2024 будет чрезвычайно насыщенным годом для американской космонавтики. В этом году в космос с территории США отправятся свыше десятка миссий – запущенные как под эгидой НАСА, так и частными космическими компаниями.
Рассказываем о главных американских космических проектах 2024 года.
Одним из главных научных запусков этого года является американская межпланетная станция Europa Clipper – давний проект НАСА по изучению Европы, одного из спутников Юпитера.
Главный вопрос, на который хочет ответить команда миссии, – есть ли под поверхностью Европы места, где могла бы существовать жизнь. Для этого аппарату предстоит совершить около полусотни облетов Европы, периодически сближаясь со спутником на расстояние до 25 километров, и таким образом изучить природу ледяного панциря и находящегося под ним океана.
Европа уже давно интересует ученых в качестве одного из немногих мест в нашей Солнечной системе, где в теории возможна внеземная жизнь. Попытки отправить к ней аппарат берут начало еще в конце 2010-х, когда НАСА, Европейское космическое агентство и «Роскосмос» планировали отправить к спутнику Юпитеру аппарат EJSM (проект был в итоге отменен). После длительного проектирования НАСА все же остановилось на миссии Europa Clipper, запуск которой ожидается в октябре 2024 года.
Компании Astrobotic выпала честь открыть серию космических запусков этого года. Аппарат Peregrine, запущенный 8 января, должен был стать первым частным модулем, который бы совершил мягкую посадку на поверхности Луны, однако миссия оказалась неудачной: вскоре после запуска аппарат начал терять топливо, из-за чего команда Peregrine приняла решение позволить модулю сгореть в земной атмосфере.
Хронику всего десятидневного полета Peregrine читайте на сайте «Голоса Америки», а подробнее о том, почему был важен этот запуск и какие грузы находились на борту Peregrine, мы подробно рассказывали в этом материале.
Хотя до Луны Peregrine так и не долетел, запуск принес и свою пользу. Например, были проведены некоторые научные измерения, но что наиболее важно для самой Astrobotic – так это данные, которые могут быть полезны для следующего лунного запуска.
Речь идет об аппарате Griffin, который в случае успешного запуска в конце этого года поможет Astrobotic реабилитироваться после январской неудачи. Этот куда более массивный аппарат, способный нести на своем борту 625 кг груза (нагрузка Peregrine не превышала 120 кг), должен будет совершить посадку на южном полюсе Луны.
Компании Astrobotic крайне важно учесть все ошибки Peregrine, так как в этот раз на борту будет находиться куда более технически сложный груз – луноход VIPER, разработанный НАСА. Его название расшифровывается как Volatiles Investigating Polar Exploration Rover (в вольном переводе – ровер-исследователь полярных областей, изучающий летучие вещества).
Первая задача ровера – понять, где и в каком состоянии на Луне находится вода (ученые уже доказали наличие лунной воды, находящейся в виде льда в приполярных кратерах). Вторая цель – оценить, какие ресурсы могут добываться на поверхности Луны для будущих космических миссий. Ровер представляет собой сравнительно проходимую машину, на борту которой будут находится несколько спектрометров, бур и даже пластинка с именами землян (притом отправить свое имя на Луну может любой желающий, заполнив форму на сайте НАСА).
Ожидается, что не раньше апреля в полет к Международной космической станции отправится флагманский космический проект компании Boeing – корабль Starliner.
К этому полету авиагигант идет уже давно, периодически объявляя о переносах запуска. Так, без проблем и переносов дат запуска не обошелся и первый полет Starliner к МКС в 2022 году – впрочем, тогда экипажа на борту не было. Пилотируемый же запуск изначально ожидался еще в апреле 2023 года, но был перенесен ровно на год.
В то время, как авиационная часть авиаконцерна испытывает в данный момент серьезные проблемы (подробнее о них мы говорили в этом материале), шансы на успех космической миссии этой весной достаточно велики. 9 января Boeing успешно провел в Аризоне тесты парашютной системы корабля, чья надежность является важным пунктом для безопасности полета. Напомним, в 2019 году во время испытаний системы аварийного спасения произошел отказ одного из парашютов.
