КОСМОДРОМЫ |
космодром России
и его перспективы
Ю.Журавлев, генерал-лейтенант, доктор технических наук, академик С.-Петербургской академии инженерных наук, начальник космодрома специально для «Новостей космонавтики»
В настоящее время наземная космическая инфраструктура средств запуска КА России представлена тремя космодромами, расположенными в различных стратегических зонах и находящимися на разных стадиях эксплуатации. Космодром Плесецк – в северо-западной зоне страны, самый молодой и еще строящийся космодром Свободный – в восточной зоне и космодром Байконур – в южной.
В последние годы в связи с проблемами аренды космодрома Байконур и сложностью строительства объектов на Свободном возникла задача переноса ряда космических программ на космодром Плесецк. Решение этой задачи преследует цель обеспечения независимости России в космосе.
На Плесецке ведется строительство нового стартового комплекса для РН «Зенит» и монтажно-испытательного корпуса для перспективных КА. Начата реконструкция СК для пуска конверсионных РН «Рокот». Планируется реконструкция СК и ТК под РН «Русь». Намечены реконструкция и создание технических комплексов подготовки КА, переносимых с космодрома Байконур.
В связи с этим важнейшими задачами являются:
– выбор переносимых на Плесецк космических программ, обоснование принципиальной возможности переноса запусков по этим программам и определение путей скорейшей реализации переноса запусков;
– обеспечение переносимых космических программ районами падения и трассами;
– освоение новых стратегически важных типов орбит, включая геостационарные, а также солнечно-синхронные и приполярные орбиты, особенно эффективные для применения КА наблюдения за поверхностью Земли и КА низкоорбитальной глобальной связи.
Однако до сих пор находятся в стадии исследований подходы к решению задач переноса программ запуска. Часто решения принимаются без глубокого анализа сущности этой задачи. Поэтому рассмотрим подробнее данную проблему.
Специфической особенностью средств выведения является жесткая связь между широтным (геостратегическим) размещением стартовых комплексов с районами падения отделяющихся частей и наклонением орбит. Поэтому проблема перевода космических программ с одного космодрома на другой довольно многоплановая и соприкасается не только с требованиями по энергетическим характеристикам РН, но и с рядом ограничений, таких как требования по экологии и безопасности. Рассматривая данную проблему, остановимся лишь на анализе принципиальной возможности переноса космических программ.
На диаграммах (рис.1) иллюстрируются основные результаты обоснования возможности переноса космических программ, классифицированных по различным группам орбит.
 Вид на центральную площадь города Мирного |
Например, приводятся результаты численного моделирования по выведению КА на орбиту одного и того же наклонения (в частном случае равного 67.1°) с ПУ космодромов Плесецк и Байконур, расположенных на разных широтах. Разница в затратах скорости для этой группы орбит не превышает 0.02% и объясняется лишь несферичностью модели Земли. Результаты численного моделирования подтверждают, что при запусках на орбиты равного наклонения различные по широте точки старта имеют равный энергетический потенциал (являются энергетически эквивалентными). Следовательно, для решения задач обзора поверхности Земли, которые требуют, как правило, определенного наклонения плоскости орбиты (не меньшего широты обозреваемой поверхности), ограничения по широте расположения стартовых комплексов не являются существенными, и поэтому при решении данных задач важно только найти приемлемый компромисс между экономическими затратами и безопасным расположением трасс полета и РП ОЧ.
 Рис.1. Орбиты выведения с космодрома Плесецк. 1. Солнечно-синхронные орбиты (перспективные КА обзора Земли и метеонаблюдения). 2. Полярные орбиты (перспективные КА глобальной низкоорбитальной навигации и связи). 3. Низкие и околокруговые орбиты:
4. Высокоэллиптические орбиты (КА «Молния-1», «Молния-3», «Око»). 5. Геостационарные орбиты (перспективные КА связи, метеонаблюдения и телевидения). |
 Работа с КА «Фотон» в МИК на фоне ракеты-носителя |
Следует заметить, что на долю этих задач, как правило, приходится большая часть осуществляемых космодромом запусков (по экспертным оценкам, от 50 до 80%).
Выведение на минимальное наклонение, как правило, осуществляется при необходимости проведения исследований в космическом пространстве, не связанных с обзором поверхности Земли и с постановкой КА в систему (например, КА для проведения технологических экспериментов; КА для проведения экспериментов с биологическими организмами и другие исследования научного и военно-научного характера). Очевидно, что для такой орбиты максимально полно реализуются потенциальные энергетические возможности РН за счет компланарности вектора максимальной дополнительной скорости, возникающей при вращении Земли, к плоскости требуемой орбиты. Расчеты показывают, что разница в потенциальных энергетических возможностях по выведению на орбиту минимального наклонения, отнесенная к полному запасу характеристической скорости РН, для различных мест старта, не превышает для космодромов Байконур и Свободный по отношению к космодрому Плесецк 0.9–1.2 %.
Следует также отметить, что на практике крайне редко возникает необходимость полного использования энергетического запаса, и запуск средств выведения осуществляется с запасом по энергетическим возможностям до 6-7%. Поэтому с учетом всех обстоятельств задача выведения на минимальное наклонение не является критичной при выборе мест старта и переносе космических программ.
 Старт РН «Космос» |
При выведении на геостационарные орбиты могут несколько ухудшаться энергетические возможности при удалении места старта от экватора.
Коммерческий космопорт в Вирджинии Сообщение CIT 14 сентября губернатор штата Вирджиния Джим Гилмор торжественно открыл строительство стартового комплекса коммерческого космопорта на острове Уоллопс, где находится одноименный полигон NASA. Вирджинский центр космических полетов, третий коммерческий космопорт в США, создается в результате сотрудничества правительства штата, Университета «Олд Доминион», Центра инновационных технологий (CIT), вирджинской администрации коммерческих космических полетов, NASA и частных фирм. С нового стартового комплекса, который планируется ввести в строй в 2000 г., можно будет запускать легкие частные носители Athena и Taurus и проводить пуски «Минитменов» ВВС США по суборбитальным траекториям или на орбиту. Ожидается, что стартовый комплекс на Уоллопс-Айлэнде привлечет инвестиции на 60 млн $ и позволит создать 300 новых рабочих мест. Расходы на эксплуатацию космопорта в сумме 4.5 млн $ взяла на себя компания DynCorp. Сокращенный перевод и обработка С.Головкова |
Традиционно считалось, что при выведении на геостационарные орбиты такая зависимость носит устойчивый характер и однозначно приводит к снижению энергетических возможностей по выведению КА с более высоких широт. Однако исследования показали, что переход на так называемую трехимпульсную схему выведения, начиная с широт запуска выше 23°, позволяет значительно снизить потери энергетики на разворот начальной плоскости орбиты. Особенностью трехимпульсной схемы выведения является использование в качестве переходной т. н. суперсинхронной орбиты с высотой апогея существенно превышающей высоту стационарной орбиты или в пределе стремящейся к бипараболической траектории. При этом уникальность такой схемы выведения заключается в том, что за счет резкого снижения скорости в апогее затраты на поворот плоскости орбиты уменьшаются пропорционально увеличению апогея.
Показанные на диаграммах результаты сравнительной оценки энергетических затрат позволяют сделать выводы:
– перенос любых космических программ, включая и выведение на геостационарные орбиты, на высокоширотный космодром «Плесецк» с других среднеширотных космодромов («Байконур», «Свободный») не приводит к существенному изменению энергетических возможностей РН и максимально выводимой массы полезных нагрузок;
– близость космодрома «Плесецк» к центрам космического производства и другие факторы (климатические, сейсмические) создают для него преимущества, связанные с ресурсными показателями.
