В минувшем году последний космический шаттл приземлился на Землю, тысячи людей потеряли работу, бюджет сократили… Однако существуют и другие проекты НАСА, которыми агентство будет заниматься в течение следующих нескольких лет. Только в 2011 году было сделано множество открытий, например, ученые обнаружили четвертый спутник у Плутона, а космический корабль впервые вошел на орбиту астероида Веста. В августе месяце корабль «Джуно» отправился на Юпитер, был подготовлен к полету на Марс следующий марсоход – «Curiosity» и так далее…

1. Зонд для исследования планет «Джуно» отправляется со стартовой площадки 41 во Флориде, основной конструцией которой является строительная арматура. Аппарат отправился в пятилетнее путешествие на Юпитер. Работающий от солнечной энергии аппарат пролетит по орбите Юпитера 33 раза, чтобы больше узнать о происхождении этой планеты, ее структуре, атмосфере и магнитосфере, а также исследовать ее ядро.

2. Это фото демонстрирует испарение солнечной кометы, размельчаемой за 15 минут. Эти исследования, сделанные в ультрафиолетовом свете, показывают материальное взаимодействие кометы с короной солнца. Угол орбиты кометы оказался на первой половине Солнца. Это видно не сразу, но если присмотреться, можно увидеть линию света справа, у самого края Солнца, которая движется налево. Учитывая повышенный уровень теплоты и излучения, комета просто испарилась.

3. Граница света и тени на поверхности Меркурия. На Меркурии три дня равны двум годам, другими словами, планета вращается вокруг своей оси в три раза на каждые две орбиты вокруг Солнца. Первый год Меркурия для миссии «MESSENGER» закончился 13 июня 2011 года.

4. Цветной снимок поверхности Меркурия. Наверху справа – кратер Башо, яркий кратер рядом с центром – Калидаса, а слева находится бассейн Толстой. На этой территории находится большое разнообразие материалов поверхности, включая кратеры, материалы с низкой отражающей способностью и гладкие равнины.

5. Снимок со спутника тайфуна Муифа недалеко от Тайваня.

6. Юг Итальянского полуострова ночью. Носок и каблук итальянского «сапога» четко видны в свете крупных огней, таких как Неаполь, Барии и Бриндиси, а также многочисленных мелких городишек. Граничащие с ними Адриатическое, Тирренское и Ионическое моря представлены темные пятнами на востоке, западе и юге. Также видны городские огни Палермо, Катании и Сицилии. В момент, когда было сделано это фото, МКС находилась над Румынией, недалеко от столицы Будапешт. На переднем плане видна часть солнечной панели российского корабля.

7. Космический шаттл «Атлантис» проносится через земную атмосферу над облаками и городскими огнями по пути домой. На заднем плане видно свечение атмосферы.

8. Испытания космических кораблей следующего поколения продолжаются. Это третий тест приземления на воду многоцелевого экипажного аппарата «Орион», которые проводят в гидробассейне на территории исследовательского центра НАСА. В данном случае представлен наихудший сценарий приземления. Шанс того, что аппарат перевернется, был 50%.

9. Спустя почти два месяца после начала извержения чилийский вулкан Пуйеуэ продолжал извергаться. Этот снимок был сделан 31 июля. Бледный шлейф пепла поднимается над трещинами, а затем разлетается на север и восток. Шлейф отбрасывает тень на лаву, текущую вдоль западного края снимка. К югу от шлейфа расположены территории, не запятнанные лавой.

10. Техники монтажно-сборочного корпуса полезной нагрузки в Титусвилле, штат Флорида, следят за испытаниями аппарата «Джуно» на центр гравитации.

11. Ракета «Atlas V» с аппаратом»Джуно» на борту вечером перед запланированным стартом в Кейп Канаверал 4 августа.

12. Планетарный зонд «Джуно» проносится мимо облаков ввысь, в космос, чтобы начать свое пятилетнее путешествие на Юпитер. «Джуно» совершит пятилетнее путешествие на Юпитер, чтобы узнать о происхождении планеты и ее эволюции с помощью восьми специальных инструментов. Он исследует ее внутреннюю структуру, гравитационное поле, измерить уровень влажности и аммиака в атмосфере, а также исследует ее северные сияния.

13. Фото побережья Атлантического океана на территории США, сделанное с МКС.

14. Марсоход под названием «Curiosity» («Любознательность») в монтажном корпусе в Пасадене, Калифорния.

15. Тепловой экран для марсохода – крупнейший в истории планетарных миссий.

16. Марсоход (наверху слева в сложенном состоянии) готовят к перевозке на вращающуюся арматуру для тестирования.

17. Система формирования изображения марсохода MAHLI представляет собой RGB камеру 2 мегапикселя с фокусируемыми макро-объективами на его инструментальной башенке в конце роботизированной «руки» аппарата с флэшкой 8 Гб плюс ЗУ с разрушением информации объемом 128 Мб и способностью снимать видео высокого разрешения. Главная задача этой штуки – получить цветные снимки камней и материалов поверхности Марса.

18. НАСА выбрала кратер Гейл местом высадки марсохода «Curiosity». Этот снимок Гейла – мозаика снимков, сделанных аппаратом «Одиссей». Кратер Гейл составляет 154 километра в диаметре и содержит в себе слоистую гору высотой 5 км. Овал на снимке указывает предполагаемое место высадки марсохода. На территории в радиусе высадки есть аллювиальный конус, образованный нанесенными водой осадками. В нижних слоях соседней горы есть минералы.

19. 3 марта 2011 года инженеры НАСА начали первую фазу испытаний интегрированной системы нового прототипа робота. Эти тесты помогут улучшить дизайн и разработку небольших, умных и подвижных роботов нового поколения, способных проводить научные исследования на поверхности Луны или других телах, включая астероиды,летающие вокруг нашей планеты.

20. Инженер НАСА Эрни Райт смотрит, как первое из шести главных зеркал космического телескопа готовят к криогенным тестам. Сейчас из-за проблем с бюджетом будущее телескопа «Хаббл» остается неизвестно.

21. Драматический снимок рассвета на кратере Тихо на Луне. Вершина центрального пика находится на высоте 2 км от поверхности Луны, а пол кратера – в 4700 метрах ниже края.

