Человек в Космосе. 60 лет
С нарушением герметичности станции связано и ЧП 20 августа 2020 года. На МКС обнаружили небольшую утечку воздуха. Она была незначительной, но на поиски источника ушло много времени. Отверстие искали, отслеживая потоки воздуха разными способами, в том числе наполняя российский модуль конфетти.
В конце концов Анатолий Иванишин нашёл место утечки в переходном отсеке модуля «Звезда» при помощи пакетика чая. Оказалось, что это очень узкая трещина, больше похожая на царапину, длиной 27 миллиметров. В качестве одной из причин её появления эксперты рассматривают пробитие корпуса станции микрометеоритом или мелким фрагментом космического мусора.
Но все эти неприятности покрываются результатами множества разнообразных научных исследований и технологических экспериментов, проведенных на МКС. За годы её функционирования установлено немало космических рекордов, случались и другие примечательные события.
Кроме многочисленного оборудования, на Международной космической станции есть необычный жесткий диск, который называют Диском бессмертия.
На нем хранятся полностью оцифрованные ДНК многих знаменитых людей, известные учёные, писатели и художники. Если на Земле произойдет глобальная катастрофа, ДНК сохранится во временной капсуле.
На МКС занимаются не только исследованиями и научной работой: однажды там сыграли свадьбу.
Российский космонавт Юрий Маланченко познакомился с будущей женой Екатериной перед полётом на станцию. Пара решила пожениться сразу после возвращения Юрия. Но уже в космосе Маланченко узнал, что останется здесь на три месяца дольше запланированного срока. Тем не менее, свадьбу переносить не стали. Ее сыграли дистанционно: в это время космонавт был на борту МКС, а его невеста – на Земле. Церемония проходила по видеосвязи.
Обратная ситуация: когда муж находился на земле, а жена в космическом пространстве, произошла в чете Марка и Елены Серовых. Елена Серова стала первой и пока единственной российской женщиной-космонавтом, работавшей на МКС. Познакомимся с ней поближе.
Елена родилась в Приморском крае в семье военного лётчика. Окончила Московский авиационный институт имени Серго Орджоникидзе. После окончания этого Елена получила второе высшее образование в Московскую государственную академию приборостроения и информатики. Со вторым диплом Серову приняли на работу в космический комплекс «Энергия», затем перешла в Центр управления полетами.
В 2006 году сбылась ее давняя мечта – приняли в отряд космонавтов. Но только в 2014 году государственная комиссия решила, что Елена будет участвовать в экипаже корабля «Союз ТМА-14 м». В международный отряд космонавтов-испытателей также вошли: Барри Уилмор и Александр Самокутяев. Так Елена стала первой россиянкой, прибывшей на МКС, и провела там около шести месяцев.
Кроме научно-исследовательских экспериментов Елена проводила бытовые тесты-драйвы: отрастила длинную русую косу, которую пыталась вымыть в состоянии невесомости. В составе экспедиции Елена выполняла обязанности ещё и бортпроводницы, отвечала за связь с Землей, выходила в эфир по видеосвязи, прямые эфиры транслировались по федеральным телеканалам. В постсоветское время она стала второй женщиной после Елены Кондаковой, работавшей в космическом пространстве. Серова удостоена звания Героя Российской Федерации.
Но рекордсменкой по "космической жизни" стала другая женщина – член экспедиции, а затем и возглавившая экипаж МКС – Пегги Уитсон, США. В 21 года она получила степень бакалавра в области биологии и химии в Уэслианском колледже Айовы, а в 25 лет – степень доктора наук по биохимии в Университете Райса в Хьюстоне.
Свой первый космический полет она совершила в 2002 году в возрасте 42 лет. Он длился шесть месяцев. Во время второго полета, который состоялся через пять лет, она была назначена командиром МКС. Тогда Пегги вышла в открытый космос пять раз.
