На первой неделе сентября в США прошел космический форум AIAA Space. На нем присутствовали руководители SpaceX – президент компании Гвен Шотвелл и вице-президенты Ганс Кенигсманн и Ли Розен. Кроме прочего, они рассказали своем видении текущих планов SpaceX.

После анализа всего сказанного можно составить примерное расписание пусков на 2015 год. Оно выглядит так:

1.11.2015 – первый пуск ракеты Falcon 9 v1.2. Предположительно, она выведет на орбиту нидерландский спутник связи SES
15.11.2015 – CRS-8, очередная миссия снабжения МКС с доставкой на станцию испытательного трансформируемого складского модуля BEAM
начало декабря – запуск спутника НАСА для исследования океанов Jason-3, последний случай использования Falcon 9 v1.1
декабрь или начало 2016 г. – CRS-9.

Примечание: Гвен Шотвелл сказала, что до возобновления полетов остается «пара месяцев». По мнению Ганса Кенигсманна, на это потребуется «два-три месяца». Таким образом, приведенный график – крайне предварительный и, скорее всего, в будущем изменится.

Планы разработки пилотируемого корабля пока не изменились. Его первый беспилотный запуск планируется в конце 2016 года. В начале 2017 SpaceX надеется испытать систему аварийного спасения корабля в полете, а во втором квартале – совершить первый пилотируемый запуск к МКС. Любопытно, что во время первой пилотируемой миссии корабль SpaceX Dragon будет управляться двумя астронавтами НАСА, тогда как на корабле Boeing CST-100 (который, кстати, в ближайшие дни получит нормальное название) в космос отправится один астронавт корпорации и один представитель НАСА.

Нельзя сказать наверняка, в каких из ближайших запусков SpaceX будут предприниматься попытки мягко вернуть первую ступень ракеты Falcon 9. Теоретически, это можно сделать во всех случаях. В последние месяцы появлялись сообщения о модернизации автономных плавучих посадочных площадок SpaceX. Гвен Шотвелл также заявила, что компания все еще планирует совершить мягкую посадку ступени до конца года.

Многократно переносившийся первый пуск ракеты Falcon Heavy, которая станет самой мощной из всех существующих сегодня, должен состояться в конце апреля или начале мая 2016 года. SpaceX заявляет, что в следующем году «тяжелый» Falcon выведет груз на орбиту четырежды. Вероятно, количество пусков, как и дата первого пуска, будут зависеть от успеха экспериментов с многоразовостью, поскольку SpaceX слишком дорого обошлась бы потеря такого количества модулей первой ступени.

Космическая лента

Обсудить

Планетологи долгое время пытаются понять, как Марс из планеты с водоемами на поверхности превратился в безжизненную красную пустыню. Как известно, современная марсианская атмосфера в сто раз слабее земной. Давление у поверхности планеты таково, что вода на ней не может существовать в жидком виде существенное время, поскольку она очень быстро испаряется. Но на древнем Марсе существовали реки и озера, а значит, и атмосфера была значительно плотнее. Причины и скорость потери Марсом атмосферы – один из ключевых вопросов в истории этой планеты.

Диоксид углерода, т. е. углекислый газ, является основным компонентом марсианской атмосферы. В результате химического взаимодействия атмосферы с поверхностью планеты, он переходит в минералы в качестве составного элемента. Из этих минералов состоят марсианские карбонатные породы. В прошлом многие ученые рассчитывали найти на Марсе большое количество богатых углеродом пород, образовавшихся на ранних этапах развития планеты, когда атмосфера была плотной, а температура поверхности – выше, чем в наши дни. Однако исследовательские космические аппараты в последние десятилетия принесли неожиданные данные: в целом на Марсе распространены породы с низкой концентрацией углерода. Найдено лишь несколько более-менее крупных районов в повышенным содержанием этого элемента. Самый известный из них называется Борозды Нили (Nili Fossae). Он находится в северном полушарии планеты на небольшом расстоянии от экватора.

