Раздел: Космос

Реактивное движение для детей и взрослых



В августа в Калуге удалось посетить финал образовательного конкурса «Реактивное движение». Пластиковые ракеты взлетали на десятки или сотни метров, а школьники и учителя бегали по полю с антеннами и навигаторами, принимали телеметрию, искали в высокой траве ракеты после посадки. Будущие покорители космоса получали первый практический опыт.





Конкурс предполагает участие команд разного возраста и разной подготовки, начиная с 12 лет и до бесконечности. Для них предусмотрены категории — треки: водные ракеты и твердотопливные ракеты, студенческий и взрослый.



Для участия в конкурсе не обязательно уметь строить ракеты с нуля. Наоборот, с целью упрощения задачи и стандартизации соревнований команды-участники получают готовые конструкторы.

Ракету нужно собрать, предусмотреть систему мягкой посадки, запрограммировать электронную систему сбора и передачи данных.



«Заправка» твердым топливом или сжатым воздухом, также предусмотрена уже перед стартом, то есть участникам не обязателен опыт работы с пиротехникой или сосудами под давлением.

Первоначально «Реактивное движение» был школьным конкурсом, но потом организаторы догадались добавить и взрослый трек. Теперь, если кто-то решит приобщиться к ракетостроению для этого не обязательно учиться пять лет на ракетчика и устраиваться в Роскосмос. Можно собрать команду, и просто подать заявку на следующий год. Правда за ракетные наборы придется заплатить, и призов взрослым победителям не будет. Всё лучшее — детям, а для взрослых только хобби и небанальное времяпрепровождение.



Твердотопливные ракеты запускаются очень эффектно. Пуск с дистанционного управления, стартовый стол за сотню метров от ЦУПа, подъем почти до километра.







Хотя меня больше заинтересовали ракеты на воде.



Водная ракета кажется игрушкой по сравнению с твердотопливной: накачивается автомобильным насосом, взлетает на пару десятков метров, а «топливный бак» — это просто пластиковая бутылка. Зато конструктивно она соответствует ракете на вытеснительной топливной схеме. В этой схеме сжатый газ выдавливает топливо под давлением в камеру сгорания, где топливные компоненты подвергаются химическому или физическому воздействию и выбрасываются с высокой скоростью из сопла.

Такая конструкция намного проще схемы с топливными насосами, неудивительно, что она с самой зари космонавтики и до настоящего времени нравится ракетчикам.



Вытеснительная схема была на первых жидкостных ракетах.



И на космических кораблях, которые доставили людей на поверхность Луны.



Вытеснительная схема предполагается в конструкции Лунного микроспутника, который мы проектируем для съемки следов высадки экипажей Apollo.



Правда там бутылкой от пепси там не обойтись, поэтому дальше проекта сдвинуться пока не получается. Для разработки межпланетного космического аппарата потребуются сотни миллионов рублей. На одну двигательную установку, со всеми испытаниями — не меньше сотни млн руб.

Надеюсь участники соревнований «Реактивного движения» рано или поздно смогут дострелить и до Луны. Вообще, в отечественной образовательной сфере сейчас действует несколько программ по космическим направлениям. Например «Образование будущего» разрабатывает целые методические планы для подготовки космических инженеров-конструкторов со школьной скамьи. «Дежурный по планете» предлагает несколько школьных конкурсов связаны с приемом и обработкой космических данных. «Воздушно-инженерная школа» дает возможность применить эти знания в практике создания автоматических зондов, правда пока атмосферных. Принять и обработать данные с настоящих космических аппаратов: студенческих и метеоспутников, можно в проекте компании Lorett. Наконец, создать собственный околоземный космический аппарат класса CubeSat можно из набора, производимого компанией «Спутникс».

Образовательные космические аппараты Роскосмос готов запускать бесплатно, и периодически такое происходит.



Иными словами: космос ближе чем кажется.



zelenyikot

Поддержать мою работу можно репостом, подпиской на соцсети и материально через сервис Patreon или отечественный аналог «Спонср»

Проводы российской «Науки»



Многострадальный многоцелевой лабораторный модуль «Наука» прошел этап заводских испытаний и отправлен на Байконур. Модуль должен стартовать в космос в 2021 году и стать частью российского сегмента Международной космической станции. Он добавит комфорта для российских космонавтов, но, самое главное, должен повысить научную эффективность российской пилотируемой космонавтики.

Несколько лет назад мы анализировали успехи российской науки на Международной космической станции. Простой подсчет научных публикаций вышедших на английском языке показал, что даже у японцев отдача пилотируемой космонавтики выше, хотя японские астронавты посещают МКС гораздо реже российских. Отчасти это связано с высокой занятостью наших экипажей по обслуживанию станции, отчасти с бюрократическими сложностями в оформлении экспериментов на станции, отчасти — с неготовностью наших ученых публиковать результаты на международном языке науки. Но важное значение имеет и ограниченность внутреннего пространства российских модулей. Там просто нельзя разместить всё научное оборудование какое хотелось бы ученым. И теперь всё ближе день когда хотя бы эту проблему удастся решить.



Многоцелевой лабораторный модуль прошел долгий путь. Конструкция была разработана как Транспортный корабль снабжения, ещё в 70-е.



В 90-е он был произведен как инженерный макет модуля «Заря» в Центре им. Хруничева по заказу Boeing и на деньги NASA. В 2000-е и его стали готовить к полету в космос, как самостоятельный модуль российского сегмента станции. «Наука» должна была оказаться в составе МКС еще в 2007 году, но потом планы начали «движение вправо». Поза-поза-поза-прошлый руководитель Роскосмоса Анатолий Перминов обещал запуск МЛМ к 2011 году, но на заводе-изготовителе модуль смогли закончить только в 2012 году.



Одна из важных причин почему «Наука» до сих пор на Земле — обнаруженная в 2013 году металлическая стружка в топливной системе. Эта система необходима для достижения модулем Международной космической станции, и для дальнейшей работы на ней. Ведь исторически модуль развивается от космического корабля, который должен уметь летать самостоятельно. Это преимущество и это слабость МЛМ по сравнению с американскими модулями МКС, большинство из которых доставлялись Шаттлами. Вообще самостоятельность это хорошо, но слабостью это стало, когда пришлось оставить модуль на Земле и заняться чисткой баков и топливной системы.



Баки «Науки» — это забытая технология исчезнувшей цивилизации, которую сейчас отечественная промышленность повторить уже не может. Сложность в том, что они многоразовые, и для эффективной работы в невесомости внутри бака размещена сложная сильфонная система. Проще говоря — гармошка, которая сжимаясь выдавливает топливо в трубопроводы к двигателям. Благодаря «гармошке» баки можно перезаправлять и использовать много раз. И, конечно, никакие засоры там недопустимы.



Баки чистили как могли, но полностью от стружки не избавились. Возможно даже, она возникает в процессе работы «гармошки», и у предыдущих кораблей и модулей были те же проблемы, которые никак не повлияли на их работоспособность. Короче, испытания показали, что должно сработать и так, поэтому волевым решением «Наука» назначена в полет, с упованием на чудо советского конструкторского гения, авось и хусим. Трубопроводы, правда, заменили на новые.



Последний экзамен перед выпуском модуль проходил в вакуумной камере. Из-за долгого нахождения в земных условиях резиновые уплотнители могли покоробиться и утратить герметичность. Уплотнители, какие смогли, сменили, а этим летом модуль проверили вакуумом, чтобы убедиться в отсутствии утечек.

За несколько дней до отправки модуля на Байконур постсоветского «динозавра» к его телу были допущены журналисты и блогеры. Чтобы подчеркнуть отличие от прежней «Науки» прошлых десятилетий, к названию добавили «У», теперь это «Многоцелевой лабораторный модуль — усовершенствованный», в знак прошедшей модернизации.



Внутрь пускали не только лишь всех. Большинству приходилось заглядывать через открытый люк стыковочного узла. Такая забота диктуется прежде всего требованиями чистоты. На МКС, из-за невесомости, у людей ослабляется иммунитет, поэтому непрошенные гости с Земли не нужны. Впрочем, журналистам «Комсомолки» все-таки удалось заглянуть внутрь ещё раньше.



Для дополнительной защиты от грязи с улицы перед входом в модуль предусмотрели «предбанник», где дополнительно очищалась одежда и обувь всех кто даже приближался к открытому люку космической лаборатории.





Внешние участки станции защищались не столь тщательно. Здесь можно было оказаться прямо рядом с теми самыми многострадальными топливными баками.

С точки зрения безопасности космонавтов это уже не так страшно, ведь непосредственного контакта с этими элементами модуля в космосе уже не будет. Тут сравнение со скелетом динозавра неслучайно. С внешней стороны будет добавлено еще служебное оборудование, противометеоритные щиты и теплоизоляция. Последнюю подготовку модуль пройдет уже на Байконуре.



Неподалеку в углу, стояли маршевые двигатели модуля, незамеченные журналистами. Судя по всему, их смонтируют тоже на космодроме.



Несмотря на нашествие журналистов работа с модулем продолжалась. Это было уже не завершение сборки, а подготовка к перевозке по железной дороге. Все кабели надо зафиксировать, отверстия закрыть, трубы заглушить. Традиционно, всё, что надо удалить перед стартом на аппарате — красного цвета: изолента, крышки, элементы с красными бирками.







По словам представителя предприятия, многолетняя задержка модуля на Земле позволила пройти неплохую школу для нового поколения сотрудников. Преемственность поколений заметна и на фото, как по возрасту участников работы, так и по технологическому оборудованию.











После нашего ухода работа с модулем продолжалась несколько дней. Завершающим испытанием стал переворот модуля, который показал, что всё закреплено и готово к транспортировке.

Перевозили МЛМ в транспортном контейнере похожем на головной обтекатель ракеты. Чтобы не перепутать этот контейнер с летным головным обтекателем, его тоже выкрасили в красный.

Сейчас «Наука» уже на Байконуре, проходил электрические испытания, наращивает «мясо», и готовится к старту. Если всё пройдет успешно, то запуск МЛМ-У приурочат к 60-летию первого полета человека в космос.



Выражаю признательность пресс-службе Роскосмоса за помощь в подготовке фоторепортажа.

Поддержать выход новых обзоров можно при помощи подписки на Patreon или отечественный аналог «Спонср»


Что помешало экипажу Crew Dragon выйти из корабля?



Вчера, во время трансляции посадки американского космического корабля Crew Dragon, многие обратили внимание на заминку, которая возникла перед открытием бокового люка. Газоанализатор показал превышение концентрации тетраоксида азота — токсичного топливного компонента двигателей корабля. Астронавтам пришлось полчаса ждать чтобы химия выветрилась, а команда спасателей это время провела в противогазах.

Некоторые российские комментаторы поспешили сообщить, что корабль опасен для людей, а всему виной Илон Маск, одержимый идеей сажать корабли на ракетных двигателях вместо парашютов. Планы ракетодинамической посадки у SpaceX действительно были, но от них отказались несколько лет назад по настоянию заказчика — NASA. Корабль будут сажать «по старинке» — на воду, как возвращали Mercury, Gemini и Apollo полвека назад. Конкуренты же SpaceX из компании Boeing решили проблему иначе — сделали надувные подушки, как у десантной техники, и планируют сухопутные приземления.

Однако мощные двигатели Super Draco, которые SpaceX планировала использовать для посадки, в корабле всё же оставили и теперь они там «на всякий случай» — как двигатели системы аварийного спасения.



Предполагается их использовать только в случае аварии ракеты, в нормальном же полете они не участвуют. Штатная система ориентации и коррекции орбиты использует малые двигатели Draco, которые имеют независимую топливную систему. Так первый испытательный беспилотный полет Crew Dragon в 2019 году прошел успешно, но в послеполетных испытаниях включение Super Draco привело к уничтожению корабля на стенде.



