10+5: космические успехи и провалы 2024 года

В начале года представляем обычную рубрику с итогами прошедшего астрономического и космического года. На этот раз в подборке — не только «значимые космические успехи-2024», но и не менее значимые космические провалы-2024.

В сегодняшнем списке: запуск корабля к океану на другой планете, «ниспровержение» теорий Большого взрыва, сразу три прилунения, из которых два — с переворотом транспортного средства, одно — с доставкой двух килограммов лунных камней, а также — многочисленные отмены и переносы того, чего ждали ещё год назад.

1. Europa Clipper летит к океану на спутнике Юпитера

14 октября 2024 года NASA осуществило запуск самого крупного автоматического межпланетного аппарата в своей истории — Europa Clipper, предназначенного для исследования Европы — одной из «галилеевых лун» и самого загадочного спутника Юпитера. Для запуска такого крупного зонда потребовалось использовать ракету SpaceX Falcon Heavy. Зонд предположительно к апрелю 2030 года достигнет Юпитера, преодолев 2,9 миллиарда километров. В течение трёх лет или более аппарат совершит 49 близких пролётов над поверхностью спутника, используя девять научных инструментов для исследования пригодности для жизни предполагаемого подлёдного океана Европы (саму жизнь аппарат искать не умеет и на это не претендует). Сильно вытянутая орбита позволит зонду минимизировать воздействие радиации Юпитера, удаляясь на безопасное от него расстояние между пролётами. В опасной зоне радиационного пояса аппарат будет находиться менее суток во время каждого пролёта над спутником, а промежуток между визитами составит две-три недели.

Europa Clipper пришел на смену нескольким отменённым проектам 1990-х и 2000-х годов. Вместе с «парным» к нему проектом Европейского космического агентства Juice он станет первым специализированным исследованием океанического мира за пределами Земли с точки зрения его обитаемости и проложит путь для возможных будущих миссий с посадкой на поверхность спутника. См. также отдельный материал о Europa Clipper.

2. Чанъэ-6 привёз первые образцы с обратной стороны Луны

В июне 2024 года китайская станция «Чанъэ-6» впервые доставила на Землю два килограмма пород с обратной стороны Луны. Запущенный 3 мая с космодрома Хайнань, аппарат совершил посадку в гигантском кратере Южный полюс — Эйткен, где с помощью роборуки и бура собрал образцы поверхностного и глубинного грунта. Благодаря поддержке релейного спутника «Цюэцяо-2» миссия успешно осуществила первый в истории взлёт с обратной стороны Луны, а 25 июня капсула с образцами приземлилась во Внутренней Монголии. Материалы из приполярной области обратной стороны Луны должны прояснить происхождение спутника и различия между его сторонами, а также предоставить информацию о запасах водного льда — ключевого ресурса для будущих лунных поселений. Подробнее про Чанъэ-6 см. в отдельном материале.

3. Proba-3: корабли-близнецы для искусственного солнечного затмения на орбите

В декабре 2024 года Европейское космическое агентство вывело на орбиту пару спутников Proba-3, которые будут работать в тандеме для создания искусственных солнечных затмений. Один спутник будет играть роль искусственной Луны, закрывая солнечный диск для телескопа второго аппарата, что позволит вести непрерывные наблюдения за солнечной короной. Спутники размером полтора метра будут выполнять орбитальные манёвры на расстоянии 150 метров друг от друга. Чтобы эмулировать полное солнечное затмение, требуется точность взаимного позиционирования до миллиметра, что и призвана продемонстрировать технология управления и синхронизации в рамках миссии. Двигаясь по сильно вытянутой орбите с периодом 20 часов, пара будет создавать шестичасовые затмения не менее двух раз в неделю, что позволит набрать более 1000 часов наблюдений за два года работы. Этот проект не только открывает новые возможности для изучения солнечной короны, но и тестирует механизмы высокоточного управления группировкой спутников в космосе. Про запуск пары аппаратов-близнецов см. здесь.

4. SLIM: почти удачная снайперская посадка на Луну

В январе 2024 года японская космонавтика и национальное космическое агентство JAXA пережили триумф своей лунной программы: посадочный модуль SLIM («Лунный снайпер») стал первым японским аппаратом, совершившим мягкую посадку и продемонстрировал высокую точность прилунения. Он отклонился на 55 метров от цели. До этого нормой для спускаемых лунных модулей был разброс в несколько километров. При посадке аппарат опрокинулся на бок, что первоначально не позволило включиться его солнечным батареям, но модуль выполнил главную задачу — высокоточную посадку с использованием оптической навигации. Аппарат «неожиданно» (на самом деле инженеры предполагали такой вариант) воскрес через некоторое время: когда Солнце приблизилось к закату, его лучи достигли солнечных панелей лежащего модуля, что позволило SLIM возобновить научную работу. Экспедиция сделала Японию пятой страной, прилунившей свой аппарат и продемонстрировала новые технологии точной посадки, которые могут стать ключевыми для будущих лунных станций. Ожидалось, что время работы аппарата ограничено наступлением лунной ночи, но в итоге он пережил три ночёвки (последний контакт с ним состоялся 28 апреля). Успех SLIM, особенно на фоне недавней неудачи американского частного аппарата Peregrine, знаменует важный шаг в освоении Луны.

