Несколько часов назад служба NASA приняла сигнал маяка зонда Parker Solar Probe, который 24 декабря сблизился с Солнцем на рекордное расстояние и оборвал связь. Как только зонд вынырнул из-за звезды, автоматика сообщила о полной исправности аппарата. Опасения по этому поводу были небезосновательны: при таком сближении зонд входил в верхние слои атмосферы Солнца и мог подвергнуться температурным нагрузкам, несовместимым с его дальнейшим существованием.

Источник изображения: NASA

Оперативная группа Лаборатории прикладной физики имени Джона Хопкинса (APL) в Лореле, штат Мэриленд, получила сигнал незадолго до полуночи по местному времени в ночь на 26 декабря (27 декабря в 08:00 по московскому времени). Команда потеряла связь с космическим аппаратом во время максимального сближения, которое произошло 24 декабря, когда Parker Solar Probe пролетел всего в 6,1 млн км от поверхности Солнца, двигаясь со скоростью около 192 км/с. Ожидается, что космический аппарат отправит подробные телеметрические данные о своём состоянии 1 января.

Зонд проводит исследование Солнца с близкого расстояния, что даёт учёным возможность проводить измерения, которые помогут лучше понять, как вещество в этой области пространства нагревается до миллионов градусов, проследить происхождение солнечного ветра (непрерывного потока вещества, покидающего Солнце) и обнаружить механизмы, разгоняющие энергичные частицы до скорости, близкой к скорости света. Предыдущие сближения помогли учёным точно определить происхождение структур в солнечном ветре и нанести на карту внешнюю границу атмосферы Солнца.

Зонд Parker Solar Probe был разработан в рамках программы NASA «Жизнь со звездой» для изучения деталей работы системы Солнце-Земля, которые непосредственно влияют на жизнь и общество. Программа «Жизнь со звездой» управляется Центром космических полётов имени Годдарда в Гринбелте, штат Мэриленд. Подразделение APL спроектировало, построило и эксплуатирует космический аппарат, а также управляет миссией в интересах NASA.

На днях NASA выбрало четыре компании для предоставления услуг связи на околоземной орбите, на Луне, между спутниками и планетой, а также с космическими миссиями на расстоянии до 2 млн км от Земли. Сегодня NASA самостоятельно поддерживает связь в этом пространстве, но в будущем намерено переложить эту задачу на частные компании.

Источник изображения: NASA

Сеть в упомянутом пространстве называется Near Space Network (NSN) — ближняя космическая сеть. Также существует дальняя космическая связь, которая, например, обеспечивает передачу данных от зондов «Вояджер» на окраинах Солнечной системы. Для этого используются отдельные станции и системы. Сеть NSN опирается на цепочку наземных станций и спутниковую группировку TDRS. С её помощью, в частности, осуществляется связь с космической обсерваторией имени Джеймса Уэбба. По мере развёртывания коммерческих узлов NSN группировка TDRS будет свёрнута и полностью заменена коммерческими космическими сетями примерно к 2030 году.

Целевые заказы (Task Orders) от NASA на организацию связи в околоземном пространстве получили компании Intuitive Machines, Kongsberg Satellite Services (KSAT), SSC Space и Viasat. Часть предоставляемых ими услуг пересекается, а часть является уникальной. Общая стоимость контракта составляет $4,82 млрд, и, вероятно, эта сумма увеличится, что уже стало практикой в подобных случаях. За эти средства NASA рассчитывает на работу сети (и оплату соответствующих услуг) в период с февраля 2025 года по сентябрь 2029 года с возможностью продления обслуживания до сентября 2034 года.

Компания Intuitive Machines ранее в этом году уже получила заказ от NASA на создание лунного сегмента сети NSN для связи между Луной и геостационарной орбитой вокруг Земли. Два новых заказа покрывают услуги прямой связи с Землёй и поддержку связи для лунных миссий, включая навигацию. Компания KSAT также займётся созданием сети для навигации и связи лунных миссий, а также обеспечит прямую связь с Землёй для космических аппаратов на околоземной орбите.

Компания SSC Space создаст космическую сеть для связи с аппаратами на низкой околоземной орбите и на «уникальных высокоэллиптических орбитах». В последнем случае, вероятно, речь идёт о связи с миссиями в точках Лагранжа (например, с телескопом Webb и другими) на удалении до 2 млн км от Земли. Наконец, Viasat будет обеспечивать связь с аппаратами на околоземной орбите.

Судя по всему, NASA передаст часть или всю свою наземную инфраструктуру частным компаниям. Например, Intuitive Machines заявила, что будет использовать существующую сеть наземных станций для поддержки миссий, а также заключит соглашения со «стратегически расположенными» радиоастрономическими телескопами.