Причина аварии оказалась в клапанах между гелиевыми баками наддува и топливными баками Super Draco. На следующем корабле опасные клапаны заменили на одноразовые разрушаемые мембраны, и отправили людей в космос. При возвращении снова возникли проблемы с топливом, но на этот раз снаружи корабля. На трансляции посадки можно увидеть этот момент на 7:03:56: специалист подносит газоанализатор к замку бокового люка корабля, и тут же дает команду отойти от корпуса:



Достаточно быстро выяснилось, что газоанализатор показал присутствие тетраоксида азота — окислителя, который используется в двигателях ориентации Draco и двигателях системы аварийного спасения Super Draco. После получасового ожидания люк всё же открыли и астронавтов успешно извлекли из корабля. Экспедиция завершилась, а ситуацию прокомментировали представители SpaceX: «Да, нашлись пары NTO, в следующий раз будем лучше проветривать двигательную систему, а вообще ветра нет, волнения на море нет, мы такое не ожидали».

Попробуем разобраться насколько серьезна эта проблема, почему она возникла и причем тут вода и ветер.

Идея использовать ядовитое топливо на пилотируемых космических кораблях кажется не самой удачной, но это не выдумка хипстера Маска. У конструкторов кораблей в принципе выбор не большой: топливо в полете должно храниться недели и месяцы, поэтому криогенные кислород или водород не годятся. Ионные или плазменные двигатели на пилотируемых кораблях использовать нельзя из-за слишком малой тяги. Есть еще перекись водорода, но и она в высоких концентрациях токсична, а эффективность как топлива хуже в два раза. Поэтому остается летать «на вонючке», Поэтому остается летать «на вонючке», она еще и самовоспламеняется, что упрощает конструкцию двигателя. На ней в космосе летают практически все пилотируемые космические корабли за последние полвека, включая Space Shuttle и Международную космическую станцию. Исключение только у «Бурана», но там применялась сложная система хранения кислорода.

Во время использования ракетных двигателей в вакууме далеко не всё топливо стремительно улетает от корабля. Часть разлетается с малой скоростью или оседает вокруг двигателя. Вот как выглядит процесс маневрирования российского корабля «Союз» при стыковке:



А служебный модуль МКС «Звезда» за двадцать лет покрылся заметными ядовитыми коричневыми пятнами вокруг двигателей коррекции. В следующий раз, когда увидите наших космонавтов карабкающихся по корпусу станции, вспоминайте эти пятна. Не удивительно, что перчатки там — расходный материал.



Значит топливо и на «Союзах» и на Crew Dragon одинаково токсичное, однако газоанализаторы на посадке наших кораблей не требуются, и тому есть причины. Во-первых, российские корабли в космосе снаружи покрыты экранно-вакуумной теплоизоляций, которая защищает корабль от перегрева на солнечном свету или от переохлаждения в тени. Компоненты топлива оседают на этой оболочке, которую срывает воздушным потоком во время посадки.



Во-вторых, в «Союзах» обитаемое пространство (бытовой отсек и спускаемый аппарат) физически отделено от служебного (приборно-агрегатного) отсека, на котором размещаются двигатели и баки с токсичным топливом.



Подобная конструкция также идет с первых кораблей, и сохраняется на большинстве современных и будущих: «Союз», китайский ПТК НП, Starliner, Orion, «Федерация/Орел»...



Все новые корабли предполагают многоразовое использование спускаемого аппарата, но служебные отсеки у них одноразовые и сбрасываются перед входом в атмосферу. Crew Dragon также состоит из двух частей, но в его случае вторую часть, с модными крылышками, целесообразнее называть грузовым отсеком или вспомогательным, а не служебным.



Большая часть служебных систем Crew Dragon, включая двигатели ориентации и баки с топливом, включены в возвращаемый корпус, хотя и никак не сообщаются с обитаемым пространством.



На спускаемых аппаратах «Союзов» тоже есть небольшие двигатели, для управляемого спуска в атмосфере, но там уже перекись водорода, которая не представляет опасности в малых концентрациях. Перед приземлением у наших кораблей срабатывают твердотопливные двигатели мягкой посадки, которые также не дают токсичных осадков.



Crew Dragon использует токсичное топливо не только на орбите, но и во время управляемого снижения в атмосфере. Внешней экранно-вакуумной теплоизоляции у него нет, а для отражения солнечного света достаточно белой краски. Всё это способствует тому, что остатки топлива могут оказаться на корпусе и после посадки. Зато садится он на воду, и в сочетании с атмосферой это должно помогать в очищении корабля до безопасного уровня. В NASA не возражали против такого технического решения, видимо, потому что подобная практика была и раньше, например, во время программы Apollo. Командные модули Apollo также оборудовались двигателями ориентации на токсичном топливе, экранно-вакуумная теплоизоляция наклеивалась на корпус и частично оставалась после посадки на воду.



Но между посадкой Apollo и Crew Dragon можно заметить разницу. Двигатели ориентации Apollo располагались в нижней части модуля, которая заливалась водой в ходе приводнения. Crew Dragon же имеет «ватер-линию» ниже блока двигателей ориентации. Кроме морских волн, в очистке корпуса остается полагаться только на атмосферное воздействие, и, судя по всему, оно неплохо справляется с внешней поверхностью. Но вот с механизмом замка уже не вышло.



Посмотрим на то место, где располагается замок бокового люка Crew Dragon, где обнаружилось загрязнение тетраоксидом азота.



Видим, что один из двигателей Draco смотрит почти прямо на замок, под заметным углом к поверхности. Включения этого двигателя могли доставить топливные компоненты в механизм замка, где они и остались в следовых количествах. Вероятно, в будущем конструкцию заглушки замка изменят или в регламент обслуживания добавят дополнительную продувку этого элемента сжатым воздухом.

Осталось разобраться почему такая проблема могла возникнуть.

Все вышеперечисленные технические решения Crew Dragon:
- Система аварийного спасения внутри спускаемого аппарата;
- Отсутствие внешней экранно-вакуумной теплоизоляции;
- Служебные системы внутри спускаемого аппарата;
- Двигатели ориентации выше «ватер-линии»...
Преследуют одну цель: максимально возможное снижение стоимости многократного использования космического корабля. Стремление Илона Маска снизить стоимость доступа в космос, как для спутников, так и для людей, намного важнее красивой ракетной посадки. Эта цель неоднократно декларировалась основателем SpaceX, и практически каждое его решение связано с этим.

Не всегда получается задуманное, например пока ракеты с ножками смогли снизить стоимость запуска спутников в космос только в два раза, хотя Маск надеялся в десять. Crew Dragon пока дороже «Союзов», но при достижении определенной частоты полетов, все заложенные конструктивные решения позволят реализовать свой экономический потенциал.

Как часто бывает в инженерном деле, чтобы выиграть в одном приходится чем-то пожертвовать в другом. В данном случае десятью минутами на продувку замка двери в космос.

zelenyikot

Успешная посадка пилотируемого Crew Dragon



Сегодня завершается первая за 9 лет полностью американская пилотируемая космическая экспедиция. Космический корабль Crew Dragon на ракете Falcon 9 стартовал с мыса Канаверал 30 мая, и спустя два месяца возвращается на Землю. Экипаж корабля: астронавты Даг Херли и Боб Бенкен. Посадка ожидается около 21:40 МСК у берегов Флориды. Трансляция уже идет.

Корабль уже отстыковался от Международной космической станции.



Для американской космонавтики это первая за 45 лет посадка пилотируемого корабля на воду. Последний раз это был Apollo, который возвращался после стыковки с советским "Союзом".



С тех пор американцы летали на своих Шаттлах и на российских "Союзах", поэтому садились на сушу.

В то же время опыт ловли кораблей не утратился NASA регулярно проводит тренировки по ловле спускаемых аппаратов Orion, которые должны летать к Луне. SpaceX же в штатном порядке приводняет и достает оттуда грузовые Dragon. Так уже ловили беспилотный Crew Dragon в прошлом году.





Астронавты будут оставаться в корабле в тот момент когда спускаемый аппарат будут доставать из воды, тогда как при посадке Apollo экипаж покидал космический корабль на воде и доставлялся до авианосца-спасателя на вертолете.



Ждем и смотрим, как это будет происходить в XXI веке:



UPD:
Сели


zelenyikot


Штурм Марса 2020



В 2020 году сразу три страны замахнулись на достижение Красной планеты. Три ракеты, семь космических аппаратов, множество научных приборов отправляются к Марсу чтобы лучше узнать его атмосферу, поверхность и недра. Ученые хотят лучше узнать какой была соседняя планета в прошлом и понять, что ожидает её в будущем.

С надеждой и спектрометром
Первый запуск к Марсу в этом июле совершила ракета Японии. Однако космический аппарат, отправленный ею, принадлежал Объединенным Арабским Эмиратам. Произведен же он был в США на средства и при значительном участии специалистов ОАЭ. Аппарат назвали Al Amal — «Надежда» или Hope на английском.



Al Amal — это орбитальная автоматическая межпланетная станция. Она должна достичь Марса к февралю следующего года, когда ОАЭ будут отмечать 50-летнюю годовщину своей независимости. Научная программа Al Amal предполагает наблюдение за атмосферой Красной планеты с высокоэллиптической орбиты, чтобы обозревать не только поверхность, но и окружающее пространство. Ученые ОАЭ надеются понять с какой интенсивностью и под действием каких причин Марс теряет свою газовую оболочку, и наблюдать годовые погодные изменения.

Al Amal оборудована тремя научными приборами, два из которых спектрометры: инфракрасный и ультрафиолетовый. Третий прибор — фотокамера, которая должна показать нам новые панорамы Марса с разных высот от 20 тыс км до 43 тыс км. Камера оснащена набором цветных фильтров, чтобы не только увидеть планету в естественном цвете, но и получать дополнительную информацию в ультрафиолетовом и инфракрасном диапазоне. Научные приборы разрабатывались в США и созданы с учетом актуальных вопросов в изучении Марса, это отличает арабскую программу исследований от, например индийской Mars Orbiter Mission, где приборы больше испытательного характера и не дотягивают до мирового уровня.



Учитывая плотное сотрудничества ОАЭ с США, вероятно Al Amal также будет помогать в передаче данных на Землю с американских марсоходов.

Для Эмиратов запуск марсианской программы вопрос не только престижа. Таким образом страна богатая нефтью пытается диверсифицировать экономику, развить собственную космическую отрасль, которая могла бы вступить в конкуренцию на мировом рынке. ОАЭ уже запустили своего космонавта при помощи «Роскосмоса», совместно с Южной Кореей разработали четыре околоземных спутника. На территории страны открыт Космический центр им. Мохаммеда бин Рашида, и построена станция приема и передачи космических данных. Арабские специалисты участвуют в российско-американском наземном изоляционном проекте Sirius, для исследований условий полета человека на Марс.



Марс выступает для Эмиратов ярким поводом для привлечения инженерных кадров в космонавтику страны, студентов мотивирует к получению научных специальностей, а всех арабов — к научной и технической деятельности. Для государства Марс нужен чтобы подчеркнуть ориентацию ОАЭ на научно-техническое развитие, а не простое прожигание нефтяной ренты.

Я спросил у неба…
Следующая после японской ракеты к Марсу стартовала также дальневосточная — из Китая. Тяжелая ракета Long March 5 относится к новому поколению китайских ракет, экологически более чистая, на кислород-керосиновых и кислород-водородных двигателях.



По сути это такая китайская «Ангара», которая уже активно летает. В будущем ожидается, что носители этой серии запустят космический аппарат к Луне для добычи грунта, и займутся выведением китайской многомодульной космической станции. Новые космические корабли Поднебесной должны также запускаться на Long March 5.

Марсианским запуском Китай открывает программу изучения Солнечной системы. Поэтому название Tianwen-1 («Вопросы к небу») предполагает, что следующие аппараты полетят уже к другим планетам.



Tianwen-1 это целых три космических аппарата одновременно. Два из них — орбитальный аппарат и марсоход — займутся выполнением научных задач, а у спускаемой платформы будет только техническая работа — доставка марсохода на поверхность Красной планеты.

