Подробности

Опубликовано: 24.06.2014 14:03

В конце мая компания SpaceX анонсировала новую пилотируемую версию корабля «Дракон» (Dragon V2), полеты которой должны начаться через несколько лет. Сама компания надеется провести первый полет с людьми уже в 2016 году, однако НАСА считает, что это произойдет в конце 2017-го. Отличительной особенностью этого корабля является полностью реактивная система посадки на Землю. Необычное инженерное решение вызвало много критики и скептицизма у комментаторов. Давайте разберемся, зачем нужна такая система и как она работает.

Ключевым фактором при выборе системы посадки современных космических кораблей является одно требование – необходимость обеспечить многоразовое использование спускаемого аппарата. Простая парашютная система с посадкой на твердую землю, как на кораблях «Союз», не способна замедлить корабль в необходимой степени. Формально считается, что после импульса посадочных двигателей скорость возвращаемого аппарата «Союза» снижается до 1 м в секунду. Чтобы понять, много это или мало, представьте, что вы лежите на спине на диване, и внезапно диван исчезает. Падение на пол будет не очень приятным, не так ли? А тем более для техники. Сложно создать посадочные амортизаторы, которые выдержат нагрузку и защитят корпус корабля от повреждений. Кроме того, из-за непогашенной боковой скорости и при сильном ветре капсула «Союза» порой заваливается на бок.

«Мягкая посадка на самом деле не такая уж и мягкая. (…) Лично я ее воспринял как лобовое столкновение между грузовиком и легковой машиной. И, конечно, я сидел не в грузовике».

Итальянский астронавт Паоло Несполи, бортинженер корабля «Союз ТМА-20»

Итак, обеспечить необходимую мягкость посадки можно несколькими способами. Во-первых, это посадка корабля на воду. Во-вторых – планерная посадка. Так садились на Землю американские космические шаттлы. Третий способ – управляемые реактивные двигательные системы.

Американские пилотируемые корабли с самого начала космической эры использовали для возвращения на Землю естественные амортизирующие свойства Тихого океана. Посадочная система советских кораблей была устроена иначе лишь потому, что СССР не обладал подходящей для приземления водной поверхностью. К сожалению, богатый опыт НАСА свидетельствует о том, что посадка на воду не полностью защищает технику от ударных повреждений. В частности, твердотопливные ускорители шаттлов неоднократно получали повреждения от удара о поверхность океана. Кроме того, соленая вода губительно влияет на конструкции ракетных ступеней и кораблей, в первую очередь - двигателей. Наконец, российские космонавты, участвующие в учениях с аварийной посадкой «Союза» в море, много раз говорили, что для людей длительное ожидание спасателей в маленькой капсуле, болтающейся на волнах, является очень некомфортным. Несмотря на это, многоразовый пилотируемый корабль «Орион», который разрабатывается по заказу НАСА, будет садиться в Тихий океан. Компания Lockheed Martin приложила много усилий (и средств!) для того, чтобы сделать этот корабль защищенным от воздействия воды, однако каким окажется его ресурс, мы узнаем только по опыту эксплуатации. Другой пример – корабль CST-100, который разрабатывает компания Boeing. Он также будет садиться в океан. Для смягчения удара и защиты корабля инженеры придумали экзотичный способ – амортизирующие воздушные подушки.

Планерная посадка может применяться и для посадки космических кораблей (шаттлы, Dream Chaser), и для первых ступеней ракет. Примером последнего могут служить старый российский проект «Байкал», возникший на его основе МРКС-1 (по слухам, он, возможно, будет заморожен после защиты эскизного проекта) и его китайский аналог, который недавно был упомянут в китайских СМИ. Подробности о проекте пока что неизвестны. Очевидным недостатком планерной посадки является необходимость оборудовать посадочные полосы и установить на корабль теплозащитное покрытие, которое придется проверять и часто обновлять. Технологически планетная посадка достаточно сложная, а такая посадка первых ступеней американских ракет просто невозможна потому, что траектории их полета проходят над Атлантическим океаном.

