16 самых важных событий в истории освоения космоса
1. «Спутник-1»
В 1957 году Советским Союзом был осуществлён запуск первого искусственного спутника Земли. Кодовое название «ПС-1» («Простейший Спутник-1») — и это неспроста: конструкция представляла собой «ведро» с вентилятором и радиопередатчиком. Всё, что смог сделать этот спутник, — просто передать радиосигнал с орбиты Земли и сообщить человечеству о начале космической эры.
2. «Луна»
Советский проект «Луна» получил множество достижений в номинации «Первый». «Луна-2» в 1959 году стал первым аппаратом, достигнувшим поверхности спутника Земли, а «Луна-3» в том же году сделал первые в истории снимки обратной стороны. Руководитель проекта Келдыш был недоволен качеством снимком, тем не менее других не существовало, и они дали Союзу приоритет в наименовании объектов на поверхности Луны. Кроме этого, «Луна-3» стал первым в истории аппаратом, осуществившим «гравитационный манёвр» — это когда космический аппарат использует гравитацию небесного тела для изменения траектории и скорости движения.
3. «Поехали!»
Именем Юрия Гагарина названы улицы во всех городах России и во многих других странах мира. 1961 год, первый человек в космосе, полёт длился 108 минут, за это время корабль «Восток» успел совершить полный оборот вокруг Земли. В ходе полёта было проведено множество базовых тестов: человек впервые пил, ел, делал записи и выполнял простые математические расчёты в космосе. До этого никто не знал, как же на самом деле будет чувствовать себя человек на орбите.
4. «Марс»
Советская программа по изучению Марса началась в 1964; наиболее значимые результаты были достигнуты к 1971 году. Автоматическая межпланетная станция «Марс-2» стала первым искусственным объектом на поверхности Красной планеты, хотя аппарат и потерпел аварию. Следовавший по пятам «Марс-3» в том же году впервые в истории совершил мягкую посадку. Сеанс связи длился всего 14 секунд — за это время было передано первое фото с поверхности планеты.
5. Маленький шаг для человека
24 июля 1969 года два члена экипажа «Аполлон-11» ступили на поверхность Луны: Нил Армстронг и Базз Олдрин совершили один выход и пробыли на спутнике Земли два с половиной часа. Всего с 1969 по 1972 год по программе «Аполлон» было выполнено 6 полётов с посадкой на Луне. За эти годы на спутнике побывало 12 человек.
6. «Венера»
Ещё одна советская программа, но уже по изучению Венеры; снова множество важнейших достижений и открытий. Советские аппараты выяснили, что у ближайшей соседки невероятно высокое давление и она никакой не близнец Земли. В 1970 году «Венера-7» совершила первую в истории мягкую посадку, а пять лет спустя «Венера-9» передала первые фотографии с поверхности. Неофициально Венеру считали «советской» планетой, так как Союз прикладывал огромные усилия для её изучения, оставив Марс конкурентам.
7. «Викинг»
В 1975 году два одинаковых аппарата «Викинг-1» и «Викинг-2» были отправлены к Марсу с целью найти следы жизни в грунте. Жизнь найти не удалось, но была совершена мягкая посадка, были получены первые образцы грунта и первые панорамные цветные фото с поверхности. Аппараты должны были проработать 90 суток, но значительно превысили этот срок. «Викинг-1», например, оставался функциональным 5 лет.
8. «Вояджер»
«Вояджер» (или «Путешественник») — проект NASA по исследованию дальних планет Солнечной системы — Юпитера, Сатурна, Нептуна, Урана и Плутона (который тогда ещё считался планетой), а также их спутников. «Вояджер-1» и «Вояджер-2» были запущены в 1977 году. Они впервые передали детальные цветные снимки дальних планет и в первый раз сфотографировали крупнейшие спутники. Кроме этого, «Вояджер-1» стал первым искусственным объектом, покинувшим пределы Солнечной системы. На борту он несёт послание внеземным цивилизациям.
