SpaceX запускает телескоп Euclid ЕКА для исследования «темной» Вселенной
Автор Алехандро Алькантарилья Ромера, 1 июля 2023 года
Первоисточник
Запуск Falcon 9 и Euclid с космического стартового комплекса 40. Автор: Джулия Бержерон из NSF
SpaceX запустила свою 45-ю миссию в этом году с телескопом Euclid Европейского космического агентства (ЕКА). Старт состоялся в субботу, 1 июля, в 11:12 по восточному времени (15:12 UTC) с космического стартового комплекса 40 (SLC-40) во Флориде.
Euclid ЕКА будет наблюдать за значительной частью неба и глубоко проникнет в прошлое Вселенной, чтобы понять распределение и природу темной материи и темной энергии. Проект Euclid является миссией среднего класса в рамках научной программы агентства Cosmic Vision и имеет общую стоимость 1,4 миллиарда евро.
Информация о запуске
Строительством телескопа руководила компания Thales Alenia Space, которая объединила компоненты телескопа от более чем 80 различных компаний по всей Европе. Среди них были крупные аэрокосмические компании, такие как Airbus Defence and Space, Beyond Gravity и OHB. После сборки и предстартовых испытаний космический аппарат был перевезен по морю во Флориду, куда он прибыл 30 апреля.
Последние два месяца телескоп находился на объекте обработки полезной нагрузки Astrotech в Тайтусвилле, где он прошел окончательную проверку и заправку топливом перед запуском. Космический аппарат, помещенный в обтекатель полезной нагрузки Falcon 9, был доставлен на стартовую площадку в ночь на 28 июня для интеграции с ракетой.
В день запуска Falcon 9 следовал традиционной 35-минутной автоматической последовательности загрузки топлива, кульминацией которой стало включение девяти двигателей Merlin 1D на первой ступени, после чего последовал старт. Эти двигатели работали до отметки T + 2 минуты и 37 секунд, когда все они выключились, причем первая и вторая ступени разделились тремя секундами позже.
Первая ступень для этой миссии, B1080, стартовала во второй раз, ранее поддержав запуск Axiom-2. После отделения ступени ступень приземлилась на беспилотную посадочную платформу SpaceX A Shortfall Of Gravitas, которая находится на расстоянии 691 километра ниже от точки старта.
Через восемь секунд после отделения ступени вакуумный двигатель Merlin 1D (MVacD) на второй ступени включился на пять минут и 15 секунд, чтобы вывести Euclid на предварительную низкую околоземную парковочную орбиту. Примерно через 42 секунды после первого срабатывания MVacD половинки обтекателя, защищающего космический аппарат, отделились, открыв его космосу.
Для этой миссии половинки обтекателя совершенно новые и прошли специальную обработку чтобы избежать загрязнения тонких инструментов телескопа. Они попытаются совершить приводнение на расстоянии примерно 820 километров от места старта, где их заберет многоцелевое спасательное судно Doug компании SpaceX.
После примерно девятиминутной фазы свободного полета двигатель MVacD на второй ступени снова включился на 78 секунд, чтобы вывести Euclid на переходную орбиту, которая приведет телескоп к точке Лагранжа Солнце-Земля 2 (L2). Euclid отделился от второй ступени Falcon 9 примерно через 22,5 минуты после окончания этого маневра.
Ожидается, что Euclid прибудет в точку L2 примерно через четыре недели после запуска и проведет несколько недель, проверяя свои системы, прежде чем начать исследование. Ожидается, что начало кампании по сбору научных данных произойдет в течение 3 месяцев после запуска.
Первоначально планировалось запустить Euclid на ракете «Союз» из Французской Гвианы, но в результате российского вторжения в Украину ЕКА решило сменить пусковые установки. Несколькими месяцами позже началось обширное шестимесячное исследование совместимости Euclid с интерфейсами Falcon 9 и средой запуска.
Результаты этого исследования были положительными, и было установлено, что Falcon 9 была единственной ракетой, которая могла уложиться в самые ранние сроки запуска при наименьших затратах без какой-либо серьезной модификации телескопа.
Телескоп Euclid: инфракрасный наблюдатель
Euclid собирается отобразить 36% неба в течение своей основной миссии, которая в настоящее время, как ожидается, продлится шесть лет. Это исследование будет выполнено с использованием двух приборов: спектрометра и фотометра ближнего инфракрасного диапазона (NISP) и прибора видимого диапазона (VIS).
NISP представляет собой 64-мегапиксельную матрицу из 16 датчиков ближнего инфракрасного диапазона. Прибор чувствителен к электромагнитным волнам с длиной волны от 900 до 2000 нанометров, которые соответствуют ближней инфракрасной части электромагнитного спектра.
Прибор Euclid NISP перед тем, как его завернут в изолирующую фольгу и установят в телескоп. (Фото: команда NISP / LAM)
Благодаря трем различным фотометрическим фильтрам он может получать изображения в трех разных диапазонах длин волн. Фильтр NISP-Y обеспечивает изображения на длинах волн от 920 до 1146 нанометров, фильтр NISP-J обеспечивает изображения на длинах волн от 1146 до 1372 нанометров, а фильтр NISP-H обеспечивает изображения на длинах волн от 1372 до 2000 нанометров. NISP также может выполнять безщелевую спектроскопию в диапазоне длин волн от 1100 до 2000 нанометров.
С другой стороны, VIS - это камера визуального изображения с разрешением 609 мегапикселей, состоящая из 36 датчиков с зарядовой связью (CCD), которые будут получать четкие изображения в диапазоне длин волн от 550 до 900 нанометров.
И NISP, и VIS являются широкопольными приборами, что означает, что они видят большую часть неба в каждый момент. Угловой размер каждого поля изображения составляет около 0,5 квадратных градусов – примерно в 2,5 раза больше размера полной Луны.
В течение своей шестилетней основной миссии Euclid сделает несколько снимков 40 000 таких полей, которые в совокупности покроют 15 000 квадратных градусов неба. Это ключевое отличие Euclid от других инфракрасных космических телескопов, таких как космический телескоп Джеймса Уэбба (JWST).
Хотя зеркало Euclid имеет диаметр 1,2 метра, что намного меньше основного зеркала JWST диаметром 6,5 метра, его широкое поле зрения позволит ему охватывать гораздо большую часть неба. Потребовались бы несколько сотен лет, чтобы обследовать ту же область неба, которую Euclid собирается наблюдать всего за шесть лет.
Инфографика ЕКА, показывающая участки неба, которые будет наблюдать Euclid (предоставлено ЕКА)
Эти поля наблюдения будут расположены в тех частях неба, где пыль из Солнечной системы и звезды, газ и пыль из нашей собственной галактики встречаются реже или отсутствуют вообще. Это сделано для того, чтобы собрать как можно больше достоверных данных из далеких галактик.
Чтобы датчики ближнего инфракрасного диапазона Euclid могли обнаруживать свет далеких галактик, почти двухтонный космический телескоп должен работать в точке L2, где источники света от Солнца, Земли и Луны находятся в одном направлении.
Телескоп оснащен солнцезащитным козырьком, который защищает зеркальный узел и приборы от этих источников инфракрасного излучения и охлаждает их примерно до 90 Кельвинов. Этот экран также оснащен солнечной панелью, которая обеспечивает компьютеры и приборы Euclid мощностью 1,8 киловатт.
Его основная конструкция выполнена из карбида кремния, в состав которого входят керамические и металлические материалы. Свойства керамики позволяют ему быть жестким в широком диапазоне температур, в то время как свойства металла позволяют ему равномерно отводить тепло и поддерживать одинаковую температуру по всей конструкции.
Euclid во время тестирования электромагнитных помех во Франции. На снимке показаны солнцезащитный экран и солнечная панель, которые защищают телескоп от близлежащих источников инфракрасного излучения, таких как Солнце, Земля и Луна. (Фото: ЕКА / М.Педуссо)
Космический аппарат имеет высоту 4,7 метра и диаметр 3,7 метра, хорошо вписываясь в обтекатель полезной нагрузки Falcon 9. Ожидается, что его масса при запуске составит около 1921 килограмма, что сделает его самой тяжелой полезной нагрузкой, которую ракета когда-либо запускала за пределы околоземной орбиты.
Технические возможности Euclid остались бы неиспользованными без надлежащего хранения и анализа данных. С этой целью Консорциум компаний и агентств Euclid создал наземный сегмент Euclid Science Ground, который будет хранить, обрабатывать и анализировать данные, собранные телескопом.
Для каждого поля наблюдения Euclid получит шесть визуальных изображений, 12 изображений в ближнем инфракрасном диапазоне и четыре спектральных экспозиции. Это означает, что потребуется около 5 гигабайт необработанных данных на каждое поле. Это означает, что ожидается, что за время выполнения основной миссии Euclid будет получено около 200 терабайт необработанных данных.
