Друзья! Год 2019-й подошел к концу. Он был весьма богат различными событиями — от научных прорывов до объявления новых космических программ. По случаю завершения года мы решили вспомнить десять самых интересных историй, имеющих отношение к астрономии и космонавтике. Для удобства мы разбили материал на три части.

Встреча с Аррокотом

2019-й начался с давно запланированного события: «межзвездный путешественник» New Horizons осуществил близкий пролет объекта пояса Койпера 2014 MU69. Их встреча состоялась 1 января 2019 г. Аппарат прошел на расстоянии всего 3500 км от поверхности койпероида.

Снимки New Horizons показали, что 2014 MU69 состоит из двух частей, соединенных тонким перешейком. Похожее строение имеет, к примеру, ядро кометы Чурюмова-Герасименко (67P/Churyumov-Gerasimenko), в свое время исследованной аппаратом Rosetta. Но внешность бывает обманчивой. При схожей на первый взгляд структуре койперовский объект имеет одно ключевое отличие: комета Чурюмова-Герасименко и другие подобные тела состоят из двух компонентов приблизительно сферической или совсем неправильной формы, тогда как составные части 2014 MU69 оказались намного более плоскими. Его бóльшая доля имеет линзообразную форму, а меньшая — похожа на сплющенный грецкий орех.

Скорее всего, 2014 MU69 образовался в результате столкновения двух планетезималей (крохотных зародышей будущих планет), произошедшего примерно 4,5 млрд лет назад. С тех пор койпероид вряд ли подвергался каким-то серьезным воздействиям. По словам специалистов миссии New Horizons, на данный момент этот объект является самым «первобытным» телом Солнечной системы, изученным космическим аппаратом.

После исторического пролета New Horizons продолжил путешествие вглубь пояса Койпера. Руководство миссии надеется, что в будущем астрономам все же удастся найти еще один подходящий койпероид, к которому можно будет направить аппарат. Что касается 2014 MU69, то недавно он получил официальное обозначение. Объект был назван «Аррокот», что в переводе с языков некоторых индейских племен означает «небо».

Тень черной дыры

Одно из наиболее важных астрономических событий 2019 года состоялось 10 апреля. В тот день коллаборация «Телескоп горизонта событий» (Event Horizon Telescope — EHT) опубликовала историческое изображение. На нем можно увидеть «тень» расположенной в центре галактики M87 сверхмассивной черной дыры, масса которой в 6,5 млрд раз превышает массу нашего Солнца.

Чтобы получить это изображение, астрономы объединили в единую сеть восемь радиотелескопов, расположенных в разных уголках нашей планеты. В результате им удалось создать виртуальный аналог антенной решетки диаметром с Землю, функционирующей на длине волны 1,3 мм. Синхронизация инструментов велась при помощи атомных часов, а данные наблюдений суммировались и обрабатывались суперкомпьютерами, установленными в Институте радиоастрономии Макса Планка и обсерватории Хэйстек.

Темная область, которую можно увидеть в центре снимка EHT, как раз и есть «тень» черной дыры. Она возникает вследствие гравитационного искривления лучей света и отсутствия стабильных орбит в ее окрестностях. Соответственно, размер «тени» черной дыры превышает диаметр ее горизонта событий. В случае с объектом в центре М87 этот размер составляет около 100 млрд км, в то время как его горизонт событий представляет собой сферу диаметром 40 млрд км.

Фотография «тени» черной дыры стала поистине знаковым событием в истории астрономии. Она не только в очередной раз подтвердила предсказания Общей теории относительности, но и продемонстрировала возможности современных технологий. Что особенно символично, подобный результат считался практически недостижимым еще поколение тому назад. Неудивительно, что многие издания и эксперты назвали снимок главным научным достижением уходящего года.

Межзвездная комета

30 августа астроном-любитель Геннадий Борисов обнаружил новую комету. На первый взгляд она ничем не отличалась от множества других «хвостатых звезд». Однако после вычисления орбиты объекта оказалось, что он движется с гелиоцентрической скоростью, превышающей 30 км/с, а значение эксцентриситета его орбиты составляет 3,35. Последующие наблюдения подтвердили, что он имеет межзвездное происхождение.

Комета Борисова стала вторым межзвездным объектом, наблюдавшимся земными астрономами. Несмотря на свое «инопланетное происхождение», все собранные учеными данные говорят о том, что по своим характеристикам она весьма похожа на аналогичные объекты Солнечной системы. Это свидетельствует о том, что кометоподобные тела в других звездных системах могут образовываться в результате процессов, аналогичных тем, которые привели к возникновению облака Оорта.

