Космические итоги 2024 года. Успехи и аварии

28 декабря 12:00

532

14 минут на чтение

2024 год оказался очень насыщенным на космические события. Мы стали свидетелями успешных запусков Starship и неудач компании Boeing, частных миссий к Луне и достижений в изучении дальнего космоса. Некоторые космические аппараты в этом году били рекорды, а некоторые только начинали свой путь, чтобы сделать важные открытия в будущем. Вспоминаем все достижения, провалы и прорывы, которые исследователям космоса принёс уходящий год.

Успех Starship

Полёт Starship в октябре 2024 года

SpaceX

В пилотируемой космонавтике год ознаменовался двумя трендами: успехом компании SpaceX и неудачей космического корабля Starliner, поставившей под сомнение его будущее.

Начнём со SpaceX. В 2024 году компания провела четыре испытания прототипа Starship — самой мощной в истории ракетно-космической системы, предназначенной для доставки большого количества грузов на околоземную орбиту и пилотируемых миссий к Луне и Марсу. Ключ к успеху — многоразовость и регулярность полётов. И сам Starship, и ускоритель Super Heavy должны использоваться повторно. Задумка сработает лишь в том случае, если послеполётное обслуживание и подготовка к новому пуску будут проходить в минимальные сроки. У шаттлов оно длилось месяцами и требовало множества специалистов. Из-за этого, несмотря на формальную многоразовость, полёты челноков обходились дороже, чем запуски обычных ракет.

Это непростая задача, но SpaceX намерена её решить. Два испытательных полёта Starship в 2023 году завершились взрывами прототипа корабля. В этом же году SpaceX сумела добиться существенного прогресса. Во время мартовского теста Starship впервые вывели на заданную суборбитальную траекторию (правда, он разрушился во время входа в атмосферу). В июне удалось приводнить Super Heavy в Мексиканском заливе, а сам Starship выдержал испытание атмосферой и приводнился в Индийском океане. Это тест, кстати, доказал выгоды стальной конструкции корабля. Starship смог совершить посадку, несмотря на повреждения теплозащиты, которые стали бы фатальными, будь его корпус изготовлен из композитных материалов или алюминия.

Самым эффектным вышел октябрьский полёт. SpaceX удалось с первого раза поймать ускоритель Super Heavy башней Mechazilla, а Starship вновь успешно приводнился — с куда большей точностью и меньшими повреждениями.

Следующий тест стал повтором предыдущего, но от ловли Super Heavy отказались из-за проблем с Mechazilla. Вместо этого ускоритель приводнили в Мексиканском заливе. Прежде чем затонуть, он дрейфовал почти сутки, даже заплыл в территориальные воды Мексики, что породило ряд шуток. Starship же вновь успешно приводнился в Индийском океане — даже при том, что инженеры намеренно сажали его в самом «жёстком» режиме.

Конечно, на пути к Луне и Марсу Starship предстоит ещё немало задач. Но после 2024 года его миссия уже не кажется невыполнимой.

Выход в открытый космос во время миссии Polaris Dawn

SpaceX

Другим достижением SpaceX стала миссия Polaris Dawn: корабль с четырьмя частными астронавтами провёл пять дней на околоземной орбите. Её профинансировал миллиардер Джаред Айзекман, для которого это уже второй полёт в космос.

В 2024 году частные космические миссии уже не выглядят экзотикой. Но всё же полёт Polaris Dawn стоит особняком. В его ходе был достигнут самый высокий апогей орбиты пилотируемого космического корабля и побит рекорд, установленный в далёком 1966 году. Crew Dragon удалился от нашей планеты на 1400 километров. Дальше от Земли летали лишь астронавты программы Apollo.

Затем состоялся первый в истории частный выход в открытый космос. Экипаж разгерметизировал корабль, после чего Айзекман и астронавтка Сара Гиллис высунулись наружу через люк корабля. Такая странная схема объясняется тем, что у Crew Dragon нет отдельного шлюза, а SpaceX пока не разработала автономные скафандры. Айзекман и Гиллис были подключены к системе жизнеобеспечения корабля, которая подавала им кислород.

Несмотря на все ограничения, миссия Polaris Dawn стала важной вехой для частной космонавтики. Айзекман планировал профинансировать ещё два полёта в космос. Но, похоже, с этим придётся повременить, ведь Дональд Трамп предложил его на должность нового руководителя NASA.