9. «Спейс шаттл»
Программа NASA «Космическая транспортная система» стала новым и смелым шагом к пилотируемой космонавтике. Всего было создано 5 космических челноков: «Индевор», «Атлантис», «Дискавери», «Челленджер» и «Колумбия». Два последних погибли вместе с экипажем, а всего с 1981 по 2011 «Спейс шаттлы» совершили 135 полётов.
10. «Мир»
В 1986 году Советский Союз вывел на околоземную орбиту базовый блок станции «Мир». Сама станция, без преувеличения, стала символом эпохи. Более 12 лет станция «Мир» имела постоянное «население»: Валерий Поляков пробыл на «Мире» 437 суток — и это рекорд пребывания человека в космосе. Было проведено 23 000 экспериментов и получено огромное количество данных о межпланетном пространстве.
11. «Хаббл»
Телескоп «Хаббл», выведенный на орбиту в 1990 году, стал «глазами» человечества. Орбитальный телескоп смог заглянуть так далеко, как никто прежде, и показать такие красоты Вселенной, каких и представить себе никто не мог. Удивительная история: если бы «Хаббл» продавался в супермаркете, то шёл бы по скидке как уценённый товар. Его зеркало, несмотря на то что являлось самым точно выверенным и дорогим в истории, имело дефект. Не удавалось достичь заданной резкости, хотя качество снимков всё равно было лучше, чем у любых наземных телескопов. Дефект был устранён в 1993, ремонт проходил в открытом космосе и длился 10 дней.
12. «Соджорнер»
Первый марсоход, успешно доставленный на Красную планету. «Соджорнер» дословно означает «временный житель» или «проезжий». Планировалось, что марсоход проработает на поверхности 7 сол (сол — марсианские сутки — 24 часа и 40 минут), но он работал в течение 83 сол до того момента, как спускаемая станция, действовавшая в качестве ретранслятора, не вышла из строя. После этого контакт с «Соджорнером» был потерям, его местонахождение сейчас неизвестно.
13. МКС (1998)
Международная космическая станция пришла на замену «Миру» в 1998 году. МКС почти в 5 раз больше предшественника и служит космической «дачей» для человечества по сей день. Всего в проекте МКС участвует 14 стран, хотя наибольшую нагрузку несут, конечно, США и Россия.
14. «Новые рубежи»
Автоматическая межпланетная станция «Новые горизонты» в рамках программы NASA «Новые рубежи» была запущена в 2006 году. Её цель — изучение Плутона и других объектов пояса Койпера. Пояс Койпера — это область Солнечной системы, похожая на пояс астероидов между Марсом и Юпитером, только этот пояс находится на дальних границах Солнечной системы и состоит из карликовых планет вроде Плутона. Кроме этого, аппарат «Новые горизонты» стал самым быстрым в истории.
15. Планы по колонизации Марса от Илона Маска
SpaceX — частная компания, основанная Илоном Маском с амбициозной целью ни много ни мало колонизировать Марс. Самым важным достижением на данный момент является не возвращение и посадка первой ступени Falcon и не запуск автомобиля в сторону Марса, а возобновление интереса к космосу в широких массах. Маск вместе со SpaceX вернул человечеству великую мечту.
16. «Чанъэ-4»
В 2019 году китайская автоматическая межпланетная станция «Чанъэ-4» впервые в истории совершила мягкую посадку на обратной стороне Луны. В ходе миссии была опробована новая система связи, и впервые на спутнике Земли проросли семена хлопка. Они вместе с другими культурами были помещены в контейнер, предназначенный для тестирования возможности формирования замкнутой биосферы.
Источник
Мы не можем жить без космоса: 8 главных космических прорывов за 10 лет
1. Десятилетие экзопланет
Экзопланеты — это планеты, обнаруженные за пределами Солнечной системы, то есть они вращаются не вокруг Солнца, а вокруг других звезд. И 2010-е годы аналитическое издание о технологиях Arstechnica назвало «экзопланетным десятилетием».
