Подробности

Опубликовано: 26.07.2023 10:22

В 2022 году идея использования дешевых малых спутников-кубсатов для изучения Луны, которая долгое время была предметом дискуссий в экспертном сообществе, подошла к практической реализации. 8 июня прошлого года на ракете-носителе «Электрон» компании Rocket Lab был запущен космический аппарат CAPSTONE (Cislunar Autonomous Positioning System Technology Operations and Navigation Experiment, Окололунный эксперимент по отработке операций автономной системы позиционирования и навигации).

Эту миссию финансирует НАСА, но сам аппарат был построен и находится под управлением компании Advanced Space. CAPSTONE представляет собой 12U-кубсат, а его основная задача – уточнить гравитационные условия на гало-орбите Луны, на которой будет находиться пилотируемая посещаемая станция Gateway. Также он должен испытать автономную систему навигации в связке с американским научным спутником LRO (Lunar Reconnaissance Orbiter).

Полет CAPSTONE к Луне не был беспроблемным. 4 июля аппарат перестал выходить на связь с Землей из-за ошибки оператора и «недочетов в программном обеспечении» аппарата. 8 сентября аппарат перешел в безопасный режим во время выполнения маневра по коррекции траектории. Как стало известно позднее, у спутника отказала система трехосной стабилизации в пространстве. Спустя месяц, 7 октября, компания Advanced Space объявила, что ей удалось восстановить контроль над ориентацией аппарата, и в ноябре он вышел на околопрямолинейную гало-орбиту орбиту Луны.

Еще один инцидент со спутником произошел в начале 2023 года. 26 января он перестал принимать команды с Земли, хотя и продолжал передавать телеметрическую информацию. 6 февраля, после срабатывания защитного таймера, произошла перезагрузка бортового компьютера, и двусторонняя связь была восстановлена.

Представители Advanced Space отмечают, что за прошедший год главной угрозой для CAPSTONE стало воздействие радиации на его электронику, и особенно серьезной эта проблема становится теперь, когда Солнце приближается к пику своего 11-летнего цикла активности. Спутник пережил несколько сбоев, связанных с воздействием заряженных частиц, после которых его работу до сих пор удавалось восстановить.

К настоящему времени CAPSTONE завершил шестимесячную основную миссию на орбите Луны и перешел к реализации «расширенной» миссии, которая продлится не менее года. Новых глобальных задач перед спутником не стоит. Он просто продолжит собирать дополнительные данные и, помимо этого, наземная команда будет отрабатывать автоматизацию некоторых процедур.

Advanced Space уже использовала CAPSTONE для отработки некоторых технологий, необходимых для автономной навигации космических аппаратов. После нескольких неудачных попыток CAPSTONE смог установить двустороннюю связь с LRO. Также был проведен эксперимент по определению местоположения кубсата по показаниям установленных на нем атомных часов, которые сравнивались со временем, переданным с Земли.

В ноябре 2022 года Advanced Space выиграла контракт ВВС США стоимостью $72 млн на создание малого спутника Oracle, который должен будет наблюдать за окололунным пространством. Также в рамках этого проекта предполагается испытать некоторые методы позиционирования и навигации за пределами околоземной орбиты.

Advanced Space недавно объявила о сотрудничестве с НАСА в миссии, которая будет изучать взаимодействие Марса с солнечным ветром. Помимо этого, она примет участие в разработке лунной посадочной станции компании Draper, которая получила контракт НАСА по программе CLPS.

Подробности

Опубликовано: 24.07.2023 11:21

Одна из загадок Солнечной системы заключается в том, что, несмотря на схожие орбиты, одинаковый размер и близкую массу, Земля и Венера поразительно отличаются друг от друга. Помимо прочего, разница касается и процесса перемещения вещества в недрах планеты и на ее поверхности. Группа американских ученых провела масштабное моделирование ранней истории Венеры, чтобы объяснить, почему эта планета имеет молодую поверхность, несмотря на отсутствие тектоники плит.

Земная кора состоит из нескольких плит, которые перемещаются и формируют ее поверхность: на их границах образуются горные хребты и впадины, а в некоторых местах Земли движения плит приводят к вулканизму. Лава, изверженная из вулканов, также омолаживает поверхность. В венерианской коре существует только одна глобальная плита, но при этом Венера имеет больше вулканов, чем любая другая планета Солнечной системы. Всего ученые насчитывают там 80 тысяч вулканов, т. е. в 60 раз больше, чем на Земле. Вулканизм сыграл основную роль в формировании поверхности планеты за счет потоков лавы, которые могут быть активными и в наши дни.