Цель Euclid: исследование темной Вселенной
Основная цель миссии Euclid - ответить на пять основных вопросов космологии: какова структура и история космической паутины? Какова природа темной материи? Как изменилось расширение Вселенной с течением времени? Какова природа темной энергии? Является ли наше понимание гравитации полным?
Лучшая модель ученых, объясняющая начало Вселенной и ее состав, широко известна как лямбда-модель холодной темной материи, также известная как ΛCDM или Лямбда-CDM.
Эта модель сочетает в себе существование двух сущностей, темной материи и темной энергии — наряду с обычной материей и излучением, которые мы видим и можем непосредственно обнаружить, — чтобы наилучшим образом соответствовать имеющимся в настоящее время у человечества данным об эволюции Вселенной.
Инфографика ЕКА, описывающая количество темной материи и темной энергии во Вселенной в соответствии с космологической моделью Lamda-CDM. (Предоставлено ЕКА)
Хотя текущие наблюдения подтверждают эту модель, она не объясняет природу темной материи и темной энергии. Миссия Euclid могла бы предоставить достаточно данных, чтобы охарактеризовать эти две сущности.
Согласно Lambda-CDM, темная материя характеризуется тем, что является типом материи, которая взаимодействует только через гравитацию и, следовательно, неспособна излучать или поглощать какой-либо свет. По этой причине ее существование и распределение должны быть выведены косвенно из ее влияния на структуру Вселенной.
Некоторые из эффектов, которые ученые Euclid стремятся наблюдать, - это барионные акустические колебания (BAO) и слабое гравитационное линзирование галактик.
Согласно Лямбда-CDM, вселенная содержала однородную смесь фотонов, электронов, нейтрино, барионной материи и темной материи в течение первых 370 000 лет своей жизни. Барионная материя - это то, что составляет большую часть материи, которую мы обычно привыкли видеть и с которой взаимодействуем.
На том этапе жизни Вселенной смесь была настолько горячей, что фотоны и электроны постоянно взаимодействовали друг с другом, что не позволяло сочетанию электронов с ядрами образовывать атомы. Это также сделало вселенную непрозрачной для света, поскольку он не мог свободно перемещаться в пространстве.
Космическое микроволновое фоновое излучение, наблюдаемое космической обсерваторией Планка ЕКА в 2013 году. На этой карте показаны различные колебания температуры, которые существовали во Вселенной в течение 370 000 лет ее существования. (Предоставлено ЕКА)
Однако по мере расширения Вселенной температура упала настолько, что электроны смогли объединиться с ядрами и образовать атомы, которые высвобождают фотоны. Высвобождение фотонов оставило в космосе отпечаток, который мы теперь называем космическим микроволновым фоновым излучением.
Благодаря изучению этого фонового излучения ученые смогли выявить едва заметные изменения температуры по всей наблюдаемой Вселенной. Эти изменения температуры соответствуют колебаниям плотности вещества в ранней Вселенной во время этого события.
Изучая эти флуктуации плотности, можно сделать вывод о том, из какой материи состоит Вселенная. В областях, где плотность выше, материя будет притягиваться друг к другу и создавать внутреннее давление. Однако в то же время взаимодействие между фотонами и барионной материей создало бы внешнее давление, которое попыталось бы противодействовать ему.
В таком случае темная материя не взаимодействовала бы с фотонами и, следовательно, не способствовала бы этому внешнему давлению. Вместо этого это помогло бы увеличить накопление обычной материи внутри этой области пространства с более высокой плотностью и создать большее внутреннее давление.
Инфографика ЕКА, иллюстрирующая влияние BAOs на большие структуры Вселенной. (Предоставлено ЕКА)
По мере увеличения плотности локальной барионной материи усиливается взаимодействие с фотонами, а давление, направленное наружу, пытается нейтрализовать эффект темной материи. Такого рода возвратно-поступательный эффект создавал колебания, приводящие к распространению барионной материи наружу от большинства этих первоначальных колебаний. Они похожи на звуковые волны, и именно поэтому их называют барионно-акустическими колебаниями (BAOs).
Как только электроны и ядра объединились в атомы, фотоны перестали создавать внешнее давление, связанное с этим колебанием, которое, в свою очередь, оставило барионы позади в качестве «оболочки» вокруг этих колебаний плотности. Считается, что позже они послужили основой для формирования галактик и группирования в скопления галактик.
Euclid сможет определять расстояние, на котором расположены различные галактики на небе, что поможет определить способ их скопления и соответствует ли это присутствию BAOs.
Чтобы изучать расстояния до миллионов галактик одновременно, Euclid будет использовать метод, называемый фотометрическим красным смещением. По мере расширения Вселенной свет, излучаемый этими галактиками, растягивается, и его длина волны смещается в красную часть электромагнитного спектра – эффект, называемый красным смещением.
Это означает, что различные галактики будут видны только при определенных длинах волн, и чем дальше мы смотрим, тем сильнее они будут смещены в красный цвет. Следовательно, существует корреляция между тем, как далеко находится галактика и на каких длинах волн ее можно наблюдать.
Пример фотометрического метода красного смещения, используемого для определения красного смещения шести различных отдаленных галактик, используя изображения с космических телескопов Джеймса Уэбба и Хаббла. Поскольку для наблюдения применяются фильтры для более коротких длин волн, свет галактики, по-видимому, исчезает, поскольку ее красное смещение больше не видно. (Фото: NASA / ESA / CSA / Иво Лаббе и др.)
Метод фотометрического красного смещения использует эту корреляцию путем сдвига длин волн, которые может обнаружить прибор, чтобы определить, на каких длинах волн он прекращает наблюдение галактики. Затем он может сообщить нам о красном смещении галактики и ее расстоянии от нас.
Этот метод не требует определения специфической спектроскопии каждой наблюдаемой галактики, поэтому он обеспечивает приблизительную оценку красного смещения миллионов галактик за гораздо более короткий промежуток времени и с меньшими затратами усилий.
С другой стороны, ученые Euclid также смогут определить существование темной материи с помощью слабого гравитационного линзирования. Наиболее распространенный способ идентифицировать темную материю в галактиках или скоплениях галактик - это деформация света от других отдаленных галактик вокруг них из-за искривления пространства-времени, создаваемого их массой (гравитацией).
Этот эффект называется гравитационным линзированием, и он может присутствовать в экстремальных случаях, когда свет искривляется, образуя кольца Эйнштейна. Но она может присутствовать и более тонкими способами, когда видимая форма галактик лишь слегка деформирована.
Изображение скопления галактик и кольца Эйнштейна, полученное в результате его гравитационного линзирования, полученное космическим телескопом "Хаббл". Euclid будет наблюдать более тонкие способы гравитационного линзирования, а не эти более экстремальные случаи. (Предоставлено NASA / ESA)
Чтобы идентифицировать эти деформации, Euclid будет использовать возможности визуализации VIS для их поиска. В то же время различные фотометрические диапазоны NISP позволят ученым определить расстояние, на котором расположены эти галактики, чтобы лучше понять их расстояние до нас.
Все эти данные позволят ученым создать 3D-карту распределения галактик и окружающей их темной материи. Эта карта также поможет определить эволюцию темной энергии во Вселенной с течением времени.
Согласно модели Лямбда-CDM, темная энергия - это форма энергии, которая пронизывает Вселенную и оказывает свое основное воздействие в больших масштабах. Следовательно, ее плотность должна быть постоянной в пространстве.
В течение первых долей секунды жизни Вселенной расширение пространства-времени было вызвано инфляцией — быстрым и экспоненциальным ростом размеров Вселенной за очень короткий промежуток времени. После этого ускорение Вселенной постепенно замедлилось из-за гравитационного воздействия материи на само пространство-время. Однако около 5 миллиардов лет назад это расширение снова начало ускоряться, и теперь понятно, что это ускорение постоянно растет.
Инфографика ЕКА, иллюстрирующая расширение Вселенной и различные фазы ее жизни. (Предоставлено ЕКА)
Согласно Лямбда-CDM, причиной этого ускорения будет темная энергия. Поскольку ее плотность постоянна в пространстве, и по мере расширения Вселенной и создания все большего пространства, вселенная будет постепенно содержать все больше и больше ее, в конечном итоге превзойдя влияние гравитации материи и ускорив расширение Вселенной в процессе.
Euclid сможет вести наблюдения вглубь Вселенной, примерно до 10 миллиардов лет назад. Это позволит ученым наблюдать изменения в расширении Вселенной с течением времени, а также позволит им сделать вывод, является ли это расширение одинаковым во всех направлениях. Модель Лямбда-CDM предполагает, что это расширение является равномерным и не зависит от наблюдателя.
Обширная коллекция данных от Euclid также позволит ученым изучить свойства этой темной энергии и выяснить, действует ли она так, как предсказывает эта модель. В частности, если бы она обладала свойствами, подобными жидкости, теоретически на основе этих измерений можно было бы рассчитать уравнение состояния темной энергии.