Таким образом, существует принципиальная возможность переноса подавляющей части космических программ. Один из возможных вариантов их распределения по орбитам выведения для космодрома Плесецк показан на рис.1.
Военного «Циклона» больше не будет
Н.Ярославский. «Космодром» №5. 1998 г.
19 октября 1998 г. в войсковой части 46180 прошел ритуал прощания с Боевым Знаменем части. Скоро часть перестанет существовать.
На протяжении всей своей истории в/ч 46180 выделялась прежде всего плотной завесой тайны, окутывавшей предназначение и характеристики космических аппаратов, запускавшихся частью на ракете-носителе «Циклон».
И хотя уже по внешнему виду солдат и офицеров было видно, что они решают особые задачи (половина части была обмундирована в морскую форму, половина – в летную, чем резко выделялись на общем фоне), задавать вопросы о том, кто чем занимается, по известным причинам, не было принято.
| ||||
И лишь к концу 80-х годов какая-то отрывочная информация из западных источников стала появляться на страницах отечественной прессы, и многие байконурцы с удивлением узнали, что с 90-й площадки, начиная со второй половины 60-х годов, велись запуски спутников-перехватчиков и спутников морской радиотехнической разведки с ядерными энергоустановками на борту. Формировавший часть в августе 1966 г. подполковник Мансуров В.С. принял личный состав, уже имевший определенный опыт – из в/ч 44108 сюда перевели испытателей, готовивших к запуску первые ИСы (спутники-перехватчики) и УСы (спутники морской радиотехнической разведки).
Уже 27 октября 1967 г. часть произвела запуск первого КА ИС, а ровно два месяца спустя – КА УС.
В 1969 г. часть переходит с ракеты 11К67 на более современную ракету-носитель – 11К69.
При подготовке 6 августа 1968 г. первой ракеты 11К69 к запуску на старте вспыхивает пожар. Все могло закончиться серьезной аварией, но благодаря смелости и выдержке боевого расчета, пожар был потушен. Ракета благополучно стартовала и вывела на орбиту «Космос-291» – спутник-мишень.
До декабря 1971 г. испытания спутников-истребителей велись очень интенсивно. Истребители научились отыскивать в космосе цель, в том числе малоразмерную, маневрировать переходя с одной орбиты на другую, инспектировать вражеские спутники и атаковать их по одновитковой и двухвитковой схеме перехвата. После принятия системы на вооружение в течение четырех лет пуски ИСов не проводились.
Часть в это время наращивает темп пусков спутников морской радиотехнической разведки. Созданная из активных (с ядерной энергоустановкой) и пассивных (без ЯЭУ) спутников морской радиотехнической разведки, орбитальная группировка обладала высокими характеристиками и оперативно поставляла советскому военному руководству информацию о дислокации американского флота.
В конце 1975 г. пуски ИСов были возобновлены, и темп запусков «Циклонов» с КА УС и ИС с 90-й площадки достигает до 7–8 пусков в год.
Падение на территорию Канады обломков отработавшего свой ресурс спутника с ядерной энергоустановкой привело к прекращению запусков этих спутников и росту количества запускаемых пассивных спутников. В 1982 г. были прекращены и запуски КА ИС.
Часть стала осуществлять по пять-шесть запусков пассивных радиолокаторов в год. Такая частота выдерживалась до начала 90-х годов. Затем произошло резкое снижение темпа запусков до одного-двух в год. Последний пуск был выполнен 9 декабря 1997 г.
Последние годы часть жила ожиданием расформирования и надеждой на то, что часть, осуществившая 108 пусков, причем все безаварийные, еще может потребоваться стране. Увы, 1998 год стал последним в истории части. Боевое Знамя части отправлено в Музей Вооруженных Сил и, будем надеяться, оно найдет свое место в музейной экспозиции.
ЮБИЛЕИ |
В.Давыдова. «Новости космонавтики»
2 октября, в преддверии 41-й годовщины со дня запуска первого искусственного спутника Земли, который ознаменовал собой открытие космической эры, в Центральном доме Российской армии состоялся праздничный вечер. Ветераны ракетно-космической промышленности собрались отметить это выдающееся событие.
Вечер начался с торжественной ноты: первый заместитель начальника главного штаба РВСН генерал-лейтенант В.Ф.Лата зачитал приветственный адрес главкома генерал-полковника В.Н.Яковлева.
Космонавт №2 Г.С.Титов поздравил присутствующих с праздником, поблагодарил ветеранов за их беззаветный труд на благо развития отечественной космонавтики. Он дал высокую оценку запуску первого искусственного спутника и выразил надежду, что, несмотря ни на какие трудности, наша космонавтика не только выживет, но и сохранит свои ведущие позиции в мире.
С развернутым докладом по истории ракетостроения выступил Керим Алиевич Керимов, который долгое время возглавлял Госкомиссию по пилотируемым полетам и внес большой вклад в развитие отечественной космонавтики. Он рассказал о событиях, предшествовавших созданию первого искусственного спутника Земли, и подчеркнул исключительное значение создания спутника для всего человечества.
К 90-летию Н.П.Каманина С.Шамсутдинов. «Новости космонавтики». В этом году отмечается 90-летие генерал-полковника, Героя Советского Союза, первого руководителя подготовки советских космонавтов (с 1960 по 1971 гг.) Николая Петровича Каманина.
Н.П.Каманин родился в городе Меленки Владимирской губернии 18 октября (по старому стилю - 5 октября) 1909 года. Да, именно 1909 года, то есть фактически в этом году ему исполнилось 89 лет. Дело в том, что еще в юности Каманин переправил в своем свидетельстве о рождении «9» на «8», тем самым ускорив поступление в военное летное училище на один год. До сих пор этот факт биографии Н.П.Каманина был известен немногим. Никаких мероприятий по случаю 90-летия Н.П.Каманина нигде не проводилось: ни на родине Николая Петровича, ни в ВВС, ни в ЦПК имени Ю.А.Гагарина, ни в музеях космонавтики... Печально, и все же не хочется верить, что мы в очередной раз забываем свою историю. Редакция «Новостей космонавтики» высказывает свою признательность и уважение родным и близким Николая Петровича Каманина по случаю его 90-летия. |
Запуск искусственного спутника Земли 4 октября 1957 года явился поистине великим свершением уходящего века, созданным трудом наших соотечественников. Но 41-я годовщина этого события проходит в условиях тяжелого экономического кризиса в стране, который больно ударил по ракетно-космической отрасли. Присутствовавшие на вечере ветераны и представители космических фирм выразили беспокойство за судьбу отрасли, сетовали на невнимание к космонавтике и на недостаточное понимание истинного положения вещей в отрасли со стороны Госдумы.
С тревожного сообщения начал свое выступление Э.В.Алексеев – бывший начальник 50-го Центрального научно-исследовательского института космических средств, а в настоящее время консультант в Госдуме по геополитике. Он заявил, что сегодня, 2 октября, в Правительстве принято решение о затоплении орбитальной станции «Мир» в июне 1999 года. «Это решение – последняя ступень на пути потери имиджа великой космической державы нашим государством», – сказал Алексеев. Многомодульный научно-испытательный комплекс «Мир» – одна из великих побед в освоении космического пространства. Алексеев в своем выступлении привел факты, связанные с 12-летней работой станции на орбите. За этот период на «Мире» выполнено более 23 научно-исследовательских программ, отработано 600 новых технологий. С помощью станции «Мир» получены новые сведения о звездах и их излучениях, что подтверждается рядом дипломов на открытие. Проведены исследования по продолжительности пребывания человека в космосе, без чего невозможны ни последующие изучения Луны, ни полеты к Марсу. Накоплен колоссальный исследовательский опыт. Сегодня на станции «Мир» – 11.5 тонн исследовательской аппаратуры, которая используется не только в интересах России, но и мирового сообщества.
