2023 год в космосе: самое интересное для Украины и мира

2023-й подходит к концу, потому самое время оглянуться назад и вспомнить все выдающиеся космические свершения, состоявшиеся в этом году. Индийское присутствие на Луне, длительная юпитерианская миссия Европы, возвращение образцов астероида на Землю, новейшие телескопы по исследованию темной энергии и материи и даже спутники-шпионы северокорейского диктатора — через призму этих событий очень легко понять 2023 год в космонавтике.

Спутниковое наблюдение за Землей: три разных взгляда

Ряд интересных изменений произошел в этом году в секторе наблюдений за Землей. Собственно, с этого и начался космический год: SpaceX в рамках миссии Transporter-6 на ракете Falcon 9 с космодрома базы ВВС США на мысе Канаверал 3 января успешно вывела на орбиту первый в мире мониторинговый спутник для ведения точного земледелия — EOS SAT-1 разработки EOS Data Analytics совместно с Dragonfly Aerospace.

Мониторинговые спутники стали основным вектором воплощения новаторских решений и подходов. EOS SAT-1 это подтверждает — с орбиты спутник наблюдает за состоянием растений и посевных культур, лесными угодьями, уровнем выброса СО₂ и ненормированным использованием пестицидов и удобрений. Он способен делать мультиспектральную съемку в 11 доступных диапазонах, что позволяет обзавестись полной информацией о состоянии посевных земель. Анализ полученных изображений происходит с помощью систем искусственного интеллекта — еще одного актуального решения от компании EOS Data Analytics.

Помимо повышения уровня аграрного менеджмента, EOS Data Analytics оказывает большую услугу и самой Украине, привлекая к проекту отечественных специалистов. Украинская SETS (Space Electric Thruster Systems) ответственна за разработку электрического двигателя для корректировки орбитального положения спутника — ST-25, а днепровская Flight Control Propulsion напечатала двигатель и основные конструктивные элементы спутника на 3D-принтере промышленного производства.

Поскольку EOS SAT-1 предназначен для наблюдения за сельскохозяйственными угодьями, он расположился на солнечно-синхронной орбите. Особенности орбиты позволяют двум его оптическим камерам DragonEye всегда направляться на солнечную сторону Земли. Суточная площадь покрытия EOS SAT-1 достигает 1 млн кв. км. На сегодняшний день планы компании до 2025 года включают вывод еще шести мониторинговых спутников на орбиту. Вместе площадь охвата созвездия будет превышать 12 млн кв. км.

К слову, январская миссия Transporter-6 развернула на орбите не только EOS SAT-1 — на борту было еще 114 полезных грузов. Среди них — три спутника от финской ICEYE. Январский запуск не стал полностью удачным для этой компании — один из трех ее мониторинговых спутников был утрачен при развертывании. Однако компания компенсировала эту потерю во время последующих космических стартов в этом году: в июне и ноябре ICEYE разместила на орбите еще восемь спутников наблюдения (по четыре за каждый запуск). В целом финская компания планирует расширить свое созвездие до 18 зондов.

Спутники ICEYE отличаются от EOS SAT-1 не только по назначению, но и по технологии — агроспутники делают съемку в оптическом диапазоне, а финские предлагают решения с радарами с синтетической апертурой (SAR). Эта технология позволяет производить наблюдения в радиодиапазоне, независимо от направления лучей света. Таким образом SAR может вести наблюдение в любое время суток и при любых погодных условиях: радиолучи просто проходят везде — там, где свет неспособен. Количество SAR-спутников над зоной интереса также предоставляет большее количество плоскостей, повышая уровень общей осведомленности о ландшафте территории.

Компания хорошо знакома украинцам, поскольку один из ее новейших спутников наблюдения Украина приобрела для нужд спутниковой разведки с целью противодействия российской армии. Отметим, что сделка состоялась при прямой поддержке Макса Полякова — основателя группы компаний Noosphere. Удивительно, по прихоти судьбы, именно финский спутник ICEYE сейчас помогает еще и защищать украинское зерно, которое так стремится вырастить EOS Data Analytics. Показательный пример партнерской солидарности в трудные времена.

На другом конце света дела с использованием ресурса спутникового наблюдения за Землей обстоят совсем иначе. 21 ноября Северная Корея с третьей за год попытки запустила на орбиту свой первый спутник-шпион для круглосуточного наблюдения за территорией корейского полуострова — об этом сигнализировали Япония и Южная Корея.

Видео запуска Malligyong-1 от 21 ноября 2023 года

КНДР свой разведывательный Malligyong-1 называет «законным правом на усиление собственных возможностей к самообороне». Конечно, у вменяемого мира — ни малейших иллюзий относительно оборонного назначения этого космического аппарата.