На днях в журнале «Геология» была опубликована статья, авторы которой анализируют крупнейшее известное отложение карбонатных пород на Марсе. Они предполагают, что в древности атмосфера Марса была не настолько плотной, как считалось ранее. «В наиболее крупных локализациях карбонатных пород на Марсе концентрация углерода превышает концентрацию в атмосфере Марса не более чем в два раза». – поясняет соавтор исследования Бетани Эльманн, сотрудник Калифорнийского технологического института и Лаборатории реактивного движения НАСА. – «Даже в сумме все известные отложения не содержат достаточно углерода, чтобы он защищал достаточно плотную атмосферу в то время, когда на поверхности Марса существовали реки».

Статья сотрудника Геологической службы США Кристофера Эдвардса и Бетани Эльман основана на данных, собранных космическими аппаратами Mars Global Surveyor, Mars Reconnaissance Orbiter и Mars Odyssey. Ученые рассчитали количество углерода в Бороздах Нили и, сравнив с концентрацией этого элемента в более современных породах, смогли оценить содержание углерода в атмосфере Марса в период формирования этого региона. Их вывод гласит, что, для того, чтобы на поверхности Марса в то время могла существовать вода, потребуется 35 месторождений такого масштаба, как Борозды Нили. Крайне маловероятно, что в ходе множества детальных наблюдений исследовательские зонды их пропустили. Конечно, более древние породы погребены под поверхностью Марса и недоступны для наблюдений, однако они не объясняют, как на Марсе могли существовать реки в условиях тонкой атмосферы.

Одно из возможных объяснений загадки гласит, что Марс терял атмосферу через верхние слои, и большая часть вещества «утекла» в космос, а не в горные породы. Кроме того, наблюдаемые нами долины могли образоваться в результате деятельности временных водотоков, а не рек. «Возможно, Марс был не влажным и теплым, а влажным и холодным». – говорит Эдвардс. – «Насколько теплым он должен быть, чтобы на поверхности сформировались долины? Не особо. В большинстве регионов для этого было бы достаточно льда и снега, а не воды. И тогда хватило бы того, чтобы температура время от времени поднималась выше точки замерзания воды».

Марсоход Curiosity, сравнивая соотношение легкого и тяжелого углерода в современной атмосфере Марса, уже косвенно подтвердил, что вещество покидало атмосферу через ее верхние слои. Остается некоторая неопределенность относительно того, какая часть этих потерь пришлась на период до деятельности воды на поверхности Марса. Разрешить эту загадку поможет MAVEN – зонд, уже почти год находящийся на орбите Марса. Основной его задачей является именно изучение атмосферы и ее истории.

Ссылка: www.nasa.gov

Обсудить

Сегодня в 7:37 мск в космос отправился корабль «Союз ТМА-18М». В его экипаже – командир корабля Сергей Волков, который проведет на станции полгода, казахский космонавт Айдын Аимбетов и первый датский астронавт Андреас Могенсен (третий слева на фото). Команда доберется на Международную космическую станцию 4 сентября. Айдын Аимбетов и Андреас Могенсен пробудут на МКС всего восемь дней. Амбеков, как известно, занял место несостоявшейся космической туристки Сары Брайтман. Небольшая длительность полета датского астронавта связана со внутриевропейскими организационными особенностями. В Европе длительность космических полетов соответствует вкладу страны в деятельность ЕКА. Например, итальянцы делают много для европейской космонавтики, и потому итальянские астронавты летают на МКС часто. Итальянские астронавты Лука Пармитано (первый слева) и Саманта Кристафоретти (четвертая слева) уже успели стать участниками стандартных 6-месячных экспедиций. Дания же «наработала» лишь на слот 10-дневного полета, который образовался благодаря экспериментальной годовой экспедиции Скотта Келли и Михаила Корниенко.

Есть и другой пример. В ноябре этого в космос на полгода отправится бывший летчик-испытатель, майор Тимоти Пик (пятый слева). Он станет первым британцем, побывавшим на Международной космической станции. Если не считать американцев с двойным гражданством и космического туриста Марка Шатлуорта из ЮАР, то в предыдущий и, по совместительству, первый раз подданный Объединенного королевства Великобритании и Северной Ирландии летал в космос 24 года назад. Это была Хелен Патриция Шарман. Ее полет на корабле «Союз ТМ-12М» и работа на станции «Мир» продолжались чуть менее 8 суток – с 18 по 26 мая 1991 года.

