2. Китайская станция

Пока Россия занималась завершением строительства своего сегмента МКС, к сооружению своего орбитального дома приступили китайцы. Надо честно признать, приступили с размахом, и уже минувшим летом на околоземной орбите начал функционировать второй форпост человечества в космосе.

Концепция построения китайской космической станции была одобрена еще в 2010 г., и первоначально ее строительство планировалось начать в 2016 г. Но возникли сложности технического характера, которые заставили отложить проект на несколько лет. Как оказалось, эти годы были потрачены не зря.

Создание китайской станции, известной под названием «Тяньгун», началось 29 апреля 2021 г. с запуска базового модуля «Тяньхэ». Спустя месяц стартовал грузовой корабль «Тяньчжоу-2», который успешно состыковался с модулем. А затем на станцию на корабле «Шэньчжоу-12» прибыл первый экипаж.

С этого момента началась плановая работа китайских космонавтов на орбите. Первый экипаж пробыл в космосе три месяца, после чего благополучно вернулся на Землю. Вскоре на «Тяньхэ» прилетел следующий экипаж, которому предстоит проработать на станции уже полгода. Оба эти срока являются рекордными для китайской пилотируемой программы.

Завершение строительства китайской станции запланировано на 2022 г. Предполагается, что к базовому блоку будут пристыкованы модули «Вэньтянь» и «Мэнтянь».

«Тяньгун» должна стать третьей в истории космонавтики многомодульной пилотируемой станцией (после «Мира» и МКС). В собранном виде она будет иметь массу около 60 тонн, но со временем может вырасти до 100-тонной конструкции.

Дважды в год на станцию будут прибывать новые экипажи – каждый полет должен продолжаться по полгода. Не исключено, что Китай будет возить на свою станцию представителей других стран. Так, уже согласованы полеты космонавтов из Пакистана и Европейского космического агентства.

3. Полеты космонавтов-непрофессионалов

Минувший год оказался насыщенным на космические полеты тех, для кого работа в космосе не является профессией. Таковых набралось за 12 месяцев восемь человек. Шестерых из них можно смело отнести к разряду «космических туристов» – за их путешествие на орбиту была выложена кругленькая сумма. Причем платили только двое, но оплатили они шесть мест.

Еще двоим «повезло», и они стали участниками проекта «Вызов», который затеяли «Роскосмос» и Первый канал – речь шла о съемках на борту МКС ряда эпизодов художественного фильма.

Итак, восемь непрофессиональных космонавтов за один календарный год. В процентном отношении – это почти четверть всех землян, кому посчастливилось в 2021 г. побывать на орбите. Прямо скажем, немало. И все-таки хотелось бы, чтобы в космос большинство летало работать, а не только за острыми ощущениями.

4. «Мезонавты» в условном космосе

Граница, отделяющая земную атмосферу от космического пространства, – это тот рубеж, преодолеть который или хотя бы приблизиться к нему, человек мечтал давно.

С появлением мощных ракет и началом космической эры такая возможность появилась. Но практически все состоявшиеся до 2021 г. полеты ориентировались, в первую очередь, на достижение околоземной орбиты. При их совершении пересечение условной границы атмосферы и космоса происходило практически незаметно. Полеты, проводившиеся непосредственно к этому заветному рубежу, можно пересчитать по пальцам.

Летом минувшего года ситуация изменилась. С разницей всего в девять дней два аппарата – ракетоплан SpaceShipTwo, стартующий с самолета-носителя WhiteKnightTwo, и ракета New Shepard с капсулой First Step – оказались в районе границы атмосферы и космоса. Впервые оба аппарата имели на своем борту пассажиров. Первый из них поднялся на высоту около 86 км, второй «шагнул» за стокилометровый рубеж.

Правда, говорить о регулярных полетах пока рано. До конца года SpaceShipTwo больше не поднимался в воздух – начало его коммерческой эксплуатации вновь сдвинулось на год. Да и старты New Shepard – а их осенью и зимой было еще два – пока являются разовыми явлениями.

В средствах массовой информации состоявшиеся полеты поспешили назвать началом «эры космического туризма», а их участников стали именовать астронавтами. Однако, это не совсем точно отражает суть происходящего.

