18 февраля американский ровер Perseverance, как ожидается, совершит посадку на поверхности Марса. При этом американская миссия Mars-2020 не стала первой космической программой этого года, в ходе которой космический аппарат достиг Красной планеты, и тем более не станет последней космической миссией в этом году.
Что интересного уже произошло в индустрии освоения космоса в этом году и каких важных космический миссий и запусков следует ждать в 2021?
Марс-2020
В прошлом году Марс чаще других планет становился объектом внимания аэрокосмических агентств, СМИ и общественности. В 2020 году к Красной планете отправились сразу три космических экспедиции.
В их числе - наиболее интересная с точки зрения потенциальных научных открытий - американская миссия Mars 2020. 18 февраля ракета Atlas V должна доставить на марсианскую поверхность ровер Perseverance («Настойчивость») и беспилотный летательный аппарат Ingenuity («Изобретательность»).
Ingenuity суждено стать первым аппаратом, спроектированным специально для полетов внутри марсианской атмосферы, тогда как его сосед по миссии, ровер Perseverance, по своему дизайну и механике напоминает своего легендарного предшественника – марсоход Curiosity. Среди отличий – наличие видоизмененного инструментария (к примеру, модифицированной системы бурения и хранения образцов грунта).
Новые инструменты будут нужны марсоходу для выполнения весьма амбициозной задачи, которую некогда пытался реализовать Советский Союз. Perseverance будет собирать образцы породы, которые впоследствии - как надеется НАСА - будут доставлены на Землю. Правда, в скором времени ждать частицу Красной планеты на Земле не стоит: проект может затянуться больше, чем на десятилетие.
Вторая цель марсохода: очередная попытка ответить на один из самых интригующих вопросов о космосе: если ли жизнь на Марсе? В НАСА отмечаю, что Perseverance будет «следовать за водой», и именно этим обусловлен выбор места высадки. Если всё пройдет удачно, ровер высадится в кратере Джезеро, где находятся остатки бывших водоемов и, возможно, признаки древней марсианской жизни.
Но сначала ему нужно благополучно высадиться. Перед посадкой марсоходу предстоит «семь минут ужаса» - так разработчики называют серию крайне сложных и опасных маневров в атмосфере Марса. Посмотрите это видео, созданное инженерами лаборатории НАСА, которое демонстрирует все этапы этого ответственного момента.
Инженеры НАСА не склонны переоценивать опасность посадки на Марс. Красная планета известна своим не самым дружелюбным отношением к миссиям с Земли: в нашем прошлом материале мы рассказывали о многочисленных неудачах и авариях в ходе марсианской гонки.
Если же все пройдет удачно, НАСА рассчитывает использовать ровер по меньшей мере два года. Однако Perseverance может прослужить и дольше: так, его предшественник Curiosity, приземлившийся на Марсе в 2012 году, продолжает радовать землян снимками и по сей день.
Tianwen-1
За неделю до запуска американского ровера на Марс отправился китайский Tianwen-1. 10 февраля аппарат успешно вышел на марсианскую орбиту.
Цели китайского проекта полностью оправдывают его название - Tianwen переводится как «вопросы к небу». Ученые рассчитывают, что миссия позволит им получить ответы на вопросы, на которые, в том числе, пытаются ответить и авторы Mars-2020.
Так же как и Perseverance, китайский ровер будет собирать образцы грунта и пытаться найти на Марсе признаки жизни. Пока марсоход будет проводить исследование на равнине Утопия (крупнейшем в Солнечной системе ударном кратере), в это же время исследовать Марс с орбиты будет другой китайский аппарат. Отстыковка марсохода от орбитального модуля запланирована на март 2021 года.
Пекин пытается наверстать упущенное в марсианской гонке. Хотя космическая программа КНР была запущена еще в середине 1950-х, Китай стал лишь шестой страной, запустившей миссию к Марсу. Первая попытка достичь Красной планеты обернулась неудачей в 2012 году, когда аварию потерпел российский «Фобос-Грунт», запущенный вместе с китайским микроспутником.
Al Amal
Американский и китайский аппараты стали не единственными, которые были запущены к Марсу летом 2020 года. Компанию им составил и первый марсианский исследовательский аппарат, созданный страной арабского мира - Объединенными Арабскими Эмиратами.
Основными задачами зонда Al Amal («Надежда») заявлены изучение марсианской атмосферы, погоды на Красной планеты и того, как менялся ее климат. В отличие от своих американских и китайских коллег, у «Надежды» нет посадочного модуля.
Запуск сразу трех миссий летом 2020 года не случаен. В этот период возникло т.н. баллистическое окно - момент, когда Земля оказывается между Солнцем и Марсом. Этот период возникает раз в полтора-два года, и именно в это момент путь между двумя планетами минимален и занимает всего семь месяцев.
