На фоне борьбы с пандемией коронавируса и других вызовов – исследование космоса тем не менее остается в центре внимания передовой науки. Уходящий год стал богатым на достижения в области освоения как околоземного пространства, так и Солнечной системы. Некоторым странам и технологическим компаниям удалось сделать серьезный прорыв в этой отрасли.

В первую очередь это касалось экспедиций на Марс. В июле прошлого года США, Китай и Объединенные Арабские Эмираты запустили свои аппараты на Красную планету, воспользовавшись периодом, когда Земля и Марс находились на близком расстоянии друг от друга. И если в планах миссии ОАЭ не было высадки на Марс, то зонды США и КН достигли поверхности планеты. Полученные результаты станут фундаментом для будущих поколений в освоении планеты. Поэтому, по мнению экспертов, страны, занимающиеся космическими исследованиями, друг другу не конкуренты, а, скорее, союзники.

В 2021 году частные компании также открыли эпоху коммерческого космического туризма. Владелец Virgin Galactic, британский бизнесмен и миллиардер Ричард Брэнсон и основатель Amazon, американский миллиардер Джефф Безос также надеются наладить бизнес по космотуризму. Критики уже обвинили их в пренебрежении вопросами защиты климата и намерении летать в космос, не преследуя при этом исследовательских целей. Но миллиардеры, безусловно, вошли в историю космической эры.

В этом году и украинские ученые и конструкторы внесли весомый вклад в развитие мировой космической науки. Еще с советских времен украинские ученые разрабатывали идеи и теории межпланетных перелетов. А отечественные предприятия продолжают занимать передовые места в мировой космонавтике. Ведущую роль в этом играют «Южный машиностроительный завод» и КБ «Южное» в Днипре, на которых было произведено более 400 искусственных спутников.

Поэтому предлагаем вам вспомнить события 2021 года, которые, по нашему мнению, вошли в десятку главных в космической индустрии.

1. Марсоход NASA Perseverance сел на поверхность Марса

Национальное управление по аэронавтике и исследованию космического пространства США (NASA) в прошлом году отправило в космос ракету-носитель «Atlas V» с исследовательским ровером Perseverance («Настойчивость»). И уже спустя почти семь месяцев после старта, 18 февраля 2021 года, марсоход весом в одну тонну и стоимостью $2,7 млрд совершил снижение в атмосферу Красной планеты и сел на ее поверхность.

В NASA охарактеризовали этап снижения и посадки как «семь минут ужаса». Именно столько времени необходимо модулю для вхождения в атмосферу Красной планеты, корректировки траектории, открытия парашюта и посадки. И все это — без вмешательства инженеров с Земли.

Конструкция ровера основана на конструкции его предшественника Curiosity. Марсоход оснащен пятисуставным роботизированным манипулятором-«рукой» длиной 2,1 м. «Рука», вместе с вращающейся башней-турелью, предназначена для захвата и анализа геологических образцов с марсианской поверхности. Также марсоход имеет 23 камеры, два микрофона и семь научных приборов для изучения поверхности кратера Езеро (Jezero Crater), где находится древняя высохшая дельта марсианской реки.

Основная цель миссии – выяснить, есть ли жизнь на Марсе, и понять, может ли его атмосфера в будущем измениться так, чтобы стать пригодной для жизни людей.

Ровер уже отправил на Землю серию снимков и видео с планеты, записал, как звучит Марс и даже смог получить кислород из его атмосферы, которая на 96% состоит из углекислого газа.

2. Полеты дрона-разведчика NASA на Марсе Ingenuity

Вместе с марсоходом Perseverance на Марс отправился и первый в мире роботизированный минивертолет, который назвали Ingenuity («Изобретательность»).

Размер аппарата в диаметре — 1,2 метра, вес — 1,8 килограмма. Он оснащен двумя камерами и способен зависать в воздухе на 20-30 секунд для фотографирования местности. Он помогает находить новые локации для исследования ровера. С момента первого взлета 19 апреля и до сегодня он совершил более 15 разведывательных полетов над Марсом.

3. Китайский Tianwen-1 совершил посадку на Марсе

Официально Китайская Народная Республика начала разработку собственной миссии на Марс еще в 2016-м году, однако запустила ее только в прошлом году. Миссия Китайского национального космического управления под названием Tianwen-1 («Вопрос к небу») совершила успешную посадку на Марсе в мае, благодаря чему Китай стал второй страной после США, которая имеет возможность исследовать эту планету напрямую. 

В состав миссии также входит марсоход Zhurong, названный в честь бога войны. Шестиколесный планетоход, который питается при помощи солнечных батарей, весит около 240 кг, его высота — 1,85 м. Это первый китайский аппарат, севший на другой планете (до этого Китай высадил два аппарата на Луну).

