Другие космические путеводители «Московских новостей»
Куда мы полетим, когда добьем Землю: путеводитель по запасным вариантам для землян.
Универсальный путеводитель по космической Москве для детей и взрослых.
Обстоятельства цели: зачем землянам космос
Там же холодно и страшно!
Простой ответ: мы стремимся исследовать Вселенную, эволюцию и жизнь. Понимание устройства окружающего помогает нам развивать технологии и открывать всякие новые штуки.
Чуть больше 60 лет мы «бороздим просторы», но уже многое поняли об окружающем нас безмолвии космоса и постепенно его осваиваем. Уже сейчас у нас есть спутниковая связь, снимки далеких галактик и даже пара космических домов — МКС, китайский «Тяньгун» и советско-российская заброшка «Мир».
Если вдуматься, космос — еще и инструмент самоутверждения выдуманных землянами государств: мы разбились на группы и меряемся мозгами ученых, силой экономик и эффективностью медиавоздействия друг на друга. Тем не менее 27 января 1967 года земляне заключили «Договор о принципах деятельности государств по исследованию и использованию космического пространства, включая Луну и другие небесные тела». Согласно документу, космос никому не принадлежит, а «исследование и использование космического пространства
Сегодня свои космические агентства имеют 70 стран мира. Шестнадцать из них, включая Иран, Бразилию, Северную Корею и Кению, способны осуществлять собственные запуски. Отправить людей в космос могут пока только три страны: Россия, США и Китай.
Обстоятельства образа действия: каким образом мы исследуем Вселенную?
Самостоятельно люди ведут исследования преимущественно на орбите Земли — на МКС и китайской станции «Тяньгун», всего 9–14 человек единовременно. За время работы над этим текстом количество жителей орбиты сократилось с 13 до 10: трое землян благополучно вернулись домой после пока что самого длительного отсутствия дома — 371 сутки.
Но даже год это очень мало, да и слишком близко к Земле для масштабных исследований. В дальних странствиях нам помогают отважные
Большинство из них никогда не вернется домой. Эти аппараты — наши глаза, уши и руки за пределами Земли.
Мы запустили в космос примерно 16 659 аппаратов (по крайней мере, про эти мы знаем достоверно). В том числе 57 — на Луну, 24 — к Солнцу, 18 — на Марс, 15 — на Венеру и один — на орбиту Цереры. В этом тексте мы расскажем о нескольких наших отважных исследователях в разных точках Вселенной.
Околоземная орбита
Наибольшее количество объектов мы
«Космос начинается там, где авиация становится невозможной» — за т.н. линией Кармана в 100 км над уровнем моря (это верхняя граница государств). Далее на разных уровнях решаются наши прикладные задачи.
Очень условно пространство над Землей можно представить так.
- 120 км. Здесь начинаются орбиты спутников-шпионов. Объекты на высоте до 160 км нестабильны, зато они хорошо видят Землю.
- 200–500 км. «Обитаемый пояс», где находятся космические станции.
- 300–2000 км. Территория низкоорбитальных объектов — спутников связи, навигации, аппаратов для атмосферных и других исследований.
- 600–1000 км. Низкая мусорная орбита, где летают отработанные военные спутники.
- 19 100 – 23 222 км. Орбиты навигационных спутников, включая ГЛОНАСС, GPS и китайские «Бэйдоу».
- 35 786 км. Геостационарная орбита (ГСО) — если удачно расположить там спутник, он будет вращаться вместе с Землей, «зависнув» над одной точкой ее поверхности.
- Еще 200–300 км над геостационарной орбитой. «Орбита захоронения», куда с ГСО уходят на покой отслужившие спутники.
На ГСО расположены, например, телевизионные спутники — поэтому принимающие сигнал земные «тарелки» всегда смотрят куда-то в одну точку на небе. К слову, эта орбита очень загружена, а количество свободных мест ограничено, поэтому ее использование строго регулируется международными правилами.
А еще в космосе полно мусора, уже случались ДТП (корректнее, пожалуй, КТП — космические транспортные происшествия), есть угрозы и для обитаемых станций. Одна из приоритетных задач на ближайшие годы — найти способ прибрать за собой на орбите.
Понять, что происходит над нами в реальном времени, помогут энтузиастские проекты с наглядной визуализацией.
Space Gid покажет объекты, данные которых не засекречены, а сайт Satellite Map знает местоположение спутников Starlink. Посмотреть на Землю глазами МКС позволяет прямая трансляция с камеры на ее корпусе, а здесь показано, где прямо сейчас пролетает один из наших космических домов.