Единственная неожиданность заключается в том, что размер ядра кометы Борисова оказался значительно меньше первоначальных оценок. Изначально предполагалось, что он составляет 15-20 км. Однако теперь астрономы уверены, что поперечник кометного ядра не превышает 1 км.

7 декабря комета Борисова прошла перигелий своей орбиты, а 28 декабря сблизилась с Землей на минимально возможное расстояние. Теперь «межзвездная странница» удаляется от Солнца, двигаясь в направлении южного созвездия Телескопа. Ее скорость намного превосходит скорость запущенных человечеством космических аппаратов, которым суждено навсегда покинуть Солнечную систему (Pioneer 10, Pioneer 11, Voyager 1, Voyager 2 и New Horizons). Комете потребуется всего 9 тыс. лет, чтобы преодолеть расстояние в один световой год.

Космические итоги 2019 года (часть 2)

Вторая часть нашего итогового материала, посвященного самым интересным и важным космическим событиям 2019 года.

Луна — суровая хозяйка

В конце 2018 г. Китай добился важного достижения, связанного с изучением Луны — он впервые посадил свой аппарат на обратную сторону естественного спутника нашей планеты. Предполагалось, что в 2019-м «лунную эстафету» подхватят несколько новых участников: на лунную поверхность должно было сесть сразу два новых космических аппарата — израильский «Берешит» и индийский «Викрам» с луноходом «Прагьям».

В случае успеха каждый из них оказался бы по-своему «первым». «Берешит» вошел бы в историю как первый построенный на частные инвестиции аппарат, совершивший мягкую посадку на поверхность небесного тела. «Викрам» стал бы первым прилунившимся аппаратом, созданным Индией.

К сожалению, оба проекта постигла неудача. Их судьба развивалась по схожему сценарию: успешный выход на заданную орбиту, спуск и обидный сбой на финальном участке за несколько минут до посадки. Последующие снимки, сделанные зондом LRO, подтвердили, что и «Берешит», и «Викрам» разбились о лунную поверхность.

Впрочем, полученный в ходе этих миссий опыт не пропадет зря. Индия уже объявила о намерении в ближайшее время отправить на Луну новый ровер. Что касается проекта «Берешит», то наработки по нему будут использованы компанией Firefly Aerospace при создании лунного спускаемого аппарата.

Изучая астероиды

Год 2019-й серьезно пополнил копилку наших знаний о малых телах Солнечной системы. Этому мы обязаны межпланетным миссиям «Хаябуса-2» и OSIRIS-REx.

Японский зонд «Хаябуса-2» вышел на орбиту вокруг астероида Рюгу (162173 Ryugu) еще летом 2018 г. Однако именно 2019-й ознаменовал кульминацию миссии. В феврале аппарат успешно взял первую пробу астероидного вещества. Затем специалисты JAXA провели амбициозный эксперимент по бомбардировке малого тела: автоматический разведчик выпустил в астероид медный импактор SCI, что привело к образованию искусственного кратера на его поверхности. После некоторых колебаний руководство миссии дало добро на осуществление операции по взятию образца грунта, выброшенного из зоны удара. Она завершилась успехом.

К осени 2019 г. «Хаябуса-2» выполнил свои основные научные задачи и начал подготовку к возвращению домой. В конце ноября аппарат покинул окрестности Рюгу, после чего активировал свой ионный двигатель и лег на обратный курс к Земле. Согласно плану миссии, капсула с образцами астероидного вещества совершит посадку на австралийском полигоне Вумера в декабре 2020 г.

OSIRIS-REx также не сидел без дела. Аппарат тщательно картографировал астероид Бенну. В процессе его изучения ученые обнаружили, что время от времени с астероидной поверхности происходят выбросы частиц и мелких камней. Их точная причина пока остается предметом дискуссий.

Основная задача OSIRIS-REx на следующий год — взятие пробы вещества Бенну (101955 Bennu). Это оказалось более сложной задачей, чем предполагали конструкторы аппарата. Снимки астероида показали, что практически весь он усеян крупными булыжниками, и на его поверхности нет достаточно больших гладких областей, на которые надеялись инженеры. Поэтому специалистам миссии пришлось внести изменения в процедуру спуска зонда и тщательно проанализировать топографию Бенну. В итоге, они все же нашли подходящую площадку. На данный момент операция по взятию образца астероидного вещества запланирована на август 2020 г.

NASA одобрила миссию к Титану

Титан является единственным известным нам спутником планеты, обладающим плотной атмосферой. Вдобавок это единственное, не считая Земли, тело Солнечной системы, на поверхности которого имеются резервуары, заполненные жидкостью — смесью жидких углеводородов (в основном метана и этана). Некоторые ученые утверждают, что условия на Титане чем-то напоминают молодую Землю.

