Подробности

Опубликовано: 09.02.2016 11:29

Команда специалистов НАСА отработала операции по использованию нового «зеленого топлива», включая его транспортировку и заправку космического аппарата. Однокомпонентное топливо LMP-103S было разработано в 1990-х годах шведской компанией ECAPS AB при финансовом участии Шведского национального совета по космосу (SNSB). Впоследствии небольшие двигатели тягой 1 Ньютон, приводимые в движение этим топливом, использовались на малом космическом аппарате PRISMA. Сейчас испытания вещества проходят в США в рамках соглашения между НАСА и SNSB.

Традиционно на космических аппаратах используются двигатели, использующие соединения гидразина в качестве горючего и тетраоксид азота (амил) как окислитель. Эта топливная пара удобна, поскольку может годами сохранять свои свойства в условиях космического пространства, однако обе компонента являются очень токсичными и требуют крайне аккуратного обращения. В некоторых случаях – например, при реактивной посадке пилотируемых космических аппаратов – наличие остатков непрореагировавших компонентов топлива может представлять серьезную проблему, поскольку покидающие спускаемый аппарат космонавты будут подвергаться угрозе отравления. К сожалению, топливо с криогенными компонентами (кислород, водород) достаточно быстро, в течение дней и недель, «выкипает», просачиваясь через стенки топливных баков. В последние годы на многие спутники устанавливаются электрореактивные двигатели. Их недостатком, однако, является очень маленькая тяга. Использование ионных двигателей позволяет экономить на массе космического аппарата, но существенно увеличивает время, необходимое для достижения рабочей орбиты.

НАСА поддерживает программу, цель которой – найти безопасную замену гидразину-амилу в космических аппаратах. Разработанный в Швеции LMP-103S относится к группе солей и представляет собой соединение динитрамида аммония. По заявлению разработчиков, он не только дешевле гидразина, но и обладает большим удельным импульсом. Вещество имеет острый запах, однако не опасно для человека.

Испытания хранения и заправки веществом LMP-103S, а также прочностные испытания заправленного бака прошли в конце 2015 года под руководством специалистов Космического центра им. Годдарда. В ходе еще двух тестов в 2016 году будет проверено «поведение» топливного бака в случае образования трещины при заправке. Кроме того, в конце года планируется начать испытания двух двигателей на LMP-103S, разработанных в Швеции.

Еще одно потенциально полезное вещество, разрабатываемое при участии НАСА – AF-M315E. Оно создано Исследовательской лабораторией ВВС США в Калифорнии. Запуск демонстрационного малого космического аппарата GPIM, приводимого в движение двигателями на этом веществе, запланирован в этом году на ракете Falcon Heavy. В ходе миссии будет отрабатываться выход на рабочую орбиту, коррекция орбиты и последующее снижение спутника.

Отмечается, что оба вещества по сравнению с гидразином более терпимы к низким температурам и могут способствовать упрощению и удешевлению космических миссий. Как и шведская разработка, AF-M315E опережает гидразин по эффективности.

Подробности

Опубликовано: 08.02.2016 10:46

Гравитационные волны – это распространяющиеся с определенной скоростью искажения пространства. Гравитационные волны были предсказаны Общей теорией относительности, однако пока они не получили прямого наблюдательного подтверждения. Косвенно в пользу их существования свидетельствуют наблюдения эволюции двойных радиопульсаров, но для уверенности ученым необходимо зарегистрировать их сигнал напрямую. Проблема, однако, в том, что возможностей даже самых чувствительных современных детекторов недостаточно для того, чтобы зафиксировать очень слабые колебания пространства.

В марте 2014 года были представлены обнадеживающие результаты работы эксперимента BICEP2 в Антарктиде (на фото ниже), которые провозгласили большим прорывом. Ученым удалось обнаружить в реликтовом излучении неба электромагнитные волны с B-модой поляризации, которые являются признаком расширения Вселенной и позволяют выделить в нем влияние гравитационных волн. К сожалению, год назад открытие было поставлено под сомнение. Теперь надежда исходит с другой стороны – от американского детектора гравитационных волн LIGO (Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory, Лазерно-интерферометрическая обсерватория гравитационных волн).