Всего же за свою карьеру она сделала это десять раз, рекорд среди женщин-астронавтов. В третий раз Уитсон полетела в космос в 2016 году на 289 суток и установила новый рекорд по длительности времени пребывания в космосе среди астронавтов НАСА и женщин-астронавтов в мире: ее налет составил 665 суток 22 часа 23 минуты. Карьеру астронавта Пегги завершила в 2018 году.
Этапное событие в «жизни» МКС произошло в мае 2020 года.
К станции впервые пристыковался частный космический корабль Crew Dragon с людьми на борту. «Драгон» стартовал накануне с космодрома во Флориде на Falcon 9, ракете компании Space X. На борту находились два американских астронавта – Роберт Бенкен и Дуглас Херли, отправка которых на МКС и была целью пробного запуска. Сделано это было по контракту «коммерческий экипаж» с НАСА. Стоимость одной штатной миссии корабля Crew Dragon к МКС – 525 млн $. Стоимость одного места астронавта в штатной миссии НАСА – 131 млн $.
МКС – самый посещаемый в истории космонавтики орбитальный комплекс. На 15 июня 2021 года число человеко-посещений составило 428. За это время прошли подготовку и выполнили в полном объеме запланированные программы работ на МКС экипажи 64-х основных экспедиций и 19-ти экспедиций посещения.
За это время российскими космонавтами выполнено 60 выходов в открытый космос общей продолжительностью более 368 часов.
В дни подготовки этого обзора (август 2021 года) на станции работал экипаж 65-ой длительной экспедиции в составе космонавтов Олега Новицкого и Петра Дуброва, астронавтов NASA Майкла Хопкинса, Виктора Гловера, Шеннон Уокер, Марка Ванде Хая, Шейна Кимброу, Меган Макартур и астронавтов JAXA Соити Ногути, Акихико Хосиде.
Для пополнения семейства из пяти российских модулей, уже работающих на МКС, 21 июля 2021 года был осуществлен запуск модуля «Наука». Он создан на основе функционально-грузового блока «Заря» с использованием технологий и опыта разработки уже действующих кораблей и станций. Состоит модуль из приборно-герметичного отсека и сферического гермоадаптера, разделенных герметичной переборкой с люком.
В «Науке» размещено большое количество систем и приборов с рабочими местами для проведения различных исследований и экспериментов. Есть в ней и спальное место для космонавта, туалет, системы регенерации кислорода из воды и воды. Модуль оборудован шлюзовой камерой для выноса в открытый космос научного оборудования и Европейским дистанционным манипулятором.
Запуск «Науки» был ожидаемым событием. Ракета-носитель "Протон-М", при помощи которой осуществлялся запуск модуля с космодрома "Байконур", сработала штатно. Однако на орбите возникли проблемы с включением двигателей самого модуля, из-за которых была отложена отстыковка модуля «Пирс», на место которого прибыла "Наука".
Специалистам Центра управления полетами удалось решить проблему – сначала изменили орбиту, использовав менее мощные двигатели причаливания и стыковки. Затем, еще спустя сутки, смогли запустить основные двигатели и провести требуемую коррекцию. Стыковка произошла успешно. Но при попытке открыть люк модуля внезапно запустились двигатели ориентации «Науки» по оси тангажа. Это привело к тому, что станция начала поворачиваться.
Российский Центр управления полетами, чтобы компенсировать вращение, запустил двигатели на модулях «Звезда» и «Прогресс». Все завершилось через 15 минут: двигатели «Науки» отключились – в них кончилось топливо. К этому моменту МКС сделала полтора оборота вокруг своей оси и для возвращения в исходное положение хватило одного оборота на 180 градусов – через час все системы работали уже в нормальном режиме.
На состоянии МКС инцидент никак не повлиял. Никто на борту опасности не подвергался. Руководитель полетом российского сегмента МКС Владимир Соловьев сообщил, что инцидент произошел из-за кратковременного сбоя программного обеспечения.
