Космос и наука неразрывно связаны. Так за первые два десятилетия эксплуатации МКС на борту станции было проведено свыше трех тысяч научных экспериментов. Но это далеко не предел. Разнообразные научные эксперименты проводились и на предшествующих орбитальных станциях, а также во время полетов шаттлов и других космических кораблей. А еще не стоит забывать о многочисленных научных и экспериментальных спутниках, которые регулярно запускаются в космос с целью испытания различных перспективных технологий и материалов.
В честь Международного дня науки редакция The Universe Space Tech решила рассказать о пяти, наиболее любопытных, космических экспериментах. Они дают некоторое представление о том, сколь разнообразны внеземные научные исследования.
Искусственная ионосфера Земли
В наиболее напряженные годы Холодной войны американские военные очень боялись, что все существующие системы коммуникации будут выведены из строя в ходе боевых действий. В качестве варианта решения проблемы было предложено создать вокруг Земли искусственную ионосферу, через которую можно было бы передавать радиосигналы даже в условиях ядерной войны.
9 мая 1963 года эта концепция была проверена на практике. В тот день американский спутник выбросил в космос 480 млн медных иголок (их длина составляла 1,78 см, диаметр — 25,4 мкм), которые должны были сыграть роль миниатюрных антенн-ретрансляторов. Они распределились по орбите, по сути образовав вокруг нашей планеты искусственное кольцо.
Эксперимент завершился успехом. Последующие испытания показали, что через разбросанные по орбите медные иголки, действительно можно было поддерживать радиосвязь. Правда, на этом все и закончилось. Бурное развитие коммуникационных спутников и появление первых компьютерных сетей вскоре обеспечило военных более надежными средствами связи. Что касается выброшенных в 1963 году иголок, то часть из них сгорела в атмосфере, а часть все еще находится на орбите.
3D-печать на орбите
Эксперимент, проведенный на борту МКС 25 ноября 2014 года, может показаться не таким захватывающим, как другие опыты в нашей подборке. Но он имеет весьма далеко идущие последствия. В тот день 3D-принтер впервые напечатал деталь на орбите.
3D-принтера 25 ноября 2014 года. Источник: NASA
Успешное использование 3D-принтера заложило первый камень в фундамент новой эры освоения космоса, предоставив астронавтам возможность самостоятельно создавать нужные предметы и инструменты, не дожидаясь пока их доставят на следующем корабле снабжения с Земли. Уже в 2016 году на МКС заработал самый настоящий печатный цех, с помощью которого экипаж станции изготовил несколько сотен инструментов, устройств и компонентов. А в 2023 года на МКС отправится первый металлический 3D-принтер. С его помощью компания Airbus надеется наладить изготовление спутниковых компонентов прямо на орбите.
Но возможности 3D-печати не ограничиваются лишь этим. В будущем она позволит покорителям Луны (а затем и Марса) на месте печатать, необходимые для строительства поселений компоненты, непосредственно на месте, используя в качестве сырья реголит. Это позволит значительно уменьшить их стоимость и упростить снабжение.
Год в космосе
Изучение того, как долговременное пребывание в космосе влияет на человеческий организм, является одним из наиболее приоритетных в орбитальной науке. За шестьдесят лет на эту тему были проведены бесчисленные эксперименты и установлены удивительные рекорды. Например, в 1994 — 1995 году космонавт Сергей Поляков провел на орбите 437 дней.
Но проведенный NASA эксперимент «Год в космосе» выделяется даже на этом фоне. Его ключевая особенность заключалась в том, что у его участника Скотта Келли есть брат-близнец Марк. При этом, он также является астронавтом, совершившим ряд полетов в космос, что является беспрецедентным случаем в мировой космонавтике. Данное обстоятельство предоставило ученым уникальную возможность. Благодаря генетической идентичности и схожему физическому состоянию близнецов они получили возможность куда более точно оценить, как долговременное пребывание в космосе скажется на человеческом организме.
В период с 2015 по 2016 год Скотт Келли провел на МКС 340 дней. Марк же остался на Земле, проходя точно такие же тесты, что и его брат. После возвращения на Землю, Скотт Келли подвергся серии тщательных медицинских освидетельствований. Их результаты были опубликованы в 2019 году. Врачи нашли ряд изменений в состоянии организма Скотта Келли по сравнению с братом, включая заметное ухудшение зрения, потерю веса и повышенную частоту мутаций в ДНК. Эти данные крайне важны и могут пригодится при подготовке первой пилотируемой экспедиции на Марс.
Первое растение на Луне
3 января 2019 года «Чанъэ-4» стал первым в истории космическим аппаратом, совершившим мягкую посадку на обратную сторону Луны. Но это была далеко не единственная область, в которой китайский посланец стал первопроходцем. Дело в том, что на его борту располагался герметичный контейнер, предназначенный для формирования замкнутой биосферы.
Внутри контейнера «Чанъэ-4» находились почва, воздух, вода, система подачи питательных вещества, а также семена нескольких видов растений, дрожжевые грибки и яйца дрозофилы. Целью эксперимента была проверка возможности роста семян и насекомых в условиях пониженной лунной гравитации и более высокого уровня высокоэнергетического излучения. Его успех стал бы хорошей новостью для проектировщиков будущих лунных поселений, ибо означал бы, что их обитатели смогут выращивать растения и самостоятельно обеспечивать себя частью необходимых продуктов.
7 января установленная внутри контейнера камера передала обнадеживающее изображение, продемонстрировавшее росток хлопчатника. Он стал первым земным растением, давшим побег на другом небесном теле. К сожалению, через несколько дней опыт был завершен. На месте посадки «Чанъэ-4» наступила ночь, а контейнер не имел встроенной системы обогрева. Но несмотря на это обстоятельство, эксперимент принес весьма многообещающий результат, продемонстрировавший возможность создания оранжереи на Луне.
Лунные деревья
В то время как на Луне проросло первое земное растение, на нашей Земле можно найти растения, которые когда-то побывали у Луны. В 1971 году астронавт Стюарт Руса, входивший в состав экспедиции Apollo 14, взял с собой в полет примерно пятьсот семян пяти видов деревьев: сосны ладанной, платана, ликвидамбара, секвойи и псевдотсуги Мензиса. Они провели 42 часа на окололунной орбите, после чего благополучно вернулись на Землю.
В последующем, семена были доставлены для проращивания в питомники. По разным данным, они дали от 420 до 450 саженцев. Часть из них была посажена вместе с контрольными образцами, которые не покидали Земли. По прошествии нескольких десятилетий ученые не выявили между ними никаких заметных различий.
Но основная часть лунных деревьев была передана различным американским штатам, университетам, научным центрам, а также подарена другим странам. В последующие годы некоторые из них погибли из-за старости, болезней и экстремальных погодных условий, в то время как другие все еще продолжают расти. При этом, по каким-то причинам NASA перестала вести учет дальнейшей судьбы лунных деревьев. Поэтому сейчас их поисками занимается несколько групп энтузиастов.
Любопытно, что в 2022 году NASA объявила о возрождении программы лунных деревьев. На борту корабля Orion, который облетит Луну в рамках миссии Artemis I, будет находиться тысяча семян таких же видов деревьев, что когда-то отправились в космос на Apollo 14.
Только самые интересные новости и факты в нашем Telegram-канале!
Присоединяйтесь: https://t.me/ustmagazine
