NASA успешно испытало первые ракетные двигатели для старта с Марса
NASA опубликовало видеоролик с испытаний передовых твердотопливных двигателей SRM1 и SRM2. Испытания прошли на базе Northrop Grumman в Элктоне, штат Мэриленд.
Там же, к слову, только что открылся завод по серийному производству воздушно-реактивных двигателей для гиперзвуковых ракет со скоростью выше 5 Маха (не связано с проектом NASA).
Оба этих двигателя будут использоваться в ракете MAV (Mars Ascent Vehicle) в рамках миссии по доставке на Землю образцов марсианского грунта. MAV должна стать практически центральным элементом миссии: ее задача заключается в переносе образцов с поверхности Марса к орбитальному аппарату Earth Return Orbiter. Задача SRM1 заключается в отталкивании ракеты от поверхности Марса, а SRM2 будет выводить MAV на правильную орбиту Красной планеты для передачи образцов Earth Return Orbiter.
Подписывайтесь, чтобы оставаться в курсе актуальных и горячих новостей о космонавтике и SpaceX!
Зачем инженеры НАСА носили перед собой мётлы?
Набор инструментов среднестатистического инженера НАСА в 60-х годах прошлого века состоял из отвертки, плоскогубцев, сварочной горелки и... метлы. Не подумайте ничего плохого, высококвалифицированные специалисты ни за кем не прибирали. Названное приспособление, которое скорее уместно в руках дворника, позволяло защититься от утечек водородного топлива и пожара.
В 30-х годах прошлого века были очень популярны пассажирские дирижабли, благодаря которым состоятельные люди путешествовали по миру. Удерживающиеся в воздухе водородом или гелием, они чинно и благородно перелетали с одного континента на другой. Однако 6 мая 1937 года наступил конец этой эры воздухоплавания. В тот день разбился и сгорел дирижабль «Гинденбург», на борту которого находились 97 человек, летевшие в США из немецкого Франкфурта. Трагедия унесла 36 жизней: 13 пассажиров и 23 членов экипажа. Сегодня считается, что пожар начался из-за утечки водорода, который воспламенился от случайной искры.
Крушение дирижабля Гинденбург
Этот случай прекрасно иллюстрирует две основные характеристики водорода, который невероятно опасен, но обладает огромным потенциалом в качестве горючего. Соблазн наполнить им топливные баки велик, но все осознают, какую угрозу это может представлять для оператора того или иного транспортного средства. Атомы водорода очень малы – это самая примитивная частичка материи, существующая в нашей Вселенной. Предотвратить утечки этого вещества трудно. Мельчайшая трещина или изъян в топливном элементе или контейнере позволят его молекулам выбраться наружу. После этого одной-единственной искры будет достаточно, чтобы вызвать катастрофу вроде той, что случилась с «Гинденбургом».
Газообразный водород может самопроизвольно воспламениться даже вследствие слишком высокого давления. Но самое опасное в нем то, что его очень трудно обнаружить. Он не имеет цвета и запаха, и горит почти незаметно. Водородный пожар в хорошо освещенном помещении увидеть практически невозможно, если, конечно, он не воспламенит что-то еще. Последнее, кстати, неизбежно в принципе, так как температура горения водорода составляет около 2180 градусов по Цельсию.
Но преимущества этого вида топлива все же невероятно заманчивы. Оно экологически безвредно, эффективно, и всяко лучше, чем уголь, нефть и природный газ, обеспечивающие теплом и энергией человечество. При его сжигании образуется гораздо меньшее количество содержащих углерод газов, разогревающих планету. Их попадание в атмосферу довольно легко предотвращается. Водород также можно использовать в автономных топливных элементах, где единственным побочным продуктом является вода.
Водородное топливо, несмотря на описанные сложности, все же используется человеком. В частности, им заправляют ракеты-носители, отправляющиеся в космос. В данном деле на счету каждый килограмм, и это горючее дает максимальную отдачу на единицу массы. НАСА в течение многих десятилетий использует жидкий водород. Это значит, что агентство научилось нейтрализовывать угрозы, связанные с его практическим применением. На стартовую площадку топливо перекачивается из резервуаров по трубам многокилометровой длины, что, конечно же, грозит утечками. И именно в этот момент мы вернемся к метлам, упомянутым в самом начале.
