Япония впервые успешно совершила мягкую посадку на Луну, Китай доставил на Землю образцы грунта с обратной стороны спутника, а частные компании и космические агентства ставили рекорды, запускали новые ракеты и миссии для изучения тайн Солнечной системы. Собрали 10 достижений в космонавтике и исследовании космоса, которыми запомнился уходящий год.
19 января японский космический модуль SLIM (Smart Lander for Investigating Moon) совершил посадку в районе Моря Нектара, вблизи кратера Шиоли. Это достижение сделало Японию пятой страной после СССР, США, Китая и Индии, осуществившей мягкую посадку на лунную поверхность.
Во время миссии SLIM должен был продемонстрировать возможность точной посадки на поверхность спутника. SLIM использовал систему компьютерного зрения и вспомогательные двигатели для анализа окружающего ландшафта и корректировки траектории спуска. При требуемой точности до 100 м от цели, аппарат превзошел ожидания, приземлившись с погрешностью в 55 м.
Миссия столкнулась с серьезными проблемами: при посадке опоры не выдержали и модуль опрокинулся на бок, из-за чего солнечные панели оказались в тени. В результате зарядка аккумуляторов проходила только при определенном положении Солнца над горизонтом. Тем не менее после недельного молчания после посадки SLIM восстановил связь с Землей.
Пережив первые неприятности модуль продемонстрировал настоящие чудеса стойкости: он проработал на поверхности Луны четыре лунных дня, выдержав три лунные ночи. Каждая ночь на Луне длится около 14 земных дней, а температура падает до -133 °C. Такие условия, как правило, губительны для электроники и аккумуляторов, если миссия не оборудована системой обогрева.
SLIM не был оборудован специальной защитой от холода и должен был проработать только две недели до первого заката. Тем не менее приборы продолжали работать в феврале, марте и апреле, когда батареи заряжались после восхода Солнца.
Анализ собранных данных о месте прилунения продолжается, но уже ясно, что отработанная технология точной посадки пригодится в будущих миссиях для исследования труднодоступных регионов Луны.
Если японские исследователи делают первые шаги по изучению Луны, то Китай по праву занимает место одной из ведущих держав на спутнике. В 2024 году главным достижением этой страны на Луне стала первая успешная миссия по доставке образцов реголита — лунного грунта — с обратной стороны спутника.
Миссия «Чанъэ-6» стартовала 3 мая и через пять дней вышла на лунную орбиту. 1 июня спускаемый модуль совершил мягкую посадку в бассейне Южный полюс — Эйткен, одном из крупнейших и древнейших ударных бассейнов на Луне.
После посадки модуль использовал черпак и буровую установку для сбора образцов лунного материала с разных глубин. В герметично запечатанную капсулу поместили около 2 кг реголита, отправили его на орбиту и доставили на Землю.
25 июня капсула совершила мягкую посадку в автономном районе Внутренняя Монголия, Китай. Предварительный анализ показал, что реголит с обратной стороны спутника отличается от образцов с видимой стороны.
Ученые обнаружили два основных компонента:
Изучение пород и их отличия на разных сторонах спутника поможет ученым реконструировать раннюю историю Луны, включая различия в вулканической активности и геологических процессах.
8 января 2024 года компания United Launch Alliance (ULA) после пяти лет переносов впервые запустила в космос ракету-носитель «Вулкан» (Vulcan Centaur). Новая ракета создана для замены устаревших моделей «Атлас-5» и «Дельта-4».
«Вулкан» использует два метановых двигателя BE-4 производства Blue Origin на первой ступени, каждый с тягой 2400 кН. Эти двигатели заменили российские РД-180, применявшиеся в «Атлас-5». Ракета оснащена твердотопливными ускорителями 63XL с тягой 2044 кН каждый, их количество может варьироваться от двух до шести в зависимости от миссии.
Вторая ступень «Кентавр-5» работает на жидком водороде и кислороде, используя два двигателя RL10C-1-1A с тягой 106 кН.
В первом полете «Вулкан» вывел на высокоэллиптическую орбиту лунный посадочный модуль Peregrine Mission One и капсулу Celestis Memorial. Второй сертификационный запуск состоялся 4 октября 2024 года.
После завершения сертификации ракету будут использовать для вывода полезной нагрузки на орбиту, доставки грузов на МКС с помощью многоразового корабля Dream Chaser компании Sierra Space и защиты спутников от внешних угроз. Ожидается, что первый рабочий полет пройдет в начале 2025 года.
Илон Маск в минувшем году занимался не только избирательной кампанией Дональда Трампа. Компания SpaceX, которую основал и возглавляет американский визионер, сохраняет звание лучшей в частной космонавтике с новыми рекордами и успешными испытаниями новой ракеты.