22. Ямы на замерзшей поверхности Южного полюса Марса.

23. Часть заднего края кратера Endeavour на Марсе. Этот кратер диаметром около 22 км в 25 раз шире того, к которому аппарат «Opportunity» приближался раньше во время проведенных на Марсе 90 месяцев. Кратер Endeavour стал пунктом назначения для аппарата «Opportunity» с тех пор, как тот перестал изучать Викторию в августе 2008 года. Территория на переднем плане покрыта сферулами, прозванными «голубикой», которые часто встречались на пути «Opportunity» с первых дней высадки. Их диаметр около 5 мм.

24. На Земле это явление называется выбросы, когда ветер «вырезает» в мягкой породе углубления в форме полумесяца. На Марсе эти углубления намного крупнее.

25. Огромный астероид Веста. Аппарат НАСА «Dawn» облетел Весту 15 июля и проведет на его орбите год. Фото было сделано с расстояния около 10 500 км.

26. Астероид Веста.

27. Новый спутник Плутона. Астрономы с помощью телескопа Хаббл открыли четвертый спутник крошечной ледяной планеты Плутон. Новый мизерный спутник, временно названный P4, был обнаружен во время поиска телескопом Хаббл колец крошечной планеты. Новый спутник – самый маленький из обнаруженных вокруг Плутона. Его диаметр от 13 до 34 км. Для сравнения, Харон – крупнейший спутник Плутона – имеет диаметр в 1200 км, а другие спутники – Никс и Гидра – от 32 до 113 км. Р4 стал целью новой миссии НАСА, запланированной на 2015 год.

28. Аппарат «Кассини» у Сатурна с пятью его спутниками и кольцами. Слева находятся спутники Янус, Пандора, Энцелад, Мимас и Рея.

29. Кассини сделал этот снимок спутника Сатурна Елены во время второго приближения к планете. Подсвеченные территории – ведущее полушарие Елены (33 км поперек). Фото было сделано с расстояния около 7 тысяч км от Елены. Масштаб снимка – 42 метра на пиксель.

30. Кольца Сатурна мешают идеальному снимку крупнейшего спутника – Титана. Здесь видны темные области на Титане и северном полюсе планеты. Север у Титана наверху. Фото было сделано аппаратом Кассини 12 мая на расстоянии около 2,3 миллионов километров от Титана. Масштаб фото – 14 метров на пиксель.

31. Волнообразные облака на поверхности Сатурна. Фото было сделано Кассини с расстояния около 668 874 км от Сатурна.

32. Сильный ураган прорывается через атмосферу в северном полушарии Сатурна. Это фото было сделано окло 12 недель после начала урагана, и к этому времени облака уже образовали хвост, обернувший планету. Некоторые облака движутся на юг и оказываются в потоке, идущем на восток (справа). Это самый крупный ураган, который когда-либо удавалось фиксировать на планете Сатурн. Смотрите пост.

История

Во времена холодной войны космос был одной из арен для борьбы между Советским Союзом и США. Геополитическое противостояние сверхдержав - главный стимул в те годы для развития космической отрасли. На осуществление программ освоения космоса было брошено огромное количество ресурсов. В частности, на реализацию проекта «Аполлон», главной целью которого была высадка человека на поверхность Луны, правительство США потратило около двадцати пяти миллиардов долларов. Для 70-х годов прошлого века эта сумма была просто гигантской. Лунная программа СССР, которой так и не суждено было осуществиться, обошлась бюджету Советского Союза в 2,5 млрд. рублей. Разработка отечественного космического корабля многоразового использования «Буран» стоила шестнадцать миллиардов рублей. При этом «Бурану» судьба уготовила совершить лишь один космический полет.

Гораздо больше повезло его американскому аналогу. «Спейс шаттл» совершил сто тридцать пять запусков. Но американский шаттл оказался не вечен. Корабль, созданный по государственной программе «Космическая транспортная система», 8 июля 2011-го года осуществил свой последний космический старт, который завершился ранним утром 21-го июля того же года. За время реализации программы американцы произвели на свет шесть «шаттлов», один из которых был прототипом, никогда не осуществлявшим космических полетов. Два корабля и вовсе потерпели катастрофу.

Отрыв от земли «Аполлона 11»

С точки зрения экономической целесообразности программу «Спейс шаттл» едва ли можно назвать успешной. Космические корабли одноразового использования оказались гораздо экономичней своих, казалось бы, более технологически продвинутых многоразовых собратьев. Да и безопасность полетов на «шаттлах» вызывала сомнения. За время их эксплуатации, в результате двух катастроф, жертвами стали четырнадцать астронавтов. Но причина столь неоднозначных итогов космических путешествий легендарного корабля заключается не в его техническом несовершенстве, а в сложности самой концепции космических аппаратов многоразового использования.

В итоге, российские космические корабли одноразового использования «Союз», разработанные ещё в 60-е годы прошлого века, стали единственным типом аппаратов, осуществляющим ныне пилотируемые полеты на Международную космическую станцию (МКС). Нужно сразу отметить, что это отнюдь не говорит об их превосходстве над «Спейс шаттлом». Корабли «Союз», как и беспилотные «космические грузовики» «Прогресс», созданные на их базе, обладают рядом концептуальных недостатков. Они весьма ограничены в грузоподъемности. А еще использование подобных аппаратов приводит к накоплению орбитального мусора, оставшегося после их эксплуатации. Космические полеты на кораблях типа «Союз» очень скоро станут частью истории. В то же время, на сегодняшний день, не существует реальных альтернатив. Огромный потенциал, заложенный в концепции кораблей многоразового использования, зачастую остается технически нереализуемым даже в наше время.

Первый проект советского многоразового орбитального самолета ОС-120 «Буран», предложенного НПО "Энергия" в 1975 году и представлявшего собой аналог американского Space Shuttle

Новые космические корабли США

В июле 2011-го года американский президент Барак Обама заявил: полет на Марс является новой и, насколько можно полагать, главной целью американских астронавтов на ближайшие десятилетия. Одной из программ, осуществляемых NASA в рамках освоения Луны и полета на Марс, стала масштабная космическая программа «Созвездие».

