Триумф SpaceX, туризм будущего и новая посадка на Марс: главные итоги 2021 года в мировой космонавтике
Фото: Official SpaceX Photos
Уходящий 2021 год закрепил за SpaceX, возможности которой по ракетно-космическим технологиям сопоставимы с целыми странами, мировое лидерство. В настоящее время практически любые инновации, касающиеся космонавтики, так или иначе связаны с этой американской компанией. Об основных итогах последних двенадцати месяцев в мировой гражданской космонавтике рассказывает «Лента.ру».
Такие разные ракеты
Мировым лидером 2021 года по числу космических запусков стал Китай, который по состоянию на 26 декабря провел 54 старта ракет (32 процента от общего числа всех пусков в мире). На втором месте идут США с 45 запусками (26 процентов). Третье место занимает Россия с 22 запусками (13 процентов).
Любопытно, что в 2021 году тяжелая ракета Falcon 9 компании SpaceX стартовала 31 раз, что намного больше, чем число пусков, проведенных Россией за указанный период. В уходящем году SpaceX удалось в сотый раз посадить на Землю первую ступень Falcon 9. Одна из первых ступеней данной ракеты использовалась уже более десяти раз. Сегодня компания первостепенное внимание уделяет обслуживанию использованных ступеней Falcon 9, а не производству новых.
В 2021 году SpaceX продолжила испытания элементов многоразовой транспортной системы Starship. В частности, в феврале компании удалось поднять на высоту десять километров прототип системы, получивший название Starship SN9. В ходе теста изделие сманеврировало в горизонтальное положение, после чего совершило жесткую посадку на наземную платформу. К сожалению, один из двух двигателей Raptor, использующихся для спуска, не сработал, и изделие взорвалось.
И все же испытание продемонстрировало правильность основных технических решений, заложенных в основу Starship, в частности, системы управления силовыми агрегатами
В мае SpaceX удалось практически повторить февральский эксперимент — изделие Starship SN15 при помощи трех двигателей Raptor успешно оторвалось от Земли, поднялось на высоту десяти километров и сманеврировало в горизонтальное положение, после чего при помощи двух силовых агрегатов совершило частично успешную мягкую посадку.
В многоразовом режиме Starship должен выводить на низкую околоземную орбиту до 150 тонн полезной нагрузки, а в одноразовом — до 250. Работу системы обеспечивают десятки ракетных двигателей Raptor, работающих на метане и кислороде, в связи с чем в SpaceX активно занимаются наращиванием их производства. В июле SpaceX сообщила о завершении постройки сотого агрегата Raptor. В октябре — провела огневые испытания его модификации, частично адаптированной для работы в условиях космического вакуума.
Оценивая перспективные ракеты космического назначения, испытанные в 2021 году, стоит отметить сверхлегкий одноразовый носитель Rocket американской компании Astra, позиционируемый как потенциально самая дешевая в мире ракета для выведения нетяжелой полезной нагрузки в космос. В ноябре уходящего года стартап провел четвертый и первый успешный старт Rocket, в ходе которого верхняя ступень ракеты с неотделяемым от нее макетом полезной нагрузки оказалась на околоземной орбите высотой 500 километров.
Испытательный пуск ракеты Rocket компании Astra
Фото: Ryan Hirschfield / Astra
В будущем Astra планирует запускать космические аппараты в интересах НАСА и Космических сил США, а также компаний Planet Labs и Spire Global, предлагая заказчикам чрезвычайно простую ракету по конкурентной цене.
Космический интернет
В 2021 году SpaceX продолжила развертывание глобальной спутниковой системы высокоскоростного широкополосного доступа в интернет Starlink. В настоящее время из запланированных 12 тысяч космических аппаратов запущено около 1,9 тысячи. Данные спутники позволяют выходить в интернет более 150 тысячам пользователей из десяти стран мира. В большинстве регионов скорость скачивания и загрузки из сети у Starlink больше, чем у провайдеров, использующих оптоволоконные кабели.
Космический аппарат Starlink
Изображение: Official SpaceX Photos
Отлично работает интернет от SpaceX и в сравнительно экстремальных условиях. Согласно проведенному в Австралии эксперименту, установленная на движущемся по шоссе со скоростью 100 километров в час автомобиле Tesla Model X спутниковая тарелка Starlink обеспечила скорость загрузки данных до 200 мегабит в секунду. Другой рекорд был достигнут в Скалистых горах в американском штате Колорадо, где на высоте более 2,8 километра пользователь зафиксировал скорость загрузки в 370 мегабит в секунду. Впрочем, чем ближе к космосу, тем Starlink работает лучше.
Однако SpaceX не намерена останавливаться на достигнутом. С сентября все запускаемые космические аппараты Starlink начали получать лазерные терминалы, которые уменьшат зависимость системы глобального интернета от наземных станций и сократят время задержки сигнала (пинг). Первые десять экспериментальных спутников системы, получивших лазеры, компанией были запущены на полярную орбиту еще в январе.
У основных конкурентов Starlink — британо-индийского OneWeb и американского Kuiper от Amazon — успехи гораздо более скромные. Хотя к настоящему времени при помощи российских средних ракет семейства «Союз-2» запущено более 350 космических аппаратов OneWeb из планируемых 600, тестирование британо-индийской системы только начинается. Первые же прототипы спутников Kuiper должны быть запущены вообще только в 2022 году на еще ни разу не летавшей ракете RS1.
Орбитальные станции
В июле с космодрома Байконур (Казахстан) стартовала тяжелая ракета «Протон-М» с многофункциональным лабораторным модулем (МЛМ) «Наука», который пополнил российский сегмент МКС. Вместе с МЛМ МКС получила европейский манипулятор European Robotic Arm (ERA). «Наука», которую планировалось запустить еще в 2007 году, оказалась самой тяжелой полезной нагрузкой, выводимой «Протон-М» в космос. До этого Россия запускала модуль для МКС в мае 2010 года (малый исследовательский «Рассвет»).
