Как (и зачем) SpaceX колонизирует Марс. Глава 1: История людей и космоса, часть 2
https://t.me/mycosmosНебольшое отступление о космическом мусоре
Со спутниками связана одна очень большая проблема. Вдобавок к 1265 активным спутникам существуют ещё тысячи неактивных, плюс куча отработанных ракетных двигателей от предыдущих полётов. И периодически они взрываются или сталкиваются друг с другом, создавая тысячи маленьких обломков, которые и называют космическим мусором. Число таких обломков в космосе за последние десятилетия резко возросло, как показывает гифка, сделанная ЕКА (с преувеличенным масштабом объектов по отношению к Земле):
Большинство спутников и мусора находится на НОО, а объекты во внешнем кольце располагаются в ГСО.
Космические агентства отслеживают около 17000 объектов в космосе и только 7% из них — действующие спутники. Вот карта, которая показывает все известные на сегодняшний день объекты в космосе:
Самое ужасное, что отслеживаются только крупные объекты, именно их мы видим на изображении. Приблизительные подсчёты мелких объектов (чей размер составляет от 1 до 10 см) варьируются от 150000 до 500000. При этом объектов, чей размер превышает 2 мм, вообще больше миллиона.
Проблема в том, что на огромной скорости, с которой двигаются космические объекты (большинство объектов в НОО передвигаются со скорость 7600 м/с), столкновение даже с крошечным объектом может нанести непоправимый ущерб активному спутнику. Объект размером в 1 см на такой скорости подобен ручной гранате (в фильме «Гравитация» отлично показано, насколько опасен космический мусор).
Около трети космического мусора появилось в результате двух событий.
Первым стали китайские испытания противоспутникового оружия в 2007 году, тогда Китай нагадил на лицо нашей планете, преднамеренно взорвав один из собственных спутников, создав тем самым 3000 обломков, достаточно больших, чтобы их легко было заметить. Вторым событием было столкновение двух спутников в 2009 году, в результате возникло ещё 2000 обломков. Каждое столкновение только увеличивает количество обломков, что, в свою очередь, повышает риск новых столкновений. Существует угроза принципа домино, которую учёные называет синдромом Кесслера. Многие организации предлагают способы уменьшить количество мусора в НОО, например, притягивая их гарпуном, взрывая лазером или перехватывая облаками газа.
Вот инфографика, показывающая страны, которые наследили в космосе. В ней учитывается количество активных и неактивных спутников, а также мусор:
Существует ещё несколько видов космической деятельности, которые попадают в категорию «Поддержка промышленности на Земле»: добыча ископаемых на астероидах, космическое захоронение и космический туризм, но на сегодняшний день почти всё это приходится на спутники.
2) Наблюдение и изучение
Вторая причина, по которой люди взаимодействуют с космосом последние сорок лет, доказывает, что, может мы и перестали отправлять людей в Ситуацию, но мы не потеряли желание знать, что там скрывается.
Тогда как общество отвлеклось от космоса и сосредоточилось на других вещах, астрономы продолжили страница за страницей изучать детектив под названием «Где мы?».
Астрономы любят всё пристально разглядывать и результатом космической гонки стало развитие технологий для изучения космоса. Есть два сверхтехнологических способа, с помощью которых астрономы изучают космос:
Способ наблюдения и изучения №1: Отправка зондов по Солнечной системе
По сути, астрономы запускают навороченного робота к удалённой планете, спутнику или астероиду, и этот робот в полной скуке летит месяцы или годы, пока не достигнет пункта назначения. После, в зависимости от задания, он либо пролетает мимо объекта и делает пару снимков по пути, либо летает по его орбите, чтобы получить более подробную информацию или приземляется на объект для подробного изучения. Всё что он узнаёт, он отправляет нам и в один день, когда вся работа выполнена, мы либо уничтожаем его, сталкивая с объектом, либо отправляем в открытый космос, обрекая на вечное уныние.
Обычно для того, чтобы проверить, о чём известно общественности, а о чём нет, я проверяю это на себе, как на лакмусовой бумажке. И как я уже говорил в своём блоге, я с трёх лет увлекаюсь астрономией, поэтому если мне что—то неизвестно о происходящем в космосе, я предполагаю, что это неизвестно и большинству людей. И когда речь зашла о зондах, я понял, что плохо разбираюсь в этом вопросе. Сколько их летает в открытом космосе? 200? 500? 9? Почему они там? Кто их туда отправил, что они там делают? Я только узнаю о них, когда какой—то новый зонд присылает потрясающие снимки, я открываю сайт CNN, пару минут в восторге просматриваю фотографии, посылаю ссылку трём своим друзьям, которые тоже увлекаются астрономией, пытаюсь закрыть страницу, но потом вижу какой—нибудь жёлтый заголовок, прохожу по ссылке и бессмысленно трачу следующие три часа своей жизни. Вот такие у меня отношения с космическими зондами.