Конечно, орбитальный аппарат Cassini и зонд Huygens приоткрыли многие из тайн этого небесного тела. Но чтобы получить о нем более детальную информацию, необходимо послать к нему специализированную миссию. И в 2019 г. NASA дала зеленый свет такой миссии, одобрив реализацию проекта Dragonfly. В его рамках на Титан будет отправлен летательный аппарат, оснащенный четырьмя двойными винтами.

Основная задача Dragonfly будет заключаться в поиске сложных органических молекул и оценке общей пригодности Титана для жизни. Аппарат возьмет образцы с титанианской поверхности и проведет их химический анализ, а также исследует рельеф спутника, его атмосферу и углеводородные резервуары.

Общая масса Dragonfly составит около 450 кг. К счастью, атмосфера спутника заметно плотнее земной, а сила тяжести там в семь раз меньше. Поэтому энергия, необходимая для того, чтобы столь тяжелый объект завис в воздухе, на Титане в 38 раз меньше, чем на Земле. Дрон сможет перемещаться со скоростью порядка 36 км/ч и подниматься на высоту до 8 км. Для получения энергии он будет использовать радиоизотопный электрогенератор.

Запуск Dragonfly запланирован на 2025 г. Если этот срок удастся выдержать, аппарат прибудет на Титан в 2034 г. Номинальный срок работы миссии должен составить 2,7 года. Ожидается, что за это время беспилотник преодолеет дистанцию в 175 км.

Многострадальный прибор HP3

В феврале 2019 г. аппарат InSight выгрузил на марсианскую поверхность два своих основных научных инструмента — сейсмометр SEIS и прибор для измерения теплового потока HP3. И если с первым из них не возникло никаких проблем, то про второй, к сожалению, этого сказать нельзя.

HP3 представляет собой ленту с закрепленными на ней датчиками температуры, которая должна вводиться в грунт при помощи оснащенного нагревателями самозаглубляемого зонда. Для начала работы ему требуется достичь глубины в 5 м.

Но HP3 так и не смог приступить к работе: после активации он остановился на глубине всего 30 см и при этом наклонился. Впоследствии инженеры пришли к выводу, что наиболее вероятная причина неудачи — недостаточное трение о грунт.

На протяжении всего последующего года специалисты миссии пытались исправить ситуацию. Для этого они перепробовали все возможные способы — от повторной активации бура до использования закрепленного на руке-манипулятор InSIght ковша, чтобы надавить на прибор. Но, к сожалению, пока предпринятые меры не дали нужного результата. Впрочем, инженеры не сдаются и продолжают попытки спасти инструмент.

Что касается SEIS, то за первый год работы ему удалось зарегистрировать несколько «марсотрясений». Более того, собранные им данные позволили ученым идентифицировать первую сейсмически активную зону на Красной планете. Она расположена в регионе Борозд Цербера (Cerberus Fossae) — сети разломов, находящейся недалеко от марсианского экватора.

Космические итоги 2019 года (часть 3)

Заключительная часть нашего итогового материала, посвященного самым интересным и важным космическим событиям 2019 года.

Успехи и неудачи частных космических кораблей

Когда в 2014 г. NASA подписала с компаниями Boeing и SpaceX контракты на строительство кораблей для доставки астронавтов на МКС, предполагалось, что их регулярные полеты с экипажами начнутся уже в 2017 г. Как мы теперь знаем, указанная дата оказалась излишне оптимистичной. Первые пилотируемые полеты CST-100 Starliner и Crew Dragon неоднократно переносились по ряду причин — из-за непредвиденных технических проблем, общего недофинансирования программы, а также меняющихся требований аэрокосмической администрации к конструкции кораблей.

Лишь в 2019 г. программы по созданию частных кораблей вышли на финишную прямую. В марте компания SpaceX успешно осуществила первый беспилотный запуск Crew Dragon. В целом полет прошел без заметных осложнений. После его завершения необходимо было произвести тест на срабатывание системы аварийного спасения экипажа (САС) в условиях полета, открывавший дорогу к проведению пилотируемой миссии. Она была запланирована на лето 2019 г.

Однако этим планам не суждено было сбыться. Состоявшееся в апреле наземное испытание двигателей САС завершилось взрывом, уничтожившим капсулу Crew Dragon. Инженеры SpaceX потратили полгода на расследование инцидента и внесение изменений в системы корабля. В результате тест на срабатывание САС в режиме полета был отложен до января 2020 г. Теперь первый пилотируемый полет Crew Dragon в лучшем случае состоится в феврале-марте 2020 г.

Что касается компании Boeing, то в ноябре она протестировала САС корабля Starliner в режиме его нахождения на стартовой площадке. В целом испытание было признано успешным, хоть и не обошлось без «ложки дегтя» в виде нераскрытия одного из парашютов.

