Всё, что нужно знать о современной космонавтике в вопросах и ответах
Миллиардеры запускают ракеты для межпланетных путешествий. Государства тратят огромные деньги на космические программы. Когда же мы уже полетим на Марс?
Много ли людей было в космосе?
Исследования космоса — достойнейшее занятие. Первый космонавт в мире Юрий Гагарин совершил полет вокруг земной орбиты 12 апреля 1961 года — когда Великобритания еще оставляла за собой право на колонии.
С тех пор в космическом пространстве побывали более 550 человек. Почему нет точного числа? Потому что нет единого мнения о том, на каком расстоянии от планеты находится «открытый космос». Из этих 550 человек — только 10 женщин (ответственность за это во многом лежит на плечах НАСА и Роскосмоса).
Где именно мы побывали?
Советский Союз стал пионером в покорении космоса, а Джон Ф. Кеннеди пообещал, что первые шаги на Луне сделает именно американский космонавт. 20 июля 1969 года на серый лунный грунт прилунился «Аполлон-11».
В следующие несколько лет на Луне побывали еще 12 человек, но с 1972 года нога человека не ступала ни на Луну, ни куда-либо еще за пределами Земли.
Наше воображение рисует отважных астронавтов среди лунных кратеров, однако почти все космонавты в истории космонавтики не выходят за пределы низкой околоземной орбиты (160–2000 км над поверхностью планеты).
Именно здесь находятся телекоммуникационные спутники и орбитальные станции.
Чем мы занимаемся в космосе?
И пусть мы не выходим в далекий космос, мы научились жить и работать за пределами земной атмосферы, добровольно совершая эксперименты над собственным телом, исследуя последствия невесомости.
В 1986 году СССР запустил орбитальную станцию «Мир». В 2001-м она была затоплена из-за физического износа оборудования. Вскоре после этого на орбиту выпущена Международная космическая станция. С нулевых годов этого века на орбите постоянно кто-то живет. Прямо сейчас на станции находятся три человека, каждые 90 минут совершая оборот вокруг Земли.
Что происходит с телом в космосе?
Много чего, и пока мы не узнаем точных последствий воздействия невесомости на человеческое тело, мы не можем послать людей в более отдаленные места (на Марс или на астероиды).
Бывший пилот и астронавт НАСА Скотт Келли провел год в капсулах МКС для экспериментального изучения воздействия невесомости на человеческий организм. Кстати, это не рекордно длинное пребывание в космосе: российский космонавт Геннадий Падалка суммарно провел в космосе 878 дней.
Но эксперимент Келли имеет больше веса по одной простой причине: у него есть брат-близнец. Сравнив состояние организмов брата-космонавта и брата-«землянина», ученые смогли оценить уровень ущерба, наносимого мышцам, костям и внутренним органам при пребывании в космосе. На МКС есть гимнастическое оборудование, чтобы держать мышцы в тонусе, но во время занятий необходимо надевать удерживающие устройства (хотя бы чтобы не свалиться с беговой дорожки).
Если коротко — Скотт оказался примерно в такой же физической форме, что и брат, не считая некоторых проблем со зрением. В целом это хорошие новости для будущих космических миссий.
В каких странах реализуются программы пилотируемых космических полетов?
Только в трех: Китай, Россия и США. Космические программы с участием человека — дорогое удовольствие, которое могут себе позволить далеко не все государства. Тем не менее в космосе смогли побывать не только космонавты, но и индивидуальные путешественники из 40 стран, в том числе член королевской семьи Саудовской Аравии (а некоторые из путешественников даже заплатили за полет, например южноафриканский молодой миллионер Марк Шаттлворт).
В какую сумму обходится запуск шаттла?
В астрономическую. МКС на сегодня является самым дорогим космическим проектом, стоимость которого составляет 150 млрд долларов. Стоимость начавшейся в 70-х годах программы НАСА Space Shuttle не должна была превысить нескольких десятков миллионов долларов за один запуск. Однако, по подсчетам, после завершения в 2011 году программа обошлась агентству в 209 млрд долларов (по 1,6 млрд долларов за полет).
После такого опыта США приостановило собственные запуски. Сегодня почти все астронавты запускаются Роскосмосом.
Для сведения: одно кругосветное путешествие на «Союзе» стоит от 21 до 82 млн долларов.
Стоит ли тратить такие деньги на полеты в космос?
Хороший вопрос. К сожалению, космические агентства не всегда как следует информируют общественность о своих достижениях, а ведь от полетов в космос выиграли очень многие индустрии.
Ученые разрабатывают новые системы жизнедеятельности. Бортовые компьютеры стали предвестниками микрочипов, которые сегодня есть в каждом смартфоне. Пожарные получили униформу с большей степенью огнеупорности. Отслеживание состояния здоровья космонавтов привело к популярности подобных систем и на Земле. Исследование возбудителей различных заболеваний в состоянии невесомости помогает ученым находить новые способы лечения.