Lucy
Помимо Марса, США в этом году намеревается изучить и более далекие объекты Солнечной системы. Давний проект НАСА под названием Lucy («Люси») нацелен на изучение восьми «троянцев» - так называется группа астероидов, которые находятся на одной орбите с Юпитером.
Название не имеет ничего общего с хитом Beatles Lucy in the Sky with Diamonds («Люси в небесах с алмазами»), а названо в честь австралопитека Люси, скелет которой был обнаружен в 1970-х в Эфиопии. Ее скелет дал ученым более полное понимание механизма эволюции, что и обусловило выбор названия для миссии к «троянцам»: как полагают в НАСА, астероиды состоят из материалов, которые помогут понять, как формировались планеты Солнечной системы.
Lucy станет первым полетом к троянским астероидам, а также первой миссией с таким большим числом целей на ее пути. Запуск запланирован на октябрь 2021 года, а путешествие к астероидам продлится 12 лет.
Boeing Starliner
2021 - очень ответственный год для концерна Boeing, который на протяжении уже семи лет разрабатывает проект Starliner. Так называется частично многоразовый транспортный корабль, который должен стать одним из двух флагманов Программы развития коммерческих пилотируемых кораблей НАСА. Вторая компания, участвующая в программе, - SpaceX, которая уже удачно опробовала свой корабль Crew Dragon для отправки экипажа на МКС.
В отличие от компании Илона Маска, у Boeing до настоящего момента дела шли с переменным успехом. Тестовый запуск корабля CST-100 был осуществлен в 2019 году, однако в результате непредвиденного сбоя Starliner так и не смог добраться до МКС.
После проделанной работы над ошибками инженеры Boeing попытаются предпринять вторую попытку в конце марта 2021 года. Как и в прошлый раз, полет будет беспилотным. В случае успеха в планах концерна осуществить еще один запуск - на этот раз с тремя астронавтами на борту - не ранее 2021 года.
Если все пройдет удачно, то Starliner станет вторым коммерческим кораблем, который способен доставлять астронавтов на околоземную орбиту.
Artemis 1
Для миссии Artemis, главного проекта НАСА на настоящий момент, 2021 год станет подготовительным периодом перед его главными запусками. Задача миссии чрезвычайно амбициозна - вернуть человека на Луну и таким образом заложить фундамент для будущих пилотируемых полетов на Марс.
Два главных полета миссии - Artemis II и Artemis III - запланированы на 2023 и 2024 года соответственно. В ходе этих запусков будут впервые за долгое время осуществлен облет пилотируемого корабля вокруг Луны и, наконец, высадка астронавтов на поверхность спутника. Запуск Artemis I, запланированный на осень 2021 года, хоть и не станет новой вехой в истории космонавтики, но сможет заложить необходимый фундамент для будущих полетов.
В ходе миссии беспилотный корабль «Орион» на ракете-носителе Space Launch System совершит полет к ретроградной орбите Луны, проведя в космосе около трех недель.
Однако запуск в 2021 году все еще остается под вопросом. В ходе испытаний ракеты-носителя в январе произошла преждевременная остановка двигателей. Руководство НАСА заявило, что в ходе испытаний, тем не менее, было собрано большое количество данных, которые помогут исправить ошибки в будущем.
Телескоп «Джеймс Уэбб»
Пока политики и астронавты с нетерпением следят за миссией Artemis, ученые и астрономы с предвкушением ожидают запуска одного из главных современных проектов по изучению космоса - телескопа «Джеймс Уэбб».
«Джеймс Уэбб», названный в честь второго руководителя НАСА, должен стать преемником двух телескопов - «Хаббла» и «Спитцера». Казалось бы, сложно превзойти таких легендарных предшественников (взгляните на нашу подборку фотографий «Хаббла»!), однако у ученых большие планы на «Джеймса Уэбба».
Ожидается, что телескоп сможет изучать спутники планет, на которых присутствуют водные океаны (в частности, Европу и Энцелад), исследовать звезды и галактики, сформировавшиеся вскоре после Большого взрыва и приблизить нас к пониманию того, что именно происходило в период ранней Вселенной.
Не менее интригующим звучит поиск новых экзопланет (т.е. планет, расположенных вне Солнечной системы) с условиями, напоминающими Землю. Устройство представляет собой телескоп нового поколения, благодаря чему ученые ожидают прорыва в области экзопланетологии.
6 октября 2020 года телескоп прошел акустические и вибрационные испытания. Они были предпоследней значимой проверкой перед запуском: теперь телескопу предстоит пройти испытания развертывания главного зеркала и защитного экрана, после чего он будет готов к транспортировке на космодром во Французской Гвиане.
