НОВЫЕ ОТКРЫТИЯ КОСМОСА

Дата: 
05 марта 2019
Журнал №: 
Рубрика: 

Темпы освоения космоса нарастают. Человечество пытается постичь тайны Вселенной, создаёт космические орбитальные станции и средства их выведения, физически приближается к планетам Солнечной системы и всё чаще «гостит» у наших ближайших соседей.

Текст: Екатерина Борисова

Золотая пластинка «Вояджера»

За пределы Солнечной системы
Желание познать Вселенную и побывать за пре­делами видимого мира является неотъемлемой частью человеческой сущности и двигателем прогресса. При этом любое новое знание по­рождает ещё больше вопросов и провоцирует новый интерес. Процесс этот бесконечен.

Запуск двух космических аппаратов «Вояджер» в далёком 1977 году стал реализацией стремлений человека заглянуть за грани до­ступного. Спустя сорок один год после этого события специалисты NASA официально подтвердили ― американский космический зонд «Вояджер‑2» покинул пределы гелиосферы ― пространства, где Солнце оказывает преиму­щественное влияние на космические объекты. Это можно считать грандиозным событием в истории человечества, так как впервые ап­парат, созданный на Земле, смог в рабочем состоянии «забраться» так далеко и войти в межзвёздную среду, преодолев плазменный «пузырь» солнечного ветра. Хотя, строго говоря, ещё в 2012 году границ Солнечной системы до­стиг «Вояджер‑1». Но часть его оборудования уже отключилась, и он не передаёт на Землю весь объём запрашиваемых данных. Чего не скажешь о «Вояджере‑2», который до сих пор демонстрирует необходимую работоспособ­ность. На его борту продолжает действовать плазменный датчик, фиксирующий границу гелиопаузы — области, за которой начинается межзвёздная среда. С помощью Вояджеров мы чётко нащупали границы гелиосферы. Это чуть более 18 млрд километров от Земли.

Космический зонд «Вояджер-2»

Зондам удалось передать новую информа­цию о Юпитере, Сатурне, Уране, Нептуне и от­крыть несколько новых спутников этих планет. Предполагается, что продуманное энергоосна­щение на основе радиоизотопного источника электроэнергии позволит получать данные с «Вояджеров» ещё до 2020―2025 года. Когда генераторы окончательно потеряют мощность, миссия зондов завершится, и, возможно, тогда их перехватят внеземные цивилизации. По крайней мере, так задумывали создатели ап­паратов. Вояджеры несут ценную информацию для внеземного разума ― к ним прикреплены знаменитые золотые пластинки с записью зву­ков и музыки, сведений о физических свой­ствах Земли и с посланием к жителям других планет на 55 языках, включая русский и семь древних языков ― аккадский, арамейский, древнеармянский, древнегреческий, латынь, хеттский и шумерский.

К первопроходцам межзвёздного простран­ства довольно скоро может присоединиться и зонд New Horizons, который запущен в космос в 2006 году в рамках программы New Frontiers, нацеленной на создание межпланетных миссий «средних» масштабов. Это самый быстрый космический аппарат, когда-либо стартовавший с Земли: он движется со скоростью 58,5 тыс. километров в час. Его основная миссия ― изучение Плутона ― космического объекта, ко­торый в 2006 году из-за своих малых размеров лишился права называться девятой планетой Солнечной системы и стал лишь одним из мно­гих объектов пояса Койпера (область скопления астероидов за орбитой Нептуна).

После успешного выполнения поставленной задачи по исследованию карликовой планеты американские учёные нашли для зонда новую цель ― загадочный объект Ultima Thule. На са­мом деле, это типичный астероид с потенци­алом стать кометой.

Космический зонд New Horizons

Опасные сокровища астероидов
Именно New Horizons прислал захватывающие вести из космоса 1 января 2019 года. В этот день NASA объявило об успешном пролёте межпла­нетной станции New Horizons мимо астероида Ultima Thule, находящегося в поясе Койпера.