В её основе - создание нового пилотируемого космического корабля «Орион», ракет-носителей «Арес-1» и «Арес-5», а также лунного модуля «Альтаир». Несмотря на то что в 2010-м году правительство США приняло решение о сворачивании программы «Созвездие», NASA получило возможность продолжить разработку «Ориона». Первый беспилотный испытательный полет корабля планируется реализовать в 2014-м году. Предполагается, что во время полета аппарат удалится на шесть тысяч километров от Земли. Это примерно в пятнадцать раз дальше, чем находится МКС. После тестового полета корабль возьмет курс на Землю. В атмосферу новый аппарат сможет входить со скоростью 32 тыс. км/ч. По этому показателю «Орион» на полторы тысячи километров превосходит легендарный «Аполло». Первый беспилотный экспериментальный полет «Ориона» призван продемонстрировать его потенциальные возможности. Испытание корабля должно стать важным шагом к осуществлению его пилотируемого запуска, который намечен на 2021-й год.

Согласно планам NASA, в роли ракет-носителей «Ориона» будут выступать «Дельта-4» и «Атлас-5». От разработки «Арес» было решено отказаться. Кроме того, для освоения дальнего космоса американцы проектируют новую сверхтяжёлую ракету-носитель SLS.

«Орион» - корабль частично многоразового использования и концептуально находится ближе к аппарату «Союз», чем к космическому челноку «шаттл». Частично многоразовыми являются большинство перспективных космических кораблей. Такая концепция предполагает, что после осуществления посадки на поверхность Земли жилую капсулу корабля можно будет повторно использовать для запуска в космическое пространство. Это позволяет совместить функциональную практичность многоразовых космических кораблей с экономичностью эксплуатации аппаратов типа «Союз» или «Аполло». Такое решение- переходный этап. Вероятно, в отдаленном будущем все космические аппараты станут многоразовыми. Так что американский «Спейс шаттл» и советский «Буран» в каком-то смысле опередили своё время.

«Орион» – многоцелевой капсульный частично многоразовый пилотируемый космический корабль США, разрабатываемый с середины 2000-х годов в рамках программы «Созвездие»

Похоже, слова «практичность» и «предусмотрительность» как нельзя лучше характеризуют американцев. Правительство США решило не взваливать все свои космические амбиции на плечи одного «Ориона». В настоящее время сразу несколько частных компаний по заказу NASA разрабатывают собственные космические корабли, призванные заменить используемые сегодня аппараты. В рамках «Программы развития коммерческих пилотируемых кораблей» (CCDev) компания Boeing разрабатывает частично многоразовый пилотируемый космический корабль CST-100. Аппарат предназначен для совершения коротких путешествий на околоземную орбиту. Его главной задачей станет доставка экипажа и грузов на МКС.

Экипаж корабля может составлять до семи человек. При этом, во время проектирования CST-100 особое внимание было уделено комфорту астронавтов. Жилое пространство аппарата куда обширней кораблей прошлого поколения. Запуск его, вероятно, будет производиться с помощью ракет-носителей «Атлас», «Дельта» или «Фалькон». При этом, «Атлас-5» является наиболее подходящим вариантом. Посадка корабля будет осуществляться с помощью парашюта и воздушных подушек. Согласно планам компании Boeing, в 2015-м году CST-100 ждет серия испытательных запусков. Первые два полета будут беспилотными. Главная их задача- вывод аппарата на орбиту и тестирование систем безопасности. Во время третьего полета планируется пилотируемая стыковка с МКС. В случае успеха испытаний CST-100 очень скоро будет способен прийти на замену российским кораблям «Союз» и «Прогресс», монопольно осуществляющим пилотируемые полеты на Международную космическую станцию.

CST-100 – пилотируемый транспортный космический корабль

Ещё одним частным кораблем, который будет выполнять доставку грузов и экипажа на МКС, станет аппарат, разработанный компаний SpaceX, входящей в состав Sierra Nevada Corporation. Частично многоразовый моноблочный корабль «Дракон» разработан по программе NASA «Коммерческая орбитальная транспортировка» (COTS). Планируется построить три его модификации: пилотируемую, грузовую и автономную. Экипаж пилотируемого корабля, как и в случае с CST-100, может составлять семь человек. В грузовой модификации корабль будет брать на борт четыре человека и две с половиной тонны груза.

А в будущем «Дракон» хотят использовать и для полетов на Красную планету. Для чего разработают специальную версию корабля - «Рэд драгон». Согласно планам американского космического руководства, беспилотный полет аппарата на Марс состоится в 2018-м году, а первый испытательный пилотируемый полет корабля США рассчитывают осуществить уже через несколько лет.

Одна из особенностей «Дракона» - его многоразовость. После осуществления полета часть энергетических систем и топливные баки будут спускаться на Землю вместе с жилой капсулой корабля и могут быть вновь использованы для космических полетов. Эта конструктивная способность выгодно отличает новый корабль от большей части перспективных разработок. В ближайшем будущем «Дракон» и CST-100 будут дополнять друг друга и выступать в роли «подстраховки». В случае, если один тип корабля по какой-то причине не сможет выполнять поставленные перед ним задачи, другой возьмет на себя часть его работы.

Dragon SpaceX – частный транспортный космический корабль (КК) компании SpaceX, разработанный по заказу NASA в рамках программы «Коммерческая орбитальная транспортировка» (COTS), предназначенный для доставки полезного груза и, в перспективе, людей на МКС

«Дракон» на орбиту вывели впервые в 2010-м году. Беспилотный испытательный полет завершился успешно, и уже через несколько лет, а именно 25 мая 2012-го года, аппарат пристыковался к МКС. На корабле к тому моменту не было системы автоматической стыковки, и для её осуществления пришлось использовать манипулятор космической станции.

