Непростой во многом 2022 год подошел к концу, а это означает, что самое время подвести его итоги в сфере космоса. В первой части нашего материала мы выбрали три значимые космические миссии уходящего года, оказавшие наиболее ощутимое влияние на космический сектор в этом году.
Тест планетарной защиты: успех миссии DART
Создание системы планетарной защиты для противодействия астероидам, которые в будущем могут угрожать Земле, до 2022 года было хотя и прекрасной, но всего лишь теорией. Миссия NASA по двойному перенаправлению астероидов DART (Double Asteroid Redirection Test) смогла доказать ее работоспособность. Основной целью DART была демонстрация возможности изменения траектории астероида посредством столкновения с ним космического аппарата.
Для проверки потенциальной возможности влиять на орбиту астероидов в NASA выбрали бинарную систему астероидов 65803 Дидим, состоящую из астероида Дидим и вращающегося вокруг него спутника — Диморфа. Именно меньший по размерам Диморф был определен для демонстрации способностей DART. Согласно плану NASA, космический аппарат должен был попасть в центральную область 160-метрового астероида и попытаться изменить его орбитальную траекторию обращения вокруг более массивного Дидима.
Запуск космического аппарата DART состоялся 24 ноября 2021 года с космодрома Ванденберг с помощью ракеты-носителя Falcon 9. После отсоединения от разгонного блока ракеты DART запустил свой ксеноновый электрический двигатель NEXT-C и устремился в десятимесячное путешествие к системе астероидов.
Сближение с астероидом произошло 26 сентября 2022 года. Фронтальная оптическая камера, установленная на зонде, осуществляла съемку в момент его подлета к астероиду. Благодаря заблаговременному включению камеры команда, отвечающая за миссию DART, смогла впервые разглядеть объект столкновения в деталях, неизвестных им ранее. Выяснилось, что структура Диморфа гораздо более рыхлая, чем прогнозировали в NASA. Это вселило ученым оптимизм, поскольку отсутствие плотной каменистой структуры на астероиде давало надежду, что результаты миссии превзойдут их ожидания.
На скорости в 6,6 км/с DART столкнулся с Диморфом, который двигался по встречной траектории. Инерция от столкновения с зондом заставила астероид замедлить свое движение по орбите, причем область, в которую пришелся удар, была выбрана идеально. Вместо минимального прогнозируемого срока уменьшения орбиты Диморфа в 73 секунды DART сумел уменьшить период орбитального обращения на целых 32 минуты. Если раньше у Диморфа уходило 11 часов 55 минут на полный круг вокруг Дидима, то после проведенной миссии этот показатель составил 11 часов 23 минуты. В NASA праздновали триумф, доказав, что при возникновении прямых угроз столкновения Земли с астероидом в будущем люди смогут защитить свою планету.
Миссия DART стала важнейшим событием этого года в области планетарной защиты. Но это далеко не единственная космическая программа, разрабатываемая для защиты Земли от астероидов. В начале декабря в NASA объявили о планах относительно миссии спутникового оповещения Surveyor NEO (Near Earth Object). Ее целью станет запуск космического аппарата Surveyor NEO в зону точки Лагранжа L1, которая находится в 1,5 млн км от Земли. Спутник Surveyor будет наблюдать за космосом через мощную инфракрасную камеру, посылая на Землю сигналы в случае выявления потенциально опасных внеземных объектов. Вероятнее всего, после обнаружения потенциальной угрозы к астероиду могут быть направлены космические миссии, подобные DART, для отклонения его траектории полета.
Рассмотреть мироздание: «Джеймс Уэбб»
2022-й стал крайне успешным для NASA и в области наблюдения за космосом. Требовалась достойная замена космическому телескопу Hubble, который пребывает на орбите с 1991 года. За этот период времени Hubble сделал порядка миллиона снимков. Впрочем, по меркам сегодняшнего дня, его оптика стала слишком слабой для того, чтобы заглянуть в космос еще глубже.
В качестве будущей замены Hubble в 2005 году в NASA приступили к строительству нового космического телескопа JWST (James Webb Space Telescope), названного в честь бывшего руководителя агентства, занимавшего этот пост с 1961 по 1968 год. Сроки завершения проекта много раз откладывались, однако в 2016 году, по истечении 11 лет и потраченных $10 млрд, строительство подошло к финальной стадии. В космическом ведомстве сосредоточились на тестировании основных систем телескопа и подготовке к будущему запуску.
Несмотря на попытки запустить JWST в 2018-м, его запуск состоялся только 25 декабря 2021 года и осуществлялся с помощью сверхтяжелой ракеты-носителя Ariane V ECA. «Джеймс Уэбб» отделился от ракеты спустя полчаса после старта, после чего выполнил плановое развертывание своих солнечных панелей. На протяжении целого месяца космическая обсерватория постепенно отдалялась от Земли на расстояние в 1,6 млн км, чтобы занять свое гравитационно стабильное место на гало-орбите, в районе точки Лагранжа L2. Выбор местоположения «Джеймса Уэбба» в космическом пространстве был неслучайным — именно в точке L2 гравитационные силы, исходящие от Земли и Солнца, уравновешивают друг друга, делая орбиту телескопа стабильной. Это гарантировало высокое качество будущих снимков.