В 60-х и 70-х годах, во время работы над программой «Аполлон», жидкое водородное топливо было в новинку. Инженеры НАСА не имели опыта обращения с ним, поэтому страх перед его возгоранием был постоянным и всеобъемлющим. Для обнаружения невидимого огня американцы прибегли к крайне неординарному инструменту – тем самым метлам. Персонал, присутствовавший в местах возможных утечек, ходил по площадке, держа их перед собой – в надежде на то, что щетинки загорятся при соприкосновении с пламенем. Примитивнейшая система детекции, но другого способа обнаружить возгорание водорода в то время не было.
К счастью, со временем ситуация улучшилась. Уже в конце 70-ых в НАСА был разработан детектор водорода, являющийся аналогом тех устройств, которые обнаруживают угарный газ в жилищах и на промышленных предприятиях. Однако он мог зафиксировать только факт утечки, но не её место. Поэтому в 2003 году инженеры приступили к разработке альтернативной технологии – визуального индикатора, позволяющего точно указать на место выхода водорода. Потребовалось несколько лет, чтобы довести её до ума. В частности, была изобретена так называемая хемохромная лента, которая меняет цвет в присутствии того или иного вещества, в данном случае водорода.
Задача, кстати, оказалась гораздо сложнее, чем это кажется по описанию конечного продукта. Изменение цвета должно быть заметно человеческому глазу и происходить достаточно быстро, чтобы утечку можно было оперативно устранить. Если учесть, что ленту собирались применять при запусках ракет, необходимо было придать ей устойчивость к атмосферным воздействиям и огню. Впервые ею воспользовались на практике в 2007 году, во время запуска челнока «Индевор» к МКС. Тогда эти полоски прикрепили к сварным швам, трубопроводам и топливным элементам. В дальнейшем технология активно использовалась НАСА.
Исследования, призванные повысить безопасность обращения с водородным топливом, оказались полезны не только для космических полетов. Они сделали возможным использование водорода в промышленности, в частности, на нефтеперерабатывающих и химических заводах. Существует надежда, что в дальнейшем подобные технологии сделают водородное топливо настолько безопасным, что оно начнет использоваться для обеспечения энергией жилищ и автомобилей. Это было бы идеально как для простых потребителей, так и для планеты Земля.
Спасибо за внимание! Если вам понравилась статья, то можете поддержать нас "плюсиком" или подписаться на наш канал. Также хотелось бы упомянуть, что у нас есть свой Телеграм канал. Там мы постоянно публикуем интересные посты о космосе и астрономии.
Что такое черная дыра и как она выглядит
В черных дырах перестают работать привычные законы физики. Их масса и гравитация столь велики, что искривляют пространство и время вокруг себя и, возможно, создают порталы в другие области космоса. Это одни из самых загадочных и труднодоступных объектов во Вселенной, но ученые упорно продолжают исследовать их с помощью математических моделей, наблюдений и теоретических предположений.
Что такое черная дыра
Черная дыра — это место в космосе, где гравитация настолько сильная, что ничто, включая свет или другие электромагнитные волны, не имеет достаточно энергии, чтобы покинуть ее. Такие черные дыры появляются, когда звезда умирает и ее ядро сжимается до критически малых размеров.
Черная дыра меняют форму пространства-времени. Кривизна пространства-времени ведет к эффекту гравитационного линзирования, когда свет издалека от черной дыры искажается и изогнут. Так как черная дыра искривляет пространство и время, может существовать туннель между разными областями пространства-времени — червоточина.