Этот полет рассматривался в качестве первой в истории стыковки частного корабля к Международной космической станции. Сразу оговоримся: едва ли «Дракон» и ряд других космических кораблей, разрабатываемых частными компаниями, можно назвать частными в полном смысле слова. Например, на разработку «Дракона» NASA выделило 1,5 млрд. долларов. Другие частные проекты также получают финансовую поддержку со стороны NASA. Поэтому речь идет не столько о коммерциализации космоса, сколько о новой стратегии развития космической отрасли, основанной на кооперации государства и частного капитала. Некогда секретные космические технологии, ранее доступные лишь государству, отныне - достояние ряда частных компаний, вовлеченных в сферу космонавтики. Обстоятельство это - само по себе мощный стимул для роста технологических возможностей частных компаний. К тому же такой подход позволил устроить в частную сферу большое количество специалистов космической отрасли, уволенных ранее государством в связи с закрытием программы «Спейс шаттл».

Когда речь идет о программе разработки космических кораблей частными компаниями, едва ли не наибольший интерес представляет проект компании SpaceDev, получивший название «Дрим Чейзер». В его разработке также принимали участие двенадцать партнёров компании, три американских университета и семь центров NASA.

Концепт многоразового пилотируемого космического корабля Dream Chaser, разрабатываемый американской компанией SpaceDev, подразделением Sierra Nevada Corporation

Этот корабль сильно отличается от всех остальных перспективных космических разработок. Многоразовый «Дрим Чейзер» внешне напоминает миниатюрный «Спейс шаттл» и способен осуществлять посадку, как обыкновенный самолет. И все равно основные задачи корабля схожи с задачами «Дракона» и CST-100. Аппарат послужит для доставки грузов и экипажа (до тех же семи человек) на низкую околоземную орбиту, куда он будет выводиться с помощью ракеты-носителя «Атлас-5». В этом году корабль должен осуществить свой первой беспилотный полет, а к 2015-му планируется подготовить к запуску его пилотируемую версию. Еще одна важная деталь. Проект «Дрим Чейзер» создается на базе американской разработки 1990-х годов – орбитального самолета HL-20. Проект последнего стал аналогом советской орбитальной системы «Спираль». Все три аппарата имеют схожий внешний вид и предполагаемые функциональные возможности. Отсюда вытекает вполне закономерный вопрос. Стоило ли Советскому Союзу сворачивать наполовину готовую авиационно-космическую систему «Спираль»?

Что у нас?

В 2000-м году РКК «Энергия» начала проектирование многоцелевого космического комплекса «Клипер». Этот многоразовый космический аппарат, внешне чем-то напоминающий уменьшенный в размерах «шаттл», предполагалось использовать для решения самых разнообразных задач: доставка груза, эвакуация экипажа космической станции, космический туризм, полеты на другие планеты. На проект возлагались определенные надежды. Как всегда, благие намерения накрылись медным тазом отсутствия финансирования. В 2006-м году проект был закрыт. При этом технологии, разработанные в рамках проекта «Клипер», предполагается использовать для проектирования «Перспективной пилотируемой транспортной системы» (ППТС), также известной как проект «Русь».

Крылатый вариант «Клипера» в орбитальном полете. Рисунок веб-мастера на основе 3D-модели «Клипера»

©Вадим Лукашевич

Именно ППТС (конечно, это пока лишь «рабочее» название проекта), как полагают российские специалисты, будет суждено стать отечественной космической системой нового поколения, способной заменить стремительно устаревающие «Союзы» и «Прогрессы». Как и в случае с «Клипером», разработкой космического корабля занимается РКК «Энергия». Базовой модификацией комплекса станет «Пилотируемый транспортный корабль нового поколения» (ПТК НК). Его главной задачей, опять-таки, будет доставка грузов и экипажа на МКС. В отдалённой перспективе - разработка модификаций, способных осуществлять полеты на Луну и выполнять продолжительные исследовательские миссии. Сам корабль обещает стать частично многоразовым. Жилая капсула может быть повторно использована после осуществления посадки. Двигательно-агрегатный отсек – нет. Любопытная особенность корабля - возможность посадки без использования парашюта. Для торможения и мягкого приземления на поверхность Земли будет применяться реактивная система.

В отличие от «Союзов», взлетающих с территории космодрома «Байконур» в Казахстане, новые корабли будут запускать с нового космодрома «Восточный», строящегося на территории Амурской области. Экипаж составит шесть человек. Пилотируемый аппарат также способен брать груз - пятьсот килограммов. В беспилотной версии корабль сможет доставлять на околоземную орбиту «гостинцы» посолиднее- весом в две тонны.

Одна из основных проблем проекта ППТС - отсутствие ракет-носителей, обладающих необходимыми характеристиками. Сегодня главные технические аспекты космического корабля проработаны, но отсутствие ракеты-носителя ставит его разработчиков в весьма затруднительное положение. Предполагается, что новая ракета-носитель станет технологически близкой к «Ангаре», разработанной ещё в 1990-е годы.

Макет ППТС на выставке МАКС-2009

©sdelanounas.ru

Как ни странно, но ещё одной серьёзной проблемой является сама цель проектирования ППТС (читай: российская действительность). Россия едва ли сможет себе позволить осуществление программ по освоению Луны и Марса, аналогичные по своим масштабам тем, которые претворяют в жизнь США. Даже в случае успеха разработки космического комплекса, скорее всего, его единственной реальной задачей будет доставка грузов и экипажа на МКС. Но начало летных испытаний ППТС отложено до 2018-го года. К этому времени перспективные американские аппараты, скорее всего, уже смогут взять на себя те функции, которые сейчас выполняют российские корабли «Союз» и «Прогресс».

Туманные перспективы

Современный мир лишен романтики космических полетов- это факт. Конечно, речь не идет о запуске спутников и космическом туризме. За эти сферы космонавтики можно не беспокоиться. Полеты на Международную космическую станцию имеют огромное значение для космической отрасли, но срок пребывания МКС на орбите ограничен. Станцию планируется ликвидировать в 2020-м году. Современный пилотируемый космический аппарат – это, прежде всего, составная часть определенной программы. Нет смысла разрабатывать новый корабль, не имея представления о задачах его эксплуатации. Новые космические аппараты США проектируются не только для доставки грузов и экипажей на МКС, но и с целью полетов на Марс и Луну. Однако эти задачи настолько далеки от повседневных земных забот, что в ближайшие годы нам едва ли стоит ожидать сколько-нибудь значительных прорывов в области космонавтики.

Самое крупное космическое агентство в мире создает самые неожиданные фантастические проекты.