Во-первых, о термине «космический полёт». В самом общем виде так называется путешествие или транспортировка в космос, при этом не оговариваются время нахождения в космическом пространстве, скорость движения и т.д. Таким образом, полеты аппаратов, созданных Virgin Galactic и Blue Origin, а, в перспективе, и другими компаниями, действительно совершают космические полеты. Однако, «прикосновение» к космосу, когда само разделение атмосферы и космоса весьма условно, позволяет и сами эти полеты отнести к разряду «условно космических».

Во-вторых, об участниках таких миссий. Называть всех, кто находится на борту подобных аппаратов, космонавтами (или астронавтами), как-то язык не поворачивается. Для большинства из нас космонавт – это тот, кто достаточно длительное время находится в космосе и работает там, а  не ограничивается совершением нескольких кульбитов в невесомости. По мнению автора, всех, кто поднялся на высоту 80 км и чуть более можно было бы называть «мезонавтами». Согласно стандартной модели атмосферы Земли, мезосфера простирается до высот 80–90 км. Именно там, например, и летают сейчас ракетопланы компании Virgin Galactic. С некоторым допущением так можно называть и участников полетов на ракетной системе от Blue Origin. При этом происходит четкое разграничение тех, кто летает на «настоящих» космических кораблях и на аппаратах, лишь отдаленно их напоминающих. И путаницы будет меньше.

И, наконец, в-третьих, о самом явлении. Не стоит говорить о миссиях SpaceShipTwo и New Shepard как о начале «эры космического туризма». Если сами такие полеты мы предлагаем называть «условно космическими», то и новое направление туристической деятельности следует именовать как-то иначе. Самое разумное отнести их к категории «экстремального туризма» и не более того. А настоящими космическими туристами давайте все-таки именовать только тех, кто отправляется за адреналином на орбиту вокруг Земли.

5. Нашествие на Марс

Настоящее нашествие земных «посланцев» на Марс случилось в первой половине прошлого года. Три космических аппарата – арабский, китайский и американский – друг за другом прибыли в район Красной планеты и сразу же приступили к ее изучению.

Первым, 9 февраля 2021 г., на ареоцентрическую орбиту вышел арабский зонд «Аль-Амаль». Уже 14 февраля он прислал на Землю первый снимок поверхности Марса с высоты 25 тыс. км. Расчетное время работы «Аль-Амаля» оценивается в два года. За это время он должен создать полную картину марсианской атмосферы. А пока ему удалось получить уникальные изображения «танцующих» атмосферных огней, известных как дискретные полярные сияния. О самом факте существования полярных сияний на Марсе известно с 2004 г., однако арабский аппарат имеет высокую орбиту и поэтому впервые смог сфотографировать их с ночной стороны Марса.

Через сутки после арабского аппарата к Марсу прибыл китайский зонд миссии «Тяньвэнь-1». Сначала он вышел на орбиту вокруг Красной планеты, три месяца «присматривался», а 14 мая на Равнине Утопии высадил спускаемый аппарат с марсоходом «Чжужун». 22 мая марсоход начал свое путешествие по марсианской поверхности.

Задачей миссии «Тяньвэнь-1» является глобальное обследование Марса и детальное изучение одной области с помощью марсохода, включающие картирование морфологии и геологической структуры планеты, изучение характеристик поверхностного слоя и распределения водяного льда в нем, анализ состава материалов поверхности, измерение параметров ионосферы планеты, электромагнитного и гравитационного полей и получение информации о климате Марса.

Для «Чжужуна» первоначально отводилось всего 90 суток работы. Но уже более семи месяцев он «бороздит» инопланетные просторы и пока не собирается останавливаться на достигнутом. Возможно, он проработает гораздо дольше, чем на это рассчитывали китайские инженеры. Достаточно вспомнить пример американских марсоходов Spirit и Opportunity. Для них тоже отводили 90 суток работы на марсианской поверхности. В реальности же первый из них функционировал свыше шести лет, а второй – более 14 лет.

Самым зрелищным из китайской миссии стало «селфи», сделанное вскоре после начала движения «Чжужуна». Съехав с посадочной платформы, марсоход проехал несколько метров и оставил на поверхности камеру. Затем возвратился к платформе и по команде с Земли был сделан по-настоящему уникальный снимок, который можно считать «визитной карточной» первой китайской экспедиции на Марс.

Третьим, 18 февраля, к Марсу прибыл американский марсоход Perseverance. В отличии от партнеров, он не стал выходить на ареоцентрическую орбиту, а сразу устремился к поверхности и совершил посадку в районе кратера Езеро. Perseverance имеет семь научных инструментов для изучения поверхности Марса. У него есть несколько камер для съемки и два микрофона для записи звука.