Как отмечалось выше, NASA не планирует запускать дополнительные спутники TDRS. Однако существующий парк из семи аппаратов группировки TDRS на геостационарной орбите продолжит функционировать до 2030-х годов, поддерживая связь с Международной космической станцией, космическим телескопом «Хаббл» и другими аппаратами на околоземной орбите.

Американское космическое агентство NASA опубликовало снимок звёздного скопления NGC 2264, известного также как Рождественская ель — своим видом космический объект действительно напоминает символ главного зимнего праздника.

Источник изображения: nasa.gov

Изображение было составлено из снимков, полученных рентгеновской космической обсерваторией «Чандра» (Chandra) и работающим в видимом диапазоне телескопом астрофотографа Майкла Клоу (Michael Clow). Фрагменты изображения, представленные в красном, фиолетовом, синем и белом цвете — это данные «Чандры»; зелёные и фиолетовые участки — со снимков оптического телескопа, полученных в ноябре 2024 года.

Ещё одно название NGC 2264 — скопление Снежинки. Его в 1784 году открыл Уильям Гершель (William Herschel). Скопление молодых звёзд возрастом от 1 млн до 5 млн лет находится примерно в 2500 световых лет от Земли и наблюдается в созвездии Единорога. На снимок попали синие и белые огни, окружённые завитками газа — своего рода «еловые иголки», а зелёный цвет — видимое в оптическом диапазоне облако пыли и газа.

Связь с зондом NASA Parker Solar Probe прервалась незадолго до того, как 24 декабря аппарат максимально сблизился со звездой. В NASA ожидают, что связь восстановится 27 декабря. Для зонда это было 22-е сближение с Солнцем — самое тесное из всех предыдущих и поэтому самое рискованное. Зонд буквально ворвался в атмосферу светила, загадки поведения которой всё ещё беспокоят учёных.

Источник изображения: NASA

Верхние слои атмосферы Солнца — это его корона. Температура короны может достигать фантастических 1,1 млн ℃. Только её относительно маленькая плотность не позволяет зонду мгновенно испариться в ней. Там не менее, ближе к Солнцу примерно на 1600 км температура фотосферы звезды снижается до 4100 ℃. Это выглядит странно — так же, например, как если бы сковороду при жарке нужно было держать на удалении полутора километров от огня для лучшего нагрева. Истоки этой физики поручено искать зонду «Паркер», что легче делать внутри процесса, чем, например, наблюдая за ним с Земли.

В рамках выполнения этой задачи аппарат NASA Parker Solar Probe приблизился Солнцу рекордно близко 24 декабря в 14:53 по московскому времени. Сближение составило 6,1 млн км. К этому моменту зонд также разогнался до максимальной скорости 692 000 км/ч. Это в 300 раз быстрее, чем может двигаться реактивный истребитель. Для разгона зонд четыре раза за весь полёт прошёл рядом с Венерой, что каждый раз придавало ему ускорение без расхода топлива.

Следующее сближение зонда с Солнцем ожидается 22 марта 2025 года. После этого зонд должен ещё раз гарантированно сблизиться со звездой 19 июня 2025 года. Если он не выйдет из строя, то в 2025 году будет ещё два сближения, но гарантии этого нет. В 2026 году ожидается, что зонд будет разрушен от близких пролётов Солнца и упадёт на него. Но следует также помнить, что Солнце вошло в фазу максимальной активности в своём 11-летем цикле и способно в любой момент уничтожить зонд в одном из случайных выбросов энергии или корональной массы.

Весной 2025 года планировался запуск миссии IMAP для изучения физики на стыке солнечных и межзвёздных частиц, а также двух сопутствующих миссий по исследованию космической погоды в околоземном пространстве. Согласно выводам NASA, у миссии IMAP возникли проблемы с готовностью полезной нагрузки, поэтому запуск перенесён на осень 2025 года. Это особенно досадно, поскольку наиболее интересные процессы происходят в период максимальной активности Солнца, который уже начался.

Художественное представление зонда IMAP. Источник изображений: NASA

Миссия IMAP (Interstellar Mapping and Acceleration Probe) будет создавать карту границ гелиосферы — своеобразного пузыря, формируемого солнечным ветром. На границах этого пузыря солнечный ветер сталкивается с частицами из межзвёздного пространства, что образует гелиопаузу — буфер, где межзвёздные частицы замедляются и теряют часть своей энергии. Таким образом, гелиопауза защищает Солнечную систему, создавая внутри неё уникальный микроклимат.

