Подробности

Опубликовано: 27.03.2015 11:05

В марте Научно-технический совет Роскосмоса рекомендовал космическому агентству включить в Федеральную космическую программу на 2016-2025 годы финансирование работ по созданию ракеты «Ангара-А5В» грузоподъемностью до 35 тонн. Предполагается, что на модернизацию ракеты, совершившей первый полет в декабре 2014 года, будет израсходована достаточно скромная сумма – 37 млрд рублей.

Остается мало сомнений в том, что предложения НТС будут услышаны Роскосмосом. Новый носитель должен занять место сверхтяжелой ракеты и, таким образом, в первую очередь он будет эксплуатироваться в пилотируемых программах. К сожалению, никакой информации о планах по развитию пилотируемой космонавтики на ближайшее десятилетие пока не появилось. По отдельным замечаниям чиновников можно сделать вывод, что новая ракета будет использоваться для полетов на лунную орбиту на новом пилотируемом корабле, который разрабатывается в РКК «Энергия». О том, как НТС относится к идее использования модернизированной версии корабля «Союз» для лунных миссий, никакой информации нет.

Почему не «Ангара-А7»?

В СМИ широко растиражирована концепция ракеты-носителя «Ангара-А7». Журналисты любят называть семейство ракет-носителей «Ангара» конструктором, из которого можно при желании собрать семиблочную ракету. В действительности же, во-первых, универсальность модулей, из которых состоит «Ангара», является скорее производственной, чем эксплуатационной. Во-вторых, существуют несколько концепций «Ангары-А7». В одних она имеет центр большого диаметра, из-за которого просто не поместится на универсальный стартовый стол. Кроме того, такой центральный модуль фактически нужно разрабатывать с нуля. В других концепциях диаметр центрального модуля не меняется.

К сожалению, из-за большого количества боковых модулей в этом случае доступ к центру при обслуживании ракеты на стартовой площадке затрудняется, и эту проблему конструкторам придется как-то обойти. Кроме того, само количество боковых модулей (шесть вместо четырех у «Ангары-А5») делает невозможным использование стартового стола в соответствии с его нынешним проектным видом. Сделать стартовый комплекс, с которого можно будет запускать и пятиблочную, и семиблочную ракеты – задача нетривиальная. Из-за всех этих сложностей идея разработки «Ангары-А7» никогда не рассматривалась всерьез.

Каким образом?

Сейчас «Ангара-А5» имеет грузоподъемность 24,5 тонны на низкую орбиту при старте из Плесецка и более 25 тонн при пуске с Восточного. Хотя ракета и является фактически предельной конструкцией, которую можно составить из универсальных ракетных модулей, она обладает значительным потенциалом для модернизации. Во-первых, специалисты предлагают заменить третью ступень (УРМ-2), на большой кислородно-водородный блок с формированными двигателями РД-0150. Во-вторых, придется форсировать двигатели РД-191 модулей УРМ-1 на 10% на 40-секундный период. Существует также возможность заменить РД-191 на более мощные РД-195, которые, однако, пока находятся в разработке. Перечисленных выше модификаций хватит, чтобы поднять грузоподъемность ракеты до 34-35 тонн, однако изменения могут быть и другими.

Можно увеличить загрузку топлива в УРМ-1, нарастив длину этих модулей, установить сопловые насадки на двигатель центрального блока и обеспечить перелив компонентов топлива из боковых УРМ-1 в центральный. Наконец, на третью ступень можно дополнительно установить сверху новый кислородно-водородный разгонный блок КВТК, который разрабатывается в ГКНПЦ им. Хруничева. Все вместе перечисленные переделки позволили бы нарастить грузоподъемность ракеты до приблизительно 40 тонн при старте с космодрома Восточный.

Одна 35-тонная «Ангара-А5В» будет способна вывести на лунную орбиту груз массой до 10 т.

Когда первый полет?