Альтернативные модели предполагают, что темная энергия может быть другой фундаментальной силой с полем, подобным электромагнитному. Другие предполагают, что, возможно, текущая общая теория относительности, на которой основана модель Лямбда-CDM, может быть просто неверной и нуждается в модификации для учета этих явлений.
Пример ограничения параметров Lambda-CDM, выполненного с помощью наблюдений за темной энергией и темной материей. В этом примере различные варианты Lambda-CDM ограничивают значения двух разных параметров, используемых для характеристики Вселенной. (Автор: Цин-Го Хуан и Ке Ван)
Используя данные Euclid, ученые смогут сузить возможные значения параметров для различных моделей, предложенных для объяснения состава и эволюции Вселенной, включая модель Lambda-CDM.
Эти данные также смогут подтвердить, является ли наше текущее понимание темной материи правильным или нет. В частности, Euclid подтвердит, могут ли существовать другие источники обычной материи, которые можно учитывать, которые могли бы взаимодействовать и считаться темной материей.
В ходе своей основной миссии Euclid сделает сотни тысяч снимков более 12 миллиардов галактик, которые будут объединены с наземными данными для проведения исследования. Ученые будут использовать лучшие 1,5 миллиарда источников из этого пула данных, чтобы создать наилучшее понимание темной энергии и темной материи.
Во время своей миссии Euclid также выполнит глубокие поля для контроля стабильности данных основного обзора. Эти глубокие поля будут иметь размер 50 квадратных градусов и будут охватывать около 10% всех наблюдений.
Консорциум Euclid планирует выполнить первоначальный выпуск данных в 2025 году с 17% обзора, за которым затем последует выпуск данных в 2027 году с 50% обзора. В 2030 году будет опубликован окончательный отчет о данных, собранных Euclid.
Телескоп будет основан на работе, выполненной обсерваторией Планка ЕКА. Планк наблюдал космическое микроволновое фоновое излучение и позволил ученым усовершенствовать модель Лямбда-CDM. Кроме того, Планк помог ученым понять количество темной материи и темной энергии в нашей Вселенной.
Художественная иллюстрация Евклида и римского космического телескопа Нэнси Грейс. (Фото: Центр космических полетов имени Годдарда НАСА, ЕКА / ATG medialab)
В 2027 году НАСА планирует запустить свой космический телескоп Nancy Grace Roman, еще один телескоп с широким полем зрения, который также будет наблюдать Вселенную в видимом и ближнем инфракрасном диапазонах. По совпадению, этот телескоп также планируется запустить на ракете SpaceX.
Как только оба будут запущены, «Евклид» и «Роман» смогут работать в тандеме, чтобы разгадать тайну и происхождение темной стороны Вселенной.
"Метеор-М" с Восточного. Запуски года: 97 в мире, 9 от России. Успешно
Вячеслав Ермолин, 29 июня 2023 года
Миссия:
Запуск третьего метеорологического спутника серии «Метеор-М 2». На полярную орбиту высотой 800 км. Попутно выведение 42 спутника: 39 российских и 3 зарубежных.
SpaceShipTwo продемонстрирует исследовательские возможности в первом коммерческом полете
Джефф Фауст, 28 июня 2023 год
Первоисточник
Суборбитальный космический самолет Virgin Galactic SpaceShipTwo, VSS Unity, прикрепленный к материнскому кораблю VMS Eve перед вылетом 29 июня. Фото: SpaceNews / Джефф Фауст
КОСМОДРОМ АМЕРИКА, Нью-Йорк. 29 июня Virgin Galactic планирует провести свой первый коммерческий суборбитальный космический полет SpaceShipTwo, который продемонстрирует готовность аппарата к коммерческим операциям, а также его роль в качестве исследовательской платформы.
28 июня компания завершила подготовку к миссии Galactic 01, второму суборбитальному полету космоплана SpaceShipTwo компании за последние месяцы. Virgin объявила об этом полете как о долго откладываемом переходе компании к коммерческим операциям после продолжительной тестовой кампании.
Virgin Galactic планирует взлет своего самолета-носителя VMS Eve с прикрепленным к нему космопланом VSS Unity примерно в 10: 30 утра по восточному времени 29 июня. Unity отделится от Eve почти час спустя, включив свой гибридный ракетный двигатель для суборбитального полета, а затем приземлится обратно в космопорту.
Миссия Galactic 01, первый полностью коммерческий полет Virgin Galactic, доставит трех итальянских специалистов по полезной нагрузке для выполнения ряда экспериментов. Вальтер Вилладеи и Анджело Ландольфи из итальянских ВВС и Панталеоне Карлуччи из Национального исследовательского совета Италии планируют провести 13 экспериментов, начиная от сбора биомедицинских данных и заканчивая исследованиями горения в условиях микрогравитации во время полета.
Сопровождать их в салоне будет Колин Беннетт, инструктор астронавтов Virgin Galactic, который участвовал в июльском полете Unity 2021 года, на борту которого находился основатель компании Ричард Брэнсон. Он оценит опыт исследовательского полета во время этого полета.
В то время как основная часть бизнеса Virgin Galactic будет заключаться в полетах частных астронавтов — в компании работает около 800 человек, подписавшихся на суборбитальные полеты, - компания утверждает, что исследовательские полеты, подобные Galactic 01, станут важной частью ее бизнеса.
«Прекрасно, что эта первая коммерческая миссия является исследовательской. Это показывает, что это еще одна лабораторная среда, которая производит науку и технологии, которые мы можем инвестировать в людей на Земле», - сказала Сириша Бандла, вице-президент по связям с правительством и исследовательским операциям Virgin Galactic, в интервью 28 июня.
Компания выполняла исследовательские полезные полеты в предыдущих испытательных полетах, подобных тем, которые были предоставлены в рамках программы NASA Flight Opportunities program. Это включало работу самой Бандлы над полетом в июле 2021 года. Однако эта миссия посвящена исследованиям с программой испытаний, разработанной итальянской командой. «Это комбинация всего, что мы тестировали в наших космических полетах на сегодняшний день», - сказала она.
Беннетт будет находиться на борту, чтобы следить за тем, как итальянские специалисты по полезной нагрузке выполняют свою работу. «Он посмотрит на то, как все перемещаются по салону, проводят свои исследования, и проведет комплексную оценку исследовательской миссии, чтобы мы могли постоянно улучшать впечатления», - сказала она.
Большая часть подготовки к исследовательским полетам такая же, как и у частных астронавтов. Ключевое отличие, по словам Бандлы, заключается в отработке «хореографии» действий исследователей во время их короткого полета, а также в проверке безопасности полезной нагрузки для экспериментов.
По мере того, как компания переходит к регулярным операциям, она планирует проводить исследовательские полеты по установленному графику, смешанному с частными миссиями астронавтов. «Цель состоит в том, чтобы проводить его в одно и то же время каждый год, чтобы исследователи могли рассчитать свои гранты и предложения через любое агентство, финансирующее их исследования, и иметь предсказуемый и надежный доступ к своей науке», - сказала она.
Акцент, добавила она, делается на обеспечении постоянной частоты полетов, как для исследователей, желающих протестировать эксперименты перед их выводом на орбиту, так и для тех, для кого достаточно суборбитальных полетов. «Первое, что мы слышим, - это то, что мы хотим постоянного доступа в космос», - сказала она об отзывах исследовательского сообщества.
«Союз» запустил метеоспутник «Метеор» и 42 автостопщика
Ракета «Союз-2-1б» стартовала с космодрома Восточный 27 июня 2023 года с космическим аппаратом «Метеор-М2-3» для мониторинга погоды и климата, а также попутной группой из 42 малых спутников.
Предыдущая глава: Серия спутников «Метеор»
Краткий обзор миссии «Метеор-М2-3»:
Спутник «Метеор-М2-3»
Спутник «Метеор-М» № 2-3 (он же «Метеор-М2-3») является пятым космическим аппаратом серии «Метеор-М», представленным в 2009 году, считая один, потерянный в результате неудачного запуска в 2017 году.
Как и остальные аппараты семейства «Метеор», космический аппарат был построен московской корпорацией «ВНИИЭМ», которая использовала свою стандартную платформу «Ресурс-УКП-М» в качестве сервисного модуля для аппарата. Согласно документации, космический аппарат этого типа сертифицирован для работы на орбите не менее пяти лет.
Как и его предшественники, почти трехтонный спутник предназначен для наблюдения за глобальной погодой, озоновым слоем, температурой поверхности океана и состоянием льда, чтобы облегчить судоходство в полярных регионах нашей планеты. Также предполагается его военное использование.
Несмотря на то, что «Метеор-М2-3» обозначен как стандартный аппарат серии, он отличается от своих предшественников наличием развертываемой радиолокационной антенны с фазированной антенной решеткой для всепогодного сканирования Земли. Он также впервые был оснащен монитором отраженного излучения ближнего действия и радиочастотным масс-спектрометром для гелиофизических исследований солнечной радиации.