«Ежегодная эксплуатация станции обходится в сумму порядка 200 млн $, – продолжил Алексеев. – Эксплуатация аппаратуры на борту станции, по оценкам ученых, может принести ежегодно 240–250 млн $. Т.е. сегодня практически созданы такие условия, когда небольшие бюджетные вливания могут окупить существование этой станции. Есть прекрасный научный центр на орбите», – подчеркнул Алексеев. Даже при самом благоприятном построении МКС потребуется хотя бы 7 лет, чтобы она по своему оснащению приблизилась к сегодняшнему положению на станции «Мир».
Э.Ф.Алексеев призвал Совет ветеранов и всех присутствующих на торжественном собрании подготовить Обращение к Президенту и Правительству Российской Федерации о продлении активного существования орбитальной станции «Мир» на ближайшие три года. Присутствующие одобрили это предложение и проголосовали единогласно.
Так, праздничное мероприятие по случаю годовщины осуществления величайшей мечты человечества – прорыва в космос – обернулось в серьезное собрание, на котором высказывалась тревога за судьбу нашей космонавтики. Ведь это мы, а никто другой стали первопроходцами Вселенной, благодаря русским ученым и специалистам был совершен подвиг, которым может гордиться все человечество. Но сегодня мы стоим на грани закрытия космической программы. С момента затопления в океане орбитальной станции «Мир» будет поставлена финальная точка российской космонавтике. Если есть еще шанс спасти «Мир» от гибели, надо его использовать, иначе Россия потеряет еще одно достижение, которое позволяет ей пока оставаться мировой державой.
Но, несмотря на серьезный разговор и не совсем радостное настроение, праздник в ЦДСА все же состоялся. По окончании торжественного собрания был показан документальный фильм, посвященный комплексу «Энергия-Буран». Завершил вечер концерт ансамбля Ракетных войск стратегического назначения «Красная звезда».
С.Шамсутдинов.
«Новости космонавтики»
15 лет назад на космодроме Байконур произошла авария ракеты-носителя «Союз У» с пилотируемым космическим кораблем «Союз Т». В тот день на орбиту должен был отправиться экипаж в составе командира Владимира Георгиевича Титова и бортинженера Геннадия Михайловича Стрекалова. Старт корабля «Союз Т» 11Ф732 №16Л (этот корабль не получил официального названия, и сейчас его обозначают либо как «Союз Т 10А», либо «Союз Т 10-1») должен был состояться 26 сентября 1983 года в 22:37:51 по декретному московскому времени. Однако за одну минуту до старта возник пожар на ракете-носителе 11А511У №Ю15000-363. Жизни космонавтов угрожала смертельная опасность, счет шел на секунды.
Благодаря самообладанию и четким действиям стартового расчета и руководителей пуска, трагедии удалось избежать. Находившиеся на командном пункте командир боевого расчета («стреляющий») генерал-майор А.А.Шумилин и технический руководитель пуска заместитель Генерального директора ЦСКБ А.М.Солдатенков, не растерявшись в этой критической ситуации, своевременно выдали команду (пароль «Днестр») на включение системы аварийного спасения (САС). Она буквально из огня вынесла корабль с космонавтами и увела его от взорвавшейся ракеты.
САС расположена на вершине ракеты и внешне выглядит как шпиль-башенка. Двигательная установка САС представляет собой ракетный двигатель на твердом топливе с несколькими соплами и крепится через элементы головного обтекателя к бытовому отсеку корабля. Система аварийного спасения для корабля «Союз» была создана еще в 60-е годы именно с целью спасения экипажа на случай аварии ракеты-носителя на стартовой позиции либо на начальном участке полета. За прошедшие годы создано несколько модификаций САС, все они прошли испытания на макетах кораблей с манекенами. В 1960–70-х гг. было несколько случаев срабатывания САС во время аварийных пусков и полетов кораблей «Союз», «Зонд», «Л-3» и ТКС, но все эти корабли были беспилотными.
И вот, 26 сентября 1983 года САС в реальной аварийной ситуации спасла жизни двух космонавтов. Это единственный случай во всей мировой истории пилотируемой космонавтики.
Спустя два с половиной года произошла катастрофа с американским «Челленджером» и отсутствие эффективной системы аварийного спасения привело к трагедии – гибели семи астронавтов.
Аварию пилотируемого корабля на Байконуре в 1983 году руководители СССР скрыли от общественности страны, хотя радиостанции «Голос Америки» и «Свобода» в течение недели наперебой говорили об этом событии. Официальная политика руководства тех времен предполагала, что в советской космонавтике аварий не бывает. Лишь с эпохой гласности и перестройки появились первые небольшие заметки об этом инциденте. В 1988 году по случаю пятилетия этого события непосредственные участники пуска и «ликвидаторы» аварии получили государственные награды. А.А.Шумилин и А.М.Солдатенков получили звания Героев Социалистического Труда и были награждены орденами Ленина.
Так что же произошло на Байконуре 26 сентября 1983 года? Наш корреспондент встретился с космонавтом Г.М.Стрекаловым – непосредственным участником событий – и попросил поделиться воспоминаниями.
С.Ш.: Геннадий Михайлович, прежде всего расскажите, пожалуйста, о программе полета, к которому Вы готовились.
Г.С.: Тогда я начну с самого начала. В сентябре 1982 года был сформирован наш экипаж – Владимир Титов, я и Ирина Пронина. Мы готовились к выполнению длительного полета на станции «Салют-7», должны были поработать с челомеевским кораблем ТКС, а главное – были запланированы работы по наращиванию солнечной батареи станции. Такую работу еще никто не делал, и мы очень хорошо подготовились к этому.
Лететь должны были в апреле 1983 года, но за месяц до старта Ирину с полета сняли. Вместо нее в экипаж поставили Александра Сереброва. Ирину заменили потому, что кто-то в ЦК КПСС высказал заботу об экипаже: мол, работа в открытом космосе очень сложная, вдруг ребята поранятся, а на станции – одна женщина. Не растеряется ли в такой ситуации? Сможет ли спустить корабль на Землю? В общем, конечно же, понакрутили лишнего, перестраховались и сняли ее с полета.
Стартовали мы 20 апреля. День какой-то был нехороший – в этот день Гитлер родился. Корабль вышел на орбиту, но не раскрылась антенна. Без антенны мы не могли сблизиться со станцией в автоматическом режиме.
С.Ш.: Но все же вы попытались состыковаться?
Г.С.: А как же! Мы стыковались по теории и вручную. Дальность до станции замеряли по клеточкам на визире, а скорость сближения вычисляли по секундомеру вручную. Оказалось, что мы сближались со скоростью примерно 4 м/с. Это очень большая скорость, и погасить мы ее уже не могли. Мы только успели дать по тангажу, ушли вниз под станцию и сразу же попали в тень. Чудом избежали столкновения. Когда вышли на светлую сторону, станция находилась слева от нас, но ЦУП сообщил, что топлива у нас осталось только на спуск. Было очень досадно и обидно, но пришлось возвращаться на Землю.
С.Ш.: А что было потом?
Г.С.: Мы готовы были сразу лететь вновь. Но наше руководство решило дать нам отдохнуть. В июле на станцию полетели наши дублеры – Ляхов и Александров. У них должен был быть трехмесячный полет, и затем мы с Володей Титовым должны были их сменить. Работу по наращиванию солнечной батареи оставили за нами. И вот 26 сентября мы с Володей вновь вышли на старт.
С.Ш.: Все ли было нормально во время вашей подготовки на Байконуре? Как вы чувствовали себя в день старта?