Полет корабля «Союз ТМА-18М» будет проходить по старой двухсуточной схеме вместо шестичасовой, которая использовалась в последние годы. Решение отказаться от быстрого перелета связано с особенностями текущей орбиты МКС. Последующие полеты вновь станут короткими, за исключением, конечно, аналогичных случаев с неудачной орбитой и датой старта.

Космическая лента

Обсудить

1. Президент компании SpaceX Гвен Шотвелл вчера на космическом форуме AIAA Space сказала, что до следующего пуска ракеты-носителя Falcon 9 все еще остается «пара месяцев». SpaceX прервала запуски после аварии, которая произошла 28 июня и привела к потере грузового корабля Dragon. Расследование произошедшего еще не закончилось, однако основная версия не изменилась. Шотвелл также отметила, что нагрузка для первого после аварии запуска уже определена, но назвать ее отказалась. Напомню, что, по неофициальной информации, SpaceX планирует возобновить эксплуатацию своей ракеты 1 ноября, запустив телекоммуникационный спутник нидерландской компании SES. По мнению редактора сайта NasaSpaceFlight.com, это расписание настолько предварительное, что реальная дата, скорее всего, будет «плавать» вокруг это отметки.

Вице-президент SpaceX Ганс Кенигсманн, выступая на несколько часов позже Гвен Шотвелл, дал более осторожную оценку. По его мнению, следующий запуск состоится «через два-три месяца».

Также, по словам Гвен Шотвелл, SpaceX все еще надеется вернуть первую ступень ракеты Falcon 9 до конца этого года. За оставшиеся месяцы SpaceX желательно вывести как минимум три космических аппарата – SES, спутник изучения океанов Jason-3 и следующий корабль снабжения МКС (CRS-8). Любопытно, что у SpaceX осталась лишь одна ракета Falcon 9 в модификации 1.1 запуска Jason-3. Если в расписании запусков его опередит голландский спутник, то уже в следующем полете мы увидим Falcon 9 v1.2.

Планы SpaceX совершить первый запуск испытательный пилотируемого корабля Dragon 2 в автоматическом режиме в конце 2016 года остаются в силе.

2. В августе в Космическом центре им. Джонсона прошел испытания прототип лунохода, задача которого – поиск и изучение воды в полярном регионе Луны. Разработчики предлагают запустить его приблизительно в 2020 году. Для этого придется выделить на миссию 250 млн долларов, не считая стоимости средств выведения и последующих операционных расходов. Рассматривается возможность использовать для доставки аппарата на поверхность Луны японский посадочный аппарат.

Разумеется, эта исследовательская миссия получит шансы на реализацию, только если ее финансирование будет одобрено руководством НАСА, американским президентом и законодателями.

Космическая лента

Обсудить

Стандартная модель – теоретическая конструкция в физике, которая описывает характеристики элементарных частиц, их поведение и то, как они взаимодействуют между собой. Уже несколько десятков лет она работает, не претерпевая существенных изменений, а недавно ученым удалось подтвердить существование предсказанного моделью бозона Хиггса. Эта теория имеет существенные недостатки: она не включает в себя гравитацию и лишь описывает, но не объясняет устройство субатомного мира. Поэтому ученые постоянно пытаются «штурмовать» Стандартную модуль в надежде найти в ней нарушения.

Недавно команда физиков из Университета Мэриленда и других научных учреждений, работающих с детектором LHCb на Большом адронном коллайдере в ЦЕРНе, обнаружила распады лептонов, которые происходят не точно таким способом, который предсказывается Стандартной моделью. Статья об этом открытии будет напечатана в журнале Physical Review Letters 4 сентября 2015 года.

В классификации лептонов выделяются три поколения. Ученые изучали данные наблюдений за распадом B-мезонов, в результате которого образуются более легкие частицы, и в том числе – два типа лептонов, тау-лептоны и мюоны, относящиеся, соответственно, ко второму и третьему поколениям. В отличие от своего родственника по семейству лептонов, электрона (первое поколение), эти частицы нестабильны и за малую долю секунды распадаются.

