Космос в каждом доме: как космические инновации изменят нашу жизнь к 2030 году

Не так давно космические технологии казались чем-то далеким от повседневности. Однако уже к 2030 году инновации, рожденные в космосе, будут все больше влиять на нашу жизнь. От защиты электросетей от магнитных бурь до новых источников чистой энергии, от уборки космического мусора до возвращения человека на Луну — прогресс в космической отрасли обещает конкретные выгоды для каждого из нас. Ниже рассмотрим пять ключевых направлений, в которых космос будет все глубже интегрироваться в нашу жизнь в ближайшие годы.

Защита от магнитных бурь

Магнитные бури возникают в результате солнечных вспышек и корональных выбросов массы, которые достигают Земли и нарушают ее магнитосферу. Такие геомагнитные штормы могут вызвать сбои в электросетях, спутниковой навигации и авиасвязи. Чтобы предотвратить это, на орбите разворачиваются спутниковые системы раннего предупреждения. Они следят за Солнцем и заблаговременно фиксируют опасные выбросы. Например, спутник DSCOVR в точке Лагранжа L₁ с 2015 года непрерывно измеряет параметры солнечного ветра и предупреждает о геомагнитных бурях. А в этом году планируется запуск нового аппарата SWFO-L1 для еще более быстрого обнаружения солнечных штормов.

Изображение солнечной вспышки сделано обсерваторией солнечной динамики NASA 2 октября 2014 года. Фото: NASA / SDO

Важную роль играют и современные алгоритмы прогнозирования. Объединив данные спутников с искусственным интеллектом, ученые научили модель прогнозировать, куда именно ударит магнитная буря на Земле примерно за 30 минут до события. Эти полчаса позволяют операторам электросетей принять меры, чтобы избежать аварий. По оценкам, прогнозы NOAA помогают энергетикам предотвратить многомиллиардные убытки от сильнейших бурь. Авиакомпании тоже пользуются такими предупреждениями: во время повышенной солнечной активности они меняют маршруты на полярных трассах, чтобы избежать радиопомех и обеспечить безопасность пассажиров.

Украина также осознает важность космического мониторинга. В 2025 году она присоединилась к европейской программе SSA (Space Situational Awareness), в частности к сегментам отслеживания событий космической погоды. Это будет способствовать защите национальных энергосетей и связи от последствий солнечных бурь.

Уменьшение выбросов CO₂: космическая солнечная энергетика (SBSP)

В погоне за чистой энергией человечество обратило внимание на космос. Концепция космической солнечной энергетики (SBSP, space-based solar power) заключается в размещении орбитальных солнечных ферм, которые собирают солнечный свет непрерывно и передают энергию на Землю. На орбите Солнце светит круглосуточно — это позволяет генерировать электричество постоянно, в отличие от наземных панелей, зависимых от дня и погоды. Собранную энергию спутник преобразует в микроволновый луч и отправляет на Землю, где ее принимает большая антенна-«ректенна» и конвертирует обратно в электричество для подачи в сеть.

Схема космической электростанции: спутник на орбите (2) собирает солнечное излучение (1) и преобразует его в радиоволны (3). На Земле приемная антенна (4) получает сигнал и преобразует его в ток, который распределяется потребителям (5). Эта технология привлекает правительства и бизнес как способ декарбонизировать энергетику. Европейское космическое агентство провело исследования, которые подтвердили: к 2040 году SBSP может обеспечивать конкурентную по цене электроэнергию для домохозяйств и промышленности, замещая ископаемое топливо и дополняя наземные ВИЭ. То есть, орбитальные станции способны стать стабильным источником базового электроснабжения, снизив потребность в электростанциях на ископаемом топливе и больших аккумуляторах.

Космос для каждого

Магазин от Universe Space Tech

Комплект журналів Сонце, Місяць та Марс

К товару

Схема космической электростанции. Изображение: ESA

Хотя еще остаются технические вызовы — в частности, создание легких и прочных конструкций спутников мегаваттного класса, — прогресс уже идет. В Великобритании проект Space Solar готовит запуск прототипа спутника SBSP к 2030 году, разрабатывая ультралегкие панели и антенны. Снижение стоимости запусков благодаря ракетам SpaceX Starship и Blue Origin New Glenn также делает размещение таких орбитальных ферм более реальным.

Если космическая электростанция сможет передавать на Землю гигантские мощности, это откроет путь к глубокой декарбонизации тяжелой промышленности. Отрасли, требующие стабильного энергоснабжения — металлургические комбинаты, цементные и химические заводы, — смогут питаться круглосуточно от возобновляемой энергии вместо сжигания ископаемого топлива. Например, сталеплавильные печи или электролизеры водорода будут работать на зеленом электричестве без перерывов. ESA уже начала программу SOLARIS для подготовки к развертыванию таких орбитальных станций.

Космический мусор и системы очистки орбиты

До недавнего времени околоземное пространство напоминало Дикий Запад — тысячи неконтролируемых обломков и брошенных спутников представляют угрозу для действующих аппаратов. Столкновение хотя бы двух крупных объектов может вызвать эффект домино (синдром Кесслера), образовав облако мелкого мусора, опасное для всего на орбите. Чтобы гарантировать безопасную работу будущих спутниковых систем, международное сообщество внедряет новые правила и технологии активной очистки орбиты — Active Debris Removal (ADR).

Первые тестовые миссии по уборке мусора уже состоялись. Японский стартап Astroscale в 2021 году запустил демонстратор ELSA-d, который отработал сближение и захват макета неисправного спутника с помощью магнитного механизма. В Европе же в этом году ожидается миссия ClearSpace-1 — аппарат с четырьмя роботизированными «лапами» должен захватить и свести с орбиты 100-килограммовый фрагмент ракеты Vega (адаптер VESPA). Это будет первое в истории удаление реального обломка. Для этого инженеры ESA разработали новые системы компьютерного зрения и автономного наведения, позволяющие «охотнику» сблизиться с неуправляемым объектом, который вращается, и захватить его.

Иллюстрация: аппарат ClearSpace-1 подлетает к конусообразному обломку с раскрытыми захватными манипуляторами. Изображение: sciencelearn

Подобные технологии закладывают основу для целой индустрии орбитального сервиса — «космических уборщиков», которые будут регулярно очищать ключевые орбиты от опасного мусора.

Помимо технических решений, заключаются и новые договоренности. В 2021 году на Парижском мирном форуме начали глобальную инициативу Net Zero Space, призывающую обеспечить устойчивость космического пространства до 2030 года. Десятки государств, компаний и организаций (включая UNOOSA) поддержали декларацию с обязательством избегать появления нового мусора и убирать имеющийся. Практическим шагом стало, например, решение США сократить разрешенный срок эксплуатации спутников на низкой орбите с 25 до 5 лет. Это означает, что операторы новых серий спутников должны будут быстрее утилизировать аппараты после завершения их миссии, чтобы не засорять орбиту.

Соревнование SpaceX и Blue Origin

Новые космические прорывы в значительной степени драйвят частные компании, прежде всего американские гиганты SpaceX и Blue Origin. Концентрация колоссальных капиталов и амбиций в их руках — Илона Маска и Джеффа Безоса — породила «космическое соревнование», подобное государственным космическим гонкам ХХ века. Однако на этот раз на кону — преимущественно коммерческие перспективы, а выгоду получает все общество.

SpaceX является бесспорным лидером частной космонавтики: компания осуществила более 130 успешных запусков ракет только за 2024 год, причем многие из них — с повторно использованными первыми ступенями. Повторное использование ракет Falcon 9 снизило стоимость вывода грузов на орбиту в разы, открыв дорогу сотням новых проектов — от университетских наноспутников до массивных коммерческих группировок. Blue Origin несколько отставала, сосредоточившись на суборбитальном туризме (ракете New Shepard), но постепенно догоняет. В январе 2025 года Blue Origin осуществила первый орбитальный запуск своей тяжелой многоразовой ракеты New Glenn, выведя крупный спутник на орбиту. Это ознаменовало новый этап конкуренции.

Іллюстрация конкуренции SpaceX и Blue Origin

Конкуренция Маска и Безоса ускоряет освоение космоса. Получив крупные частные инвестиции, SpaceX разработала космический корабль Crew Dragon (уже возит астронавтов на МКС) и супертяжелую многоразовую ракету Starship (в стадии испытаний). В ответ Blue Origin возглавила консорциум по созданию лунного посадочного модуля Blue Moon для программы Artemis. NASA активно пользуется этим соперничеством: контракты достаются то одному, то другому, стимулируя обоих снижать цены и внедрять новации.

Для потребителей уже сейчас ощутимо влияние этой конкуренции — прежде всего из-за бума спутниковых сервисов. SpaceX развернула глобальную сеть Starlink из нескольких тысяч интернет-спутников, которые предоставляют доступ к Интернету в более чем 100 странах мира. По состоянию на 2024 год количество абонентов Starlink превысило 4 миллиона — это жители отдаленных регионов, которые получили доступ к Интернету. В ответ Amazon (тесно связанный с Blue Origin) разрабатывает свою группировку Project Kuiper и готовится запустить первые аппараты, чтобы составить конкуренцию Starlink.

Возвращение человека на Луну

После более чем 50-летнего перерыва человечество готовится вернуться на Луну. Американская программа Artemis предусматривает новые высадки астронавтов уже в 2025–2027 годах, а также создание инфраструктуры для длительных лунных миссий. В частности, планируется построить небольшую орбитальную станцию Gateway — перевалочный пункт для кораблей между Землей и Луной. Первый модуль этой станции, HALO (Habitation and Logistics Outpost), разрабатывается совместно NASA, ESA и JAXA и станет «домом» для астронавтов во время пребывания на лунной орбите. Gateway обеспечит связь, энергоснабжение, жилое пространство для экипажа, а также дозаправку кораблей на пути к Луне или дальше — на Марс.

Понравился контент? Подписывайся на наше сообщество и получай больше про космос Печатные журналы, события и общение в кругу космических энтузиастов Подписаться на сообщество

На Луне испытают новые технологии, которые впоследствии улучшат жизнь и на Земле. Например, длительное базирование на другом небесном теле требует:

  • Замкнутых систем жизнеобеспечения. Полная переработка воды, воздуха и отходов в лунной базе научит нас эффективнее использовать ресурсы в замкнутых экосистемах на Земле (вроде подводных или полярных станций).
  • Телемедицины. Врачи на Земле удаленно следят за здоровьем астронавтов и консультируют их с помощью спутниковой связи. Такие подходы уже сегодня совершенствуют оказание медицинской помощи в отдаленных уголках планеты.
  • Новых материалов и оборудования. Для миссий Artemis создан новый скафандр (AxEMU) для лунных прогулок — технологии его защиты, энергообеспечения и связи найдут применение и в промышленности на Земле.
Иллюстрация: астронавты миссии Artemis работают на Южном полюсе Луны рядом с лунным модулем. Изображение: NASA

Опыт, приобретенный в таких экспедициях, принесет инновации и в повседневность — от строительства жилья из местных материалов (3D-печать из лунного грунта может быть применена в пустынных районах) до новых методов генерации энергии и средств связи в суровых условиях.

Украина также присоединилась — в 2020 году она стала одним из первых государств, подписавших Соглашения Артемиды, открыв путь к участию Украины в этой программе.

Космос стремительно перестает быть чем-то далеким и превращается в практическое измерение нашей жизни. К 2030 году солнечные бури уже не будут заставать нас врасплох благодаря сети космических «синоптиков»; чистая энергия с орбиты начнет поступать в энергосети; околоземное пространство станет безопаснее благодаря уборке мусора; частные инициативы обеспечат нас лучшей связью; а возвращение на Луну подарит технологии, которые сделают жизнь более комфортной и устойчивой. Космос действительно входит в каждый дом.