Провал Boeing

Starliner

NASA

На фоне успехов SpaceX ситуация у их конкурентов из Boeing выглядит удручающей. Компания столкнулась с массой проблем, и наглядным их олицетворением стал корабль Starliner.

Boeing получила контракт на создание Starliner в 2014 году. Первый испытательный полёт состоялся лишь в конце 2019-го и прошёл не лучшим образом: корабль не смог состыковаться с МКС. Boeing была вынуждена за свой счёт повторить тест. Он тоже удался не с первой попытки: в готовом к запуску Starliner случилась утечка окислителя, и пришлось заменить весь служебный модуль.

Второй полёт Starliner состоялся лишь в мае 2022 года. Он тоже прошёл не без проблем, но NASA всё же дало зелёный свет пилотируемой миссии. Её понадобилось ждать ещё два года. Starliner впервые полетел в космос с людьми (астронавтами NASA Бутчем Уилмором и Сунитой Уильямс) в июне 2024-го. Предполагалось, что корабль состыкуется с МКС, проведет в её составе восемь дней, после чего вернётся на Землю.

Сунита Уильямс и Барри (Бутч) Уилмор

NASA

Но всё пошло не по плану. Во время стыковки с МКС у корабля возникли проблемы с двигательной установкой. Операцию всё же удалось довести до конца, но репутация Starliner и Boeing была настолько подпорчена, что в NASA не стали рисковать. Starliner решили сажать в автоматическом режиме, а Уилмор и Уильямс остались на МКС. Они вернутся на Землю лишь в феврале 2025 года на корабле Crew Dragon.

В итоге капсула Starliner благополучно приземлилась. Но это стало слабым утешением для Boeing. NASA открыто признало, что не верит в безопасность их корабля, а возвращение экипажа поручили их конкуренту.

Дальнейшая судьба Starliner выглядит сомнительной. Компания понесла крупные убытки, не говоря уже об ущербе для репутации. Хотят слухи, что Boeing хочет избавиться от проекта. Возможно, первый пилотируемый полёт Starliner станет и последним.

Луна — суровая хозяйка

Аппарат Peregrine

NASA

В 2024 году мы стали свидетелями трёх миссий к Луне, и две из них были частными. Они организованы в рамках программы CLPS. Суть в том, что NASA выдаёт частным компаниям контракты с фиксированной ценой на доставку грузов на Луну. Частники сами ищут ракету-носитель, строят спускаемый аппарат, размещают груз и обеспечивают его прилунение.

Первым в космос отправился аппарат Peregrine компании Astrobotic. Запуск, для которого впервые использовали новую ракету Vulcan, прошёл успешно. Но вскоре после отделения у аппарата возникла утечка окислителя — она сделала невозможными манёвры, необходимые для достижения Луны. В Astrobotic направили аппарат в земную атмосферу, чтобы он не стал космическим мусором.

Через день после этого на Луну сел аппарат SLIM, принадлежащий Японскому аэрокосмическому агентству. Его, к слову, запустили ещё в сентябре 2023 года. Но поскольку SLIM летел по экономичной траектории, к Луне он приблизился лишь в январе 2024-го.

Аппарат SLIM на Луне

JAXA

Во время спуска один из двигателей отказал, так что SLIM прилунился в неправильном положении и большую часть лунного дня его солнечные панели находились в тени. Это серьёзно ограничило продолжительность сеансов связи. Тем не менее SLIM удалось главное: доказать эффективность экспериментальной технологии высокоточной посадки. А Япония стала пятой в истории страной, посадившей аппарат на Луну. Неожиданным достижением миссии стало то, что SLIM пережил несколько холодных лунных ночей, хоть не был рассчитан на такое. Аппарат проработал до 29 апреля, после чего перестал выходить на связь.

23 февраля на Луну сел построенный компанией Intuitive Machines аппарат Odysseus. Его прилунение оказалось ещё более хаотичным. Когда аппарат уже готовился к спуску, выяснилось, что ещё на Земле инженеры забыли включить лазерный альтиметр, без которого аппарат не мог безопасно сесть. От катастрофы Intuitive Machines спас установленный на борту Odysseus экспериментальный доплеровский альтиметр NASA. Инженеры срочно написали патч, позволяющий использовать его.