Глава NASA Билл Нельсон в ходе конференции, посвященной эксплуатации Международной космической станции, сказал, что присоединение к МКС российского модуля «Наука» будет способствовать развитию сотрудничества РФ и США и добавил: «Я взволнован тем, что сулит нам будущее: «Наука» и европейский робот-манипулятор помогут совершить еще больше открытий, ценных как для жизни на Земле, так и с учетом нашего продвижения в Космос и на Марс".
26. Космические мотивы
За годы освоения космического пространства были созданы многие полезные для Человека системы. Навигация и связь, метеонаблюдение и геодезия, зондирование земли, и спасение терпящих бедствие, мониторинг чрезвычайных происшествий и, наконец, обеспечения безопасности государств – все эти задачи с успехом выполняются бесплотными средствами. Каковы же мотивы стремления самого Человека в Космос?
Прежде всего всё-таки это врождённое стремление к познанию окружающего Мира, его законов, тайн и возможностей.
С первыми полётами уже ставились научные задачи с постепенным нарастанием их сложности. Такие задачи решались экипажами долговременных космических станций. Всё больший объём и сложность научные программы приобрели на Международной космической станции.
Подтверждение тому – присоединение к МКС российского модуля "Наука". Перечень проводимых на нем исследований включает 12 крупных экспериментов по изучению Земли, космоса, живых организмов. Важные задачи предстоит решить и в области перспективных технологий. Так, например, будет проведен эксперимент «Капля-2», цель которого – разработка охлаждающего устройства для ядерного двигателя.
Современные электрические (плазменные) реактивные двигатели недостаточно мощны, а химические – чрезвычайно прожорливы. То и другое мешает запускать тяжелые космические аппараты на большие расстояния. Именно ядерные двигатели, развивающие большую тягу при небольшой массе топлива, позволят человечеству по-настоящему освоить Солнечную систему. Их разработка ведется и в России, и в США. Но на этом пути придется решить множество технических проблем, и одна из них – отвод от энергетической установки лишнего тепла. Этой задаче и посвящен проект «Капля-2».
Недавно научное направление мотивации полётов Человека в Космос расширилось научно-просветительским проектом Первого канала российского телевидения и Роскосмоса. Частью этого проекта стала съёмка первого в истории художественного фильма на орбите. Опыт ускоренной подготовки съёмочной группы к полёту и её действия на борту станции, как утверждает глава Роскосмоса, поможет отправлять на орбиту специалистов, у которых нет времени становиться космонавтами – врачей, ученых и даже студентов. Заметим, что эта позиция подверглась сомнению и критике специалистов космической отрасли.
Все чаще возникают разговоры о том, что срок службы МКС подходит к концу. Мнением научного сообщества по этому поводу поделился Директор Института космических исследований РАН Анатолий Петрукович. По его словам, раньше 2028 года со станцией ничего не будут делать по соображениям безопасности (ее не так-то просто корректно свести с орбиты). Кроме того, в NASA намерены законодательно продлить эксплуатацию орбитальной лаборатории минимум до 2030 года.
Как сообщают информационные агентства, в России уже ведётся эскизное проектирование новой орбитальной станции (РОСС).
Последние годы стремительный прогресс в научном исследовании Космоса совершила Китайская Народная Республика. Её космическая программа берёт начало в 1956 году, когда была создана Академия для ракетных разработок. Первый космодром Цзюцюань был открыт в 1958 году на краю Бадань-Цзилиньской пустыни. В настоящее время в Китае построены четыре космодрома.
Не секрет, что первые китайские космические наработки создавались с помощью советских специалистов. В 1990-х годах Россия продала Китаю пакет советских космических технологий и обучала первых тайконавтов (так называют по китайских космонавтов).
Пилотируемая космонавтика в Китае берёт начало с 15 октября 2003 года, когда с космодрома Цзюцюань был осуществлен первый полет тайконавта, которым стал 38-летний подполковник Ян Ливэй из эскадрильи Народно-освободительной армии. Совершив на корабле "Шэньчжоу-5" 14 витков вокруг Землиты, он успешно приземлился.