В общих чертах (но не на практике!) детектор LIGO устроен достаточно просто. Он состоит из двух вакуумных тоннелей, начала которых пересекаются в одной точке (см. рис.). В этой точке установлены лазерные излучатели, а в дальних концах труб – зеркала. Расстояние до этих зеркал и измеряется лазером, однако точность прямого замера была бы безнадежно недостаточной. Особое значение имеет пересечение возвращающихся от зеркал лазерных лучей. Между ними возникает интерференция, за счет которой лучи либо усиливают, либо ослабляют друг друга. Величина интерференции зависит от фазы лучей, а значит и от пройденного лучами пути. Замеряя интерференционную картину, ученые повышают точность измерений. Теоретически такой прибор должен фиксировать изменение расстояний между зеркалами при прохождении через установку гравитационной волны, но на практике даже точность интерферометра долгое время оставалась слишком мала.

Летом 2015 года на LIGO завершилась большая модернизация, благодаря которой чувствительность прибора возросла в четыре раза. Новый этап наблюдений O1 начался в сентябре и завершился в январе 2016 года. Следующий этап, O2, ожидается позднее в этом году после планового внесения дополнительных изменений в конструкцию детектора. Он продлится около полугода.

Схема работы LIGO

Последние несколько недель в научных кругах циркулируют слухи о том, что на детекторе LIGO наконец-то проведены успешные наблюдения. Вся известная информация просуммирована в небольшой заметке на сайте журнала Science. В середине января физики, сотрудничающие с коллаборацией LIGO, начали рассказывать о том, что ученым удалось зафиксировать искажения пространства после наблюдения слияния двух массивных нейтронных звезд. Больше конкретики внес скриншот письма, отправленного Клиффордом Бергессом, физиком-теоретиком из Университета Макмастера в Гамильтоне (Канада). Ученый сообщает, что открытие связано с наблюдением двух черных дыр с массой 29 и 36 масс Солнца. После слияния масса объекта составила 62 массы Солнца. Статистическая достоверность открытия составляет 5,1 сигма, т. е. достаточна для объявления об успехе. Прохождение искажающей пространство волны, движущейся со скоростью света, было зафиксировано на обоих детекторах. Первоначальной целью наблюдений действительно могли быть две нейтронные звезды, однако, по словам физика-теоретика Марка Каминковски из Университета Джона Хопкинса, сигнал от двух падающих друг на друга черных дыр должен быть сильнее и лучше обнаруживаться на большом расстоянии.

Если слухи подтвердятся, статья, связанная теперь уже с прямым открытием гравитационных волн, будет опубликована в журнале Nature 11 февраля. Подтверждение существования гравитационных волн, несомненно, станет сильнейшей заявкой на Нобелевскую премию по физике.

Подробности

Опубликовано: 08.02.2016 08:38

Одним из спикеров InSpace Forum 2016 станет Илья Голубович – основатель венчурного фонда I2BF Global Ventures. Основной темой разговора станут инвестиции в российские и зарубежные космические стартапы.

Илья Голубович – основатель и управляющий партнер венчурного фонда I2BF Global Ventures, а также эксперт по энергетике. Его международный венчурный фонд активно инвестирует в альтернативные источники энергии и «зеленые» технологии.

Одно из самых крупных капиталовложений фонда состоялось в 2013 году, когда I2BF Global Ventures инвестировал 20 млн долларов в акции производителя малых космических аппаратов и систем космической съемки Dauria Aerospace.

По мнению Голубовича, аэрокосмическая отрасль становится все более привлекательной для молодых предпринимателей, инженеров и ученых, которые могут развивать компании на основании задела, появившегося возникшего в процессе реализации крупных космических программ.

Международный бизнес-форум InSpace Forum 2016 состоится 3-4 марта 2016 года в Москве. Регистрация на участие открыта на сайте. «Космическая лента новостей» является информационным партнером мероприятия.

Подробности

Опубликовано: 05.02.2016 11:00

1. В Космическом центре НАСА им. Годдарда завершена сборка основного зеркала космического телескопа им. Джеймса Вебба, который должен будет прийти на замену телескопу им. Хаббла. Зеркало Вебба состоит из 18 шестиугольных сегментов размером 1,3 м и массой 40 кг каждый. После раскрытия в космосе оно будет иметь полный диаметр 6,5 м, что сделает его самым большим зеркалом оптического космического телескопа в истории. Для сравнения, зеркало Хаббла имеет диаметр 2,4 м.

Сейчас инженерам предстоит завершить установку других элементов оптической системы телескопа, после чего они приступят к проведению различных испытаний всех компонентов телескопа. Запуск новой космической обсерватории должен будет состояться в 2018 году на европейской ракете «Ариан-5» с космодрома во Французской Гвиане.

2. Зонд New Horizons передал снимки «ледяных островков» на поверхности Плутона.