С орбиты Китай займется изучением атмосферы и поверхности Марса. Для этого на зонде размещены камеры, спектрометры, магнитометр, детекторы заряженных частиц, проникающий радар. Вторая, не менее важная роль, аппарата — ретрансляция научных данных с марсохода на Землю. Марсоход во-многом повторяет конструкцию китайских луноходов Yutu хотя и в два раза больше размером. Он оснащен панорамными камерами и лазерным спектрометром, похожим на тот, что есть на марсоходе Curiosity, есть у него и георадар, как и у своих лунных собратьев.



Научные приборы как орбитального аппарата, так и марсохода во-многом повторяют прежние исследования, поэтому не обещают большой новизны и сенсационных открытий. С точки зрения науки, китайские исследования интересны прежде всего георадаром марсохода. Такого на Марс ещё не высаживалось. Радар должен «просветить» недра планеты на глубину до 100 м. Любопытна также предполагаемая область посадки — Равнина Утопия. Её расположение и характер поверхности позволяет предполагать, что когда-то это было дно марсианского океана, и в грунте могут до сих пор сохраниться значительные запасы водяного льда.

В эту местность уже высаживался американский Viking 2, но до воды он не докопался, а у китайского марсохода вообще не будет средств для раскопок, зато радар должен показать эту интересную местность на глубине. Тут могут найтись не только залежи льда, но и погребенные древние кратеры и грязевые вулканы. Пожалуй этих результатов стоит ждать больше всего из всех трех экспедиций 2020 года.



Посадка марсохода произойдет не сразу, сначала вся сборка из трех аппаратов выйдет на околомарсианскую орбиту, что потребует серьезного снижения орбитальной скорости, зато облегчит спуск марсохода. Посадка планируется через 2-3 месяца после выхода на орбиту.

Настойчивость Марс берет



30 июля 2020 года ожидается третий, финальный, марсианский старт этого лета — американский. NASA отправляет один исследовательский марсоход, на борту которого размещается небольшой дрон-вертолет. Мягкую посадку этой паре обеспечит система мягкой посадки SkyCrane, которая хорошо себя показала в 2012 году при доставке марсохода Curiosity.



Новый покоритель Марса получил имя Perseverance («Настойчивость») в ходе всемирного голосования. Это будет самый тяжелый и самый сложный аппарат, который когда-либо исследовал Красную планету — более одной тонны. При этом масса научного оборудования у него меньше чем у Curiosity. Такая разница вызвана тем, что Curiosity — это лаборатория, которая должна анализировать грунт и атмосферу на месте, т.е. на Марсе. Главная же задача Petseverance — собрать образцы для доставки на Землю, а оборудование для «коллекционирования» занимает значительное место и добавляет массы.

Марсианский вертолет Ingenuity («Изобретательность») создан по соосной схеме и оснащается только фотокамерой, связь с Землей будет через марсоход. Задача дрона только в испытании технологии автономного полета на другой планете. Хота Марс имеет очень разреженную атмосферу, но сила притяжения ниже чем на Земле и испытания в вакуумной камере показали возможность полета Ingenuity.



За исключением сбора образцов, Perseverance — это «Curiosity на максималках», у него более прочные колеса, в полтора раза больше фотокамер, все они теперь цветные, лазерный спектрометр для дистанционного анализа грунта еще точнее. Глубина сбора образцов у марсоходов совпадает: около 5 см. Разница только в том, что Curiosity собирает раздробленный буром реголит, а Perseverance добывает керн, т.е. неразрушенный цилиндр породы, который и отправляется в «упаковку» для доставки.

У Perseverance тоже будет проникающий радар, как и у китайского марсохода, но его «дальнобойность» всего 10 метров, а место посадки не такое интересное для изучения недр. Зато для геологов и астробиологов место выбрано самое перспективное — древняя речная дельта в кратере с сербским названием Езеро. Судя по всему там действительно было озеро, и если оно было обитаемо, признаки жизни должны быть найдены в собранных образцах в земных лабораториях.



Доставка марсианских образцов на Землю произойдет когда-нибудь потом. Это будет самая сложная автоматическая операция в космосе, где, кроме Perseverance, будут задействованы стартовая ракета, марсоход-транспортировщик и орбитальный возвращаемый аппарат. NASA планирует программу совместно с Европейским космическим агентством в ближайшие десять лет.

Нельзя не упомянуть и «русский след» в этом проекте изучения Марса: Perseverance стартует на ракете Atlas V, первая ступень которой оснащена двигателем РД-180 российского «Энергомаша» . В проекте Curiosity значение России было выше: там, помимо ракетного двигателя, был прибор DAN для поиска воды в грунте, а радиоизотопный термоэлектрический генератор заправлен плутонием-238 от Росатома.



Пуск Perseverance назначен на сегодня в 14:50. Трансляцию с русскоязычными комментариями можно посмотреть здесь, начало в 14:00 МСК:



zelenyikot

Великая комета?



У астрономов-любителей ликование: наконец-то небо северного полушария посетила яркая комета с большим хвостом. Она уже доступна для наблюдений с телескопом или биноклем. Комета даже заметна невооруженным глазом прямо из центра Москвы, если знать куда смотреть, и в ближайшие дни должна стать еще заметнее. Такой возможности у нас не было с 1997 года.

У кометы C/2020 F3 (NEOWISE) нет более привычного наименования вроде "кометы Борисова" или "Хейла-Боппа" по фамилии первооткрывателя. Комета обнаружена в ходе автоматического поиска космическим телескопом NASA NEOWISE, поэтому названа в его честь. Её обнаружили в марте 2020 года, и 3 июля она прошла по орбите максимально близко к Солнцу.



Многие кометы не переживают этот этап полета и распадаются, но ядро C/2020 F3 (NEOWISE) оказалось достаточно большим и стойким чтобы выдержать нагрев и испарение льда. По составу кометы это "грязные снежки", т.е. по большей части состоят из водяного льда и других замерзших летучих соединений с некоторой примесью твердой пыли.

Хвост кометы имеет сложное строение, иногда там можно различить два и более хвостов, их наличие зависит от строения и характеристик выбрасываемых газа и пыли. Пылевой хвост, как правило, самый большой яркий, т.к. отражает и рассеивает солнечный свет, он всегда направлен от Солнца и вытягивается под давлением солнечного света. Небольшое искривление пылевого хвоста зависит от траектории орбитального движения кометы. Газовый хвост намного бледнее, и его свечение возникает в процессе ионизации солнечным ультрафиолетом: атомы газов теряют электроны и в этих процессах рождаются фотоны видимого света, которые доступны наблюдателям. Такие газовые хвосты направляются уже солнечным ветром, т.е. потоками плазмы, летящими от Солнца и их направление может не совпадать с направлением пылевого хвоста.

Вот так увидел комету солнечный зонд NASA Parker Solar Probe, здесь хорошо видна разница между пылевым и газовым хвостами:



Опытные астрофотографы с Земли снимают не менее шикарные кадры:



Хотя для наших глаз, без оптических средств, зрелище будет менее эффектным. Если удалиться от городов, например астроферму Астроверты на склонах Кавказа, то глазам предстанет примерно такая картина:



Снимки из крупных городов менее эффектны из-за городского смога и засветки, но даже такие препятствия не мешают наблюдению кометы невооруженным глазом. Выглядит она как бледное оранжевое узкое пятно вертикально расположенное на небе. Ядро светится как очень слабая звезда. Если она станет ещё ярче и заметнее, то получит звание Великой или Большой кометы, предыдущей в северном полушарии была C/1995 O1 (Хейла — Боппа), прилетевшая в 1997 году, хотя нынешняя гостья вряд ли достигнет такой яркости и заметности.

Как найти на небе

Найти C/2020 F3 (NEOWISE) можно ближе к горизонту примерно после полуночи на северной части небосвода. К трем утра она смещается к северо-востоку, но рассмотреть её уже сложнее, т.к. небо уже светлеет. В поисках поможет яркая звезда Капелла, которая хорошо видна ночью, комета будет ниже и левее. Чем южнее широта наблюдений, тем её легче найти, но комета видна даже с широты Санкт-Петербурга.



Максимальное сближение Земли и C/2020 F3 (NEOWISE) произойдет 23 июля 2020 года, когда нас будет разделять более 100 млн км. Поэтому никакого влияния на нашу планету она не окажет. Хотя к тому времени пик яркости будет уже пройден из-за отдаления от Солнца, поэтому спешите видеть.

Сориентироваться на небосводе поможет приложение для компьютеров Stellarium или приложение на телефон Star Walk 2 или аналоги. Также этими летними ночами доступны "остатки" Парада планет: Луна, Марс, Сатурн и Юпитер ночью, и Венера утром. А еще ночами видна пролетающая Международная космическая станция. Главное чтобы повезло с погодой.

Одевайтесь теплее, соблюдайте дистанцию, надевайте маски и перчатки в местах скопления людей, и приятных наблюдений!

zelenyikot

Солнечная система, вид из Москвы



На днях я рассказал про Парад планет, который доступен для наблюдения в вечернее и ночное время. Чтобы не быть голословным я прихватил свою фототехнику, и отправился на охоту практически в центре Москвы. В результате удалось снять большую часть планет Солнечной системы, за исключением Урана и Меркурия, а утром еще и комету поймал.

Начались наблюдения с шикарных серебристых облаков. Это явление находится на стыке науки об атмосфере и астрономии. Высота этих облаков — около 80 км, появляются они как результат бомбардировки атмосферы Земли метеоритной пылью и состоят из мельчайших кристаллов льда. Во время космических запусков на полярные орбиты серебристых облаков становится больше из-за ракетных выхлопов, которые рассеиваются в верхних слоях атмосферы.



Лучшее время для наблюдения серебристых облаков — середина лета, когда солнце подсвечивает их из-за горизонта. Они появляются вечером после захода солнца и могут продержаться на небе до предрассветных часов. Потом они никуда не исчезают, просто их уже не видно, хотя их плотность в разные дни может меняться. Любопытно, что такие же серебристые облака встречаются и на Марсе, только уже на высоте около 50 км.

Фототехника у меня никак специально не приспособлена для астрономической съемки: Canon 760D, объективы 200 мм и 500 мм, штатив. В принципе то же самое можно получить любым фотоаппаратом, с 10-х кратным или более зумом со штативом или увидеть в хороший бинокль.



Для наблюдения планет я выбрал удобную площадку у Дома Музыки. Там хороший обзор, открытый доступ в ночное время и высота пятиэтажного дома. Снимать с балкона или крыши жилого здания не очень хорошая идея из-за "тепловой стены" — потока теплого воздуха, который поднимается от здания, и размывает объекты съемки. Высотные здания еще качаются от ветра, что тоже становится заметно, если использовать телескопы или объективы с большим фокусным расстоянием. В крупных городах еще мешает засветка от городского освещения и смог, который, например, ответственен за желтый цвет Луны.

Пока занимался серебристыми облаками на юге взошло главное украшение Парада планет: группа из Сатурна, Юпитера и Луны. В съемке Юпитера самое крутое — возможность увидеть его спутники. Для меня когда-то это стало настоящим прикосновением к космосу, когда глаза видят просто яркую звезду а в телескоп видишь диск планеты и её четыре главных спутника.



А на этом фото с длинной выдержкой можно увидеть две планеты и сразу шесть лун:



Слева желтая звезда — это Сатурн, рядом с ним в виде едва заметного пикселя можно рассмотреть его самый большой спутник Титан (виден в коллаже ниже). Внизу кадра не фонарь, а яркая, пересвеченная Луна. Справа вверху Юпитер и его спутники: Ио, Европа, Каллисто и Ганимед. В поле кадра есть еще и Плутон, но его рассмотреть уже невозможно, слишком далекий и бледный.

Отстрелялся по гигантам, а на западе уже появился красный глаз бога войны — Марса.



Правее него сейчас на небе располагается Нептун, но из Москвы его увидеть глазами практически невозможно. Пришлось сделать несколько кадров "вслепую", и на одном из них нашелся нужный яркий пиксель — самая дальняя планета Солнечной системы.