По крайней мере, еще один вариант «Метеор-M2» планировался к запуску в течение года после успешного развертывания космического аппарата «M2-3».
Известны технические характеристики спутника «Метеор-М» № 2-3:
Вторичные полезные грузы
Обычно для полетов «Союза» на околополярные орбиты ракета имела значительную дополнительную полезную нагрузку для своего основного пассажира. Ранее коммерческое подразделение Роскосмоса «Главкосмос» предлагало эту доступную массу коммерческим пользователям за пределами России. Однако растущая политическая и экономическая изоляция Москвы в 2020-х годах (ИНСАЙДЕРСКИЙ КОНТЕНТ) заставила традиционных западных партнеров покинуть Роскосмос и переключиться на его конкурентов, таких как США, Индия и Китай. Вместо этого российская промышленность обратилась к внутреннему рынку и нескольким оставшимся странам, которые продолжали вести бизнес с Россией. Все они вместе взятые могли обеспечить лишь малую часть массы (и, следовательно, дохода), которую ранее приносили коммерческие миссии, но для миссии «Метеор-М2-3» эти клиенты заказали рекордное количество полезной нагрузки. По иронии судьбы, большая часть полезной нагрузки «автостопщиков» опиралась на западные платформы, в первую очередь на стандарт CubeSat.
Одним из основных заказчиков, предоставляющих вторичную полезную нагрузку для миссии «Метеор-M2-3», был московский фонд поддержки инноваций, который спонсировал запуск 16 университетских спутников в формате CubeSat в рамках проекта Space-π (Спейс-Пи). Роскосмос сам профинансировал девять образовательных спутников в рамках своей программы UniverSat. В общей сложности 17 других полезных грузов были определены как коммерческие.
Кроме того, после ухода немецкого интегратора полезной нагрузки российская компания Aerospace Capital взяла на себя технологические операции по поддержке коммерческих заказчиков. Для миссии «Метеор M2-3» компания установила девять контейнеров для развертывания на разгонном блоке «Фрегат» для последующего развертывания на орбите 16 спутников Space-Pi CubeSat, 12U PHI-Demo CubeSat, разработанных в Космическом центре Мохаммеда Бен Рашида в Объединенных Арабских Эмиратах, малайзийского 6U CubeSat и 11 CubeSats для российских заказчиков.
Некоторые более крупные полезные грузы, вероятно, можно было бы развернуть без использования пусковых контейнеров.
Краткое описание полезной нагрузки на борту «Союза», запуск которого состоялся 27 июня 2023 года:
Подготовка миссии
Секция полезной нагрузки с космическим буксиром "Фрегат", спутником "Метеор-М2-3" и вспомогательной полезной нагрузкой готовится к размещению под обтекателем полезной нагрузки.
Исходя из сроков закупки ракеты «Союз-2-1б», назначенной для выполнения миссии, запуск «МетеорM2-3» планировался до конца 2020 года, но проект на несколько лет отстал от графика из-за обычных задержек с производством.
Старт миссии был назначен на 25 мая, 2023, в 20:34 по московскому времени, но сообщается, что техническая проблема с космическим аппаратом на 6 марта, 2023, заставил его поменяться местами в начало проявляться на Восточный космодром с «Кондор-ФКА № 1» от спутника, который был запущен 27 мая 2023.
К тому времени, когда «Метеор-М2-3» добрался до Восточного 6 мая 2023 года, его запуск был отложен до 27 июня 2023 года.
8 июня 2023 года Роскосмос сообщил, что 42 дополнительных полезных груза для миссии прибыли на Восточный после доставки самолетом в Благовещенск.
Окончательная сборка ракеты-носителя «Союз-2-1б» для миссии была завершена 23 июня, а позже в тот же день Государственная комиссия, осуществляющая надзор за подготовкой к запуску, санкционировала вывоз ракеты на стартовую площадку, который состоялся, как и планировалось, утром 24 июня 2023 года.
Как будет запущен Метеор M2-3
Первоначальный график запуска «Метеор-М» № 2-3:
«Союз-2-1б» - ракета с разгонным блоком «Фрегат» с «Метеор М2-3» стартовала с союз пускового комплекса в порту Восточный на 27 июня, 2023, в 14:34:49.415 по московскому времени. Траектория полета миссии была аналогична трем предыдущим запускам спутников «Метеор» с Дальневосточного космодрома.
После нескольких секунд вертикального набора высоты под воздействием четырех ускорителей первой ступени и основного ускорителя второй ступени ракета направилась на северо-запад через восточную Россию, выровняв свою траекторию с полярной орбитой, наклоненной примерно на 98,57 градуса к экватору, и азимутом 344,13 градуса. Ускорители первой ступени отделились через 1 минуту 59 секунд после старта и нацелились на подение в зоне подения № 981 в Амурской области (Приамурье) на границе Тындинского и Зейского районов.
Затем обтекатель, защищающий полезную нагрузку, разделился на две половины и отделился во время работы второй ступени за 3 минуты 46 секунд полета. A в результате фрагменты обтекателя полезной нагрузки должны были упасть в зоне падения № 983 в Алданском районе Республики Саха (Якутия).
За 4 минуты и 47 секунд до завершения запуска второй ступени за 4 минуты и 47 секунд до начала полета двигатель РД-0124 третьей ступени начал работу через межступенчатую решетчатую конструкцию, которая через несколько мгновений отделилась вместе со второй ступенью через 4 минуты и 48 секунд после старта.
Всего 1,5 секунды спустя хвостовая часть третьей ступени разделилась на три сегмента. Ракета-носитель второй ступени и сегменты хвостовой части упали в зоне падения № 985 в Вилюйском районе, расположенном дальше на север в Республике Саха.
Третья ступень продолжила запуск, выведя разгонный блок «Фрегат» и его пассажиров на орбиту с апогеем (наивысшей точкой) в 196 километров и перигеем всего в 12 километров или более в плотных слоях атмосферы. В результате, после отключения двигателя и отделения от «Фрегата», через 9 минут 24 секунды после старта, третья ступень начала длительное свободное падение обратно на Землю над Северным Ледовитым и Атлантическим океанами. Его траектория была рассчитана на то, чтобы пылающие обломки ракеты-носителя упали в Атлантический океан.
Профиль полета космического буксира
После отделения от третьей ступени «Фрегат» был запрограммирован на запуск двигателей над Арктическим регионом через 10 минут 24 секунды после старта в течение примерно 1,5 минут, чтобы обеспечить его вывод на передаточную орбиту. Затем предполагалось, что шеститонный штабель будет пассивно подниматься в течение примерно 46 минут, прежде чем «Фрегат» должен был во второй раз выйти на апогей своей начальной орбиты, на этот раз над Антарктидой, через 57 минут 53 секунды после старта. Маневр, длившийся менее минуты, был разработан для вывода корабля на почти круговую орбиту примерно в 830 километрах над поверхностью Земли. Примерно минуту спустя, или 59 минут 52 секунды после старта в 15:34 по московскому времени (8:34 утра по Восточному времени), спутник «Метеор М2-3» был запрограммирован на выброс из адаптера полезной нагрузки «Фрегата», выполнив основную задачу миссии. Поскольку первоначальные запуски двигателей были выполнены «Фрегатом» вне поля зрения российских наземных станций, их успешное завершение должно было быть подтверждено во время последующих пролетов корабля над Россией.
После успешного вывода своей основной полезной нагрузки «Фрегат» должен был выполнить заранее запрограммированную последовательность доставки своей дополнительной полезной нагрузки на свои орбиты, которая должна была начаться с третьего запуска основного двигателя для выхода на орбиту перехода через 1 час 39 минут 15 секунд после старта. Орбита разделения должна была быть сформирована с помощью четвертого маневра через 2 часа 29 минут 35 секунд после запуска. Запуск вторичных полезных грузов должен был начаться через 2 часа 33 минуты 20 секунд после старта, или в 17:10 по московскому времени (10:10 утра по восточному времени) и, как ожидалось, завершиться через 3 часа 11 минут 40 секунд после старта в 17:47 по московскому времени (10:47 утра по восточному времени).
Ожидалось, что после освобождения последнего пассажира «Фрегат» выполнит еще один запрограммированный маневр, чтобы выйти на самоубийственную траекторию в атмосферу Земли и распасться над экваториальной областью в восточной части Тихого океана.
После запуска было официально выделено шесть месяцев на орбитальные испытания спутника «Метеор-М2-3».
Космические силы США опубликовали параметры орбиты спутника «Метеор-M2-3» через несколько часов после запуска. Согласно этим данным слежения, спутник находился на ожидаемой орбите размером 809 на 816 километров с наклоном 98,8 градуса к экватору.