Опыт запусков трех вышеперечисленных видов спутников наблюдения весьма показателен. Если украинская компания способствует выращиванию зерна, а финская может предоставить доступ к гиперчувствительным наблюдениям ландшафта в радиоспектре, северные корейцы выводят свои зонды для шпионажа и потенциально военного применения. Такие вот три разных взгляда на одну технологию.

К тому же здесь очень интересно наблюдать за цифрами. По скорости и количеству развернутых на орбите аппаратов две молодые частные спутниковые компании превосходят весь производственный «потенциал» целой страны северокорейской диктатуры. Конечно, это в том числе и благодаря ракетным возможностям США, ведь в уходящем году только на американский частный сектор приходилась львиная доля ракетных запусков, из которых непосредственно SpaceX провела 92 (речь идет лишь о Falcon 9 и Falcon Heavy по состоянию на 20 декабря 2023 года). В целом же 2023 год уже отметился новым рекордом в частоте ракетных стартов. По состоянию на середину декабря их уже 211. 

Присутствие на Луне: три разные попытки

Заинтересованность в присутствии на Луне тоже стала одной из главных тем для космических компаний в 2023-м. В этом году в лунной гонке было трое претендентов, задавшихся целью осуществить мягкую посадку на спутник Земли. Не всем из них повезло.

Индийская организация космических исследований (ISRO) попыталась первой, запустив уже третью по счету лунную миссию Chandrayaan-3, стартовавшую 14 июля 2023 года на индийской трехступенчатой ракете средней подъемности LVM-3 из Космического центра Сатиша Дхавана.

Chandrayaan-3 призвана была достичь целей, которых четырьмя годами ранее не добилась Chandrayaan-2 — выход на орбиту Луны, посадку на ее поверхность аппарата Vikram и развертывание там роботизированного ровера Pragyan. Лунная миссия Chandrayaan-3 интересна еще и тем, что ее посадочный модуль устремился к самой южной из когда-либо выбранных посадочных зон на Луне.

Ввиду особенностей выбранной траектории запуска Chandrayaan-3 понадобился почти 21 день, чтобы добраться до Луны. 5 августа 2023 года космический аппарат вышел на запланированную орбиту, а 23 августа его посадочный модуль Vikram успешно коснулся лунной поверхности, сделав Индию четвертой страной в мире, совершившей мягкую посадку на спутник Земли.

После того как Vikram удачно завершил посадку на Луну, команда ISRO, ответственная за реализацию космической миссии, определила, что модуль содержит еще более 100 кг топлива, которые можно использовать для перемещения зонда на удаленную околоземную орбиту. Попытка вернуть Chandrayaan-3 на орбиту Земли не была анонсирована ISRO заранее и состоялась в несколько этапов, длившихся с 9 октября по 22 ноября. За это время зонд совершил ряд орбитальных маневров, которые помогли ему покинуть орбиту Луны и направиться к нашей планете. Когда 22 ноября Chandrayaan-3 выполнил свой первый перигей на удаленной околоземной орбите (154 тыс. км от Земли), ISRO обнародовала информацию об этом неожиданном перелете, заявив, что отныне и у Индии имеется отработанный механизм доставки лунных образцов на Землю при реализации будущих посадок на спутник (по предварительным планам, Chandrayaan-4 должен стартовать не ранее 2026 года).

Теперь уже весьма комично воспринимаются августовские заявления роскосмоса, который намеревался опередить ISRO в ее попытке первой совершить посадку на Луну. Запущенный 10 августа 2023 года на ракете «Союз 2.1б» российский посадочный модуль «Луна-25» сошел с орбиты и разбился о лунную поверхность. По планам роскосмоса, зонд должен был отправиться по сверхкороткой лунной траектории, добравшись до поверхности спутника уже 19 августа, на четыре дня раньше запланированной посадки индийского Vikram.

Итак, в роли межзвездного пепелаца выступила «Луна-25» — космическая посадочная платформа, проект которой разрабатывался рф, начиная с 1997 года. Изо всех сил обновленная империя зла стремилась возродить лунное наследие советской программы, последняя миссия которой, «Луна-24», состоялась еще в середине 70-х годов прошлого века. Космическая программа россии грезила этими призраками прошлого, но мечты не имели ничего общего с реальностью — 19 августа связь с посадочным модулем прервалась. После непродолжительной оторопелой паузы роскосмос объявил об утрате космического аппарата. Обломки «Луны-25» остались где-то на Луне, резюмируя 27-летний период потерянного россиянами времени.

Японское агентство аэрокосмических исследований (JAXA) в сентябре тоже пыталось покорить лунный грунт. Однако, в отличие от первых двух кандидатов, Япония пошла более характерным для себя, взвешенным путем развития событий.