В Стандартной модели существует понятие лептонной универсальности. Благодаря этому свойству связь лептонов с калибровочными бозонами (частицами, отвечающими за взаимодействие) не зависит от поколения, то есть с точки зрения слабого и электромагнитного взаимодействия электрон неотличим от мюона и тау-лептона. Следствием лептонной универсальности является то, что распад тау-лептонов и мюонов должен происходить с одинаковой скоростью с поправкой на разницу в их массах. На БАКе же команда физиков обнаружила маленькое, но заметное отклонение от предсказанной скорости распада. Это может происходить в результате влияния на процесс распада каких-то новых, пока еще не открытых учеными сил. «Стандартная модель предсказывает, что наш мир взаимодействует со всеми лептонами одинаково. В нем царит демократия. Но нет гарантии, что это правило останется истинным, если мы откроем новые частицы или новые силы». – говорит ведущий автор исследования Хасан Явахери. – «Лептонная универсальность закреплена в Стандартной модели. Если мы подтвердим, что она нарушается, можно будет говорить об обнаружении не-стандартной физики».

Данные эксперимента на Большом адронном коллайдере согласуются с предыдущим исследованием мезонного распада, который проводился в эксперименте BaBar на Стенфордском линейном ускорителе в 1990-х годах. На этом эксперименте производились столкновения электронов, тогда как в БАКе изучаются продукты взаимодействия высокоэнергетических протонов. По словам физика и соавтора исследования Брайана Гамильтона, эксперименты проводились в абсолютно разных условиях, но указывают на одинаковую физическую модель. Независимое подтверждение наблюдений добавляет вес обоим открытиям и минимизирует возможность ошибки из-за некорректной работы оборудования.

Оба результата, вместе взятые, дают крайне перспективную основу для дальнейших экспериментов, хотя сами по себе пока не доказывают нарушение Стандартной модели. На детекторе LHCb в течение нескольких лет будет проводиться модернизация, которая позволит научной группе провести ряд новых измерений.

Ссылка: phys.org

Обсудить

Констатация факта: нам не светит появление сверхтяжелой ракеты, которая с легкостью могла бы доставить людей на поверхность Луны и вернуть их обратно. Это хороший повод обсудить альтернативные варианты организации таких полетов. Речь, разумеется, о разных «многопусковых» схемах, т. е. требующих нескольких запусков подряд.

В августе 2015 года глава Научно-технического совета Роскосмоса и ОРКК Юрий Коптев опубликовал статью, описывающую схему высадки на Луну при помощи четырех ракет-носителей 35-тонного класса. По такой схеме первая ракета выводит лунный взлетно-посадочный аппарат с кислородно-керосиновым буксиром ДМ, вторая – кислородно-водородный буксир КВТК, который стыкуется с первым орбитальным блоком и доставляет его на орбиту Луны. Третий и четвертый пуски аналогичны первым двум, только вместо лунного посадочного аппарата они доставляют на орбиту Луны пилотируемый корабль (ПТК НП). Этот корабль стыкуется с лунным модулем, космонавты переходят в него и приземляются на поверхность земного спутника. Завершив работу, они поднимаются в том же взлетно-посадочном модуле на орбиту, стыкуются с пилотируемым кораблем, переходят в него и возвращаются на Землю.

Именно такая схема полета может быть использована в 2030-х годах. Для нее до конца 2025 года планируется разработать все технические средства, за исключением взлетно-посадочного аппарата. Существует модификация этой схемы, в которой стыковка аппаратов происходит на орбите Земли, после чего перелетный комплекс отправляется к Луне. Она, однако, потребует осуществления четырех пусков ракеты подряд без перерыва, либо запуска пилотируемого корабля на второй ракете и долгого ожидания двух следующих, поскольку кислородно-водородные разгонные блоки имеют маленькую продолжительность жизни из-за выкипания криогенного топлива.