Ближе к утру начались поиски кометы C/2020 F3 (NEOWISE) "ярчайшей кометы северного полушария за последние 7 лет". Звание гордое, но оно никак не помогает в поисках этого несчастного едва заметного бледного пятнышка. Снова пришлось снимать "вслепую" и выискивать хвостунью на снимках. Не сразу, но это удалось.



Уже почти перед восходом солнца над горизонтом появляется Венера. Ближайшая планета к Земле, третий по яркости естественный объект нашего неба. При достаточном увеличении оптики можно увидеть фазу Венеры, то есть отличить освещенную и затененную сторону планеты.

Вот такой получился сводный результат:



Качество съемки всё равно никакое, зато главная ценность всех этих потуг — возможность самостоятельно взглянуть на объекты Солнечной системы, о которых чаще всего читаешь в пресс-релизах космических агентств и научных исследованиях. Можно почувствовать себя маленькой межпланетной станцией, которая движется по орбите вокруг Солнца.

Комета будет доступна для наблюдений в ближайшие дни из северного полушария, но не верьте СМИ, которые будут обещать возможность увидеть её без телескопа. Без телескопа, но с увесистым биноклем — еще реально, но это будет довольно скромное зрелище. Планеты останутся в небе на всё лето, причем Юпитер сейчас в максимальном приближении, Сатурн и Марс приближаются и станут ярче в ближайшие недели. В августе ещё должен появиться Меркурий перед восходом.

Одевайтесь теплее, соблюдайте дистанцию, берегите себя и окружающих!
Хороших наблюдений!

В определении нужных объектов на небе полезное приложение для компьютера — Stellarium, на телефоне: Star Walk 2. Также рекомендую сообщество "Наблюдательная астрономия"для тех кто хочет получать оперативную информацию об интересных событиях на нашем небе.

zelenyikot

Все на Парад… планет



В ближайшие дни будет происходить любопытное астрономическое событие - парад планет. Для науки это даже не событие, и никакого реального влияния этот парад на Землю или нашу жизнь не окажет. Зато это хороший повод выйти вечером на балкон или улицу и полюбоваться ночным небом, если повезет с погодой.

Парадом планет могут называть разные положения планет Солнечной системы:
- когда несколько планет выстраиваются близко к одной линии, относительно Солнца;
- когда несколько планет собираются в одном участке земного неба;
- когда все планеты можно наблюдать с Земли в течение одной ночи.

В ближайшие дни состоится парад планет первого типа, Земля в нем участвует, поэтому мы не увидим этот парад полностью. В ночное время можно увидеть яркие Марс, Сатурн, Юпитер и Луну, а к утру поднимется еще Венера. Ночью в ясную погоду их можно увидеть невооруженным глазом даже из центров ярко освещенных городов, но могут помешать высотные здания, т.к. планеты будут относительно невысоко над горизонтом.

Кому не повезло с погодой сегодня, могут спокойно подождать следующих более ясных ночей, в ближайшие дни картина на небе сильно не изменится, за исключением движения Луны.



Ночью 6 июля для наблюдателя с Земли Луна сблизится с Юпитером и Сатурном, такое соседство тоже привлекает внимание. 12 июля Луна сблизится с Марсом в своем пути по земному небу.

В августе будут подходящие условия для наблюдения в течение ночи всех планет Солнечной системы, включая Меркурий, хотя для Урана и Нептуна понадобится телескоп.

Если у вас есть фотоаппарат с зум- или телеобъективом или бинокль, то можно обратить внимание на Юпитер. Его легко найти ночью в южной части неба - это самый яркий бледно-оранжевый объект похожий на звезду. Левее него будет желтоватый Сатурн.



Если воспользоваться оптическими средствами, то можно рассмотреть спутники Юпитера. Планета-гигант сейчас сближается с Землей по орбите, поэтому особенно ярко видна на нашем небе.



Можно сделать несколько кадров в течение ночи с разницей полчаса или час и заметить как спутники движутся по орбите. Именно такие наблюдения когда-то позволили людям сформировать гелиоцентрическую картину мира и понять, что все планеты обращаются вокруг Солнца.

Марс с ближайшие месяцы тоже будет сближаться с Землей в своем орбитальном движении, поэтому его видимая яркость возрастет, ну а к утру на востоке появится Венера.



Утром самых стойких ожидает бонус - комета C/2020 F3 (NEOWISE), которая будет видна в бинокли и телескопы за пару часов до восхода солнца над горизонтом в том месте где должно вставать наше дневное светило.

Не забывайте, что ночью становится холоднее, соблюдайте дистанцию, надевайте перчатки и маски в людных местах, и приятной астрономии. Пост подготовлен при поддержке сообщества Наблюдательная астрономия.

Для иллюстраций использовались онлайн-сервисы Solarsystemscope и Stellarium.

zelenyikot

38. Полет нормальный



Завершился тридцать седьмой виток вокруг Солнца космического корабля «Земля» со мной в составе экипажа. В кои-то веки прошедший год не кажется пролетевшим зря. Его результатом стала книга «Люди на Луне. Главные ответы». Пока я не запустил свой микроспутник к Луне (мы работаем над этим), зато удалось добыть снимки с японского, китайского и индийского космических аппаратов, которые позволяют уверенно утверждать то, в чем я и так не сомневался: люди были на Луне. В книге будут эти снимки, а также ответы на многочисленные вопросы по лунной программе Apollo и сопутствующие: о космической радиации, спутниковой съемке, условиях на поверхности, технических и политических обстоятельствах лунной гонки полвека назад и сегодня...

В работе с книгой помогало больше десятка инженеров космической отрасли, ученых и энтузиастов космонавтики, научным редактором выступил уважаемый мной астроном и популяризатор науки Владимир Сурдин.

К сожалению, коронакризис внес свои коррективы и с целью экономии издательству пришлось отказаться от цветной вклейки и фотопечати, но всё равно результат получился, за который не стыдно. Думаю, такой книги не хватало тем, кто интересуется темой полетов в космос и на Луну, но у кого не было времени разобраться во всех вопросах. Я нашел время, и делюсь итогом этой работы. Для углубленного изучения есть ссылки на более подробные обзоры, научные публикации, архивы научных данных.

Купить книгу можно на сайте издательства «Альпина нон-фикшн».
Или на Озон.

Всем подписчикам Patreon или Спонср я вышлю книгу с авторской подписью.

zelenyikot

Вот когда запустит людей на Луну тогда и поговорим…



Американский батут. Дубль два



Старт ожидается в 22:22 по Москве. Пилотируемый космический корабль Crew Dragon готовится к первому пилотируемому старту. Это должен быть полет американского космического корабля на американской ракете с американского космодрома, впервые за девять лет. В среду пуск отменили из-за непогоды, сейчас вероятность переноса сохраняется, но хотя бы штормового предупреждения нет.
Корабль Crew Dragon разработан и произведен частной космической компанией SpaceX по заказу космического агентства NASA. Запускает его ракета Falcon 9 с многоразовой первой ступенью, хотя этот полет для неё первый. В этом пуске предполагается возвращение первой ступени.



Погода не радует, поэтому, возможно поимка ступени отменится, даже если старт и произойдет


Астронавты NASA Даг Хёрли и Боб Бенкен имеют опыт космических полетов на Шаттле, на "Союзах" не летали. Полет запланирован на Международную космическую станцию, где они пробудут до четырех месяцев, занимаясь подготовкой станции для первого полноценного экипажа в составе четырех астронавтов. Возможности корабля позволяют запуск до семи астронавтов, но такие полеты не входят в планы NASA. Возможно в будущем, на таком корабле совершат полет и российские космонавты, но после того как Роскосмос поверит в надежность нового корабля.

Фото с предстартовой тренировки:







Трансляции с русскоязычными комментариями:




zelenyikot

Американцы летят в космос со своего батута



Старт ожидается в 23:30 по Москве. Пилотируемый космический корабль Crew Dragon готовится к первому пилотируемому старту. Погода пока не очень радует, сохраняется вероятность переноса пуска, но скорее всего полетят.

Корабль Crew Dragon разработан и произведен частной космической компанией SpaceX по заказу космического агентства NASA. Запускает его ракета Falcon 9 с многоразовой первой ступенью, хотя этот полет для неё первый. В этом пуске предполагается возвращение первой ступени.

Астронавты NASA Даг Хёрли и Боб Бенкен имеют опыт космических полетов на Шаттле, на "Союзах" не летали. Полет запланирован на Международную космическую станцию, где они пробудут до 4 месяцев, занимаясь подготовкой станции для первого полноценного экипажа. В нормальном режиме Crew Dragon должен доставлять до четырех астронавтов. Возможности корабля позволяют запуск до семи астронавтов, но такие полеты не входят в планы NASA.

Фото с предстартовой тренировки:






Трансляции с русскоязычными комментариями:




zelenyikot

Инопланетные кентавры



В настоящее время, когда пачками открываются планеты у других звезд, а земляне отправили первые звездолеты, кажется, что наша домашняя Солнечная система уже хорошо изучена и знакома. Однако, временами появляются новости, которые если не шатают устои мировоззрения, то как минимум порождают восклик «а-хри-неть!» Именно такую реакцию у меня вызвало новое исследование, согласно которому в Солнечной системе находится два десятка космических тел прилетевших от других звезд.

Классическая теория образования Солнечной системы предполагает, что все тела, которые обращаются вокруг Солнца образовались из одного газопылевого диска. Сам газопылевой диск — это остатки процесса звездообразования, породившего наше светило. Диск формируется из протопланетного облака, под действием центробежной силы приобретающего плоскую форму, поэтому все планеты, большие спутники и большинство астероидов имеют орбиты близкие к плоскости солнечного экватора. Эту плоскость называют плоскостью эклиптики, и считается, что Земля лежит точно на ней, а у других планет имеется некоторое отклонение.



У астероидов отклонение от плоскости эклиптики больше, т.к. они переживают больше возмущающих воздействий, прежде всего от гравитации планет. Кометы же прилетают из дальних окраин Солнечной системы, куда они были выброшены на этапе формирования планет из газопылевого диска. Однако кроме каменных астероидов внутренней Солнечной системы, и долгопериодических ледяных комет, сегодня известно несколько семейств различных космических тел, которые нельзя отнести ни к одному привычному классу.

Например Плутон и несколько других достаточно крупных тел теперь считаются карликовыми планетами, большинство которых находится в поясе Эджворта-Койпера вместе со множеством относительно мелких тел за орбитой Нептуна. Дальше пояса Эджворта-Койпера лежит рассеянный диск, а еще дальше Облако Оорта, а ближе орбиты Нептуна вокруг Солнца обращаются т.н. «кентавры». Кентавры — это особая группа малых космических тел, которые лишь условно подходят под определение астероидов, потому что содержат значительное количество водяного и другого льда, и приближаясь к Солнцу обрастают комой, как кометы. Не похожи они и на кометы, поскольку их орбита не отличается большой эллиптичностью, и ближайшая её точка лежит далеко от Солнца, а средняя плотность этих тел ближе к камню чем ко льду. Размеры у некоторых кентавров тоже совсем не кометные — несколько штук больше 200 км в поперечнике, что позволяет им претендовать на звание карликовых планет.


Серые - троянские астероиды Юпитера; зеленые - кентавры; оранжевые - рассеянный диск; голубые - пояс Эджворта-Койпера.

Некоторые данные говорят о том, что и карликовая планета Церера, которая сейчас находится в Главном поясе астероидов, могла быть кентавром. Хотя сами ученые до конца не определились, какие именно тела относить к кентаврам, но общее представление, что это малые космические тела, чьи орбиты лежат в пределах орбит Юпитера и Нептуна или чуть дальше.

Ни один из кентавров не сфотографирован вблизи, что еще больше добавляет загадочности. Зато известно, что некоторые обладают собственной системой колец. Единственное, что у нас есть, кроме наблюдений с Земли — это снимки спутника Сатурна Фебы, которая, предположительно, является захваченным кентавром.