Теоретически черная дыра может создать портал в другие области космосаисточник: Фото: кадр из фильма «Интерстеллар»
Представьте лист бумаги, на которой нарисованы две точки — точка A и точка B. Эти точки находятся на разных концах листа, как объекты находятся на разных концах Вселенной. Чтобы соединить точки A и B, можно провести линию напрямую через всю бумагу от точки A до точки B. Но если начать складывать бумагу, она, как пространство-время под влиянием черной дыры, начнет искривляться. По мере «сжатия» бумаги, точки A и B могут соединиться, не перемещаясь самостоятельно. Эта связь между точками и будет червоточиной.
Если бы такая червоточина существовала, то ее можно было бы использовать для перемещения между различными местами в космосе вне зависимости от расстояния. Однако до сих пор не было найдено ни одного доказательства их существования.
Насколько большие черные дыры
Они могут быть большими и маленькими. Ученые считают, что самые маленькие имеют размер всего в один атом, но при этом массу большой горы. Масса — это количество материи или «вещества» в объекте.
Масса «звездных» черных дыр может быть до 20 раз больше массы Солнца. Самые большие называются «сверхмассивными». Их масса превышает массу 1 миллиона солнц.
Стрелец A — черная дыра в центре галактики Млечный Путьисточник: Фото: NASA/UMass/D.Wang et al., IR:NASA/STScI
В центре каждой крупной галактики есть сверхмассивная черная дыра. Такая дыра есть и в центре Млечного Пути — Стрелец А. Она имеет массу, равную примерно 4 миллионам солнц, и могла бы вместить несколько миллионов земных шаров.
Что внутри черной дыры
Никто точно не знает. Предположительно черная дыра состоит из двух основных частей. Есть горизонт событий — граница в пространстве-времени, через которую материя и свет могут проходить только внутрь. Ничто, даже свет, не может покинуть пределы горизонта событий и не может быть обнаружено.
Для удаленного наблюдателя часы рядом с черной дырой будут казаться более медленными, чем те, которые находятся дальше от нее. Это называется гравитационным замедлением времени. Из-за него кажется, что объект, падающий в дыру, замедляется по мере приближения к горизонту событий. Любой свет, излучаемый объектом, кажется более красным и тусклым. В конце концов, падающий объект исчезает полностью. Вот как это выглядит.
Приближаясь к горизонту событий, объект тускнеет для наблюдателяисточник: Фото: YouTube-канала Vsauce
В центре, как описано в общей теории относительности, находится гравитационная сингулярность — область, где кривизна пространства-времени становится бесконечной. Для невращающейся черной дыры эта область принимает форму одной точки; для вращающейся она размывается, образуя кольцевую форму. Сингулярная область имеет бесконечную плотность. Расстояние от центра до горизонта событий называется радиусом Шварцшильда.
Наблюдатели, падающие в дыру, неизбежно попадут в сингулярность. Прежде чем это произойдет, они будут разорваны на части растущими приливными силами в процессе, который иногда называют спагеттификацией или «эффектом лапши». Дело в том, что гравитационная сила, создаваемая сингулярностью, будет намного сильнее на одном конце тела, чем на другом. Если бы кто-то упал в черную дыру ногами вперед, гравитация у его ног была бы намного сильнее, чем у головы, в результате чего человек вытянулся бы вертикально.
Как образуются черные дыры
Гигантские звезды могут взрываться в результате своей собственной тяжести. Когда звезда истощает свои ресурсы и не может больше противостоять гравитации, ее ядро рушится настолько, что формируется черная дыра с невероятно сильным гравитационным полем. Еще большие дыры могут образоваться в результате звездных столкновений.
Теоретически микроскопическая черная дыра может быть создана в результате столкновения частиц в ускорителе частиц, например, на Большом адронном коллайдере. Но многие специалисты считают это маловероятным.
Как черные дыры испускают излучение
Ученый-астрофизик Стивен Хокинг в 1970-х годах задался вопросом, может ли черная дыра излучать тепло. Чтобы измерить эту температуру, он объединил идеи из теории относительности Эйнштейна (описывающей, как работает гравитация в больших масштабах) и квантовой механики (описывающей, как работают мельчайшие компоненты Вселенной). Эти две основные теории о том, как устроена Вселенная, ученые десятилетиями пытались совместить друг с другом. Обе они «вступают в игру» на горизонте событий.