Зонд IMAP будет работать из точки Лагранжа L1 — расположенной в 1,5 миллионах километров перед Землёй, между ней и Солнцем. Он не полетит к границам Солнечной системы, как «Вояджеры», поэтому сбор научных данных начнётся сразу после достижения аппаратом пункта назначения. Вместе с ним в качестве сопутствующей нагрузки на ракете Falcon 9 компании SpaceX полетят ещё два зонда: Геокоронная обсерватория имени Каррутерса (ранее GLIDE — Global Lyman-alpha Imager of the Dynamic Exosphere) и SWFO (Space Weather Follow-On). Эти зонда будут наблюдать за Землёй и околоземным пространством для оперативного мониторинга космической погоды.

Художественное представление Солнечной системы в гелиопузыре

Планирование космических миссий становится всё более зависимым от знаний о космической погоде, поскольку человечество стремится исследовать дальние рубежи Солнечной системы, покидая «зонтик» в виде Земли и её магнитосферы, защищающей жизнь на планете. В связи с этим изучение Солнца, солнечного ветра и воздействия межзвёздных частиц на систему приобретает особую значимость, а любые задержки в реализации подобных проектов крайне нежелательны.

«Роскосмос» и NASA пришли к соглашению по срокам завершения работы МКС. Сразу после этого, как ожидается, начнутся полёты на Российскую орбитальную станцию (РОС), строительство которой пока не началось.

Источник изображения: roscosmos.ru

Синхронизация сроков эксплуатации МКС российским и американским космическими агентствами потребовалась для того, «чтобы не иметь перерывов в пилотируемой программе», заявил глава «Роскосмоса» Юрий Борисов в интервью телеканалу «Россия 24». «В 2027 году выводим первый модуль [РОС], научно-экспериментальные модули, затем шлюзовой и стыковочный, затем базовый модуль, и завершение формирования станции произойдёт на рубеже 2032–2033 годов», — сообщил гендиректор госкорпорации. Российские пилотируемые полёты на национальную станцию начнутся в 2028 году.

Использовать МКС Россия намеревается до 2028 года, но не исключается, что срок будет продлён. NASA установила срок эксплуатации станции до 2030 года. Борисов также признался, что в «Роскосмосе» обеспокоены схемой завершения работы МКС: «Нас, конечно, беспокоит вопрос завершения этой миссии. Это серьёзный будет эксперимент, потому что за столько времени <..> потрачено больше $100 млрд на создание этого проекта. Это несколько футбольных полей, 400 тонн. Сводить её с орбиты нужно будет корректно. И поэтому это с инженерной точки зрения очень такой серьёзный эксперимент. Нужно будет доставить большое количество топлива для того, чтобы плавно спустить станцию и затопить в безлюдном районе».

На днях NASA пересмотрело планы создания частной космической станции, контракт на изготовление которой подписан с компанией Axiom Space. Компания планировала начать сборку новой станции на базе МКС с запуска жилых модулей, и только к 2030 году собиралась отправить станцию «Аксиома» в свободный полёт по орбите. Согласно новому плану, сборка начнётся со служебного модуля, а отделение произойдёт на два года раньше, хотя пилотируемые полёты задержатся.

Источник изображений: Axiom Station

«Наша текущая оценка последовательности сборки выявила возможности для гибкости и усовершенствований, — сказал руководитель программы Axiom Station и главный операционный директор Марк Грили (Mark Greeley) в заявлении компании 18 декабря. — Поскольку Международной космической станции требуется подстраховка для размещения на станции деорбитального аппарата, мы смогли ускорить эту работу, чтобы удовлетворить требования программы».

В 2029 году с МКС должен состыковаться специально созданный корабль компании SpaceX для свода станции с орбиты. Монтируемая там коммерческая станция Axiom должна быть уведена от МКС, освободив порт для корабля SpaceX. До недавнего времени считалось, что первыми к МКС причалят модули Axiom для обитания экипажа и только затем шлюз и служебный модуль. Оба жилых модуля уже изготавливаются подрядчиком Axiom Space — итальянским подразделением компании Thales Alenia Space. Сама компания Axiom Space не имеет производственных мощностей и является лишь интегратором проекта.

Отделять обитаемые модули от МКС для свободного полёта по орбите — это всё равно, что выбросить их. Для поддержания нормального внутрикорабельного микроклимата необходим сервисный модуль, который вырабатывает энергию и тепло. Поэтому в изменённых планах акцент смещается на изготовление первым сервисного модуля. К счастью, его основу можно создать из комплектующих, уже используемых для производства обитаемых модулей. Отделённый от МКС сервисный модуль сможет поддерживать своё состояние на орбите, ожидая доставки обитаемых модулей, шлюза и производственного модуля.