Г.С.: Это трудно объяснить, но что-то неладное я почувствовал еще за два дня до старта. Дело в том, что после апрельской неудачи мы с Володей решили идеально подготовиться к этому полету, чтобы никаких даже малейших срывов не было. И готовились с утра и до позднего вечера. В общем, как говорится, ушли в подготовку с головой. На
Распоряжением Председателя Правительства Российской Федерации Евгения Примакова №1459-р от 8 октября 1998 г. за большой личный вклад в становление и развитие ракетно-космической отрасли, многолетний добросовестный труд и в связи с 75-летием со дня рождения директор федерального государственного унитарного предприятия «Центральный научно-исследовательский институт машиностроения» Российского космического агентства Уткин Владимир Федорович награжден Почетной грамотой. |
А за шесть часов до старта я позвонил маме домой. Я всегда ей звонил в день старта с Байконура. А она рыдает в трубку и говорит: «Сынок! Я тебя умоляю, что угодно придумай, но только не лети. Все у тебя в этот раз будет плохо!». Я потом еще три раза стартовал, и она всегда говорила: «Все хорошо, благословляю тебя, мягкой посадки». А в тот раз вот такое. Как это объяснить – просто не знаю, не поддается объяснению такое предчувствие. Я был обескуражен. Конечно же, на меня слова мамы произвели сильное впечатление. Но как не лететь? Мы же не школьники – придумал какую-нибудь причину и в школу не пошел. Мы на космодроме, все уже позади, и дороги назад нет.
Поехали на стартовую площадку. Подъезжаем, смотрю – а на переднем плане стоят пять пожарных машин и боевые расчеты в полной готовности в таких новых серебристых костюмах. Я много раз бывал на космодроме, но такого ни разу не видел. Это бросилось в глаза и тоже произвело какое-то нехорошее впечатление.
Идем с Володей к ракете, а у меня совершенно подавленное настроение. Но все же улыбаюсь журналистам сквозь зубы, хотя у самого кошки на сердце скребут. Сели в корабль, стали готовиться к старту. Все идет по плану. Отошли фермы, прошла команда «ключ на старт». Работает автоматика. Я уже подумал, что все будет хорошо, что мама зря волновалась. И вот тут-то все и началось!..
С.Ш.: В какой момент предстартового отсчета произошла авария?
Г.С.: До старта оставалось совсем немного. Уже прошла команда «ключ на старт», работала автоматика, и за 60 секунд до команды «подъем» – отрыв ракеты от стартового стола – и случилась авария. Сразу после команды «наддув» вдруг пошла мощная вибрация ракеты. Володя спросил: «Михалыч, раньше такое бывало?». Я ответил: «Нет, никогда» и собрался доложить об этом по связи, но тут вибрация резко прекратилась. Пауза была примерно четыре секунды. Потом такая пошла тряска, мы только с Володей переглянулись и сразу поняли, что сейчас что-то случится. Инстинктивно сжались в креслах и сразу – бах! Сработала САС, за 48 секунд до расчетного времени старта ракеты...
С.Ш.: Вы успели доложить о происходящем на командный пункт?
Г.С.: Да какой тут доложить! Все произошло очень быстро. Но после срабатывания САС мы вели репортаж. Правда нас на КП не слышали. Мы их слышали, а они нас, оказалось, нет. Но весь наш репортаж был записан на бортовой магнитофон.
С.Ш.: Что произошло после включения САС?
Г.С.: По команде САС прошло аварийное разделение головного обтекателя и корабля по аварийному стыку. САС подхватила бытовой отсек и спускаемый аппарат корабля, в котором мы находились, и за несколько секунд подбросила нас на высоту 900 метров с уводом в сторону от стартового стола. Далее автоматически произошло отделение САС и головного обтекателя, разделение бытового отсека и спускаемого аппарата, ввод парашюта. Все это происходило очень быстро. Приземлились мы через несколько минут в 4.5 километрах от горящего старта.
С.Ш.: Какая перегрузка была во время работы двигателей САС? Как вы перенесли ее?
Г.С.: Да мы ее в этой кутерьме практически даже не почувствовали, она была кратковременная, хотя пиковая нагрузка достигла 10 единиц. Более сильным по воздействию оказался психологический фактор – авария ракеты и то, что сорвался наш полет. От этого было гнетущее настроение.
С.Ш.: Что явилось причиной пожара на ракете?
Г.С.: Оказалось, что в одном из двигателей первой ступени (в боковом ракетном блоке «В») ракеты-носителя был неправильно установлен клапан подачи топлива. Этот клапан, кстати, хранится у меня дома как реликвия. Из-за неправильной работы этого клапана турбонасосный агрегат слишком быстро развивал обороты, и одна из его лопаток отлетела, возникла искра и мгновенно начался пожар, который устремился снизу вверх по ракете.
Хорошо, что на командном пункте сразу заметили пожар и очень оперативно сработали. Была выдана команда на включение САС по проводной связи, но она не прошла, так как провода уже обгорели. Слава богу, Шумилин и Солдатенков не растерялись и вовремя успели повторно дать команду на включение САС по командной радиолинии. Всего лишь через две секунды после этого раздался мощнейший взрыв, ракета провалилась в газоотводный желоб и горела там несколько часов. Вот тут и понадобились пожарные, которые нас встречали на стартовой площадке. Пожар был потушен лишь к утру. Наша ракета полностью развалила знаменитый гагаринский старт – 1-ю площадку, откуда в 1961 году стартовал Юрий Гагарин. Эту стартовую площадку потом полтора года восстанавливали...
С.Ш.: После приземления вы сами вышли из спускаемого аппарата?
Г.С.: Вышли сами. Как сработали двигатели мягкой посадки, мы даже не почувствовали. Открыли люк, на нас песок посыпался. Вышли – и стоим молча, смотрим на горящий старт и думаем, что же нам так не везет, что же это такое?
С.Ш.: Вас быстро обнаружила поисковая команда?
Г.С.: Да, быстро. Буквально через полчаса, хотя было темно. Первым на газике подъехал Юрий Павлович Семенов.
С.Ш.: И что же вы ему сказали?
Г.С.: Мы попросили закурить. Семенов не курил и бросился к шоферу со словами: «Дай ребятам сигареты». А потом стал нас ощупывать, приговаривая: «Ну, вы целы? Переломов нет?». Потом нас повезли на осмотр к врачам. Они нас проверили, все было в норме. Затем привезли в наши же номера в гостинице на 17-й площадке...
Вот такая история. Теперь наш полет зафиксирован в книге рекордов Гиннесса как самый кратковременный ракетный полет, ведь установка САС – это маленькая твердотопливная ракета.
В заключение хочется отметить, что аварийный старт, едва не закончившийся катастрофой, не отбил желания вновь полететь в космос ни у Стрекалова, ни у Титова. Скорее даже наоборот. Оба продолжили подготовку к новым полетам, только уже в разных экипажах. Всего Геннадий Стрекалов выполнил пять космических полетов. В январе 1995 г. он выбыл из отряда космонавтов и сейчас возглавляет 291-й отдел (отряд космонавтов) РКК «Энергия». Владимир Титов совершил четыре полета в космос, последние два – на американском шаттле. В сентябре этого года он покинул отряд космонавтов ЦПК ВВС и теперь работает в Космическом центре имени Хруничева.