Чтобы ответить на этот вопрос, нужно дождаться готовности нового проекта Федеральной космической программы. Представители Роскосмоса обещали представить его в правительство в первой половине этого года. Очевидно, что модернизация «Ангары» потребует больше нескольких лет хотя бы из-за необходимости разработать и испытать новые двигатели. По словам гендиректора Центра им. Хруничева, испытания ракеты могут начаться в 2023 году.

До 2025 года можно ожидать облета Луны на корабле ПТК НП. Для этого потребуется два пуска ракеты: одна «Ангара-А5В» выведет на орбиту космический корабль, другая – разгонный блок, который придаст кораблю вторую космическую скорость и направит его к Луне. Для высадки на поверхность Луны, если в экспедиции будут использованы новый космический корабль и тяжелый посадочный модуль из презентаций РКК «Энергия», потребовалось бы целых четыре пуска 35-тонной «Ангары». Таким образом, если Роскосмос откажется от модернизации «Союза» для лунных экспедиций, ждать высадки российских космонавтов на Луну в следующем десятилетии вряд ли стоит.

Подробности

Опубликовано: 26.03.2015 10:55

Ученые из Брауновского университета завершили масштабное исследование древней системы озер, существовавшей в кратере Джезеро (Jezero) неподалеку от экватора Марса. Согласно его результатам, в этом регионе четкое выделяется как минимум два периода, связанных с активной деятельностью поверхностных вод. По словам аспиранта университета Тима Гуджа, ведущего автора работы, эта информация позволяет делать любопытные выводы об истории развития Марса.

Впервые свидетельства существования озера в кратере Джезеро были найдены в 2005 году Калебом Фассетом, также защищавшим в то время диссертацию в Брауновском университете. Он обнаружил два канала в северной и западной частях кратера. Через них вода поступала в резервуар. Постепенно кратер полностью наполнился жидкостью, которая начала стекать через южную стенку кратера, прорезав в ней третье русло. Неизвестно, как долго просуществовала эта система, однако планетологам удалось установить, что кратер высох примерно 3,5-3,8 млрд лет назад.

В областях впадения питавших каналов в кратер обнаружены дельтообразные отложения глинистых минералов, несомненно являющиеся аллювиальными (донные отложения постоянных водотоков) отложениями древних рек. Открытым оставался вопрос о том, являются ли отложения по своей морфологии конусами выноса, т. е. были принесены водой в кратер, или они сформировались на месте. Эту проблему и пыталось решить новое поколение ученых.

Планетологи изучали изображения высокого разрешения, полученные инструментом CTX, и данные малого видимого и ближне-инфракрасного спектрометра CRISM. Оба прибора находятся на борту американского спутника MRO (Mars Reconnaissance Orbiter), работающего на орбите Марса с 2006 года. С их помощью были построены карты минералогического состава и геологического строения региона. Эти карты показали, что дельтовые отложения сформировались в бассейнах впадавших в кратер рек, и только затем принесены в озеро водным потоком. Этапы формирования и переноса материала разделяет значительный интервал времени. «Это означает, что в действительности существовало два периода активности связанных с водой процессов». - говорит Тим Гудж. – «В раннем периоде сформировались осадочные материалы в бассейне северо-западнее кратера. Затем, через некоторое время, появились водные потоки, которые перенесли отложения в озеро. В этом районе, судя по всему, два периода водной активности не были связаны между собой».

Открытие может пролить некоторый свет на историю существования воды на поверхности Марса. Известно, что когда-то эта планета была намного более влажной, чем сейчас, однако как долго марсианский климат был достаточно теплым и насколько длительными были периоды существования водоемов, ученые не знают. Согласно одной из гипотез, первоначально климат на Марсе был достаточно холодным, и вода с поверхности медленно просачивалась в теплые недра планеты. Через некоторое время наступил период теплого климата. В это время горные ледники активно таяли, и вода в виде осадков выпадала по всей планете. Как отмечают ученые из Брауновского университета, наблюдаемая в кратере Джезеро картина соответствует этой гипотезе.