Планируется, что сервисный модуль будет доставлен на МКС в конце 2027 года или в начале 2028 года. К концу 2028 года модуль после проверок отделят от МКС. Это станет началом эры частных космических станций, хотя пилотируемые полёты на коммерческую станцию задержатся на два или больше лет. МКС должна продержаться до 2030 года и даже дольше. В идеальном случае астронавты NASA продолжат практику непрерывного пребывания в космосе.

В канун Рождества зонд NASA Parker Solar Probe приблизится к Солнцу на рекордно близкое расстояние — всего 6,9 млн км, что очень и очень близко по сравнению с диаметром звезды (1,39 млн км). Фактически «Паркер» нырнёт в верхнюю часть атмосферы Солнца, где температура может достигать 1000 и более градусов по Цельсию. Но такова главная цель миссии «Парнкера» — узнать больше о солнечном ветре, который в этом месте наиболее сильный.

Художественное представление зонда NASA Parker Solar Probe. Источник изображения: NASA

Сближение зонда Parker Solar Probe с Солнцем состоится 24 декабря. Это будет 22-е по счёту приближение к звезде. Зонд летает по вытянутой орбите, но это не спасёт его в итоге от падения на Солнце. Следующий год, по-видимому, станет последним в его жизни.

Зонд совершит ещё четыре сближения с Солнцем и в 2026 году сгорит в его атмосфере. Все последующие орбитальные параметры останутся примерно такими, которых он достигнет через три дня. Это касается максимально близкого сближения со звездой (6,9 млн км) и достигнутой скорости порядка 192 км/с. Зонд стал самым быстрым в истории человечества рукотворным объектом и пробудет таким год с небольшим.

Тепловой экран зонда «Паркер» выдерживает температуру порядка 1370 ℃. Его датчики и даже проводку пришлось изготавливать из тугоплавких металлов. Более того, даже изоляция проводов — это сапфировое стекло. Пока аппарат выдерживает близкие сближения с Солнцем и продолжает передавать научные данные о частицах и их энергиях, а также о магнитных полях.

Солнечный ветер, предсказанный физиком Юджином Паркером (Eugene Newman Parker) в 50-х годах прошлого века и впервые обнаруженный приборами космического аппарата Mariner 2 в 1962 году, формирует космическую погоду в Солнечной системе. Механизм его образования до конца не понятен. Зонд Parker Solar Probe пытается рассмотреть истоки зарождения солнечного ветра, что поможет предсказывать космическую погоду, а для этого приходится буквально касаться Солнца, несмотря на перспективу потерять аппарат.

На днях молодая компания Firefly Aerospace из Техаса, созданная в своё время украинским бизнесменом Максимом Поляковым и позже проданная им по просьбе властей за $1, получила третий контракт от NASA на доставку полезной нагрузки на Луну. Это уже третий подобный контракт с Firefly и второй по стоимости за всю историю сотрудничества NASA с частными компаниями.

Источник изображения: Firefly Aerospace

Новая миссия Firefly станет исторической — она поможет США собрать образы на обратной стороне Луны. Для этого, а также в целом для доставки на Луну полезной нагрузки NASA и других компаний, Firefly создаст лунный посадочный модуль Blue Ghost 3. Цена вопроса составит $179,6 млн. Ранее столь крупный контракт с частной компанией NASA заключало только с компанией Astrobotic. Эта компания начала строить посадочный модуль Griffin для доставки на Луну лунохода NASA VIPER. Дело затянулось, а стоимость контракта выросла с $199,5 млн до $300 млн и больше. Деньги потрачены, но уже никто никуда не летит. Частник провалил задание, а отправка лунохода отменена. Так что у Firefly есть шанс стать первой, кто выполнит обязательства по самому дорогому контракту частника с NASA.

Кстати, свой первый контракт на доставку полезной нагрузки NASA на Луну компания Firefly должна выполнить совсем скоро — через месяц или около того, отправив на Луну посадочный модуль Blue Ghost 1. Первоначально эту миссию поручили израильской компании SpaceIL. Но вскоре после этого она погубила свой посадочный модуль Beresheet, разбив его о поверхность Луны в ходе аварийной посадки, и NASA отказалось от работы с ней.

Миссия Blue Ghost 2 запланирована на 2026 год. Если в ходе миссии Blue Ghost 1 посадка будет на видимой стороне Луны в районе Моря Кризиса (ближе к концу февраля 2025 года или в начале марта), то посадочный модуль Blue Ghost 2 должен будет спуститься на обратную сторону спутника. Орбитальные модули Firefly Elytra Dark для миссий Blue Ghost 2 и 3 будут работать как ретрансляторы сигнала.

