Від екзопланет до космотуризму. 10 головних космічних подій 2018 року
TESS і CHEOPS почнуть пошук екзопланет
Екзопланетами називаються планети, що обертаються не навколо Сонця, а навколо інших зірок. На даний момент за межами Сонячної системи виявлено 3726 планет в 2791 системі (623 системи мають більше однієї планети). Більше половини з них відкриті космічним телескопом "Кеплер", який запустила NASA (Національна аерокосмічна адміністрація США) в березні 2009 р. Також Kepler виявив ще 4496 кандидатів на звання екзопланет.
Однак цей телескоп націлений на ділянку, що становить лише 1/400 частину неба, а значить, стежить лише за дуже малою частиною нашої галактики Чумацький Шлях. І більшість його цілей знаходяться на відстані 500-1000 світлових років від нас. Хоча нам, звичайно, важливіше знати в першу чергу про довколишніх планетних системах.
Задовольнити цей інтерес покликана космічна обсерваторія TESS (Transit Exoplanet Survey Satellite), яку NASA збирається запустити у березні-червні 2018 р. Вона зможе просканувати абсолютно весь небосхил і простежити більш ніж за 200 тис. яскравих зірок в околиці Сонця. Очікується, що TESS знайде близько 2000 екзопланет, з яких 300 будуть розміром в один-два розміри Землі.
ESA (Європейське космічне агентство) також для пошуку екзопланет до кінця 2018 р. запустить космічний телескоп CHEOPS (CHaracterising ExOPlanet Satellite). Він буде вести ретельні високоточні спостереження за яскравими зірками з цільового списку.
Можна сподіватися, що в результаті ми отримаємо більш-менш повний каталог планет, схожих на Землю, в околиці Сонячної системи, і зможемо вирахувати, які із них розташовані в зоні життя, тобто не занадто далеко від свого сонця, але і не занадто близько. Втім, це ще не дасть підстав стверджувати, що там може існувати життя, - для цього потрібно знати, яка там атмосфера.
Цю задачу NASA і ESA збираються покласти на космічний телескоп імені Джеймса Вебба (JWST) вартістю $8,8 млрд (це більше, ніж було витрачено на будівництво Великого адронного коллайдера), що володіє складовим дзеркалом діаметром 6,5 м. Телескоп буде запущений в березні-червні 2019 р. європейської ракети Ariane-5 з космодрому у Французькій Гвіані. Завдяки своїм безпрецедентним здібностям виявлення JWST стане передовою космічної обсерваторією на найближче десятиліття. Сонцезахисний екран дозволить охолодити інструменти телескопа до наднизьких температур. Завдяки цьому надчутливі прилади зможуть виявляти ледь помітні зміни в яскравості і спектрі світла зірки, коли вона затінюється планетою. За цим змінам можна буде не тільки виявити саму планету, але і визначити щільність і склад її атмосфери.
Американський зонд відправиться до Сонця
У липні-серпні 2018 р. повинен бути запущений створений NASA зонд Parker Solar Probe, який наблизиться до Сонця, до відстані 5,3 млн км Це дорівнює 7,5 радіуса Сонця і в 9 разів менше відстані, на якому відстоїть від Сонця Меркурій у найближчій до нього точці своєї орбіти (45,3 млн км). Настільки близько до нашого світила не наближався ще жоден космічний апарат.
Маючи розміри з невеликий автомобіль, зонд напханий науковою апаратурою. Його вартість разом з висновком в космос складе $750 млн. Перш ніж наблизитися до Сонця, зонд сім разів пролетить повз Венери і тільки в кінці 2024 р. вийде на стабільну орбіту навколо Сонця з періодом 88 днів. Завдання зонда - виміряти магнітне поле і енергію частинок сонячного вітру. Зібрані дані допоможуть фахівцям NASA передбачати спалахи сонячної активності, що впливають на земні прилади і супутники.
В точці максимального наближення апаратурі зонда доведеться працювати при температурі 1400 °C. Щоб захистити прилади від цього спека, інженери NASA розробили композитний термощит. Матеріал товщиною всього 11,5 см збереже для датчиків кімнатну температуру.
У свою чергу, ESA готується запустити в лютому 2019 р. супутник Solar Orbiter. Він повинен вийти на околосолнечную орбіту з періодом 150 днів і мінімальною відстанню від Сонця 41,3 млн км. Супутник буде виконувати детальні вимірювання сонячного вітру і вести спостереження полярних областей Сонця. Всі ці дослідження допоможуть відповісти на питання про те, як зміни на Сонці впливають на життя на Землі.