Присутствие в кратере Джезеро следов водной активности сразу двух периодов делает его интересным объектом для дальнейшего изучения. В частности, сейчас этот кратер рассматривается как одно из возможных мест посадки марсохода, который будет запущен в 2020 году.

Подробности

Опубликовано: 25.03.2015 21:49

Сегодня на специальном брифинге заместитель администратора НАСА Роберт Лайтфут объявил, что агентство выбрало вариант «Б» для миссии по захвату астероида и доставке его на лунную орбиту, известной как ARM (Asteroid Redirect Mission). Эта миссия стала ключевой в планах НАСА на 2020-е годы после того, как агентство отказалось от идеи долгосрочной экспедиции к астероиду на его естественной орбите.

Более полугода эксперты выбирали одну из двух концепций миссии. Согласно варианту «А», автоматический аппарат с электрореактивной двигательной установкой, работающей от солнечной энергии, должен был доставить маленький астероид диаметром до нескольких метров на лунную орбиту. Вторая схема, выбранная НАСА только вчера, предполагает захват камня с поверхности большого астроида.

У специалистов Лаборатории реактивного движения НАСА сохранится возможность выбирать наиболее подходящую цель для автоматического зонда до 2019 года, однако сейчас перспективным считается астероид 2008 EV5 диаметром около 150 м. Его орбита пересечется с орбитой Земли в июне 2021 года. В прошлом 2008 EV5 рассматривался в качестве возможной цели для японской миссии по доставке грунта «Хаябуса-2» и европейской миссии с аналогичными целями MarcoPolo-R.

Запуск аппарата, по словам Лайтфута, планируется декабрь 2020 года. Транспортировка астероида на орбиту Луны должна занять 400 дней, а полет астронавтов к объекту состоится в конце 2025 года. Если план не изменится, люди будут изучать астероид в течение 24-25 дней. Выбранный вариант миссии дороже отвергнутого приблизительно на 100 млн долларов. Таким образом, общая стоимость ARM без учета затрат на ракету-носитель составит 1,25 млрд долларов. Преимуществом плана по захвату камня с поверхности астероида называется более глубокая отработка технологий, которые понадобятся для полета на Марс. Вторая причина выбора опции «Б» заключается в том, что шансы найти булыжник достаточного размера на поверхности крупного астероида достаточно велики, тогда как маленькие отдельнолетающие астероиды встречаются достаточно редко. Для изменения орбиты астероида и доставки его к Луне планируется использовать буксир на ионных двигателях и солнечной энергии, известный как SEP (Solar Electry Propulsion).

Подробности

Опубликовано: 25.03.2015 10:34

Американские ученые впервые обнаружили азот в образцах, собранных на поверхности Марса. Сделать это удалось благодаря установленному на марсоходе Curiosity инструменту SAM, который анализирует испарения, возникающие при нагревании образцов. Прибор обнаружил оксид азота, вероятно, высвобожденный при тепловом распаде нитратов – солей азотной кислоты. На Земле эти минералы используются в процессах жизнедеятельности организмов. Открытие в очередной раз указывает на то, что на древнем Марсе существовали условия для поддержания жизни.

Соединения азота удалось обнаружить в пробах аргиллита, изученных марсоходом в прошлом году. Результаты анализа показывают, что в образцах Cumberland и John Klein присутствовало до 1100 частей нитратов на миллион. Предполагается, что изученные аргиллиты имеют осадочное происхождение и сформировались на дне озера, существовавшего в кратере Гейла в прошлом.

Азот – составной элемент молекул ДНК и РНК, а следовательно, он является необходимым компонентом для всех известных форм жизни. К сожалению, атмосферный азот и на Земле, и на Марсе находится в форе двухатомных молекул газа N2. Связь между этими атомами настолько сильна, что газ очень слабо взаимодействует с другими веществами. Из-за этого атмосферный азот на Земле очень редко участвует в биологических процессах. С другой стороны, нитратные группы (соединения азота с кислородом, NO3) легко взаимодействуют с другими атомами и молекулами. Именно они являются источником азота для жизни на Земле.