Несмотря на необычность кентавров, из четырех сотен известных, сегодня поговорим всего о 17, но самых удивительных. Один кентавр с непроизносимым названием Каэпаокаавела ведет себя настолько необычно, что в 2018 году ученые заподозрили его инопланетное происхождение. Его орбита довольно близка к юпитерианской, но в отличие от большинства тел Солнечной системы обращение ретроградное, т.е. он летит навстречу всем астероидам, которые имеются в тех местах.

Астрономы попытались смоделировать его будущее и прошлое, чтобы понять как он сумел приобрести такие орбитальные характеристики. Для этого провели моделирование миллиона сценариев, которые отличались незначительными вариациями гравитационных параметров. Оказалось, что примерно половина сценариев приводит в выкидыванию кентавра из Солнечной системы за несколько миллионов лет. Вторая половина сценариев приводит к его обрушению на Солнце за то же время. И лишь 46 сценариев показали возможность сохранения на протяжении всей жизни Солнечной системы. Но в эти сценарии входил захват Каэпаокаавелы Солнцем из какой-то другой планетной системы. То есть нашлись косвенные признаки внесолнечного происхождения этого кентавра.



Вдохновленные первым успехом, астрономы решили прогнать моделирование по другим необычным кентаврам и нескольким транснептуновым объектам, чья орбита почти перпендикулярна плоскости эклиптики или обращение вокруг Солнца ретроградное. И оказалось, что либо они все прилетели извне Солнечной системы в последние 100 млн лет, и в следующие 100 млн улетят дальше (или упадут на Солнце), либо они оказались захвачены 4,5 млрд лет назад у какой-то другой звезды.

Вариант недавнего захвата (100 млн лет по космическим меркам — это недавно) ученые считают маловероятным, т.к. он предполагает постоянное подновление семейства кентавров внесолнечными объектами. Остается древний захват и постепенная эволюция орбиты.

В любом сценарии, можно предполагать, что для изучения космическими аппаратами других солнечных систем теперь нам не надо покидать собственную. Это открывает возможности для современной космонавтики, которой еще далеко до околосветовых скоростей, в совершении межзвездных экспедиций. Зато теперь можно отправиться к тому объекту, который сам совершил такую экспедицию.

Сегодня открыто уже два космических тела, которые недавно пролетели через нашу систему из межзвездного пространства: астероид 1I/Оумуамуа и комета 2I/Борисова. Но заметили их слишком поздно, и улетят они слишком быстро чтобы успеть отправить к ним хотя бы малый исследовательский зонд. С кентаврами ситуация намного проще, хотя их орбита тоже не обещает легкого полета.
Внимание современной космонавтики направлено к более близким телам: Меркурию, Луне, Марсу, астероидам, Юпитеру, но если замахиваться на более сложные задачи, то достижение внесолнечного кентавра — одна из самых достойных. Ближайшая программа, которая похожа на полет к этим «инопланетянам» — NASA Lucy.



Этот зонд должен отправиться к троянцам Юпитера — еще одному семейству астероидов, которое гравитационно связано с планетой-гигантом. Сама Lucy не сможет рассмотреть Каэпаокаавелу подробнее, но аппарат такой сложности мог бы, если б его запустили с этой целью.

zelenyikot

Старый бак разгонного блока «Фрегат» лопнул на орбите



Американские ВВС сообщили о разрушении (breakup) сбрасываемого топливного бака российского разгонного блока «Фрегат-СБ», который в 2011 году запустил радиотелескоп «РадиоАстрон». Роскосмос не сразу, но подтвердил разрушение. По данным американцев, на месте бака появилось 65 фрагментов космического мусора, и нет данных о столкновении с чем-либо.

Высота полета обломков около 420-3600 км, т.е. выше полета МКС. «Фрегат-СБ» — это модификация разгонного блока производства НПО им. С.А. Лавочкина, предполагающая увеличенный запас топлива за счёт дополнительного сбрасываемого топливного бака. Такие разгонные блоки применяются для выведения на высокоэллиптичные орбиты грузов большой массы на ракетах среднего класса. Масса сбрасываемого бака составляет 360 кг, диаметр 3,85 м.

Об этом разгонном блоке я уже рассказывал, как и о радиотелескопе. Работа «РадиоАстрона» завершилась в конце 2018 года, когда произошел сбой служебной радиолинии. Проект превысил в два с половиной раза ожидаемый срок службы.

По сегодняшней новости, в российских СМИ применяют слово «взрыв», хотя, вероятнее всего, бак лопнул из-за нагрева солнцем остатков топливных компонентов. Температурное расширение и привело к разрушению и правильнее назвать это «хлопок газа». Такие события не редки после запусков, и сейчас на верхних ступенях ракет принято оставлять специальные клапаны для сброса давления, т.н. «пассивация». Подобные взрывы — один из источников роста количества космического мусора. Но высоты ниже 800 км сохраняют тормозящее воздействие атмосферы, поэтому обломки за несколько лет сойдут с орбиты, хотя какое-то время будут представлять угрозу для МКС и других аппаратов.



По подсчетам радиолюбителя R4UAB на основе открытых данных, сброшенный бак постепенно снижался, но делал это довольно медленно. Нижняя точка орбиты за 9 лет снизилась примерно на 10 км под воздействием верхних слоев атмосферы и давления солнечного света. Верхняя точка орбиты сползла примерно на 80 км. Вероятно теперь некоторые обломки ускорят снижение из-за изменения формы, но их разница приведет к тому, что группа постепенно превратится в «паровоз», что повысит опасность встречи с ними.



В 2018 году такое же случилось после запуска спутника Angosat, но на высоте в несколько раз ниже, поэтому обломки быстро упали в атмосферу. Надеюсь нынешнее событие приведет к установке необходимых клапанов на российском разгонном блоке, и в дальнейшем такого не повторится.

В общем ситуация неприятная, но в мировой космонавтике не исключительная. Повышенное внимание к этому, в общем-то малозначительному событию, объясняется тем, что Роскосмос в последнее время СМИ взрывами не радует, поэтому приходится обращать внимание на каждый «хлопок».

zelenyikot

Китай запустил в космос перспективный транспортный корабль нового поколения



Космический корабль массой около 22 тонн должен провести в космосе трое суток, поднять орбиту до 8000 км, а затем вернуться на Землю для испытания технологии вхождения в плотные слои атмосферы на скорости выше первой космической. Этот корабль в легкой модификации будут использовать в работе будущей многомодульной космической станции Китая, а в тяжёлой — в полётах к Луне.



Эти испытания ракеты очень важны для космонавтики Китая. Теперь открываются возможности строительства многомодульной околоземной пилотируемой станции.



Успешный пуск произведён с космодрома Вэньчан тяжелой ракеты Long March 5B. Высота ракеты в модификации для пилотируемых запусков — 53,7 м, стартовая масса — 849 тонн. Масса полезной нагрузки на низкую околоземную орбиту — до 25 тонн. Диаметр головного обтекателя и центрального блока — 5 м, боковые ускорители — 3,35 м. Двигатели используются кислород-керосиновые и кислород-водородные, т.е. ракета «экологически чистая».



Другая модификация этой ракеты должна летом 2020 года отправить на Марс китайский марсоход и орбитальный аппарат, а к концу года — зонд для доставки грунта с Луны.

Одновременно с космическим кораблём этой ракетой запущен экспериментальный аппарат для испытания системы посадки с надувным тормозным щитом. Подобные прототипы ранее создавались в России («Демонстратор» по заказу ESA) и США (LDSD). Его посадка ожидается примерно через сутки после старта.



Подготовлено для «Открытого космоса».
zelenyikot

Видео: Факты о космосе в которые трудно поверить



Первоапрельская, но без обмана, лекция о неочевидных и небанальных свойствах космоса, о которых сложно догадаться опираясь лишь на земной опыт. Тепло или холодно в космосе, как защититься от космической радиации и пролететь через пояс астероидов, где найти воду в Солнечной системе, и некоторые другие вопросы.



Подпишитесь на канал Youtube, если интересен такой формат передачи информации.

zelenyikot
Поддержать выход новых постов на youtube и в ЖЖ можно через сервис Patreon.

Видео: Освоенный космос



Когда объявили первую карантинную неделю в России, я решил, что это подходящий повод начать работу со своим видеоканалом, и провел серию онлайн-лекций на различные космические темы. Сегодня делюсь одной из них - о том какие орбиты и области космического пространства человек научился использовать в своих интересах: прикладных или научных.



Подпишитесь на канал Youtube, если интересен такой формат передачи информации.

Ещё вопрос по времени публикации таких постов с лекциями: в какие дни недели и время суток удобнее?

zelenyikot
Поддержать выход новых постов на youtube и в ЖЖ можно через сервис Patreon.

Куда летит дым горящих чернобыльских лесов: взгляд из космоса



Под Чернобылем сейчас горят леса, пожарные стараются не подпустить огонь к хранилищам радиоактивных отходов, но сами окрестные леса также относятся к областям высокого заражения. Опасные элементы, которые разнесло по окрестностям во время Чернобыльской аварии могут подняться в воздух и преодолеть значительные расстояния, поэтому неудивительно, что к этому происшествию повышенное внимание не только у жителей окрестных городов и деревень. Наблюдение из космоса позволяет лучше понять степень угрозы и увидеть, куда ветер способен донести потенциально опасный дым.

Как видно благодаря наблюдению спутников NASA, возгорания в лесах вокруг Чернобыля и Припяти начались в самом конце марта и начале апреля. Наиболее критичная ситуация, когда пожары подобрались непосредственно к Припяти, сложилась 8-9 апреля.



Стараниями пожарных, непосредственно у аварийной АЭС серьезные возгорания ликвидированы. Но в нескольких десятках километров пожары продолжаются, в том числе, в местах, где в 1986 году происходило выпадение радиоактивных осадков в больших концентрациях.

К 17 апреля плотность дыма значительно возросла. Если ранее дымные шлейфы распространялись только над Украиной и южными районами Беларуси, то 17 числа серая полоса протянулась намного дальше на юго-восток, достигнув, кажется, даже Ростова-на-Дону. Распространение дымного шлейфа можно увидеть в съемке российского метеоспутника "Электро-Л2".


(Красный оттенок поверхности из-за того, что съемка ведется с захватом ближнего инфракрасного диапазона света).

Также за распространением дыма можно следить через сайт sat24.com куда выводятся данные европейского спутника Meteosat-8.

Подчеркну, что пока нет данных, что этот дым представляет какую-либо повышенную угрозу для организма. Российский Гидромет и белорусский Республиканский центр метеорологии следят за ситуацией и сообщают, что никаких изменений радиоактивного фона не наблюдается.

Научно-популярный блогер и популяризатор науки Дмитрий Горчаков рекомендует для самостоятельного отслеживания ситуации сервис Мониторинга радиоактивности у объектов Росатома. Курская, Воронежская и Ростовская АЭС потенциально на пути распространения чернобыльского дыма, но, как видим, всё зелено (вокруг Волгодонска тоже).


Онлайн сервис мониторинга Росгидромета, к сожалению, в момент написания текста был недоступен.

На интерактивной карте Еврокомиссии заметна одна точка на юге Беларуси, где зарегистрировано увеличение радиоактивного фона: 530 нанозиверт в час, вместо нормальных 110 нанозиверт в час.



Для человека такой показатель не представляет опасности, если год прожить в таком фоне, то можно получить облучение, которое получает любой космонавт на Международной космической станции примерно за 4 дня. К тому же, 17 апреля, когда европейский датчик показал такое значение, ветер дул в прямо противоположную сторону и дыма от пожара там не было.



Если же кто-то хочет дополнительно обезопасить себя, то ему можно рекомендовать оставаться дома, а при выходе надевать фильтрующую маску. Хотя, погодите-ка...

zelenyikot

P.S. 18 апреля мы с "Электро-Л" будем отслеживать ситуацию, и буду выкладывать снимки по мере поступления данных.

UPD: Сегодня ветер преимущественно южный. Погода ясная, поэтому будем смотреть.