Значимость свершившегося не только в том, что на данный момент этот астероид ― самый далёкий объект, который когда-либо по­сещали космические корабли с планеты Земля (самым дальним объектом, к которому при­близился один из «Вояджеров», был Нептун). Особый интерес астрономов вызывает сама форма космического тела. Он выглядит как неваляшка. Ultima Thule ― двойной астероид, состоящий из двух частей. До сближения с ним New Horizons не было понятно, соединены ли объекты в единое тело, или это разделённая двойная система. Но фотографии, полученные с зонда, дали чёткий ответ ― части астероида соединены. Их объединение произошло в ходе раннего этапа формирования Солнечной си­стемы. Такие астероиды часто становятся кометами. Комета Галлея имеет как раз со­ответствующую форму.

Согласно данным, которые прислал зонд, общий размер астероида ― до 31 км. Большую сферу учёные назвали Ultima (диаметр 19 км), а сферу меньшего размера — Thule (диаметр 14 км). Обе части практически идентичны по цвету, а сам астероид не имеет спутников или колец и лишён атмосферы.

Учёные изучают астероиды по нескольким причинам. Астероидно-кометная опасность на­равне с проблемами, которые несут вспышки на Солнце, является одной из реальных угроз, которые исследуют астрономы. «Масштабы бедствия» зависят от размеров летящего к Зем­ле астероида. Так, челябинский метеорит был менее семнадцати метров, но даже он нанёс значительный ущерб. Его разрушение в ат­мосфере Земли вызвало серию ударных волн. Общее количество высвободившейся при этом энергии, по разным оценкам, составляло от 100 до 460 кт в тротиловом эквиваленте.

Челябинский метеорит и его след

«Челябинцам повезло, что астероид входил в атмосферу под углом примерно 17 градусов. В атмосфере космическое тело долго тормозилось, поэтому основная энергия выделилась на большой высоте. А если бы астероид во­шёл в атмосферу перпендикулярно к Земле, и взрыв произошёл бы на более низкой высоте, Челябинска уже бы не было», ― пояснил на­учный руководитель Института астрономии РАН Борис Шустов.

Этот суперболид оказался самым крупным объектом, прилетевшим к нам с момента па­дения Тунгусского метеорита. Зафиксировано, что его ударная волна дважды обогнула Землю. Материальный ущерб бюджетной сфере и на­селению Челябинска составил 490 млн рублей, общая сумма ущерба (включая промышленные предприятия и объекты федерального под­чинения) — около миллиарда рублей. В трёх районах Южного Урала был введён режим чрезвычайной ситуации.

Астероиды размером более 50 метров в слу­чае столкновения с нашей планетой несут угрозу, равную по масштабам уничтожению крупнейших мегаполисов. На начало 2019 года выявлено более 19 тыс. объектов, сближающих­ся с Землёй, большинство из которых ― астероиды. Из них потенциально опасных ― около 1 900. Количество пока не обнаруженных по­тенциально опасных астероидов составляет сотни тысяч. Предотвратить падение таких объектов пока не представляется возможным, но на стадии разработки идеи находятся несколько проектов. К счастью, успокаивает Борис Шустов, не обнаружено ни одного крупного объекта, который в ближайшей перспек­тиве мог бы столкнуться с нами. Но… система мониторинга таких небесных тел пока далека от совершенства.

Астероид Ultima Thule

Другая причина интереса к астероидам ― их потенциальная ценность. «Промышленное освоение космоса жизненно необходимо, ― счи­тает профессор Игорь Острецов, ― поскольку на земле ресурсы заканчиваются. Истощение земных ресурсов вынудит человечество искать и пополнять запасы полезных ископаемых за пределами планеты, так что космические программы освоения астероидов, безусловно, имеют смысл, в этом будущее человечества».

Подсчитана возможная цена известных астероидов, исходя из количества и стоимо­сти содержащихся в них металлов, минералов и иных веществ. А в составе этих космических тел может присутствовать немало элементов таблицы Менделеева: железо, никель, титан, платина, кобальт, родий, молибден, марганец, золото и прочие элементы. В целях исследова­ния астероидов создаются аппараты, способные осуществить посадку на них. Из-за малой гра­витации процессы посадки и взлёта требуют минимальных затрат топлива, так что добыч­а ресурсов с ближайших к Земле объектов в скором времени способна стать экономиче­ски выгодной. «Может, на Марсе, как мечтал Циолковский, яблони и не будут цвести, но освоение астероидов, как и вынос энергетики в космическое пространство ― насущная необходимость», ― уверен профессор.