Но подготавливая этот пост, я понял, что там не так много всего, что нужно знать, и в этом вопросе несложно ориентироваться. Представляю вам восемь ключевых космических роботов, о которых стоит знать:
1) New Horizons / «Новые горизонты» (Плутон, НАСА)
Я отвожу ему первое место, потому что недавно произошло большое событие, с ним связанное. После запуска в 2006 году в путешествие длиною в 10 лет (Гравитационное поле Юпитера ускорило аппарат в 2007 году) New Horizons достиг Плутона 14 июля 2015 года. Он не приземлился на Плутоне, но пролетел очень близко и впервые показал нам Плутон (Я не уверен, что все до конца осознают, что мы не видели Плутон до этого момента. Он слишком мал и находится слишком далеко, даже самые крутые телескопы не могли сделать нормальные фотографии. Все изображения Плутона, которые мы видели до этого, были нарисованы художниками):
Теперь New Horizons направляется дальше к Поясу Койпера, чтобы прислать нам фотографии комет и карликовых планет. Вы можете следить за местонахождением аппарата здесь.
Неловко вышло, что когда New Horizons запустили, Плутон
всё ещё считался планетой. После того, как Плутон понизили в звании, все старались избегать зрительного контакта с командой New Horizons. Плутон был открыт в 1930 году и изначально получил статус планеты, но по мере того, как мы открывали всё больше и больше объектов вне Солнечной системы, мы стали понимать, что Плутон является просто самым крупным объектом в поясе Койпера, и что он не так уж и похож на планету. Если бы он был там один сам по себе, то это было бы одно дело, но там есть ещё куча карликовых планет и астероидов, включая недавно открытую Эриду, которая немного меньше и находится по соседству. Поэтому пропал смысл считать Плутон планетой. Поэтому до боли серьёзный Международный астрономический союз собрался и, несмотря на истерики с обеих сторон, установил общепринятое определение планеты: 1) она должна вращаться вокруг солнца; 2) планета должна быть достаточно большой, чтобы иметь сферическую форму от воздействия собственной гравитации; 3) она должна обладать собственной орбитой. Плутон прокололся на третьем пункте, так как на его орбите есть ещё куча других объектов из пояса Койпера. Раз уж об этом зашла речь, то вот вам забавный факт — когда был открыт и назван Уран, химики назвали в его честь химический элемент, то же самое произошло и с Нептуном, очевидно, есть химический элемент нептуний, ну а в честь Плутона, как вы можете уже догадаться, получил своё название плутоний. Я разделяю общее негодование по поводу статуса Плутона, но думаю, что ему на самом деле повезло, ему сошли с рук целых 76 лет нелегитимности, учитывая, что карликовая планета Эрида из Пояса Койпера всё это время вообще была неизвестна, её обнаружили лишь в 2005 году.
2) Curiosity / «Кьюриосити» (Марс, НАСА)
Curiosity — теперь уже знаменитый марсоход. Милый аппарат размером с автомобиль приземлился на поверхность Марса в 2012 году. Он изучает кучу всего внутри кратера и его главная задача — определить, была ли жизнь на Марсе. Последние два марсохода Opportunity и Spirit высадились на Марсе в 2004 году с запланированной миссией на 90 дней, оба просуществовали намного дольше назначенного, а Opportunity до сих пор на ходу, хороший мальчик.
Ещё много аппаратов находится на орбите Марса, но с Curiosity они и рядом не стояли.
Во время своего исследования я наткнулся на вот это видео о том, как на поверхность Марса доставили Spirit, я думал, что круче ничего быть не может, но потом я нашел похожее видеоо Curiosity, и оно оказалось ещё круче.
3) Juno / « Джуно » (Юпитер, НАСА)
Juno покинул Землю в 2011 году, проделал петлю и вернулся обратно в 2013, чтобы получить гравитационный заряд (во время которого он сделал крутое видео, на котором Луна огибает Землю), и теперь он на пути к Юпитеру, куда должен прилететь в июле 2016 года.
По прибытию Juno пролетит по орбите Юпитера, сделает фотографии крупным планом и с помощью сенсора попробует определить, что находится под вершиной облаков. После чего уничтожится, а если повезёт, то прежде чем сгореть, он успеет сделать и передать несколько фотографий, на которых мы увидим, как Юпитер выглядит под слоями атмосферы. Это бы позволило впоследствии создать виртуальную симуляцию высадки на поверхность Юпитера.