СТРАНИЦЫ ИСТОРИИ |
О российско-американском сотрудничестве в области пилотируемой космонавтики знают все – подробные материалы на эту тему регулярно появляются на страницах НК. О совместных работах с французами и немцами известно только в части полетов иностранных космонавтов на наших орбитальных станциях. Однако вне зоны внимания все еще остается большой пласт работ, проделанных отечественными фирмами по заказу космических агентств западноевропейских государств. Попытаемся восполнить этот пробел, начиная публикацию серии статей об истории разработки специализированных модулей для перспективных пилотируемых станций.И.Черный. «Новости космонавтики»
В конце 1980-х, когда США широким фронтом вели исследования по теме «постоянно действующая космическая станция», европейцы пытались самостоятельно строить политику в области космоса, разрабатывая собственную орбитальную станцию и многоразовый космический корабль Hermes. Идя по пути «автономизации», Европа, не имевшая никакого опыта разработки пилотируемой космической техники, обратилась к Советскому Союзу, ведущему «небывалую космическую стройку века» – создающему на орбите модульную станцию нового поколения «Мир». Москве сотрудничество с европейцами представлялось взаимовыгодным.
Европейская орбитальная станция, или, как ее громко назвали, «основной элемент пилотируемой космической инфраструктуры» (рис.1), должна была состоять из ресурсного, жилого, двух лабораторных модулей и спасательных аппаратов для экипажа. Как элементы развития предполагалось доставить на станцию ферменную конструкцию (2 т), целевую аппаратуру для модулей (1.35–2.3 т) и приборы для установки на ферме (2.1–4.2 т).
В соответствии с договоренностью, достигнутой на совещаниях в Москве 2 октября 1990 г. и 11–15 февраля 1991 г., в рамках контракта с Европейским космическим агентством (ЕКА) в НПО «Энергия» была проведена работа по определению облика системы и конструкции модуля снабжения станции. Разработка модуля, названного в духе французов LOVE (Logistic Vehicle), велась по исходным данным фирмы Aerospatiale (Франция) на уровне концептуального проектирования.
Российская сторона отнеслась к работе предельно серьезно. Предполагалось, что дело не ограничится бумагой, а выльется во вполне конкретную разработку и закончится созданием «общеевропейской» станции. Точно так же отнеслись к контракту французы.
На основе опыта создания и эксплуатации «Салютов» и «Мира» был проведен анализ вопросов снабжения станции. Исследовались три составляющих грузопотока: доставляемые на борт грузы, материалы, возвращаемые на Землю, и ликвидируемые отходы. Характеристики целевого оборудования, доставляемого на борт, оценивались по гипотетической модели эксплуатации и исследований. Расчет расходуемых средств велся исходя из использования систем жизнеобеспечения, применяемых на станции «Мир». Была проведена оценка доставляемых запасов топлива двигательной установки (ДУ) станции, необходимых для поддержания высоты орбиты.
Анализ показал, что сухие грузы могут составлять от 60 до 75% массы всех грузов, жидкие – 22–28 % и топливо – 10–22%. Грузы оценивались с точки зрения габаритов и особенностей размещения при доставке (снаружи или внутри гермоотсека). Исходные данные не рекомендовали использовать внекорабельную деятельность в операциях снабжения и развития станции. В результате затраты, связанные с выходом космонавтов в открытый космос, оценивались лишь применительно к нештатным ситуациям.
При исследовании грузопотока выяснилось большое расхождение с фирмой Aerospatiale в части массы и энергетики для грузов, необходимых для обеспечения технологических экспериментов, жизнедеятельности экипажа, а также в процентном соотношении грузов, доставляемых снаружи или внутри гермоотсека. Материалы Aerospatiale содержали увеличенные (примерно в 2–3 раза!) значения при одинаковой энергетике, что говорило о степени влияния проектных решений, применяемых для станций (например, типа системы жизнеобеспечения: на запасах или с использованием дополнительной регенерации). Некоторые грузы (например, аккумуляторные батареи) у нас доставляются внутри гермоотсека, что в Европе считается рискованным. Вместо перекачки топлива французы отдали предпочтение его доставке в емкостях снаружи гермоотсека.
Для выведения на орбиту составных частей космической инфраструктуры было решено использовать РН типа Ariane 5 и «Зенит». В начале рассматривался вариант модуля LOVE, выводимого ракетой «Зенит-2». При разработке его компоновки и конструкции принимались решения, оправдавшие себя на грузовых кораблях типа «Прогресс». Было признано целесообразным выполнить LOVE конструктивно в виде двух блоков: служебного (СБ) и грузового (ГБ). Был принят максимальный диаметр гермокорпуса ГБ (2.6 м) с учетом зоны под головным обтекателем и типового размера гермоотсеков, применяемых при изготовлении баков РН Ariane 4, т.к. рассматривался вопрос об изготовлении гермокорпуса во Франции. Технологически гермостык в зоне перехода цилиндрической обечайки ГБ в коническую обеспечивал возможность изготовления цилиндрической части отсека в двух вариантах: герметичном и негерметичном. В последнем случае герметичным становился лишь отсек с приборами и агрегатами служебных систем, который входил в состав СБ. Носовая часть ГБ заканчивалась стыковочным агрегатом типа АПАС, разработанным в НПО «Энергия».
Бортовой комплекс управления (БКУ) должен был контролировать служебные системы и полезный груз (при необходимости), распределять электроэнергию между потребителями, а также управлять движением. Функционально БКУ разделялся на две части – информационно-управляющую систему и систему управления движением и навигации (СУДН). Радиоаппаратура с активным ответом, работающая в миллиметровом диапазоне волн, предлагалась для использования при сближении и причаливании LOVE к станции с целью обеспечения мягкого контакта или прецизионного зависания при работе с манипуляторами. Координаты Земли должны были определяться с помощью инфракрасной вертикали (ИКВ), а координаты Солнца – измеряться солнечным датчиком. Эти приборы входили в СУДН, выполненную на принципах бесплатформенной инерциальной навигационной системы. Радиообмен с Землей планировалось вести через перспективные европейские спутники-ретрансляторы DRS, а получать навигационную информацию – через спутниковую систему GPS. Для контроля работы с грузами в ГБ предполагалось иметь телевизионный передатчик, а также речевую связь при нахождении экипажа в LOVE.
ДУ модуля должна была использовать двухкомпонентное топливо (АТ + НДМГ) с вытеснительной системой подачи. Суммарный запас топлива обеспечивал служебные функции LOVE с резервом до 25%, а также дополнительную заправку ДУ станции (при наличии резерва массы по полезному грузу). Для коррекции орбиты LOVE предлагались двигатели с тягой 4000–7000 Н и удельным импульсом 3100 м/с, а для причаливания и ориентации – тягой приблизительной 200 Н и удельным импульсом 2850 м/с.
Электричеством модуль LOVE должны были снабжать фиксированные солнечные батареи со среднесуточной мощностью 800 Вт (площадь под фотоэлектрические преобразователи – до 12 м2) и буферные батареи литиевого типа.
Следует сказать о зоне размещения полезного груза в ГБ. Модуль предполагалось загружать при вертикальном положении LOVE через открытый люк стыковочного агрегата с диаметром «в свету» 800 мм. Груз предложено размещать так, чтобы в центре гермоотсека оставался проход сечением 1.2 х 1.2 м для обеспечения свободного доступа к блокам груза. Для размещения груза должны были использоваться типовые контейнеры массой 70–80 кг или типовые стойки для приборов европейской разработки. Если блоки требовали термостатирования, то для них могли быть установлены специальные термоплаты, соединяемые с активной системой терморегулирования LOVE.
Массовые характеристики «зенитовского» варианта модуля LOVE:
– стартовая масса – 11700 кг;
– масса служебного блока – 5580 кг;
– масса грузового блока – 6120 кг;
– масса полезного груза – 5685 кг (включая топливо для заправки ДУ станции и сухие грузы 4315 кг).