Еще есть мнение, что космические полеты привлекают дополнительные вливания в экономику: побочные компании космической индустрии вместе с индустрией коммерческих космических полетов окупают стоимость миссий в 7–14 раз.
Да и НАСА сегодня тратит на них не так много денег, как раньше: 19 млрд долларов НАСА получила от правительства в этом году (это примерно 0,5 % федерального бюджета по сравнению с 4–5 % ранее).
Насколько плотно сотрудничают страны при освоении космоса?
Первая космическая гонка была частью холодной войны, но после ее окончания исследование космоса перестало быть соперничеством и превратилось в международное сотрудничество. МКС — яркий пример такого сотрудничества между пятью космическими агентствами (НАСА, Роскосмос, Японское агентство аэрокосмических исследований, Европейское космическое агентство и Канадское космическое агентство). Проект зрел 13 лет (начиная с 1998-го), в течение которых станция обрастала капсулами, как конструктор Lego.
Китай гнет свою линию в освоении космоса: на борту МКС не побывало ни одного китайского астронавта. В 2006 году Пекин испытывал лазеры к американским спутникам для нанесения им повреждений, после чего США наложили вето на сотрудничество между НАСА и Китайским космическим агентством.
Тем не менее будущее освоения космоса зависит от способности стран к сотрудничеству, а не к противодействию. С 2011 года национальные космические агентства 14 стран пытаются объединить свои взгляды и составить единый план действий для «освоения пространства Солнечной системы, в частности Марса».
Так мы уже почти на Марсе?
Пока нет. Перед Марсом хорошо бы вернуться на Луну.
Профессор планетарных наук и астробиологии Лондонского университета Ян Кроуфорд считает это «…вполне логичным шагом. Я обеими руками за освоение Марса, но нам всё еще не хватает технологий, компетенций и опыта».
В возвращении на Луну есть несколько преимуществ: до нее всего три дня пути (в отличие от путешествия до Марса длиной в несколько месяцев), и на ней можно основать научно-исследовательскую станцию по образу земных антарктических.
На лунной экспериментальной площадке можно изучить воздействие радиации и лунной гравитации на организм человека перед тем, как отправляться в дальнее путешествие.
И когда на Луну?
Не всё сразу. Дорожная карта космических исследований НАСА предполагает строительство орбитальной базы, с которой космонавты будут летать до Луны и обратно. База будет сконструирована по образу и подобию МКС, только находиться она будет не на земной, а на лунной орбите.
Каковы шансы попасть на Марс?
Скорее всего, это произойдет нескоро.
Генри Херцфелд, директор Института политики освоения космоса в Университете Джорджа Вашингтона, говорит: «Наш путь в космосе определяется не только желаниями человечества, но и ограничениями реального мира, и бюджетом. Мы уже очень давно хотим попасть на Марс, но в любом серьезном документе по стратегическому планированию космических программ освоению Марса отводятся крайне долгие и неконкретные сроки. Нам до сих пор не хватает технологий, которые позволили бы человеку долгое время находиться в далеком космосе».
Что нового происходит в космонавтике?
Традиционные лидеры космонавтики, США и Россия, уступают дорогу новым игрокам.
В 2003 году Китай стал третьей страной в мире, выпустившей на орбиту своего космонавта, а в 2022-м то же самое планирует сделать Индия.
Но главным двигателем изменений, безусловно, становится коммерческий сектор. Миллиардеры Илон Маск, Джефф Безос и Ричард Брэнсон работают над проектами по индивидуальным полетам в космос. Компании этих предпринимателей (SpaceX, Blue Origin и Virgin Galactic) нацелены на удешевление полетов и увеличение их доступности.
Такие организации встают в один ряд с другими коммерческими компаниями, которые уже работают в качестве подрядчиков на национальные космические агентства. Титаны аэрокосмической индустрии Boeing и Lockheed Martin посылают тяжелые ракеты-носители в космос, но это обходится им в 350 млн долларов за каждый запуск, в несколько раз дороже, чем система Falcon (запуск которой стоит 90 млн долларов).
В SpaceX уже забронированы запуски на общую сумму в 10 млрд долларов. Секрет удешевления полетов — многоразовый космический корабль, в котором даже стартовые реактивные двигатели могут использоваться повторно.
Что дальше?
Пока национальные агентства называют приоритетным направлением Луну, бизнес засматривается на Марс. Маск считает делом своей жизни создание колонии на Марсе, которая может спасти человечество от глобальной катастрофы на родной планете. Для этого SpaceX разрабатывает пилотируемую ракету Big Falcon Rocket (BFR), с помощью которой можно уже к середине 2020-х годов доставить на Марс первую команду астронавтов.
BFR станет самой большой ракетой в истории космонавтики: 40 отсеков, вместимость до 100 пассажиров (в зависимости от количества багажа).
SpaceX получает дополнительное финансирование от продажи билетов на полет на Луну на BFR.
Источник
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