Всё о космических путешествиях за 60 минут - Пол Парсонс

Гомас Цурбухен, заместитель руководителя научного подразделения NASA (2019)

Не все в космосе, что изучается роботизированными аппаратами, может быть изучено вблизи. Одно из наиболее ожидаемых предстоящих событий – запуск космического телескопа «Джеймс Уэбб», преемника «Хаббла». Названный в честь главы NASA, который руководил агентством в эпоху «Аполлонов», «Джеймс Уэбб» будет располагаться в точке Лагранжа L2 (см. главу 3) на противоположной от Солнца стороне Земли. Именно отсюда, находясь в тени, он будет изучать далекую Вселенную. Ширина главного зеркала телескопа составляет 6,5 метра, что почти в три раза больше, чем у «Хаббла». Зеркало настолько большое, что разделено на сегменты, которые будут сложены во время запуска, а затем расправлены в космосе.

Космический телескоп «Джеймс Уэбб»

Телескоп «Джеймс Уэбб», запуск которого запланирован на март 2021 года, – это большой космический инфракрасный телескоп. Как ожидается, он уточнит наши представления о формировании звезд, планет и даже галактик, поскольку инфракрасный свет, длина волны которого больше, чем у видимого света, может проходить сквозь облака газа и пыли. Однако он поглощается атмосферой Земли, и именно поэтому инфракрасные телескопы должны находиться в космосе. «Джеймс Уэбб» будет «вглядываться» в космические газовые облака, где, как считается, образуются звезды и планеты. В космосе свет смещается в красную сторону (в сторону более длинных волн) в результате расширения Вселенной, что делает инфракрасные лучи лучшим вариантом для наблюдения самых далеких космических объектов. «Джеймс Уэбб» сможет «видеть» настолько далеко в космосе (и, следовательно, возвращаться далеко в прошлое), что ему удастся запечатлеть самое первое поколение галактик, образовавшихся во Вселенной.

Космический телескоп «Джеймс Уэбб» был разработан специально для того, чтобы увидеть первые звезды и галактики, которые сформировались во Вселенной.

Джон Грансфелд (2017)

Телескоп «Хаббл», расположенный на околоземной орбите, изначально был запущен с фатальной ошибкой в оптике, для исправления которой понадобилась пилотируемая экспедиция. Однако в случае с «Джеймсом Уэббом», на расстоянии 1,5 миллиона километров от Земли, такой возможности не будет, поэтому необходимо приложить все усилия, чтобы все работало правильно с самого начала. Телескоп запустят с Земли на борту ракеты ЕКА «Ариан-5» 30 марта 2021 года, и примерно 30 дней спустя он достигнет точки назначения. Его научная миссия запланирована на пять лет с возможностью продления до десяти, главное ограничение – топливо, необходимое для поддержания положения телескопа в точке L2.

Экипаж ракеты

NASA планирует эффектное возвращение астронавтов на Луну. В рамках программы, названной «Артемида» (в греческой мифологии Артемида – сестра-близнец Аполлона), в 2021 году должен быть совершен первый испытательный полет без экипажа. Космический корабль «Орион» будет запущен на сверхтяжелой ракете-носителе SLS. Полет корабля продлится более 25 дней, включая 6 дней, необходимые для облета Луны.

В случае успеха за ним в сентябре 2022 года последует пилотируемый полет с экипажем из четырех человек по траектории свободного возврата – предполагается облететь обратную сторону Луны, а затем вернуться на Землю в течение 10 дней. Третий – самый ожидаемый полет, поскольку в ходе него будет предпринята попытка высадки на Луну. В настоящее время его старт запланирован на 2024 год. В рамках «Артемиды» NASA будет сотрудничать с ЕКА, японским и канадским космическими агентствами. Следующие четыре полета, предусмотренные программой, должны совершиться в течение 2025–2028 годов. Так научная деятельность на поверхности Луны будет продолжаться, и в результате начнется строительство космической станции «Лунные врата». Поскольку NASA стремится высадить собственный экипаж на Марсе к 2033 году, опыт, полученный во время реализации программы «Артемида», станет принципиально важным.

К декабрю 2021 года первый индиец будет доставлен в космос на нашей собственной ракете… Это цель, ради которой работает ИОКИ.

Кайласавадиву Сиван, директор ИОКИ (2019)

«Артемида» будет соперничать в завоевании человеком космического пространства с программами SpaceX, и других компаний. Стремятся в космос и другие страны. Индия, как ожидается, запустит свою первую пилотируемую космическую миссию в 2021 году. Космический корабль «Гаганьян» доставит экипаж на околоземную орбиту, полет продлится в течение недели. А Китай – страна, которая уже активно проводит космические исследования, – в 2022 году планирует начать создание третьей обитаемой орбитальной станции. Это достижение, несомненно, укрепит репутацию Китая как третьей по величине мировой космической державы после США и России.

Короче говоря, наступающее десятилетие обещает стать невероятно захватывающим. Нам действительно повезло, что мы можем наблюдать то, что будет происходить на Земле и, конечно, далеко за ее пределами.

08. Эта маленькая Солнечная система

Стремительно близится час, когда Земля, подобно всем матерям, должна будет пожелать своим детям счастливого пути.

Артур Кларк «2001: Космическая Одиссея» (1968)

Пересечь зияющую пропасть межпланетного пространства, отделяющую Землю от других планет Солнечной системы, очень трудно. На данный момент путешествие от Земли до окруженного кольцами газового гиганта Сатурна занимает восемь лет – и еще больше времени необходимо, чтобы достичь внешних границ Солнечной системы.

Медленно перемещаться по космосу, где смертельные дозы радиации сменяются безвоздушным холодным вакуумом, не просто неудобно – это еще и очень опасно. Находясь там, люди полностью зависят от бесчисленных технологий жизнеобеспечения, которые должны работать безупречно. Так что чем дольше человек остается в космосе, тем больше вероятность того, что что-то пойдет не так и его жизнь окажется под угрозой.

Проблема заключается в современных ракетных технологиях. Ракеты работают за счет сгорания – химической реакции, при которой легковоспламеняющееся топливо объединяется с кислородом для сжигания, в результате чего высвобождается энергия – она выталкивает газы через сопло двигателя на очень высокой скорости и толкает ракету в противоположном направлении. Но химическое сгорание – это относительно низкоэнергетический процесс, то есть ракетные двигатели поглощают огромное количество топлива, которое должно быть перенесено ракетой в космос, что делает их довольно медленными.

К счастью для нас, химические ракеты – далеко не последнее слово в космической технике. В ближайшие десятилетия мы можем ожидать, что аппараты будут приводиться в движение ядерными двигателями, а новый вид ионного двигателя сократит время полета до Марса с нескольких месяцев до нескольких недель.

Существуют и другие идеи, такие как «солнечный парус» – гигантский светоотражающий лист, напоминающий фольгу. Он позволит космическому аппарату лететь за счет света, исходящего от нашей звезды. Даже способ, которым мы покидаем Землю и