Согласно квантово-механической теории, по всей Вселенной частицы и их аналоги, античастицы, постоянно появляются и исчезают. Обычно, когда они появляются, они не существуют долго, потому что частица и ее аналог быстро аннигилируют друг друга. Но жизнь на краю черной дыры работает по-другому. Гравитационное поле в ней воздействует на вакуум, что дает возможность парному производству частиц и античастиц. Одни из них поглощается дырой, а другие улетают в пространство.
Вылетающая частица образует излучение Хокинга, а падающая частица имеет отрицательную энергию, то есть эта энергия забирается у черной дыры. Проще говоря, Хокинг доказал, что черная дыра теряет свою массу и энергию, а значит, через миллиарды лет исчезнет. Но это излучение никогда не наблюдалось учеными напрямую.
Откуда мы знаем, что черные дыры существуют
Концепцию массивного тела, гравитационное притяжение которого настолько велико, что скорость, необходимая для преодоления этого притяжения равна или превышает скорость света, впервые высказал Джон Мичелл еще в 1784 году. В XX веке Альберт Эйнштейн предсказал существование гравитационных волн — искажений в пространстве-времени, вызванных чрезвычайно сильными космическими катаклизмами в ранней Вселенной. Эйнштейн предположил, что такие колебания будут «исчезающе малы» и их почти невозможно обнаружить.
Первое в истории изображение черной дырыисточник: Фото: Event Horizon Telescope collaboration
Оказалось, возможно. В 2016 году ученые впервые зафиксировали гравитационные волны. Они возникли в результате столкновения двух черных дыр массами в 30 раз больше Солнца. Явление произошло в 1,3 млрд световых лет от Земли. А в 2019 году было опубликовано первое прямое изображение черной дыры в галактическом центре Мессье 87, сделанное Телескопом горизонта событий (EHT). По состоянию на 2021 год, расстояние до ближайшего известного тела, считающегося черной дырой, составляет около 1500 световых лет.
Что Стивен Хокинг думал о черных дырах
Почему Хокинг сказал, что черные дыры не существуют
Хокинг не отрицал существования массивных гравитационных сингулярностей, скрывающихся в центре многих галактик, включая Млечный Путь. Но классический взгляд на черную дыру как на вечную ловушку для всего, что находится внутри, даже для света, неверен. С его точки зрения, черные дыры всегда «слегка серые», с хаотичным и изменчивым краем, а не с четко очерченным горизонтом событий.
Стивен Хокинг всю жизнь посвятил астрофизикеисточник: Фото: YouTube-канал Dr.Stephen Hawking
Хокинг выдвигал гипотезы о том, что в окрестностях черной дыры квантовые эффекты вызывают искажение пространства-времени, не позволяя существовать четкой границе горизонта событий. Он считал, что существует «кажущийся горизонт» — поверхность, где излучение, выходящее из центра черной дыры, лишь задерживается. В отличие от классического горизонта событий, «кажущийся» может исчезнуть, и то, что было внутри, выйдет наружу.
Что такое информационный парадокс
В статье 1976 года Хокинг указал, что исходящие частицы, известные как излучение Хокинга, будут иметь совершенно случайные свойства. В результате, как только черная дыра исчезнет, информация, которую несет все, что ранее упало в нее, будет потеряна для Вселенной. Но это противоречит законам физики, утверждающим, что информация, как и энергия, сохраняется. Эта научная проблема возникает при попытке объединить две основные теории физики: общую теорию относительности и квантовую механику.
Согласно общей теории относительности, черная дыра обладает сильным гравитационным полем, которое притягивает все, что находится в ее радиусе действия, в том числе и свет. Это означает, что если объект попадает в такую дыру, то он навсегда исчезает из Вселенной и не может вернуться обратно. Исчезает и информация о нем — температура, масса, форма и другие физические параметры.