BepiColombo полетить до Меркурія
У жовтні 2018 р. з допомогою європейської ракети Ariane-5 з космодрому у Французькій Гвіані повинна стартувати
- спільна місія ESA і Японського агентства аерокосмічних досліджень (JAXA) з дослідження Меркурія. Загальна вага комплексу складе 4,1 т, з яких приблизно половина - пальне. Для економії палива протягом польоту BepiColombo здійснить аж дев'ять гравітаційних маневрів: один біля Землі, два біля Венери і потім в 2021-25 рр. шість біля Меркурія. Саме тому місія названа на честь італійського математика та інженера Джузеппе (Бепи) Коломбо (1920-1984) - автора теорії гравітаційного маневру, яка використовується для проектування польотів космічних апаратів до інших планет.
У грудні 2025 р., після прибуття до мети після всіх маневрів на орбіті навколо планети будуть виведені два апарати: Mercury Planetary Orbiter і Mercury Magnetospheric Orbiter. Перший з них, розроблений ESA, буде вивчати поверхню і внутрішня будова Меркурія. Другий супутник, створений JAXA, буде дослідити магнітне поле планети.
InSight пробурить Марс на 5 метрів
Инсайтом зазвичай називають проникнення в суть. Журналісти позначають цим словом ексклюзивну інформацію з першоджерела, недоступної для інших. Обидва ці сенсу злилися в назві космічної місії InSight (Interior Exploration using Seismic Investigations, Geodesy and Heat Transport), яка стане 12-й у рамках Discovery - програми NASA з вивчення планет Сонячної системи.
У травні 2018 р. з космодрому Ванденберг стартує ракета Atlas V. Вона прибуде до Марса в листопаді того ж року і доставить дослідний посадковий апарат, покликаний визначити розмір, склад і агрегатний стан ядра планети, склад і структуру мантії, товщину і структуру кори, температуру нутрощів Марса, а також силу, частоту і географічний розподіл тектонічної активності і частоту падіння метеоритів.
Вартість місії становить близько $480 млн без обліку вартості ракети і витрат партнерів з Франції та Німеччини. Зокрема, французи надали сейсмометр для точних вимірів тектонічної активності Марса, а німці - зонд, призначений для вимірювання теплового потоку з-під поверхні Марса. Планується, що інструмент пробурить 5-метрову свердловину і завдяки цьому зможе визначити, скільки тепла виходить з внутрішніх шарів планети.
Розвідники поковыряются в астероїдах
У липні 2018 р. автоматична міжпланетна станція "Хаябуса-2", запущена JAXA в грудні 2014 р., прибуде на навколоземний астероїд Рюгу (його діаметр близько 920 м) і відбере там грунт. Проблему, як відібрати грунт, японці вирішили просто: на станції встановлено ударний суцільнометалевий заряд, що складається з мідного снаряда і вибухівки. При підльоті до астероїда станція вистрілить цим зарядом на поверхні. На дні кратера, що утворився має набратися досить породи.
Але відбір ґрунту - не єдина мета місії. На апарат встановлені спектрометр, магнітометр, радіометр і камера, а також рухова установка, завдяки якій апарат зможе змінювати своє місце розташування для подальших досліджень. Біля астероїда станція пробуде до грудня 2019 р. і потім відправиться назад, щоб повернутися на Землю в грудні 2020-го.
Слідом за японцями аналогічну спорядили експедицію американці. У серпні 2018 р. автоматична міжпланетна станція OSIRIS-REx (Origins Spectral Interpretation Resource Identification Security Regolith Explorer), запущений NASA у вересні 2016 р., висадиться на навколоземний астероїд Бенну (його діаметр близько 560 м) і відбере там грунт. Проблему, як відібрати грунт, американці вирішили по-іншому: після досягнення мети станція вийде на орбіту висотою 4,8 км над поверхнею астероїда і 505 днів (по земній рахунку) буде здійснювати картографування його поверхні. Результати картографування будуть використані командою місії для вибору місця відбору проб. Потім зі станції на астероїд буде відправлений пробовідбірник. Очікується, що він нашкребе від 60 м (в гіршому випадку) до 2 кг (якщо пощастить) ґрунту. Відібраний матеріал буде переміщений в зворотний апарат і відправлений до Землі. Прибуття на Землю заплановано на вересень 2023 р.
І Рюгу, і Бенну були відкриті в 1999 р. Вони відносяться до навколоземних астероїдів - так називають астероїди, орбіти яких підходять близько до орбіти Землі або перетинаються з нею. Обертаються ці астероїди, як і Земля, навколо Сонця. Вже виявлено понад 17 тис. таких об'єктів.