Аппарат Odysseus на фоне Земли

Intuitive Machines

Это помогло Odysseus добраться до поверхности. Но из-за слишком высокой посадочной скорости у аппарата подломилась одна из стоек, и, как и SLIM, он сел в нештатном положении. Тем не менее Odysseus вышел на связь с Землёй и проработал до 29 февраля. Так что Intuitive Machines стала первой частной компанией, которая, хоть и не без приключений, посадила аппарат на Луну.

Проблем не было лишь у Китая. 3 мая Поднебесная запустила миссию «Чанъэ-6». 52 дня спустя её возвратная капсула доставила на Землю первую в историю пробу грунта с обратной стороны Луны. Такое не удавалось ни СССР, ни США. Успех «Чанъэ-6» стал важным шагом в амбициозной программе КНР, предполагающей высадку людей на Луну до 2030 года.

Подробнее о лунных миссиях — 2024 вы можете узнать из статьи Антона Первушина, опубликованной в печатном выпуске «Мира фантастики» за декабрь 2024 года (№ 253).

События в дальнем космосе

Изображение спутника Юпитера Ио, сделанное аппаратом Juno

NASA

Интересные события происходили не только на Луне. Так, 3 февраля аппарат Juno совершил близкий пролёт к Ио — самому геологически активному спутнику Юпитера, где непрерывно извергаются сотни вулканов. Аппарат прошёл всего в 1500 километрах от Ио, сделав детальные снимки поверхности.

Предыстория этого пролёта отлично показывает, как космические аппараты могут решать задачи, для которых они не предназначены, а также даёт понять, насколько важен случай. Дело в том, что изучение спутников Юпитера не входило в планы Juno. NASA даже не хотело ставить на него камеру, но сдалось под давлением общественности, жаждавшей увидеть Юпитер.

Достигнув Юпитера, из-за сбоя двигателя аппарат не смог выйти на плановую орбиту и остался на промежуточной. Как теперь ясно, сбой оказался счастливым. Оказалось, что внеплановая орбита позволяет перейти на траекторию для близких пролётов мимо Ио, Европы и Ганимеда. А благодаря камере, которой изначально не предполагалось, NASA удалось получить детальные снимки этих лун. Был сделан ряд открытий — так, визит к Ио опроверг гипотезу о том, что под её поверхностью скрывается глобальный океан магмы.

BepiColombo в представлении художника

NASA

Впрочем, случай Juno — счастливое исключение. Проблемы у космических аппаратов редко приводят к чему-то хорошему. В 2024 году всех заставила поволноваться европейско-японская миссия BepiColombo. Её запустили в 2018-м для изучения Меркурия — и она всё ещё в пути. Добраться до первой планеты от Солнца не так-то просто: сперва нужно погасить излишнюю орбитальную скорость. BepiColombo не мог взять для этого достаточно топлива, и конструкторы запустили его по изощрённой траектории, предполагающей множество сближений с Землёй, Венерой и Меркурием для постепенного торможения.

Ещё аппарату периодически нужно было корректировать курс при помощи двигателей. И вот тут возникли проблемы. В апреле 2024-го двигатели перелётного модуля BepiColombo перестали получать достаточно энергии. Со временем инженерам удалось восстановить их тягу до 90% от первоначальной. Но сбой не прошёл без последствий. Аппарат пришлось перевести на новую траекторию, и теперь он прибудет к Меркурию в ноябре 2026 года — на 11 месяцев позже.

Могло быть и хуже — как вышло с марсианским дроном-вертолётом Ingenuity. Небольшой аппарат был призван доказать возможность управляемых полётов в разрежённой марсианской атмосфере. Ingenuity блестяще справился с задачей. Дрон был рассчитан на 30 дней работы и пять полётов, но превзошёл самые смелые ожидания. Он проработал 34 месяца, пролетев расстояние в 17242 метра. Сотрудники даже шутили, что аппарат следовало назвать Perseverance («Настойчивость» — так называется ровер, с которым дрон прибыл на Марс).

Ingenuity на Марсе

NASA

Но 18 января 2024 года 72-й полёт стал для него роковым. В этот раз не требовалось ничего сложного: провести короткий вертикальный взлёт, сделать пару снимков и вернуться в ту же точку. Но из-за сбоя в навигационной системе Ingenuity совершил аварийную посадку, при которой оторвалась одна из лопастей. Искалеченному дрону дали последнее задание: перейти в режим работы автономной метеостанции. Ежедневно он включается, собирает данные о температуре и делает снимок местности. В NASA рассчитывают, что Ingenuity протянет в таком режиме до 20 лет. Если в будущем дрон подберёт другая миссия, она получит ценный архив данных о марсианской погоде.