Нет никаких оснований предполагать, что происхождение азотсодержащих молекул на Марсе связано с деятельностью живых организмов. Современная поверхность соседней планеты считается непригодной для поддержания жизни. Ученые считают, что азот появился на Марсе в далеком прошлом и связан с небиологическими процессами, такими как метеоритная и, возможно, грозовая активность.

Тем не менее, предыдущие находки марсохода Curiosity указывают на то, что несколько миллиардов лет назад Марс был гораздо больше похож на Землю. На его поверхности длительное время существовала вода в жидком виде, по составу и кислотности мало отличающаяся от земной. Были найдены и другие элементы, необходимые для жизни. Поэтому обнаружение азота становится еще одним свидетельством того, что древний Марс был пригоден для существования жизни, какой мы ее знаем. Это, конечно, не означает, что жизнь там действительно была.

Подробности

Опубликовано: 24.03.2015 11:14

Согласно официально объявленным и подтвержденным недавно планам, Китай планирует развернуть свою многомодульную станцию, внешне напоминающую российский «Мир», к 2022 году. В 2018 году должен быть запущен базовый блок станции, в 2020 году первый, а в 2022 году – второй исследовательский модуль. Однако прежде чем приступать к этому амбициозному проекту, китайским специалистам необходимо проверить еще несколько ключевых технологий.

В 2011 году Китай вывел на орбиту свою первую посещаемую станцию, состоящую из одного модуля – «Тяньгун-1». Ее размеры и функциональность были ограничены грузоподъемностью китайских ракет. Находящая сейчас в эксплуатации ракета-носитель «Шеньчжоу-2F» (CZ-2F, LM-2F) способна выводить на низкую орбиту Земли грузы массой до 8,5 т, и именно такова масса «Тяньгун-1». Для сравнения, масса базового модуля российского сегмента МКС «Заря» составляет более 20 т. «Тяньгун-1» имеет длину 10,4 м, диаметр 3,35 м и жилой объем 15 м³. Его трижды посещали предназначенные для пилотируемых полетов корабли «Шэньчжоу». В 2011 году был запущен автоматический «Шэньчжоу-8», в ходе которого были отработаны операции сближения и стыковки. В 2012 состоялись два пилотируемых полета длительностью около двух недель каждый.

Модуль «Тяньгун-2» (предположительно)

«Тяньгун-1» до сих пор находится в космосе и даже, согласно официальным заявлениям, имеет достаточный запас топлива для поддержания орбиты. Однако многомодульная станция должна будет просуществовать до 2032 года, поэтому без дозаправки ей не обойтись. Кроме того, для увеличения продолжительности пилотируемых экспедиций Китаю необходимо отработать замкнутую систему жизнеобеспечения – длительность полетов «Шэньчжоу-9» и «Шэньчжоу-10» к первому «Тяньгуну» была ограничена запасами воздуха и воды, доставленными с Земли.

Грузовой отсек «Тяньчжоу-1»

Для решения оставшихся проблем в 2016 году Китай планирует запустить новую одномодульную станцию, «Тяньгун-2». За ее основу взят модуль-дублер, подготовленный на случай неудачи первого эксперимента, поэтому размеры новой орбитальной лаборатории не изменятся. Раньше заявлялось, что для ее вывода будет использоваться все та же ракета CZ-2F. При этом существуют слухи, что масса лаборатории будет увеличена до 13 тонн, а следовательно, для ее запуска понадобится находящаяся в разработке ракета-носитель среднего класса CZ-7. Ее грузоподъемность составит до 14 тонн на низкую орбиту. Первый полет CZ-7 запланирован на 2016 год, а второй – на 2017, потому информация о повышении массы «Тяньгуна-2» вызывает сомнения: вряд ли такую дорогую нагрузку доверят непроверенной ракете. В 2017-м году также должна начаться эксплуатация ракет-носителей тяжелого класса CZ-5, способных выводить в космос около 25 тонн. Именно они будут использоваться для строительства многомодульной станции.