Но, как бы странно они ни выглядели, за их причудливым внешним видом стоят точные научные расчеты

Dextre

На орбите МКС с угрожающей скорость возрастает количество космического мусора, мешающего нормальной работе станции и выходам космонавтов в открытый космос. Сама внешняя часть станции время от времени нуждается в текущем ремонте. Для решения этих проблем создан Dextre, он же «гибкий манипулятор специального назначения». Dextre - это космический разнорабочий, закрепленный на поверхности МКС с 2011 года. Он весит 1,7 тонны и имеет в высоту 3,5 метра.

Существует техническая возможность управления роботом с МКС, но по действующим правилам его работа направляется с Земли. За ней совместно следят специалисты НАСА и Канадского космического агентства (Dextre создан в Канаде).

Пока Dextre успешно справляется со своими обязанностями, космонавтам не нужно выходить в открытый космос, чтобы закрепить разболтавшуюся гайку или заменить изношенный провод. И у них остается больше времени для научных занятий.

Сверхзвуковое двунаправленное летающее крыло

Этот самолет, идея которого принадлежит профессору Университета Майами Гаченгу За, выглядит смешно. Но он может работать в беспрецедентном диапазоне высот и скоростей, что привлекло внимание НАСА.

Стандартному самолету необходима большая площадь крыла, чтобы обеспечить себе взлет. Но когда машина уже находится в воздухе, площадь крыльев становится проблемой, потому что она увеличивает сопротивление и, следовательно, уменьшает скорость. Эта дилемма аэродинамической эффективности, по-видимому, не имеет оптимального решения, но НАСА рассчитывает, что сможет обойти ее с помощью схемы летающего крыла. Того, кто реализует проект на практике, ожидает вознаграждение в виде 100 тысяч долларов.

Космические овощи

Питание космонавтов, находящихся на орбите, не представляет никаких проблем - пищевые концентраты доставляют экспедиции с Земли. Но в будущем количество космонавтом может увеличиться. На этот случай разрабатываются проекты космических ферм.

Первые семена были доставлены на МКС в апреле 2014 года. Из них будет выращен салат-латук, который позже будет заморожен и отправлен обратно на Землю для лабораторных проверок. Если салат будет признан безопасным, эксперименты продолжатся с другими сельскохозяйственными культурами. В будущем это позволит серьезно разнообразить рацион космонавтов.

Super Ball Bot

Робот-мяч имеет уникальную конфигурацию, позволяющую амортизировать очень сильные удары о поверхность. Он настолько прочен, что НАСА планирует спускать таких роботов на поверхность Титана (одной из лун Сатурна) без парашютов.

Роботу-мячу не нужно шасси, он передвигается, изменяя собственную структуру. Проходимость по пересеченной местности у него гораздо лучше, чем у любого робота с колесами.

Пушка для Европы

Одно из перспективных мест для поиска внеземной жизни - соленый океан на спутнике Юпитера Европе. Но добраться до него можно только преодолев 30-километровую толщу льда. Такая глубина бурения пока не достигнута даже на Земле.

Тем не менее, НАСА уже получило первые 15 миллионов для исследования Европы. Историческая миссия в сторону Юпитер начнется не позднее 2022 года. НАСА уже разработало технологию, которая позволит пробить льды Европы - это тепловая пушка, работающая на ядерном топливе.

Испытания пушки проходят на леднике Матануска на территории Аляски. Ученые рассматривают возможность использования этой установки и в других местах Солнечной системы.

Крошечные спутники

Новейшие спутники НАСА отличаются от того, что мы привыкли понимать под словом «спутник». Некоторые из них свободно умещаются в руках.

Одним из наноспутников является CubeSat. Это кубик с ребром 10 сантиметров, весящий 1,3 килограмма. Они имеют очень широкие возможности настройки под разные задачи и легко транспортируются на орбиту, поэтому НАСА предлагает университетам и студентам представлять собственные проекты, основанные на работе CubeSat. Некоторые из этих проектов будут реализованы. Малый вес наноспутников позволяет запускать их как дополнительную нагрузку к ранее запланированным экспедициям.

Первые наноспутники были доставлены в космос еще в 2011 году. Если их испытания завершатся успешно, НАСА может совсем отказаться от классических спутников, перейдя на CubeSat и аналогичные модели.

Мыши-космонавты

Самые маленькие космонавты отправятся на борт МКС. С их помощью НАСА изучит длительное воздействие микрогравитации на организм. Мыши живут около двух лет, что делает их идеальными кандидатами для этих исследований.

Шесть месяцев - это примерно четверть жизни мыши, аналог 20 лет человеческой жизни. НАСА будут изучать различные этапы жизни мышей, сравнивая их с жизнью мышей, находящихся на Земле. Это поможет установить общие для всех млекопитающих (включая людей) закономерности. Мыши уже участвовали в космических экспериментах, но не в таких длительных.

Путешествия без топлива

Недавно разработанные двигатели позволяют двигаться в космосе, не создавая тягу в противоположном направлении. Эти опыты крайне заинтересовали НАСА. Для непрофессионала такие разработки кажутся шарлатанством, нарушающим законы Ньютона и принцип сохранения импульса, но они, кажется, действительно работают.

Действие Cannae Drive базируется на микроволновом излучении. Его аналог, созданный в Великобритании, называется EmDrive и работает примерно так же.

Энергия, производимая двигателем крайне мала и измеряется в микроньютонах. Ее можно сравнить с чихом бабочки. Но в условиях безвоздушного пространства этого достаточно, чтобы привести тело в движение.

OSIRIS-REx

В рамках программы НАСА New Frontiers запланированы три планетарные миссии. Миссия Juno призвана дать человечеству новые знания о Юпитере. Целью New Horizons является получение первых фотографий поверхности Плутона. А самой амбициозной является OSIRIS-REx - проект по доставке на Землю образца грунта с одного из астероидов.

Ожидается, что этим астероидом станет 101955 Бенну. Космический аппарат подойдет к астероиду и заберет пробу грунта при помощи специального бура. Это нетривиальная задача, учитывая то, что Бенну несется по Вселенной со скоростью пули, а по размерам сравним с четырьмя футбольными полями.