Автор страницы: Анатолий Зак; последнее обновление: 27 июня 23 г.
Редактор страницы: Ален Шабо; Редактирование: 26 июня 23 года
Все права защищены
Китайская компания планирует запустить ракету, сравнимую с Falcon 9, в 2024 году
Эндрю Джонс, 27 июня 2023 года
Первоисточник
Первый "Тяньлун-2" поднимется в небо над космодромом Цзюцюань 2 апреля 2023 года. Фото: Space Pioneer
ХЕЛЬСИНКИ — Китайская ракетостроительная фирма Space Pioneer планирует запустить ракету, сравнимую с SpaceX Falcon 9, в следующем году.
Лю Синлун, главный конструктор ракеты-носителя Tianlong-3, заявил, что компания планирует провести тестовый запуск в мае 2024 года, сообщил 25 июня Shanghai Observer.
"Тяньлун-3” ("Небесный дракон-3") - двухступенчатая ракета на керосине и жидком кислороде с многоразовой первой ступенью. На веб-страницах Space Pioneer говорится, что ракета будет способна поднять 17 тонн полезной нагрузки на низкую околоземную орбиту или 14 тонн на 500-километровую солнечно-синхронную орбиту.
Для сравнения, Falcon 9 на полной тяге может доставить 22,8 тонны на LEO в расходном режиме.
71-метровый Tianlong-3 будет иметь диаметр 3,8 метра. Он будет иметь взлетную массу 590 тонн с двигателями создающими 770 тонн тяги.
Первый запуск будет одноразовым, но, как и Falcon 9, Tianlong-3 предназначен для многоразового использования. Первая ступень будет оснащена двигателями переменной тяги Tianhuo-12, каждый из которых создает 110 тонн тяги. Первая ступень рассчитана на повторное использование до 10 раз.
Ракета предоставит Китаю значительные новые пусковые мощности, уступая только китайской Long March 5B по объему запускаемой полезной нагрузки на LEO и будучи более универсальной. Ракета также, если она будет пригодна для повторного использования, обеспечит Китаю возможность многоразового запуска.
Space Pioneer является одним из новых участников китайской сцены коммерческих запусков. Ее планы сразу перейти к гораздо более крупным ракетам-носителям, чем те, которые разрабатывались более ранними разработчиками, отражают изменения в воспринимаемых возможностях коммерческого запуска в стране.
Компания заявила, что нацелена на запуск партий спутников для китайской мегаконстелляции Guowang LEO communications. Главный государственный космический подрядчик страны CASC планирует увеличить производство своих ракет Long March 5B и Long March 8, чтобы запустить проект Guowang с земли.
Space Pioneer также имеет хорошую финансовую поддержку. 15 февраля компания объявила, что обеспечила раунды стратегического финансирования “B +“ и ”Pre-C". Компания заявляет, что с момента своего основания в 2018 году привлекла финансирование в размере почти 3 миллиардов юаней (438 миллионов долларов). Ряд этих инвесторов связаны с государством.
Фирма также заявляет о планах по созданию Tianlong-3H, трехъядерной версии в том же стиле, что и SpaceX Falcon Heavy, и Tianlong-3M, одноядерной ракеты, оснащенной многоразовым космическим самолетом.
Space Pioneer заявила о себе как о крупном игроке, проведя дебютный запуск в начале апреля, который сделал фирму первой китайской коммерческой организацией, достигшей орбиты с помощью ракеты на жидком топливе.
В ракете "Тяньлун-2" использовались газогенераторные двигатели YF-102 с тягой 85 тонн, разработанные CASC, а не ее собственные двигатели Tianhuo.
Примечательно, что в топливной смеси для запуска "Тяньлун-2" использовался ракетный керосин, полученный из угля, полученный в сотрудничестве со 165 Институтом аэрокосмической жидкостной двигательной техники CASC. Китай обладает богатыми запасами угля, но относительно ограниченными запасами нефти, что делает использование угля в качестве ракетного топлива для развивающейся космической промышленности страны привлекательным.
CASC заявляет, что разработка ракетного топлива, получаемого из угля, является национальной стратегической инициативой. Она планирует построить мощности для производства около 30 000 тонн в год.
Тем временем Landspace, которая в декабре провела первый запуск китайской жидкостной ракеты частной разработки, готовится ко второму запуску своей methalox Zhuque-2. Этот запуск с космодрома Цзюцюань ожидается в следующем месяце. Landspace планирует сделать ракету многоразовой.
В разработке находятся другие многоразовые китайские коммерческие ракеты. Galactic Energy планирует тестовый запуск Pallas-1 (5000 кг до LEO или 3000 кг до 700-километрового SSO) в 2024 году, в то время как Deep Blue Aerospace разрабатывает ракету меньшего размера Nebula-1, а iSpace разрабатывает methalox Hyperbola-2.
Китайские коммерческие планы предполагают, что количество запусков в этом году может более чем удвоиться по сравнению с 2022 годом. “Если запланированные темпы запуска на 2023 год будут успешными, это может означать открытие возможностей, которые придадут импульс развертыванию китайских группировок малых спутников”, - сказал SpaceNews в феврале Ян Кристенсен, директор программ частного сектора Фонда безопасного мира.
Этот рост дополняет увеличение скорости запусков CASC, которая планирует более 60 запусков в этом году. В 2015 году страна провела 19 запусков, а в 2022 году их число увеличится до 64 орбитальных миссий.
Метеор-М № 2-3 и другие | Союз 2.1б/Фрегат
Автор Мария Киселева, 24 июня 2023 года, 5 минут чтения
Первоисточник
Изображение: РОСКОСМОС
Что все это значит?
РОСКОСМОС запустит метеорологический спутник «Метеор-М №2-3» и 42 попутных спутника на ракете «Союз 2.1б». Ракета стартует 27 июня 2023 года с космодрома Восточный в России. Эта миссия ознаменует 14-й запуск с этой стартовой площадки.
Миссия «Метеор-М № 2-3» и другие
Серия спутников «Метеор-М»
Серия «Метеор-М» была разработана НПП ВНИИЭМ в качестве усовершенствования серии «Метеор-3М» при спонсорской поддержке РОСКОСМОСА и направлена на модернизацию российской национальной метеорологической спутниковой системы. Первые два спутника «Метеор-М» («Метеор-М» №2-1 и «Метеор-М» №2-2) были оснащены следующими приборами:
MSU-MR - мультиспектральный сканер низкого разрешения для картографирования глобального и регионального облачного покрова
KMSS-2 – многоканальный сканирующий блок для мониторинга поверхности Земли
MTVZA-GYa – тепловизор/эхолот для определения атмосферной температуры и влажности, ветра на поверхности моря
IKFS-2 – усовершенствованный ИК-эхолот для определения атмосферной температуры и влажности
BRK SSPD – система сбора данных
РК-СМ-МКА – модифицированный спасательный радиокомплекс
Спутник «Метеор-М» №2-3 готовится к запуску. (Предоставлено РОСКОСМОСОМ)
Первый спутник серии, «Метеор-М №2-1», был запущен 28 ноября 2017 года, но был потерян из-за проблемы с разгонным блоком. «Метеор-М №2-2» был успешно запущен 5 июля 2019 года.
Основные задачи спутника «Метеор-М № 2-3» включают в себя ряд важных задач, включая мониторинг климата и окружающей среды, исследование природных ресурсов Земли, наблюдение за солнечной активностью вблизи нашей планеты, а также сбор данных с автоматизированных платформ сбора данных. Дополнительно спутник оснащен системой поиска и спасения КОСПАС-САРСАТ.
В отличие от своего предшественника, «Метеор-М № 2-2», «Метеор-М № 2-3» оснащен бортовым радиолокационным комплексом на основе активной фазированной антенной решетки, измерителя коротковолнового отраженного излучения и радиочастотного масс-спектрометра. Эти приборы открывают путь для всепогодного радиолокационного наблюдения за Северным морским путем, одновременно расширяя диапазон контролируемых параметров. Он оснащен двумя развертываемыми солнечными батареями и имеет срок службы на орбите пять лет.
Попутные спутники
В соответствии с соглашением между РОСКОСМОСОМ и Фондом содействия инновациям России, в общей сложности 16 спутников CubeSat из проекта Space-Pi будут выведены на орбиту, в то время как еще девять спутников планируется запустить в рамках программы UniverSat, возглавляемой РОСКОСМОСОМ. Кроме того, будут запущены 17 малых спутников для российских и международных коммерческих заказчиков.
Спутники, сопровождающие полет «Метеор-М № 2-3» и другие. (Предоставлено РОСКОСМОСОМ)
Что такое «Союз 2.1б»?