Еще одна широко известная идея – промежуточная стыковка космических аппаратов к окололунной орбитальной станции (ЛОС). Она позволила бы развести во времени запуски пилотируемых кораблей и взлетно-посадочных модулей. Кроме того, на ЛОС можно организовать дозаправку многоразового взлетно-посадочного аппарата, а это даст экономию на доставляемой с Земли массе. Минус схемы очевиден: для ее организации предварительно надо разработать, построить и доставить на орбиту Луны соответствующую инфраструктуру, а затем ее поддерживать.

В 1960-х годах, когда Советский Союз планировал экспедицию на Луну на 75-тонной версии ракеты Н-1 (позднее было принято решение ее утяжелить, однако в конце концов разработку закрыли), инженеры ОКБ-1 (теперь ОАО РКК «Энергия») рассматривали трехпусковую схему полета на Луну. На орбиту искусственного спутника Земли при этом выводятся по отдельности составные части лунного комплекса. Они стыкуются, комплекс совершает полет на Луну и возвращается на Землю. Отмечалось, что 20-30-тонные посадочные и взлетные элементы могли создать значительные трудности при их отработке в наземных условиях.

Был еще один вариант – совсем без стыковок в космосе. В этой схеме основную роль играл универсальный космический корабль. Он состоял из спускаемого аппарата и бытового отсека Л-3 (по габаритам эквиваленты СА и БО кораблей серии «Союз») и взлетно-посадочной двигательной установки c двигателями и посадочными опорами. Этот корабль самостоятельно добирался до Луны и спускался на ее поверхность, однако не имел достаточно топлива для взлета. Поэтому топливо предварительно доставлялось на Луну в район посадки двумя отдельными танкерами, каждый из которых предполагалось снабдить системой передвижения по поверхности Луны. Масса экспедиционного корабля на поверхности Луны составляла 7,8 т (при стартовой массе 75 т), массы танкеров – около 6 т, масса корабля после дозаправки – 16 т. На Луну таким способом можно отправить от двух до трех человек.

Мы не знаем наверняка, по каким причинам эта схема полета была отвергнута. Это могли быть принципиальные сложности – например, невозможность отработать дозаправку корабля без отправки на Луну космонавтов. Могли быть сложности, потерявшие актуальность в наше время (проблемы с материалами или опасения насчет возможности совершить посадку трех аппаратов в одну точку). Могли быть и конъюнктурные причины, связанные с желанием изменить проект ракеты-носителя, а не с какими-то недостатками прямой схемы полета.

Идея дозаправки на поверхности Луны интересна тем, что наличие современных материалов и комплектующих и предполагаемое появление эффективного кислородно-водородного буксира позволяют оптимизировать ее и вписать в возможности ракеты «Ангара-А5В». При этом доставляемая на Луну полезная (за вычетом посадочной ступени) масса составит 4 т (либо 3,7 т при использовании более предпочтительной для доставки людей посадочной платформы с резервированием двигателей). Как известно, масса спускаемого аппарата корабля «Союз-ТМА» составляет 2,95 т. Масса бытового отсека превышает 1,3 т, однако это связано с наличием в нем большого количества необязательного оборудования. Масса корпуса БО в три раза меньше его полной массы.

Конечно, герметичный объем корабля «Союз», который составляет всего 9,5 куб. м, не позволяет использовать его в качестве лунного жилища в течение длительного времени. Тем не менее, в условиях нехватки средств правильная стратегия – минимизация операционных расходов. Дешевле один раз доставить на Луну отдельный жилой модуль с возможностью пополнения запасов системы жизнеобеспечения, чем каждый раз запускать большой корабль, в котором космонавты смогут жить во время экспедиций на Луне. При этом для отдельной экспедиции на Луну потребуется всего три ракеты «Ангара-А5В», а общая масса выводимых космических аппаратов составит всего 105 т. Для сравнения, масса перелетного комплекса по проекту Роскосмоса – 140 т.

Дополнительный плюс прямой схемы с дозаправкой на Луне заключается в том, что мы сразу получим универсальную платформу для доставки на Луну различных грузов, включая корабли снабжения, модули станции, луноходы, электростанцию и т. д. Первый жилой модуль стал бы технологическим прототипом (а возможно, и первым помещением) будущей лунной станции.