По расчетам астрономов, Бенну имеет самую высокую вероятность столкновения с Землей в XXII веке, поэтому знание его состава имеет практическую ценность - возможно, нашим потомкам придется взрывать его.

Регулирование воздушного движения беспилотников

НАСА разрабатывает систему, которая будет регулировать движение дронов, которых становится все больше. Федеральное управление гражданской авиации США допустило к эксплуатации первые коммерческие дроны в июне 2014 года. Эти машины будут работать на кукурузных полях. Пока их использование не допускается в городской черте, но долго ли еще продлится такое положение дел?

Как ожидается, испытания системы и оценка ее применимости в городах займут у НАСА не меньше четырех лет.

Американское космическое агентство представило проект новой тяжелой ракеты-носителя. Об этом сообщает Agence France-Presse .

Грузоподъемность системы, которая пока называется Space Launch System (система космических запусков), будет составлять 70 метрических тонн, но конструкция предусматривает возможность увеличения этого параметра до 130 метрических тонн. Ракета-носитель сможет доставлять пилотируемые экспедиции за пределы околоземной орбиты. Первый пробный полет ракеты-носителя намечен на конец 2017 года.

Новая ракета-носитель будет включать технические разработки, созданные в рамках программы шаттлов, а также конструкторские решения, появившиеся при проектировании космической техники по программе "Созвездие" - она предусматривала создание пилотируемого корабля и серии ракет-носителей, которые смогли бы выводить его за пределы орбиты Земли.

Первая ступень новой ракеты будет работать на водородно-кислородном двигателе RS-25D/E, более ранняя версия которого использовалась в программе шаттлов. Вторая ступень будет оснащена двигателем J-2X, в котором также используются кислород и водород. Он был создан в рамках программы "Созвездие".
Посмотреть анимацию старта новой ракеты-носителя можно на ролике:

Система SLS станет первой системой подобного класса, созданной "Сатурна V" - ракеты-носителя, доставлявшей корабли серии "Аполлон" на .

Американцы строят уникальный плазмодвигатель для полетов к Плутону

В НАСА объявили победителя конкурса на разработку нового типа двигателя для космических аппаратов.

В рамках первой фазы конкурса на разработку двигательной установки прямого преобразования ядерной энергии призом в 100 тыс. долл. награжден профессор Вашингтонского университета Джон Слау, который разработал проект электромагнитного плазмоидного двигателя или как его называют в - безэлектродного двигателя на силе Лоренца (ELF).

Электромагнитный плазмоидный двигатель (ЭПД) является революционным типом электрической двигательной установки и позволяет резко сократить массу космического аппарата, а также увеличить эффективность двигателей по сравнению с традиционными системами мощностью 500-1000 Вт. ЭПД имеет высокую удельную мощность (более 700 Вт/кг) и экономичность. Он позволит совершать беспилотные полеты к самым окраинам : Нептуну, Плутону и Облаку Оорта. Кроме того, новый двигатель может питаться от солнечных панелей, что дает возможность быстро преодолеть расстояние до более близких объектов, например спутников или астероидов.

Принцип работы ЭПД следующий: с помощью вращающегося магнитного поля внутри конической камеры двигателя создается мощное напряжение токов внутри потока плазмы, что приводит к образованию плазмоида, изолированного от стенок камеры магнитным полем. Изменение градиента магнитного поля в мощных плазменных токах приводит к тому, что плазмоид покидает коническую камеру с огромной скоростью - соответственно появляется реактивная тяга. По замыслу специалистов НАСА, новый тип двигателя должен представлять собой импульсное устройство, потребляющее 1 КВт и выдающее разряд с энергией 1 Дж при частоте 1 кГц.

В НАСА разработали теорию и дизайн нового двигателя, а также продемонстрировали работу физических принципов его работы в лаборатории. Специалистам удалось создать небольшой, всего 10 см в диаметре, двигатель киловаттного класса, который продемонстрировал надежную работу в импульсном режиме с энергией от 0,5 до 5 Дж. ЭПД имеют массу преимуществ, даже по сравнению с высокоэффективными ионными двигателями. Прежде всего, ЭПД может использовать в качестве топлива большой спектр рабочих тел: кислород, аргон, гидразин или смесь газов. Это позволяет производить дозаправку аппаратов в космосе, а также, теоретически, пользоваться «местным» топливом, например газами из атмосферы Марса. ЭПД не только увеличит скорость и энергетические возможности космических аппаратов, он также может стать вторым двигателем самолетов. Они могли бы выходить на околоземную орбиту на прямоточных воздушно-реактивных двигателях, а уже в космосе - передвигаться с помощью легких и компактных ЭПД.

В ходе второй фазы конкурса американское космическое агентство планирует испытать реальный прототип ЭПД со следующими характеристиками: вес 1,5 кг, мощность от 200-1000 Вт при 50-80 мН тяги и 1,5-4 тыс. секундах удельного импульса (в современных ионных двигателях около 3 тыс.).

Надо отметить, что Джон Слау в рамках проекта Helion Energy по коммерциализации энергии термоядерного синтеза разработал индуктивный ускоритель плазмы, который позволяет ускорять плазмоиды до скорости 600 км/с, что гораздо больше, чем скорость их внутреннего теплового движения.

Постоянный адрес статьи:

Начиная со второй половины XX века, космос стал одной из приоритетных сфер деятельности человека. Всего за каких-то шестьдесят лет человечество сделало гигантский скачок в области освоения космического пространства, перейдя от визуальных и теоретических наблюдений к прикладной науке. Сначала благодаря развитию науки и техники люди на ракетах сумели проникнуть в околоземное пространство. В дальнейшем новые технологии позволили человеку приступить вплотную к изучению Солнечной системы, достичь ближайших к нам планет и заглянуть в бездну Вселенной. Теперь мы знаем, что наша планета Земля, этот крошечный мир, слишком мала и беззащитна, что космическое пространство на самом деле является сложнейшей, постоянно меняющейся системой. Многие из достижений в области освоения космоса являются результатом многолетней деятельности NASA — американского аэрокосмического агентства.