Наконец, третий способ мягко посадить возвращающийся из космоса корабль или первую ступень ракеты – снизить скорость аппарата до нуля при помощи реактивных двигателей, а затем опустить его на выдвижные амортизаторы. К этому решению пришли инженеры РКК «Энергия» при разработке перспективного пилотируемого корабля и специалисты американской компании SpaceX. Конечно же, роль реактивных посадочных двигателей может быть разной. В случае «Дракона» (и, кстати, осоветского проекта «Заря») они выполняют всю работу после аэродинамического торможения капсулы. У ПТК НП для снижения скорости после торможения об атмосферу используется парашютная система, а двигатели включаются только в 10-15 метрах от Земли. Их задача – не затормозить корабль после возвращения с орбиты, а только сбросить остатки скорости и избавить капсулу от повреждений при ударе. Конечно же, посадочная система ПТК НП не сможет доставить корабль на определенную посадочную площадку. Точность его приземления составляет 5 км. Минусы реактивной посадки очевидны: такая схема требует вывести в космос дополнительную массу двигателей и топлива.

Испытания корабля Boeing CST-100

Выбранная SpaceX схема посадки решает главную задачу – обеспечивает абсолютно мягкую посадку, – однако, выглядит избыточной. По всей видимости, при ее выборе сыграли роль дополнительные факторы, о которых можно только догадываться. Давайте теперь разберемся, насколько это реалистично. Многим представляется, что для посадки по схеме SpaceX потребуются многие тонны топлива. Это не так. После аэродинамического торможения об атмосферу Земли, корабль «Дракон» будет иметь скорость около 150 м в секунду. На высоте 2 км корабль выполнит проверку реактивной посадочной системы и, в случае отсутствия неполадок, включит двигатели. Время их работы составит до одной минуты. Сказать точнее сложно, т. к. масса будущего корабля неизвестна. Затраты топлива составят от 1,2 до 1,5 тонн. Максимальная перегрузка не должна превысить 3g. Это тоже немаловажный фактор. Иначе, поскольку «Дракон» имеет большой запас тяги двигателей, теоретически он мог бы резко затормозить с меньшей высоты, сэкономив на этом топливо. Представители SpaceX указывают на то, что посадочная система «Дракона» будет одновременно выполнять роль системы аварийного спасения (САС), что даст экономию массы. Справедливости ради стоит отметить, что САС корабля «Союз» отстреливается, не достигая космоса, тогда как ракете SpaceX придется выводить реактивную систему корабля на орбиту. С другой стороны, ракета Falcon 9 имеет грузоподъемность около 13 тонн (Союз-ФГ – 7,1 тонны). Этого достаточно для отправки в космос корабля в том виде, в каком он был представлен публике, с реактивной посадочной системой. Вычитание из его массы тонны топлива никоим образом не удешевит пуск. Никакой необходимости доставлять на МКС дополнительную тонну груза вместе с командой тоже нет. Если уж говорить об эффективности, то стоит отметить, что SpaceX полностью использует возможности реактивной системы своего корабля. У российского ПТК НП реактивная система имеет избыточные размеры для тех задач, которые на нее возлагаются. Это связано с тем, что по первоначальному плану ПТК НП должен был, как и «Дракон», садиться на Землю без использования парашютов. В нынешнем виде российский корабль будет нести в двигательном сегменте возвращаемого аппарата восемь двигателей посадочной твердотопливной двигательной установки и восемь перекисных двигателей, которые относятся к системе управления ориентацией и стабилизацией. Задача последних – коррекция горизонтальной скорости спускаемого аппарата. Управление ориентацией «Дракона» будет осуществляться за счет регулирования тяги жидкостных двигателей.

Таким образом, полностью реактивная посадочная система технически является вполне реалистичной. Ее экономические недостатки сильно преувеличены теоретиками. Несмотря на это, создание такой сложной системы является серьезным вызовом для инженеров. Хотелось бы надеяться, что специалисты SpaceX с ним справятся.