Китай стал третьей страной мира, самостоятельно осуществившей пилотируемый полет. Первый в истории КНР выход в открытый космос совершил Чжай Чжиган, одетый в скафандре "Фэйтянь".
В июня 2012 года Китай запустил корабль "Шэньчжоу-9" с первой женщиной. Вместе с 33-летней майором ВВС Лю Ян на борту находились Цзин Хайпэн – командир корабля, и тайконавт Лю Ван.
Запуск первой китайской орбитальной станции "Тяньгун-1" ("Небесный дворец") состоялся 29 сентября 2011 года. Китай стал третьей после СССР и США страной, создавшей собственную орбитальную станцию.
По функциям «Тянгун-1» аналогична советским станциям серии "Алмаз" и "Салют" и предназначалась, кроме научных исследований, для отработки процессов стыковки с космическими кораблями и отладки систем автономного жизнеобеспечения космонавтов.
В ноябре 2011 года в Китае стартовал беспилотный космический корабль "Шэньчжоу-8". Через два дня произвел первую автоматическую стыковку с орбитальным модулем "Тяньгун-1", а 14 ноября «Шэньчжоу-8» отстыковался от модуля и провел повторную стыковку с ним. Китай стал третьей после России и США страной, осуществившей автоматическую орбитальную стыковку двух космических аппаратов.
За время существования «Тяньгун-1» (6,5 лет) посетило три экспедиции. В 2016 году связь со станцией была потеряна, а в апреле 2018 года станция вернулась в атмосферу Земли, и большая её часть сгорела.
15 сентября 2016 года с космодрома "Цзюцюань" в провинции Ганьсу была запущена ракета-носитель "Чанчжэн-2F", которая доставила на орбиту обитаемую космическую лабораторию "Тяньгун-2" ("Небесный дворец-2"). Её главными задачами, были прием пилотируемых и грузовых кораблей, тестирование среднесрочного нахождения на орбите космонавтов, дозаправка топливом, а также проведение ряда научных и прикладных экспериментов. «Тяньгун-2» провела на орбите более 1000 дней.
В 2021 году началась сборка орбитальной станции «Тяньхэ». Её основной модуль ракета-носитель вывела на орбиту 29 апреля. Модуль «Тяньхэ» – самый крупный космический аппарат, созданный в Китае. Его длина составляет 16,6 метра, максимальный диаметр – 4,2 метра. В нем располагаются центр контроля и управления, основное жилое помещение для экипажа, а также оборудование для научных работ.
Модуль оборудован двумя стыковочными узлами для экспериментальных отсеков и тремя портами для пилотируемых и грузовых кораблей.
Как подчеркивают недавние изменения в китайском законодательстве, космические достижения Китая являются критически важными элементами в создании всеобъемлющей национальной мощи страны. Цель руководства страны состоит в том, чтобы к 2045 году Китай стал ведущей космической державой и сохранил эту роль вплоть до 2049 года, чтобы встретить в ней 100-летний юбилей Китайской Народной Республики.
Наряду с научно-технологическими интересами нарастает стремление использовать космос в коммерческих целях.
Первые космические полёты такого назначения, с выводом на орбиту полезной нагрузки в интересах коммерческих компаний, начались 6 апреля 1965 года. На геостационарную орбиту был выведен "Интелсат-1" (Intelsat-1), первый коммерческий спутник связи. Позже к коммерческой космонавтике подключились многие европейские и американские компании. В 1975 году была основана немецкая частная компания OTRAG, занимавшаяся разработкой ракет для частных заказчиков.
Первая, разработанная коммерческой компанией и запущенная в 1982 году в космос с частной пусковой установки, была ракета. Conestoga-1. В 1984 году президент США Рейган подписал акт, регулирующий частные космические полёты и коммерческое использование космоса, в котором была узаконена возможность свободной торговли космическими технологиями и услугами в США. С этого момента частные космические компании в США стали появляться регулярно.