Космический посадочный модуль SLIM (Smart Lander for Investigating Moon) был запущен на борту ракеты-носителя H-IIA № 47 (H-IIA F47) из космического центра «Танэгасима» утром 7 сентября 2023 года (японское стандартное время, JST). Вместе с лунным модулем ракета запустила на орбиту Луны и суперсовременную рентгеновскую обсерваторию X-Ray Imaging and Spectroscopy Mission (XRISM), которую JAXA разрабатывало совместно с NASA. Рентгеновская астрономическая обсерватория предназначена для изучения структурообразования Вселенной, исследования космической плазмы и поиска темной материи и темной энергии. Сейчас оба космических аппарата — на пути к переходной орбите Луны, удачно завершив 1 октября маневр по корректировке орбиты. Согласно предварительному плану, SLIM должен совершить посадку в районе кратера Шиоли уже в марте 2024 года.

В целом заинтересованность стран и частных компаний в присутствии на Луне росла на протяжении всего 2023 года. Это довольно показательно демонстрирует увеличение участников в американской инициативе по исследованию Луны — Artemis Accords (АА). Только за текущий год количество стран, присоединившихся к соглашению, возросло почти на 30%. К АА присоединились Чехия, Испания, Эквадор, Индия, Германия, Нидерланды, Исландия, Болгария и Ангола. Таким образом, список членов Соглашений Артемиды на сегодня остановился на отметке 33 страны. США стремятся усовершенствовать некоторые положения Договора о космосе (OST) по регламентации деятельности стран при усилении присутствия на Луне и других небесных телах. Основные положения касаются налаживания механизма регистрации космических аппаратов и юридического регламента процесса добычи внеземных ресурсов.

Сразу после написания Artemis Accords их начала активно критиковать КНР. Вокруг собственного проекта по будущему построению Международной исследовательской станции на Луне (ILRS) Пекин тоже создал ряд положений, и даже международные институты для усиления их юридической силы. Китайская альтернатива AA постепенно дополняется новыми странами-участницами, которые присоединяются к проекту построения и дальнейшей эксплуатации станции. Сейчас в этот список входят КНР, Венесуэла, Пакистан, ОАЭ, Южная Африка, Азербайджан, россия и Беларусь, а также Азиатско-Тихоокеанская организация космического сотрудничества (APSCO).

Для достижения цели по покорению Луны КНР делает большую ставку на модернизацию своего ракетного парка. В этом году орбиты достигла первая в мире ракета на метановом топливе (смесь жидкого метана с жидким кислородом) — Zhuque-2, которая 12 июля 2023 года со второй попытки покорила орбиту. Новое более дешевое и доступное топливо может предоставить ракетам необходимую мощность для доставки больших объемов полезных грузов на Луну, которые будут использованы в построении лунных баз и исследовательских станций.

Американская SpaceX также готовится к гонке за Луну — во второй половине года компания провела два запуска своей сверхтяжелой ракеты Starship/Superheavy. И если первый ее старт от 20 апреля сразу постигли проблемы (не запустились все 33 двигателя Raptor и впоследствии случился неконтролируемый спин ракеты), второй тестовый полет 18 ноября прошел значительно лучше. Во время него Starship/Superheavy продемонстрировала успешное разделение двух ступеней, но потом потеряла космический корабль Starship. Это произошло на 8,03 мин миссии, когда корабль находился на высоте 148 км, развив скорость в 24 122 км/ч.

Напомним, NASA именно Starship/Superheavy выбрало для достижения всех целей лунной программы Artemis. Только по предварительным расчетам, это потребует около 20 стартов сверхтяжелой ракеты. Starship также задействована в реализации Human Landing System (HLS) — части программы Artemis, предусматривающей доставку людей на спутник нашей планеты.

На Луне, как и на Земле, можно заметить нарастающий уровень стратегического соперничества, которое уже в полную силу разворачивается и на земной орбите. Ни у одной из сторон нет иллюзий относительно упорства этого противостояния. 14 ноября 2023 года Американо-китайская комиссия по обзору экономики и безопасности представила свой ежегодный отчет. В документе объемом 741 страница описаны основные вызовы будущей конфронтации США и КНР, в частности пристальное внимание уделено именно космической гонке. В итогах указано, что для США такая модель напряженных отношений может стать «новой нормой», которая, скорее всего, будет касаться и активности на Луне.

Солнечная система и глубокий космос: три вектора развития

В этом году политических противоречий не было заметно, пожалуй, только в миссиях по исследованию Солнечной системы и глубокого космоса. Главное внимание сосредоточилось на трех ключевых векторах развития исследовательской деятельности в этом направлении: возвращение образцов астероидов, изучение других планетарных систем Солнечной системы и наблюдение космоса с помощью новых детекторов и обсерваторий.