Главная цель миссии – изучить почву и атмосферу планеты, сделать снимки, создать карты, а также найти воду или признаки существования жизни в прошлом.

4. Компания Virgin Galactic отправила в космос первого туриста

В соревновании за звание первой частной компании, которая отправит туристов в космос, лидером стала Virgin Galactic, которая принадлежит британскому бизнесмену и миллиардеру Ричарду Брэнсону. 

11 июля ракетоплан компании VSS Unity доставил самолет-носитель на высоту около 15-20 километров. Затем запустились двигатели ракеты, которая и вывела экипаж на суборбитальную высоту более 80 км, чуть ниже линии Кармана (это граница космоса, официально признанная NASA, вооруженными силами США и Федеральным управлением гражданской авиации США).

Экипаж ракеты вместе с первым космотуристом компании Брэнсоном находился в состоянии невесомости в течение нескольких минут. А уже после этого ракета начала постепенно снижаться. В финале миссии, транслировавшейся онлайн, ракета успешно приземлилась.

5. Компания Blue Origin отправила первых туристов в космос

Через 10 дней после запуска Virgin Galactic компания Blue Origin запустила первый пилотируемый суборбитальный полет полностью автоматизированной ракеты New Shepard с американским миллиардером и основателем Amazon Джеффом Безосом. Вместе с ним на борту находились еще трое космических туристов: самый молодой и самый старый человек в истории космических полетов – 18-летний студент Оливер Деймен и 82-летняя авиатор Уолли Фанк, а также брат Джеффа – Марк Безос. 

Ракета поднялась на высоту более 100 км от поверхности Земли. После этого капсула с экипажем отделилась от ракеты и экипаж почувствовал невесомость в течение нескольких минут. На восьмой минуте ракета повторного использования приземлилась на стартовой площадке, а капсула с экипажем вернулся на Землю на парашюте. В целом весь полет длился около 11 минут.

6. SpaceX  совершила первый гражданский космический полет

Еще одним знаковым событием года стало то, что 16 сентября компания Илона Маска SpaceX отправила в космос первый экипаж, который полностью состоял из гражданских лиц. До этого такого не делал никто. 

Миссия Inspiration4 отправилась на орбиту на борту космического корабля Dragon. Экипаж Inspiration4 состоял из бизнесмена и инициатора и спонсора этой миссии Джареда Айзекмана, пилота Сиан Проктор, бортового врача Хейли Арсено и бортинженера Криса Семброски. Все участники являются астронавтами-любителями.

Примерно через три минуты после запуска первая ступень ракеты-носителя отделилась и приземлилась на плавучей платформе Just Read the Instructions в Атлантическом океане. Еще через несколько минут Dragon отделился от второй ступени и вышел на орбиту высотой 575 км.

Полет завершился через три дня успешным приводнением капсулы с экипажем, как и было запланировано, в Атлантическом океане возле побережья Флориды, США.

Также этот полет установил несколько других рекордов: первая частная космическая миссия для SpaceX, самый молодой гражданин США в космосе (Арсено), первый астронавт с протезом (Арсено), первая темнокожая женщина-пилот космического корабля (Проктор).

Основной целью миссии Inspiration4 было собрать $200 млн и повысить осведомленность о детской исследовательской больнице Св. Иуды в Мемфисе, штат Теннесси. Экипаж даже поговорил с несколькими пациентами Сент-Джуд из космоса, в том числе с теми, которых лечила Арсено.

7. NASA запустило миссию по испытанию технологии уничтожения астероидов

В конце ноября NASA запустило миссию по испытанию технологии уничтожения астероидов — DART (Double Asteroid Redirection Test). 

Ракета Falcon 9 с космическим кораблем Dart стартовала 24 ноября с базы космических сил Ванденберг в Калифорнии. Ожидается, что космический корабль совершит столкновение с объектом под названием Dimorphos, чтобы увидеть, насколько можно изменить его скорость и путь.

Это первая попытка изменить траекторию полета астероида с целью научиться защищать Землю, хотя этот конкретный астероид не представляет угрозы. Миссия оценит давнее предложение относительно нейтрализации крупного космического астероида, направляющегося к Земле. Ожидается, что миссия достигнет бинарной астероидной системы под названием Didymos (или 65803 Didymos) следующей осенью.

Диаметр самого крупного астероида из системы, Didymos А, — 780 метров, а самого маленького, Didymos В, – 160 метров. DART попадет во второй, поскольку он больше всего похож на астероид, который может в будущем угрожать Земле.