Завершилась и изучавшая Венеру японская миссия «Акацуки», у которой тоже интересная история. «Акацуки» запустили ещё в 2010 году, и аппарат должен был выйти на орбиту вокруг Венеры к концу того же года. Но при критическом манёвре отказал основной двигатель, и «Акацуки» пронёсся мимо планеты, став спутником Солнца.

Конструкторы не смирились с поражением и придумали, как снова направить аппарат к Венере, используя маломощные двигатели системы ориентации. Это заняло почти пять лет. В 2015 году «Акацуки» всё же вышел на орбиту вокруг Венеры и приступил к выполнению программы. К сожалению, в апреле 2024 года вышла из строя система ориентации, что привело к прекращению миссии. Всё это время «Акацуки» был единственным земным посланцем, изучавшим Венеру. Теперь планета осталась в одиночестве.

Художественное изображение телескопа NEOWISE

NASA/JPL-Caltech

2024 год стал последним и для другого космического ветерана — телескопа NEOWISE. Его запустили ещё в далёком 2009 году. Изначально NEOWISE делал инфракрасный обзор всего неба, а когда он исчерпал запасы хладагента, его перепрофилировали для поиска и изучения околоземных объектов. Именно он обнаружил знаменитую комету C/2020 F3 (NEOWISE), украсившую небо летом 2020 года.

NEOWISE погубили не технические сбои, а солнечная активность. Дело в том, что телескоп находился на околоземной орбите. Увеличение солнечной активности привело к «разбуханию» верхних слоёв атмосферы и ускорению схода объектов на низких орбитах. У NEOWISE не было двигателей, и он не мог противостоять этому. 2 ноября телескоп сгорел в небе над Индийским океаном.

В следующем десятилетии та же судьба, скорее всего, ждёт знаменитый Hubble. У него тоже нет двигателей, и его орбита постепенно снижается. Впрочем, пару лет назад Джаред Айзекман предлагал за свой счёт отправить к Hubble миссию, которая бы подняла его орбиту. Тогда в NASA ему отказали из соображений безопасности. Но если Айзекман возглавит NASA, то как знать, вдруг ему удастся воскресить идею спасательной миссии?

Официальный рендер Parker Solar Probe

NASA

Последним значимым космическим событием 2024 года стал новый рекорд, установленный солнечным зондом Parker. 24 декабря он превзошёл своё же достижение, пролетев всего в 6,2 миллиона километров от Солнца. Для сравнения, Меркурий не подходит к светилу ближе чем на 46 миллионов километров. В момент сближения Parker фактически двигался в верхних слоях солнечной атмосферы, а его теплозащитный экран разогрелся до 1500 градусов.

Это достижение потребовало шести лет и множества гравитационных маневров у Венеры, которые постепенно уменьшали перигелий орбиты Parker. Последний из них состоялся в ноябре и перевёл зонд на финальную орбиту, где он проработает остаток миссии. Сложно сказать, когда другому земному посланцу удастся побить достижение Parker.

Миссии к Европе и двойному астероиду

Фото Дидима со спутником, сделанное зондом DART до столкновения

NASA

7 октября европейская миссия Hera отправилась к двойному астероиду Дидиму. В 2022 году над его спутником Диморфом провели любопытный эксперимент: в него врезался американский зонд DART. NASA хотело узнать, что произойдёт при таком ударе и можно ли таким образом отклонять от Земли опасные объекты. Результаты превзошли все ожидания. Удар привёл к выбросу свыше тысячи тонн вещества, и Диморф обзавёлся пылевым хвостом в 10 тысяч километров (это почти как диаметр Земли). А период обращения астероида вокруг Дидима уменьшился на 33 минуты.

Конечно, учёным хочется узнать больше о том, как бомбардировка повлияла на эту пару и остался ли на поверхности Диморфа кратер. Как ни странно, моделирование показывает, что удар мог привести к перераспределению вещества по всему астероиду и изменению его формы. А значит, кратера могло и не остаться.

Hera должна ответить на эти и другие вопросы. Аппарат прибудет к астероидам в декабре 2026 года. Когда Hera достигнет цели, от неё отделится пара попутчиков — кубсаты Milani и Juventas. Они также будут изучать Диморф, а в конце миссии попытаются сесть на его поверхность.