«Союз РОСКОСМОСА» - многоцелевая ракета-носитель средней грузоподъемности, которая была представлена в далеком 1966 году и с тех пор является рабочей лошадкой советской и российской космической программы. Она способна запускать гражданские и военные спутники, а также выполнять грузовые и пилотируемые полеты на МКС. За десятилетия было разработано несколько вариантов ракеты «Союз». «Союз 2.1б» - одна из её последних модификаций, принадлежащая к семейству ракет «Союз-2».
Ракета «Союз 2.1б» на стартовой площадке. (Фото предоставлено РОСКОСМОСОМ)
Ракета состоит из трех ступеней, все они являются расходными. При запуске к МКС «Союз-2» может быть запущен либо с грузовым кораблем «Прогресс», либо с пилотируемым кораблем «Союз».
«Союз 2.1б» имеет высоту около 46,3 метра (152 фута) и диаметр 2,95 метра (9 футов). Общая стартовая масса составляет приблизительно 312 000 кг (688,000 фунтов). Грузоподъемность ракеты на низкую околоземную орбиту (LEO) составляет от 6600 до 7400 кг в зависимости от места запуска.
Ракета «Союз 2.1б» готовится к полету «Метеор-М № 2-3» и другие". (Предоставлено РОСКОСМОСОМ)
Ступени
Боковые ускорители
Первая ступень ракеты «Союз 2.1б» состоит из четырех боковых ускорителей, которые приводятся в действие двигателями РД-107А. Каждый из ускорителей имеет коническую форму и вес в сухом состоянии 3784 кг. Его длина составляет примерно 19,6 метра, диаметр - 2,7 метра. Каждый боковой ускоритель имеет два двигателя управления, которые используются для управления полетом.
Двигатель РД-107А работает на ракетном керосине (RP-1) и жидком кислороде (LOx). Топливо хранится в герметичных баках из алюминиевого сплава, керосиновый бак расположен в цилиндрической части ракеты-носителя, а топливный бак LOx - в конической секции. Каждый из этих двигателей имеет четыре камеры сгорания, и вместе они способны создавать тягу в 840 кН на уровне моря и 1020 кН в вакууме.
«Крест Королева», видимый во время отделения первой ступени в миссии «Прогресс МС-16». (Фото: прямая трансляция РОСКОСМОСА)
Пожалуй, самым зрелищным моментом запуска ракеты «Союз-2» является отделение первой ступени. Это происходит примерно через две минуты после запуска. Ускорители формируют в небе рисунок, известный как «крест Королева» (названный в честь Сергея Королева, очень важной фигуры космической программы СССР и истории).
Вторая и третья ступени
Центральная основная ступень приводится в действие одним двигателем РД-108А, а верхняя ступень оснащена одним двигателем РД-0110. Оба этих двигателя работают на ракетном керосине и LOx и имеют четыре камеры сгорания. Длина второй ступени составляет 27,10 метра, диаметр - 2,95 метра, а сухая масса - 6545 кг. Она оснащена четырьмя управляющими двигателями для трехосного управления полетом.
Двигатель RD-0124 в салоне-дю-Бурже 2013. (Фото предоставлено Pline)
Разгонный блок «Фрегат»
Разгонный блок «Фрегат», прошедший полетную квалификацию в 2000 году, представляет собой автономную и гибкую ступень, предназначенную для работы в качестве орбитального транспортного средства. Это расширяет возможности ракеты-носителя «Союз», охватывая полный диапазон орбит (LEO, SSO, MEO, GTO, GEO и Earth escape). «Фрегат» независим от всех других ступеней, поскольку имеет собственные системы наведения, навигации, ориентации, слежения и телеметрии. Двигатель С5.92 работает на топливе, пригодном для длительного хранения, – UDMH (несимметричный диметилгидразин) и NTO (четырехокись азота). Разгонный блок «Фрегат» заключен в обтекатель с полезной нагрузкой и адаптером /дозатором полезной нагрузки. Модернизированный «Фрегат-М» имеет дополнительные шарообразные отсеки поверх топливных баков, что позволяет увеличить вместимость топлива.
Поиграем в бизнесменов?
Одна вакансия, два кандидата. Сможете выбрать лучшего? И так пять раз.
Погибшие космонавты и аварии в космосе
30 июня исполняется 50 лет со дня гибели экипажа «Союз-11» — космонавтов Добровольского, Волкова и Пацаева. К сожалению, эта авария — не первая и не последняя в истории освоения космоса. Работа на переднем крае научно-технического прогресса часто сопровождается жертвами, однако именно космические катастрофы получают наибольший резонанс. Они даже способны определять политику государств на десятилетия вперёд.
Миниатюрный мемориал в честь погибших космонавтов и астронавтов, оставленный на Луне экипажем «Аполлона-15»
Первые жертвы
История космонавтики началась ещё до запуска первого искусственного спутника в 1957 году. Сегодня принято считать, что к выходу человека в космос приложили руку и античные философы, которые доказывали множественность обитаемых миров, и фантасты, что описывали путешествия к соседним планетам, и ракетчики, изучавшие перспективы реактивного движения.
Среди пионеров ракетостроения был австрийский изобретатель Макс Валье (1895–1930). С юности он увлекался астрономией, паранаучными теориями и фантастикой, даже сам написал супергеройский роман — «Спиридон Иллукст». Узнав о работах немецкого учёного Германа Оберта в области межпланетных полётов, Валье стал ярым сторонником космонавтики. В 1924 году он выпустил научно-популярную книгу «Полёт в мировое пространство как техническая возможность», в которой продвигал достижения инженеров своего времени. Валье полагал, что к космической экспансии человечество приведут самолёты с ракетными двигателями, но для начала следовало изучить действие пороховых ускорителей на разных видах транспорта. Вместе с помощниками Макс Валье оборудовал ими гоночные автомобили, дрезину и сани. О его экспериментах много и восторженно писала пресса, что сделало изобретателя одним из самых известных специалистов в области ракетостроения.
Пионер ракетостроения Макс Валье позирует за рулём экспериментального гоночного автомобиля, снабжённого пороховыми ускорителями (Bundesarchiv, Bild 102–01338 / Georg Pahl / [CC-BY-SA 3.0])
17 мая 1930 года Валье с двумя помощниками запустил на стенде двигатель, работавший на кислородно-керосиновом топливе. Произошёл взрыв. Один из осколков попал в изобретателя и рассёк ему лёгочную артерию — Валье скончался на месте. В понедельник, 19 мая, все немецкие и частью иностранные газеты рассказали о гибели австрийца и подробно описали трагедию. В некоторых заголовках значилось: «Первая жертва межпланетных сообщений».
Смерть Валье мало повлияла на дальнейшие опыты с ускорителями и ракетными двигателями. Энтузиасты космонавтики продолжали рисковать, и вскоре появились новые жертвы. Среди них был баварец Рейнхольд Тилинг, который разрабатывал пороховые ракеты с раскрывающимися крыльями и собирался предложить их почтовым службам. 10 октября 1933 года в мастерской Тилинга произошёл взрыв. Изобретатель, его помощница Анжела Будденбёмер и механик Фридрих Кур получили сильные ожоги; на следующий день все они скончались. Вероятно, порох перегрелся при прессовании — чугунный пресс разорвало на куски.
Благодаря учёным и изобретателям немецкое ракетостроение вырвалось вперёд, и во время войны Германия продемонстрировала миру баллистические ракеты дальнего действия А-4, более известные как «Фау-2». Ничего похожего в странах антигитлеровской коалиции не было, поэтому после разгрома Третьего рейха образцы передовой техники, доставшиеся победителям в качестве трофеев, очень внимательно изучили специалисты. Они быстро пришли к выводу, что А-4 можно использовать для зондирования атмосферы на границе космоса (то есть на высоте от 100 километров). Кроме того, на их основе можно построить более совершенные ракеты — они поднимут на орбиту сначала спутники, а затем и пилотируемые корабли.
Фотография Земли, сделанная во время тестового запуска «Фау-2» с ракетного полигона «Белые пески» (США) 24 октября 1946 года
Среди энтузиастов космической экспансии нового поколения вскоре выделился американский фантаст Роберт Хайнлайн, который с большим интересом следил за тем, как в США осваивается опыт немецких ракетчиков. В марте 1946 года он написал свой первый «роман для юношества», опубликованный позднее под названием «Ракетный корабль „Галилей“», — в нём, среди прочего, рассказывалось о секретной базе нацистов на Луне.
Копия ракеты «Фау-2» в музее Пенемюнде (Германия) (AElfwine / [CC-BY-SA 3.0])
Сам того не желая, Хайнлайн породил миф, который вскоре оброс множеством невероятных подробностей: якобы незадолго до окончания войны гитлеровские инженеры построили межконтинентальную баллистическую ракету А-9/А-10, а 24 января 1945 года запустили её с пилотом Рудольфом Шрёдером на борту. Целью якобы был удар по Нью-Йорку. На десятой секунде полёта Шрёдеру показалось, что ракета загорелась, и он раскусил ампулу с цианистым калием. Невзирая на потерю управления, ракета вышла в околоземное космическое пространство, но потом сбилась с курса и упала где-то в Атлантике.