Отправка на обратную сторону Луны модуля Blue Ghost 3 запланирована на 2028 год. Модуль не только доставит полезную нагрузку NASA в район загадочных куполов Грюйтхайзен (Mons Gruithuisen), но также соберёт образы в месте посадки. Правда, пока не ясно, что с ними будут делать. Возможно, изучат на месте. Также эта миссия станет первой по доставке частником лунохода на спутник, раз уж с Astrobotic не сложилось. Производитель лунохода не назван. Вероятно, он тоже будет создан частной компанией.

Международная группа учёных исследовала снимки, полученные космическим телескопом «Джеймс Уэбб» (JWST), и подтвердила выводы, сделанные ранее по итогам наблюдений с помощью телескопа «Хаббл» (Hubble): протопланетные диски могут сохраняться вокруг звёзд десятки миллионов лет.

Туманность NGC 346 на снимках «Хаббла» (слева) «Джеймс Уэбба» (справа). Источник изображений: nasa.gov

«Джеймс Уэбб» помог получить изображения туманности NGC 346 в карликовой галактике Малое Магелланово Облако, расположенной недалеко от нашего Млечного Пути. Эта туманность, в которой происходит активное звездообразование, по некоторым критериям повторяет условия, существовавшие в ранней Вселенной — в частности, здесь отсутствуют тяжёлые элементы, которые традиционно связываются с формированием планет. Спектральный анализ показал, что вокруг звёзд в этом регионе до сих пор присутствуют протопланетные диски. Это противоречит теории, согласно которой эти диски должны разлететься за несколько миллионов лет.

Жёлтыми окружностями обозначены десять звёзд, ставшие объектами исследования

«Наблюдения „Хаббла“ за NGC 346 с середины двухтысячных годов выявили множество звёзд возрастом примерно 20–30 млн лет, которые, видимо, ещё обладают дисками, из которых формируются планеты», — обращает внимание NASA. Без подробных доказательств такое предположение казалось спорным, но «Джеймс Уэбб» его подтвердил: у дисков в соседних галактиках гораздо больше времени, чтобы собрать пыль и газ, из которых формируется основа новой планеты.

Учёные предложили два объяснения для этого явления. Согласно первому, звёзды в NGC 346 создают «радиационное давление», из-за которого требуется больше времени для рассеивания протопланетных дисков. Согласно второму объяснению, большое газовое облако, необходимое для формирования звезды, подобной Солнцу, в среде с меньшим содержанием тяжёлых элементов естественным образом формирует более крупные диски, которые рассеиваются дольше.

Земные аппараты на поверхности Марса продолжают служить науке даже после своего выхода из строя. Во время посадки каждый из них оставил следы на песке, как и подставил под удары погоды свой корпус и широко разнесённые солнечные панели. На всём этом оседает красная марсианская пыль, что даёт представление о ветрах на поверхности и их интенсивности. Для будущих покорителей Марса — это важная информация.

Источник изображения: NASA

Лететь на другую планету и скрипеть пылью в шестерёнках — гиблое дело. Необходимо представлять, насколько пыль может быть опасна для систем обеспечения микроклимата в колониях и для механизмов машин. Современные миссии на Марс позволили потревожить его поверхность и одновременно создали как бы чистый лист, по рисункам на котором можно однозначно следить за темпом «обращения» песка на Красной планете. Этим регулярно занимается орбитальный аппарат NASA Mars Reconnaissance Orbiter с помощью камеры высокого разрешения Imagine Science Experiment (HiRISE).

Спутник MRO следит за всей брошенной на Марсе техникой и местами её посадки. Последние ценные данные для понимания динамики распространения пыли на планете дало наблюдение за автоматической станцией InSight. Она прекратила работу в декабре 2022 года, когда её солнечные панели перестали вырабатывать необходимый объём мощности. По уровню выработки напряжения NASA могло следить за динамикой запыления солнечных панелей InSight пока она ещё работала, и с помощью наблюдений с орбиты в последующие годы. Также хорошим индикатором пыли служили отметины на песке в месте посадки станции, которые она оставила своими двигателями.

Пыль на Марсе служит главным фактором по изменению картины ландшафта. В частности, она оседает на стенках марсианских кратеров. На этой планете нет тектонической активности (нет тектонических плит), поэтому кратеры никуда не деваются и об их возрасте косвенно можно судить по объёму нанесённой туда пыли. Поскольку на Земле тектоника стирает кратеры с лица планеты, по «оспинам» на лике Марса мы можем судить о частоте и периодах падения на планету метеоритов и давать на основе этого оценки и прогнозы для Земли.