Американские ученые рассмотрели несколько моделей эволюции Венеры и пришли к выводу, что лучше всего долгоживущий вулканизм можно объяснить очень большим количеством высокоэнергичных столкновений в ранней истории планеты. Такое воздействие привело к разогреванию ядра и сильному расплавлению мантии, последствия которого ощущаются до сих пор. Из-за продолжительного вулканизма поверхность Венеры остается молодой.

Земля и Венера образовались приблизительно в одном и том же районе Солнечной системы, но Земля не испытывала настолько радикальной метеоритной активности. По мнению ученых, на количество и силу столкновений с другими телами двух планет повлияла разница в радиусе их орбит. Венера находится ближе к Солнцу и быстрее движется вокруг него, тем самым увеличивая шансы столкновений. Кроме того, телам, возникшим за пределами орбиты Земли – а они преобладали – для столкновения с Венерой требуется более высокий орбитальный эксцентриситет, что увеличивает энергию соударения.

Высокая скорость удара приводит к расплавлению большого количества силикатов, из которых состоит мантия Венеры. Согласно модели американских ученых, до 82% мантии Венеры было расплавлено и перемешано в недрах планеты, а ее ядро разогрелось.

Тем не менее, геологам очень мало известно о внутреннем строении Венеры, и, прежде чем рассматривать роль мощных ударных событий в развитии вулканизма, требуется уточнить геодинамическую модель планеты. Когда это произойдет, достаточно простое «наложение» проведенного исследования на уточненную модель Венеры позволит определить, повлияла ли метеоритная активность на раннем этапе развития Венеры на вулканическую активность в дальнейшем.

Подробности

Опубликовано: 21.07.2023 11:44

Американский марсоход Perseverance приземлился на Марс в феврале 2021 года и с тех пор работает на этой планете, медленно перемещаясь по дну кратера Езеро. Одной из задач марсохода является отбор образцов грунта, которые помещаются в герметичные контейнеры для сохранения и, в перспективе, изучения их на Земле. Предполагается, что они будут доставлены с Марса в 2030-х годах в рамках отдельной миссии Mars Sample Return.

23 июня Perseverance герметично запечатал трубку с 20 по счету образцом пород. Этот образец имеет особое значение для ученых, поскольку он был отобран из обнажения пород, состоящих из сцементированных частиц других пород, принесенных в далекой древности рекой из отдаленных регионов Марса. Подобные конгломераты содержат много информации о тех местах, которые марсоход не сможет посетить, и каждый такой образец пород имеет собственную геологическую историю.

По словам членов научной команды Perseverance, галька и валуны, отложившиеся на дне реки, прибыли в кратер Езеро издалека. Хотя вода, проложившая русло древней реки в этом районе, испарилась миллиарды лет назад, геологическая история тех времен осталась сохранена в этих породах.

Образцы, которые собирает и упаковывает Perseverance, должны быть доставлены на Землю в рамках совместной миссии НАСА и Европейского космического агентства, которая называется Mars Sample Return. Это позволит изучить образцы при помощи оборудования, слишком сложного и тяжелого для того, чтобы его можно было доставить на Марс. Геологи смогут определить возраст каждой частицы пород, окружающие условия в реке, а также признаки того, что в ней присутствовала микробная жизнь.

Сейчас, в ходе третьего этапа своей научной кампании, Perseverance исследует вершину дельтаобразной гряды осадочных пород высотой около 40 метров. После запечатывания 20 образца марсоход отправился к невысокому хребту, который предварительно получил имя «Снежный пик» (Snowdrift Peak). Чтобы до него добраться, Perseverance придется пересечь поле валунов.

Ученые полагают, что, как и в случае недавно изученным районом, валуны на «Пике» образовались в другом районе и были перенесены в эту часть кратера потоком древней реки. Валуны были выбраны в качестве следующего района научной работы, потому что на их большой поверхности будет легко визуально различить множество различных составляющих пород, если они там присутствуют.

Подробности

Опубликовано: 19.07.2023 10:31

Согласно проекту закона о бюджете на 2024 год, который прошел обсуждение в Конгрессе США, в следующем году американское космическое агентство может получить меньше средств, чем в 2023 году. Само же НАСА, наоборот, рассчитывало на значительный рост финансирования.