Сторонники мифа утверждают, что Шрёдера надо считать первым астронавтом. Но никаких подтверждений его миссии и даже существования А-9/А-10 историки не обнаружили.
Вероятнее всего, мифотворцы вдохновились полётом одноразового пилотируемого ракетоплана-перехватчика «Гадюка» (Ba 349 Natter). Его создал немецкий конструктор Эрих Бахем для борьбы с вражескими бомбардировщиками. 1 марта 1945 года на перехватчике рискнул подняться в небо Лотар Зибер, однако после старта кабина «Гадюки» разрушилась, и отважный пилот погиб. Хотя это был и впрямь первый в истории вертикальный полёт ракетного аппарата с человеком на борту, он не имел никакого отношения к космонавтике и в принципе не мог подняться выше шести километров.
Ещё до людей в космосе погибали животные. В 1940-е — 1960-е годы в США запускали в космос обезьян, при этом погибла половина подопытных животных. На фото — Альберт II, в 1949 году первым поднявшийся выше линии Кармана, но не переживший приземления. В советской программе погибали собаки: Лайка — первое животное, побывавшее на орбите, и ещё около десятка других собак при испытаниях.
Трагедии «Союза»
К сожалению, Роберт Хайнлайн поддержал, на этот раз вполне осознанно, ещё один миф — о советских пилотах-смертниках, которые летали в космос до Юрия Гагарина и погибли там в результате неких аварий.
15 мая 1960 года с полигона Тюратам, сегодня известного как космодром Байконур, стартовал «простейший» прототип 1КП пилотируемого корабля «Восток», получивший официальное название «Первый космический корабль-спутник». Его не оборудовали системой жизнеобеспечения и теплозащитой, поэтому аппарат с самого начала был обречён на гибель. Конструкторы хотели в естественных условиях проверить системы ориентации и двигатель торможения, чтобы убедиться, что корабль способен по команде с Земли уйти на траекторию снижения. Однако ориентация подвела: 1КП поднялся на более высокую орбиту и остался там на долгие годы.
Хотя советские официальные лица признали аварийную ситуацию, некоторые не поверили, что корабль был беспилотным. В западной прессе появились «сенсационные» статьи, в которых утверждалось, что на орбите находится пилот Геннадий Заводовский. Такой человек действительно существовал, но в тот момент работал испытателем авиационных систем и в отряде космонавтов не состоял.
Во время запуска 1КП Роберт Хайнлайн с женой совершали туристический тур по СССР. Вернувшись, фантаст заявил, что о пилоте на борту корабля ему сообщили сами советские граждане. Позднее он написал на ту же тему эссе «Pravda значит „правда“».
Западные журналисты ещё не раз будоражили публику рассказами о том, как на очередном советском космическом аппарате погибает пилот, но эти зловещие слухи не подтвердились. Сегодня известно, что был лишь один лётчик, состоявший в отряде космонавтов и погибший до исторического полёта Юрия Гагарина.
Харьковчанин Валентин Бондаренко так и не побывал в космосе
Его звали Валентин Бондаренко. Он проходил испытание в сурдобарокамере — в атмосфере, насыщенной кислородом при пониженном давлении. 23 марта 1961 года после очередного эксперимента он снял с себя медицинские датчики, протёр кожу ватным тампоном, смоченным в спирте, и бросил его в корзину для мусора, однако тот упал на включённую электроплитку, и начался пожар. Бондаренко получил страшные ожоги и через несколько часов скончался. К сожалению, его имя четверть века сохраняли в тайне, что способствовало появлению мрачных легенд.
Лётчики-космонавты СССР, включая Владимира Комарова (первый ряд, слева) в Звёздном городке, 1 июля 1965 года. Кстати, дублёром Комарова был Юрий Гагарин
Реальные жертвы космоса появились позже, когда советские специалисты приступили к испытаниям кораблей «Союз», которые должны были прийти на смену «Востокам» и «Восходам». Хотя два запуска беспилотного варианта нового корабля оказались проблемными, руководители программы решили рискнуть и отправить на орбиту сразу два «Союза» с космонавтами. Вероятно, сыграло роль желание отметить очередным блистательным достижением приближающийся праздник — 50-летие Октябрьской революции.
23 апреля 1967 года стартовал «Союз-1» с опытным космонавтом Владимиром Комаровым на борту. На следующий день должен был состояться запуск «Союза-2» с тремя космонавтами и стыковка кораблей. Однако на орбите сразу начались проблемы: не раскрылась левая панель солнечных батарей, не заработала система ориентации, разрядились аккумуляторы. Государственная комиссия решила отменить запуск второго корабля и посадить «Союз-1»
досрочно. После того как отсеки разделились и скорость аппарата в верхних слоях атмосферы начала уменьшаться, отскочила крышка контейнера с основным парашютом. Тормозной парашют раскрылся, но вытянуть из контейнера основной не смог. Не сработал и запасной парашют: он попал в аэродинамическую «тень». Спускаемый аппарат на огромной скорости врезался в землю, разбился и загорелся.
От космонавта Комарова не осталось почти ничего
На модернизацию корабля потребовалось много времени, но конструкторы так и не решили проблему безопасности экипажей. Чтобы разместить трёх космонавтов в небольшом спускаемом аппарате, пришлось даже отказаться от аварийных скафандров — пилоты отправлялись на орбиту и возвращались в обычных тренировочных костюмах.
29 июня 1971 года, после работ на орбитальной станции «Салют», космонавты Георгий Добровольский, Владислав Волков и Виктор Пацаев заняли свои места в корабле «Союз-11». Перед расстыковкой произошёл сбой: никак не получалось загерметизировать люк корабля. Космонавты начали нервничать. Вскоре проблему решили, и спускаемый аппарат вошёл в атмосферу. Он совершил мягкую посадку в расчётном районе, однако на вызовы поисково-спасательной группы экипаж не отвечал. Когда спасатели вскрыли люк, то увидели, что космонавты мертвы.
Причину трагедии установили быстро: после разделения отсеков корабля, на высоте 150 километров, внезапно открылся вентиляционный клапан, предназначенный для выравнивания давления перед посадкой. В течение двух минут давление в спускаемом аппарате упало почти до нуля — космонавты ничего не успели сделать и погибли от удушья.
Добровольский, Волков, Пацаев. Первые и по сей день единственные, кто погиб непосредственно в космосе, выше линии Кармана
Сегодня «Союз», несмотря на редкие аварии, считается самым безопасным пилотируемым кораблём из когда-либо построенных. Автоматическая система эвакуации трижды спасала экипажи в чрезвычайных ситуациях: 5 апреля 1975 года, 26 сентября 1983 года и 11 октября 2018 года.
На пути к Луне
Соединённые Штаты уступили Советскому Союзу множество приоритетов на начальном этапе космической экспансии и намеревались затмить их все первой высадкой человека на Луну. Программа «Сатурн-Аполлон» была дорогостоящей и громоздкой, но её хотели реализовать за десять лет. Неизбежная спешка при испытаниях на реальных кораблях с участием астронавтов привела к одной из самых мрачных трагедий в истории космонавтики.
27 января 1967 года астронавты Вирджил Гриссом, Эдвард Уайт-второй и Роджер Чаффи разместились в кабине корабля «Аполлон-1» в стартовом комплексе мыса Канаверал, чтобы отработать в режиме имитации запуск и первые три часа орбитального полёта. Они были в скафандрах, поскольку внутри поддерживалась кислородная атмосфера при высоком давлении. Внезапно кислород вспыхнул, и кабина нагрелась, так что у спасателей не получилось быстро открыть люк. Дым в мгновение ока заполнил вспомогательные помещения комплекса, двое членов стартовой команды получили сильное отравление угарным газом. Через пять минут корабль всё же удалось вскрыть, и глазам спасателей предстало ужасающее зрелище: почерневшая от копоти кабина и погибшие астронавты — скафандры не защитили их от пламени. Точная причина возгорания не установлена по сей день, но, скорее всего, его вызвало короткое замыкание в электропроводке. Специалистам пришлось существенно доработать «Аполлон» и скафандры, чтобы сделать их более безопасными.
Всё, что осталось от скафандров «Аполлона-1»
Небольшие сбои и аварии случались и позднее, однако американские инженеры научились с ними справляться. Не обещал серьёзных проблем и полёт «Аполлона-13» — это была пятая пилотируемая экспедиция к Луне и третья попытка высадиться на её поверхности. Корабль стартовал 11 апреля 1970 года и должен был прилуниться к северу от кратера Фра Мауро. На борту находились астронавты Джеймс Ловелл, Фред Хейс и Джон Свайгерт.