Значительное удаление JWST от Солнца также способствовало успеху миссии — чтобы оптика и датчики телескопа могли улавливать даже очень слабое инфракрасное излучение, исходящее от самых удаленных звезд и галактик, их следовало содержать в холоде. В NASA решили эту проблему, снабдив космический телескоп солнцезащитным отражателем, делившим телескоп на две части: горячую (направленную на Землю) и холодную, датчики которой были устремлены в глубокий космос.
Спустя восемь месяцев после запуска, 11 июля 2022 года, «Джеймс Уэбб» успешно завершил процедуру поэтапного развертывания всех своих систем, которая состояла из 350 последовательных шагов. Это был особенно волнительный отрезок времени для NASA, ведь если бы хоть один из этих 350 пунктов пошел не по плану, на карту мог быть поставлен успех всей миссии. Однако «Уэбб» справился и наконец был готов приступить к работе.
Источник: NASA, Крис Ганн
«Джеймс Уэбб» презентовал в этом году тысячам астрономов на Земле самый грандиозный подарок из всех возможных — позволил увидеть космос таким, каким человечество не представляло его раньше. Система зеркал и отражателей, установленная на холодной стороне JWST, позволяет улавливать самые слабые волны космологического красного смещения. Благодаря этому сегодня мы можем увидеть свет, который испустила Вселенная всего через 100-250 млн лет после Большого взрыва. «Джеймс Уэбб» — первый рукотворный космический аппарат, настолько далеко заглянувший в прошлое нашего мироздания.
Изучению подверглись и планетарные системы. Так, JWST рассказал о процессах формирования атмосферы на планете WASP-39b, находящейся в 700 световых годах от нашей Солнечной системы. На протяжении как минимум следующих 10 лет «Уэбб» будет пытаться пролить свет на историю зарождения нашей Вселенной и формирования звездных систем, вокруг которых обращаются обитаемые миры, подобные нашему.
Возвращение на Луну: итоги Artemis I
11 декабря 2022 года успешно завершилась первая в ХХI веке лунная миссия NASA — Artemis I. Амбициозная программа по возврату лунных миссий началась с беспилотного полета космического корабля Orion — главной рабочей лошадки NASA в будущих лунных путешествиях.
Согласно плану беспилотной миссии, космический корабль Orion должен был выйти на дальнюю ретроградную лунную орбиту, совершить виток вокруг нашего спутника и отправиться в обратное путешествие на Землю. Главной целью миссии было тестирование основных систем управления космического корабля. Это было призвано помочь NASA получить информацию о надежности Orion для организации уже пилотируемого полета вокруг Луны в рамках миссии Artemis II, которая запланирована на 2024 год.
Космическая миссия Artemis I стартовала 16 ноября 2022 года. Это был первый запуск не только для Orion, но и для его ракеты-носителя — сверхтяжелой Space Launch System (SLS), к созданию которой приложили руку такие гиганты ракетостроения, как Northrop Grumman, Boeing, ULA и Aerojet Rocketdyne.
Источник: Стивен Марр для NSF
После отстыковки от SLS Orion высвободил свои солнечные панели, необходимые для питания бортовой электроники, и направился к дальней ретроградной орбите Луны, которой планово достиг 25 ноября. Виток вокруг спутника Земли продлился шесть дней, по прошествии которых Orion запустил свой двигатель основной тяги AJ10, чтобы взять курс домой.
Наиболее важной задачей миссии стала проверка уникальной теплозащитной системы космического корабля, которая должна будет оберегать будущие экипажи от экстремально высоких температур при входе в земную атмосферу.
Изображение: NASA, Ким Шифлетт
Теплозащитный экран показал отличный результат во время входа космического корабля в атмосферу Земли 11 декабря, на заключительном этапе миссии. Система торможения замедлила скорость модуля экипажа, после чего Orion выпустил свои парашюты, на которых плавно приводнился в Тихом океане, в 160 км от побережья Нижней Калифорнии.
В настоящее время вернувшийся на Землю корабль доставлен в Космический центр Кеннеди, где специалисты детально изучат его состояние. Однако уже сейчас в NASA констатируют, что миссия завершилась грандиозным успехом. Теперь в агентстве могут взять легкую паузу и начать готовиться к следующим пилотируемым пускам Orion, третий из которых (Artemis III) доставит астронавтов уже на поверхность Луны. Опыт космического корабля нового поколения Orion крайне ценен еще и потому, что именно он прокладывает путь к дальнейшем путешествиям человека к Марсу и другим удаленным участкам нашей Солнечной системы.
Так вышло, что все приведенные в этом материале миссии — являются миссиями, организованными NASA. Этот год стал особенно успешным для американского космического агентства, и мы не вправе преуменьшать его успех. Но помимо NASA, в 2022 году были активны и другие, менее заметные игроки, стратегия и видение которых задали новый вектор развития всей космической индустрии. Читайте продолжение наших итогов года, где мы рассмотрим наиболее важные тренды в области космоса, изменившие космический сектор в этом году.