В отличие от ветеранов космонавтики компания Маска предпочитает тестировать ракеты на ходу. Вместо длительных испытаний на земле, ракету быстро готовят к полету, чтобы смотреть, как она будет вести себя, выявлять проблемы и исправлять их к следующему старту. Эта стратегия сработала несколько лет назад с Falcon, и похоже работает с «лунной» Starship.
После двух попыток в прошлом году в 2024 году SpaceX провела четыре суборбитальных полета сверхтяжелой ракеты: в марте, июне, октябре и ноябре. Пожалуй, самый знаменательный — пятый испытательный полет. 13 октября впервые протестировала систему посадки для повторного использования первой ступени. Ускоритель Super Heavy совершил посадку на стартовую башню с использованием механических манипуляторов для захвата и возврата ступени на стартовую позицию.
Успешные испытания Starship имеют особое значение для программы NASA Artemis: модифицированную версию корабля планируют использовать в качестве лунного посадочного модуля в миссии «Артемида-3». Также в планах тестирование заправки ракет в космосе. Это необходимо, в том числе, для реализации амбициозного проекта Илона Маска по колонизации Марса.
Параллельно с испытаниями Starship компания продолжала коммерческие запуски ракет Falcon 9. 23 декабря SpaceX выполнила рекордный 131 орбитальный запуск — больше чем все остальные космические компании и национальные агентства вместе взятые. До конца года планируется еще два полета.
А 4 декабря одна из первых ступеней ракет Falcon 9 совершила свой 24-й полет, установив новый рекорд многоразового использования космической техники.
Отдельное достижение компании Spacex — первая частная миссия с выходом участников в открытый космос. 12 сентября 2024 года экипаж Polaris Dawn вышел в открытый космос с космического корабля Crew Dragon. Командир миссии Джаред Исаакман и инженер SpaceX Сара Джиллис покинули капсулу на высоте 737 км над Землей, что почти в два раза выше орбиты МКС.
Миссия стартовала на ракете Falcon 9 и выполнила 36 научных экспериментов, включая тестирование лазерной системы связи со спутниками Starlink и исследование влияния космической среды на организм человека. Для выхода в открытый космос SpaceX разработала скафандры EVA с улучшенной подвижностью и повышенной защитой от радиации.
Polaris Dawn завершилась 15 сентября посадкой капсулы в Мексиканском заливе. За пять дней полета экипаж собрал данные о работе оборудования в условиях космоса и провел серию медицинских исследований. Данные используют при подготовке будущих орбитальных миссий.
Помимо первого выхода участников частной миссии в космос, Polaris Dawn установила рекорд высоты пилотируемого полета на околоземной орбите. Корабль Crew Dragon удалился на 1403,7 км от поверхности Земли. Это максимальная дистанция для пилотируемого полета со времен программы «Аполлон» для мужчин и абсолютный рекорд для женщин-астронавтов.
Другие значимые рекорды установили члены экипажа орбитальных станций. В феврале российский космонавт Олег Кононенко превзошел предыдущий рекорд Геннадия Падалки по суммарному времени пребывания в космосе. К концу своей пятой миссии на МКС его общий срок на орбите составил 1110 дней, 14 часов и 57 минут — более 3 лет.
А на китайской космической станции «Тяньгун» в декабре экипаж миссии «Шэньчжоу-19» установил рекорд продолжительности работы в открытом космосе — 9 часов и 6 минут. За это время тайконавты выполнили монтаж оборудования на внешней поверхности станции.
Еще одно достижение года — максимальное количество людей на орбите. В сентябре впервые на орбите собралось 19 человек. Правда, не в одном месте, а на разных кораблях и станциях: 12 человек встретились на МКС, четверо астронавтов миссии Polaris Dawn путешествовали на борту корабля Crew Dragon и три тайконавта — на станции «Тяньгун».
Не все полеты в этом году были успешными. Например, первый пилотируемый полет космического корабля Boeing Starliner к Международной космической станции, начавшийся 5 июня 2024 года, пошел не по плану. То, что планировалось как короткая демонстрационная миссия, превратилось в месяцы расследований.
По плану миссия должна была продлиться всего 10 дней, восемь из которых астронавты Барри Уилмор и Сандра Уильямс должны были провести на МКС. Но из-за возникших во время полета проблем возвращение отложили на неопределенный срок.