Ученые считают, что астероиды указанной системы не несут угрозы для Земли. Однако они планируют провести тренировку на случай реальной угрозы. 

DART является демонстрационной миссией по изучению использования кинетического удара для отклонения астероида от Земли.

8. Три запуска европейской ракеты Vega с украинским двигателем

В этом году в апреле, августе и ноябре с космодрома Куру во Французской Гвиане было осуществлено три запуска европейской ракеты-носителя Vega легкого класса, оснащенной двигателем украинского производства. 

Маршевый двигатель РД-843 4-й ступени ракеты-носителя разработан Государственным предприятием «Конструкторское бюро «Южное» имени М. К. Янгеля» и изготовлен «Южмашем».

В качестве основной нагрузки ракета вывела спутники дистанционного зондирования Земли Pléiades Neo 3 массой около 750 кг и Pléiades Neo 4 по заказу Airbus Defence and Space, а также три разведывательных спутника ERES по заказу Министерства обороны Франции.

9. Частично произведенная в Украине ракета-носитель вывела на орбиту корабль Cygnus

В 2021 году состоялись два успешных запуска американской ракеты Antares, основную конструкцию первой ступени которой разработало ГП «КБ «Южное» и изготовило ГП «Производственное объединение «Южный машиностроительный завод им. А. М. Макарова» в кооперации с украинскими предприятиями «Хартрон-АРКОС» (Харьков), «Киевприбор» (Киев), «Хартрон-ЮКОМ» (Запорожье), «Чезара», «Рапид» (Чернигов) и другими по заказу корпорации Northrop Grumman (США).

Основная задача этой миссии – доставка провизии и вещей для экипажа, материалов для научных исследований и вывоз с МКС и дальнейшая утилизация в плотных слоях атмосферы отработанного груза.

Запуски были осуществлены 20 февраля и 11 августа с Центра космических полетов на острове Уоллопс (штат Вирджиния, США). Во время них ракета успешно вывела на орбиту грузовой транспортный корабль Cygnus с грузом NASA для Международной космической станции (МКС).

10. В космосе испытали спутник с двигателями на йоде, разработанный при участии украинского ученого

Напоследок стоит вспомнить еще одно не менее важное событие 2021 года. Французская технологическая компания ThrustMe запустила в космос уникальный спутник, который работает на йоде. Соучредителем и главным инженером компании является украинец Дмитрий Рафальский. Он получил образование в Харьковском национальном университете им. Каразина. Именно Рафальский занимался разработкой этой системы двигателей на основе йода.

В ходе исследований, которыми занималась ThrustMe, йод показал лучшие результаты, чем ксенон, что доказывает его потенциальную полезность для будущих миссий в космосе. Систему двигателей, которая работает на йоде, испытали на маленьком 20-килограммовом спутнике CubeSat.

Спутники используют систему двигателей для перемещения в космосе, она может помочь им изменить орбиту или избежать столкновения с другим объектом. Ключевым элементом этой системы является ракетное топливо. Ксенон, как газ, должен храниться в нем с очень высоким давлением, что требует специального оборудования. В то же время йод имеет схожую массу, но более распространен и намного дешевле. Также его можно хранить в виде жидкости, что потенциально позволит упростить конструирование спутника.

«Если мы хотим исследовать космос ответственно и не создавать столько «космического мусора», как сегодня, то должны устанавливать подобную моторную систему на все спутники, даже на самые маленькие. Это позволит спутнику вернуться на Землю, а не оставаться на орбите до конца его жизни. Вероятно, йод является одним из путей, как достичь этой цели», – сказал Рафальский, комментируя результаты исследования.

* * *

Что дальше? С уверенностью можно сказать, что все события, о которых мы вспомнили, будут иметь развитие в будущем. Кто знает, какие открытия о загадочном Марсе сделают миссии США и Китая, и удастся ли людям колонизировать Красную планету? Возможно, когда-нибудь вместо билета в Париж на уикенд жители нашей планеты будут покупать места на коммерческий рейс в космос.

Да и достижения Украины в космической отрасли не завершаются. Более того, в этом году была анонсирована первая украинская миссия на Луну, запланированная на 2022 год. Ее осуществит британская компания Spacebit в сотрудничестве с американскими партнерами. В рамках миссии на поверхность спутника будет доставлена техника для проведения научных исследований. 

Кроме этого, премьер-министр Украины Денис Шмыгаль недавно объявил, что компания SpaceX Илона Маска запустит украинский спутник «Сич 2-30» в январе 2022 года. 

Итак, впереди нас ждет еще много интересного.

Юлия Сущенко, Киев