«Изюминкой» миссии, конечно же, стал беспилотный летательный аппарат вертолетного типа Ingenuity. До самого последнего момента не было уверенности, что ему удастся взлететь, а надежды на то, что удастся «принести пользу» при передвижении «Персеверанса», было еще меньше. Тем не менее, вертолет совершил сначала испытательные полеты, а потом приступил к выполнению возложенной на него задачи – определять цели для марсохода. Уже состоялись 18 полетов. Во время самого продолжительного из них аппарат находился в воздухе почти две минуты. В наступившем году полеты будут продолжены.

Работа марсианской «троицы» еще принесет много интересных результатов.

6. «Старшип» и другие достижения частников

В минувшем году продолжалось триумфальное шествие частников по космическим просторам: новые старты, новые ракеты, новые технологии. Активнее всего на космическом рынке действовали стартапы из США и Китая.

Конечно, не всё у частников получается с первого раза, довольно много неудач. Но, «не ошибается тот, кто ничего не делает». А они, и это надо признать, делают очень и очень многое.

Как и в предыдущие годы, основные достижения в космосе пришлись на долю компании SpaceX. Во-первых, она всё увереннее и увереннее эксплуатирует свой пилотируемый корабль Crew Dragon – их флот уже насчитывает три машины и идет строительство четвертой. По мнению специалистов SpaceX, этого будет достаточно для доставки экипажей на борт МКС и для вывоза на орбиту «космических туристов».

Во-вторых, компания продолжает развивать «многоразовость» своего носителя Falcon 9. Одна из первых ступеней – В1051 – уже использовалась в 11 запусках. Еще одна – В1049 – в десяти. И, как заявляют представители компании, «это не предел».

В-третьих, всё реальнее и реальнее вырисовываются контуры будущей транспортной системы Super Heavy / Starship. Еще год назад она казалось чистой фантастикой, но сегодня обрела вполне реальные черты. Особенно после того, как на стартовую площадку в Бока-Чика (шт. Техас, США) впервые выкатили прототип этого гиганта. И хотя по-прежнему нет уверенности, что этот монстр станет «кораблем будущего», возможность его полета в космос с каждым днем становится всё реальнее.

Если не помешают обстоятельства, первый орбитальный полет Super Heavy / Starship состоится уже нынешней весной. Даже если старт будет неудачным, второй и третий полеты также не за горами.

7. «Люси» на небесах в алмазах

В октябре 2021 г. стартовала миссия NASA Lucy, основной задачей которой станет изучение т.н. троянских астероидов Юпитера. «Троянцы» – группы малых планет, находящихся в окрестностях точек Лагранжа L₄ и L₅ системы Солнце – Юпитер. Объекты весьма интересны и должны помочь специалистам разобраться в процессе формирования планет Солнечной системы.

Свое название миссия получила в честь скелета австралопитека Люси (был найден французско-американской экспедицией 24 ноября 1974 г. в долине реки Аваш в Эфиопии; Люси, которая, по оценкам ученых, жила 3,2 млн лет назад, – первый известный науке представитель своего вида). Сам же австралопитек получил имя в честь известной песни группы The Beatles «Люси на небесах в алмазах» (Lucy in the Sky with Diamonds). Ученые надеются, что и зонду удастся найти у «троянцев» что-то древнее – не скелет, конечно, но что-то сродни ему по значимости для науки.

Полезную нагрузку аппарата составляют три прибора: визуализатор высокого разрешения, оптический и ближний инфракрасный спектрометр, а также тепловой инфракрасный спектрометр.

В 2025 г. по пути к цели космический аппарат должен пройти мимо астероида главного пояса астероида Дональдджохансон (назван в честь первооткрывателя окаменелости австралопитека Люси Дональда Джохансона), а в 2027 г. прибыть в точку Лагранжа L_4, где пролетит мимо четырех астероидов: Эврибат, Полимеда, Левк и Орус. После этого «Люси» вернется к Земле, совершит гравитационный маневр и направится в точку Лагранжа L₅ системы Солнце – Юпитер, где в 2033 г. посетит двойной астероид Патрокл. Да, путь долгий и не близкий. Но, похоже, «овчинка стоит выделки».