Подробности

Опубликовано: 24.06.2014 09:51

Титан – самый крупный из 62-х спутников Сатурна. Его диаметр в полтора раза больше диаметра Луны, а масса больше на 80%. Он обладает плотной метаново-азотной атмосферой, а на поверхности Титана существуют крупные водоемы – реки и моря, состоящие из жидких углеводородов. Там идут метановые дожди, а небо покрывают плотные метановые облака. Таким образом, на Титане существует своеобразный «круговорот метана в природе», аналогичный таким же процессам с водой на Земле. Большая часть наших знаний об этом спутнике получена благодаря европейско-американской миссии Кассини-Гюйгенс. Зонд Кассини до сих пор находится в системе Сатурна, время от времени пролетая мимо Титана, а маленькая посадочная платформа Гюйгенс успешно села на поверхность этого тела в 2005 году. Поскольку атмосфера Титана непрозрачная, для изучения его поверхности используется установленный на Кассини радар. Его сигнал проходит сквозь атмосферу, отражается от поверхности и возвращается к аппарату. Поверхности водоемов на полученных таким образом изображениях выглядят гладкими и более низкими.

Ученые из Корнельского Университета анализировали данные, переданные станцией Кассини в июле 2013 года. Интерес исследователей был посвящен второму по величине водоему Титана – Лигейскому морю. Его площадь составляет около 126 тысяч км. Чтобы найти возможные следы падения крупных астероидов, ученые сравнивали новые и старые снимки этого района. Обычно в отношении Титана этот метод не приносит информации, поскольку плотная атмосфера (давление у поверхности в два раза выше, чем на Земле) не пропускает крупные метеориты. Однако на этот раз в море обнаружилась аномалия – возвышенности размерами примерно 10 на 20 км, которых на предыдущих снимках не было. Еще более удивительно то, что на более поздних изображениях аномалия пропала.

Сейчас у астрономов есть несколько предположений о природе этой аномалии. Обычно поверхности морей на Титане очень гладкие. Высота ряби на них не превышает нескольких миллиметров. Хотя точного объяснения этому нет, считается, что водоемы на Титане достаточно густые, а сила ветра маленькая. Как бы то ни было, локальный ветер в 2013 году мог поднять волны, которые и выглядят на снимках как остров. Другое предположение гласит, что аномалия объясняется подъемом со дна моря пузырьков с газом. Наконец, согласно третьему объяснению, твердые вещества со дна или с берега водоема из-за сезонного повышения температуры начали таять, поплыли и, наконец, растаяли, влившись в море. Пролить какой-то свет на это необычное явления смогут только последующие наблюдения. К счастью, на Титане в районе Лигейскго моря приближается лето, поэтому температура воздуха там будет повышаться.

Подробности

Опубликовано: 23.06.2014 12:15

Первые любопытные снимки галактики NGC 5548 были получены космическим телескопом Хаббл в 2013 году. Вскоре ученые заметили, что на фотографиях газ в центре галактики движется очень необычно.

В классическом случае вокруг сверхмассивной черной дыры, находящейся в центре каждой спиральной галактики, скапливается вращающееся в одной плоскости раскаленное вещество – так называемый аккреционный диск. Он является источником сильного ультрафиолетового излучения и рентгеновских лучей. Центр галактики NGC 5548 ведет себя иначе, излучая в рентгеновском диапазоне на порядок меньше, чем ожидалось. Чтобы разобраться с происходящими там процессами, ученые провели дополнительные наблюдения галактики при помощи телескопов Свифт, NuSTAR, Чандра, XMM-Newton и INTEGRAL.