Чтобы не пропускать новые посты, подпишитесь на мои страницы:
в ЖЖ, Facebook, Вконтакте, Twitter.


С Днем космонавтики всех причастных!



Сегодня все мы немного космонавты - скрываемся от неблагоприятных условий внешнего пространства в маленьких обустроенных автономных мирках. Сейчас публикуют много инструкций и рекомендаций от космонавтов и ученых, как пережить изоляцию, сохранить здравый рассудок и хорошие отношения в семье. Я бы хотел напомнить, что жизнь космонавта на орбите поддерживает не только он и его близкие товарищи по кораблю, но и сотни людей на Земле. Они прокладывают маршрут, следят за работоспособностью всех систем, медицинскими показателями, и даже считают съеденные космонавтами калории. У нас у всех есть такая же служба обеспечения: электрики, сантехники, связисты, дворники, работники электростанций, коммунальные службы - десятки и сотни человек, которые нарушают карантин по долгу службы, ради того чтобы мы успешно справились со своей важной миссией и помогли медикам победить вирус.

Как заметил популяризатор космонавтики Александр Шаенко - мы все, земляне, в одной большой квартире на самоизоляции от остальной Вселенной. Космонавтика не успела дать нам возможность прогуляться в лунном парке или прокатиться на джонках по каналам Марса. Над этим ещё работать и работать. Поэтому не стоит забывать, что мы - один экипаж большого космического корабля "Земля-1", и лететь вместе нам еще долго.

Поэтому всех с нашим профессиональным праздником! Берегите себя и своих близких, даже если они находятся на соседней палубе, и вы не знаете как их зовут.

zelenyikot

P.S. Я не забросил блог, просто занялся видеолекциями на Youtube. Если кому интересен такой формат, то подписывайтесь и смотрите. Буду выкладывать и здесь, но позже.

Проводы плавучей атомной электростанции из Мурманска



Я, наконец, дописал книгу и сдал в издательство, и теперь возвращаюсь в блог. Для начала отдаю старые долги, и рассказываю как в августе 2019 года оказался на борту плавучего энергоблока «Академик Ломоносов», который входит в состав Плавучей атомной электростанции Росатома.

На создание «Ломоносова» Росатом вдохновил опыт применения атомных реакторов морского базирования, полученный американской и советской стороной еще во времена холодной войны. Иногда, вместо морских походов, ледоколы в порту становились источником электроснабжения береговых поселений. В "Росатоме" решили, что это можно сделать отдельным предложением и вывести на международный рынок.

Сейчас «Академик Ломоносов» рассматривается как прототип АЭС для гражданского применения в разных странах. Заработать на первой станции Росатом не планирует, а использует ее для испытания технологий и с рекламными целями — для демонстрации возможностей потенциальным заказчикам.

Плавучий энергоблок строили в Санкт-Петербурге, и однажды мне довелось увидеть его и там.

В Мурманске станция уже предстала в парадной раскраске и с заправленным реактором.



По случаю отправки «Ломоносова» на постоянное место работы Росатом устроил большую пиар-акцию: десятки журналистов и блогеров участвовали в экскурсии по станции, брали интервью со специалистами, запрашивали подробные комментарии.



Судя по всему, многие запреты и нормы секретности удалось снизить чтобы дать возможность рассказать и показать людям результат долгой работы.



И даже было немного жалко росатомовских коллег когда новостные ленты в то же время занимал «робот Федор». Космический полет дистанционно управляемого манекена показался российским СМИ важнее ПАТЭС, хотя экономическое, научное и техническое значение «Ломоносова» невравнимо выше.

Экипаж ПЭБ ПАТЭС, составляет 78 человек. И на «Ломоносове» приготовлено всё необходимое для их полноценной работы. Например тренажерный зал.



Спортплощадка.



Бассейн (говорят, по праздникам в него даже наливают воду).



Сауна.



Сам реактор имеет замкнутый контур охлаждения, поэтому ни в душ, ни в бассейн, ни в океан за бортом вода из него не попадает.

Жилые каюты не отличаются от обычных корабельных, всё по-спартански, никаких излишеств.



Капитанская чуть просторнее, но мебель и уровень комфорта тот же, что и у экипажа.



Только у капитана каюта еще и рабочий кабинет, поэтому разделена на две условные части.



Сквозь окна и мурманскую августовскую хмарь просматривался грустный «Адмирал Кузнецов» у ремонтной верфи. Туда он попал после нашумевших и надымивших заморских походов. И после затопления плавучего дока, ситуация с ним совсем сложная. В декабре 2019 года на нем еще произошел пожар, но мы успели увидеть его раньше.



Экскурсия по плавучей станции продолжалась. Мы прошли его узкими коридорами.



Спустились на несколько уровней.



Выбрались на палубу.



Оценили монументальность якоря.



К сожалению, в сам реакторный отсек атомной станции впускали далеко не каждого, зато всем показывали машинный зал.



Указывая на кожух турбины с логотипом питерской «Электросилы» наш инженер-экскурсовод утверждал, что при производстве плавучего энергоблока использовались только российские комплектующие.



Я не стал вмешиваться в его убедительный рассказ, хотя в этот момент стоял у приборного щитка с большим шильдиком Made in Germany.

Российское происхождение скотча, которым заматывалась теплоизоляция труб атомной электростанции, также вызывало сомнения.


(На самом деле это цветовая маркировка трубопровода, а не последний контур безопасности).

Зато российское происхождение иконы у пульта управления энергоблоком сомнений не вызывает.


Конечно, непривычно видеть на высокотехнологичном объекте продукт художественного творчества с тысячелетней историей, на атомной или космической станции. Но я стараюсь относиться к этому спокойнее: с одной стороны это дань современной государственной идеологии, с другой — средство психологической разгрузки для тех участников экипажа, кому это важно.

Могу лишь обратить внимание, что Росатом не старался скрывать ни обмотанные скотчем трубопроводы, ни иконы "на торпеде", ни Made in Germany. Хотя ехидные комментарии дотошных блогеров и их читателей вполне ожидаемы. Для меня, как специалиста по связям с общественностью, эта искренность значит очень много.

Пульт управления напоминал уже виденный мною зал Ростовской АЭС, хотя и меньше в несколько раз.



Уникальным индикатором, которой не встретишь ни на одной сухопутной АЭС, выделяется корабельный уровень, показывающий интенсивной морской качки.



На следующий день после экскурсии нам предоставили возможность проводить «Академик Ломоносов» в последний Северный морской путь.

Плавучий энергоблок не приспособлен для самостоятельного передвижения по морю. Как нам объяснили, он относится к «судам вертикального перемещения», то есть самостоятельно может управлять только глубиной осадки. Через летний Ледовитый океан «Ломоносов» проводился мощными буксирами под присмотром двух дизельных ледоколов «Диксон» и «Новороссийск».

Для хороших проводов блогерам выделили экскурсионный катер, который на особом счету в Мурманске, о чем имеет соответствующую мемориальную табличку.



Наш катер выдвигался от места стоянки первого атомного ледокола, а сейчас действующего музея (уже не атомного) «Ленин».



«Ломоносов» же стартовал от базы Росатомфлота в нескольких километрах, и пока до него добирались могли насладиться мурманскими пейзажами и проплывающими кораблями.



Показалось...



Росатомфлот — это подразделение Росатома, которое заведует ледоколами с ядерными энергетическими установками. Они занимаются и проводкой судов через льды, и научной деятельностью и доставляют туристов до Северного полюса.



В Мурманске они базируются и ремонтируются.



Рядом стоит и серая громада «Адмирала Кузнецова».



«Академик Ломоносов» из Кольского залива перемещался сразу несколькими малыми буксирами, которые потом передали эстафету другим более мощным, готовым к непростому переходу через Северный ледовитый океан.





Момент передачи эстафеты мы уже не увидели, зато смогли увидеть буксировку уже с «другой стороны» — во время прибытия ПЭБ ПАТЭС на Чукотку двумя неделями спустя, но это уже отдельная история.



zelenyikot

P.S. Не знаю, что на этом фото, но искренне надеюсь, что ППЦ происходящий сейчас во всем мире не результат его разгерметизации:



Поддержите мою работу над книгами и блогом о космосе через сервис Patreon.
Купить книгу.


Лекция: Колонизация Марса



В начале марта побывал в Университете Иннополис в Татарстане и рассказал слушателям некоторые подробности о полетах, колонизации и терраформировании Марса. Есть ли жизнь на Марсе, можно ли до него долететь и что мешает этому, насколько опасна радиация, возможно ли сделать планету более пригодной для жизни.

zelenyikot

При запуске спутников Starlink разрушился двигатель первой ступени ракеты



Компания SpaceX продолжает развитие своей спутниковой группировки Starlink для глобального интернета. Сегодня прошел шестой удачный запуск шестидесяти аппаратов, даже несмотря на разрушение двигателя первой ступени.






Авария произошла за несколько секунд до разделения первой и второй ступени ракеты Falcon 9. Разрушенный двигатель не помешал выведению спутников, но вернуть первую ступень не удалось. Это был её рекордный пятый полет.

На видео трансляции виден «хлопок» в районе двигательного отсека. Также на этапе возвращения первой ступени, в момент включения двигателя для входа в плотные слои атмосферы (entry burn), видно отделение какого-то элемента ракеты. Впоследствии трансляция с первой ступени оборвалась.



В данном случае можно предполагать разрушение двигателя из-за большой выработки его ресурса, что порождает новые вопросы относительно перспективы многоразовых космических систем. Однако, для SpaceX это всё еще отработка новой технологии, и выявление пределов возможности их двигателей. В предыдущем запуске Starlink также не удалось вернуть первую ступень, но по другой причине.

Напомню: ни одна компания или госпредприятие в мире сегодня не обладает технологией многоразового использования первых ступеней ракеты. Ближе всего — технология возвращения твердотопливных ускорителей Space Shuttle, но их полеты прекращены в 2011 году. Похожую технологию развивает компания Rocketlab для своих сверхлегких ракет Electron, но там предполагается аэроподхват вертолетом, а не посадку на двигатели как у SpaceX.

zelenyikot

Орбитальное обслуживание — фантастика ставшая реальностью



25 февраля 2020 года на расстоянии 36 тысяч километров от Земли космический аппарат MEV-1 сблизился с телекоммуникационным аппаратом Intelsat 901 и схватил его, чтобы вернуть на «правильную» орбиту. Это должно продлить жизнь старому спутнику еще как минимум на пять лет. По просьбе «Медузы» рассказал насколько важно это достижение для космонавтики и космической экономики.

Идея о том, что работающие в космосе аппараты придется ремонтировать не нова, почти в каждом фантастическом произведении про космические перелеты есть эпизод с ремонтными работами в вакууме. Поначалу ремонт, дозаправку, возвращение, а при необходимости и захват космических аппаратов возлагали на людей. Для этих целей в том числе предполагали использовать орбитальные самолеты Dyna Soar и «Спираль», и на практике опробовали в экспедициях Space Shuttle. Наиболее известен ремонт и модернизация космического телескопа Hubble, хотя шаттлы выполняли и другую похожую работу.

Современные спутники могут работать на орбите по два десятка лет и даже больше. Надежность космической электроники уже давно не является главным ограничителем их срока эксплуатации: сейчас на время жизни аппарата влияют прежде всего торможение о верхние слои атмосферы, а на высоких орбитах — расход топлива.

Разумеется, операторам спутниковых услуг выгодно, чтобы их аппараты работали как можно дольше. Продление работы аппаратов может стать доходным бизнесом с десятками клиентов, ведь каждый год работы спутника приносит оператору десятки миллионов долларов. Например, теперь Intelsat 901 с присоединенным MEV-1 не будет выведен из строя, а прослужит еще примерно пять лет. А затем MEV-1 отправится продлевать жизнь другому аппарату.