За успехами Starliner пристально наблюдает не только руководство самого Boeing, но и НАСА. Американское аэрокосмическое агентство уже давно пытается делегировать свои рутинные задачи (например, доставку астронавтов на МКС) частным компаниям. Одной из таких компаний уже стала компания Илона Маска: в апреле 2022 года SpaceX отправила на МКС первых космических туристов.
Помимо корабля компании Boeing, своего дебютного полета ожидает и ракета New Glenn. Разработка компании Джеффа Безоса Blue Origin, New Glenn, оснащенная сверхмощным двигателем BE-4, состоит из двух ступеней, при этом вторая является многоразовой и, по словам создателей, может выдержать до 25 запусков.
Инженеры Blue Origin также работают и над тем, чтоб сделать многоразовой и первую ступень – так называемый проект Jarvis. Если им это удастся, New Glenn может составить достойную конкуренцию системе Starship—Super Heavy Илона Маска, в которой обе ступени является многоразовыми.
Впрочем, как и в случае с Boeing, создатели ракеты неоднократно объявляли о переносах. К тому же, точная дата первого запуска пока еще неизвестна – есть лишь обещания Blue Origin отправить ракету в полет до конца года.
Запуск New Glenn будет примечателен не только своим долгожданным дебютом, но и тем грузом, который полетит вместе с ней.
На борту ракеты будут находится творения инженеров Rocket Lab, поставивших амбициозную для частной компании цель – достичь орбиты Марса. Миссия EscaPADE состоит сразу из двух идентичных аппаратов с названиями Blue и Gold, главная цель которых – подробно изучить марсианскую магнитосферу и потоки элементарных частиц вокруг Красной планеты. Речь идет о двух небольших, массой до 90 кг, аппаратах, оснащенных магнитометрами, приборами для измерения ионов и зондом Ленгмюра, способным измерять плотность плазмы.
Изначально оба аппарата должны были отправиться в космос в рамках прошлогоднего запуска аппарата Psyche (подробнее об этом амбициозном проекте читайте в этой статье), однако траектория полета оказалась неподходящей.
В случае успеха полет EscaPADE станет подтверждением, что для полетов к другим планетам НАСА необязательно выделять значительные бюджеты – стоимость контракта, выигранного Blue Origin, составляет всего $20 млн. Сама же миссия является частью программы НАСА SIMPLEx (Small Innovative Missions for Planetary Exploration, «Малые инновационные миссии по исследованию планет») – бюджетной серии запусков для межпланетарных полетов. В ходе этой программы НАСА ранее уже отправило в космос два кубсата, Q-PACE и LunaH-Map.
В этом году в космос отправятся не только ракеты – компания Sierra Space готовит для НАСА многоразовый космический корабль-ракетоплан. Этот проект, в случае успеха, фактически ознаменует возвращение в американскую космонавтику принципов полета, на которых базировалась легендарная программа «Шаттл».
Речь идет о корабле Dream Chaser (т.е. «Бегущий за мечтой»), который предназначен для отправки грузов на низкую околоземную орбиту. Например, на МКС – именно на космическую станцию и будет совершен дебютный полет корабля, который запланирован на апрель 2024 года. Этот ракетоплан, способный нести на своем борту свыше шести тонн груза, сможет, как и «шаттлы»-предшественники, приземляться на взлетно-посадочные полосы, что заметно упростит процедуру возвращения на Землю людей и грузов.
Dream Chaser отправится в свой первый полет на борту ракеты Vulcan Centaur. Дебют этой ракеты уже состоялся ранее в этом году: 8 января ракета доставила в космическое пространство вышеупомянутый Peregrine – при этом запуск ракеты, в отличие от полета лунного модуля, оказался успешным.
Есть все причины ожидать, что со временем таких полетов станет еще больше. Власти США надеются, что Vulcan придет на замену устаревающим ракетам Atlas V и Delta IV (их первые запуски приходятся на начало 2000-х). Ожидается, что Vulcan станет одной из основных тяжелых ракет, используемых для запуска разведывательных спутников, аппаратов Космических войск, а также коммерческих проектов и другой полезной нагрузки.