С 1957 года спутники заметно эволюционировали по функционалу, материалам, форме и размерам: сегодня мы создаем наноспутники (1–10 кг), пикоспутники (100 г – 1 кг) и даже фемтоспутники — менее 100 г.
Космический малыш, доступный (даже) студентам
Один из любопытных наноспутников — первый эстонский ESTCube-1 весом всего 1,05 кг. На высоте чуть больше 660 км он попробовал протестировать технологию электрического солнечного паруса для разработки малого космического двигателя. К сожалению, раскрыть парус не удалось, зато он сделал несколько классных фоток. Пока ESTCube-1 остался кружиться по орбите, а к 2036 году опустится в атмосферу и сгорит.
К слову, разработала малыша исследовательская группа Тартуского университета, а обошелся он примерно в €100 тыс. (70 из которых ушло на запуск). Спутники типа кубсат (CubeSat) — удобные «полуфабрикатные» решения, доступные университетам и частным компаниям. Космосом сегодня могут заниматься даже студенты.
Луна
Это первый и единственный астрономический объект, по которому на рубеже 1960–1970-х потоптались не только земляне механические, но и представители Homo Sapiens. Сейчас мы готовимся вернуть человека на Луну благодаря миссии Artemis («Артемида»). Заявленные цели программы не только материальные, экономические и научные, но и творческие — «вдохновение для нового поколения исследователей». Держим кулачки и за будущие исследовательские миссии Луна-26, 27 и 28.
Луна — потенциальный источник ресурсов для землян и возможное место еще одного нашего космического дома.
В конце августа этого года индийский спускаемый модуль «Чандраян-3» помог высадиться на наш спутник роверу «Прагъян» («Прознание»): малыш проехал 100 метров, после чего уснул. Зато он успел:
- подтвердить наличие в грунте серы, а также железа, кальция и других металлов;
- потыкать Луну и понять, на глубине 8 см сильно холоднее, чем на поверхности;
- и, возможно, стать первым земным свидетелем
лунного землетрясения .
сделанные луноходом «Прагъян»
Фото: ISRO
Открытия, которые сделал «Прагъян», помогут нам в освоении Луны, включая нахождение способа добыть там воду. Сейчас он временно припарковался на Луне в компании с советскими «Луноходами», роверами «Аполлон», на которых гоняли астронавты из США, китайским «Юйту» и другими штуками разной степени исправности.
Кстати, НАСА фиксирует все рукотворные объекты, оставленные на Луне, — есть даже беруши и пара полотенец — держите под рукой на случай непредвиденного путешествия.
«Нефритовый Кролик» — самый усердный лунный малыш
Yutu-2 («Юйту-2», или «Нефритовый Кролик – 2») в 2019 стал первым, кто совершил мягкую посадку на обратной стороне Луны. По состоянию на январь 2023 года он прошел 1455 метров через кратер Фон Карман, а 24 августа его радар все еще продолжал исследования.
Еще в сентябре 2021 года, проработав 1000 земных дней, «Юйту-2» поставил рекорд по длительности эксплуатации лунохода, кратно превысив свои плановые показатели. Он совершил множество научных открытий, и как минимум одно из них очень трогательное: сначала он зафиксировал странный объект, который напомнил землянам хижину, но при ближайшем рассмотрении она оказалась «камнем в форме кролика». Сейчас «Юйту-2» продолжает свое путешествие, хотя мировых новостей об этом почти нет.
Линия на орбите Земли, где начинается космос, и кратер на Луне, который исследует «Юйту-2», названы в честь одного и того же человека — аэрокосмического инженера и физика Теодора фон Кармана. Он автор множества открытий и один из участников группы венгерских ученых еврейского происхождения, эмигрировавших в США в первой половине XX века и прославившихся своими разработками, — эту группу шутливо называют «Марсиане».
Марс
Вероятно, первым воплощением Марса в кино стала советская «Аэлита» (1924) по мотивам книги Алексея Толстого. Герои летят на Марс и, разумеется, тащат с собой человеческие пороки: инженер Лось, похоже, убил свою жену, красноармеец Гусев мечтает устроить на Марсе революцию, а сыщик-любитель Кравцов самоуправствует в стремлении добиться места в МУРе. И вот зачем это все Марсу?
К счастью, пока никого, кем можно делать революции, на планете-соседе не обнаружено, хотя марсоходы Curiosity («Любознательность») и Perseverance («Настойчивость») очень старались. Сейчас на Марсе работают несколько неподвижных автоматических марсианских станций, два уже названных ровера и один кроха-вертолет Ingenuity («Изобретательность») — верный спутник Perseverance. Есть и семь действующих орбитальных станций.