Многофункциональный лабораторный модуль «Наука»
Фото: «Роскосмос»
В ноябре с космодрома Байконур стартовал средний носитель «Союз-2.1б» с транспортным грузовым кораблем-модулем «Прогресс М-УМ» и узловым модулем «Причал», который впоследствии пристыковался к МЛМ. В ходе пуска «Союз-2.1б», самый мощный из семейства «Союз-2», также побил собственный рекорд по выводимой к МКС нагрузке. Если «Наука» непосредственно расширила рабочее пространство российского сегмента МКС, то узловой модуль в случае оснащения международным стыковочным адаптером International Docking Adapter (IDA) может использоваться для пристыковки американских космических кораблей Crew Dragon и Starliner.
Запуск «Науки» и «Причала» завершил создание российского сегмента МКС, что в «Роскосмосе» назвали своим главным достижением в уходящем году. Находящиеся на Земле в различной степени готовности модули госкорпорация планирует использовать для строительства Российской орбитальной служебной станции (РОСС)
Кроме России в 2021 году активным строительством на околоземной орбите занимался Китай, начавший развертывание собственной орбитальной станции. В апреле с космодрома Вэньчан с помощью тяжелой ракеты Long March 5 был запущен базовый модуль Tianhe космической станции Tiangong, который посетили две экспедиции тайконавтов.
Туризм
Уходящий год стал особенно интересным с точки зрения космического туризма. И тут тоже не обошлось без SpaceX. В июле на высоту более 80 километров на суборбитальном корабле Unity производства собственной компании Virgin Galactic поднялся британский бизнесмен Ричард Брэнсон. Вместе с миллиардером в составе экипажа были пилоты Дэйв Маккей и Майкл Масуччи, главный астронавт-инструктор Virgin Galactic Бет Мозес, ведущий инженер по эксплуатации Колин Беннетт и вице-президент компании по связям с правительством Сириша Бандла.
Позднее в том же месяце состоялся первый полет многоразового космического корабля New Shepard компании Blue Origin американского предпринимателя Джеффри Безоса. На высоте более 100 километров в течение нескольких минут побывали сам миллиардер, его брат Марк, 82-летняя ветеран НАСА Уолли Фанк и 18-летний выпускник школы Оливер Дамен.
Джеффри Безос (второй слева) с первыми туристами суборбитальной системы New Shepard
Фото: Joe Raedle / Getty Images
Однако уже в сентябре владелец SpaceX Илон Маск обогнал и Брэнсона, и Безоса, отправив в ходе миссии Inspiration4 на космическом корабле Crew Dragon в трехсуточный космический полет вокруг Земли четверых туристов — бизнесмена Джареда Айзекмана, медицинскую сестру Хейли Арсено, инженера Кристофера Семброски и геолога Шан Проктор.
Таким образом в сентябре 2021 года в космосе одновременно находились 14 человек, что составило абсолютный рекорд по числу людей на околоземной орбите. Так, на МКС было семь человек из США, России, Франции и Японии. Еще три тайконавта были на орбитальной станции Tiangong. В результате миссии Inspiration4 на околоземной орбите оказалось еще четыре человека
Наконец, в октябре к МКС на российском космическом корабле «Союз МС-19» отправились командир и бортинженер Антон Шкаплеров, режиссер Клим Шипенко и актриса Юлия Пересильд. Два последних принимали участие в съемке фильма «Вызов». В космосе режиссер и актриса находились 12 суток, после чего вместе с космонавтом Олегом Новицким вернулись на Землю. В декабре российский «Союз МС-20» отправил к МКС еще двух туристов — японских бизнесмена Юсаку Маэдзава и продюсера Едзо Хирано.
Настоящая наука
В мае 2021 года Китай стал третьей страной в мире (по мнению западной прессы — второй), в ходе миссии Tianwen-1 успешно совершившей мягкую посадку на поверхность Марса, и первой, кому это удалось успешно сделать с первого раза. Конструктивно первый китайский ровер Zhurong, в настоящее время успешно работающий на Красной планете, напоминает американские Spirit и Opportunity, отправленные к Марсу еще в 2003 году.
В задачи марсохода, высадившегося на равнину Утопия, входит исследование топологии и геологии окружающей местности, в частности, поиск водяного льда и минералов, а также взятие проб из атмосферы. В августе Zhurong превысил запланированный срок службы. В настоящее время на Марсе действуют, кроме китайского Zhurong, два американских планетохода — Curiosity и Perseverance. Последний совершил мягкую посадку на Красную планету в феврале, став самым тяжелым грузом, отправленным человечеством с Земли на поверхность Марса.
Среди многочисленных научных миссий, запущенных в 2021 году, нельзя не отметить обсерваторию James Webb, отправленную в космос с космодрома Куру на тяжелой ракете Ariane 5. Головным подрядчиком в производстве James Webb выступила американская военно-промышленная корпорация Northrop Grumman, отвечавшая за интеграцию его основных систем.
Стоимость космической обсерватории, считающейся самым дорогим космическим телескопом в мире, составляет около десяти миллиардов долларов
Основные задачи James Webb — изучение ранней Вселенной, галактик и сверхмассивных черных дыр, а также подробное исследование экзопланет. В перспективе James Webb должен заменить американский орбитальный телескоп Hubble, запущенный в апреле 1990 года. Диаметр основного зеркала второго составляет 2,4 метра, тогда как у первого данный параметр достигает 6,5 метра, что позволяет с большей точностью проводить наблюдения в инфракрасном диапазоне.