К сожалению, стратегия Роскосмоса нацелена на использование перспективного пилотируемого корабля нового поколения, который с 2009 года разрабатывается в РКК «Энергия». Поскольку принято принципиальное решение о доведении этого проекта до производства и эксплуатации, именно под него заточены все будущие проекты в области пилотируемых полетов. ПТК НП – большой и тяжелый корабль. Его масса составляет около 18 т, и, как упоминалось выше, для доставки его всего лишь на орбиту Луны потребуется две ракеты «Ангара-А5В».

Бюджет российской космической отрасли в ближайшие годы будет составлять около 2-2,5 млрд долларов (по курсу на конец августа 2015). Это намного меньше, чем у передовых космических стран, и меньше, чем надеялся получить Роскосмос. В таких условиях можно ожидать, что работы по ПТК НП, утяжеленной ракете «Ангара-А5В» и межорбитальным буксирам будут недофинансироваться. Говорить о дополнительной разработке универсального экспедиционного корабля не приходится совсем. Закрытие работ по ПТК НП невозможно по политическим причинам. Впервые за долгое время проект пилотируемого корабля доведен до стадии создания рабочей документации, и отказ от него ударил бы по и без того блеклой репутации Роскосмоса, тем более что на другой чаше весов – идея освоения Луны, которую в руководстве отрасли мало кто воспринимает всерьез. Увы, предложенные официально планы полетов больше похожи на поиски применения для ПТК НП, чем на реальное желание решить какие-то задачи в окололунном пространстве и на Луне. Разрабатываемая техника позволит совершить лишь небольшое число полетов в силу сложности организации четырехпуска и его стоимости. Длительность таких полетов вряд ли составит больше пары недель, поскольку будущий взлетно-посадочный лунный модуль получит относительно небольшой объем и ограниченный срок автономной работы.

Написанное выше не означает, что в Федеральной космической программе на 2016-2025 годы, какой она была показана в прессе в августе 2015 года, невозможно найти средства на создание лунного корабля. Например, отказ от керосинового межорбитального буксира, планируемого сейчас лунного посадочного комплекса и НИРов по сверхтяжелой ракете сэкономят около 60 млрд рублей. Однако это потребовало бы от руководства Роскосмоса настоящего стремления вывести российскую космонавтику за пределы околоземной орбиты, умения правильно оценить эффективность разных схем полетов на Луну и решимости перекроить программу в последний момент, несмотря на возможное недовольство предприятий. Кроме того, из-за продолжения работ над ПТК НП, задач для которого нет, такая программа потеряла бы всякую логику.

Космическая лента

Обсудить

В Космическом центре НАСА им. Стенниса прошли седьмые по счету испытания двигателя RS-25 (известного также как SSME, главный двигатель космического шаттла) под номером 0525. Они стали заключительными для этого двигателя. Скоро его место займет агрегат 2059 – ветеран космических полетов. Он выводил на орбиту шаттлы Атлантис и Эндевор.

Многоразовые кислородно-водородные двигатели RS-25 были произведены компанией Aerojet Rocketdyne. Они устанавливались на космических шаттлах в качестве маршевых двигателей. После завершения программы Space Shuttle, часть двигателей была снята и отправлена на хранение. На сверхтяжелой ракете Space Launch System, которая должна совершить свой полет в октябре-ноябре 2018 года, будет установлено четыре таких двигателя. После исчерпания запасов снятых двигателей, НАСА планирует возобновить производство RS-25. Двигатель 0525, тестирование которого завершилось в августе, никогда не летал в космос. Это один из двух агрегатов (второй – 0528), которые не устанавливались на космические шаттлы и использовались для испытаний.

Семь тестов, проведенных в Центре им. Стенниса, были необходимы для подтверждения корректной работы новой системы управления и проверки того, как функционирует RS-25 в условиях работы на SLS, которые отличаются от условий шаттла.

Сейчас в запасе НАСА есть 16 двигателей. Этого хватит на четыре пуска SLS.

Ссылка: www.nasa.gov

Обсудить