4) Cassini / «Кассини» (Сатурн, НАСА / Европейского космическое агентство / Итальянское космическое агентство)
Кассини запустили ещё в 1997 году. Он полетел к Сатурну, единственной планете Солнечной системы, которая решила, что носить пачку — это нормально. Достигнув Сатурна в 2004 году, Кассини стал первым зондом на орбите планеты и прислал нам оттуда сногсшибательные фотографии:
И вот эту:
Крупный план колец:
А ещё такую крутую фотографию Сатурна, загораживающего собой Солнце:
В 2005 Кассини отправил на поверхность Титана, самого большого спутника Сатурна, аппарат Гюйгенс. Вот настоящее изображение поверхности Титана (есть что—то жутко завораживающее в том, что ты видишь нечто столь далёкое и загадочное, как спутник Сатурна):
5) и 6) Voyager 1 и Voyager 2 / «Вояджер—1» и «Вояджер—2» (Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун; НАСА)
Эти два аппарата запустили в 1977 году, и они впервые сфотографировали четырёх гигантов Солнечной системы. Voyager 2 до сих пор является единственным зондом, посетившим Уран и Нептун и сделавшим эти снимки (планеты расположены в указанном порядке):
В Вояджерах круто, что несмотря на то, что их миссия давно завершилась, они всё ещё движутся всё дальше и дальше от Земли. Оба аппарата находятся безумно далеко от нашей планеты и движутся с невообразимой скоростью. Voyager 1 быстрее, он летит со скоростью 17000 м/с, с такой скоростью можно пересечь Атлантический Океан за 5 минут и на сегодняшний день это самый далёкий созданный человеком объект в космосе — он находится в 131 АЕ от Земли (Астрономическая Единица равна расстоянию от Земли до Солнца, которое составляет 150 миллионов километров). Это также первый созданный человеком объект, покинувший Солнечную систему. С такой скоростью Voyager 1 достигнет Проксимы Центавры, ближайшей к нам звезды, через примерно 73000 лет.
Ещё в Вояджерах круто то, что перед тем как их запустили в космос, комитет НАСА, во главе которого был Карл Саган, загрузил в каждый из аппаратов по временной капсуле со звуками, изображениями и символами Земли (и инструкциями, как воспроизвести эти данные). Так что эти аппараты когда—нибудь могут поведать о нас инопланетянам. Возможно, пустая трата времени, а там кто знает.
7) Rosetta / «Розетта» (Комета, ЕКА)
После запуска в 2004 все обратили внимание на Розетту, когда в августе 2014 она достигла кометы 67P и ещё через пару месяцев удачно высадила на неё аппарат Фила. Комета оказалась своего рода огромным камнем (протяженностью в 4,3 км), но фотографии, которые она сделала, оказались классными:
8) Dawn / «Рассвет» (Веста и Церера, НАСА)
Dawn, наверное, не поверил бы, что оказался в этом списке. Я включил его сюда, потому что не уверен, что люди осознают, что в поясе астероидов есть объекты, сопоставимые по своим размерам с планетами. Пояс астероидов — огромное кольцо, состоящее из миллионов астероидов, 750000 из которых больше километра в диаметре, расположенное между орбитами Марса и Юпитера (не путать с поясом Койпера, который окружает внешнюю область Солнечной Системы). Среди множества астероидов в поясе есть Церера, карликовая планета, размер которой составляет 27% от диаметра Луны и почти 1/3 общей массы астероидного пояса. Веста, второй по размерам объект в поясе после Цереры, является самым ярким телом пояса на нашем небе (чтобы понять, какого размера Церера и Веста, взгляните на них в сравнении с нашей Луной). Я вот вообще не знал об их существовании. В любом случае, Dawn запустили в 2007 году, в 2011 он провёл 9 месяцев на орбите Весты, прежде чем отправиться к Церере, до которой он долетел в марте 2015 (став первым аппаратом, пролетевшим по орбите двух космических тел).
В космосе летает ещё куча аппаратов. Например, Messenger, который провёл на орбите Меркурия семь лет, прежде чем самоуничтожиться в апреле 2015 года. Есть ещё Akatsuki, японский зонд, который должен был попасть на орбиту Венеры в 2010, но схалтурил и попробует вновь в этом году. Куча зондов летает вокруг Луны, в том числе китайский Chang’e 3, который впервые с 1976 года высадил на её поверхность луноход, а также многие другие аппараты, которые отслеживают изменения на Солнце. Вот исчерпывающий перечень всех прошлых и нынешних зондов вместе с крутой визуализацией от National Geographic:
продолжение скоро!