Текст законопроекта, сформированного после обсуждения в Сенате США, пока не был опубликован, но в сопроводительной краткой сводке говорится, что он предполагает выделить НАСА 25 млрд долларов. Для сравнения, в текущем году агентство потратит $25,384 млрд. В бюджетном запросе, сформированным Белым домом, НАСА запрашивало на следующий год $27,185 млрд.

Программа «исследовательской космонавтики», в рамках которой финансируется лунная пилотируемая программа «Артемида», получит $7,74 млрд – лишь немногим ниже запрошенных $7,97 млрд и больше, чем $7,47 млрд в 2023 году. Законодатели готовы полностью профинансировать работу над кораблем «Орион» и сверхтяжелой ракетой SLS. Небольшому сокращению подверглись статьи расходов на лунные пилотируемые взлетно-посадочные комплексы, разработкой которых занимаются компании SpaceX и Blue Origin. Представители Сената США отметили, что «исследовательская» программа НАСА имеет для них высший приоритет.

Программы НАСА, связанные с изучением Земли, астрофизики и гелиофизики, будут финансироваться на уровне 2023 года или даже немного выше. В частности, на проекты в области гелиофизики было выделено дополнительно $54 млн.

Серьезный удар был нанесен по миссии по возврату грунта с Марса – Mars Sample Return. На фоне отчета ревизоров о том, что реальная стоимость миссии значительно превысит плановый показатель, законодатели выделили на работу в следующем году лишь $300 млн из запрошенных $949,3 млн. Кроме того, они пригрозили, что если НАСА не сможет удержать стоимость MSR в пределах обещанных $5,3 млрд, то проект будет полностью отменен, а его бюджет разделят между пилотируемой «Артемидой» и другими автоматическими межпланетными миссиями.

Документ, составленный в нижней палате американского парламента, предусматривал чуть большие расходы на НАСА в следующем году – $25,367 млрд. В этой версии документа финансирование лунной программы было обеспечено в полном объеме согласно запросу агентства, а вот финансирование научных программ сокращено на $880 млн до $7,38 млрд.

Снижение финансирования космонавтики в законопроектах как Палаты представителей, так и Сената, связано с заключенным в конце мая соглашением о потолке госдолга. Тогда Конгресс и Белый дом согласились поднять потолок долга в обмен на секвестр расходных статей бюджета, не связанных с обороной.

Представители НАСА признают, что снижение финансирования приведет к трудностям в исполнении многих программ. По словам заместителя директора НАСА Боба Кабаны, агентству предстоит принять трудные решения. Какие-то программы ждет растягивание сроков разработки, а другие и вовсе придется отменить.

Подробности

Опубликовано: 17.07.2023 11:00

Новая американская ракета-носитель «Вулкан» (Vulcan) не отправится в первый полет этим летом. Очередной перенос связан с необходимостью доработать разгонный блока «Центавр» (Centaur). 29 марта во время испытаний «Центавра» в Центре космических полетов НАСА им. Маршалла произошла утечка водорода, которая вызвала пожар и породила большой огненный шар. Специалисты смогли приступить к расследованию нештатной ситуации лишь в мае. При оптимистичном варианте развития событий ожидалось, что полет «Вулкана» может состояться до конца текущего лета.

В прошлом месяце ULA сообщала, что предполагается просто «незначительно усилить» конструкцию разгонного блока. А 13 июля исполнительный директор компании ULA Тори Бруно рассказал подробно о тех изменениях, которые планируется внести в разгонный блок «Центавр» по результатам расследования мартовской аварии.

Авария произошла во время 15-й серии испытаний модификации разгонного блока Centaur 5, которая является увеличенной версией Centaur 3, применявшейся на ракетах-носителях семейства «Атлас» (Atlas). Утечка водорода возникла примерно в середине испытаний и нарастала в течение 4,5 минут. Водород скопился в изолированном пространстве над «Центавром» и до того, как тест был остановлен, там возник источник воспламенения.

Расследование показало, что утечка происходила через центральную часть верхнего днища бака с горючим, сделанную из очень тонкой нержавеющей стали. На прочностной модели этой части бака инженеры выявили место высокой нагрузки на конструкцию, возникающее из-за сложной геометрии в этой части днища. При раннем, упрощенном анализе конструкции проблема была упущена.

Также ULA сообщила, что в версии Centaur 5 при изготовлении днищ топливных баков используется технология лазерной сварки, а не электродуговая, как в более ранних версиях разгонного блока. Испытания показали, что прочность лазерных сварочных швов меньше, чем ожидали конструкторы.