Астероиды рассматриваются исследовате­лями и как источники топлива для межпла­нетных кораблей. Некоторые из этих объек­тов содержат воду в виде льда, а это, в свою очередь, ― источник кислорода и водорода. Считается, что водород ― самый доступный и перспективный энергоноситель будущего. Так что отдельным астероидам уготована роль космических заправочных станций, пунктов пополнения запасов воды, кислорода и необ­ходимых минералов.

В 2001 году автоматический космический аппарат NEAR-Шумейкер сел на поверхность астероида Эрос. Это был первый в истории человечества опыт посадки космического аппарата на такого рода объекты. В его задачу входило сфотографировать астероид и оце­нить его химический состав.

Межпланетная станция Hayabusa‑2

Аппаратом, который не только сел, но и взлетел с астероида, забрав образцы грунта, стал японский космический зонд «Хаябуса». В 2003 году он был отправлен к астероиду Итокава и вернулся в июне 2010 года, привезя с собой образцы. Следующая миссия Японско­го агентства аэрокосмических исследований к очередному объекту была отправлена уже в декабре 2014-го, и в феврале нынешнего года космический зонд «Хаябуса‑2» осуществил успешную посадку на перспективный с точ­ки зрения освоения ресурсов астероид Рюгу, который находится на расстоянии 340 млн км от Земли. Космическому аппарату также уда­лось осуществить забор грунта и вернуться на орбиту исследуемого объекта. Возвращение на Землю должно произойти в 2020 году. По­мимо информации о составе и свойствах Рюгу, японский зонд должен дать ответ о наличии там следов воды и органических веществ.

Всего с Земли запущено уже более 20 мис­сий по изучению астероидов. Готовятся новые аппараты и новые исследования с целью ка­талогизации объектов и их систематизации по наличию полезных ресурсов. Однако это «космическое направление» не может пере­крыть интереса к изучению Луны и ближай­ших планет.

Манящий зов Луны и Марса
Грандиозным достижением первых дней нового года также стала успешная высадка китайского аппарата «Чанъэ‑4» на обратную сторону Луны. До этого космическим аппара­там удавалось прилуниться только на видимую с Земли сторону естественного спутника нашей планеты. «Чанъэ‑4» доставил на Луну луноход «Нефритовый заяц‑2». Тот успешно установил связь по цифровому каналу со спутником-ретранслятором, через который происходит пере­дача данных в центр управления полётами, расположенный в Пекине. Спутник позволит управлять ровером с Земли, руководить изуче­нием геологии и проведением биологических экспериментов.

Лунная поверхность благоприятна для стро­ительства обсерваторий, оснащённых мощны­ми телескопами (оптическими и радио). На Луне нет атмосферы и менее сильная грави­тация, что способствует получению детальных и чётких изображений удалённых областей Вселенной. Наблюдения космоса в радиодиа­пазоне на низких частотах с поверхности обрат­ной стороны Луны, где радиосигналы с Земли блокируются плотными породами вещества естественного спутника нашей планеты, помо­гут исследователям глубже понять зарождение Солнечной системы и даже формирование во Вселенной первых звёзд.

Луноход «Нефритовый заяц‑2»

Китай семимильными шагами идёт к тому, чтобы занять достойное место в ряду ведущих космических держав. К 2036 году им планиру­ется высадка тайконавтов (китайских астронав­тов) на Луну. В рамках этой программы китай­ские инженеры разрабатывают сверхтяжёлую ракету Long March‑9 грузоподъёмностью 140 т. Её запуск намечен на 2030 год.

Перспективы создания лунных баз рассма­тривают США, Япония, Европейский союз. У нас тоже есть своя лунная программа, но вероят­ность её реализации невелика, если учесть име­ющиеся проблемы у Роскосмоса и пересмотр Федеральной космической программы в связи с изменением актуальности заложенных в ней проектов.