Общий вид модуля LOVE, выводимого на РН «Зените-2», показан на рис.2.
При компоновке LOVE, выводимого РН Ariane 5, удалось существенно расширить эксплуатационные возможности модуля. Основная часть служебной аппаратуры была размещена внутри гермоотсека служебного блока диаметром 2.9 м с образованием центрального прохода сечением 1.2 х 1.2 м. При этом гермоотсек заканчивался технологическим люком, через который осуществлялся легкий доступ к приборам служебных систем при подготовке модуля LOVE на космодроме. К шпангоуту технологического люка при необходимости мог быть пристыкован специальный контейнер, в котором предполагалось разместить большую отстреливаемую грузовозвращаемую капсулу с автономной системой управления и тормозной ДУ для схода с орбиты.
ДУ с использованием цилиндрических топливных баков разместилась снаружи гермоотсека СБ. Спереди и сзади центра масс LOVE в двух поясах устанавливались двигатели причаливания и ориентации. Передний пояс двигателей размещался на специальном стыковочном отсеке вместе с антенной радиосистем и стыковочным агрегатом. Этот отсек соединялся с грузовым блоком через технологический стык.
ГБ, размещенный между стыковочным отсеком и СБ, мог быть выполнен в различных вариантах: герметичном, негерметичном и смешанном. Выбор максимального диаметра ГБ (4.1 м) был сделан с учетом предельного габарита по выступающим внешним элементам 4.4 м, допускаемого при загрузке модуля в самолет типа Ан-124 «Руслан». Массовые характеристики «ариановского» варианта модуля LOVE:
– стартовая масса – 18.0 т;
– масса служебного блока – 2.3 т;
– масса грузового блока – 16.5 т;
– масса полезного груза – 8.45 т (включая топливо для заправки ДУ станции и сухие грузы 6.15 т).
Общий вид модуля LOVE, выводимого на РН Ariane 5, показан на рис.3.
При разработке модуля LOVE французская сторона базировалась на концепции буксира ATV, не имеющего солнечных батарей, системы дозаправки топлива, с двигателями причаливания и ориентации, не исключающими эффект «нечистой силы»* при причаливании, со значительным количеством блоков полезного груза, размещаемых снаружи ГБ, устанавливаемого сверху буксира ATV. Как выяснилось позже, блок по форме напоминал бидон (передняя часть его гермоотсека имела меньший диаметр для размещения снаружи аккумуляторов, емкостей с топливом, шар-баллонов с газом и части блоков научной аппаратуры, снимаемой после стыковки манипулятором станции).
К июню 1991 г. работы по европейской «пилотируемой космической инфраструктуре» были интегрированы в программу Международной станции, выкристаллизовавшейся из американского проекта Freedome. Европейцы предложили концепцию свободно летающей посещаемой лаборатории (Man-Tended Free Flier) Columbus, в которой во многом были использованы конструкторские решения модуля LOVE.
Некоторые различия в оценках грузопотока и конструктивно-компоновочных схем модуля LOVE, полученные в результате независимой проработки в НПО «Энергия» и на фирме Aerospatiale, определяемые различием «космических культур», как было отмечено на презентации в Париже 22 октября 1991 г., тем не менее, создавали хорошие предпосылки для развертывания дальнейших работ. Несмотря на то, что российская сторона выполнила исследование с хорошими результатами и в кратчайшие сроки, контракт с французами возобновлен не был. Работы в этом направлении развития не получили, но отечественными проектными решениями заинтересовались немцы. «Эстафетную палочку» у Aerpspatiale перехватила фирма DASA/ERNO, которая выдала НПО «Энергия» задание на разработку модуля для «Мира-2» и европейского сегмента международной станции.
Компьютерная графика А.Рахманинова.
Продолжение следует.
* при включении двигателя могут возникать не только моменты относительно осей, но и некоторое движение (перемещение) КА в пространстве, и наоборот. – Прим. ред.
ПЛАНЕТОЛОГИЯ |
Шесть миллиардов тонн лунного льда.
Кто больше?
И.Лисов. «Новости Космонавтики»
3 января 1998 г. были преданы гласности новые результаты исследований Луны с борта АМС Lunar Prospector. Напомним, что этот американский аппарат был запущен 6 января, выведен на орбиту спутника Луны 11 января 1998 г. и работает до настоящего времени. В марте (НК №6,1998) ученые смогли объявить положительный ответ на основной вопрос, ради решения которого создавалась станция: водный лед на Луне есть. Теперь они уточнили: и его довольно много.
Серия статей, посвященных результатам работы Lunar Prospector'a, опубликована в номере Science за 4 сентября. Некоторые из этих результатов описаны ниже по сообщениям Исследовательского центра имени Эймса, Лос-Аламосской национальной лаборатории (LANL), Университета Калифорнии в Беркли (UСВ), АР и UPI. Лунный лед Для поиска льда на борту станции был установлен нейтронный спектрометр, способный обнаружить водород по уровню энергии выбиваемых с поверхности нейтронов. (Для этого нужно сравнить количество нейтронов, имеющих «промежуточную» энергии, с количеством нейтронов с низкой и высокой энергией». Этот же прибор позволяет идентифицировать торий и железо по избытку быстрых нейтронов, и ряд других элементов.) Уже в марте, обработав первые данные, исследователи группы д-ра Алана Байндера (Аlan Binder; Лунный исследовательский институт, г.Гилрой, Калифорния) сделали вывод, что водород в кратерах полярных областей Луны есть. Полагая, что этот водород содержится на отдельных участках поверхности в виде водного льда, перемешанного с грунтом (реголитом), они осторожно оценили содержание льда в 1% от массы реголита и общее количество льда – в 300 млн тонн. (Теоретически водород мог присутствовать в грунте и сам по себе, занесенный в виде протонов солнечного ветра. Но в этом случае он бы регистрировался по всей поверхности Луны, а не только в полярных районах.)
По словам Байндера, последующий анализ позволил подтвердить вывод о существовании лунного льда, причем оценка его количества выросла на порядок. Д-р Уилльям Фелдман (William Feldman) из Лос-Аламоса считает, что в каждом из полярных районов может находиться примерно по 3 млрд тонн льда, а всего – шесть. Впрочем, в районе Северного полюса сигнал, указывающий на наличие льда, примерно на 15% сильнее, чем у Южного. Алан Байндер утверждает, что масса льда составляет как минимум 1 млрд тонн, а возможно, и все десять.
В Лос-Аламосской национальной лаборатории были изготовлены три прибора АМС Lunar Prospector – нейтронный спектрометр, гамма-спектрометр и альфа-спектрометр. Обработка данных альфа-спектрометра еще не проводилась. |
Эти оценки на 1-2 порядка ниже верхнего предела массы лунного льда, который рассчитан ранее д-р Джимом Арнольдом (Jim Arnold, Университет Калифорнии в Сан-Диего). Он рассматривал результат многократных падений на Луну ледяных комет, в ходе которых лед испаряется и частично выпадает на поверхность, накапливаясь в защищенных от солнечных лучей полярных кратерах.
В марте ученые предполагали, что мелкие льдинки перемешаны с грунтом на обширных площадях. Эта модель также пересмотрена, и теперь считается, что почти чистый лед залегает в кратерах отдельными пятнами в виде слоев, укрытых сухим реголитом толщиной до 40-45 см. Не известно, что находится ниже отметки 60 см – возможно, там тоже есть лед.
Распределение элементов
С помощью гамма-спектрометра и нейтронного спектрометра построены глобальные карты элементного состава поверхностного слоя Луны и карты распределения пород различного типа. Установлено, что содержание тория, калия и железа значительно изменяется. Картина распределения калия и тория на видимой стороне говорит о том, что определенная часть материала, богатого этими элементами, была выброшена и рассеяна в результате ударов астероидов и комет.