Китайська станція підбереться до Місяця ззаду
До кінця 2018 р. Китай збирається відправити до Місяця автоматичну станцію "Чан'е-4". Її апарат повинен сісти на поверхню на зворотному боці Місяця, тому спочатку в червні 2018 р. буде запущено супутник зв'язку для ретрансляції сигналів між прилунившимся апаратом і Землею. земною станцією. Це буде перша посадка на зворотний бік Місяця. Мета місії - вивчення геологічних умов в місці посадки.
У 2019 р. Китай планує запустити наступну місячну місію "Чан'е-5". Її завданням буде паркан місячного грунту і подальша доставка його на Землю. А в подальшому на Місяці повинна виникнути постійна китайська станція. Вона буде повністю автоматизована, що дозволить проводити дослідження Місяця без ризику для чиєїсь життя.
У лютому 2017 р. засновник приватної аерокосмічної компанії SpaceX Ілон Маск оголосив про плани здійснити перший в історії комерційний політ до Місяця на кораблі Dragon-2 для двох космічних туристів. Маск заявив, що старт корабля відбудеться в четвертому кварталі 2018 р. І це при повній відсутності в компанії більш ранніх і більш безпечних пілотованих польотів.
Маск не сказав, хто ці два цивільні особи, яким, найімовірніше, доведеться викласти за тижневий космічний політ до Місяця кілька сотень мільйонів доларів. Відомо лише, зі слів самого Маска, що ці люди вже внесли "серйозну передоплату". Але ще більш важливим питанням є те, яким чином ці люди зможуть підготуватися до космічної місії, коли навіть у професійних астронавтів йдуть роки на подібну підготовку. Тому анонсований політ навряд чи відбудеться, принаймні в 2018 р.
Стати першою приватною компанією, яка посадить апарат на поверхню Місяця, обіцяє компанія Moon Express. Її голова Навин Джайн розповів в інтерв'ю CNBC, що Moon Express вже отримала дозвіл на місячну посадку і що політ відбудеться в 2018 р. Але ці плани теж виглядають нереалістичними.
Dragon і Sparliner почнуть пілотовані польоти
А ось що реалістично - це плани SpaceX і Boeing вже в 2018 р. здійснити пілотовані польоти в навколоземному просторі. Перший безпілотний політ космічного корабля Dragon від SpaceX намічений на весну 2018 р., а на серпень заплановано перший випробувальний політ з екіпажем. Boeing планує здійснити перший автономний запуск корабля Sparliner в березні, а в листопаді 2018 р. на ньому вже полетять астронавти.
11 грудня на конференції, присвяченій майбутньому запуску до МКС корабля Dragon компанії SpaceX, представник NASA Кірк Ширман повідомив, що NASA більше не планує купувати у "Роскосмосу" місця на кораблях "Союз" для майбутніх космічних польотів. "Покупки нових місць ми з Росією не обговорюємо, бо впевнені в термінах комерційних запусків космічних кораблів SpaceX і Boeing", - зазначив Ширман.
15 грудня SpaceX запустила з мису Канаверал ракети Falcon-9 з вантажним космічним кораблем Dragon, щоб той доставив вантаж для екіпажу МКС. Для цієї місії SpaceX використовувала ракету, практично повністю складалася з компонентів, використаних для польоту раніше. Вантажний космічний корабель Dragon, який прийняв участь в місії, теж вже побував у космосі.
Примітно, що старт пройшов без попереднього тестового запуску. Перша ступінь ракети успішно впоралася із завданням і зробила керовану посадку на водну платформу в Атлантичному океані.
NASA робить великі ставки на використання літали раніше ракет, тому для SpaceX цей старт має велике значення. Компанія продемонструвала, що її ракети дійсно багаторазові, а технологія, за якою вони виробляються і ремонтуються, цілком надійна.
Перші космічні туристи випробують New Shepard
Приватна космічна компанія Blue Origin націлена на проведення першого комерційного туристичного запуску до початку 2019 р., однак перед цим збирається провести кілька пробних пілотованих польотів. Зі слів власника Blue Origin мільярдера Джефа Безоса, ці польоти відбудуться в 2018 р. Проте поки не ясно, як компанія збирається ці запуски проводити - відкрито чи закрито. Blue Origin не дуже активно висвітлювала всі попередні старти своїх ракет. Про останній з них, що відбувся 12 грудня, Джефф Безос просто повідомив в Твіттері: "Ракета NewShepard з новою капсулою Crew Capsule 2.0 успішно здійснила перший політ. Нова капсула оснащена вікнами. На борту перебувала тестова лялька. Відмінна була поїздочка", - і доклав відео.
Ракета була запущена з належить компанії пускового майданчика в Західному Техасі. Посадка капсули для екіпажу теж була успішною.