В целом ближайшая «граница» высадки кос­монавтов на Луну при благоприятном разви­тии событий ― 2030 год. Но изучением нашего ближайшего «соседа» готовы заниматься не только государственные космические агент­ства различных стран, но и частные компании. Американские в основном. Планы по освоению Луны строят, например, SpaceX Илона Маска, Blue Origin миллиардера Джеффа Безоса, Moon Express, который финансирует миллиардер из Кремниевой долины Навин Джейн, Astrobotic, созданная исследователями из Университета Карнеги–Меллона. Последняя готова вступить в партнёрство с НАСА и уже в ближайшее время отправить на Луну свой лунный посадочный модуль Peregrine.

Заявку на покорение Луны подал и Израиль, причём не в рамках государственной програм­мы, а сразу в формате частной инициативы. 22 февраля 2019 года с космодрома на мысе Канаверал в США был осуществлён запуск ракеты-носителя Falcon 9, которая вывела на околоземную орбиту лунный израильский аппарат «Берешит», разработанный в рамках проекта SpaceIL. Средства на него были со­браны краудфандингом, преимущественно среди израильских миллионеров, проживаю­щих в разных странах мира. Цель у этого про­екта проста ― водрузить на Луне израильский флаг. Если всё пройдёт благополучно, Израиль станет четвёртой после СССР, США и Китая «прилунившейся» страной, буквально вырвав это звание у Индии, которая перенесла запуск миссии «Чандраян‑2» на апрель. Грандиозных исследовательских задач, кроме получения данных о магнитном излучении Луны, как и передвижений по лунной поверхности, перед своим космическим аппаратом израильтяне не ставили. Научные эксперименты заложены в программы других стран.

И. Маск, основатель SpaceX

То, что на Луне нашли воду, ― не теряющая актуальности сенсация. Кроме того, в малых дозах там открыли летучие соединения ― во­дород, кислород и азот. Наличие этих веществ упрощает задачу колонизации естественного спутника Земли. Но уже сейчас значительное число луноходов и иных исследовательских аппаратов, в основном советских и американ­ских, вносят разнообразие в лунный пейзаж.

За всю историю изучения космоса к Луне отправлено несколько десятков миссий, боль­шинство из которых оказались успешными (некоторые неудачные миссии тоже оставили след на её поверхности в виде разбившихся аппаратов).

Однако колонизация Луны может оказаться менее актуальной, чем колонизация Марса. Повышенный интерес частных компаний к из­учению Красной планеты служит косвенным доказательством этой идеи. Амбициозная заявка на колонизацию Марса была сделана американским миллиардером, владельцем компании SpaceX, визионером Илоном Ма­ском. Подтверждая свои намерения, в феврале 2018 года он отправил к орбите Марса соб­ственный спорткар Tesla Roadster в качестве макета полезной нагрузки для тестируемой ракеты собственного производства Falcon Heavy. Практической значимости, кроме ис­пытания ракеты, эта акция не имела, основной её целью было воодушевить мечтателей. И это сработало.

В ближайшие пять лет SpaceX планирует разработать полноценную систему автономно­го жизнеобеспечения на Марсе. Речь идёт об оборудовании, добывающем ресурсы и энергию, фильтрационных технологиях, устройствах по производству пригодного к дыханию воз­духа. Причём всё это должно быть доставле­но на Марс, как заявил Илон Маск, с первыми грузовыми челноками в 2022 году с помощью ещё одной ракеты компании SpaceX ― BFR. Её намечено строить на деньги, вырученные от запусков спутников и доставок грузов на МКС ракетойносителем Falcon.

Впрочем, к проектам Маска многие иссле­дователи относятся скептически. Как считает Борис Шустов, «Илон Маск ― человек, чётко понимающий, где на фантазиях можно полу­чить деньги». Красивые заявления, картинки, акции направлены на то, чтобы убедить людей финансировать его проекты. Сам он гарантий никаких не даёт, но ему многое прощается.