Квантовая механика же утверждает, что информация не может пропасть без следа, а должна сохраняться во времени. Любой объект, содержащий информацию, продолжает существовать и после того, как он попал в черную дыру.
Таким образом, возникает парадокс: если объект, содержащий информацию, попадает в черную дыру и исчезает в ней, информация, которую он содержал, должна быть уничтожена вместе с ним. А это противоречит основным принципам сохранения информации в квантовой механике. Куда же девается информация при поглощении объекта? Ученые бьются над этим вопросом до сих пор, выдвигая разные теории — от «теории брандмауэра» до теории «квантовых волос».
Что предлагал Хокинг для решения информационного парадокса черной дыры
В 2016 году Хокинг вместе с учеными Эндрю Строминджером и Малкольмомом Перри написали статью, в которой говорилось, что черные дыры содержат мягкие частицы. Это низкоэнергетические версии фотонов, гипотетические частицы, известные как гравитоны и другие частицы. До недавнего времени они в основном использовались для расчетов в физике элементарных частиц.
По словам авторов, вакуум, в котором находится черная дыра, не обязательно лишен частиц — только энергии, — следовательно, мягкие частицы присутствуют там в состоянии нулевой энергии. Все, что попадет туда, оставит отпечаток на этих частицах. Вакуум вокруг нее может меняться, но информация останется. Многие ученые не считают теорию достаточно убедительной, а значит, эту и многие другие тайны только предстоит разгадать.
Автор: Екатерина Садкова
«Вояджеры» стали передавать сигналы, которые сильно заинтересовали и озадачили ученых
Два космических аппарата «Вояджер-1» и «Вояджер-2» первые в истории человечества аппараты, которые направлены за пределы солнечной системы. Их миссия началась более тридцати лет тому назад и аппараты до сих пор передают бесценные данные на Землю.
И как только аппараты стали подходить к условной границе нашей Солнечной системы и межзвездного пространства, они начали фиксировать довольно странные сигналы, которые взбудоражили научное сообщество и поделили их на два лагеря.
Одни считают, что эти сигналы передают другие цивилизации, а другие предполагают, что сигналы имеют естественное происхождение. Вот про эти сигналы и их вероятную природу и пойдет речь в текущем материале.
«Вояджер-1» и «Вояджер-2» – их основная задача и открытия, которые они подарили миру
Миссии «Вояджер-1» и «Вояджер-2» были запущены НАСА в уже далеком 1977 году. Благодаря этим двум космическим аппаратам, у нас с вами есть высококачественные снимки таких космических объектов, как Сатурн, Нептун, Юпитер, Уран.
Именно благодаря «Вояджерам» ученые Земли узнали, что на спутнике
Ио существуют активные вулканы, и именно они же позволили открыть 24 спутника у дальних планет Солнечной системы.
В 2012 году состоялось историческое событие – «Вояджер-1» первый в истории человечества космический аппарат, который вышел в межзвездное пространство.
Иллюстрация, показывающая положение зондов NASA "Вояджер-1" и "Вояджер-2" за пределами гелиосферы. Фото © NASA / JPL-Caltech
Но уже во время приближения к условной границе Вояджеры стали передавать на Землю необычные данные. Датчики, установленные на аппаратах, стали регистрировать короткие радиоимпульсы с одинаковой амплитудой, повторяющиеся через одно и то же время.
А спектрометры передавали данные о том, что недалеко от космических аппаратов могут находиться потенциально обитаемые миры.
На текущий момент оба аппарата передали на Землю порядка 700 гигабайт уникальных данных (неплохо для компьютеров, созданных более 40 лет тому назад). На текущий момент аппараты уже вышли на так называемую «магнитную трассу» – область, где магнитное поле Солнца соединяется с внешним космосом.
Необычные сигналы и их вероятная природа происхождения
Фото © Getty Images / MPI
Так вот, выполняя расшифровку полученных данных, ученые и обнаружили эти странные сигналы, которые фиксируются обеими аппаратами (расстояние между ними составляет всего пару миллиардов километров).