История NASA и первые попытки постичь космос

Вторая половина XX века связана с началом космической гонки, беспрецедентного по своим масштабам и размаху научно-техническим состязанием двух сверхдержав — США и СССР. В Советском Союзе это направление всецело было отдано на откуп военным, а вот за океаном для этих целей была создана специальная структура – государственное учреждение. В освоении космоса американцы решили пойти другим путем, планируя создать собственное космическое агентство, которое бы объединило усилия государственной машины, науки и национальной экономики.

В конце 50-х годов в Соединенных Штатах на правительственном уровне было принято решение создать специализированную структуру — Национальное управление по аэронавтике и исследованию космического пространства, далее NASA. Именно так расшифровывается аббревиатура этой организации. Деятельности вновь созданной организации находилась в ведении правительства США.

Нельзя говорить о том, что космическое агентство NASA создавалось с нуля. Еще в далеком 1915 году в Америке начал свою работу национальный комитет по вопросам аэронавтики. В последующие годы появился целый ряд неправительственных организаций и государственных учреждений, занимающихся вопросами изучения космического пространства. Необходимо было с максимальной пользой использовать накопленный опыт специалистов Национального комитета по аэронавтике в области ракетостроения, которые уже в 1946 году сумели создать первый в мире сверхзвуковой самолет Bell X-1. Реактивная авиация и ракетная техника стала в те годы приоритетным направлением в развитии технологий.

На базе Национального комитета по аэронавтике велись работы по созданию искусственных спутников Земли, разработке программы пилотируемых суборбитальных полетов и последующего полета космического корабля с человеком на борту.

Поводом к пересмотру своей национальной космической программы стали успехи Советского Союза. Запуск 4 октября 1957 года советской ракеты с искусственным спутником на борту дал старт космической гонке. Ответом на этот шаг Советов стало подписание в конце июля 1958 года президентом США Дуайтом Эйзенхауэром Указа о создании национального аэрокосмического агентства. Исследования космоса и связанные с ними новые технологии перешли из разряда научно-технической области в сферу политического противостояния, став в последующие годы катализатором противоборства двух супердержав на мировой арене.

Новая организация стала первой в своем роде, в ведении которой находилась вся космическая отрасль. Гораздо позже подобные структуры стали появляться и в других странах, когда НАСА уже имело за плечами богатый опыт работы. Штаб-квартира и главный офис Национального Управления расположились в столице страны, в Вашингтоне. Местом непосредственной деятельности стал штат Флорида, где на мысе Канаверал имелись развернутые стартовые площадки. Уже в октябре 1958 года, спустя всего 10 дней с момента официальной даты образования нового управления, был запущен первый космический аппарат «Пионер-1». С этого момента началась реальная работа и история NASA, которая станет важной страницей в истории освоения человеком околоземного пространства и последующего изучения планет Солнечной системы.

Первоначально штат новой организации состоял из 900 сотрудников, распределенных по нескольким отделам и подразделениям. Однако уже в 1965 году штат космического агентства насчитывал 2500 человек. К основным объектам, находящимся в ведении NASA, в 1965 году добавился Центра Управления полетов в Хьюстоне и новый космодром — Космический центр имени Кеннеди. В настоящее время число сотрудников NASA составляет 18 тыс. человек. Количество ведомственных объектов, разбросанных по территории США и находящиеся за пределами страны, составляет более 1000. Бюджет этой крупнейшей правительственной научно-технической организации по данным на 2018 год составляет более 20 млрд. долларов США.

Сегодня НАСА является основным координатором всех национальных программ по мирному освоению космического пространства, участником многих международных проектов, направленных на изучение объектов солнечной системы. Темы исследований NASA охватывают огромный слой современной науки и техники, позволяя реализовать на практике самые сложные проекты.

Структура самого крупного в мире научно-технического учреждения

Начиная свою работу в качестве преемника Национального комитета по аэронавтике, НАСА за годы своего существования превратилось в мощнейшую государственную структуру. Сегодня это целая сеть исследовательских центров и лабораторий, работающих под эгидой NASA и под эгидой государственных организаций. Целый ряд крупнейших научных учреждений по всей планете работают с американским космическим агентством на условиях филиалов. Сама организация обладает мощнейшим научным и техническим потенциалом. Исследования NASA ведутся сразу по четырем направлениям:

• исследование космического пространства;
• исследования человеческого организма во время пребывания в неземных условиях;
• исследования нашей планеты;
• разработка перспективных проектов на базе новых технологий и их последующая реализация.

Одним из основных подразделений NASA является Калифорнийский Исследовательский Центр AMES, занимающийся разработкой передовых технологий в области астрономии, ядерной и квантовой физики. На базе центра постоянно проводятся исследования и технические испытания, результаты которых ложатся в основу тех или иных проектов. Ученые NASA, работающие в космическом центре DRYDEN, занимаются проектированием и созданием летательных аппаратов и космической техники. Самолеты NASA, созданные в этом центре сегодня активно принимают участие в изучении планеты Земля, а космические зонды успешно бороздят бескрайние просторы космоса.

Специалисты NASA из исследовательского центра GLENN, расположенного в штате Огайо, вплотную занимаются созданием ракетных двигателей. Это их усилиями были созданы ракетные двигатели, обеспечившие успешное маневрирование и прилунение лунного модуля корабля «Аполлон-11». Практически все основные проекты, реализованные НАСА, — заслуга персонала космического центра Goddar, который обеспечил изучение громадного объема информации, подученной в ходе исследований околоземного пространства и астрофизических данных о нашей планете. В этом центре занимаются разработкой систем слежения и контроля над работой спутников, находящихся на околоземной орбите. Практическая лаборатория JPL, находящаяся в небольшом городке Пасадена — место испытаний реактивных движителей.

Мозговым центром и сердцем NASA является Космический Центр им. Джонсона, расположенный в Хьюстоне. Отсюда ведется координация всех космических стартов и полетов, осуществляется управление космическими аппаратами, включая управление и слежение за ситуацией на борту МКС. В центральном зале этого космического центра отслеживалась программа полетов человека на Луну «Аполлон», включая непосредственно высадку американских астронавтов на поверхность нашего спутника. Все старты в рамках программы «Аполлон» и большинство других пусков, а также запуск большинства искусственных спутников, осуществлялись и продолжают осуществляться из Космического Центра Кеннеди. Этот громадный комплекс, состоящий из заводских сборочных цехов и многочисленных стартовых площадок, находится на южной оконечности штата Флорида. Отсюда 16 июля 1969 года стартовала к Луне гигантская ракета «Сатурн», на которой находился космический корабль «Аполлон-11» с тремя астронавтами на борту.

