КОСМИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ В 2023 ГОДУ

Человечество не отступает от мечты покорить космос. Число игроков в космосе увеличивается: когда-нибудь это будет напоминать сцены из фильма Люка Бессона «Валериан». Помимо китайцев в космос стремятся японцы, индусы, арабы из Эмиратов, итальянцы. Космическое агентство есть даже у Люксембурга; амбиции по исследования космоса высказывают Аргентина, Колумбия и даже Нигерия с Руандой (они заключают какие-то соглашения с НАСА)…

В 2023 г. в мире осуществлено 182 запуска в космос (только 10 неудачных), из них Китай – 52 запуска (1 неудачный), Европа – всего 3, Индия – 7, Иран – 2, Япония – 3 (1 неудачный), Израиль – 1, Россия – 14, США – 97 (5 неудачных), КНДР – 2. Американские аналитики говорят, что «чередой смелых запусков» в 2023 г. человечество «вступает в новую фазу, подобную «золотой эре» космических запусков 1960-х и 70-х годов».

Лунная гонка

11 декабря 2022 г. был запущен частный космический корабль «Хакуто-Р» [Hakuto-R], разработанный японской фирмой. Проект обошёлся в $90 млн. На лунном корабле находился «луноход» [rover], построенный космическими агентствами Японии и ОАЭ, и небольшой робот.

Миссия за пять месяцев преодолела расстояние ок.1.400.000 км, но в апреле 2023 г. связь со спускаемым аппаратом была потеряна на последних секундах его спуска – сообщают, что кончилось топливо, и аппарат бесконтрольно падал на Луну. «Хакуто-Р» могла стать первой частной миссией, высадившейся на Луну, и первым прилунением Японии.

***

США всерьёз планирует вернуться на Луну. Об этом говорил Трамп; его преемники-конкуренты от этой «американской мечты» не отказываются. НАСА рассчитывало в 2023 г. заложить «значительный фундамент лунной программы путём критического изучения поверхности Луны». Это будет подготовка к полёту пилотируемого космического корабля в 2024 г. Лунная программа называется «Артемида» [Artemis]; НАСА осуществляет её в союзе с агентствами Европы, Японии и Канады. В случае успеха программа восстановит присутствие человека на Луне, завершённое после «Аполлона-17» (1972). Согласно плану, запуск «Artemis 2» с экипажем состоится в 2024 г., посадка «Artemis 3» с экипажем на Луну – в 2025 г., стыковка «Artemis 4» с Lunar Gateway – в 2027 г., а затем последуют будущие ежегодные посадки на Луну.

Для начала на 2023 г. США планировали запуск двух частных посадочных модуля – Peregrine (от фирмы Astrobotic) и Nova-C (от Intuitive Machines), но даты в обоих случаях были перенесены.

Первый Nova-C (миссия IM-1) планируется запустить 12 января 2024 г. Задачей «Нова-С» является доставка небольших полезных грузов для «исследования и тестирования технологий переработки некоторых природных ресурсов Луны». НАСА выделило $77 млн на создание и запуск Nova-C.

Модуль будет нести до пяти приборов, спонсируемых НАСА. Аппарат также доставит некоторые полезные грузы от других заказчиков. Он будет работать в течение одного лунного дня (т. е. ок. 14 земным суток). Планируемое место посадки несколько раз менялось; площадка будет находиться недалеко от южного полюса Луны.

До конца 2023 г. был отложен запуск миссии Peregrine One (первоначально планировался март). Миссия содержит два лунохода, ряд научных приборов и ряд «капсул времени» из разных стран – лунный вымпел и пр. (все эти грузы оплачены заказчиками). Общая масса полезной нагрузки составит 90 кг.

***

14 июля 2023 г. была запущена индийская миссия «Чандраян-3» [Chandrayaan-3] (хинди «Лунный корабль»). Это третья (после «Чандраян-2» и «Чандраян-1») станция (АМС) Индийской организации космических исследований (ISRO) для исследования Луны. «Чандраян-3» стала повторением прошлой миссии к южному полюсу Луны; предшественник потерпел аварию на Луне в 2019 г. Полёт новой станции обошёлся в 6.15 млрд рупий ($75 млн).

Станция включала в себя посадочный модуль и луноход с прибором для термофизических исследований поверхности (он погружался в реголит на глубину до 10 см) и сейсмографом.

ISRO стало четвёртым в мире космическим агентством, совершившим мягкую посадку на Луну (после СССР, США и Китая) и первым, добившимся мягкой посадки в полярном регионе Луны. Это первая индийская миссия, достигшая поверхности Луны.

