Непростий багато у чому 2022 рік добіг кінця, а це означає, що саме час підбити його підсумки у сфері космосу. У першій частині нашого матеріалу ми вибрали три значущі космічні місії року, що минув. Саме вони справили найбільш відчутний вплив на космічний сектор цього року.
Тест планетарного захисту: успіх місії DART
Створення системи планетарного захисту для протидії астероїдам, які в майбутньому можуть загрожувати Землі, до 2022 року було хоча і прекрасною, але лише теорією. Місія NASA з подвійного перенаправлення астероїдів DART (Double Asteroid Redirection Test) змогла довести її працездатність. Основною метою DART була демонстрація можливості зміни траєкторії астероїда за допомогою зіткнення з ним космічного апарата.
Для перевірки потенційної можливості впливати на орбіту астероїдів у NASA вибрали бінарну систему астероїдів 65803 Дідім, що складається з астероїда Дідім і супутника, що обертається навколо нього — Діморфа. Саме менший за розмірами Діморф був визначений для демонстрації здібностей DART. Згідно з планом NASA, космічний апарат мав поцілити у центральну область 160-метрового астероїда і спробувати змінити його орбітальну траєкторію обертання навколо масивнішого Дідіма.
Запуск космічного апарата DART відбувся 24 листопада 2021 року з космодрому Ванденберг за допомогою ракети-носія Falcon 9. Після від’єднання від розгінного блока ракети DART запустив свій ксеноновий електричний двигун NEXT-C і попрямував у десятимісячну подорож до системи астероїдів.
Зближення з астероїдом відбулося 26 вересня 2022 року. Фронтальна оптична камера, встановлена на зонді, здійснювала зйомку в момент його підльоту до астероїда. Завдяки завчасному включенню камери команда DART, що відповідала за місію, змогла вперше розглянути об’єкт зіткнення в деталях, невідомих їм раніше. З’ясувалося, що структура Діморфа більш крихка, ніж прогнозували у NASA. Це додало вченим оптимізму, оскільки відсутність щільної кам’янистої структури на астероїді давала надію, що результати місії перевершать їхні очікування.
На швидкості 6,6 км/с DART зіткнувся з Діморфом, який рухався траєкторією назустріч йому. Інерція від зіткнення з зондом змусила астероїд уповільнити свій рух орбітою, до того ж область завданого удару була обрана ідеально. Замість мінімального прогнозованого терміну зменшення орбіти Діморфа у 73 секунди DART зумів зменшити період орбітального обертання на цілих 32 хвилини. Якщо раніше Діморф витрачав 11 годин 55 хвилин на повне коло навколо Дідіма, то після здійснення місії цей показник становив уже 11 годин 23 хвилини. У NASA святкували тріумф, довівши, що за появи прямих загроз зіткнення Землі з астероїдом у майбутньому люди зможуть захистити свою планету.
Місія DART стала найважливішою подією цього року в галузі планетарного захисту. Втім, це далеко не єдина космічна програма, що розробляється для захисту Землі від астероїдів. На початку грудня в NASA оголосили про плани щодо місії супутникового сповіщення Surveyor NEO (Near Earth Object). Її метою стане запуск космічного апарата Surveyor NEO у зону точки Лагранжа L1, що за 1,5 млн км від Землі. Супутник Surveyor спостерігатиме за космосом за допомогою потужної інфрачервоної камери, надсилаючи на Землю сигнали у разі виявлення потенційно небезпечних позаземних об’єктів. Найімовірніше, після встановлення потенційної загрози до астероїда можуть бути спрямовані космічні місії на кшталт DART для відхилення його траєкторії польоту.
Розгледіти світобудову: “Джеймс Вебб”
2022-й став вельми успішним для NASA і щодо спостереження за космосом. Потрібна була гідна заміна космічному телескопу Hubble, який перебуває на орбіті з 1991 року. За цей час Hubble зробив близько мільйона знімків. Однак, за мірками сьогодення, його оптика стала надто слабкою для того, аби заглянути в космос ще глибше.
З метою створення майбутньої заміни Hubble, 2005 року NASA розпочало будівництво нового космічного телескопа JWST (James Webb Space Telescope), названого на честь колишнього керівника агентства, який обіймав цю посаду з 1961 до 1968 року. Терміни завершення проєкту багаторазово відкладалися, проте у 2016 році, за 11 років та витрачених $10 млрд, будівництво дісталося фінальної стадії. У космічному відомстві зосередилися на тестуванні основних систем телескопа та підготовці до майбутнього запуску.
Попри спроби запустити JWST у 2018-му, його запуск відбувся тільки 25 грудня 2021 року та здійснювався за допомогою надважкої ракети-носія Ariane V ECA. “Джеймс Вебб” відокремився від ракети через пів години після старту, після чого виконав планове розгортання своїх сонячних панелей. Протягом цілого місяця космічна обсерваторія поступово віддалялася від Землі на відстань 1,6 млн км, щоб зайняти своє гравітаційно стабільне місце на гало-орбіті, в районі точки Лагранжа L2. Вибір розташування “Джеймса Вебба” в космічному просторі був невипадковим — саме в точці L2 гравітаційні сили, що надходять від Землі та Сонця, врівноважують одна одну, роблячи орбіту телескопа стабільною. Це гарантувало високу якість майбутніх знімків.