Дело в том, что последними на Луне должны были кристаллизоваться и остаться в составе мантии породы, содержащие торий, калий и такие редкоземельные элементы, как гадолиний и самарий. Если эти элементы оказываются на поверхности, значит они были вынесены либо вулканическими процессами, либо особенно мощным ударом.
«Электронный рефлектометр» определяет энергию и направление прилета электрона, отраженного магнитным полем, затем по этим параметрам определяется напряженность поля. Этот прибор иногда называется измерителем электронного альбедо. Установлено наличие тория и калия вдоль внешнего края Моря Дождей, что говорит о выбросе вещества из мантии. В то же время в районе огромного Южнополярного бассейна Эйткена гамма-излучение тория хотя и выше фона, но значительно меньше, чем вокруг Моря Дождей.
Сравнив данные нейтронного спектрометра «Проспектора» с данными по железу и титану приборов КА Clementine, работавшего на орбите спутника Луны в 1994 г., исследователи LAN L установил и уникальную особенность Моря Дождей по сравнению с другими крупными ударными бассейнами. Вокруг него спектрометр обнаружил дефицит нейтронов низких энергий, что объясняется взаимодействием их с гадолинием и самарием. Это единственный район Луны, где эти элементы выявлены в значительном количестве. Выявленные неоднородности состава будут сильно ограничивать теоретиков, строящих модели образования и эволюции Луны.
Масконы и ядро Луны
По допплеровскому сдвигу частоты принимаемого сигнала определялась скорость КА в каждый момент времени, что позволило построить детальную гравитационную карту Луны. В ходе этой работы открыто семь новых концентраций масс (масконов) на месте заполненных лавой кратеров – три на видимой стороне Луны и четыре на обратной.
Данные Lunar Prospector'a подтвердили наличие у Луны железного ядра диаметром около 600 км. Эта величина находится вблизи нижнего предела оценок, сделанных ранее. Размер ядра предполагается уточнить путем сопоставления гравитационных и магнитных данных.
Местное магнитное поле
Как известно, глобального магнитного поля у Луны нет. Но это не значит, что его нет вовсе! Намагниченные породы на ее поверхности есть. Магнитометр и электронный рефлектометр, изготовленный в Лаборатории космических наук UCB, смог зарегистрировать по крайней мере в двух районах достаточно мощные местные магнитные поля. Эти районы находятся на обратной стороне Луны и диаметрально противоположны Морю Дождей и Морю Ясности. Свидетельства этого были получены еще во время полета кораблей Apollo 15 и Apollo 16, а поэтому группа профессора Роберта Линя из UCB в первую очередь построила карту магнитных полей с разрешением 50 км для этих районов. Старая догадка подтвердилась!
Тот факт, что области локальной намагниченности лежат точно напротив крупных ударных бассейнов, еще в 1970-е годы подсказал возможный сценарий их образования. Облако плазмы, в которое превратился и упавший объект, и часть лунного вещества, должно было в течение примерно пяти минут обогнуть Луну во всех направлениях, сжимая и усиливая ее первичное слабое магнитное поле. Максимум этого сжатия приходился на точку, противоположную месту удара. Локальное магнитное поле осталось «вмороженным», как говорят физики, в выпавшие в этой же области обломки и сохранилось до наших дней. Глобальное же поле, существовавшее по крайней мере в период 3.6-3.85 млрд лет назад, со временем ослабло и исчезло.
Локальные поля достаточно сильны (40 нТл, или около 0.1% земного поля). Кроме того (и этого ученые уже не ожидали), направление вектора магнитного поля сохраняется в масштабе порядка 200 км, в то время как в других районах Луны породы намагничены хаотично. Раз так, эти поля отклоняют налетающие частицы солнечного ветра. Поэтому над указанными районами существуют две локальные магнитосферы – самые маленькие в Солнечной системе, диаметром несколько сот километров. С помощью электронного рефлектометра ударная волна и магнитослой зарегистрированы непосредственно, а более детальные измерения помогут, вероятно, обнаружить и собственно магнитосферу.
Не исключено, что существованием микромагнитосфер удастся объяснить загадочное чередование ярких и темных участков поверхности, образующих кое-где спиральный рисунок. Ведь под действием солнечного ветра поверхность темнеет, а под «крышку» магнитосферы он не проникает! Через несколько месяцев исследователи планируют получить глобальную карту магнитных полей с разрешением 20-30 км (и убедиться в существовании локальных магнитных полей напротив Моря Восточного и Моря Кризисов), а затем снять наиболее интересные области с разрешением до 4 км. Дополнительную информацию по проекту Lunar Prospector можно получить на сайте http://lunar.arc.nasa.gov.
«Хаббл»: все дальше и дальше...
Н.Виноградова. «Новости космонавтики»
8 октября NASA и Научный институт Космического телескопа (STScI) объявили о том, что «Хаббл» в очередной раз расширил пределы Вселенной и позволил бросить первый несмелый взгляд еще ближе к началу времен. С помощью недавно установленной на нем инфракрасной камеры NICMOS обнаружены и засняты новые объекты, некоторые из которых находятся на расстоянии более 12 млрд св.лет.
До сих пор лучшим достижением Космического телескопа имени Хаббла был снимок участка в Большой Медведице, сделанный в видимом и ультрафиолетовом диапазоне с 10-суточной экспозицией в 1995 г. В январе 1998 г. Роджер Томпсон (Rodger I. Thompson) из университета Аризоны в Таксоне провел 36-часовую съемку одной восьмой части того же участка в инфракрасном свете. Исследователи надеялись получить изображения галактик настолько далеких, что вследствие красного смещения их свет воспринимался уже как инфракрасный.
Ученые крайне осторожны в описании увиденного. Да, из 300 галактик, обнаруженных на инфракрасном снимке, более 100 не были видны на старом изображении, причем большая часть – из-за космической пыли. Но спектры примерно 10 объектов соответствуют тому, что можно ожидать от чрезвычайно далекой галактики, а их возраст не превышает 5% возраста Вселенной. Возможно, они могут являть собой первые стадии формирования галактик. Эти объекты, однако, настолько слабы, что их истинную природу вряд ли удастся установить без использования будущего космического телескопа NGST.
Кроме того, Р.Томпсон обнаружил, что некоторые слабые красные галактики новых ИК-снимков совпадают с компактными голубыми источниками на более ранних оптических снимках. Голубые источники считали отдельными галактиками, но теперь представляется вероятным, что они являются горячими областями звездообразования в значительно более крупных и старых галактиках. По сообщениям NASA STScI, UPI.
Слева: снимок NICMOS; справа: одна и та же галактика в видимых и инфракрасных лучах. Фото STScI/NASA
 Молнии на ночной стороне Юпитера в водяном слое облачности.Разрешение снимков – 133 км/пиксел |
13 октября 1998 г. профессор планетологии Калифорнийского технологического института Эндрю Ингерсолл (Andrew Ingersoll) представил на ежегодной встрече ученых-планетологов Американского астрономического общества снимки ночной стороны Юпитера, сделанные АМС Galileo. Темой для обсуждения стали запечатленные на них атмосферные грозовые разряды. Молния – верный признак существования конвективного переноса газа в атмосфере, а также присутствия атмосферных осадков. Именно эти процессы – основной поставщик энергии в атмосферу Земли и, как полагает Ингерсолл, Юпитера.
На Земле ураганы, обладающие пониженным давлением в центральной части, втягивают влажный приповерхностный океанический воздух. Далее влага конденсируется и выпадает в виде дождя или снега, а освободившаяся внутренняя энергия воды может идти на грозовые разряды.