Оказалось, что из центра NGC 5548 исходит мощный поток газа. Он экранирует галактический центр от внешнего рентгеновского излучения и, одновременно, адсорбирует до 90% рентгеновского излучения, исходящего из аккреционного диска. В результате этих процессов образуется быстрый ионизированный ветер, движущийся из галактического ядра. По всей видимости, он существует не менее трех лет. Ученые рассчитывают, что наблюдение за странностями NGC 5548 позволит получить новые наши знания о том, как сверхмассивные черные дыры взаимодействуют с окружающими их галактиками. Например, в крупных квазарах сильный ионизированный ветер мог бы регулировать рост самой черной дыры и ее галактики.

Подробности

Опубликовано: 23.06.2014 08:53

Американская компания Space Adventures занимается космическим туризмом с 1998 года. Договоренности с российской РКК «Энергия» позволили американцам свозить на МКС семерых туристов, первым из которых стал мультимиллионер Деннис Тито. В 2007 году эти российская и американская компании заявили о более амбициозном проекте. Они предложили организовать облет Луны для двух желающих, каждому из которых пришлось бы выложить 100 (на сегодня уже 150) миллионов долларов за удовольствие увидеть спутник Земли вблизи. В проекте предполагалось использовать модернизированную версию пилотируемого корабля «Союз» и разгонный блок «ДМ», выводящийся в космос отдельно на ракете «Протон-М». В мае этого года компания Space Adventures объявила, что имеет предварительные договоренности с двумя инвесторами, готовыми заплатить за путешествие искомые 300 млн долларов.

Вчера заместитель руководителя Федерального космического агентства Денис Лысков заявил газете «Известия», что Роскосмос не поддерживает этот проект. «Работы по модернизации «Союзов» до уровня лунных кораблей нами не ведутся и не планируются». – сказал он. – «Наверное, они могли с нами посоветоваться, перед тем как делать громкие заявления». Также Лысков высказал сомнения насчет стоимости подобного проекта. Глава РКК «Энергия» Виталий Лопота и московский офис Space Adventures не стали комментировать эти заявления.

Для ясности стоит отметить, что формально никто не был обязан советоваться с Роскосмосом. Юридическая независимость РКК «Энергия» давно вызывает недовольство космического агентства. Как известно, государству принадлежит около 38% акций корпорации. Тонкость в том, что этими акциями распоряжается Росимущество, тогда как предприятиями в форме ФГУПов управляет напрямую Роскосмос. Еще четверть предприятия контролируется управляющей компанией «Лидер». Неофициально считается, что ее владельцами являются небезызвестный Юрий Ковальчук и его партнеры по банку «Россия». Остальные акции распределены между дочерней фирмой «Энергии» (10%), работниками и менеджментом предприятия. Таким образом, лунная облетная экспедиция является совместным проектом двух частных компаний, не имеющих отношения к Роскосмосу.

С другой стороны, ситуация несколько сложнее. Сомнения Лыскова насчет того, хватит ли 300 млн на доработку техники и организацию двух полетов к Луне (включая испытательный) – вовсе не безосновательны. По другим оценкам, на такой проект потребуется в два раза больше средств. Руководитель Института космической политики Иван Моисеев считает, что на реализацию проекта потребуется не меньше миллиарда долларов. Стоит отметить, что Моисеев обычно высказывает ту точку зрения, которая должна понравиться руководству космической отрасли, поэтому оценка стоимости проекта в 500-600 млн кажется более реалистичной. Собственная прибыль «Энергии» вряд ли позволит выделить дополнительные средства, даже если компания надеется выйти в прибыль на последующих лунных полетах. Спасти ситуацию могло бы как раз дополнительное финансирование Роскосмоса. Есть и вторая проблема. До конца этого года государственные 38% акций будут переданы в ОРКК – Объединенную ракетно-космическую корпорацию, руководство которой тесно вязано с Федеральным космическим агентством. Это, в общем-то, не совсем нормально, поскольку реформа отрасли затевалась именно для разделения функций заказчиков и исполнителей космических программ. Руководство ОРКК проект также не поддерживает, объясняя свою позицию довольно нелепыми причинами. «Для реализации этого проекта требуется серьезная подготовка, создание пилотируемого транспортного корабля и более мощной ракеты-носителя», — заявил Игорь Буренков, директор департамента СМИ и информационной политики госкомпании. Выше уже упоминалось, что при облете Луны планируется использовать модернизированный корабль «Союз» и уже имеющиеся ракеты: «Союз» и «Протон». Как бы то ни было, до конца этого года у Роскосмоса появится реальная возможность заблокировать договоренность РКК «Энергия» с американцами.