Колонизация Марса по версии MarsOne
Колонизация Марса по версии Илона Маска

Освоение космоса частными компания­ми набирает силу. Об этом свидетельствует успешная реализация проекта американского консорциума United Launch Alliance. При поддержке NASA им был запущен на Марс аппарат InSight, который должен был осуществлять бурение марсианских недр в исследователь­ских целях. Успешную посадку на Красную планету он совершил в ноябре 2018 года. В его аппаратуру входят не только сейсмометры, но и ряд инструментов для получения точных данных о внутреннем устройстве Марса, о том, как меняется температурный профиль от по­верхности вглубь планеты, и т. п. Аппараты для исследований заказывались в научных центрах европейских стран. Очевидно, что дальнейшее освоение космических просторов без между­народного сотрудничества нерационально. Исследование Вселенной ― одна из немного­численных сфер, которая объединяет жителей Земли, но до тех пор, пока не начнётся гонка за ресурсы вне нашей планеты. Говорят, что, на­пример, второй по богатству человек в истории человечества Джефф Безос решил застолбить за собой кратер Шеклтона на Луне. Но более показательна даже не эта новость, а то, что Ро­скосмос и РАН приняли совместное решение готовить юристов к будущим территориальным спорам из-за Луны. Очевидно, что споры из-за Марса тоже вполне ожидаемы.

Жизнь на Марсе есть. Скорее всего...
Космические аппараты с Земли осуществляют посадку на Марс с 1971 года. Первой была со­ветская станция «Марс‑2». С тех пор «приземлились» ещё 13 марсоходов и автоматических станций. Космические зонды нашли в атмосфе­ре Марса содержащиеся в малых дозах метан, водяной пар, двуокись азота и ацетилен. Спу­щенный на поверхность Марса американским космическим агентством аппарат Curiosity эту информацию подтвердил. Содержание мета- на ― важный показатель для такого ключевого вопроса, как наличие жизни. На Земле ме­тан образуется преимущественно в результате деятельности живых организмов (анаэробных метаногенов, живущих в заболоченных местах, а также в кишечнике млекопитающих). Он может выделяться и при извержении вулка­нов. Откуда метан на Марсе? Живых организмов на его поверхности не нашли. Высказывают­ся предположения о их наличии в глубинах планеты. Не исключается и не биологическое происхождение метана на Красной планете, хотя вулканы там отсутствуют.

Но… жизнь на Марсе всё-таки есть. Хотя бы потому, как утверждают астробиологи, что её непреднамеренно занесли с Земли на кос­мических аппаратах. Не все микроорганизмы погибают в тяжелейших условиях космоса. Известны простейшие, которые выживают в условиях радиации, низких температур и экстремально низкого давления. К тому же для некоторых бактерий и архей вполне благоприятным может оказаться марсианский грунт, насыщенный ядовитыми перхлоратами. Осталось дождаться официального подтверждения от исследовательских миссий.

Новый марсоход «Розалинд Франклин»

Очередную попытку найти признаки жизни в глубинах Марса должен осуществить марсо­ход «Розалинд Франклин», отправка которого намечена в рамках российско-европейской программы «ЭкзоМарс». Он будет оборудован как европейскими, так и российскими научны­ми приборами, предназначенными для геологи­ческих и химических исследований. Уникаль­ная лаборатория МОМА (Mars Organic Molecule Analyzer) позволит точно изучить химический состав самых древних образцов марсианской почвы, а также определить то, в какую сторону «закручены» пропускаемые через приборы молекулы. А поскольку молекулы аминокислот в живых организмах, а также сахара повёрнуты только в левую или только в правую стороны, то благодаря анализу будет ясна картина с на­личием биологической компоненты грунта. Отправка миссии запланирована на 2020 год.

Очередное открытие 2018 года увеличило шансы найти жизнь на Красной планете: было объявлено, что под слоем льда у южного полюса Марса может находиться вода в жидком виде. Радар Marsis, установленный на европейской межпланетной станции «Марс-экспресс», по­казал, что в этом месте расположено озеро, предположительно солёное, размером около 20 км в поперечнике. Глубину определить пока не удалось, но по предварительным данным она не меньше метра. Известно, что в прошлом вода в жидком состоянии на Марсе была точно, однако дальнейшие климатические изменения высушили марсианские озёра. Есть вероят­ность, что в этом оставшемся реликтовом водо­ёме под слоем защищающего его льда всё-таки развивается жизнь.

Исследования космоса продолжаются. И воз­можно, уже в следующем году человечество получит неопровержимые доказательства, что во Вселенной мы всё-таки не одиноки.