Достижения современной космонавтики, 12 наших главных достижений в космосе
В состыкованном состоянии корабли летали 3,5 часа, совершив около 2 витков вокруг Земли. Все они принадлежат к одной «семье», или группе, которая носит название «планеты типа Земли». Произошло эпохальное событие для мировой космической индустрии", — считает Андрей Музыченко, продакт-менеджер украинского комьюнити Space1OOO , цель которого — сформировать культуру краудфандинга для строительства "космического" архитектурного объекта. За успешное осуществление полёта 10 апреля года ему присвоено звание героя РФ. Есть на станции и переходный отсек.
Идея этого необычайного аппарата, который стоит сравнить с «Кеплером» в радиодиапазоне, — в его использовании совместно с земными радиотелескопами. Расстояние между ним и его земными компаньонами составляло до тысяч километров — именно настолько «Радиоастрон» мог удаляться от Земли, идя по своей орбите.
За счет этого удалось получить рекордное в истории астрономии разрешение, рассмотрев очень удаленные объекты с высокой точностью. Результаты этих наблюдений произвели сильное воздействие на внегалактическую астрономию.
Однако самых активно пожирающих материю черных дыр в нашей Галактике нет, и чтобы изучать их влияние на окружающий мир, нужно «рассматривать» объекты в десятках и сотнях миллионов световых лет.
Сделать это в деталях помог именно «Радиоастрон». Среди достижений телескопа — первое измерение толщины «релятивистской струи». Так называют струю плазмы, заряженных и разогнанных до околосветовых скоростей частиц, выбрасываемых из окрестностей сверхмассивных черных дыр. У основания толщина струи оказалась равна световому году — благодаря этому открытию теперь можно намного детальнее понять, что конкретно происходит со сверхмассивными черными дырами.
Он выбрасывал мощные «релятивистские струи» и небезопасное излучение, да так, что был видим на земном небе наравне с нынешней полной Луной. Если мы узнаем мощность таких вспышек активности в деталях, то лучше поймем, могут ли они угрожать земной жизни.
Еще одно не просто теоретическое достижение космонавтики — обнаружение воды в приполярных кратерах на Луне.
Жидкая вода на поверхности Луны существовать не может, лед также быстро исчез бы под лучами Солнца, но в полярные кратеры солнечный свет никогда не заглядывает, поэтому огромные запасы льда и сохранились там относительно целыми. Находка создает довольно большую проблему для теоретической планетологии.
Самая популярная теория возникновения Луны — в результате столкновения Земли и древней планеты Тейя — делает существование лунной воды невозможным: столкновение двух планет должно было нагреть выброшенные на орбиту Земли обломки до тысяч градусов, и любая вода бы оттуда быстро «вылетела».
Однако факты упрямы: воды на земном спутнике немало — порядка миллиардов тонн. Попытка объяснить ее заносом с кометами не выдержала критики: российские астрономы в году показали, что скорость столкновения комет с объектами в окрестностях Земли такова, что практически вся кометная вода после удара улетает обратно в космос. Но с практической точки зрения важно другое: сто миллиардов тонн воды на Луне — немалое подспорье в создании лунной базы. Из воды легко получить кислород и водород.
Первый нужен для дыхания, а второй — отличное ракетное горючее. Как известно, SpaceX сперва разработала свою двухступенчатую ракету Falcon 9 для доставки грузовых кораблей Dragon к МКС, однако компания Илона Маска с самого начала планировала сделать ракету многоразовой. Разработчики собирались использовать парашюты, но быстро выяснилось, что скорость удара о воду или землю все равно будет слишком велика.
Тогда SpaceX начали создавать первую ступень, садящуюся на хвост, — по типу посадочных модулей для советских лунных автоматов или посадочных модулей для высадки астронавтов на Луне. Задача в земных условиях оказалось очень сложной: боковой ветер сносит первую ступень, пытающуюся сесть на хвост, а посадка на морскую платформу добавляет в уравнение качку. Только 21 декабря года компании удалось впервые в земной истории посадить первую ступень ракеты на хвост.