Европа, снятая аппаратом «Галилео»

NASA

В том же октябре состоялся старт и другой значимой миссии: Europa Clipper. Её целью станет Европа — спутник Юпитера, под ледяной поверхностью которого, возможно, есть океан, содержащий больше воды, чем все земные океаны вместе взятые. Мы уже подробно рассказывали об этой миссии. Чтобы добраться до цели, Europa Clipper потребуется шесть лет и «помощь» Земли и Марса. Аппарат выполнит три гравитационных манёвра в их окрестностях, чтобы разогнаться до нужной скорости.

Стоит выделить и запущенную в декабре Proba-3. Это не межпланетная миссия, но у неё очень интересная архитектура. Основная задача Proba-3 — изучить внешний слой солнечной атмосферы, называемый короной. Его наблюдения затруднены ослепительным сиянием Солнца. Учёные нашли оригинальный выход — искусственные затмения.

Proba-3 состоит из пары спутников, один из которых сыграет роль искусственной луны и будет закрывать Солнце для другого, что позволит тому наблюдать корону. Такие затмения будут длиться до шести часов. Успех задумки потребует ювелирного исполнения. Спутники должны удерживать чётко выверенную дистанцию в 150 метров друг от друга, не отклоняясь ни на миллиметр. Для микрокоррекции положения они будут использовать лазеры и высокоточные двигатели. Что из этого выйдет, узнаем уже в следующем году, когда спутники отделятся друг от друга и приступят к наблюдениям.

Неспокойные окрестности Земли

Верхняя ступень ULA Centaur на орбите Земли.

United Launch Alliance

В завершение обзора стоит упомянуть ряд взрывов космической техники. Нет, речь не о звёздных войнах или саботаже, но взрывы на околоземной орбите уже давно не редкость. Чаще всего это детонация остатков топлива внутри ракетной ступени. После неё остаётся множество обломков, пополняющих тучи космического мусора.

За год зафиксировано семь взрывов на орбите. Виновниками трёх стали верхние ступени относительно новой китайской ракеты «Чанчжэн-6А», которая летает с 2022 года. Самым разрушительным стал взрыв китайской ступени 6 августа, породивший не менее тысячи обломков.

Сдетонировал в космосе и разгонный блок Centaur. Построившая его компания ULA уверяет, что «пассировала» блок, то есть стравила остатки топлива и разрядила батареи. Но поскольку это уже четвёртый случай разрушения Centaur с 2018 года, то либо кто-то лукавит, либо в его конструкции есть дефект, не позволяющий избавиться от всего топлива.

Спутник «Ресурс-П» до взрыва

HEO

В 2024 году на орбите взорвались и три спутника. Первый — российский «Ресурс-П» № 1, выведенный из эксплуатации в конце 2021 года. К счастью, аппарат был на относительно низкой орбите. Благодаря высокой солнечной активности его обломки должны быстро сгореть в атмосфере.

Того же нельзя сказать про метеоспутник USA-131 (как и «Ресурс-П» № 1, он был нерабочим). Аппарат находился на 840-километровой орбите, так что его обломкам понадобятся сотни лет, чтобы сгореть в атмосфере.

Intelsat 33e

Boeing

Но главные неприятности создал геостационарный спутник Intelsat 33e. Он изначально был проблемным: один из его двигателей отказал, а другой использовал больше топлива, чем предполагалось. Так что Intelsat 33e должен был проработать меньше срока. Но аппарат так и не дожил до пенсии и 19 октября 2024 года без предупреждения взорвался. Средства слежения зафиксировали не менее 700 фрагментов. В отличие от обломков «Ресурс-П» № 1 и USA-131, они останутся в космосе на тысячи, а то и на миллионы лет.

Что произошло с Intelsat 33e, пока не известно. Главный подозреваемый — топливная система, также причиной взрыва могли стать батареи. В 2019 году первый спутник этой же серии Intelsat-29e тоже взорвался, не проработав и трёх лет. Тогда причиной назвали утечку топлива. Гибель Intelsat 33e стала ещё одним ударом по репутации компании Boeing, которая построила и его, и Intelsat-29e. 2024-й определённо оказался не её годом.

А под самый конец года NASA опубликовала новое фото скопления в галактике NGC 2264, прозванного за свою форму «Рождественской ёлкой»