По мнению Ингерсолла, на Юпитере происходит что-то подобное. Атмосферная энергия генерируется за счет притока горячего газа из глубины юпитерианской атмосферы и его охлаждения во внешних слоях и уходит на грозовые разряды. На некоторых из представленных им фотографий можно определить, что в областях с пониженным давлением действительно есть молнии.
На Юпитере, как и на Земле, есть огромные спиралевидные циклоны (области пониженного давления) и антициклоны (давление повышено). В северном полушарии они вращаются против часовой стрелки и по часовой – в южном. Однако на Юпитере циклоны не столь четко выражены и недостаточно стабильны.
С течением относительно небольшого времени они перемешиваются, расплываясь преимущественно в юго-западном направлении. Во время наблюдений АМС Voyager циклоны порождали множество облаков, похожих на земные грозовые тучи. «Нам удалось даже сфотографировать одно такое грозовое облако на дневной стороне планеты. Затем, через пару часов, после захода в тень мы увидели, как оно сверкало вспышками молний в ночном юпитерианском небе», – сказал Ингерсолл. Напротив, юпитерианские антициклоны стабильны и имеют четко выраженную форму овальных пятен на поверхности. Известнейший пример – Большое красное пятно размером в три раза больше Земли, существующее уже по меньшей мере 100 лет. До сих пор ни одной вспышки молнии в антициклонах замечено не было.
Моделирование земных грозовых разрядов говорит о том, что для их возникновения необходимо наличие как жидкой воды, так и частичек льда. Однако утверждать, что на Юпитере стоит сырая дождливая погода или идет снег, профессор не решился. «Водяные облака тяжело обнаружить в верхних слоях юпитерианской атмосферы, поскольку они скрыты от наших глаз слоем азотных облаков.»
Существование водяных облаков подтверждается фотографиями с Galileo, обработанными д-ром Доном Бэнфилдом (Don Banfield) из Корнеллского университета. На фотографиях Бэнфилд обнаружил в просветах азотных облаков слой на высоте, соответствующей ожидаемой для водяной облачности. На некоторых фотографиях этот слой облачности присутствует в очагах конвекции циклонических районов. По сообщению JPL. Перевод и обработка С.Карпенко На Каллисто тоже есть океан! И.Лисов. «Новости космонавтики» 21 октября. Данные, полученные с американской АМС Galileo, позволяют утверждать, что под ледяной поверхностью спутника Юпитера Каллисто находится океан соленой воды.
О такой возможности ученые знали давно. Но если об океане на другом спутнике Юпитера, Европе, они говорили с почти полной уверенностью, то в отношении Каллисто были большие сомнения. Была и другая точка зрения: «Мертвое и скучное тело, просто кусок камня и льда».
Снятые приборами АМС Galileo близкие планы Европы, на которых видны поля битого льда и айсберги, стали одним из важнейших доказательств существования подледного океана. Обрабатывая данные магнитометра Galileo, научная группа д-ра Маргарет Кивелсон (Margaret G. Kivelson, профессор Университета Калифорнии в Лос-Анжелесе) нашла этому новое подтверждение. Исследователи обнаружили, что магнитное поле Европы претерпевает изменения из-за переменных токов, текущих вблизи поверхности спутника – как они считают, в соленой проводящей воде подповерхностного океана.
После этого группа Кивелсон решила проверить, нет ли таких же токов под поверхностью Каллисто. Были изучены данные, полученные во время пролетов Galileo у Каллисто в ноябре 1996, июне и сентябре 1997 г. Исследователи нашли признаки флуктуаций магнитного поля Каллисто, синхронизированных с вращением Юпитера (в разное время токи текут в противоположных направлениях). Ученые предполагают, что мощное магнитное поле планеты наводит токи в теле спутника, которые, в свою очередь, порождают вторичное магнитное поле.
Ни едва заметная атмосфера Каллисто с низкой концентрацией заряженных частиц, ни лед на поверхности не могут быть проводниками токов достаточной силы. Подозрение падает на слой расплавленного льда, который должен находиться на глубине порядка 100 км. Если его соленость такая же, как у земных, а глубина «океана» близка к 10 км, будут генерироваться токи необходимой силы.
Теоретически в подледном океане Каллисто может существовать жизнь, однако со значительно меньшей вероятностью, чем на Европе. Европа из-за близости к Юпитеру сильно греется энергией приливов, а океан Каллисто нагревается только радиоактивными элементами.
Galileo должен сблизиться с Каллисто еще четыре раза в мае-сентябре 1999 г. Эти пролеты могут дать дополнительную информацию о подледном океане на самом далеком из галилеевых спутников Юпитера.
Подробности открытия приводятся в номере Nature за 22 октября. По сообщениям JPL, AP На рисунке: Схема внутреннего строения Каллисто по последним данным. Разработка радара для Европы Сообщение LANL. Продолжается разработка технических требований к приборам и инструментам, которые предполагается использовать в экспедиции к Европе. 16 сентября Лос-Аламосская национальная лаборатория объявила о получении гранта NASA на сумму 120 тыс $ на проверку критических компонентов радара для измерения толщины льда и его характеристик IPR (Ice Penetrating Radar). Предварительный отчет по этой работе должен быть представлен к 1 ноября, а заключительный – в марте 1999 г.
Трехантенный излучатель прибора должен посылать миллионы радарных сигналов разных частот и фиксировать отражения как от поверхности льда, так и от границы между льдом и водой (поскольку лед для многих частот прозрачен), создавая на их основе трехмерную картинку.
Возможен и следующий этап исследования Европы: На рисунке - средства для исследования подледного океана этого спутника Юпитера в представлении художника JPL.
Аппарат Criobot пробился к цели, расплавляя впереди себя лед за счет тепла радиоактивного источника.
Далее в дело вступает аппарат Hidrobot. Лаборатория должна рассмотреть такие проблемы, как:
– каким образом различить сигналы, отраженные от скал, трещин во льду, соленого и несоленого льда и др.
– каким образом обеспечить устойчивость аппарата к интенсивному излучению Юпитера, составляющему около 25 Мрад в месяц. (Обычный персональный компьютер сгорит при таком излучении примерно за 5 мин.)
– какие именно антенны являются оптимальным решением для такого прибора, а также каково будет его энергопотребление.
– масса прибора (планируется, что она будет не более 8 кг).
Помимо радиолокатора IPR, на КА планируется установить оптическую камеру и лазерный высотомер.
Данные, позволяющие предположить существование на Европе под тонкой ледяной коркой (по разным данным, ее толщина может составлять от сотен метров до сотен километров) жидкого водяного океана, получены с межпланетной станции Galileo. Жидкий океан – важнейшее условие развития и существования жизни. Пока, кроме Земли, ни одна планета Солнечной системы не может им похвастаться.
Запуск станции к Европе планируется на 2004 г. После перелета длительностью 5-7 лет аппарат будут выведен на орбиту спутника Европы и в течение месяца будет вести радиолокационную съемку. В ходе экспедиции планируется также составление карты ледяной поверхности и измерение с помощью лазерного высотомера уровня приливного горба, вызываемого притяжением Юпитера (чем меньше приливы, тем меньше воды подо льдом). Такая карта может пригодиться при выборе места для посадки будущих аппаратов для забора проб воды и поиска признаков жизни. Перевод и обработка Н.Виноградовой
Буря в атмосфере Юпитера в 10000 км севернее Большого красного пятна.
Дата снимка – 26 июня 1996 г. Белое пятно – облако, имеющее в поперечнике 1000 км, возвышающееся над верхним слоем облачности на 25 км. Нижняя его часть лежит на глубине 50 км ниже верхней границы облачности.
назад