Культовые космические аппараты, которые расширили наши представления о Вселенной. Продолжение

Сегодня поговорим об МКС, «Хаябуса», «Новых горизонтах» и «Юноне».

Международная космическая станция

МКС, снятая с космического корабля Crew Dragon 8 декабря 2021 года

Пока человечество не может отправиться в полёт к другим планетам или покинуть родную Солнечную систему. Но зато уже немало знает о космосе и научилось жить вне Земли. Во многом благодаря Международной космической станции.
С 1998 года МКС на высоте больше 400 километров со скоростью 28 800 километров в час кружится вокруг Земли. Все эти годы станция росла: сейчас это комплекс длиной 109 метров и шириной 73 метра (то есть больше стандартного футбольного поля), а также массой 417 тонн.

1999 год. Модули «Юнити» и «Заря» — с них началось строительство МКС

Сегодня на МКС постоянно работает международный экипаж примерно из семи человек. Поддерживать их проживание на орбите непросто: топливо, припасы и даже воздух приходится доставлять грузовыми ракетами.

Ни одно государство не смогло бы реализовать столь амбициозный проект. Существование самого большого космического корабля в истории человечества стало возможным лишь из‑за сотрудничества космических агентств со всего мира. Люди из самых разных стран работают вместе, чтобы станция продолжала функционировать.

Благодаря МКС учёные из 108 стран провели 3 000 исследований. Станция помогла узнать, как длительное нахождение в невесомости влияет на человека, растения, животных, различные вещества, какие есть опасности в открытом космосе и на орбите Земли. Этот опыт очень пригодится, когда (и если) люди отправятся покорять другие планеты.

«Хаябуса» и «Хаябуса‑2»

Представьте, что вам надо попасть дротиком в мишень размером примерно 55 на 18 сантиметров, которая при этом движется со скоростью свыше 20 километров в секунду (72 тысячи километров в час). Именно такая задача стояла перед учёными Японского космического агентства — нужно было собрать грунт с астероидов Итокава и Рюгу. Всё, чтобы получить образцы материалов, которые сохранились в том же виде, что и 4,6 миллиарда лет назад, когда создавалась Солнечная система.

Вместо дротиков инженеры решили использовать космические зонды «Хаябуса» и «Хаябуса‑2». Для длительной космической миссии на них установили ионные двигатели. Последние работают на электричестве, которое разгоняет ионы ксенона, и получается реактивная тяга. Только благодаря этой технической находке «Хаябуса» смог вернуться к Земле, когда из‑за неудачной пробной посадки на Итокаве произошла утечка топлива.

Вообще во время первой миссии японским инженерам пришлось решать множество проблем. С «Хаябусой» часто пропадала связь, часть устройств для ориентации аппарата в пространстве вышла из строя, а мощная вспышка на Солнце разрушила 7 из 11 солнечных панелей зонда. И всё-таки учёным удалось перенастроить работу «Хаябусы» и успешно завершить миссию. Например, они наладили подачу тока с электрогенератора одного (сломанного) двигателя на другой. В итоге после семи лет (2003–2010 годы) полёта аппарат с трёхгодичным опозданием от намеченного срока всё-таки доставил грунт с астероида на Землю.

Полёт «Хаябусы‑2» к астероиду Рюгу, который начался в 2014 году, прошёл более спокойно. В 2018 году аппарат достиг цели и высадил там роботизированные модули. Позднее и сам «Хаябуса‑2» спустился к поверхности и собрал пробы грунта. Примечательно, что перед одним из приземлений зонд буквально выстрелил по астероиду кумулятивным снарядом, чтобы создать небольшой кратер — прошлый аппарат так не умел. В 2020 году «Хаябуса‑2» отправил капсулы с образцами на Землю.

У зонда осталось неиспользованное топливо, так что миссию продлили ещё на 11 лет. Теперь «Хаябусе‑2» предстоит посетить астероид 1998 KY26, диаметр которого — всего 30 метров. Для сравнения: диаметр Рюгу — 920 метров.

Новые горизонты

Модель зонда «Новые горизонты»

По стопам «Пионеров» и «Вояджеров» пошёл и другой зонд NASA «Новые горизонты».

Свой многолетний полёт к краю Солнечной системы он начал в 2006 году. Чтобы долететь туда, аппарат сделал манёвр возле Земли, а потом набрал дополнительное ускорение рядом с Юпитером.

По пути зонд обнаружил колебания погоды и полярные вспышки молний на Юпитере, а также запечатлел крупное извержение вулкана на Ио. А ещё стал первым в истории аппаратом, который в 2015 году долетел до Плутона и его спутника Харона. Это и была главная цель миссии. Зонд не только заснял «сердце» карликовой планеты, но и запечатлел скалы, глубокие впадины и ледяные горы на её поверхности.

Информация о Плутоне передавалась с аппарата на Землю в течение девяти месяцев со скоростью 600 бит в секунду. Дальняя космическая связь работает медленно.

Плутон, сфотографированный «Новыми горизонтами»

Восход на Плутоне, видны горы и ледяные равнины

Аррокот — объект пояса Койпера, снятый «Новыми горизонтами»

Траектория полёта аппарата «Новые горизонты»

После Плутона зонд направился к поясу Койпера — части Солнечной системы, состоящей из астероидов и карликовых планет. Сегодня «Новые горизонты» — это пятый аппарат, который достиг столь далёких рубежей. Его миссия предварительно продлена до 2026 года.

Юнона

3D‑модель аппарата «Юнона»

Зонд NASA «Юнона» получил своё имя неспроста. Так звали жену бога Юпитера в античной мифологии, которая смогла разгадать тайны мужа. Но чтобы раскрыть секреты одноимённой планеты, недостаточно научиться видеть сквозь завесу облаков: нужно суметь выжить в условиях мощной радиации, которую излучает газовый гигант. Поэтому, чтобы защитить оборудование, специалисты дополнительно снабдили «Юнону» специальными экранами.

Всю необходимую энергию зонд получает от огромных солнечных батарей — самых больших среди всех космических аппаратов подобного типа. В развёрнутом положении они достигают 20 метров в диаметре и позволяют получать достаточное количество энергии от более скудного солнечного света на орбите Юпитера. Благодаря этой особенности «Юнона» не зависит от топлива, как, например, «Кассини», и может работать дольше.

Впрочем, у этих двух аппаратов есть и много общего. «Юнона» тоже функционирует на орбите исследуемой планеты. А чтобы туда добраться, зонду пришлось проделать большой путь. Дорога заняла около пяти лет (2011–2016 годы). За это время аппарат слетал в сторону Марса, вернулся к Земле и, используя притяжение нашей планеты, отправился к конечной цели путешествия.

Фото Юпитера, сделанное «Юноной»

Южный полюс Юпитера

«Юнона», как и её мифический прообраз, смогла проникнуть в тайны Юпитера. Аппарат заснял мощные шторма и полярные сияния на поверхности и зафиксировал сильное гравитационное поле планеты. А ещё прислал впечатляющие инфракрасные снимки извержений вулканов на спутнике Ио.

Однако Юпитер, а точнее его радиация, медленно разрушает «Юнону». Например, постепенно снижает энергоёмкость солнечных батарей. Предполагается, что зонд сможет проработать лишь до 2025 года.