2 сентября луноход завершил основную научную программу и был переведён в режим сна. К этому времени он проехал 101,4 метра. Луноход и спускаемый аппарат не имеют систем обогрева, поэтому их программы были рассчитаны лишь на один лунный день. Если бы они перенесли холод лунной ночи, возобновления их работы можно было бы ожидать 22 сентября, когда их вновь осветило бы Солнце. Но связь с аппаратом была потеряна. (Для сравнения: китайский луноход «Юйту-2» (весом 140 кг), доставленный на Луну в 2019 г. миссией «Чанъэ-4» (кит. «Лунная фея»), отработал более трёх лет (одну тысячу земных дней); его предшественник «Юйту-1» в 2013 г. бегал по Луне 40 дней, прежде чем потерять подвижность.)

Индийский аппарат измерил температуру поверхности лунного грунта (она оказалась около +70 °C – вместо ожидавшихся +20-30 °C); на глубине 8 см температура была примерно на 60 °C ниже. Был исследован состав лунной поверхности. Спектральный анализ её материала, испарённого лазерным лучом, показал наличие серы, кремния, кислорода и ряда металлов: алюминия, кальция, хрома, титана, железа и марганца. Ранее обнаружить на Луне серу не удавалось.

Индия готовит (в сотрудничестве с японской JAXA) миссию «Чандраян-4» – также к южному полюсу Луны.

***

11 августа был выполнен запуск российской станции «Луна-25». 16 августа она была успешно выведена на окололунную орбиту. 19 августа из-за «отклонения фактических параметров импульса двигательной установки от расчётных» станция сошла с орбиты и разбилась о поверхность Луны, что обидно.

Это первое российское лунное задание, осуществляемое в НПО им. С. А. Лавочкина; оно планировалось с начала 2000-х. Последний аппарат советской лунной программы «Луна-24» был запущен в 1976 г. [«Луна-26» будет содержать нумерологическую неприятность: 26 – это два раза по 13. В космосе это почему-то имеет значение – Ю. Гагарин совершил посадку [на Земле] 13 апреля, и она была аварийной, он чуть не погиб; «Аполлон-13» стал единственным аппаратом за всю историю «Аполлонов», на котором произошла авария.]

«Луна-25» исследовала бы поверхность в районе южного полюса, в т. ч. криогенным бурением до глубины двух метров (основная задача – поиск воды). Сравните с 8 см у индусов: кто знает, реально ли вообще пробурить 2 м на Луне? Срок работы зонда на поверхности Луны был заявлен на целый земной год. (Сутки на Луне эквивалентны целому месяцу на Земле; ночь там длится две земных недели.)

***

7 сентября 2023 г. состоялся запуск станции SLIM (Smart Lander for Investigating Moon) с двумя небольшими луноходами, разработанной Японским агентством аэрокосмических исследований (JAXA). Полёт должен занять 4-6 месяцев. Основной задачей станции является демонстрация технологии точной посадки. Посадка на Луне намечена на январь-февраль 2024 г. В случае успеха SLIM станет первой японской миссией, совершившей мягкую посадку на поверхность Луны.

Миссия к Юпитеру

14 апреля 2023 г. состоялся запуск межпланетной станции JUICE (Jupiter Icy Moons Explorer) Европейского космического агентства. История проекта началась ещё до 2009 г. Запуск планировался сперва на 2020 г. В 2011 г. НАСА и Япония вышли из проекта; Роскосмос тоже планировал предоставить свой аппарат к миссии к 2022 г., но, видимо, не успел. Миссия была утверждена в 2012 г. в рамках программы Cosmic Vision стоимостью 850 млн евро. Научным руководителем проекта является русский – Дмитрий Титов (ЕКА) [снова в отечестве пророка не нашлось?] (В интернете есть только список его публикаций, без биографии. Известно, что «доктор Титов» – кандидат физ.-мат. наук, сотрудник департамента планет и комет в Max Planck Institute for Solar System Research.)

Цель проекта – изучение спутников Юпитера Ганимеда (30% научных задач), Европы и Калипсо, а также самого Юпитера (40% задач; изучение атмосферы и магнитосферы). Путь до Юпитера займёт 3000 дней (т. е. больше 7 лет). Прибытие в систему Юпитера ожидается в 2031 г., выход на орбиту Ганимеда – в 2034 г., падение на Ганимед в конце 2035 г.

Больше всего учёных интересуют наличие у лун Юпитера подповерхностных океанов жидкой воды (они «очень глубоководные»), которые могут содержать жизнь под своей ледяной поверхностью. Должны быть определены области этих океанов; должны быть сделаны измерения толщины ледяной корки; должны изучить взаимодействие спутников с газовым гигантом. Общее время исследований – 3,5 года. JUICE оснащён десятью научными приборами, включая ледопроникающий радар для исследования внутренних океанов.