Изначально этот феномен был списан на фоновое излучение от гелиосферы, которая как огромный пузырь окружает нашу систему и защищает ее приблизительно от 70% межзвездного радиационного потока.
И как предположили ученые, этот «пузырь» вполне может генерировать электромагнитные импульсы. Но дальнейший анализ данных показал, что эти сигналы приходят на пограничную зону Солнечной системы из глубокого космоса.
Кроме этого, в мае текущего года «Вояджером» была передана на Землю аудиозапись межзвездного гула, где среди шума от плазменных волн межзвездного газа некоторые ученые зафиксировали определенные закономерности.
Но до сих пор выделить из общего шума сигналы, исходящие от Солнца, от сигналов из других миров и их расшифровать не удалось. И ученые, которые занимаются изучением этого феномена, поделились на два лагеря.
Центр управления полётом "Вояджера-2". Фото © Getty Images / Roger Ressmeyer / Corbis / VCG
Одни считают, что «Вояджеры» зафиксировали сигналы, которые посылают другие разумные существа, а другие считают, что эти сигналы являются результатом либо поломки оборудования, либо аппараты всего лишь фиксируют сигналы, исходящие от космических объектов природного происхождения.
Следует отметить, что из 700 гигабайт информации расшифрована всего лишь небольшая часть и что удастся выяснить ученым, когда удастся все расшифровать – неизвестно.
Ученые также отмечают, что обнаруженные в «шуме» сигналы отдаленно напоминают так называемые быстрые радиовсплески (FRB), которыми ученые интересуются уже на протяжении длительного времени.
Излучение FRB – это крайне мощные импульсы в радиочастотном диапазоне, длящиеся всего пару миллисекунд и повторяющиеся каждые 16 дней.
Полного совпадения с данными, полученными с «Вояджеров» и FRB всплесков, нет, но и то, что они (сигналы) не имеют связи, ученые также не могут сказать с полной уверенностью, так как недостаточно данных еще расшифровано.
В одном ученые убеждены на все 100%, что большая часть межзвездного «шума» не доходит до Земли и задерживается гелиосферой, а значит, если кто-то действительно хочет связаться с Землей, то сигнал нужно ловить за границей системы.
А как вы считаете, являются ли данные сигналы всего лишь естественным шумом или эти сигналы распространяет другая разумная цивилизация (или цивилизации)?
Напишите в комментариях. Ну а если вам понравился материал, то не забудьте его оценить, поделиться им в любимых социальных сетях и подписаться на канал. Так же у меня есть тг канал о космосе в котором больше интересного CosmoVision
Спасибо за ваше внимание!
Это больше не научная фантастика: NASA собирается создать космический корабль с ИИ
В фильме «2001: Космическая одиссея» разумный суперкомпьютер HAL 9000 общается с пилотами космического корабля, летящего к Юпитеру, выполняя их приказы и предупреждая их о неисправностях на борту — и в конце концов выходит из строя.
Теперь инженеры NASA заявляют, что они разрабатывают новый интерфейс в духе ChatGPT, который в конечном итоге позволит астронавтам разговаривать со своими космическими кораблями, а диспетчерам — с роботами с искусственным интеллектом, исследующими далекие планеты и луны.
По словам инженера, разрабатывающего эту технологию, раннюю версию ИИ планируется установить на Lunar Gateway — орбитальную лунную станцию, которая является частью программы Artemis.
Идея состоит в том, чтобы достичь такого уровня, когда мы будем общаться с космическими аппаратами, а они будут сообщать нам о проблемах, интересных наблюдениях в Солнечной системе и за ее пределами, — сказала доктор Лариса Судзуки, ведущий научный сотрудник NASA. — Теперь это действительно не научная фантастика.
Выступая на заседании по космической связи следующего поколения в Институте инженеров электротехники и электроники (IEEE) в Лондоне во вторник, Судзуки рассказала о межпланетной коммуникационной сети со встроенным искусственным интеллектом для обнаружения и возможного устранения сбоев и неэффективности по мере их возникновения.