Макет грузового «Тяньчжоу»

До конца 2016 года к лаборатории «Тяньгун-2» отправится пилотируемая экспедиция «Шэньчжоу-11». К сожалению, о составе команды корабля пока ничего не известно. Основными задачами полета «Шэньчжоу-11» станут, во-первых, испытание системы сближения и стыковки, которая понадобится для строительства многомодульной орбитальной станции, а во-вторых – проверка регенеративной системы жизнеобеспечения, установленной на «Тяньгуне-2». Эта система будет способна перерабатывать углекислый газ и воду. Заявляется, что длительность работы экипажа на новой космической лаборатории будет больше, чем длительность полетов «Шэньчжоу-9» и «Шэньчжоу-10».

В 2017 году ракета CZ-7 (это будет ее второй полет) отправит к станции новый грузовой корабль «Тяньчжоу-1». Если китайский пилотируемый корабль «Шэньчжоу» похож на российский «Союз», то «Тяньчжоу» внешне имеет мало общего и с ним, и с «Прогрессом». Свой корпус он унаследовал от модуля «Тяньгун», поэтому по своим размерам и вместимости значительно превышает российские корабли. Лаборатория «Тяньгун» имеет только один стыковочный узел. Из-за этого полет грузового корабля состоится уже после возвращения космонавтов на Землю. Целью миссии «Тяньчжоу-1» станет отработка дозаправки станции топливом.

Если вся программа полета лаборатории «Тяньгун-2» будет выполнена успешно, к 2018 году Китай будет готов приступить к запуску первого модуля своей полноценной орбитальной станции. Таким образом, в 2016 году после трехлетнего затишья в китайской пилотируемой космонавтике начнется период активного развития. Параллельно Китай интенсивно готовится к запуску различных автоматических станций на Луну. Если в 2020-х годах спутник Земли станет объектом интереса пилотируемой космической программы Китая, это вряд ли кого-нибудь удивит.

Подробности

Опубликовано: 23.03.2015 10:43

Отправка исследовательских аппаратов на другие планеты остается дорогостоящим занятием. Каждая исследовательская станция – уникальное изделие, на разработку которого уходят годы. Сейчас в Лаборатории реактивного движения НАСА прорабатывается концепция научных микрозондов, способных совершать посадку на Марс. Проект получил название MARSDROP. Существенным его преимуществом является возможность отправлять посадочные зонды в космос в качестве попутной нагрузки во время запуска больших исследовательских миссий.

Разработчики полагают, что пара микрозондов, которые будут добираться до Марса на борту основной исследовательской станции, увеличат стоимость миссии не более чем на 5%. При этом они позволят удвоить и даже утроить количество точек поверхности, изученных за одну миссию. Масса одного зонда не позволит вместить в него много научной нагрузки, но аппарат сможет изучать запыленность атмосферы и наличие в точке посадки основных ресурсов, что, как заявляется, пригодится при подготовке пилотируемой экспедиции. Благодаря использованию крыловидного парашюта и видеонавигации инженеры надеются увеличить точность посадки до десятков метров. Микрозонды можно будет сбрасывать в интересные для ученых, но пока еще не изученные регионы Марса – долину Маринера, область гейзерной активности в районе южного полюса, места предполагаемого появления сезонных водных потоков.

Сейчас команда разработчиков выбирает научные приборы, которые удастся вместить в микрозонд размером 30 см и массой около 1 кг. Для изучения поверхности и геологического строения необходимы фотокамеры и микроскопы, работающие в разных диапазонах излучения. Если удастся увеличить срок активной службы отдельных микрозондов до нескольких лет, они смогут работать в качестве единой сети по мониторингу погоды и сейсмической активности.

Успех проекта открыл бы дорогу для бюджетных исследований других тел Солнечной системы, имеющих атмосферу, таких как Венера и Титан. Впрочем, на данный момент остается много конструктивных проблем, которые разработчикам, в случае продолжения финансирования, только предстоит решить.