Ганимед также интересен тем, что является единственным спутником в Солнечной системе, который генерирует собственное магнитное поле. За 280 дней JUICE совершит 15 облётов спутника на различной высоте, от 300 до 50.000 км. Будет составлена глобальная карта спутника. По некоторым моделям, если под ледяной корой находится океан, то высота прилива составит около 7 м (планируется произвести измерение приливов). Поверхность Ганимеда состоит, в основном, из водяного льда (от 50 до 90%), а также «сухого льда» (замороженной углекислоты); других газов (диоксид серы, аммиак), гидратированных минералов, и, видимо, органических веществ (фолин). Если удастся отождествить органику, то возникает вопрос – откуда она взялась (из метеоритов или из недр Ганимеда)?

[В 2022 г. «Московский комсомолец» сообщил, что российский ядерный буксир «Зевс», который-де будет закончен в 2024 г., в 2030 г. отправится к Юпитеру и будет исследовать океаны его лун. Публикация американскую миссию совсем не упоминала, как будто её не существует совсем; всё выглядит так, что россияне – абсолютные пионеры на Юпитере. «МК» также сообщает об удивительном двигателе нового типа – плазменном: «По расчётам 1-тонный аппарат с плазменным двигателем долетит до Марса всего за 41 день».]

Миссии к астероидам

8 сентября 2016 г. был запущен OSIRIS-REx – миссия НАСА по изучению астероидов. Стоимость миссии – ок. $800 млн (не считая ракеты-носителя Atlas V ценой ок. $183,5 млн).

12 февраля 2017 г., находясь на расстоянии 673 х 106 км от Юпитера, инструмент PolyCam на борту OSIRIS-REx успешно сделал снимки планеты-гиганта и трёх её спутников: Каллисто, Ио и Ганимеда.

3 декабря 2018 г. аппарат встретился с 101955 Bennu, углеродистым околоземным астероидом. Это произошло на расстоянии 320 млн км от Земли. Следующие два года он провёл, анализируя поверхность астероида, чтобы найти подходящее место для извлечения образца. 505 дней шло картографирование поверхности Бонну на расстоянии 5 км от него. Затем было осуществлено сближение (без прямого приземления), чтобы можно было вытянуть роботизированную руку для сбора образца.

20 октября 2020 г. OSIRIS-REx «приземлился» на Бенну в пределах 92 см от целевой точки и успешно собрал образец (57 г). 10 мая 2021 г. он покинул Бенну. Образец грунта в капсуле приземлился на парашюте в штате Юта 24 сентября 2023 г.; капсула была доставлена в Космический центр Джонсона. Вы только вдумайтесь: сложный робот болтался несколько лет в космосе, затем сблизился с астероидом, протянул руку, чтобы взять щепотку грунта, пару лет летел обратно к Земле, сплюнул на Землю капсулу и снова полетел на несколько лет в космос – и всё это пока без сбоев. Всё это обеспечивается, видимо, сложнейшей компьютерной программой. Потрясающая работа!

Бенну – небольшой астероид по сравнению с другими астероидами Солнечной системы: его ширина примерно равна высоте Эмпайр-стейт-билдинг (ок. 500 метров). Бенну может столкнуться с Землёй в конце 22 в., но, по данным НАСА, вероятность столкновения составляет 1 к 1750.

Бенну был выбран для изучения из-за наличия на нём первозданного углеродистого материала, ключевого элемента органических молекул, необходимого для жизни, и существовавших до образования Земли. Органические молекулы (аминокислоты) ранее были обнаружены в образцах метеоритов и комет. Иными словами, некоторые ингредиенты, необходимые для жизни, могут быть естественным образом синтезированы в космическом пространстве. Ожидается, что материал должен больше рассказать об источнике органических соединений, которые привели к образованию жизни на Земле.

Астероид существует уже более 4,5 млрд лет. Считается, что Бенну откололся от гораздо большего астероида в первые 10 млн лет существования Солнечной системы. Некоторые из минералов, обнаруженных в нём, были изменены водой, а это означает, что древнее родительское тело Бенну содержало жидкую воду. Астероид также богат драгоценными металлами, включая золото и платину.