«Джеймс Уэбб» - настоящий космический «долгострой». Над проектом работали 17 стран, а изначально дата запуска была запланирована на 2007 год. Впоследствии сроки запуска переносились, вносились изменения в конфигурацию устройства и росла стоимость проекта.
В случае успешного запуска телескоп отправится в космос в октябре и сможет порадовать землян первыми снимками уже в начале следующего года. Ученые надеются, что телескоп сможет проработать не менее десяти лет.
Ровер Peregrine и ракета Vulcan
В 2021 году на Луну отправится частный космический аппарат Peregrine («Сапсан») производства компании Astrobotic. Эта компания - один из партнеров НАСА в рамках проектов по исследованию Луны.
На борту посадочного модуля - коллекция устройств и аппаратов, предоставленных различными странами, а также несколько луноходов.
Среди них - луноходы из Чили, Мексики, Венгрии, шагающий (и прыгающий!) луноход британской компании, а также американский ровер, созданный в Университете Карнеги-Меллона (он станет первым луноходом, сконструированным университетом).
Компанию роверам составит японский луноход Yaoki, который станет самым миниатюрным луноходом в истории. Он также станет первым луноходом Японии, но, как надеются его создатели, далеко не последним.
Если ровер хорошо себя зарекомендует на поверхности спутника, то его производитель, компании Dymon, рассчитывает отправить на Луну более сотни его собратьев к 2030 году.
Вся эта компания отправится к Луне на борту американской ракеты Vulcan. Запуск с «Сапсаном» станет для нее дебютом. Ранее предполагалось, что ракета будет запущена при помощи российских двигателей РД-180, однако позже они были заменены на двигатели компании Blue Origin.
New Glenn
Этими же двигателями оснащена и ракета, полностью разработанная инженерами Blue Origin. Речь идет о ракете New Glenn, названной в честь первого американского астронавта, вышедшего на земную орбиту, Джона Гленна.
Отличительная особенность ракеты - возможность многоразового использования первой ступени, которая способна совершать вертикальную посадку (впрочем, этим мог похвастаться и предшественник New Glenn, суборбитальная ракета New Shepard). Вернуть на Землю многоразовую ступень, как ожидают в компании Джеффа Безоса, можно будет по меньшей мере 25 раз.
Для того, чтобы попасть в программу запусков НАСА Launch Service II, ракете-кандидату требуется выводить свыше 250 кг на орбиту. Для New Glenn это не проблема: ракета способна поднимать до 13 тонн полезного груза на геостационарную орбиту и 45 тонн - на низкую околоземную орбиту.
Ожидается, что первый, пока еще испытательный, полет ракета компании Безоса проведет в этом году. В случае удачного дебюта Blue Origin сделают шаг вперед в гонке с чрезвычайно сильными игроками: не только компанией Илона Маска SpaceX, но и ветеранами аэрокосмической индустрии - корпорациями Lockheed Martin, Boeing и Northtrop Grumman.
Луна-25
Осенью 2021 к запуску готовится аппарат «Луна-25» - первый из серии российских запусков к спутнику Земли. Российские инженеры создают его с расчетом на то, что посадочный аппарат сможет осуществить не только исследования поверхности Луны, но выбор площадок для будущих миссий.
Выбрать место для посадки модулей предстоит и орбитальному аппарату «Луна-26», который должен выйти на лунную орбиту не раньше 2024 года. Вслед за ним «Роскосмос» планирует отправить тяжелый посадочный аппарат «Луну-27» и, наконец, «Луну-28». Запуск последнего аппарата, который будет способен вернуться с Луны на Землю, станет генеральной репетицией перед ожидаемым полетом российских космонавтов на Луну.
Все эти проекты (включая «Луну-29», спуск на поверхность российского лунохода) рассчитаны на срок до 2030 года. Пилотируемый запуск, как надеется «Роскосмос», произойдет уже в следующем десятилетии.
ELSA-d
Как это ни парадоксально, но не все запуски 2021 года увеличат число аппаратов на орбите. Запуск японского аппарата, который планируется в марте с «Байконура», призван это количество уменьшить.
При помощи двух аппаратов весом 175 и 17 кг, оснащенных магнитами, японская компания Astroscale Holdings планирует протестировать сбор частей спутников и обломков ракет. Если тест пройдет удачно, технологию можно будет использовать для масштабной уборки околоземной орбиты.
Ученые и инженеры уже давно говорят о растущей угрозе космического мусора, концентрация которого на орбите заставляет вносить коррективы в запуски.
В этом году в журнале Acta Astronautica было опубликовано исследование, авторами которого выступили ученые из 13 стран. Они выделили 50 наиболее опасных объектов на орбите, подчеркнув, что их устранение необходимо для безопасного использования околоземного космического пространства.