Американское NASA достигло наибольших успехов в первом из этих пунктов — по возвращению образцов астероидов. Свою семилетнюю миссию по доставке грунта с астероида Бенну в сентябре завершил заборник аэрокосмического агентства — OSIRIS-REx. Космический аппарат воспользовался роботизированным механизмом для забора образцов TAGSAM (Touch-And-Go Sample Acquisition Mechanism) во время 5-секундного точечного контакта с поверхностью астероида Бенну в декабре 2018 года.

В контейнер для забора материала должно было попасть не менее 60 г пыли и камней с астероида, однако, согласно предварительным заявлениям NASA, зонд перевыполнил задачу. Всего за несколько дней, минувших после парашютного приземления OSIRIS-REx 24 сентября в штате Юта, по сообщению аэрокосмического ведомства, изъяли более 70,3 г пыли и каменистого грунта Бенну, который находился на внешней панели роботизированного ковша. Позже в NASA пояснили, что это один из самых обогащенных углеродом образцов породы из когда-либо доставленных на Землю.

Впрочем, контейнер, где содержатся специально собранные частицы астероида, оказался заблокированным вследствие заклинивания двух из 35 креплений на герметичной камере с этим ценным материалом. Несмотря на временные трудности с высвобождением основной массы образцов, США стали первой страной, выполнившей миссию по доставке камней и пыли с астероида на Землю.

Не дожидаясь открытия главного блока капсулы OSIRIS-REx, 13 октября NASA запустило еще одну миссию по исследованию астероида. На этот раз космический аппарат направился на встречу с никелево-металлическим гигантом Психея 16 (вес 2,27⋅10¹⁹ кг), крупнейшим в Солнечной системе астероидом М-типа.

Psyche оснащен четырьмя научными инструментами: магнитометром PM, гамма и нейронными спектрометрами, мультиспектральной камерой и модулем оптической лазерной связи с Землей — инновационной для NASA технологией передачи данных на космические расстояния с помощью света. По предварительным расчетам, зонд должен приблизиться к Психее 16 уже в 2029 году, с возможной задержкой до 2030-го.

В этом году также стартовала самая дорогая космическая миссия за всю историю Европейского космического агентства (ESA) — эксперимент по исследованию ледяных лун Юпитера (JUICE). Как и Psyche от NASA, путешествие JUICE не будет коротким: восемь лет понадобится аппарату для того, чтобы занять место на орбите, которая поможет в кратчайшие сроки последовательно пролететь мимо Каллисто, Ганимеда и Европы, а также исследовать три меньших галилеевых спутника Юпитера. Запуск JUICE стал еще и предпоследним стартом для ракеты Ariane 5, которая окончательно прекратила свои полеты чуть позже в этом году, ожидая замену в лице Ariane 6, в конце ноября проведшей успешные испытания своих маршевых двигателей.

Недавно ESA обнародовало фильм, демонстрирующий процесс построения космического юпитерианского зонда — «Создание JUICE» (Making of JUICE)

В этом году ESA достигло успехов и в развертывании новых детекторов для исследования Вселенной и поиска темной энергии и темной материи. Миссия Euclide — это широкоугольный космический телескоп с 600-мегапиксельной камерой для записи видимого света. Европейский зонд оснащен и спектрометром ближнего инфракрасного диапазона, и фотометром для определения красного смещения наблюдаемых галактик. 

ESA надеется, что инструменты, установленные на космической обсерватории Euclide, помогут лучше понять процесс образования темной энергии и темной материи — для этого телескоп будет выполнять точные замеры скорости, с которой ускоряется наша Вселенная, ведь именно за это отвечают темные материя и энергия. В начале ноября ESA опубликовало захватывающее видео первых снимков на 600-мегапиксельную камеру телескопа.

К нынешним активам ESA следует отнести и успешную демонстрацию технологии деорбитера ADEO, состоявшейся 27 января. Новый космический аппарат Европа предлагает использовать для устранения обломков космического мусора с орбиты — что является еще одним огромным вызовом современности.

Столь разные упомянутые выше события хорошо описывают основные тенденции, по которым сегодня движется космический сектор. Больший уровень конкуренции вместе с новыми межнациональными партнерствами и союзами, очевидно, подталкивают развитие всей космической отрасли. Эта картина останется прогнозируемо постоянной, потому в следующем году мы обязательно увидим первые крупные миссии по доставке полезных грузов на Луну (особенно в рамках программы NASA — Commercial Lunar Payload Services), а также старт нового семейства западных метановых ракет, которые ожидаемо смогут конкурировать с китайскими.