Формально к 2010 году человечеству было известно 430 подтвержденных экзопланет. Но уровень наблюдательной техники тогда был не слишком высоким, поэтому ученые знали не о самых интересных планетах (относительно небольших, похожих на Землю), а о самых заметных и больших. К 2010 году самой маломассивной из известных экзопланет была CoRoT-7b — впятеро массивнее Земли и слишком близкая к своей звезде, чтобы можно было говорить о возможности существования там жизни (температура на поверхности — больше тысячи градусов Цельсия).
Запущенный в 2009 году космический телескоп «Кеплер» произвел революцию в нашем понимании других планетных систем. На сегодня подтвержденных экзопланет — 4104, и подавляющее их большинство открыто именно «Кеплером». Из этих тысяч десятки находятся в зоне потенциальной обитаемости, то есть там, где температура позволяет существование на их поверхности жидкой воды. Причем значительная часть таких планет находится сравнительно недалеко от нашей системы — в нескольких десятках световых лет.
Открытия «Кеплера» произвели в научном мире что-то вроде «спутникового шока» 1957 года, когда полет первого спутника заставил США предпринять целый ряд мер для сокращения отставания от СССР в космосе — вплоть до пересмотра американской образовательной системы. Из-за «Кеплера» самые разные страны стали вкладывать куда больше в телескопы и спектрографы (приборы для поиска экзопланет), что привело к огромному количеству дополнительных открытий. Дело дошло до того, что даже у ближайшей к Земле звезды была найдена планета в зоне обитаемости (Проксима Центавра b).
Стало ясно, что мнение астрономов прошлого об «уникальной Земле», якобы не имеющей аналогов в других планетных системах, не подтверждается — условия для возникновения жизни во Вселенной существуют в большом количестве мест. Это означает, что она куда населеннее, чем казалось до 2010-х годов.
2. Конец эпохи шаттлов
Дорога в будущее состоит не из одних только успехов. В 2011 году после многолетних мучений и аварий NASA окончательно прекратило полеты шаттлов (многоразовые космические корабли, используемые США). Всего за 1981−2011 годы пять шаттлов совершили 135 полетов, и два из них были потеряны в катастрофах, унесших жизнь 14 астронавтов. На один их запуск тратили примерно по $0,5 миллиарда, а с учетом затрат на научно-исследовательские и конструкторские работы получалось и вовсе по $1,5 миллиарда.
Для сравнения: две советские космические катастрофы в 1967 и 1971 годах унесли жизни четырех космонавтов, но они случились в первую дюжину лет пилотируемых космических полетов и объяснялись большой технической новизной этой отрасли в то время. Штаты же провели первые 20 лет своих полетов без единой жертвы, пока не сменили корабли «Сатурн» на многоразовые шаттлы. Это стало главной причиной сворачивания полетов космических «челноков» — крупнейшей неудачи космической программы в истории.
3. Начало эпохи полетов частных компаний в космос
Однако на смену старому приходит новое. Отказ от неудачных шаттлов заставил NASA обратиться к частным космическими решениям — разработку космического грузового корабля для доставки грузов на МКС поручили двум частным компаниям. SpaceX смогла решить эту задачу первой, начав снабжение станции 25 мая 2012 года с помощью своих многоразовых кораблей Dragon (выводимых в космос тогда еще одноразовыми ракетами Falcon 9). С 2014 года за ней последовала и компания Orbital ATK с кораблем Cygnys.
Далеко не всё в частной космонавтике пока протекает гладко: пилотируемые корабли Dragon смогут начать полеты к МКС — и заменить шаттлы в этом смысле — только в 2020 году. Причины, впрочем, не всегда в самих частниках. NASA требует от своих частных исполнителей прохождения массы процедур бюрократического характера, сильно замедляющих полеты новой техники.