Команда Илона Маска продолжает работу над флагманским проектом SpaceX – ракетной системой Starship—Super Heavy, которая, как надеются ее создатели, в будущем сможет доставлять людей и грузы на Луну и Марс.
2023 год запомнился двумя тестами этой ракеты, при этом оба из них закончились взрывами. Во время испытаний в прошлом апреле ракета взорвалась вскоре после запуска, тогда как ноябрьский тест показал более заметные результаты. Во время второго полета обе ступени ракеты успели отделиться друг от друга, и Starship продолжил полет (впрочем, недолгий – потеря связи со второй ступенью произошла через 10 минут после взрыва первой).
При этом в SpaceX отмечали, что эти испытания предоставили инженерам нужные данные для дальнейшей работы над ракетой. Насколько инженерам SpaceX удастся учесть все уроки предыдущих запусков, мы вероятно узнаем уже в первом квартале этого года. Руководство компании заявило, что с технической точки зрения ракетная система готова к испытанию уже в январе, однако получить разрешения от Федерального управления гражданской авиации США вряд ли удастся раньше февраля.
Этот тест является важной вехой не только для лунно-марсианских амбиций Маска, но и для индустрии в целом: в случае успеха инновационность, нестандартность и экономичность ракет SpaceX может стать идейной основой для будущих поколений ракет и космических аппаратов.
Помимо работы над Starship—Super Heavy, инженерам Маска предстоит организовать первый коммерческий выход в открытый космос со скафандром. Полет будет носить название Polaris Dawn, а его инициатором и идейным вдохновителем является миллиардер и основатель компании Shift4 Payments Джаред Айзекман. На его счету уже есть один полет на корабле Crew Dragon: в 2021 году он командовал миссией Inspiration4, ставшей первым полностью частным пилотируемым полетом в космос.
В предстоящем полете Айзекман будет единственным человеком, уже летавшим в космос: помимо него на борту окажутся американские инженеры Сара Гиллис и Анна Менон, а также пилот Скотт Потит. Команда миссии ожидает полета еще с конца 2022 года: с того момента запуск неоднократно переносился, но позже Айзекман подтвердил, что полет Polaris Dawn состоится в апреле 2024. Помимо выхода за пределы корабля Crew Dragon, астронавтам предстоит провести десятки научных экспериментов и испытать новые скафандры для коммерческих полетов.
На этой миссии Айзекман вряд ли остановится. В серии Polaris уже запланировано два других полета: первый – также на борту ракеты Falcon 9, а уже второй полет – при помощи корабля Starship (разумеется, в случае его готовности).
При этом команда Айзекмана – далеко не единственные представители частных проектов, которых SpaceX отправит на орбиту. В качестве другого примера можно привести экипажи Axiom Space: один из них SpaceX уже доставил на МКС в январе 2024 года, тогда как следующий (четвертый по счету для компании Axiom) ожидается не раньше осени этого года.
Вышеупомянутые Peregrine и VIPER – часть программы CLPS (Commercial Lunar Payload Services, т.е. доставка на Луну коммерческого оборудования). В ходе этого проекта НАСА уже заключило контракты с 14 различными компаниями, среди которых, помимо Astrobotic, компания Deep Space Systems из Колорадо, гигант авиакосмической индустрии Lockheed Martin Space и другие.
Одной из таких компаний стала техасская Intuitive Machines, создавшая собственный лунный посадочный модуль Nova-C. Из-за неудачи Peregrine, который так и не добрался до естественного спутника Земли, у Nova-C есть всего шансы стать первым частным модулем, который совершит мягкую посадку на Луну. Следующее окно запуска ожидается в середине февраля и продлится несколько дней.