Как правило, спутники Земли движутся по видимому небосводу, когда вращаются вокруг нашей планеты. Но на высоте примерно 36 тысяч километров спутник оборачивается вокруг Земли ровно за 24 часа — то есть за то же время, за которое Земля обращается вокруг собственной оси. Если при этом он движется в плоскости экватора, то при взгляде с Земли будет казаться, что спутник стоит всегда на одном и том же месте.



Орбита такого типа называется геостационарной (ГСО), и она особенно выгодна для телевещания и передачи данных, поскольку только на ней источник радиосигнала «висит» в одной точке, выступая постоянным ретранслятором, и может пересылать информацию на целое полушарие планеты.

Положение геостационарного спутника называют «точка стояния», и ее удержание требует топлива. Когда баки пустеют, спутник отправляют чуть дальше от Земли, на так называемую «орбиту захоронения», где он не будет работать, но и не будет мешать следующим поколениям аппаратов на ГСО. Так происходит даже в том случае, если во всех других отношениях (помимо количества топлива) аппарат полностью технически исправен.

Таким образом, на орбите захоронения вокруг нашей планеты постепенно формируется рукотворное кольцо, и астрономы-любители иногда снимают этот бесконечный хоровод — хотя до красоты колец Сатурна нам пока далеко.



История MEV-1 — не первый пример технического обслуживания на орбите. Однако до сих пор оно всегда требовало участия человека и, как следствие, значительных ресурсов.

До того как началось обслуживание беспилотных спутников, человеческие руки помогли спасти американскую станцию Skylab и советский «Салют-7».



Дальнейший опыт показал, что ремонт — одна из самых важных ролей человека в космосе, которую пока заменить не удавалось. Антропоморфные роботы Robonaut и «Федор» запускались на Международную космическую станцию с целью оценить их перспективы в замене человека — но в космосе они оказались скорее бесполезными игрушками чем реальной заменой человека.



Существенно больше пользы на МКС принес роботизированный манипулятор Dextre, установленный на руке-кране Canadarm 2. Его доставили на МКС в 2008 году и с тех пор он работает на внешней части станции. С его помощью запускаются малые космические аппараты с американского сегмента МКС и проводятся несложные технические операции, например, размещается полезная нагрузка и заменяется некоторое оборудование.

К сожалению, любая работа с участием человека в космосе несоизмеримо дороже любого спутника. То есть технически ремонт на орбите возможен уже сейчас, но сделать его экономически целесообразным для коммерческих спутников раньше не удавалось. До настоящего времени.

Сложности здесь начинаются еще до начала ремонта, ведь прежде всего надо пристыковаться к свободно летающему аппарату.

Первая полностью автоматическая стыковка двух космических аппаратов прошла еще в 1967 году между советскими «Космос-186» и «Космос-188». По сути это были два беспилотных варианта кораблей «Союз». С тех пор и по сей день уже российские «Союзы» стыкуются со станциями автоматически. Но даже сейчас в таком случае в корабле сидит человек, готовый перехватить управление в случае нештатной ситуации, и корабль со станцией оборудованы необходимым для ручной или автоматической стыковки оборудованием: узлами и системой сближения.

Первый эксперимент по сближению, стыковке и обслуживанию одного автоматического аппарата другим проводился еще в 2007 году. На низкой околоземной орбите аппарат Orbital Express разделился на две части, которые разлетелись на 400 км, а потом одна догнала вторую, захватила её манипулятором и произвела детальный осмотр камерой на другой «руке».



Также на Orbital Express опробовали замену бортового компьютера и переустановку программного обеспечения.

Однако о коммерческом использовании этой технологии речи не шло — разработка поддерживалась в США на деньги военного агентства DARPA, а для военных тема орбитального обслуживания, кроме заправки и ремонта своих спутников, была интересна еще и потенциальной возможностью захвата и подключения к орбитальным коммуникациям противника.

Что касается не просто стыковки, но и орбитальной заправки, то эта технология отрабатывалась на МКС c 2013 по 2018 годы. В ходе испытаний робот Dextre имитировал заправку спутника: перерезал проволочную пломбу «бензобака», сворачивал заглушку, накручивал переходник для заправки и заправлял «спутник» топливом. С токсичным жидким топливом все прошло успешно, а вот с криогенным метаном начались проблемы, которые не удалось решить до сих пор. Однако даже успешные эксперименты были очень далеки от коммерческого применения, хотя и приближали к нему.



Всерьез о заправке в космосе именно как о бизнесе задумалась канадская компания MDA в 2011 году. Она сразу обозначила свои приоритеты: сначала отработать технологию на госконтракте, а потом уже предлагать ее как коммерческую услугу. Заказа пришлось ждать долго, пока DARPA развивала свой отдельный проект Phoenix. Идея DARPA была еще более радикальна, чем у MDA — военные хотели создавать на орбите «спутники-Франкенштейны» из доставляемых новых модулей и старых деталей, которые уже свое отслужили.



В конечном счете, проект Phoenix переименовали в Robotic Servicing of Geosynchronous Satellites, а контракт на разработку спутника-ремонтника получило американское подразделение MDA. По некоторым оценкам, на разработку потрачено более 200 миллионов долларов, хотя аппарат так и не полетел.

Тем временем, конкуренты MDA из компании ATK (потом они стали Orbital ATK, а затем вошли в концерн Northrop Grumman) сделали свою систему: Mission Extension Vehicle. Их решение оказалось проще всех предыдущих — оно практически не нарушает конструкцию обслуживаемого аппарата и не предполагает заправки. Обслуживающий аппарат просто закрепляется на спутнике, орбиту которого нужно исправить, и становится на время его частью.





Northrop Grumman не разглашает стоимость MEV-1, поэтому сейчас сложно оценить экономическую эффективность такого бизнеса. Впрочем, аппарат создавался на серийной спутниковой платформе, а использующаяся в нем система стыковки максимально проста — никаких манипуляторов и заправочных кранов. Фактически это буксир, а не заправочный танкер. К тому же аппарат запускался попутно на российской ракете «Протон-М», что также позволило сэкономить.

Благодаря электроракетным двигателям платформа «спасателя» имеет больше возможностей перемещения по сравнению с аппаратами на химической тяге. И, конечно, спутники MEV существенно дешевле телекоммуникационных аппаратов, которые они призваны обслуживать — стоимость последних составляет около 200-300 миллионов долларов. Впрочем, нельзя исключать, что Northrop Grumman претендует на будущие государственные контракты, и на первом испытании позволила себе демпинг.

Хотя успех MEV-1 очевиден, его влияние на коммерческий рынок имеет двойственное значение. Он помогает операторам спутников, но подрывает бизнес их производителей. Тут как в автопроме — никто не заинтересован в выпуске вечной машины, поскольку не хочет терять будущих покупателей. Производители телекоммуникационных спутников и так находятся в кризисе: спрос падает из-за распространения оптоволоконных наземных сетей, а аппараты на орбите часто превышают свой рабочий ресурс. Кроме того, грядут перемены из-за низкоорбитальных группировок глобального спутникового интернета OneWeb и Starlink, поэтому конкурирующим с ними геостационарам придется нелегко.

Подготовлено для Meduza, публикуется с авторскими правками.
zelenyikot

Поддержите мою работу над книгами и блогом о космосе: Patreon.
Купить книгу.
Заказать лекцию.

Куда лететь «Роскосмосу»



«Роскосмос» на распутье. С одной стороны, государство не обещает повышения финансирования космической отрасли. С другой – уходят прежние иностранные заказчики: американские астронавты собираются пересесть в свои корабли, коммерческие заказчики уже перешли с «Протонов» на Falcon 9, замена российскому двигателю РД-180 уже проходит испытания, французы готовят к запуску Ariane-6 – конкурента «Союза-СТ». Последний крупный контракт на 20 ракет со спутниковым оператором OneWeb только переходит в активную фазу, а сам заказчик испытывает проблемы доверия инвесторов и откладывает запланированные пуски. На все это накладываются политические факторы вроде запрета Пентагона на запуски российскими ракетами коммерческих телекоммуникационных спутников.

Любой здраво оценивающий ситуацию в нашей космонавтике понимает, что ситуация кардинально меняется. Пока еще можно иронизировать над авариями американских кораблей, но времени для шуток остается немного: счет идет уже не на годы, а на месяцы. С сохранением текущего уровня госфинансирования нашей космонавтике грозит вялотекущая деградация, утрата компетенций и конверсия – перевод производства на решение земных задач.

«Роскосмос» пытается спасти ситуацию при помощи запуска «туристов» из ОАЭ или Турции. Усердие его главы Дмитрия Рогозина в продвижении этой услуги на международной арене заслуживает уважения, но эти успехи не способны закрыть даже на четверть открывающуюся после ухода американцев финансовую дыру.



Единственное реальное спасение, которое видит для себя «Роскосмос», – кратное увеличение госфинансирования. Нашей космонавтике нужно как минимум в 1,5 раза больше средств, чтобы уверенно стоять на ногах и отдышаться от постоянных реорганизаций и оптимизаций, чтобы просто выполнить федеральную космическую программу до 2024 г.: разобраться с долгами Центра им. Хруничева, достроить МКС, запустить три аппарата на Луну, закончить летные испытания «Ангары»... А чтобы начать развитие, денег нужно в 2 раза больше: сделать новый космический корабль и новую линейку ракет, достроить «Восточный», перевести спутники на отечественную электронно-компонентную базу, начать новый этап фундаментальных космических исследований с современными задачами, а не теми, которые тянутся еще из 1980–1990-х. Но это все в мечтах представителей отечественной космической отрасли, там же где возрождение «Бурана», обитаемая база на Луне и полет на Марс.

У государства нет денег на реализацию этих мечтаний, потому что в других ведомствах тоже есть мечтатели. Космонавтика России не сможет расти интенсивнее ее экономики, если не придумает чего-то радикально нового и важного не только для «Роскосмоса», но и для всей страны. В последние годы таких масштабных проектов в «Роскосмосе» родилось целых три: пилотируемая лунная программа, глобальная сеть низкоорбитального спутникового интернета «Эфир» и многофункциональная спутниковая система «Сфера».

Тяжесть Луны и «Эфира»

Полет российских космонавтов на Луну или хотя бы в окололунное пространство способен загрузить работой простаивающие мощности КБ и предприятий «Роскосмоса» на 10 лет вперед. Ведь нужны сверхтяжелая ракета масштаба прошлых Н-1 или «Энергии» и новый межпланетный космический корабль. Если создать еще свою окололунную посещаемую станцию, то будет вообще замечательно – не единичный полет, а целая сага с регулярным посещением на годы или десятилетия. Проблема у этого проекта только одна: новый корабль и гигантская ракета больше ни для чего не нужны, кроме полета к Луне и обратно. И все ради повторения достижения, которое американцы совершили 50 лет назад.



В расчете на лунный госконтракт Рогозин почти уверовал в теорию лунного заговора – так появляется надежда оказаться на Луне первыми. Даже поздравление с 50-летием высадки человека на Луне от имени «Роскосмоса» написано так, что непонятно, имеется ли в виду полет на Луну или съемки в Голливуде. Однако президент Владимир Путин неоднократно публично заявлял, что не сомневается в реальности программы Apollo. Недавно эскизный проект сверхтяжелой ракеты «Роскосмоса» снова завернули из-за недостаточной обоснованности. По некоторым оценкам, лунная программа обойдется России от 0,7 трлн до 1,5 трлн руб., что означает увеличение бюджета «Роскосмоса» в 1,5–2 раза. Значение для страны, в представлении «Роскосмоса», тут только одно – утереть нос американцам.

Проект «Эфир» – сеть из нескольких сотен спутников для предоставления интернета по всему миру – презентовало еще предыдущее руководство «Роскосмоса».



Для его разработки и запуска «Роскосмос» предполагал активно привлекать внебюджетное финансирование. Поначалу называлась сумма в 300 млрд руб., потом она только росла, но инвесторов не нашлось. Экономические перспективы проекта иллюзорнее с каждым днем: в конкурирующей системе SpaceX Starlink уже налажено массовое производство спутников и 300 из них запущены, второй конкурент OneWeb провел летные испытания первый спутников и в феврале запустил серию из 34 аппаратов. На подходе проекты от Amazon, Samsung и других желающих, кто в искусстве продажи товаров и услуг на глобальном рынке преуспел больше «Роскосмоса». В планах «Эфир» должен стать глобальной услугой и приносить доход от иностранных пользователей, но в возможности «Роскосмоса» продать услугу не государству, а миллионам пользователей никто из инвесторов всерьез не поверил.