5. Odysseus: первый коммерческий аппарат на Луне

Посадочный модуль Nova-C компании Intuitive Machines под названием Odysseus стал первым коммерческим аппаратом, совершившим посадку на Луну. В феврале он доставил туда одиннадцать единиц полезной нагрузки, пять из которых принадлежали NASA. Несмотря на то, что модуль также опрокинулся после посадки, миссия была «признана успешной, а все её научные задачи — выполненными». Один из инструментов «Одиссея» — навигационный модуль LN-1, то есть маячок, передающий на Землю сигналы о своём местоположении. Несмотря на аварию, его удалось включить на полчаса и передать некоторые данные, тем самым положив начало функционированию сети-аналога GPS на Луне.

Успехи Intuitive Machines не ограничились проектом IM-I. Компания получила контракт от NASA стоимостью 117 миллионов долларов на проведение четвёртой лунной миссии, а также контракт на создание системы лунной навигации и связи, потенциальная стоимость которого может достичь 4,8 миллиарда долларов. В феврале 2025 года компания планирует запуск второй лунной миссии IM-II.

6. «Гера»: исследуем астероид — первый объект космического тарана

В октябре 2024 года Европейское космическое агентство запустило зонд Hera — комплект аппаратов «три в одном», который направляется к астероидной паре Дидим-Диморф для изучения последствий первого эксперимента по планетарной защите. Два года назад эта система астероидов стала мишенью для аппарата DART, впервые продемонстрировавшего возможность изменения орбиты космического тела путем контролируемого столкновения. Запущенная с мыса Канаверал на ракете Falcon 9, Hera достигнет цели осенью 2026 года после промежуточного облёта Марса. Кроме основного зонда, астероиды с близкого расстояния будут изучать два наноспутника-кубсата, причём один из них — «Ювентас» — совершит первую в истории мягкую посадку на малое космическое тело. За шесть месяцев работы «Гера» должна изучить внутреннюю структуру астероидов и оценить эффективность тарана как метода планетарной защиты. Полёт завершится посадкой основного аппарата на один из астероидов. Подробнее о миссии Hera см. в этой и этой статье.

7. Звезда из другой галактики: первое фото крупным планом

В 2024 году астрономы впервые получили детальное изображение поверхности звезды за пределами Галактики. При помощи интерферометра GRAVITY телескопа VLT в Чили удалось запечатлеть красный сверхгигант WOH G64 в Большом Магеллановом Облаке на расстоянии 160 000 световых лет. Эта гигантская звезда, превышающая радиус Солнца в 1500 раз, находится на последних стадиях эволюции, активно сбрасывая оболочку из пыли и газа перед предстоящим взрывом как Сверхновой. Наблюдения выявили несимметричную структуру окружающего звезду вещества и заметное снижение её яркости за последнее десятилетие. До этого такие изображения звёздных дисков можно было получить только для нескольких десятков ближайжих звёзд внутри Млечного Пути. Подробнее об фотографировании звезды из соседней галактики можно прочитать в недавней статье.

8. 2024 год — рекорд по количеству стартов

2024 год отметился рекордным количеством орбитальных запусков с начала космической эры. За двенадцать месяцев было осуществлено 263 успешных запуска — больше, чем максимальные показатели золотой эры космической гонки 1960-х годов, когда в 1967 году состоялся 141 запуск. Лидером по числу запусков стали США, осуществившие 158 миссий, за ними следует Китай с 68 запусками, остальные пришлись на долю других космических держав, включая Европу, Россию и Японию. Этот результат значительно превысил показатели предыдущих лет: 224 запуска в 2023 году и 168 в 2022-м. Такой рост во многом обязан коммерциализации космической отрасли и развитию технологий многоразового использования ракет.

9. «Зигзаг Эйнштейна» — шестикратное изображение галактики в гравитационной линзе

Космический телескоп «Джеймс Уэбб» зафиксировал уникальное явление, получившее название «зигзаг Эйнштейна». Впервые в истории наблюдений астрономы обнаружили случай двойного гравитационного линзирования: свет квазара J1721+8842, находящегося на расстоянии примерно 11 миллиардов световых лет от Земли, проходит через две галактики, создавая шесть изображений одного объекта. Сначала свет квазара проходит через ближайшую к нему галактику, формируя два изображения, затем через вторую на расстоянии 2,3 миллиарда световых лет, что приводит к появлению ещё четырех изображений. Это открытие может стать ключом к разгадке фундаментальных космологических загадок, включая точное определение постоянной Хаббла и природу тёмной энергии.