Самый опытный земной марсианин
Ровер Curiosity провел на Красной планете почти 4000
За это время Curiosity сделал сотни классных селфи и снимков планеты, собрал образцы породы, запечатлел марсианские облака. Однако главное — малыш обнаружил возможные следы воды, наличие на поверхности планеты органического углерода и метана в атмосфере и другие признаки того, что когда-то на Марсе были необходимые условия для существования жизни, какой ее знаем мы.
Наш сосед — пока один из главных претендентов на колонизацию. Хотя и не самый комфортный: в день написания этого текста температура на Марсе колебалась от −11 до −76 градусов Цельсия, а давление — чуть больше
Фото: Zuma / TASS
Другие объекты и места Солнечной системы
Многие миссии и открытия нам только предстоят. Мы готовимся отправить на спутник Марса «Фобос Грунт − 2», чтобы взять с него пробы. Планируем однажды добавить к 22 тоннам земных штуковин, валяющихся на Венере, еще немного.
Кстати, пока всего пять «землян» сумели покинуть Солнечную систему или совсем скоро это сделают — два «Вояджера» (Voyager), два «Пионера» (Pioneer) и «Новые горизонты» (New Horizons). Последний летал посмотреть на Плутон, а теперь стремительно удаляется и от него, чтобы продолжить свое бесконечное путешествие и сообщить возможным обитателям других планет
Наишустрейший космический малыш Parker
Солнечный зонд Parker летит изучать корональную атмосферу, в частности магнитные поля в источниках солнечного ветра — именно он вызывает на Земле полярные сияния, а еще магнитные бури, от которых в разной степени страдаем мы все. Первые пробы и открытия он уже совершил, а всего за время своей активной научной работы — до 2025 года — зонд совершит 24 витка вокруг Солнца и соберет много данных о нашей звезде.
На сегодняшний день Паркер — самая быстрая штука, созданная человеческими руками. 27 сентября 2023 года аппарат достиг скорости 635 274 км/ч, и для малыша это не предел.
Иногда исследователей интересуют не конкретные объекты вроде звезд и планет, но некоторые области в пространстве, например точки Лагранжа.
Точки Лагранжа — своего рода «космические парковки» между двумя крупными телами, например Земля – Луна или Земля – Солнце, где небольшие аппараты испытывают только гравитационное воздействие этих двух тел и остаются относительно них неподвижными. В таких точках удобно размещать солнечные и другие астрофизические обсерватории, космические телескопы, ретрансляционные станции и проч. Мы припарковали там множество объектов, включая телескоп «Джеймс Уэбб» и обсерваторию «Спектр-РГ», которая подсматривает за черными дырами, нейтронными звездами и другими штуками.
К слову, еще одна задача освоения космоса — доказывать, что мы были правы (или ошибались).
Существование подобных точек в космосе предположил математик Жозеф Луи Лагранж еще в 1772 году. Если бы он дожил до 1978 года, когда вблизи точки L1 системы Солнце – Земля начал работать международный исследователь комет ISEE-3, то мог бы справедливо воскликнуть: «Я так и говорил!»
К слову о
Самый дерзкий — OSIRIS-REx
21 сентября 2020 года состоялось, пожалуй, самое дерзкое ограбление в Солнечной системе: аппарат OSIRIS-REx приблизился к астероиду Бенну (101955), стащил у него образец грунта (реголита) и быстро скрылся с места преступления. 24 сентября этого года малыш-налетчик доставил их на Землю. Мы и раньше совершали космические ограбления подобного масштаба, например умыкали образцы грунта японскими миссиями «Хаябуса» — с астероидов Итокава (25143) и Рюгу (162173), но впервые провернули это без прямой посадки на объект.
11 октября этого года ученые сообщили, что в образцах грунта с Бенну найдены свидетельства наличия воды и углеродов, а также органические молекулы: «Земля обитаема потому, что у нас есть океаны, озера и реки и дожди, а все потому, что глинистые минералы, подобные тем, что мы увидели на Бенну,
Возможно, когда мы создадим настоящий ИИ и наделим наших космических малышей чем-то схожим с сознанием, они крепко обидятся на нас за то, что мы оставляем их одних в холодном, пустынном и недружелюбном космосе, без права вернуться домой.
А быть может, машины будут совершенствоваться и бороться друг с другом за право быть отправленными в космос — чтобы испытать радость первооткрытия и сделать то, что людям пока недоступно. Кто знает, быть может, так они будут просто сбегать от нас куда подальше, уверившись в том, что человечество облажалось, у Земли нет будущего, а у них может получиться создать что-то лучшее, чем крохотный шарик, разделенный между людьми, не умеющими договариваться.