В ночь с 13 на 14 апреля, когда «Аполлон-13» был на пути к Луне, Центр управления полётами распорядился провести стандартную процедуру дестратификации — перемешивания содержимого баков с компонентами топлива. Через 16 секунд после её начала раздался глухой удар, и корабль явственно качнуло. Свайгерт, остававшийся на связи с ЦУПом, произнёс фразу, которая стала знаменитой: «Хьюстон, у нас проблема!»
Запуск ракеты-носителя «Сатурн-5» с космическим кораблём «Аполлон-13» 11 апреля 1970 года (NASA / Scan by Kipp Teague)
Позднее выяснилось, что из-за возгорания внутри кислородного бака произошёл взрыв в служебном модуле. Ситуация выглядела катастрофической: в иллюминаторе корабля космонавты видели, как вокруг хаотически крутились металлические обломки, плыл «туман». Стало ясно, что высадка не состоится, а ресурсы лунного модуля придётся использовать для возвращения на Землю. В ЦУПе разработали траекторию, действующую по «эффекту пращи», — разворот и движение к планете за счёт притяжения Луны. Астронавтам пришлось четырежды корректировать её, причём по визуальным ориентирам — «на глазок». Но Ловелл и Хейс справились с задачей, и командный модуль удалось ввести в земную атмосферу.
17 апреля астронавты успешно приводнились, проведя в аварийном состоянии 87 часов. Позднее Ловелл исследовал вопрос, как могла бы развиваться ситуация при других обстоятельствах; оказалось, что если бы взрыв бака произошёл раньше — например, 12 апреля, — то у астронавтов не осталось бы шансов на спасение.
Приводнение «Аполлона-13» 17 апреля 1970 года
Аварийный полёт завершился благополучно, но негативно повлиял на всю программу изучения Луны. Миссию «Аполлона-14» сдвинули на пять месяцев, а три из намеченных вообще отменили, постановив, что последней будет миссия «Аполлон-17». Встал вопрос обеспечения безопасности при рейсах «Аполлонов» к орбитальной станции «Скайлэб». Поскольку в то время только Советский Союз располагал альтернативными транспортными средствами для доставки людей на орбиту, возникла идея организовать совместный экспериментальный полёт кораблей «Аполлон» и «Союз» (ЭПАС). Он состоялся в июле 1975 года.
Рукопожатие в Космосе "Союз - Аполлон", 1975
Современные фантасты любят порассуждать, как изменилась бы мировая история, если бы программа «Аполлон» потерпела крах в результате какой-нибудь жуткой катастрофы или США снова уступили бы лидерство Советскому Союзу. Например, Кристин Раш в повести «Возвращение „Аполлона-8“» (2007) полагает, что исчезновение первой экспедиции к Луне стимулировало бы поиски по всей Солнечной системе, и это привело бы к быстрой космической экспансии. Создатели телесериала «Ради всего человечества» (2019) уверены: если бы Алексей Леонов высадился на Луну раньше экипажа «Аполлона-11», это помогло бы развитию американской астронавтики. Увы, реальность демонстрирует обратное — любые более или менее значительные проблемы надолго замедляют экспансию.
Мемориал, посвящённый погибшим американским астронавтам
Катастрофы шаттлов
Полёт ЭПАС стал последним в программе «Аполлон». На смену маленьким тесным кораблям пришли многоразовые крылатые громадины — «Спейс шаттлы». Их создавали как коммерческий транспорт, который помогает и выводить тяжёлые спутники, и ремонтировать дорогостоящие орбитальные аппараты, и проводить эксперименты в космосе. Корабли даже хотели приспособить для туристических полётов.
К сожалению, ради экономической эффективности пришлось отчасти пожертвовать безопасностью. Изначально шаттлы планировали снабдить отделяемыми кабинами, в которых астронавты могли бы эвакуироваться на любом участке траектории. Такая кабина требовала размещения громоздких систем катапультирования и введения парашютов, что усложняло конструкцию и отбирало массу у полезной нагрузки. Поэтому было решено в случае аварии целиком отделять крылатый корабль от внешнего топливного бака и направлять его как самолёт на специальные аэродромы в Европе или Африке. Кроме того, планёры шаттлов изготавливали из алюминиевого сплава вместо жаропрочного титана, а в качестве тепловой защиты использовали наклеиваемую кварцевую плитку, которая требовала особого ухода. Все эти решения сыграли роковую роль в истории шаттлов.
Запуск шаттла «Челленджер» 28 января 1986 года…
Эксплуатация крылатых кораблей началась в апреле 1981 года и поначалу шла ровно. Однако программа оставалась убыточной и для развития требовала значительных финансовых вливаний. Чтобы поддержать интерес налогоплательщиков, в августе 1984 года президент Рональд Рейган объявил, что простые граждане США получат возможность путешествовать в космос на шаттле и что первым туда отправится учитель. В национальном конкурсе победила Криста Маколифф — 37-летняя преподавательница английского языка и истории из провинциального городка Конкорд. Вслед за этим планировался полёт журналиста, позднее — представителя деловых кругов. Вместе с другими шестью членами экипажа Маколифф должна была отправиться в космос на корабле «Челленджер». Это был двадцать пятый полёт в истории программы «Спейс шаттл».
28 января 1986 года «Челленджер» стартовал с мыса Канаверал. На 59-й секунде полёта из правого ускорителя начало бить пламя, огонь прожёг топливный бак. На высоте 14 километров бак взорвался. Кабина шаттла поднялась выше, но затем рухнула в океан.
…и его гибель
Причину установили почти сразу. Оказалось, что инженеры, которые создавали и обслуживали многоразовые твердотопливные ускорители, предупреждали о возможных проблемах. Незадолго до старта через Флориду проходил холодный фронт, ударили морозы, а ускорители были рассчитаны на запуск при температуре не ниже +11 °С. Руководство решило, что риск допустим. Но природа не терпит произвола — секции ускорителей оказались слегка деформированы, что и привело к трагедии. Результатом ошибки стала гибель семерых человек: командира Фрэнсиса Скоби, пилота Майкла Смита, специалистов полёта Эллисона Онидзуки, Джудит Резник и Роналда Макнейра, специалиста по полезной нагрузке Грегори Джарвиса и учительницы Кристы Маколифф.
Гибель «Челленджера» дорого обошлась космонавтике. В первую очередь она похоронила мечту о «корабле для всех» — стало ясно, что астронавтов-любителей в ближайшее время не будет. Два с половиной года ушло на то, чтобы модернизировать ускорители шаттлов и всю систему, с дополнительным контролем качества и безопасности. Вместо «Челленджера» построили новый шаттл «Индевор», но уже тогда многоразовые крылатые корабли перестали считаться главным направлением развития американской астронавтики.
Последний экипаж «Колумбии»
16 января 2003 года на борту старейшего шаттла «Колумбия» в полёт отправились семеро астронавтов: командир Рик Хазбанд, пилот Уильям Маккул, специалисты полёта Дэвид Браун, Калпана Чаула, Майкл Андерсон и Лорел Кларк, специалист по полезной нагрузке Илан Рамон. Последний был ещё и первым израильским астронавтом, поэтому миссия «Колумбии» вызвала огромный интерес у его сограждан.
На 81-й секунде полёта от топливного бака оторвался кусок пеноизоляции, который ударил по левому крылу корабля, неподалёку от передней кромки. Наземные службы контроля заметили это, но не придали инциденту большого значения. Подобное происходило и раньше, а шаттлы спокойно возвращались на Землю. Специалисты заключили, что кусок пеноизоляции не мог сильно повредить теплозащиту, поэтому ситуацию нельзя считать аварийной.
1 февраля ЦУП в Хьюстоне выдал разрешение на спуск с орбиты. Через девять минут после того, как «Колумбия» вошла в атмосферу, на высоте около 61 километра, левое крыло прогорело и разрушилось. Система управления не справилась с увеличившимся аэродинамическим сопротивлением, шаттл развернуло, и он разломился. Инверсионный след в небе над Техасом стал ветвиться, появились вспышки. Экипаж погиб вместе с кораблём.
Обломки шаттла «Колумбия», по которым удалось выяснить причину катастрофы
Расследование показало, что удары по кораблю кусков пеноизоляции не столь безобидны, как считалось на протяжении двух десятков лет. То, что до 2003 года при возвращении на Землю не пострадал ни один корабль, можно считать исключительным везением. Систему усовершенствовали, что обошлось в миллиард долларов, — но после этого случай повторился. В июле 2005 года на орбиту отправился «Дискавери», и при запуске кусок пеноизоляции снова оторвало от бака. И хотя он не ударил по борту, а ушёл в сторону из-за потоков воздуха, даже защитники программы шаттлов признали, что её нужно закрыть.
Имена отважных землян, погибших по дороге в космос, увековечены в названиях географических и астрономических объектов. Их трагическую историю нельзя забывать, потому что внеземная экспансия только начинается, и чем больше ошибок мы учтём, тем быстрее доберёмся до звёзд.