Масса и стоимость этой части ракеты равна двум третям от общей. Метановые ракетные двигатели испытывали еще в СССР. Причины любви к ним просты: во-первых, метан — эффективное и недорогое топливо, горящее практически без сажи. Кислород-керосиновые ракеты оставляют много сажи, и поэтому многоразовое использование тех же первых ступеней Falcon 9 на керосине ограничено несколькими разами. Метановые двигатели без переборки можно будет использовать до сотни раз.
Второе крупное преимущество: керосин-кислородный и водород-кислородные двигатели реально заправлять только на Земле. Метан — другое дело, потому что его можно сравнительно легко получить из марсианского грунта. На планете когда-то могла существовать жизнь: химический состав Марса в древности позволял микроорганизмам там обитать. Существование гравитационных волн предсказал Эйнштейн в году.
Обнаружить их удалось только спустя сто лет, 11 февраля года. Над обнаружением гравитационных волн физики работали несколько десятилетий. Общая теория относительности Эйнштейна предлагает рассматривать время и пространство как одно целое. Гравитационные волны — это рябь на поверхности времени и пространства, искажающая их. В году впервые произошла прямая регистрация волн, объявили ученые обсерватории LIGO. Гравитационные волны оказались наиболее "скрытным" предсказанием ОТГ.
Их пытались обнаружить ученые, в том числе украинские, еще более полувека назад. Если бы проект не увидел волн, ОТГ пришлось бы пересматривать. Обнаружено уже несколько источников гравитационных волн.
Один из них, благодаря регистрации одновременного всплеска электромагнитного излучения, удалось отождествить со слиянием двух нейтронных звезд. Будущие проекты позволят увеличить количество регистрируемых событий и точность измерений", — говорит докторант Института теоретической физики им. Боголюбова, кандидат физико-математических наук Дмитрий Якубовский. Работая над ОТГ, Эйнштейн сформулировал уравнения гравитационного поля. Они объясняют поведение пространства-времени под влиянием материи.
При расчетах оказывалось, что пространство-время должно сжиматься под действием гравитации. Однако в то время считалось, что Вселенная статична. Пытаясь навести порядок в формулах, Эйнштейн и его соавтор Гильберт ввели космологическую постоянную, которая приводила решение к статичному виду. В большинстве случаев космологическая константа была настолько мала, что ею проще было пренебречь. Однако в масштабе Вселенной она оказывалась важной частью уравнения.
В общем, очень непостоянная постоянная. В году Эдвин Хаббл открыл, что Вселенная расширяется, и Эйнштейн отказался от идеи константы. Однако в версии Хаббла Вселенная расширялась с замедлением, а в году физики наблюдали расширение с ускорением. Ученые сформулировали идею темной энергии, которая отвечает за ускорение расширения Вселенной, и в эту концепцию прекрасно вписывалось существование космологической константы. В году благодаря спутнику "Планк" ученые получили подтверждение, что темная энергия существует.
Остальное — барионная материя: звезды, планеты, галактики, черные дыры. Скриншот момента пуска ракеты-носителя Rocket 3. Фото с сайта nasaspaceflight. Astra Space не сдавалась, и 28 августа года выполнила шестой старт. Это было шоу! Сразу после отрыва от земли отказал один из пяти двигателей первой ступени. Ракета не упала и висела на тяге четырех оставшихся, уйдя при этом на 80!
С трудом преодолевая гравитацию, носитель перешёл в набор высоты, но оставшейся энергетики и управляемости не хватило, и вскоре Rocket 3. Следующий старт запланирован на январь года. Близка к успеху оказалась и частная американская фирма Firefly Aerospace. Увы, проработав всего около секунд, ракета потеряла управление и была ликвидирована.
Следующий старт должен состояться в январе года. Он сделал ставку на носитель, способный выводить на низкую орбиту спутник в четыре центнера, используя как перспективные революционные, так и проверенные технические и технологические исследования. Хорошие идеи не помешали компании оказаться на грани банкротства в году. Её спас американский бизнесмен украинского происхождения Макс Поляков, выкупивший активы фирмы. Чуть-чуть не дотянула до орбиты и полностью «национальная» южнокорейская ракета-носитель KSLV-2 Nuri, работы над которой шли более десятилетия.