4. Российский космический телескоп и сверхмассивные черные дыры
В 2011 году был запущен парящий в космосе «Радиоастрон» — российский суперрадиотелескоп, прояснивший физику в окрестностях черных дыр (и многое другое). Идея этого необычайного аппарата, который стоит сравнить с «Кеплером» в радиодиапазоне, — в его использовании совместно с земными радиотелескопами. «Радиоастрон» вошел в состав системы, сопоставляющей его данные и данные от множества наземных телескопов. Расстояние между ним и его земными компаньонами составляло до 340 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. «Радиоастрон» впервые помог в деталях рассмотреть события в окрестностях далеких сверхмассивных черных дыр (СМЧД). Такие дыры часто становятся центрами других галактик — например, СМЧД Стрелец А* лежит в центре нашей Галактики, и именно эта и ей подобные черные дыры стали тем зерном, вокруг которого сформировалась галактика в целом. 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.
Это не просто абстрактная научная задача: Стрелец А* в нашей Галактике пару миллионов лет назад тоже был активной черной дырой. 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.
5. Открытие воды на Луне
Еще одно не просто теоретическое достижение космонавтики — обнаружение воды в приполярных кратерах на Луне. Впервые это было сделано в кратере Шеклтон, 22% поверхности которого оказалось занято именно льдом, скрытым под тонким слоем лунного реголита (а местами — и обнаженного). 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 100 миллиардов тонн.
Попытка объяснить ее заносом с кометами не выдержала критики: российские астрономы в 2016 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.
6. Первые посадки космической ракеты на хвост в земных условиях — начало эры многоразовых ракет
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 2015 года компании удалось впервые в земной истории посадить первую ступень ракеты на хвост.
Масса и стоимость этой части ракеты равна двум третям от общей. За счет многоразовой первой ступени, которую SpaceX уже использует до трех раз подряд, цена одного запуска такой ракеты упала до $50 миллионов. На сегодня на рынке нет более экономичных предложений для ракеты с такой же большой полезной нагрузкой, как у Falcon 9: российские «Протоны» запускались дороже $60 миллионов, и на сегодня SpaceX уже практически вытеснила их с рынка.
Удешевление космических полетов стало вполне реальным и осязаемым фактом.
7. Первый полет на метановом ракетном двигателе
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. Кроме того, метан значительно проще удерживать в баке, чем водород. Его можно накапливать прямо в ракетных баках на той ракете, что доставит людей на Марс.
Метановый двигатель Rapror, разработанный SpaceX, имеет еще одно преимущество: это первый ракетный двигатель с полной газификацией топлива перед сгоранием, что позволяет ему извлекать максимум тяги из того же объема горючего и окислителя.
8. Открытие водных потоков на Марсе
В отличие от Луны, наличие воды на Марсе никогда особо никем и не отрицалось. Его полярные шапки состоят не только из сухого льда (СО2), но и из водяного льда, что давно известно астрономам. Однако считалось, что вода эта на поверхности Красной планеты существует только в твердом виде.
Однако в 2011 году непальский студент Лухендро Ойджа нашел на склоне одного из кратеров в южном полушарии Марса сильные сезонные изменения. На фото, относящихся к местному лету, на склоне кратера были явно видны темные подтеки, а местной зимой они исчезали.
Хотя иметь жидкую воду близко к поверхности и полезно, но там она, скорее всего, насыщена солями. Однако подтеки должны откуда-то браться, и, по современным представлениям, поверхностный слой грунта на Марсе часто может быть богат льдом.
Открытие имеет очень большое значение не только в плане освоения Красной планеты. Не менее важно другое: близкая к поверхности жидкая вода обычно встречается там же, где и жизнь. Поскольку на Марсе летом появляются не только водные потоки, но и загадочный рост концентрации метана и кислорода, нельзя исключать, что все это звенья одной цепи. В таком сценарии жидкая вода, открытая студентом-непальцем, может быть тем фактором, что позволяет местной простейшей жизни вырабатывать и метан, и кислород.
Источник