«Несмотря на то, что мы больше не имеем связи с InSight, он по-прежнему рассказывает нам о Марсе, — говорят учёные. — Отслеживая, сколько пыли собирается на поверхности и сколько уносится ветром и пылевыми вихрями, мы узнаем больше о ветре, круговороте пыли и других процессах, которые формируют планету».

Марсоход NASA Perseverance 10 декабря 2024 года взобрался на самую высокую точку на краю кратера Езеро. Восхождение заняло 3,5 месяца. Но зато оттуда открылся удивительный вид на кратер и его окрестности. Марсоход прилетел на дно кратера без малого четыре земных года назад и всё это время исследовал его — выбоину от огромного метеорита, упавшего там 3,9 млрд лет назад. Теперь ровер покинул место падения и будет изучать камни из недр Марса.

Источник изображения: NASA

За пределами кратера Езеро в его округе учёные намерены изучить обломки скал древнего Марса, которые выбил из его недр доисторический удар метеорита. Пятая научная кампания стартовала сразу после подъёма ровера на самый верх кратера. Перед её началом марсоход взобрался на самую верхнюю точку маршрута — Lookout Hill, откуда снял панораму с видом на дно кратера Езеро, где он провёл годы после посадки, и его склоны.

Подъём был непростым. На одном из его отрезков команде NASA пришлось впервые испытать движение задним ходом. Осыпающийся грунт и уклон до 20 % заставили понервничать «водителей» марсохода. И самым волнительным, возможно, было то, что ровер двигался сам по заранее запрограммированному маршруту без непосредственного вмешательства операторов. Если бы он оступился, помочь ему никто бы не смог.

Дальнейшее путешествие марсохода должно пройти легче. В течение следующих четырёх лет Perseverance должен посетить четыре объекта для изучения, взять несколько образцов и проехать в общей сложности до 6,4 км. Анимация показывает планируемый маршрут ровера.

«Эти породы представляют собой фрагменты ранней марсианской коры и являются одними из древнейших горных пород, найденных где-либо в Солнечной системе. Изучение их могло бы помочь нам понять, как Марс — и наша собственная планета — мог выглядеть в самом начале», — поясняют представители миссии.

Сейчас марсоход направляется к объекту «Холм ведьминого орешника» (Witch Hazel Hill). Это примерно 100 м слоистого обнажения, где каждый слой подобен странице в книге марсианской истории. Следующей точкой маршрута станет озеро Шарм, примерно в 3 км к югу. Это место достаточно отдалено от края кратера, и оно может быть не затронуто ударом метеорита. И это будет только начало нового приключения за краем кратера Езеро.

Сегодня в NASA сообщили, что расследование аварии с марсианским вертолётом Ingenuity завершено. 18 января 2024 года вертолёт поднялся для оценки своего положения на местности, что стало 72-м его полётом, и вскоре прервал связь. Спустя несколько дней стало ясно, что он повредил лопасти. Как это могло произойти стало понятно после тщательной реконструкции инцидента.

Источник изображений: NASA

Через несколько недель, возможно, к годовщине последнего полёта Ingenuity, NASA опубликует полный пакет технической документации по расследованию аварии. Расследование проведено совместно с одним из разработчиков вертолёта — компанией AeroVironment. У следователей не было возможности опросить свидетелей и побывать на месте аварии — оно отделено от Земли космическим пространством свыше чем на 160 млн км. Восстанавливать ход событий и последствия пришлось по скромным снимкам с чёрно-белой бортовой навигационной камеры вертолёта, руководствуясь логикой и инженерными навыками.

По-видимому, произошло следующее. В свой 72-й по счёту вылет вертолёт должен был подняться вертикально на высоту 12 м. Это было необходимо как для оценки авионики Ingenuity, так и для навигационной съёмки местности. Вертолёт поднялся на заданную высоту, завис и сделал серию фотографий. Он начал снижение через 19 секунд, а через 32 секунды вернулся на поверхность, и связь прервалась.

Через сутки команда NASA восстановила связь и смогла получить снимки и видео с вертолёта. На изображениях было видно, что лопасти несущего винта серьёзно повреждены.

Вертолёт и отломанная лопасть далеко в стороне (слева)

«Когда проводишь расследование воздушного происшествия на расстоянии 100 миллионов миль, у тебя нет ни чёрных ящиков, ни свидетелей, — сказал первый пилот Ingenuity Хавард Грип (Havard Grip) из JPL. — Несмотря на то, что с учётом имеющихся данных возможны различные сценарии, у нас есть один, который, по нашему мнению, наиболее вероятен: из-за отсутствия текстуры поверхности навигационная система получила слишком мало информации для работы».