Blue Origin планує використовувати ракету New Shepard в туристичних запусках до умовної межі між земною атмосферою і космічним простором. Весь політ триватиме 11 хвилин, протягом яких заплатили за квиток зможуть насолоджуватися видами Землі, а також близько 3 хвилин відчувати на собі всі принади невагомості. Після цього капсула буде спускатися назад на парашутах, а перша ступінь ракети - м'яко сажаться на спеціальний майданчик і потім готуватися до нового запуску.
Blue Origin підключиться до створення мегаракеты SLS
Ще одним успіхом Blue Origin може стати участь у програмі NASA по створенню нової величезної ракети-носія надважкого класу SLS (Space Launch System). Зараз NASA шукає ідеї, які дозволили б скоротити вартість виробництва ракети, так і її експлуатації. Як повідомляє портал Ars Technica, NASA розглядає можливість використання потенційно більш дешевих ракетних двигунів BE-3U, які пропонує Blue Origin.
У першій щаблі SLS використовуються два допоміжних прискорювача, які будуть забезпечувати виведення ракети на низьку навколоземну орбіту. Далі у справу буде вступати прискорювач розгінного блоку другого ступеня, який буде використовуватися для того, щоб витягувати корисну навантаження з низької орбіти і відправляти в бік кінцевої точки призначення: до Місяця, Марсу або одному з супутників Юпітера Європі.
Перший запуск ракети повинен відбутися в 2023-24 рр. Згідно з прийнятими технічними документами, у другий щаблі планується використання чотирьох рідинних ракетних двигунів RL-10, розроблених і зібраних компанією Aerojet Rocketdyne. Але вони є дуже дорогими. Журналістам Ars Technica вдалося з'ясувати, що в середньому за кожен двигун RL-10, який буде використовуватися в першому випробувальний запуск, NASA довелося заплатити по $17 млн. Такий розклад, мабуть, не влаштував NASA, і в жовтні вона виступила з відкритою пропозицією до приватним космічним компаніям знайти більш дешеву альтернативу.
Поки неясно, скільки компаній відгукнулося на заклик NASA, однак збір пропозицій завершився 15 грудня. Ars Technica припускає, що NASA, швидше за все, вибере двигуни BE-3U. Компанія Blue Origin планує використовувати їх у другій щаблі своєї важкої ракети-носія New Glenn. Вони являють собою модифіковану версію двигунів BE-3, що використовуються в якості основних двигунів прискорювача тієї самої ракети New Shepard, яку компанія планує використовувати в якості туристичної і яка вже успішно літала (поки, щоправда, в рамках випробувань) сім разів. Вибір на користь BE-3U обумовлений крім ціни ще і тим, що він здатний створювати тягу на 20% більшу, ніж RL-10.
Чи виправдалися ці припущення, може стати відомо вже на початку 2018 р.
NASA налагодить випуск ракетних двигунів на 3D-принтері
NASA збирається економити також і на менш великих ракетах. Але тут вона може обійтися без допомоги приватних космічних компаній, а просто скористатися технологією 3D-друку. 13 грудня NASA вже провела першу серію випробувань двигуна RS-25, надрукованого на 3D-принтері.
Щоб дати уявлення про масштаб цього досягнення, варто сказати, що RS-25 являє собою рідинний ракетний двигун висотою приблизно 16 м (це як п'ятиповерховий будинок). Він легко піднімає в повітря космічні апарати класу Space Shuttle. У 2018 р. тестування цієї технології буде продовжено. Як стверджують інженери NASA, перший запуск ракети з двигуном, надрукованим на принтері, запланований на 2019 р.
Втім, NASA не перша така розумна. Раніше за всіх почав друкувати ракети-носії стартап Relativity Space. Його фахівцям вдалося створити практично монолітну конструкцію з мінімумом окремих деталей, більшість з яких вбудовуються в цільний корпус ракети. Глава Relativity Space Тім Елліс пояснює, що їх ракети володіють хорошими аеродинамічними властивостями і виглядають дуже футуристично, так як форму деталей вираховує програмне забезпечення, спеціально створене для друку ракет.
Зараз компанія розробляє власний двигун Aeon-1. Перші тестування його вже завершилися на випробувальному полігоні NASA в Міссісіпі. Підсумком роботи має стати двоступенева ракета-носій Terran-1, яку обладнають дев'ятьма двигунами Aeon-1.
Перший запуск ракети намічений на 2021 р. Подальші розробки навколоземною орбітою не обмежаться - Relativity Space збирається коли-небудь надрукувати ракету і відправити її на Марс. Амбітні плани стартапу невипадкові, адже у його команду входять колишні співробітники SpaceX і Blue Origin, раніше брали участь у розробці космічних ракет і інших апаратів.