Помимо этого в США имеется еще три крупных исследовательских центра, входящих в структуру Национального Управления по аэронавтике и изучению космического пространства. В них ведется активная работа по созданию перспективных космических кораблей, создаются новые системы слежения и управления полетом. В лабораториях исследовательских институтов и университетов США ведутся научные работы под контролем NASA, которые потом используются при реализации проектов.

Основные вехи и достижения в деятельности NASA

НАСА является одним из самых значимых участников освоения космоса. За 60 лет своего существования специалистами НАСА, учеными, техниками, конструкторами и исследователями во многих областях науки реализовано больше 500 различных программ и проектов, каждый из которых стал важной вехой в истории современной науки.

Следом за запуском первого искусственного спутника Земли, космического зонда «Пинер-1», последовали более крупные и масштабные запуски и мероприятия. Стремительный темп развития космонавтики в те годы объяснялся наличием конкуренции между СССР и США. Уступив пальму первенства Советскому Союза в запуске в космос корабля с человеком на борту, американцы взяли реванш при реализации проекта «Аполлон». Свою победу в космической гонке с Советами NASA ознаменовало высадкой двух астронавтов на поверхность Луны, состоявшейся 20 июля 1969 года. Это событие не только стало эпохальным в истории человечества, продемонстрировавшим всему миру вершину технической и научной мысли, но и являлось апофеозом грандиозной программы, которая по своему размаху и масштабу не имела и не имеет подобных проектов в истории.

За высадкой на спутник должны были последовать и более грандиозные проекты, которые подразумевали создание колоний на Луне. В дальнейшем проект по освоению был свернут. Произошло это по целому ряду причин, большинство из которых лежат в экономической плоскости. Это сегодня NASA вернулось к идее строительства на орбите Луны промежуточной транзитной станции, обеспечивающей дальние полеты в космос. Однако создание лунной базы эксперты считают нецелесообразным.

Помимо освоения Луны, целый ряд миссий NASA стал знаковым в области освоения космоса. Достаточно вспомнить эпопею с космическими автоматическими зондами «Маринер» и «Вояджер». Благодаря этим аппаратам человек сумел не только приблизиться к тайнам нашего ближнего космоса, но и заглянуть дальше объективов наземных телескопов. Юркие и небольшие зонды «Маринер» позволили увидеть вблизи Марс. Космические зонды «Викинг-1» и «Викинг-2» удачно приземлись на поверхность Красной планеты, дав человеку впервые возможность взглянуть на марсианские ландшафты. Космические АМС «Пионер-10» и «Пионер-11» предоставили миру новые снимки Юпитера. Вместе с ними, только уже усилиями двух других зондов «Вояджер-1» и «Вояджер-2» ученые всего мира получили ценнейшую информацию о далеком Сатурне, Уране и Нептуне.

Значительным шагом в освоении околоземного космического пространства стало создание NASA и последующий запуск первой орбитальной станции «Скайлаб». Во время последней третьей экспедиции (1973-1974 гг.) на станции был установлен абсолютный рекорд пребывания человека в космосе – 84 дня.

Новый рекорд пребывания человека в космосе был установлен в 1998 году. Российский космонавт Геннадий Падалка пробыл на орбите 878 суток – 2 года и почти 5 месяцев.

Начало 80-х годов ознаменовалось в истории NASA началом нового этапа в освоении космоса. Впервые в истории космических запусков в апреле 1981 года со стартового стола мыса Кеннеди ушел в небо космический корабль многоразового использования «Колумбия». Американцы создали шесть Шаттлов, которые неоднократно совершали полеты на земную орбиту. Именно с многоразовыми кораблями «Спейс-шаттл» в истории американской космонавтики связана первая самая страшная катастрофа. Спустя 73 секунды полета 28 января 1986 года американский челнок «Челленджер» взорвался, унеся жизни семерых астронавтов. Спустя 17 лет судьбу своего корабля – близнеца повторила «Колумбия». Совершая посадку, космический корабль разрушился в верхних слоях атмосферы нашей планеты. При этом погибли все семеро членов экипажа космического судна.

Следует отметить, что среди многочисленных программ, реализуемых NASA в течение последних 30 лет, приоритетом пользуются исследования Красной Планеты. Место Марса в сфере исследования планет Солнечной системы всегда было значимым, однако в последние годы наметилась активизация работы в этом направлении.

Деятельность НАСА в наши дни

Помимо программы подготовки к отправке экспедиции на Марс, в организации активно ведутся работы по созданию новых и совершенных летательных аппаратов. Запуски новых космических аппаратов, созданных совместно с Европейским космическим агентством и подобными организациями других стран, в настоящее время в приоритете. Значительными успехами ознаменовались высадка на Марсе трех марсоходов, два из которых «Оппортьюнити» и «Кьюриосити» продолжают работать и сегодня.

В течение первого десятилетия нового века под эгидой NASA для изучения Юпитера, Сатурна и далеких областей Солнечной системы, отправились космические зонды «Кассини-Гюйгенс», «Галилео» и автоматическая межпланетная станция «Новые горизонты». Вот уже более 30 лет продолжает полет и вместе с тем работать космический зонд «Вояджер-2», улетев от нас на расстояние в 17 млрд. км.

В плане изучения космического пространства за пределами нашей Солнечной системы, специалисты NASA обнаружили с помощью космического телескопа «Хаббл» много нового и ранее неизведанного. Были найдены новые далекие миры, которые, по мнению ученых, сильно напоминают нашу планету. По масштабам исследований и размеру участия NASA считается безоговорочным лидером. Трудно оценить тот вклад в развитие науки и техники, который внесло Национальное Управление по аэронавтике и исследованию космического пространства.

Если у вас возникли вопросы - оставляйте их в комментариях под статьей. Мы или наши посетители с радостью ответим на них