Система визуальной навигации вертолёта была разработана для отслеживания видимых особенностей поверхности с помощью камеры, направленной вниз. В месте спуска марсохода с вертолётом в кратере Езеро как раз была такая хорошо текстурированная (галечная) ровная местность. Такой возможности слежения было более чем достаточно для выполнения запланированных пяти научных полётов Ingenuity, но к 72-му рейсу вертолёт оказался в районе кратера Езеро, где много крупных валунов и доминирует абсолютно невыразительная песчаная поверхность.

Во время 72-го полёта навигационная система вертолёта не смогла разобраться в текстурах и неправильно оценила вертикальную и горизонтальную скорость. Это привело к увеличению горизонтальной скорости в момент касания поверхности Марса при посадке. Получился удар о песок, который надломил кончики лопастей примерно на треть от концов. После этого возникли нарастающие вибрации ротора, и одна из лопастей надломилась у основания и отлетела на 15 м. Это привело к увеличению числа оборотов и скачку потребления питания, что вырубило связь с марсоходом и Землёй.

Всё происшедшее вызывает досаду, но многократно перекрывается достижениями миссии. Вместо пяти запланированных полётов вертолёт совершил 72, проведя в атмосфере Марса свыше двух часов. Более того, платформа и авионика Ingenuity показали, что даже в жёстких условиях Марса с его холодом и повышенной радиацией простые и лёгкие решения могут быть эффективными. Напомним, что в основе электроники вертолёта был процессор от обычного смартфона. Всё это позволяет проектировать будущие воздушные средства для Марса, учитывая громадный опыт, полученный при эксплуатации Ingenuity.

Кстати, такой проект уже разрабатывается. Это будет вертолёт с рабочим названием Mars Chopper. По замыслу, Chopper будет примерно в 20 раз тяжелее Ingenuity и сможет перевозить несколько килограммов научного оборудования, а также автономно исследовать отдалённые марсианские локации, преодолевая расстояния до 3 км в день (самый длинный полёт Ingenuity составил 704 м).

Вертолёт Ingenuity, хоть и остался на вечном приколе, продолжает собирать метеоданные из района базирования и передаёт их на марсоход. Информация о погоде на Марсе никогда не будет лишней.

После двух лет молчания NASA публично признало сомнительные качества теплового экрана корабля Orion. Что хуже всего, тепловой экран решено оставить как есть, и даже в худшем состоянии, чем у первого «Ориона», облетевшего Луну без экипажа два года назад. За это решение руководство агентства подверглось всесторонней критике. Однако разгребать всё это придётся новому составу руководства NASA.

Источник изображений: NASA

О том, что с тепловым щитом «Ориона» что-то не так стало известно в мае этого года после публикации снимков корабля с отвалившимися кусками экрана. Фотографии опубликовал главный инспектор NASA после проверки деятельности агентства. В апреле NASA создало группу независимых экспертов (IRT), которая должна была оценить проблему и сделать выводы. Свой отчёт группа предоставила агентству в августе, но NASA спрятала его в дальний ящик стола. И не удивительно, в разгаре была кампания по спасению застрявших на МКС пилотов корабля Boeing Starliner. Ещё одна существенная проблема никому не была нужна.

Что не так с тепловым экраном, NASA рассказало только в минувший четверг на пресс-конференции. Как выяснила комиссия, тепловой экран оказался плохо проницаемым для газов. Он представляет собой 186 плиток из материала Avcoat, произведённого компанией Textron Systems по лицензии Lockheed Martin. Плитки наклеены на титановую основу корпуса капсулы. При вхождении в атмосферу Земли на скорости 40 тыс. км/ч и после разогрева щита до 2760 °C внутри экрана выделялись газы. По причине плохой проницаемости материала экрана и швов между плитками газы создавали давление и взрывали экран изнутри. От них же ожидали равномерного обгорания и снижения толщины.

Капсула без целых кусков теплового экрана рискует в этом месте прогореть. Впрочем, аэродинамика тоже под вопросом. Напор воздуха там такой, что капсулу может закрутить. Во время спуска корабля Orion в ходе миссии Artemis 1 разрушение теплового экрана не привело к критическому росту температуры внутри. Но тепловой экран на корабле для миссии Artemis 2, на котором впервые полетят четверо астронавтов, ещё хуже.

В процессе работы с тепловым экраном «Ориона» для беспилотной миссии Artemis 1 выяснилось, что ультразвуковое диагностирование целостности экрана работает недостаточно хорошо. Чтобы оно работало лучше, было предложено увеличить непроницаемость щита, что воплотили в экране для «Ориона» миссии Artemis 2. Как теперь понятно, это было ошибочное решение, которое только увеличило риск разрушения экрана. И теперь этот корабль с экраном сомнительной надёжности готовят к установке на первую ступень ракеты SLS для миссии Artemis 2. Руководство NASA дало добро на эту операцию, объяснив, что они смоделировали более безопасную траекторию вхождения «Ориона» в атмосферу Земли. Траектория была оценена методом статистического анализа Монте-Карло, что вызвало шок у профильных специалистов.

