Космос та наука нерозривно пов’язані. Так за перші два десятиліття експлуатації МКС на борту станції було проведено понад три тисячі наукових експериментів. Але це далеко не межа. Різноманітні наукові експерименти проводились і на попередніх орбітальних станціях, а також під час польотів шатлів та інших космічних кораблів. А ще не варто забувати про численні наукові та експериментальні супутники, які регулярно запускаються в космос з метою випробування різноманітних перспективних технологій та матеріалів.
На честь Міжнародного дня науки редакція The Universe Space Tech вирішила розповісти про п’ять найцікавіших космічних експериментів. Вони дають деяке уявлення про те, наскільки різноманітні позаземні наукові дослідження.
Штучна іоносфера Землі
У найбільш напружені роки Холодної війни американські військові дуже боялися, що всі чинні системи комунікації будуть виведені з ладу під час бойових дій. Як варіант розв’язання проблеми було запропоновано створити навколо Землі штучну іоносферу, через яку можна було б передавати радіосигнали навіть в умовах ядерної війни.
9 травня 1963 року цю концепцію було перевірено практично. Того дня американський супутник викинув у космос 480 млн мідних голок (їх довжина становила 1,78 см, діаметр — 25,4 мкм), які мали зіграти роль мініатюрних антен-ретрансляторів. Вони розподілилися по орбіті, по суті утворивши навколо нашої планети штучне кільце.
Експеримент завершився успіхом. Наступні випробування показали, що через розкидані по орбіті мідні голки справді можна було підтримувати радіозв’язок. Щоправда, на цьому все закінчилося. Бурхливий розвиток комунікаційних супутників та поява перших комп’ютерних мереж незабаром забезпечило військових більш надійними засобами зв’язку. Що ж до викинутих 1963 року голок, частина з них згоріла в атмосфері, а частина все ще перебуває на орбіті.
3D-друк на орбіті
Експеримент, проведений на борту МКС 25 листопада 2014 року, може здатися не таким захопливим, як інші досліди в нашій добірці. Але він має дуже далекосяжні наслідки. Того дня 3D-принтер уперше надрукував деталь на орбіті.
3D-принтер 25 листопада 2014 року. Джерело: NASA
Успішне використання 3D-принтера заклало перший камінь у фундамент нової ери освоєння космосу, надавши астронавтам можливість самостійно створювати потрібні предмети та інструменти, не чекаючи, поки їх доставлять на наступному кораблі постачання з Землі. Вже у 2016 році на МКС запрацював справжнісінький друкований цех, за допомогою якого екіпаж станції виготовив кілька сотень інструментів, пристроїв та компонентів. А 2023 року на МКС вирушить перший металевий 3D-принтер. За його допомогою компанія Airbus сподівається налагодити виготовлення супутникових компонентів прямо на орбіті.
Але можливості 3D-друку не обмежуються лише цим. У майбутньому вона дозволить підкорювачам Місяця (а потім й Марса) на місці друкувати, необхідні для будівництва поселень компоненти, безпосередньо на місці, використовуючи в якості сировини реголіт. Це дозволить значно зменшити їхню вартість і спростити постачання.
Рік у космосі
Вивчення того, як довготривале перебування у космосі впливає на людський організм, є одним із найпріоритетніших в орбітальній науці. За шістдесят років на цю тему були проведені незліченні експерименти та встановлені дивовижні рекорди. Наприклад у 1994 — 1995 році космонавт Сергій Поляков провів на орбіті 437 днів.
Але проведений NASA експеримент «Рік у космосі» виділяється навіть на цьому тлі. Його ключова особливість полягала в тому, що у його учасника Скотта Келлі є брат-близнюк, Марк. При цьому він також є астронавтом, який здійснив низку польотів у космос, що є безпрецедентним випадком у світовій космонавтиці. Ця обставина надала вченим унікальну можливість. Завдяки генетичній ідентичності та подібному фізичному стану близнюків, вони отримали можливість куди точніше оцінити, як довгострокове перебування у космосі позначиться на людському організмі.
У період з 2015 до 2016 рік Скотт Келлі провів на МКС 340 днів. Марк же залишився на Землі, проходячи такі самі тести, що і його брат. Після повернення на Землю, Скотт Келлі зазнав серію ретельних медичних оглядів. Їхні результати були опубліковані у 2019 році. Лікарі знайшли низку змін у стані організму Скотта Келлі порівняно з братом, включаючи помітне погіршення зору, втрату ваги та підвищену частоту мутацій у ДНК. Ці дані вкрай важливі і можуть стати в нагоді при підготовці першої пілотованої експедиції на Марс.
Перша рослина на Місяці
3 січня 2019 року «Чан’е-4» став першим в історії космічним апаратом, який здійснив м’яку посадку на зворотний бік Місяця. Але це була далеко не єдина область, де китайський посланець став першопроходцем. Річ у тім, що на його борту розташовувався герметичний контейнер, призначений на формування замкнутої біосфери.
Усередині контейнера «Чан’е-4» знаходилися ґрунт, повітря, вода, система подачі поживних речовин, а також насіння кількох видів рослин, дріжджові грибки та яйця дрозофіли. Метою експерименту була перевірка можливості зростання насіння та комах в умовах зниженої місячної гравітації та вищого рівня високоенергетичного випромінювання. Його успіх став би гарною новиною для проєктувальників майбутніх місячних поселень, бо означав би, що їхні мешканці зможуть вирощувати рослини та самостійно забезпечувати себе частиною необхідних продуктів.
7 січня встановлена всередині контейнера камера передала обнадійливе зображення, яке продемонструвало паросток бавовнику. Він став першою земною рослиною, яка дала паросток на іншому небесному тілі. На жаль, за кілька днів дослід був припинений. На місці посадки «Чан’е-4» настала ніч, а контейнер не мав вбудованої системи обігріву. Але попри цю обставину, експеримент приніс вельми перспективний результат, який продемонстрував можливість створення оранжереї на Місяці.
Місячні дерева
У той час, як на Місяці проросла перша земна рослина, на нашій Землі можна знайти рослини, які колись побували поблизу Місяця. У 1971 році астронавт Стюарт Руса, який входив до складу експедиції Apollo 14, взяв із собою в політ приблизно п’ятсот насінь п’яти видів дерев: сосни ладанної, платана, ліквідамбара, секвої та псевдотсуги Мензіса. Вони провели 42 години на орбіті навколо Місяця, після чого повернулися на Землю.
Надалі, насіння було доставлене для пророщування в розплідники. За різними даними, вони дали від 420 до 450 саджанців. Частина була посаджена разом із контрольними зразками, які залишали на Землі. Після кількох десятиліть вчені не виявили між ними жодних помітних відмінностей.
Але основну частину місячних дерев було передано різним американським штатам, університетам, науковим центрам, а також подаровано іншим країнам. У наступні роки деякі з них загинули через старість, хвороби та екстремальні погодні умови, в той час, як інші все ще продовжують зростати. При цьому, з якихось причин, NASA перестала вести облік подальшої долі місячних дерев. Тому зараз їх пошуками займається кілька груп ентузіастів.
Цікаво, що у 2022 році NASA оголосила про відродження програми місячних дерев. На борту корабля Orion, який облетить Місяць у межах місії Artemis I, перебуватиме тисяча насіння таких же видів дерев, що колись вирушили у космос на Apollo 14.
Тільки найцікавіші новини та факти у нашому Telegram-каналі!
Приєднуйтесь: https://t.me/ustmagazine