Если запуск пойдет по плану, Nova-C, выведенный на орбиту на ракете Falcon 9, прилунится в кратере Малаперт недалеко от южного полюса Луны. Как и его менее успешный январский предшественник, Nova-C будет нести на борту пять инструментов НАСА, а также грузы от частных клиентов. Одним из примечательных инструментов модуля является бур PRIME-1, способный искать на Луне воду и бурить реголит, что НАСА называет первой демонстрацией «использования местных материалов».
Вместе с Nova-C на ракете Falcon 9 к Луне отправится и еще один аппарат Intuitive Machine – Lunar Trailblazer. Как и вышеупомянутая миссия VIPER, аппарат будет изучать замерзшую воду на спутнике Земли, определять ее количество и форму, составляя таким образом карту лунного льда.
В рамках CLPS свой модуль на Луну отправит и еще один техасский стартап – компания Firefly Aerospace. Их проект носит название Blue Ghost («Голубой призрак») и представляет собой трехметровый аппарат, способный нести до 150 кг груза.
Инструменты на борту «Призрака» значительно варьируются по своим целям: приборы будут исследовать тепловые потоки из недр Луны, делать снимки магнитосферы Земли и собирать образцы реголита. Всего внутри аппарата будет находится десять единиц полезной нагрузки.
Пока точная дата запуска Blue Ghost не определена (известен только год), однако Firefly Aerospace уже запланировали вторую миссию на 2026 год.
Все три вышеупомянутых запуска серии CLPS станут главными лунными событиями в американской космонавтике в 2024 году, хотя для основной лунной программы «Артемида» они являются лишь вспомогательными полетами. Основных же полетов программы в этом году не будет: в январе стало известно, что пилотируемый облет Луны в ходе миссии «Артемида-II» был перенесен с 2024 года на сентябрь 2025.
Тогда как вышеупомянутые миссии нацелены на Луну и на еще более отдаленные небесные тела, ожидаемая уже в феврале миссия НАСА ставит целью лучше понять процессы на Земле. Совсем скоро США планируют отправить в космос аппарат PACE (название расшифровывается как Plankton, Aerosol, Cloud, ocean Ecosystem – то есть «Планктон, аэрозоль, облака, океанические экосистемы».
Задача этого орбитального модуля – расширить понимание человеком тех процессов, что происходят в Мировом океане и в атмосфере нашей планеты. К примеру, собранные данные помогут понять динамику популяции фитопланктона в океане и оказаться ценными для рыболовной индустрии; другие же инструменты аппарата дадут лучшее понимание в деле прогнозирования погоды и определения качества воздуха.
Аппарат оснащен тремя инструментами: двумя поляриметрами SPEXone и HARP2, а также оптическим спектрометром OCI, который буквально будет оценивать цвет воды в океане.
Аппарат отправится в космос на борту ракеты Falcon 9.
Хотя главные научные открытия человечество ожидает от больших обсерваторий наподобие «Джеймса Уэбба», телескоп ASTHROS не может не привлечь внимание.
«Астрофизический стратосферный телескоп для наблюдений с высоким спектральным разрешением в субмиллиметровом волновом диапазоне» (именно так переводится название телескопа) примечателен способом его запуска. НАСА будет использовать не ракету, а огромный – величиной с футбольное поле – гелиевый шар, запущенный из Антарктиды. Он поднимется на высоту 40 километров, откуда телескоп сможет получить из космоса данные волн определенной длины, которые блокируются атмосферой на более низких высотах.
Главная цель телескопа – лучше понять процессы звездной эволюции, в частности, измеряя характеристики газов вокруг молодых звезд. Для этого, помимо прочего, ему предстоит изучить звезду TW Гидры – это оранжевый карлик, окруженный массивным кольцом из пыли и газа.
Работа ASTHROS будет недолгой: в течение месяца НАСА отсоединит шар от телескопа, который в свою очередь спустится на Землю на парашюте.
Об планах запуска ASTHROS «Голос Америки» рассказывал еще в прошлом году, однако дата полета была перенесена на декабрь 2024 года. Впрочем, в конце минувшего года был произведен похожий запуск – в небо над южным континентом отправился гигантский аэростат GUSTO (подробнее о нем мы рассказывали в этой статье).