Всё шло хорошо, однако двигатель третьей ступени отключился на 46 секунд раньше срока. Ракета и габаритно-весовой макет спутника были утрачены. А теперь о некоторых событиях, не имеющих пока материального воплощения, но от этого не менее интересных и носящих, на взгляд автора, признаки определённых тенденций. Чтобы понять пикантность перфоманса , надо вспомнить, что некоторое время назад Бек обещал съесть шляпу, если займётся «большими» ракетами.
И ему пришлось выполнять свое обещание: поскольку Neutron — полноценный «середнячок» с минимальной полезной нагрузкой в 8 тонн, на глазах у публики бизнесмен-инженер измельчил в миксере свою бейсболку и съел её изрядный кусок!
Заметим, что это не первый «финт» в исполнении Бека: три года назад он заявлял, что Electron будет одноразовым, поскольку для сверхлёгких ракет многоразовость экономически нецелесообразна. Но вскоре занялся этим вопросом: 18 ноября первая ступень «Электрона», выполнив основную задачу по запуску двух американских оптико-электронных спутников, приводнилась на парашюте в океан и была успешно подобрана поисковым судном.
Конечная цель — вертолетный подхват снижающейся ступени в воздухе. Основное назначение носителя Neutron — развёртывание орбитальных «мега-созвездий» низкоорбитальных спутников. Ракета, первый старт которой должен состояться в году, будет иметь многоразовую первую ступень с посадочными опорами как у Falcon 9. Пиарщик не хуже Маска, Бек смог заинтриговать публику, которая на форумах принялась спекулировать на тему типа и количества двигателей, а также материала кто-то предполагал использование нержавейки в подражание SpaceX.
Интрига держалась до 2 декабря. В этот день был показал более актуальный — и футуристичный — дизайн : это многоразовая ракета, способная вывести от 8 до 15 тонн на низкую околоземную орбиту.
Что ещё? Если зайти на сайт Astra Space в раздел Launch services , то там не удастся найти никаких данных по текущим ракетам. Зато есть предложение по выведению на низкие и солнечно-синхронные орбиты полезных нагрузок от до кг.
Это вовсе не Rocket 3. В году и Firefly Aerospace порадовала новым проектом со старым именем Beta. Ещё недавно это был носитель на три тонны, а теперь — средняя ракета с восемью тоннами полезной нагрузки. Компания не скрывает, что выбрала такую размерность, чтобы конкурировать с российским «Союзом-2» и американским «Антаресом». Новый проект тяжёлой полностью многоразовой ракеты Terran-R анонсировал пока не очень известный стартап Relativity Space, прославившийся в узких кругах использованием технологии роботизированной 3D-печати двигателей и корпусов самих ракет.
Всё это движение в сторону роста размерности средств выведения похоже на тенденцию. Почему же стартапы, ещё недавно делавшие ставку на маленькие ракеты, начали работу над большими? Всех причин мы пока не знаем, но одну можно назвать смело: экономика.
Чтобы заработать столько же, Питер Бек должен запустить ракет. Это нереально — в мире нет такого спроса.
Это не те деньги, которые позволят бизнесу стабильно развиваться на конкурентном рынке. Увлечение фирм—участников сегмента New Space Space 2. И быстрорастущий рынок спутников-малышей давал к тому основания. Однако, по мнению автора, всю идеологию порушил Маск, создав часто летающий частично многоразовый Falcon 9. Стартуя два-три раза в месяц, эта ракета выводит нагрузки на любые виды орбит, и в течение года при разумном сроке ожидания оператор любого даже малого спутника может запустить его на желаемую орбиту даже в «автобусе» с попутчиками.
Это в несколько раз дешевле удельной стоимости услуги любого сверхмалого средства выведения. Услуга совместного запуска Ridershare микро- и наноспутников будет обходиться значительно дешевле индивидуального выведения с помощью сверхмалого носителя.
Графика Exolaunch GmbH. Иными словами, на малых ракетах много не заработаешь. В то же время тот же Маск открыл огромный сегмент низкоорбитальных телекоммуникационных систем, которые в перспективе будут насчитывать десятки, а то и сотни тысяч спутников. И развертывать эти группировки, и восполнять их будет выгоднее, вероятно, с помощью многоразовых средних и тяжёлых носителей.