10. «Джеймс Уэбб» и Большой взрыв

В 2024 году космический телескоп Джеймса Уэбба сделал серию открытий, которые заставляют космологов пересмотреть существующие представления о ранней Вселенной. Телескоп обнаружил шесть массивных галактик, существовавших всего через 500-700 миллионов лет после Большого взрыва, что противоречит современным теоретическим моделям формирования галактик. Эти древние звёздные системы, сопоставимые по массе с нашим Млечным Путем, не должны были образоваться так рано согласно принятым теориям галактической эволюции. Кроме того, наблюдения телескопа подтвердили существование «напряжённости Хаббла» — расхождения между наблюдаемой скоростью расширения Вселенной и предсказаниями стандартной космологической модели, показав, что Вселенная расширяется на 8% быстрее, чем предполагалось ранее. Эти открытия ставят под сомнение наше понимание ранних этапов эволюции Вселенной и могут привести к существенному пересмотру космологических теорий.

11. Артемида опять не летит на Луну

Про очередную задержку пилотируемых экспедиций к Луне в рамках программы «Артемида» стало известно ещё в начале 2024 года, почти сразу после того, как многие новостные порталы, включая наш, торжественно включили этот проект в списки «самых ожидаемых космических событий-2024». Сразу после начала года стало точно известно о переносе двух ключевых запусков «Артемиды»: пилотируемый облёт Луны и высадка на его поверхность. Их даты сдвинули на сентябрь 2025 и сентябрь 2026 года соответственно. На конец года 2024 ситуация не улучшилась. Из-за проблем с тепловой защитой челнока «Орион» миссии «Артемида-2» и «Артемида-3» сдвинулись ещё дальше. Первая из них ожидается не раньше апреля 2026, а вторая — не раньше середины 2027 года.

12. Образцов с Марса к 2031 году не будет

NASA пришлось пересмотреть свою программу по доставке на Землю марсианских образцов, которые сейчас собирает робот Perseverance. Вернее, фактически пришлось отказаться от её предыдущей и распиаренной версии. План состоял в разработке совместно с Европейским космическим агентством логичных этапов проекта: запуска следующего марсохода, который соберёт за Perseverance контейнеры с образцами и выстреливание их на марсианскую орбитальную станцию, которая затем уже полетит к Земле. Чаще всего назывался срок исполнения этих этапов — 2031 год, когда земляне наконец смогут рассмотреть поближе марсианские образцы и, может быть, поискать в них жизнь под микроскопом. Но реальность предсказуемо вмешалась, и такой простой, но гениальный план пришлось пересмотреть в сторону урезания осётра. Прежде всего препятствием стала на ходу увеличивающаяся сложность проекта и соответственно его стоимость. В апреле 2024 года NASA наконец признало очевидное и объявило, что к 2031 году доставить марсианские образцы не получится. Сроки пока что сдвинулись на 2040 год, а цена вопроса — в диапазон от 8 до 11 миллиардов долларов.

13. Марсианский вертолёт сломался

В конце января потерпел крушение марсианский вертолёт Ingenuity. Поскольку у него отломалась одна из лопастей винта, дальнейшая его эксплуатация по прямому назначению стала невозможной. По крайней мере, пока на Марс не получится доставить ремонтную бригаду, пусть хоть в виде роботов (что вряд ли случится, но проще запустить новый вертолёт, над чем уже работают). Он совершил 72 полёта и пролетел около 17 километров. В воздухе он находился суммарно больше двух часов. После аварии он остался на месте падения, но продолжает функционировать как стационарная мини-станция, собирая данные о марсианской погоде и делая снимки. Но передать эти данные на Землю уже проблематично: канал связи вертолёта с Землёй предусматривает обмен пакетами с марсоходом, а он удалился на достаточное расстояние.

14. Космические пассажиры Starliner ждут попутки на Землю

Космический корабль Boeing Starliner 6 июня доставил на МКС двух астронавтов, которые должны были провести на орбите 8 дней… Вы думаете правильно: они сидят на станции до сих пор, ожидая попутного транспорта на Землю. Их возвращение запланировано на март 2025 года на борту Crew Dragon компании SpaceX. Инженеры NASA и Boeing не были уверены в надёжности работы двигателей системы реактивного управления Starliner. В итоге он приземлился 7 сентября, но на всякий случай без экипажа. Таким образом, первый штатный полёт этого корабля на МКС запланирован на сентябрь 2025 года, два астронавта до сих пор ждут трамвая на Землю, а убытки компании Boeing по программе Starliner возросли ещё на 250 миллионов долларов; причём совокупная сумма ущерба потихоньку приближается к двум миллиардам.

15. Миссия NASA VIPER всё

Про проект лунохода VIPER мы писали раньше. В частности, он был в шорт-листе самых ожидаемых запусков 2024 года, и его отмена (даже не перенос) стала крупным разочарованием, почти таким, как перенос «Артемиды». Четырёхколёсный вездеход должен был заняться поиском ресурсов, в первую очередь — залежей водяного льда в постоянно затенённых кратерах возле лунного южного полюса. В июле NASA решило отменить проект совсем. Озвученная причина — задержки в разработке и перерасход средств. Перед агентством стоял выбор меньшего из зол — альтернативой было бы сохранить VIPER, но урезать коммерческие проекты. Тогда под отмену могли бы попасть четыре проекта, и ещё четыре столкнулись бы с задержками. Меньшим злом оказалось отказаться от слишком затратного VIPER, наверное, рассудив, что восемь лучше одного (классическая «дилемма вагонетки»).