«Я проработал в NASA 45 лет, — сказал бывший астронавт и специалист по тепловым экранам Чарльз Камарда (Charles Camarda). — Я люблю NASA. Мне не нравится то, каким стало NASA. Мне не нравится, что мы утратили нашу исследовательскую культуру». В своём сообщении в сети LinkedIn Камарда заявил, что космическому агентству и его руководящей команде должно быть «стыдно». В интервью в пятницу он повторил, что NASA полагается на ошибочные вероятностные оценки рисков и моделирование методом Монте-Карло для определения безопасности существующего теплозащитного экрана Orion.

«Целесообразность победила безопасность и хорошие материаловедческие и инженерные разработки. Печальный день для NASA», — написал в LinkedIn Эд Поуп (Ed Pope), эксперт в области передовых материалов и теплозащитных экранов.

Состояние теплового экрана у первого вернувшегося от Луны корабля Orion

В то же время глава специальной комиссии IRT, Пол Хилл (Paul Hill), бывший руководитель полётов NASA и эксперт по катастрофе челнока «Колумбия» в 2003 году, утверждает, что специалисты агентства ничего не пытались скрывать в отношении проблем с экраном «Ориона». Все данные предоставлялись в полном объёме, тесты проводились, отчёты готовились. В начале работы комиссии два её члена были против использования экрана в нынешнем виде, но к подготовке заключения все единогласно признали экран способным выдержать полёт в атмосфере при изменении траектории входа.

Поскольку сборка ракеты SLS для миссии Artemis 2 уже началась, брать на себя ответственность за судьбу миссии придётся новому руководству NASA после назначений Дональда Трампа в январе или феврале 2025 года. Для миссии Artemis 3 с высадкой астронавтов на Луну корабль Orion получит уже модифицированный тепловой экран. В этом плане экипаж миссии Artemis 2 рискует сильнее. Им придётся лететь с тем, что уже есть, представляя себе уровень риска.

Сроки выполнения плана миссии Artemis 2 по возвращению человека на Луну снова пересмотрены в сторону увеличения. В NASA сообщили, что облёт астронавтами Луны и сама высадка человека на спутник состоятся позже на срок от 7 до 9 месяцев. Это, однако, не самое худшее, что может произойти с программой «Артемида». В теории ей вообще грозит закрытие.

Источник изображения: NASA

Гигантская лунная ракета SLS (Space Launch System) с кораблём Orion после многолетних задержек впервые взлетела в ноябре 2022 года. Миссия Artemis 1 проходила в беспилотном режиме. Корабль облетел Луну и вернулся на Землю. Полёт был омрачён лишь одним существенным замечанием: тепловая защита корабля вместо равномерного прогорания местами отвалилась целыми кусками, открыв доступ огню к корпусу корабля. Это не привело к росту температуры в кабине, но представляет собой явную опасность.

До недавнего времени в NASA скрывали суть проблемы. Теперь она стала известна, как и решение агентства, что с этим делать. Сообщается, что внутри материала теплозащитного экрана Avcoat в процессе нагрева образуются газы, скопление которых и их избыточное давление вырывали куски защиты. Такое разрушение не вело к критическому росту температуры внутри капсулы Orion и не могло навредить экипажу. Поэтому уже установленный на новенький корабль тепловой экран менять не будут. Вместе с тем условия входа корабля Orion в атмосферу Земли после облёта Луны во время миссии Artemis 2 будут изменены таким образом, чтобы снизить нагрев теплового экрана и вероятность его разрушения.

Поскольку сборка ракеты SLS для миссии Artemis 2 уже началась, решение оставить тепловую защиту корабля без изменений не должно было привести к задержке запуска. Тем не менее NASA приняло волевое решение перенести отправку людей в первый за более чем 50 лет облёт Луны с сентября 2025 года на апрель 2026 года. Также будет сдвинуто расписание высадки людей на Луну в рамках миссии Artemis 3: с октября 2026 года на середину 2027 года.

Однако даже эти сроки остаются оптимистичными, поскольку все подрядчики NASA, от сборщика мобильной пусковой установки до разработчиков ракеты и лунного посадочного модуля, критически отстают от графика, не говоря уже о тотальном перерасходе бюджета. Судьба всей лунной программы NASA может кардинально измениться зимой 2025 года после вступления в должность президента США Дональда Трампа (Donald Trump) и назначения нового руководства агентства.