Россия подключилась к коммерческой деятельности в космосе после распада СССР. Первой в России коммерческой космической компанией стало РКК «Энергия» в 1994 году. В 1995 году коммерческим стал ГКНПЦ им. Хруничева. Вместе с американской компанией Lockheed Martin они сформировали International Launch Services, фактически, первую в России космическую компанию «полного цикла». В феврале 1999 года состоялся первый коммерческий пуск РН «Союз». На орбиту выведены американские спутники системы глобальной персональной связи «Глобалстар».
К концу 2000-х коммерческие ракетно-космические предприятия в России стали по различным причинам постепенно возвращаться под государственный контроль. В настоящее время есть компании, занимающиеся коммерческой космонавтикой – S7, «Спутникс», и ещё несколько стартапов.
Но все эти начинания касаются использования автоматов. Первым коммерческим направлением с участием человека стал космический туризм. В США подъём в этой области космонавтики начался с конкуренции миллиардеров: основателя Virgin Galactic Ричарда Брэнсона и основателя Amazon Джеффа Безоса.
Ричард Брэнсон и несколько сотрудников его компании в рамках туристической миссии «Unity 22» 11 июля 2021 года побывали на орбите Земли. Самолет-носитель Eve поднял космический корабль Unity на высоту 20 километров, После этого носитель и космический корабль отделились друг от друга.
Аппарат VSS Unity с четырьмя туристами на борту (+2 пилота) включил свои двигатели и достиг высоты более 80 километров. Там туристы несколько минут наслаждались красивыми видами на нашу планету и вернулись обратно. Корабль снижался и приземлился как самолет.
Все прошло точно по программе и этот момент можно считать началом эпохи космического туризма. Есть один нюанс: Международная авиационная федерация (ФАИ) считает, что граница между Землей и Космосом находится на высоте 100 километров над уровнем моря. Так что, по определению, Ричард Брэнсон и его команда в космосе не были. Однако, в зарубежных изданиях полет называют «космическим».
Через девять дней после Ричарда Брэнсона в космос взлетел Джефф Безос на корабле New Shepard, разработанном его компанией Blue Origin. Экипаж составили его брат Марк Безос, 18-летний Оливер Дэймен, ставший теперь самым юным астронавтом в истории, и 82-летняя летчица Уолли Фанк, получившая статус самого возрастного астронавта.
Полет, приуроченный к 52-й годовщине высадки астронавтов на Луну, начался с собственного космодрома компании в штате Техас. Прошедший в полностью автоматическом режиме, он больше напоминал прыжок в космос. Носитель примерно за 3 минуты разогнался до скорости в 3 Маха (около 3,5 тысяч км/ч), капсула отстыковалась и по инерции продолжила подъем по баллистической траектории к линии Кармана – международно признанной границе космоса на высоте 100 км.
Пассажиры отстегнулись и на протяжении 3–4 минут наслаждались невесомостью и видами через очень большие иллюминаторы, радостно восклицая, что можно было слышать по радио. С высоты их полёта было видно примерно на 1200 километров вокруг. Потом капсула пошла на снижение и через 10 минут 20 секунд после старта успешно приземлилась в пустыне в штате Техас на трех парашютах. Чуть раньше приземлился многоразовый носитель вертикально на подготовленную площадку.
Хотя цель у обоих проектов примерно одинаковая – на несколько минут доставить туристов к границе космоса, корабли получились разными. В отличие от ракетоплана Брэнсона разработка Blue Origins и внешне, и по типу полета напоминает привычную космическую ракету в миниатюре. Как сам носитель, так и капсула – многоразовые. Заметное отличие двух проектов в том, что ракетопланом Virgin Galactic управляют два пилота, в то время как корабль Blue Origin полностью автоматический – на борту только туристы. Blue Origin планирует провести в 2021 году еще два полета с пассажирами. Как рассказал Безос, компания уже получила заказы на частные полеты на сумму 100 миллионов долларов.
