Колумнист

Отважные малыши в космосе: какие аппараты исследуют Вселенную прямо сейчас

«Московские новости» продолжают смотреть вверх в поисках ответов на вечные вопросы Вселенной. Этот путеводитель по космосу составлен благодаря путешествиям отважных малышей-первооткрывателей — механических землян, рискующих собой вместо нас. Познакомьтесь с ними — и понаблюдайте в реальном времени.

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».

Инфографика: «Московские новости»

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 должны быть направлены на благо всех народов, независимо от степени их экономического или научного развития».

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.

Инфографика: «Московские новости»

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 космические малыши — разнообразные КА, которые сталкиваются с неизвестностью за нас.

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 отправили на околоземную орбиту. Здесь находятся аппараты с самой понятной пользой. 

«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.

Фото: NASA

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.
Cнимки с поверхности Луны,
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.

Кстати, вы внимательно читаете?

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 солов (это примерно 4109 земных дней) и преодолел более 31 км. Планетоход, рассчитанный всего на один марсианский год — 669,5 солов, или 686 земных суток, — проработал уже 10 лет, а в 2022 году миссию продлили еще на 3 года.


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 5 мм рт.ст. Так что пока наиболее комфортный способ путешествия к соседу — прогуляться по его поверхности глазами и гусеницами Curiosity.

Марсоход Curiosity 
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 о нашем присутствии.

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 кометах и астероидах: за ними мы тоже следим и даже иногда их щупаем. Вычисляем, какие из них потенциально могут угрожать нашей «Бледно-голубой точке», ищем отгадки происхождения жизни и потенциальные источники ресурсов.

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, попали на Землю 4–4,5 млрд лет назад».

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.

Копировать ссылкуСкопировано