябуса‑2». К своей цели он прибыл минувшим летом. Основная задача миссии – забор образцов грунта с поверхности астероида и доставка их на Землю.
21 сентября модули-роботы Rover-A и Rover-B совершили успешную мягкую посадку на поверхность астероида. Сами аппараты весят всего по килограмму каждый и передвигаются по поверхности прыжками, пользуясь слабой гравитацией. Оба робота оснащены специальными ассиметричными маховиками: когда они вращаются, центр тяжести аппарата смещается, и он подскакивает на поверхности астероида.
Проработали «роверы» совсем недолго, несколько часов – насколько хватило заряда аккумуляторов. Но они успели прислать на Землю снимки поверхности астероида.
3 октября на поверхность Рюгу совершил посадку европейский посадочный модуль массой около 10 кг. На астероиде он проработал более 17 часов, трижды поменяв свое местоположение, успешно выполнив запланированные исследования состава грунта и свойств астероида и передав данные на орбитальный аппарат.
Операция по забору грунта запланирована на январь 2019 г. При подлете к астероиду зонд «выстрелит» по нему специальным зарядом, и лишь затем произведет сбор образцов. На Землю аппарат должен вернуться в декабре 2020 г.
7. Астероид Бенну: цель достигнута
Еще одна малая планета, которую начали детально изучать в 2018 г. – астероид (101955) Бенну. В начале декабря к нему прибыла американская межпланетная станция OSIRIS-Rex (Origins Spectral Interpretation Resource Identification Security Regolith Explorer). Ее задачи схожи с целями миссии «Хаябуса‑2». Разница лишь в наборе оборудования, установленного на борту, да в самом астероиде: если Рюгу принадлежит к спектральному классу С, то Бенну – к классу В. При этом Бенну для планетологов гораздо интереснее: он принадлежит к группе Аполлонов и достаточно близок к Земле. Но, с другой стороны, ученые планируют найти на Бенну углеродистое вещество, которое осталось на нем еще со времен образования Солнечной системы.
Забор грунта будет произведен с помощью системы TAGSAM (Touch-And-Go Sample Acquisition Mechanism). Устройство состоит из, собственно, блока забора проб и раскладного манипулятора длиной 3,35 м, который позволит установить пробоотборник на поверхность астероида, не осуществляя посадку всего аппарата на его поверхность. Для облегчения процесса сбора проб реголит будет переноситься в ловушку при помощи сжатого азота, запас которого находится на зонде. Весь процесс будет документироваться одной из трех бортовых камер. По окончании забора весь собранный материал будет перемещен в возвращаемый аппарат и отправлен к Земле. Планируется, что масса образцов составит от 60 г до 2 кг. Домой аппарат должен вернуться в 2023 г.>
8. И снова охота за экзопланетами
В последние годы открыто огромное количество планет в других звездных системах. Человечество упорно ищет «двойника Земли». С одной стороны, это желание найти планету, условия на которой делают возможным возникновение на ней жизни («братьев по разуму»), а с другой стороны, хотя бы теоретически, иметь «запасной дом». Впрочем, и то, и другое – это естественное человеческое желание расширить ареал своего обитания.
Несколько лет поиском экзопланет занимался орбитальный телескоп Kepler. Но осенью 2018 г. его работа прекратилась – на борту аппарата закончилось топливо. Символично, что оборудование телескопа отключили 15 ноября, в день смерти Иоаганна Кеплера, в честь которого и назвали аппарат.
Еще тогда, когда Kepler плодотворно работал, в США стали готовить миссию TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite), для поиска экзопланет транзитным методом (способ, основанный на наблюдениях за прохождением планеты на фоне звезды). Предполагается, что телескоп будет проводить в течение двух лет всесезонные исследования. Основная цель миссии состоит в нахождении каменистых экзопланет, попадающих в обитаемую зону и удаленных от Земли не более чем на 200 световых лет. Kepler, несмотря на то, что открыл более 2600 экзопланет, проводил исследования объектов на удалении до 3000 световых лет, вследствие чего тусклость большинства открытых им миров не позволяет даже самым современным наземным телескопам измерить их радиальную скорость.