OSIRIS-REx – первый космический корабль США, доставившим образцы с астероида. (Предыдущие возвращения с астероидов осуществили японские зонды в 2010 и 2018 гг.) Эта миссия имеет значение для будущих – пока фантастических – планов по добыче на астероидах дорогущих редкоземельных металлов, а также золота, никеля и кобальта (необходимых человечеству не меньше) – американцы пытаются «отработать технику» работы с астероидами. Американцы пишут, что астероиды наполнены «достаточным количеством золота, чтобы каждый человек на Земле мгновенно стал миллиардером». Но горнодобыча на астероидах остаётся в значительной степени гипотетической из-за её «головокружительной стоимости».

После завершения основной миссии космический корабль отправился к астероиду 99942 Apophis. Это потенциально опасный объект: Апофис (имя древнеегипетского бога мрака и хаоса) пройдёт очень близко к Земле 13 апреля 2029 г. Наблюдения Апофиса начнутся 8 апреля 2029 г., а через несколько дней, 21 апреля, аппарат планирует встретиться с астероидом: он будет вращаться вокруг Апофиса около 18 месяцев в режиме, аналогичном режиму на Бенну. Космический корабль выполнит маневр, аналогичный сбору образцов в Бенну, используя свои двигатели для возмущения поверхности Апофиса, чтобы обнажить и спектрально изучить недра и материал под ним. Эта миссия (OSIRIS-APEX) обойдется дополнительно в $200 млн.

***

13 октября 2023 г. НАСА запустила миссию Psyche, тоже важную для будущего астероидных проектов. Миссию одобрили ещё в январе 2017 г. Её стоимость – $985 млн. Аппарат летит к астероиду 16 Psyche. Это самый тяжёлый из известных астероидов М-типа со средним диаметром 220 км. Считают, что это обнажённое железоникелевое ядром протопланеты, остаток сильного столкновения с другим объектом, в результате которого с неё содрали мантию и кору. Миссия должна изучить вопрос происхождения планетных ядер. Аппарат достигнет цели где-то в 2029 г. Он не совершит посадку на астероид, но будет находиться на его орбите с августа 2029 г. до конца 2031 г.

В мае 2023 г. Космическое агентство ОАЭ объявило о миссии к поясу астероидов, запуск которой запланирован на 2028 г. Миссия посетит 7 астероидов и попытается приземлиться на одном из них в 2034 г.

«Евклид»

1 июля 2023 г. с мыса Канаверал была успешно запущена космическая обсерватория «Евклид», разработанная Европейским космическим агентством. Телескоп длиной 1,2 м будет исследовать «тёмную вселенную», историю расширения Вселенной, формирование космических структур, наблюдая за миллиардами галактик на трети неба. Цель миссия – лучше понять тёмную материю и тёмную энергию в космосе.

Обычная материя, из которой состоят звёзды, планеты и жизнь, составляет всего ок. 5% от всего содержимого Вселенной. Остальные 95% приходятся на «две загадочные сущности» – тёмную материю и тёмную энергию.

Тёмная материя не излучает и не поглощает свет, но оказывает гравитационное воздействие на обычную материю. Астрофизики объясняют: «тёмная материя образует невидимые скелеты, вокруг которых собираются галактики и кластеры галактик», «без тёмной материи эти структуры не могли бы сформироваться и удерживаться вместе». Тёмная материя составляет ок. 27% от всей массы-энергии Вселенной (а тёмная энергия –ок. 68%). Тёмная же энергия противодействует гравитации и вызывает ускоренное расширение Вселенной (и скорость расширения Вселенной постоянно растёт).

«Евклид» уже достиг особое место в космосе – точку Лагранжа L2 между Солнцем и Землей, которая расположена на расстоянии 1,5 млн. км от Земли – почти в четыре раза дальше, чем Луна.

«Евклид» будет измерять красное смещение галактик (ок. 30 млн «объектов»), эквивалентное взгляду на 10 млрд лет назад. Иными словами, он будет фотографировать-исследовать галактики, расположенные на расстоянии до 10 млрд световых лет от нас. Результаты работы будут исследовать более 1200 человек в 100 лабораториях в 18 странах (ЕС, США, Канада, Япония).

Запуск первоначально планировалось осуществить с помощью ракеты-носителя «Союз-СТ-Б» c космодрома Куру́ (Франц. Гвиана). В 2022 г. из-за российско-украинского конфликта и санкций, запуски «Союзов» из Куру стали невозможны. Стоимость миссии – 500 млн евро. Миссия рассчитана на 6 лет (с возможностью продления).

7 ноября ЕКА обнародовала первые цветные фотографии космоса с обсерватории. Речь идёт о – ни много, ни мало – о создании в будущем «самой обширной 3D-карты Вселенной».

---

Мстислав КНЯЗЕВ,
Москва.
Писатель, журналист.
Для “RA NY”