Расследование НАСА и Boeing выявило неожиданную деградацию материалов в корпусе двигателя, частично блокирующую подачу окислителя. После месяцев наземных испытаний инженерам удалось воспроизвести неисправность, но точно предсказать поведение системы при спуске с орбиты оказалось невозможным. НАСА поставило безопасность астронавтов превыше всего и решило вернуть корабль на Землю без экипажа.
6 сентября 2024 года беспилотный Starliner отстыковался от МКС и на следующий день успешно приземлился в Нью-Мексико. А Уильямс и Уилмор вместо восьми дней задержались на МКС как минимум на восемь месяцев. Предварительно, возвращение запланировано на февраль 2025 года.
В то время как одни космические миссии приносят результаты в течение нескольких месяцев, другим требуется несколько лет. В 2024 году стартовали две амбициозные миссии, которые расширят наши знания о Солнечной системе: европейская станция «Гера» и американская Europa Clipper.
Liftoff! ESA’s Hera mission lifted off on a SpaceX Falcon 9 from Cape Canaveral Space Force Station in Florida, USA, on 7 October at 10:52 local time (16:52 CEST, 14:52 UTC). pic.twitter.com/FODxNQsteh
— European Space Agency (@esa) October 7, 2024
7 октября с мыса Канаверал в США на ракете Falcon 9 стартовала станция «Гера» Европейского космического агентства. Эта миссия — продолжение международной программы планетарной защиты, начатой зондом DART.
Станция направляется к двойной системе астероидов Дидим-Диморф, где в сентябре 2022 года НАСА провело первый в истории эксперимент по изменению орбиты небесного тела. Зонд DART намеренно столкнулся с меньшим астероидом Диморфом, успешно изменив его орбиту вокруг Дидима.
Последующие наблюдения показали, что влияние удара оказалось даже сильнее, чем предполагали ученые: орбита Диморфа продолжает меняться активнее, чем предсказывали теоретические модели.
Путь «Геры» к цели займет два года. В марте 2025 года станция совершит гравитационный маневр у Марса, который направит ее к астероидам. Достигнув системы Дидим-Диморф осенью 2026 года, «Гера» изучит последствия столкновения, что поможет усовершенствовать стратегии защиты Земли от потенциально опасных астероидов.
Еще более длительное путешествие предстоит станции Europa Clipper, запущенной НАСА 14 октября на ракете Falcon Heavy. Преодолев расстояние в 2,9 миллиарда километров, аппарат достигнет системы Юпитера только в 2030 году.
Главная цель миссии — исследование Европы, одного из крупнейших спутников Юпитера. Ученые считают, что под ледяной корой луны скрывается океан жидкой воды, который может содержать условия, пригодные для существования жизни.
Три основные научные цели Europa Clipper — определить толщину ледяной оболочки луны и океан под ней, исследовать ее состав и охарактеризовать ее геологию. Детальное исследование Европы в ходе миссии поможет ученым лучше понять возможности жизни за пределами нашей планеты.
Космический телескоп «Евклид» (Euclid), запущенный в июле 2023 года, в минувшем году начал раскрывать тайны Вселенной. Эта уникальная обсерватория предназначена для изучения самых загадочных компонентов космоса — темной материи.
В ноябре исследователи представили первые результаты работы телескопа. Только за период с 25 марта по 8 апреля он выполнил 260 наблюдений, охватив область в 132 квадратных градуса южного неба — площадь, в 500 раз превышающую видимый размер полной Луны. На снимках запечатлены миллиарды галактик с беспрецедентной детализацией, хотя эти данные составляют всего около 1% от запланированного объема шестилетней миссии.
Телескоп оснащен широкоугольной камерой VIS для получения изображений в видимом свете и спектрометром NISP для наблюдений в инфракрасном диапазоне. Комбинация этих инструментов позволяет измерять красное смещение галактик для определения расстояний до них и анализировать эффекты гравитационного линзирования, выявляющие распределение темной материи по искажениям форм далеких галактик.
За предстоящие шесть лет миссия исследует более трети небесной сферы, изучая галактики на расстоянии, удаленные от Земли на расстояние до 10 млрд световых лет. Собранные данные помогут создать самую подробную карту распределения материи во Вселенной, уточнить природу темной материи, а также лучше понять механизмы формирования галактик и их скоплений.
Читать далее:
ИИ за три недели спроектировал клиновоздушный ракетный двигатель: оказалось, он работает
Названы фундаментальные границы жизни: какой она будет на Земле и в других мирах
Разлив нефтепродуктов у побережья Анапы показали на снимках из космоса
На обложке: Starship во время огневых испытаний при подготовке к третьему полету. Фото: SpaceX
The post Чем запомнился 2024 год в изучении космоса: лунные миссии, успехи Маска и тайны темной материи appeared first on Хайтек.