Значне віддалення JWST від Сонця також сприяло успіху місії — для того, щоб оптика і датчики телескопа могли вловлювати навіть дуже слабке інфрачервоне випромінювання, яке надходить від найвіддаленіших зір і галактик, вони мали утримуватися в холоді. У NASA вирішили цю проблему, забезпечивши космічний телескоп сонцезахисним відбивачем, який ділив телескоп на дві частини: гарячу (спрямовану на Землю) та холодну, датчики якої були націлені у глибокий космос.
Через вісім місяців після запуску, 11 липня 2022 року, “Джеймс Вебб” успішно завершив процедуру поетапного розгортання всіх своїх систем, яка складалася з 350 послідовних кроків. Це був особливо хвилюючий час для NASA, адже якщо хоча б один із цих 350 пунктів пішов би не за планом, на карту міг бути поставлений успіх усієї місії. Однак “Вебб” упорався і нарешті був готовий до роботи.
Джерело: NASA, Кріс Ганн
“Джеймс Вебб” презентував цього року тисячам астрономів на Землі найграндіозніший подарунок з усіх можливих — дозволив побачити космос таким, яким людство не уявляло його раніше. Система дзеркал і відбивачів, встановлена на холодному боці JWST, дозволила вловлювати найслабші хвилі космологічного червоного зміщення. Завдяки цьому сьогодні ми можемо побачити світло, яке випустив Всесвіт всього через 100-250 млн років після Великого вибуху. “Джеймс Вебб” — перший рукотворний космічний апарат, що зумів настільки далеко зазирнути в минуле нашої світобудови.
Відбулися спостереження і за планетарними системами. Так, JWST розповів про процеси формування атмосфери на планеті WASP-39b, що за 700 світлових років від нашої Сонячної системи. Протягом як мінімум наступних 10 років “Вебб” намагатиметься пролити світло на історію зародження нашого Всесвіту та формування зоряних систем, навколо яких обертаються населені світи, подібні до нашого.
Повернення на Місяць: підсумки Artemis I
11 грудня 2022 року успішно завершилася перша в ХХІ столітті місячна місія NASA — Artemis I. Амбітна програма з повернення місячних місій розпочалася з безпілотного польоту космічного корабля Orion — головної робочої конячки NASA у майбутніх місячних подорожах.
Згідно з планом безпілотної місії, космічний корабель Orion мав вийти на далеку ретроградну місячну орбіту, здійснити виток навколо нашого супутника та вирушити у зворотну подорож до Землі. Головною метою місії було випробування основних систем управління космічного корабля. Це мало допомогти NASA отримати інформацію про надійність Orion для організації уже пілотованого польоту навколо Місяця в межах місії Artemis II, що запланована на 2024 рік.
Космічна місія Artemis I стартувала 16 листопада 2022 року. Це був перший запуск не тільки для Orion, але й для його ракети-носія — надважкої Space Launch System (SLS), до створення якої доклали руку такі гіганти ракетобудування, як Northrop Grumman, Boeing, ULA та Aerojet Rocketdyne.
Джерело: Стівен Марр для NSF
Після відстикування від SLS Orion вивільнив свої сонячні панелі, необхідні для живлення бортової електроніки, і попрямував до далекої ретроградної орбіти Місяця, якої планово досяг 25 листопада. Оберт навколо супутника Землі тривав шість днів, після чого Orion запустив свій двигун основної тяги AJ10, щоб взяти курс додому.
Найбільш важливим завданням місії стала перевірка унікальної теплозахисної системи космічного корабля, яка повинна оберігати майбутні екіпажі від екстремально високих температур під час входу до земної атмосфери.
Зображення: NASA, Кім Шифлетт
Теплозахисний екран показав чудовий результат під час входу космічного корабля до атмосфери Землі 11 грудня, на заключному етапі місії. Система гальмування уповільнила швидкість модуля екіпажу, після чого Orion випустив свої парашути, на яких плавно приводнився у Тихому океані, за 160 км від узбережжя Нижньої Каліфорнії.
Після повернення на Землю корабель був доставлений в Космічний центр Кеннеді, де фахівці детально вивчатимуть його стан. Проте вже зараз у NASA констатують, що місія завершилася грандіозним успіхом. Тепер в агентстві можуть взяти легку паузу і почати готуватися до наступних пілотованих пусків Orion, третій з яких (Artemis III) доставить астронавтів уже на поверхню Місяця. Досвід космічного корабля нового покоління Orion вельми цінний ще й тому, що саме він прокладає шлях до подальших подорожей людини до Марса та інших віддалених ділянок нашої Сонячної системи.
Так сталося, що всі наведені у цьому матеріалі місії — є місіями, організованими NASA. Поточний рік став особливо успішним для американського космічного агентства, і ми не маємо права применшувати цей успіх. Але, крім саме NASA, 2022 року були активні й інші, менш помітні гравці, стратегія та бачення яких задали новий вектор розвитку усієї космічної індустрії. Читайте продовження наших підсумків року, де ми розглянемо найбільш важливі тренди в галузі космосу, які змінили космічний сектор цього року.