В конце сентября 2018 г. группа астрономов во главе с Челси Хуангом из Массачусетского технологического института сообщила о первой обнаруженной космическим телескопом экзопланете. Она находится в системе яркой звезды Пи Столовой Горы на расстоянии около 60 световых лет от Земли и относится к классу желтых карликов.
9. Суборбитальная миссия Unity
После четырнадцатилетнего перерыва состоялся первый суборбитальный полет ракетоплана. Правда, космическим такой полет является только по меркам Федерального управления США по гражданской авиации и американских ВВС (высота подъема более 80 км). Но в отсутствии других полетов и такой можно считать существенным достижением. Ракетоплан Unity компании Virgin Galactic совершил свой полет в небе над Калифорнией 13 декабря 2018 г. Машину пилотировали Марк Стакки и Фредерик Стеркоу. Аппарат смог подняться на высоту 82 682 м.
Для конструкторов из компании Virgin Galactic декабрьский полет Unity, несомненно, важный шаг вперед. С большой вероятностью теперь можно говорить, что более или менее регулярные суборбитальные полеты начнутся в самое ближайшее время, и наконец-то наступит эра суборбитального космического туризма.
Напомним, что за всю историю авиации и космонавтики выше 80 км крылатые машины поднимались всего 16 раз. Полвека назад, в 1962–1968 гг., 13 раз это делал ракетоплан Х‑15, а в 2004 г. трижды на «космическую» высоту забирался SpaceShipOne. В ходе пяти полетов удалось взять рубеж в 100 км. Дважды это сделал в 1963 г. Джозеф Уолкер на Х‑15, дважды в 2004 г. – Майкл Мелвилл на SpaceShipOne и еще один раз в том же 2004 г. на нем же – Брайан Бинни. Таким образом, декабрьский полет Unity стал 17‑м в этом списке. Совсем немного за 61 год космической эры.
Говоря о массовом космическом туризме, нельзя забывать и работы по созданию суборбитальной ракеты NewShepard, которые ведет компания BlueOrigin. В 2018 г. было проведено несколько испытательных пусков, правда, все в беспилотном варианте. Но и там работы вышли на финишную прямую.
Кто будет первым, Virgin Galactic или BlueOrigin, покажет будущее.
10. Авария «Союз МС‑10»
Как всегда, «бочка меда» не обошлась без «ложки дегтя». 11 октября 2018 г. при запуске пилотируемого космического корабля «Союз МС‑10» произошла авария – первая в истории современной России, связанная с пилотируемой программой.
Причиной ее, как установила комиссия, стало нарушение, допущенное при сборке ракеты-носителя «Союз-ФГ». В результате одна из «боковушек» отделилась нештатно, параметры полета носителя вышли за пределы нормы, что привело к аварийному отключению двигателей второй ступени. К счастью, штатно сработала система аварийного спасения, и космонавты, находившиеся на борту корабля «Союз МС‑10», не пострадали и благополучно приземлились в двух десятках километров от казахстанского г. Жезказган.
С причинами аварии разобрались весьма оперативно, и в начале декабря пилотируемые пуски возобновились. Тем не менее, определенные сложности возникли. Так, пришлось на некоторое время (вероятнее всего, до середины 2019 г.) уменьшить численность экипажа, работающего на борту Международной космической станции, – с шести до трех человек. Изменилась и программа работ на станции. Поскольку космонавтам придется больше времени уделять поддержанию работоспособности МКС, сократится научная программа.
Возникла неопределенность с полетом на борт станции космонавта из Объединенных Арабских Эмиратов – контракт на полет был подписан за пару часов до аварийного старта, а сама миссия планировалась на апрель 2019 г. Теперь, вероятнее всего, она будет отложена.
Октябрьская авария повлияла и на американскую пилотируемую программу: она заставила конструкторов Boeing и SpaceX интенсифицировать работы по созданию кораблей Starliner и Dragon‑2. Откладывавшиеся несколько лет первые полеты этих машин теперь наверняка состоятся в самом ближайшем будущем.
А вот Алексей Овчинин и Ник Хейг, которым так не повезло при запуске «Союза МС‑10», весной наступившего года вновь отправятся в полет. Оба уже получили назначение в экипаж корабля «Союз МС‑12». Будем надеяться, что на этот раз им будет сопутствовать удача.
Печатная версия материала опубликована в журнале "Взлёт" № 1-2/2019