Американское космическое агентство опубликовало новую фотографию равнины Спутник на Плутоне. На этот раз интерес ученых привлекли гряды и отдельные возвышенности более темных образований, нарушающих в целом гладкий и пустынный вид поверхности, сложенной азотным льдом. Планетологи считают, что темные возвышенности состоят из водяного льда. Поскольку он по плотности уступает азотному, ученые предполагают, что возвышенности не связаны с подстилающими породами, а представляют собой острова, подобно айсбергам «плавающие» в «море» азотного льда. Скорее всего, они являются отколовшимися фрагментами крупных гор, окружающих равнину Спутник. Попав на азотную равнину, они попадают под влияние конвективного движения, которое разносит их на края кластеров средним диаметром около 20 км.

В северной части фотографии выделяется структура возвышенности Челленджера (Challenger Colles), названная в честь команды потерпевшего катастрофу космического шаттла. Структура состоит из большого скопления холмов и имеет размеры около 60 x 35 км. Она расположена вблизи границы равнины и, скорее всего, связана с «отмелью», в которой толщина слоя азотного льда особенно мала, и острова водяного льда зацепляются за более плотные – предположительно, тоже водяные – нижележащие породы.

Подробности

Опубликовано: 04.02.2016 11:14

В среду 3 февраля президент компании SpaceX Гвен Шотвелл выступила с докладом на конференции Федерального управления гражданской авиации (FAA) США и ответила на вопросы журналистов. Ее рассказ вносит существенные коррективы в известные планы SpaceX на ближайшее будущее. Ниже пересказаны ключевые идеи, прозвучавшие в выступлении, с поясняющими комментариями.

По словам Шотвелл, запуск спутника связи SES-9 должен состояться в ближайшие пару недель. Еще недавно этот запуск планировался на третью декаду января, затем был перенесен на 6 февраля, но впоследствии и эта дата по неизвестным причинам была отменена. Учитывая, что следующий за ним запуск грузового корабля «Дракон» (Dragon) к МКС в рамках миссии CRS-8 также переместился в неопределенное будущее – его место в начале марта заняла миссия снабжения МКС от компании Orbital ATK, – возникли слухи, что SpaceX столкнулась с серьезными недоработками в конструкции модернизированной ракеты Falcon 9 FT, которые требуют длительного времени на устранение. Если следующий пуск Falcon 9 FT действительно состоится в первой половине февраля, модернизированная ракета, до этого слетавшая всего один раз, подтвердит свою пригодность к эксплуатации. После запуска SES-9 SpaceX планирует осуществлять вывод космических аппаратов на орбиту каждые несколько недель.

Тем не менее, в конструкцию ракеты продолжают вноситься изменения. Шотвелл отметила, что специалисты модифицируют носитель с учетом анализа состояния двигателей после повторного прожига первой ступени, которую удалось вернуть из космоса в декабре.

Для выполнения амбициозной пусковой кампании SpaceX придется к концу года нарастить производство модулей первой ступени Falcon 9 примерно в два раза – до более чем 30 в год, производство двигателей Merlin (не уточнено, двигателей первой ступени Merlin-1D или с учетом версии для работы в вакууме Merlin Vacuum) – до 500 в год. В долгосрочной перспективе расширение производства кажется нелогичным, поскольку SpaceX планирует использовать первые ступени своих ракет многократно. Тем не менее, даже по самым оптимистичным прогнозам, до широкого использование многоразовых ракет остается 3-4 года, в то время как компания уже сейчас сталкивается с неспособностью выполнять контракты по запуску как частных, так и государственных космических аппаратов. Например, в прошлом августе запуск упомянутого выше SES-9 планировался еще на осень 2015 года. Сейчас у SpaceX накопился огромный манифест пусков, и основная задача для компании – выход на рабочий график полетов. В начале своей речи Гвен Шотвелл упомянула, что количество работников в SpaceX достигло почти 5 тысяч человек.

Модернизация стартового комплекса №39А на мысе Канаверал в целом завершена, хотя в этом году работа над пилотируемой инфраструктурой на нем продолжится. Этот комплекс будет использоваться для пусков сверхтяжелых Falcon Heavy и ракет Falcon 9 FT – в том числе по пилотируемой программе. Даже примерную дату пуска Falcon Heavy Шотвелл не назвала, однако пообещала, что актуальная информация о характеристиках ракеты будут опубликована на сайте SpaceX в конце этой или начале следующей недели. Недавно основатель компании Илон Маск заявлял, что пуск сверхтяжелой ракеты состоится в лучшем случае в конце лета, т. е. во второй половине 2016 года.

