Прямо сейчас, пока вы читаете этот материал, космический телескоп имени Джеймса Уэбба, запущенный в конце прошлого года, медленно (по космическим меркам, со скоростью около 0,3 км/с) приближается к месту своей работы — к точке Лагранжа L2, удаленной от Земли более чем на 1,5 млн км. Пока этот удивительный космический аппарат не вступил в строй и не начал выполнение научной программы, мы решили вспомнить самые необычные — и куда более удивительные — предметы, который человек запускал в космос.
- Источник:
- NASA / Wikimedia Commons
Космические иголки для надежной связи
На заре космической эры человечество с энтузиазмом принялось запускать на орбиту и к другим планетам самые разные аппараты. Правда, умели они относительно немного и долетали до цели далеко не всегда, но даже запущенный в 1959 году советский аппарат «Луна-2», не оборудованный двигателями, прежде чем врезаться к большому удовлетворению создателей в поверхность Луны, провел кое-какие научные наблюдения.
- Источник:
- Wikimedia Commons
Но что может рой медных проволочек-игл длиной 1,78 см и толщиной примерно с волос младенца (17,8 и 25,4 микрона)? Если это очень большой рой, то он кое на что способен. Например, собравшись в кольцо вокруг Земли, 480 млн таких проволочек, будучи дипольными антеннами, способны создать искусственную ионосферу и упростить дальнюю радиосвязь: отражаясь от облака проволочек на орбите, радиосигнал с Земли будет достигать адресата на большом удалении от источника.
По крайней мере, такова была идея разработчиков проекта «Вестфорд», предложенного и реализованного работниками Лаборатории Линкольна Массачусетского технологического института по заказу Министерства обороны США в 1958–1963 гг. Для вывода проволочек на орбиту понадобилось три запуска ракет, из которых удачными были второй и третий. В результате, как и было предсказано, на земной орбите высотой 3500-3800 км сформировалось кольцо, которое действительно отражало радиосигналы.
Однако вскоре проект был свернут, так как идея создавать облака космического мусора — это очень плохая идея. Разработчики проекта уверяли, что проволочки сгорят в атмосфере в течение десяти лет после запуска, и в большой степени это произошло, хотя несколько сгустков проволочек остаются на орбите до сих пор среди множества других фрагментов космического мусора.
К соседней звезде в большой компании
Идеи отправить в космос что-то очень маленькое, но в большом количестве приходит в голову ученым и инженерам и сегодня. Так, в 2016 году компания Breakthrough Initiatives, основанная российским бизнесменом Юрием Мильнером и его женой и вдохновленная Стивеном Хокингом, представила проект Breakthrough Starshot, в рамках которого предполагается сделать нечто подобное проекту «Вестфорд», но в межзвездном масштабе, и не для создания искусственной ионосферы, а для изучения экзопланет.
Цель проекта — отправить к ближайшей к Солнцу звездной системе Альфа Центавра (система состоит из трех звезд и некоторого количества планет) примерно тысячу крошечных космических кораблей (около массой около грамма) прикрепленных к солнечному парусу размером 4×4 м (подробнее о таком парусе ниже).
После вывода на орбиту Земли их предполагается разогнать мощным лучом лазера до 20% скорости света, чтобы примерно за 20 лет они добрались до точки назначения, сфотографировали вращающиеся вокруг звезд планеты и отправили данные на Землю. Так как система удалена от нас более чем на четыре световых года, информация будет идти до Земли примерно столько же. Проект выглядит довольно реалистичным, хотя до его воплощения дело пока не дошло — пока можно только посмотреть анимацию и на послушать на YouTube-канале проекта, что о нем думали Стивен Хокинг и другие участники.
Новые звезды на небе
Примерно тогда же, когда шла реализация проекта «Вестфорд», в США придумали еще один, куда более заметный, чем медные проволочки, искусственный спутник Земли. В рамках проекта «Эхо» на орбиту отправили две полых сферы из тончайшей полиэфирной пленки (лавсана) с алюминиевым напылением. Первый такой спутник («Эхо-1») диаметром 30,5 м и массой 76 кг был запущен в 1960 году, а второй («Эхо-2» диаметром 41,1 м и массой 256 кг) — в 1964-м. На орбиту они доставлялись в сложенном виде и уже там надувались за счет газификации в вакууме особого порошкового агента.