В ближайшие недели глава Space Adventures Том Шелли должен прибыть в Москву для финальных переговоров с РКК «Энергия». К этому времени обеим компаниям придется выработать ясную, четкую и трезвую точку зрения на проект облета Луны туристами. К сожалению, сторонняя оценка показывает, что такая точка зрения будет пессимистичной. Даже если после заявлений Роскосмоса потенциальные покупатели не откажутся рисковать деньгами в таком политически ненадежном проекте, не имеет большого смысла начинать работу, которую неизбежная смена собственников РКК «Энергия» остановит через полгода. Конечно, руководство РКК могло бы пойти ва-банк и заключить сейчас твердый договор, который в будущем волей-неволей пришлось бы выполнять, однако В. Лопота уже сейчас находится под жестким давлением Роскосмоса, которое, среди прочего, включает уголовное дело лично против него. Такой человек как Лопота вряд ли станет приносить себя в жертву космонавтике.

Иронично, что в наши дни приходится вести борьбу за возможность россиянина слетать к Луне против российского же космического агентства.

Подробности

Опубликовано: 20.06.2014 17:39

На сегодняшнюю ночь (21 июня в 2:08 мск) запланирован пуск ракеты-носителя SpaceX Falcon 9 с шестью спутниками ORBCOMM. Конечно же, основной интерес представляет не рядовой вывод космических аппаратов на низкую орбиту Земли, а попытка управляемо посадить первую ступень ракеты в Атлантический океан. Впервые компания SpaceX попыталась управлять ступенью после отделения в сентябре прошлого года, однако потерпела неудачу. Вторая попытка произошла в апреле. Она считается в целом успешной, несмотря на то, что шторм помешал получить полноценную телеметрическую информацию и подтвердить успех испытаний. Третья попытка, если пуск не будет перенесен из-за неблагоприятных погодных условий, состоится всего через нескольких часов. Ее результаты мы обсудим завтра.

UPD. Пуск отменен из-за технических проблем. Специалисты обнаружили непредвиденное падение давления между наземными коммуникациями и второй ступенью ракеты. Дальнейшие планы SpaceX относительно этого пуска пока официально не объявлены. Если будет принято решение исправлять проблему без увоза ракеты со стартового стола, следующая попытка может быть предпринята в ночь с субботы на воскресенье.

UPD (21.06.2014 17:21). Есть неуверенный слух о том, что повторная попытка пуска состоится сегодня ночью.

UPD (21.06.2014 18:02). Итак, появилось официальное сообщение. SpaceX действительно попытается запустить спутники ORBCOMM OG2 сегодня ночью. Время пуска с 1:46 до 2:39 мск.

UPD (21.06.2014 23:26). На этот раз прямой трансляции не будет.

UPD (22.06.2014 7:50). Опять следующая ночь. Теперь из-за погоды.

UPD (22.06.2014 23:27). Шоу не будет - носитель не прошел предстартовые проверки. И следующая попытка состоится не раньше ночи со вторника на среду.

UPD (24.06.2014). В общем, мне надоело. Теперь уже июль.

Подробности

Опубликовано: 20.06.2014 10:39

Европейская Южная обсерватория (ESO) взорвала вершину горы Серро Армазонес в Чили. Так начинается строительство гигантского, невероятно большого телескопа E-ELT (European Extremely Large Telescope, Европейский сверхгигантский телескоп). Диаметр зеркала этого научного инструмента составит 39 метров, что, конечно, меньше планировавшихся ранее 42-х, однако все равно позволит превзойти качество изображений Хаббла на порядок. Строительство завершится в начале 2020-х годов.