По словам Тори Бруно, две эти особенности вместе – повышенные нагрузки и сниженная прочность сварных швов – привели к образованию трещины, через которую началась утечка водорода. Он также добавил, что большое количество циклов испытаний этого конкретного экземпляра «Центавра» могло поспособствовать разрушению днища.

Чтобы решить эту проблему, ULA добавит слой нержавеющей стали вокруг входного отверстия в верхней части днища и дополнительные стальные полосы вдоль сварных швов, отходящих от него примерно на 60 см. Поначалу эти изменения приведут к увеличению массы «Центавра» на 135 кг, однако в перспективе конструкция будет оптимизирована, и потери массы уменьшатся вдвое. На аналогичную величину снизится и полезная нагрузка разгонного блока. Благодаря запасу грузоподъемности на предстоящие миссии «Вулкана» эти изменения не повлияют.

Сейчас уже началась адаптация «Центавра», который предполагалось использовать в третьем полете ракеты «Вулкан». Вместо этого его используют в первой миссии, а разгонный блок, ранее доставленный на космодром во Флориде, будет отправлен обратно на завод ULA в Алабаме. «Центавр» для второго запуска будет переоборудован в стендовый образец для завершения сертификационных испытаний.

«С точки зрения графика это означает, что мы ожидаем первый полет в четвертом квартале этого года», – сказал Тори Бруно. ULA уже обсуждает с компанией Astrobotic пусковые окна в конце года, приемлемые для лунной посадочной станции Peregrine, которая будет полезной нагрузкой «Вулкана» в его первой миссии. Ранее сообщалось, что запуск Peregrine возможен в течение нескольких дней в каждом месяце. Это связано с тем, что станция не рассчитана на выживание во время лунной ночи, и ей нужно приземлиться на Луну в начале лунного дня, чтобы отработать на поверхности заявленные две недели.

Второй миссией «Вулкана» станет запуск к Международной космической станции грузового корабля Dream Chaser. Третий пуск ракеты будет проведен в интересах Пентагона.

Подробности

Опубликовано: 14.07.2023 12:31

На 14 июля запланирован очередной пуск ракеты «Электрон» компании Rocket Lab со стартовой площадки №1 в Новой Зеландии. Ракета выведет на орбиту космический аппарат-демонстратор Telesat LEO-3 и два кубсата Spire, а также состоящий из четырех самостоятельных блоков-кубсатов аппарат Starling по контракту с НАСА.

На протяжении последних лет Rocket Lab работает над превращением первой ступени ракеты «Электрон» в многоразовую. Изначально компания экспериментировала с вертолетным подхватом, однако в начале этого года глава Rocket Lab Питер Бек заявил, что предпочтительным стал вариант парашютной посадки в воду.

Как и в предыдущих случаях, 14 июля отделившаяся ступень спустится на парашюте в океан, откуда ее извлечет и доставит на сушу специальный корабль. На этот раз в конструкцию ступени были внесены изменения, задача которых – упростить ее восстановление после пребывания в воде для повторного использования. По словам Бека, в основном эти изменения призваны не допустить попадания воды в некоторые внутренние части ракеты.

Помимо этого, в предстоящей миссии изменится способ подъема ступени из воды на корабль. Ступень будут цеплять к крану за две точки, а не за одну, чтобы уменьшить нагрузку на ее конструкцию. И, наконец, изменился тормозной парашют, применяемый на «Электроне». Предыдущая версия была оптимизирована для вертолетного захвата, а новый парашют будет более легким.

До конца года Rocket Lab планирует отработать повторное использование двигателя «Резерфорд» (Rutherford). В одной из предстоящих миссий на первую ступень ракеты будет установлен двигатель со ступени, извлеченной из воды.

У Rocket Lab есть проработанный график разработки многоразовой версии «Электрона», однако Питер Бек отказывается сказать, когда компания планирует впервые использовать ракету повторно. По его словам, многоразовость важна для компании с экономической точки зрения, поскольку позволит нарастить число миссий без увеличения производства, однако она не является экзистенциальным и неотложным требованием.

Даже после того, как многоразовое использование первых ступеней «Электрона» будет отработано, эта технология не будет применяться во многих миссиях из-за того, что она снижает грузоподъемность ракеты. В случае Falcon 9 компании SpaceX это не так существенно, но «Электрон» относится к классу сверхлегких ракет и выводит до 200 кг на солнечно-синхронную орбиту. Для «Электрона», зачастую, даже небольшое снижение грузоподъемности может быть критичным.