- Источник:
- NASA / Wikimedia Commons
По сути, две этих сферы являлись первыми в истории спутниками связи. Они не несли на борту никакого оборудования, кроме радиомаяка, и не имели двигателя — их задача состояла в том, чтобы служить пассивным отражателем посылаемых с Земли радиосигналов. Помимо этого, они использовались для спутниковой геодезии и триангуляции, а также для изучения верхних слоев атмосферы и солнечного ветра, которые корректировали орбиту спутников, что позволило уточнить расчет траекторий для будущих космических аппаратов, причем исследования с использованием спутниковая «Эхо» вели не только американские, но и советские ученые.
Запуском этих аппаратов человечество доказало, что умеет зажигать звезды: «Эхо-1» имел яркость −1 звездную величину, то есть был тусклее самой яркой звезды на ночном небе, Сириуса (−1,46 зв. вел.), но ярче второго по этому показателю Канопуса (−0,74 зв. вел.). Оба спутника сошли с орбиты к 1969 году.
- Источник:
- NASA / Wikimedia Commons
Парус для солнечного ветра
Одним из первых идею об использовании солнечного ветра — потока частиц от звезды — для придания ускорения космическим аппаратам выдвинул Константин Циолковский (1857–1935), но до реализации проекта дело еще долго не доходило, ведь для этого нужен был солнечный парус — достаточно тонкий и легкий, чтобы не утяжелять космический аппарат, и достаточно крепкий, чтобы не рваться при встрече с космическим мусором и пылью. А также сперва было бы неплохо научиться летать в космос.
Эффекты, создаваемые солнечным ветром при взаимодействии с космическими аппаратами, были известны и использовались практически всю историю освоения космоса. До создания же космического парусника добрались только в прошлом десятилетии: в мае 2010 года Японское агентство аэрокосмических исследований (JAXA) запустило 315-киллограммовый космический аппарат IKAROS, предназначенный для испытания солнечного паруса. У этого аппарата он представляет собой квадрат со стороной 14 метров из полиамидной пленки толщиной 7,5 мкм. Квадрат состоит из четырех сегментов, в которые встроены солнечные батареи и солнечные рули. Парус успешно раскрылся, и IKAROS отправился в полет, доказав, что космоплавание под парусом возможно.
- Источник:
- Pavel Hrdlička via Wikimedia Commons
Траектория аппарата была проложена таким образом, чтобы он вышел на орбиту вокруг Солнца. До 2015 года ученым удавалось связываться с аппаратом, тогда он находился на удалении 110 млн км от нашей планеты. Весьма вероятно — и даже почти наверняка — IKAROS продолжает плавание и сейчас.
Электрокар Илона Маска
Несомненно, самым причудливым предметом, который человечество когда-либо отправляло в космос, на сегодняшний день остается автомобиль Tesla Roadster, принадлежавший Илону Маску. В 2018 году его отправили в космос в рамках испытательного полета тяжелой ракеты-носителя Falcon Heavy.
- Источник:
- SpaceX Photos / Flickr
Так как ни NASA, ни какая-либо другая организация не предоставили никакой полезной нагрузки для вывода на орбиту, Илон Маск прислушался к совету одного из читателей микроблога бизнесмена, предложившего отправить в космос электрокар Tesla, и отдал собственную машину. Внутрь посадили манекен в скафандре, которого назвали Старменом в честь песни Дэвида Боуи, другую песню Боуи, Space Oddity, запустили по кругу — она играла, пока в аккумуляторе сохранялся заряд, — положили в машину несколько «пасхалок» из наиболее известных научно-фантастических романов, включая «Автостопом по галактике» Дугласа Адамса.
Теперь все это движется по орбите вокруг Солнца и в случае, если электрокар не попадет в аварию, он будет продолжать путешествие, удаляясь к орбите Марса и возвращаясь к Земле, на протяжении миллионов лет.