Главный итог обоих полетов – доказательство начала эры безопасного и относительно доступного космического туризма. Blue Origin и конкуренты из Virgin Galactic планируют поставить такие полеты на поток, а ближайшие годы покажут, каковы реальные перспективы этого рынка.
В мире вновь ожили проекты высадки человека на Луну отвечающие и научным, и коммерческим, и, даже романтическим мотивам.
Причём, эти проекты приобретают всё более реальную основу. В марте 2019 года бывший президент США Дональд Трамп поставил перед аэрокосмическим агентством NASA задачу – организовать очередной полет американских астронавтов на Луну.
Уже спустя несколько месяцев агентство объявило о начале разработки космической программы «Артемида», которая была названа в честь греческой богини охоты. Такое название было выбрано потому, что в рамках этой миссии на спутник нашей планеты вместе с мужчиной впервые отправится женщина.
Агентство очень хотело, чтобы очередной шаг человека на Луну был совершен именно в 2024 году, спустя 55 лет после начала легендарной миссии «Аполлон».
Программа «Артемида» делится на два этапа. Первый включает в себя полет и высадку на Луну: в сентябре 2023 года космический корабль «Орион» должен выйти в космос при помощи ракеты-носителя Space Launch System и помочь астронавтам облететь Луну. После этого планируется начать строительство окололунной станции Gateway, а потом – высадить на поверхность спутника мужчину и женщину.
Второй этап включает в себя регулярные полеты на Луну и создание там инфраструктуры. В рамках программы «Артемида» люди начнут практически её осваивать.
SpaceX активно реализует и собственную программу. Для полёта человека на Луну уже закончена сборка многоразового двухступенчатого космического корабля Starship. Вторую ступень Starship-SN20 соединили с первой ступенью ракеты – бустером Super Heavy Booster 4, на котором установлены 29 двигателей Raptor. Сборка корабля прошла на частном космодроме SpaceX в Техасе. Окончательную версию ракеты протестируют в рамках орбитального полета.
NASA планирует в конце 2021 года запуск сверхтяжелой ракеты-носителя SLS. Если испытательный полет пройдет успешно, то именно на ней будут отправлены людей в облет Луны в 2023 году на корабле Orion, а в 2024-м на ней отправятся астронавты для новой высадки на естественный спутник Земли.
Всё большее внимание Луне уделяет и Китай. Его программа зондирования Луны, получившая название "Чаньэ", по имени героини древнекитайских мифов, включает три этапа: облёт Луны, посадка на неё и возвращение на Землю.
Первый лунный спутник "Чанъэ-1" был запущен в 2007 году и работал до 2009 года. Собранные им данные позволили китайским ученым создать, в частности, первую тепловую карту Луны.
В октябре 2010 года был запущен китайский спутник зондирования Луны "Чанъэ-2", одной из основных задач которого был сбор необходимых сведений для осуществления успешной посадки космических аппаратов на поверхность Луны. В 2013 году в космос отправился луноход "Юйту" ("Нефритовый заяц"). Он находился на борту посадочного модуля "Чанъэ-3", который сел на спутник Земли в кратере Залив радуги. Аппарат проводил исследование лунной поверхности 31 месяц. За это время он смог выполнить большое количество сложных миссий, в том числе впервые сделать снимки геологических слоев Луны.
В 2019 году Китай приступил к реализации очередной фазы своей лунной программы – первой в истории Земли посадке на обратную сторону Луны. Для этого в 2018 году был запущен уникальный спутник связи "Цюэцяо" ("Сорочий мост"), способный поддерживать связь между аппаратом "Чанъэ-4", первой миссией на обратной стороне Луны, и Центром управления полетов в Пекине. В июне он успешно вышел в точку Лагранжа L2 над обратной стороной Луны и стал первым в мире спутником, функционирующим на этой гало-орбите.