Ситуация с постройкой собственного космодрома SpaceX в техасском Бронсвилле менее радужная. Инженерам приходится бороться с недостаточной несущей способностью грунтов оснований. В результате, «земляные» работы займут два года и потребуют больших расходов, чем предполагалось изначально. Первый пуск из Техаса может состояться в конце 2017 или в 2018 году.

Грузовой корабль Dragon

Шотвелл подтвердила слухи о том, что SpaceX в 2016 году планирует повторно использовать грузовой корабль «Дракон», уже использовавшийся в одной из миссий по снабжению МКС. По всей видимости, это может произойти в третьей по счету с марта миссии CRS-11. С подготовкой корабля к полету возникли сложности, поскольку повторное использование грузовой модификации корабля не закладывалось в его конструкцию. Многоразовое использование пилотируемых кораблей – опять же, по словам Шотвелл, – должно быть существенно проще.

Расписание испытаний пилотируемого корабля «Дракон 2» претерпело изменения. Если раньше компания планировала отправить его в первый испытательный полет в декабре 2016 года, а в первом квартале 2017 года провести испытания системы аварийного спасения в полете (так называемый in-flight abort test), то теперь эти события поменялись местами. Тест системы аварийного спасения должен состояться в этом году, а первый орбитальный полет – в следующем.

Также Шотвелл отметила, что SpaceX не заинтересована в создании орбитальных станций. Компания намерена сконцентрировать свои усилия на транспортировке людей и грузов в космосе. Те, кто интересуется долгосрочными планами SpaceX, могут сделать вывод, что предлагаемая компанией марсианская транспортная инфраструктура MCT будет основана на использовании большого количества небольших кораблей – наподобие «Драконов», – а не крупных многоразовых перелетных комплексов. Недавно Илон Маск пообещал представить MCT в сентябре 2016 года.

Подробности

Опубликовано: 03.02.2016 11:03

Осенью 2018 года должен состояться первый пуск сверхтяжелой американской ракеты SLS, которая выведет корабль «Орион» на траекторию облета Луны. На этой ракете будет запущена и дополнительная нагрузка, включая несколько малых научно-исследовательских космических аппаратов. Среди них – «кубсат» NEA Scout (Near-Earth Asteroid Scout, Разведчик околоземных астероидов).

NEA Scout, как можно догадаться из названия, должен будет совершить близкий пролет около одного из астероидов, орбита которых проходит в относительной близости Земли. Основной целью миссии станет сбор общей информации об астероиде и изучение среды на его поверхности – эти данные пригодятся при подготовке пилотируемого полета к астероиду, предварительно доставленному на лунную орбиту, в середине 2020-х годов.

Вторая задача, которая стоит перед малым космическим аппаратом – отработка универсальной платформы, которую впоследствии можно будет применять в других научных миссиях. Благодаря использованию двигательной установки на основе солнечного паруса эта платформа сделает доступным для ученых большое количество космических тел на удалении от Земли. Солнечный парус – особый способ увеличения скорости в космическом пространстве, при котором длz ускорения аппарата используется энергия давления частиц солнечного ветра, улавливаемых большим полотном. Такая система не требует ни топлива, как химические двигатели, ни мощного источника электрической энергии, как электрореактивные (плазменные или ионные) двигатели.

На NEA Scout будет использован парус площадью 86 кв. метров. Недавно специалисты Космического центра НАСА им. Маршалла в Алабаме провели пробную укладку и раскрытие 36-метрового аналога этого паруса. Испытания полноразмерного образца запланированы на следующую весну.

Каждый из 13 «кубсатов», которые предполагается запустить на SLS, будет иметь массу менее 14 кг и линейные размеры не более нескольких десятков сантиметров. Солнечный парус в сложенном состоянии будет занимать примерно треть объема NEA Scout. Парус сделан из полимерного материала с алюминиевым покрытием, по толщине его можно сравнить с человеческим волосом. Механизм раскрытия является наиболее важным элементом конструкции паруса. Именно поэтому его тестированию уделяется основное внимание. Механизм состоит из четырех «стрел», к концам которых прикреплены углы паруса. В космосе «стрелы» начнут раскрываться, растягивая за собой парус от центра к краям.

Директор проекта NEA Scout Лесли Макнатт считает, что в дальнейшем использование солнечного паруса сможет изменить подход к созданию исследовательских космических станций. «В прошлом паруса использовались на относительно небольших спутниках». – говорит она. – «Успешные миссии наподобие NEA Scout позволят постепенно увеличивать размеры космических аппаратов. Чем больше космический аппарат, тем больший размер солнечного паруса для него требуется. Нас ждет много работы, и эта миссия является одним из шагов, делающих паруса больше и лучше».