ИИ будет предупреждать операторов миссий о вероятности того, что передача пакета информации с космического аппарата X будет потеряна или не будет доставлена, — сказала она. — Ведь мы не можем посылать инженера в космос каждый раз, когда космический аппарат выходит из строя или его программное обеспечение каким-то образом ломается.
Система нейросети будет оснащена интерфейсом для общения на естественном языке, что позволит астронавтам и диспетчерам легко общаться с ней, а не искать необходимую информацию в громоздких технических руководствах.
Судзуки также исследует возможности применения машинного обучения в космосе, где невозможно прогонять огромные объемы данных через суперкомпьютеры. Она объясняет, что подход, известный как совместное обучение, может позволить парку роботов-вездеходов, ищущих воду или конкретные минералы на далекой планете, обмениваться знаниями, а это значит, что они смогут продолжать учиться, не передавая огромные объемы данных на Землю.
Новость подготовлена командой Funnycoon.
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.
Женщины в математике. Фильм "Скрытые фигуры"
«Скрытые фигуры» — биографическая драма режиссёра и сценариста Теодора Мелфи, созданная в тандеме со сценаристкой Эллисон Шредер.
Основанный на реальных событиях фильм рассказывает о трех умнейших расчетчицах, работавших в НАСА в начале 60-х годов, когда была начата космическая программа «Меркурий» и осуществлен первый пилотируемый орбитальный запуск США в 1962 году.
Кэтрин Джонсон была известной американской математицей, начавшей свою карьеру в НАСА.
Ее вклад в мир математики и исследования космоса имел непосредственно повлиял на успех космических полетов и коммуникаций.
Фильм закручивается с момента, когда ей поручили провести анализ траектории первого в Америке полета человека в космос. В то время она стала соавторкой отчета, где с помощью уравнений идеально описывались орбитальные космические полеты и их посадочные позиции.
Она проложила дорогу женщинам и оставила свой след во времена дискриминации и неравенства. Кэтрин говорила:
Нам нужно было быть настойчивыми, как женщинам в те дни — напористыми и агрессивными — и степень, в которой мы должны были быть такими, зависела от того, где вы были... Девушки способны делать все то же, что и мужчины. Иногда у них больше воображения, чем у мужчин.
Это полностью описывает положение женщин в том время и то, с какой силой им было необходимо выбивать признание.
В 43-м году Дороти Воган стала работать математицей и программисткой в Научно-исследовательском центре Лэнгли. Она специализировалась на расчетах по траектории полета на фортране. Тогда же она выполняла сложные расчеты для НАСА.
В 49-м году Воган была назначена исполняющей обязанности главы руководителя расчётчиков Западного района, перенимая эту должность от умершей женщины. Она была одной из немногих руководительниц-женщин и управляла группой, состоящей исключительно из чернокожих женщин-математиц.
Её расчеты по орбитальной механике существенно повлияли на успех первого и последующих пилотируемых космических полетов США. Кэтрин принимала участие в таких проектах как: Меркурий, отправление в космос первого астронавта Алана Шепарда, а также первого астронавта на орбиту – Джона Гленна, работала над планами миссии на Марс, дела расчеты для полета Аполлон 11 на Луну.
Мэри Джексон — американская математица и аэрокосмическая инженерка. После 34 лет работы в NASA получила звание главной инженерки. В роли менеджерки Федеральной женской программы работала над тем, чтобы влиять на наем и продвижение женщин в научной, инженерной и математической карьерах НАСА и более 20 лет работала в движении герлскаутов.
Должность инженерки НАСА Мэри Джексон получила в 58 году . Для этого нужна была степень магистра математики. Для ее получения, Мэри два года отучилась в "белом" университете штата Вирджиния - в виде исключения по особому ходатайству.
Джексон работала в разных научных подразделениях НАСА еще 21 год, опубликовала 12 монографий, потом перешла в созданный к тому времени отдел обеспечения равных возможностей, где занималась поиском молодых талантов среди женщин и представителей этнических меньшинств.