Проект «Сфера» еще эфемернее «Эфира», хотя и более материален, поскольку «Роскосмос» считает его первым этапом все существующие российские невоенные спутники. Судя по описаниям, больше полутысячи спутников «Сферы» должны делать вообще все сразу: фотографировать Землю, раздавать интернет, слать навигационные сигналы ГЛОНАСС и проч. Фактически «Сфера» – это программа обновления российской спутниковой группировки гражданского назначения и перевод спутникостроительной отрасли на новый технологический уровень. Однако попытка представить ее как некую единую систему, которая обещает серьезные выгоды государству, выглядит профанацией. Для каждой задачи – съемки Земли, передачи данных, навигации – нужен свой аппарат, свое наклонение и высота орбиты, своя программа полета, и унифицировать все задачи невозможно.



В проекте «Сфера» надеется поучаствовать «Газпром космические системы», правда не в роли инвестора, а в роли подрядчика – изготовителя беспрецедентно большого количества спутников системы передачи данных «Марафон». Странно, что «Роскосмос» соглашается на такой увод заметной части потенциального денежного пирога. «Роскосмос» пытается заинтересовать «Сферой» и Китай, но реально наша космонавтика уже практически ничего не может предложить восточному соседу. По ракетной технике он нас уже почти догнал, а по электронике – далеко впереди.

«Сфера» оценивается в 1 трлн или более рублей. Перспективы проекта туманны, хотя и более реальны, чем полеты на Луну. В любом случае «Роскосмос» будет заниматься плановым обновлением спутниковой группировки по прежним программам, поэтому значительные средства все равно будут выделены, даже если и не называть это «Сферой». Главная проблема «Сферы» та же, что и у лунной программы, – непонятно, зачем она нужна стране. «Роскосмос» может ссылаться в презентациях на «мультипликативный эффект в развитии новых технологий и экономики Российской Федерации», но не может объяснить понятным языком, как этот проект поможет в решении текущих экономических и социальных проблем страны.



Что выбрать

Что же выбрать «Роскосмосу»? Простого ответа нет и не будет, но, на мой взгляд, стоит поучиться у своей же истории. Предыдущей масштабной сверхзадачей нашей космонавтики была программа «Энергия-Буран». Космический челнок достиг поставленной цели – показал американцам, что русские тоже так могут. Но с практической точки зрения система оказалась совершенно бесполезной – СССР имел все возможности запуска грузов и людей и без космического самолета. «Энергия-Буран» рассыпалась, как СССР, но осталось то, что называют заделом. Задел «Энергии» стал российско-украинско-американским проектом «Морской старт», украинской ракетой «Зенит» и их же самолетом «Мрiя», он же стал современной гордостью «Роскосмоса» – двигателями РД-180 и РД-171. Ракету «Ангара» тоже можно считать внучкой «Энергии». Задел «Энергии» и «Зенита» сейчас собираются превратить в будущую сверхтяжелую лунную ракету. То есть бесполезный в момент его создания проект стал полезен в будущем и кормит следующие поколения ракетостроителей уже третий десяток лет. Однако много усилий было в прямом смысле «зарыто в песок»: испытательные мощности в Подмосковье превращены в склад, а стартовый комплекс на Байконуре в лучшем случае станет музейным комплексом, в худшем – будет разобран на металлолом.

С учетом опыта «Энергии-Бурана» «Роскосмосу» стоит задуматься над проектом, который не просто закроет сегодняшние дыры в бюджете и позволит нынешним директорам досидеть до пенсии. Нашей космонавтике нужен проект, который станет базой развития на следующие полвека. Главные проблемы отрасли
- недозагруженность мощностей (люди и заводы могли быть в 2 раза больше, но госзаказ есть только на первую половину, поэтому приходится заниматься конверсией: газопроводами, трамваями, пивзаводами);
- зависимость от советских технологий (нет средств сделать с нуля, так как старое пока работает и его использование дешевле);
- зависимость от иностранной электроники (космонавтика заказывает слишком мелкие партии, чтобы отечественный производитель под нее создавал специально новые и современные элементы);
- кадровые проблемы из-за отсутствия заметного развития, низких карьерных перспектив и низкой оплаты труда;
- катастрофическая бюрократизация и зарегламентированность всей отрасли.

Именно эти проблемы должен решать новый российский космический сверхпроект, и, на мой взгляд, к цели ближе всего «Сфера». Но проект должен выполнять и более важные государственные функции, которые покажут Кремлю реальную потребность выделения бюджетных средств. «Роскосмос» же попытками представить себя лидером мировой космонавтики сам загоняет себя в логическую ловушку: если у вас все так хорошо, зачем вам больше денег? Если бы он признал проблемы и указал убедительный путь выхода из них, глядишь, что-то и сдвинулось бы с нынешней опорной орбиты.

Материал подготовлен для газеты «Ведомости»
zelenyikot

Куда бежать, когда некуда бежать?



Китайский коронавирус ежедневно обновляет свои рекорды распространения, и хотя в мире от обычного гриппа и ожирения гибнет намного больше людей, угроза эпидемии заставляет напрягаться медиков всех стран. Отменяются авиарейсы, закрываются границы, а в Китае карантину подвергаются города-миллионники. Будем надеяться, распространение вируса пойдет на спад, и он останется в истории в числе больше распиаренных чем реально опасных «атипичных пневмоний» и «птичьих гриппов». Но сегодняшние события позволяют задуматься о будущих перспективах человечества в противостоянии подобным угрозам.

Думаю, коронавирусная истерия так или иначе уже коснулась каждого: из лент соцсетей, с телеэкрана или печатной прессы. И, думаю, каждый уже задумался что он будет делать, когда в его городе начнут приостанавливать работу школ и детских садов, а на улице появятся "космонавты» с носилками в герметичных мешках.



Наверняка, в большинстве случаев это либо «отсидеться дома», либо «уехать на деревню к бабушке». Но с каждым годом второй способ кажется всё менее надежным.

Эпидемии Средних веков, независимо от возбудителя, развивались примерно в одних условиях: антисанитария, скученность жителей городов и активные торговые связи. С развитием медицины, освоением дезинфекции, вакцинации и введением санитарных норм и гигиены прежние угрозы к XIX веку пошли на спад. Однако «испанский грипп» взял реванш в XX-м веке, когда Первая мировая война серьезно измотала индустриально развитые страны. Впоследствии же широкое вакцинирование добило некоторые прежние инфекции или серьезно снизило опасность их распространения.

Сегодня мировой войны нет, медицина радует постоянными успехами, но плотность населения мира постоянно растет, торговые связи и мировой туризм достигли несопоставимых с прежними временами масштабов. Толпы китайских туристов можно встретить и за Полярным кругом, и в столице любой страны и в родной деревне. Поэтому медики так внимательны к любой опасности эпидемии или пандемии.

Наиболее эффективным средством остановки распространения заболевания является карантин. Если вирус или бактерия не может найти нового носителя, то дальше зараза не пройдет. Но современный мир дает множество средств прорвать заслоны: автомобили, поезда, корабли, самолеты... Еще один заметный фактор — безответственные люди, допускающие лечение гомеопатией, сознательный отказ от прививок, ГМО-фобию, и, подчас, полное отрицание научных знаний. Такая антисанитария XXI века.

Отсюда вырастает проблема, которую уже не решить карантином города или страны. На очереди — планетарный карантин.

Предприниматель Илон Маск за последние годы стал самым активным популяризатором идеи расселения человечества на соседнюю планету — Марс. По его словам «человечество должно стать мультипланетным видом», для чего предлагается построить на Марсе город на 10 млн человек. Сейчас компания SpaceX занимается разработкой межпланетной пилотируемой системы Starship для регулярных полетов на Марс. К сожалению, пока технические и финансовые успехи SpaceX далеки от необходимых в достижении заявленных целей.





Немного лучше с деньгами у самого богатого человека на Земле Джеффа Безоса — владельца компании Amazon. Его другая компания — Blue Origin разрабатывает многоразовые ракеты с той же целью, что и SpaceX — для снижения стоимости доступа в космос и развития космической экономики. Безос не фанатеет от Марса как Маск, но также видит пути для распространения людей в космос, по его мнению будущее за орбитальными городами и вынесением тяжелой промышленности за пределы Земли. Так или иначе, оба предложения указывают на возможность создания относительно независимых от Земли колоний людей.



С технической и научной точки зрения, строительство города на Марсе вполне реально. Никаких физических препятствий этому нет. Даже пресловутая космическая радиация не препятствует полетам до Марса и обратно в кораблях современного типа. На поверхности Марса условия для человеческого организма и техники более комфортные чем, на высоте 400 км над Землей, где более двадцати лет летает Международная космическая станция. То есть, летать в космос мы умеем, жить в космосе мы умеем. Осталось решить главный фундаментальный вопрос: зачем это делать?

Сегодня пилотируемая космонавтика выполняет прежде всего задачи престижа и пропаганды — как и 60 лет назад. Страны, запускающие людей в космос, таким образом демонстрируют свое превосходство над странами, что не имеют такой возможности. Для этих целей хватает околоземной орбиты и единичных запусков, в крайнем случае — посещения Луны. Город-миллионник на Марсе или на орбите Земли для пропаганды избыточен.



Никаких научных или экономических задач сегодняшнего человечества такое колоссальное строительство также не решит. Добыча полезных ископаемых в космосе самой Земле не нужна, т.к. у нас всё есть. Орбитальное производство пока тоже не актуально из-за высокой стоимости производимого продукта и отсутствии у такого продукта каких-либо уникальных свойств, недостижимых на Земле. Эксперименты по созданию уникальных материалов или лекарств велись на орбитальных станциях «Салют» и «Мир», на Skylab и Space Shuttle, ведутся и на МКС, но пока «золотой жилы» не нащупали. Перспективная идея последних лет — обработка данных в космосе. Она привлекает интерес Джеффа Безоса, т.к. он занимается таким бизнесом и на Земле, но пока стоимость серверного времени в космосе на порядки превосходит земные аналоги.

Еще один мотив, который вспоминают в рассуждениях о расселении человека в космос — безопасность. Не хотелось бы чтобы человечество повторило судьбу динозавров. Поэтому крупные астероиды уже под наблюдением, и угрозы с их стороны в обозримой перспективе нет, несмотря на все обещания РЕН ТВ.

А вот опасность глобальной эпидемии для человеческого вида можно снизить, если у человечества будет «бэкап» — резервная копия, отделенная стерильным космосом от очага заражения. Правда, что в случае с угрозой падения астероида, что в случае с эпидемией, колонизация не даст безопасности каждому человеку по отдельности, она лишь повысит вероятность выживания человека как вида.

Чтобы спасти человечество от земного корона- и всех прочих вирусов, человечеству нужно самому стать вирусом Солнечной системы, а затем Галактики и всей Вселенной!

К сожалению, общевидовые интересы не приоритетны для каждого отдельного землянина или государственных объединений. Поэтому маловероятно, что в ближайшее время начнется «стройка века» на околоземной орбите или на Марсе под эгидой ООН с единственной целью — сделать «запасное» человечество.

Сейчас нам стоит надеяться на успехи медицины и генной инженерии, мыть руки после поездки в метро, и держать медицинскую повязку наготове, поскольку свалить с этой планеты не удастся. По крайней мере пока.

zelenyikot

Чтобы не пропускать новые посты, подпишитесь на мои страницы в соцсетях:
в ЖЖ, Facebook, Вконтакте, Twitter, Дзен

Поддержать работу над книгами о космосе и выход новых постов в блоге можно через сервис Patreonили российский аналог - boosty.
Другие способы оказать поддержку.