В свой первый орбитальный полет Starliner отправился 20 декабря. Ракета-носитель Atlas V отработала как положено, однако затем возникла нештатная ситуация. Из-за сбоя в системе отсчета бортового времени корабельный компьютер решил, что космический аппарат уже произвел маневр выхода на орбиту, и некорректно рассчитал время работы двигателей ориентации, вследствие чего они потратили больше топлива, чем планировалось. Это сделало невозможной стыковку корабля с МКС. В результате NASA решила ограничиться орбитальными тестами, а программу полета Starliner сократили до двух дней. 22 декабря капсула корабля совершила успешную посадку на полигоне Уайт Сэндс.

На данный момент NASA не делала никаких официальных заявлений по поводу того, нужно ли компании Boeing проводить повторное беспилотное испытание корабля. Пока можно предположить, что агентство, скорее всего, не будет выдвигать подобное требование. Но даже в этом случае первый пилотируемый полет Starliner вряд ли состоится раньше лета 2020 г.

Рождение Starlink

Минувший год ознаменовался началом практической реализации весьма амбициозных планов по развертыванию спутникового созвездия Starlink. Их конечная цель — предоставление услуг доступного глобального интернета жителям даже наиболее удаленных от цивилизации уголков нашей планеты.

В мае 2019 г. компания SpaceX запустила на орбиту тестовую партию спутников Starlink. Их конструкция претерпела существенные изменения по сравнению с ранними прототипами. Инженеры значительно уменьшили вес и габариты аппаратов. Это позволило разместить под головным обтекателем ракеты Falcon 9 сразу 60 спутников.

В ноябре SpaceX запустила первую полноценную рабочую партию спутников, которая станет составной частью системы. Но это — только начало. В следующем году компания планирует провести 14-15 запусков таких аппаратов, что позволит развернуть «экономически жизнеспособный» вариант системы и обеспечить ее функционирование на базовом уровне.

Стоит отметить, что после начала запусков аппаратов Starlink многие астрономы забили тревогу, обвинив SpaceX в том, что своими действиями она фактически уничтожает звездное небо и делает невозможными наземные астрономические наблюдения. В ответ на это основатель компании Илон Маск пообещал, что ее сотрудники постараются решить эту проблему. Известно, что в составе следующей партии спутников будет аппарат с экспериментальным покрытием, которое должно уменьшить его отражающую способность. Но судить об эффективности подобных мер пока сложно.

Ускорение программы Artemis

В XXI веке американская пилотируемая космонавтика не отличалась особым постоянством. При президенте Джордже Буше-младшем NASA работала над программой Constellation, предполагавшей создание постоянной базы на Луне и организацию полетов в дальний космос с перспективой последующей отправки человека на Марс. В 2010 г. Барак Обама закрыл Constellation. Вместо нее аэрокосмическая администрация начала работать над проектом пилотируемой миссии к одному из околоземных астероидов (проект Plymouth Rock).

Вскоре после очередной смены американской администрации NASA отказалась и от этого проекта. В 2017 г. Дональд Трамп подписал директиву об изменении приоритетов космической программы США. Документ определил, что теперь ее ключевой целью должно стать возвращение людей на Луну и создание там опорного пункта для будущих миссий к Марсу и другим телам Солнечной системы. Этой цели предполагалось достичь к 2028 г.

Однако весной 2019 г. Белый дом неожиданно решил ускорить работы над проектом. Было объявлено, что первая в этом веке пилотируемая лунная экспедиция должна состояться уже в 2024 г. Вскоре после этого NASA объявила, что обновленная программа получила название «Артемида» (Artemis), и затребовала у Конгресса дополнительные средства на ее реализацию.

Безусловно, с учетом поставленных задач и текущего уровня финансирования даже при идеальном развитии событий заявленный срок высадки американских астронавтов на Луну выглядит, мягко скажем, весьма оптимистичным. Сложно отрицать и то, что решение ускорить реализацию программы имеет явный политический подтекст.

В то же время это решение может иметь и положительные последствия. Наличие конкретного срока является весомым стимулом для NASA, позволяющим агентству мобилизовать все доступные ресурсы.  В частности, оно уже распределило контракты на изготовление модулей для окололунной станции Gateway. А в январе 2020 г. будут подведены первые итоги конкурса на создание пилотируемого лунного аппарата.

Кроме того, желание присоединиться к американской лунной программе уже выразили ESA, JAXA и CSA. Так что задекларированное ускорение может заложить крепкий фундамент, который позволит довести Artemis до конца. Если, конечно, следующая американская администрация «по традиции» не отменит космические планы предшественников.

Рейтинг публикации:

3

Комментарии (0) | Распечатать

Добавить новость в: