Сегодня исполняется ровно 61 год с момента, как человек впервые побывал в космосе. Как правило, в этот день любят вспоминать историю — малоизвестные подробности и драматические перипетии полета Гагарина и другие славные события времен начала космической эры, давно вошедшие в летописи космонавтики. Но каким бы прекрасным и беззаботным не казалось прошлое, оно ничто без будущего. И сегодня мы бы хотели поговорить о нем — об ожидаемых событиях и главных космических трендах ближайшего десятилетия.
Возвращение людей на Луну
В сфере пилотируемой космонавтики следующее десятилетие, безусловно, пройдет под знаком возвращения людей на Луну. Конечно, не секрет, что американская программа Artemis отстает от графика — и впереди ее наверняка ждет еще множество отсрочек и переносов. Но даже с их учетом то, что мы вновь увидим, как люди ходят по Луне, практически не вызывает сомнений. Возможно, это случится не в 2025-м, а где-нибудь ближе к 2030 году, но это не меняет сути. И даже если на следующих выборах в США снова победит Дональд Трамп, вряд ли он пустит под нож лунную программу — ибо в свое время именно он был инициатором ее ускорения.
К тому же не стоит забывать, что, помимо NASA, у нас есть еще один игрок. Безусловно, Поднебесная традиционно не любит раскрывать детали и называть какие-либо конкретные даты, но все имеющиеся данные говорят о том, что начало 2030-х станет временем, когда тайконавты оставят свои следы на лунной поверхности.
Рождение коммерческих орбитальных станций
Даже если МКС удастся пережить последствия полномасштабной войны россии против Украины, очевидно, что следующий этап освоения людьми околоземной орбиты будет связан с коммерческими орбитальными станциями. Конечно, разговоры о них ходили давно. Но лишь сейчас у частных компаний появилось реальное средство доставки экипажей на орбиту в виде корабля Crew Dragon, к которому в будущем должен будет присоединиться CST-100 Starliner.
Это быстро изменило правила игры. Первым, кто решил воспользоваться открывшейся возможностью, стала компания Axiom. Ее замысел заключается в строительстве собственного частного сегмента на МКС с последующим его отделением и превращением в самостоятельную станцию.
Но, учитывая нынешнюю ситуацию, не исключено, что Axiom попросту не успеет реализовать свой проект из-за прекращения работы МКС. Поэтому в недрах NASA разработан альтернативный план по обеспечению присутствия американских астронавтов на околоземной орбите. В рамках инициированной в прошлом году программы NextSTEP аэрокосмическая администрация уже выдала несколько контрактов на первичную разработку проектов коммерческих орбитальных станций.
Конечно, переход от стадии проектирования до физического строительства и запуска частных станций займет не один год. Но при должной поддержке со стороны как NASA, так и заинтересованных заказчиков, перспектива появления к 2030 году первой коммерческой орбитальной станции сейчас выглядит более чем реально. Особенно если МКС действительно досрочно прекратит свое существование.
Мега-созвездия спутников
За последние годы многие астрономы опубликовали письма и воззвания, призывавшие остановить планы SpaceX по созданию группировки Starlink и «спасти» звездное небо. Безусловно, это очень красивая и в чем-то даже романтическая цель, но на данный момент она напоминает попытку остановить электрификацию городов, чтобы избежать светового загрязнения.
Да, всего несколько лет назад еще можно было рассуждать, что спутниковый интернет никому не нужен и говорить о вреде для астрономических наблюдений мега-созвездий. Но последние месяцы изменили все. Опыт отрезанного извержением от цивилизации острова Тонга и, самое главное, широкомасштабная война россии против Украины наглядно продемонстрировали, какую важную роль играет наличие спутникового интернета, который невозможно отключить путем перерезания кабеля.
Так что, нравится это кому-то или нет, по всей видимости, пути назад уже не будет. Не приходится сомневаться, что ближайшее десятилетие станет эпохой мега-созвездий, когда на околоземную орбиту будут выведены тысячи, а возможно, и десятки тысяч новых аппаратов Starlink, OneWeb, Kuiper, а также их китайского аналога.
Вряд ли на этом пути все будет гладко. Скорее всего, не обойдется без различных инцидентов, аварий и столкновений на орбите. Но спрос всегда рождает предложение. Так что астрономам придется адаптироваться к новой реальности и найти способы, как минимизировать ущерб, наносимый спутниковыми группировками для наземных наблюдений.
Поиски жизни в Солнечной системе
В ближайшее десятилетие мы увидим реализацию целого ряда весьма любопытных межпланетных миссий. Тут и визит BepiColombo к Меркурию, и изучение металлического астероида Психея и рекордные сближения зонда Parker с Солнцем. А еще не стоит забывать про намеченный на сентябрь этого года таран астероида Диморф. Это событие будет сфотографировано камерой Gecko, которая построена принадлежащей украинскому предпринимателю Максу Полякову компанией Dragonfly Aerospace.
Но все же приоритетом будет поиск следов жизни в Солнечной системе. Начнем с Марса. Прямо сейчас NASA и ESA разрабатывают миссию MSR (Mars Sample Return), целью которой является доставка на Землю образцов грунта, собранных марсоходом Perseverance в районе древней речной дельты. Если на Красной планете действительно когда-то была жизнь, то она оставила свои следы в геологических отложения этого региона. На данный момент запуск MSR запланирован на 2028 год.
Учитывая крайне сложную архитектуру проекта, безусловно, нельзя исключать вероятность, что что-то пойдет не так. Но, к счастью, у нас есть «подстраховка» в виде китайской миссии, на которую возложена аналогичная цель. Ожидается, что она также будет запущена в 2028 году.
Но Красная планета является не единственным уголком Солнечной системы, где астрономы надеются найти внеземную жизнь. Сейчас многие планетологи отдают первое место ледяным спутникам планет-гигантов, скрывающим под своей поверхностью огромные океаны. Особенно большие надежды возлагаются на Европу.
В 2023 и 2025 годах к Юпитеру будут запущены сразу две миссии (JUICE и Europa Clipper), основной целью которых станет исследование ледяных лун газового гиганта — в особенности Европы. Собранные ими данные должны будут помочь ученым определить характеристики ее подповерхностного океана и дать ответ на вопрос о его потенциальной жизнепригодности.
Еще одним весьма любопытным миром является Титан. И NASA уже планирует отправить к нему миссию Dragonfly. В ее рамках на поверхность спутника Сатурна будет высажен винтокрылый летательный аппарат, основная задача которого заключается в поиске сложных органических молекул и оценке общей пригодности этого небесного тела для жизни. Дрон сможет собирать образцы с титанианской поверхности и проводить их химический анализ. На данный момент запуск Dragonfly запланирован на 2027 год.
Многоразовость и минитюаризация
Многоразовость и минитюаризация являются двумя ключевыми словами, которые будут определять направление эволюции космической техники в ближайшие годы. Пример SpaceX наглядно показал преимущества, которые дает технология возврата и повторного использования первой ступени ракеты. Rocket Lab, Blue Origin, Китай — это лишь некоторые из крупных аэрокосмических игроков, уже занимающихся разработкой подобных носителей.
Не стоит забывать и про другую тенденцию. Создание стандартизированной платформы кубсат и успехи в области минитюаризации электроники дали инженерам возможность создавать совсем небольшие аппараты, которые при этом зачастую мало чем уступают своим «старшим» коллегам по своим функциональным возможностям. Уже сейчас на околоземной орбите действует несколько наноспутниковых созвездий, занимающихся съемкой земной поверхности, мониторингом погоды и другими задачами. В ближайшие годы их число наверняка увеличится.
Кубсаты также неминуемо начнут более активно использоваться в межпланетных исследованиях. Уже в этом году сразу несколько таких аппаратов будут отправлены к Луне. За ними последуют миссии к астероидам и другим планетам.
Эра гигантских телескопов
Успешный запуск в конце прошлого года космической обсерватории James Webb ознаменовал начало новой страницы в истории астрономии, которую можно будет назвать эрой гигантских телескопов. Следующим флагманом станет Экстремально большой телескоп (ELT), строительство которого уже ведется на вершине чилийской горы Серро-Армазонес.
После завершения строительства ELT станет крупнейшей на Земле оптической обсерваторией. Ожидается, что она сможет напрямую получать изображения экзопланет, изучать их атмосферы, наблюдать за рождением новых планетных систем, а также поможет измерить величину ускорения расширения Вселенной. На данный момент ввод обсерватории в эксплуатацию запланирован на 2027 год.
Компанию ELT составит Гигантский Магелланов телескоп, который также построят в Чили. Ожидается, что он будет иметь разрешающую способность в 10 раз выше, чем у Hubble. Телескоп предполагается использовать для поисков экзопланет, а также изучения темной материи и темной энергии. Начало работы обсерватории запланировано на 2029 год.
В сфере радиоастрономии одним из наиболее интересных проектов является ngVLA (Next Generation Very Large Array). В его рамках планируется создание массива, состоящего из 244 18-метровых антенн, которые разместят в разных уголках Северной Америки. Они займутся изучением нейтронных звезд, черных дыр и регионов активного звездообразования. Строительство ngVLA должно начаться во второй половине 2020-х.
Что касается орбитальной астрономии, то двумя наиболее важными проектами ближайших лет являются китайский модуль-телескоп «Сюньтянь» и американская обсерватория Roman. «Сюньтянь» получит двухметровое зеркало, которое должно позволить ему делать снимки с разрешением, сопоставимым с разрешением телескопа Hubble. А благодаря наличию 2,5-гигапиксельной камеры он будет обладать в 300 раз большим полем зрения. На данный момент КНР рассчитывает запустить телескоп в 2024 году.
Телескоп Roman тоже часто сравнивают с Hubble, ибо он получит аналогичное 2,4-метровое зеркало. Но эти проекты никак нельзя назвать близнецами. Во-первых, Roman будет обладать примерно в 100 раз большим полем зрения, чем Hubble. Во-вторых, он предназначен для наблюдений только в инфракрасном диапазоне. В-третьих, Roman будет оснащен коронографом — устройством, способным «отсекать» свет звезды, что позволит напрямую изучать обращающиеся вокруг нее объекты.
Благодаря коронографу Roman сможет получать самые четкие в истории снимки протопланетных и околозвездных дисков, а также найти несколько тысяч новых экзопланет и получить прямые изображения наиболее крупных из них. Телескоп планируется использовать для изучения крупномасштабных структур Вселенной и исследования влияния темной материи на галактики. На данный момент запуск аппарата запланирован на 2027 год.
Революция в изучении экзопланет
Ввод в эксплуатацию всех вышеперечисленных телескопов заметно увеличит возможности астрономов. Главными же бенефициарами станут ученые, занимающиеся изучением экзопланет.
Уже сейчас мы знаем немало интересного о мирах, обращающихся вокруг других звезд. Но огромные телескопы следующего поколения подарят астрономам возможности, о которых ранее они могли только мечтать. Это прямое фотографирование экзопланет и протопланетных дисков, обнаружение экзолун и проведение подробного химического анализа экзопланетных атмосфер.
Последняя возможность является наиболее интригующей. Дело в том, что, несмотря на свое техническое совершенство, телескопы следующего поколения все равно физически не смогут сделать снимки, на которых можно будет рассмотреть хоть какие-то детали поверхности экзопланет с целью поиска там следов жизни. К счастью, у нас есть другой вариант. Химический анализ атмосферы дает возможность поискать в ней биомаркеры — соединения, которые могут указывать на то, что на этой планете существует какая-то жизнь или даже техногенная цивилизация.
Конечно, на данный момент невозможно предсказать, что именно удастся найти астрономам. Но можно с уверенностью сказать, что если где-то во Млечном Пути есть вторая Земля, шансы на ее обнаружение многократно вырастут уже к концу текущего десятилетия.
Только самые интересные новости и факты в нашем Telegram-канале!
Присоединяйтесь: https://t.me/ustmagazine