Именно поэтому в обсуждаемый сегмент и устремились те западные ракетчики, которые успели накопить капитал и наработать компетенции, «тренируясь» на небольших ракетах. Компания SpaceX, и в особенности её лидер Илон Маск, давно стала основным поставщиком новостей, причем благодаря не только реальным достижениям, но и грамотно поставленному пиару.
Последний часто играет злую шутку: от миллиардера-ракетчика ждут всё новых свершений, и как можно чаще. Увы, ожидания сбываются не всегда…. Лётные испытания прототипов кораблей Starship, казалось, давали надежду на скорый успех, несмотря на три подряд взрыва демонстраторов SN9, 10 и 11, совершивших полёты 2 февраля, 3 и 30 марта соответственно.
Причём SN10 вернулся на посадочную площадку, но из-за жёсткого приземления взорвался. Зато SN15 5 мая впервые выполнил полностью успешный «подскок» на высоту 10 км и мягкую посадку. После наземных тестов испытательного бака BN2. Впервые вся система в сборе — самая крупная из когда-либо построенных ракет, гигант высотой м, в основании первой ступени которой установлены 29! Впрочем, после примерки ее разобрали, но чувство выхода на финишную прямую осталось. Тем более что 12 ноября успешно прошёл кратковременный прожиг всех своих шести двигателей Raptor второй ступени SN Нижняя часть первой ступени сверхтяжелой системы Super Heavy — Starship с двигателями Raptor.
Фото из твиттера Илона Маска. Однако старт не состоялся. Федеральное авиационное агентство FAA долго согласовывало разрешения на испытания, но уже в ноябре стало ясно, что в году пуска не будет. Маск спрогнозировал его на январь года, но сейчас даже в этом сроке есть сомнения, усугубившиеся последними новостями.
Неделю спустя, 29 ноября, в интернете было опубликовано электронное письмо Маска, адресованное сотрудникам, занимающимся двигателями: «К сожалению, кризис производства Raptor намного глубже, чем казалось несколько недель назад. Когда мы разобрались с проблемами, возникшими после ухода предыдущего руководства, они, к сожалению, оказались гораздо более серьезными, чем сообщалось. Приуменьшать их невозможно.
В эти выходные я собирался взять отпуск, впервые за долгое время, но вместо этого буду на производстве Raptor всю ночь и весь уик-энд».
Более того, он намекнул: если он «не сможет получить достаточно надежных Raptors, сделанных [к концу года]… [SpaceX] столкнется с реальным риском банкротства». Оценив ситуацию как «катастрофическую», Маск пояснил, почему он считает такое возможным. По его оценкам, спутниковая интернет-группировка Starlink первого поколения V1 «сама по себе финансово слаба» и нуждается в замене спутниками более продвинутой группировки Starlink V2. Для эффективного развёртывания новой группировки необходим Starship.
Очевидно, что словом «банкротство» Маск брал своих сотрудников на испуг — вряд ли богатейший человек планеты допустит это.
Тем не менее очевидно, что с производством двигателей в самом деле есть проблемы. Пока не ясно, с чем они конкретно связаны: с недостаточным темпом выпуска, недостаточной надёжностью или и тем и другим одновременно. Возможно, что речь идёт и о стоимости. Пока очевидно, что отработка семейства Raptor, начатая в году, идёт тяжело.
В серии были Raptor 1 и 2, а сейчас, возможно, будет третья версия, однако желаемые параметры тяга, удельный импульс, возможно — ресурс и надежность ещё не достигнуты. Как быстро будут решены проблемы, сказать нельзя. Возможно, что-то прояснится в году. Выбирая из трех предложений — кроме SpaceX в тендере участвовали Blue Origin и Dynetics — космическое ведомство сочло лучшим по совокупности возможностей и стоимости масковский Starship, оптимизированный для доставки астронавтов с окололунной орбиты на поверхность Луны и обратно.
Конкуренты не сдались и подали жалобу в контрольный орган Конгресса, и исполнение контракта было приостановлено. Успеха это действо не возымело — 4 ноября суд отклонил и этот иск…. Из огромного количества космических событий пришлось отобрать лишь несколько, но и они дают достаточно пеструю картину минувшего года, показывая, что мировая космонавтика пытается выйти на новые рубежи.