8. Космический дартс

В ноябре минувшего года в полет отправился первый космический аппарат, задачей которого станет изменение траектории движения другого небесного тела. Надо честно признать, проект из разряда полуфантастических, но тем он и интересен.

В последние годы очень много ведется разговоров о необходимости защиты Земли от кометно-астероидной опасности. Чего только не предлагают специалисты! В т.ч. и вариант изменения траектории движения потенциально опасных небесных тел, чтобы «увести» их подальше от нашей планеты и обезопасить землян.

Космический аппарат DART (Double Asteroid Redirection Test – «Испытания по перенаправлению двойного астероида») разработан специалистами Лаборатории прикладной физики Джонса Хопкинса и ряда центров NASA. Планируется направить его в небольшой быстро вращающийся околоземной астероид Дидим из группы «аполлонов», который характеризуется вытянутой орбитой, из-за чего в процессе своего движения вокруг Солнца он пересекает орбиту не только Земли, но и Марса.

Момент удара и кинетическое отклонение будут зафиксированы бортовой камерой. Моделирование показывает, что удар приведет к уменьшению орбитальной скорости небесного тела на 0,4 мм/с. Наблюдения за изменениями планируется вести с помощью легкого итальянского спутника-попутчика и телескопов на Земле.

Столкновение DART и астероида Дидим даст возможность оценить, насколько работоспособна теория стратегии планетарной защиты.

9. Первое «прикосновение» к Солнцу

В декабре 2021 г., за пару недель до наступления нового года, произошло событие, не столь широко обсуждавшееся, но несомненно очень важное с точки зрения освоения космического пространства: впервые в истории космический аппарат «прикоснулся» к Солнцу. Американский зонд Parker пролетел через верхние слои атмосферы нашего светила – его корону, собрав данные о частицах солнечной энергии и магнитных полях.

Этот зонд, названный в честь американского астрофизика Юджина Паркера, был запущен 12 августа 2018 г. с мыса Канаверал. В ноябре того же года он сблизился с Солнцем до расстояния 24 млн км и передал первый сигнал на Землю​​.

В ходе своей миссии аппарат уже установил пару рекордов. Так, он стал самым близким к Солнцу объектом из всех когда-либо созданных человеком: предыдущий рекорд принадлежал зонду Helios, который подлетел к нашей звезде на расстояние 42 млн км. Во-вторых, его скорость 21 ноября 2021 г. достигла 587 тыс. км/ч – от Солнца его тогда отделяло 8,5 млн км.

Миссия «Паркера» рассчитана на семь лет. За это время он должен 24 раза сблизиться с Солнцем. Данные, собранные аппаратом, помогут метеорологам предсказывать важные изменения в космической погоде, которая влияет на Землю и на нас с вами.

10. На смену «Хабблу»

В самом конце декабря 2021 г. с космодрома Куру европейская ракета-носитель Ariane 5 вывела в космос американский телескоп James Webb, названный в честь второго руководителя NASA (в 1961–1968 гг.) Джеймса Вебба. Предполагается, что он придет на смену легендарному «Хабблу» (Hubble), более тридцати лет работающему в космосе.

Проект представляет собой результат международного сотрудничества 17 стран, во главе которых стоит NASA, со значительным вкладом Европейского и Канадского космических агентств.

Ориентировочная стоимость проекта составляет 9,815 млрд долл., но она будет расти по мере эксплуатации телескопа. Львиную долю расходов взяло на себя американское ведомство.

Телескоп James Webb обладает составным зеркалом диаметром 6,5 м с площадью поверхности 25 м2, скрытым от инфракрасного излучения со стороны Солнца и Земли тепловым экраном. Космический аппарат будет находится на гало-орбите в точке Лагранжа L₂ системы Солнце – Земля.

Первоначально James Webb планировалось запустить еще в 2007 г., однако этому помешали финансовые и технические проблемы. В результате первый сегмент зеркала был установлен на телескоп лишь в конце 2015 г.

Если всё пойдет нормально, то срок работы «Вебба» составит не менее шести лет, а запаса хладагента хватит примерно на 10 лет работы.

Первыми целями космического аппарата станут планеты и малые тела Солнечной системы, экзопланеты и протопланетные диски, галактики и скопления галактик, а также квазары.

Хочется надеяться, что снимки, которые будут сделаны «Джеймсом Веббом» будут столь же эффектны, как и фотографии с «Хаббла».

Печатная версия материала опубликована в журнале "Взлёт" №1-2/2022