Космічних подій цього року не злічити: ми побачили перші фото довгоочікуваного телескопа «Джеймс Вебб», зображення тіні надмасивної чорної діри з центру нашої галактики, стали свідками старту програми з повернення людей на Місяць «Артеміда» та вломили астероїду космічним тараном. І це далеко не все.
Ми стрімко прямуємо в майбутнє, нехай зараз нам здається, що слова «запуск ракети» вже ніколи не будуть асоціюватися із космосом. Але ми в nauka.ua віримо, що будуть. Розповідаємо, чим нас порадував космос у 2022.
Повернути людей на Місяць
Найамбітнішою подією цього року можна назвати старт програми «Артеміда», яка має на меті освоєння Місяця. Востаннє людство досягало нашого супутника у ході місії «Аполлон-17» у 1972 році. Тепер же NASA планує не лише подорож астронавтів до супутника, а і розбудову на навколомісячній орбіті космічної станції Lunar Gateway, а в ще більш далекому майбутньому — створення на поверхні Місяця дослідницької бази.
Концепція дослідницької бази на Місяці в рамках «Артеміди». NASA
«Оріон» злітав до Місяця
Першим етапом втілення задуму стала місія «Артеміда-1» — запуск космічного корабля «Оріон». Він рушив до дальньої ретроградної орбіти Місяця за 434 500 кілометрів від Землі. Дорогою корабель двічі наближався до нашого супутника на відстань приблизно в 130 кілометрів від його поверхні, робив селфі з ним і з Землею, що лишилась позаду, а також збирав всі необхідні для наступних місій дані про подорож.
«Оріон» на 13 день свого польоту, на який він дістався максимальної відстані від Землі — відлетів на 432 тисячі кілометрів. NASA / flickr
11 грудня призначена для екіпажу капсула «Оріона» успішно приводнилась у Тихому океані, що і завершило «Артеміду-1». За кілька років має розпочатися другий етап — «Оріон» повторить свій маршрут, однак вже з астронавтами на борту.
Повернення «Оріона» на Землю. NASA / flickr
Супутник CAPSTONE відправили на розвідку
Lunar Gateway — це проєкт міжнародної станції на навколомісячній орбіті, з якої космічні агенції зможуть вивчати наш супутник, а також використовувати її для висадок на Місяць. Для її створення вчені обрали незвідану раніше жодним космічним апаратом орбіту — гало-орбіту у другій точці Лагранжа системи Земля-Місяць.
Концепція станції Lunar Gateway із «Оріоном», що наближається до неї. NASA / flickr
У ній космічні апарати знаходитимуться у зоні прямої видимості з Землі, що забезпечить з ними стабільний зв'язок. А перевірити стабільність самої орбіти відправили супутник CAPSTONE (Cislunar Autonomous System Positioning Operations and Navigation Experiment).
У червні 2022 року CAPSTONE запустили на ракеті Electron приватної аерокосмічної компанії Rocket Lab, що також стало для неї першим польотом. Попри те, що дорогою супутнику довелося пережити збій у навігаційній системі, а також втрату зв'язку із операторами, 13 листопада CAPSTONE дістався цілі. Наступні кілька місяців він проведе у навколомісячному просторі, передаючи тестуючи свою навігаційну систему та обмінюючись даними зі станцією Lunar Reconnaissance Orbiter.
Супутник CAPSTONE. NASA
Інфрачервоне око «Джеймса Вебба»
Минулий рік ми зустрічали найочікуванішим запуском — запуском космічного телескопа «Джеймс Вебб». Тож майже весь 2022 ми присвятили тому, чому все це варто було затівати — лише на nauka.ua вийшло понад сотня новин, написаних за результатами роботи телескопа.
NASA's James Webb Space Telescope / flickr
Свою наукову програму телескоп розпочав влітку, що ознаменувала публікація його перших повноколірних фото. Вони ілюструють собою основні наукові цілі телескопа: народження і смерть зірок, ранній Всесвіт та світи за межами Сонячної системи.
В далекій-далекій галактиці
Наразі «Джеймс Вебб» є єдиним космічним телескопом, який працює в інфрачервоному діапазоні випромінювання. А саме в ньому є шанс роздивитися галактики, які випустили своє світло ще в часи раннього Всесвіту. З появою «Джеймса Вебба» астрономи одразу взялися за аналіз даних в пошуках дуже далеких галактик. Наразі рекорд тримає кандидатка в галактику, що могла існувати всього через 250 мільйонів років після Великого вибуху. Її вчені знайшли у першому наборі даних, які зібрав телескоп.
Знайдена галактика CEERS-93316. JWST / Endinburgh University / Wikimedia Commons
Крім найвіддаленішої галактики, «Джеймсу Веббу» вдалося знайти і найвіддаленіше галактичне злиття. Там, де його попередник, телескоп «Габбл», бачив всього одну галактику, «Джеймс Вебб» роздивився два об'єкти, яких розділяє 400 парсеків. Вони могли існувати ще коли Всесвіту було менше 470 мільйонів років.
Порівняння знімків «Джеймса Вебба» і «Габбла», які він зробив у 2012 році. На знімках останнього об'єкт MACS0647-JD виглядає як тьмяна червона точка, у той час як «Джеймс Вебб» бачить набагато більше деталей. NASA, ESA, CSA, STScI, and Tiger Hsiao (Johns Hopkins University); : Alyssa Pagan (STScI)
Зоряні колиски
Також важливим завданням телескопа є допомогти астрономам розібратися із тим, як народжуються зірки. А народжуються вони яскраво — у молекулярних хмарах, які називають зоряними колисками.
На цьому знімку зображені «Стовпи творіння», де ці масштабні стовпи концентрованого пилу й газу є областями зореутворення в туманності Орла на відстані 6 500 світлових років від нас. Завдяки «Джеймсу Веббу» астрономи можуть зазирнути за ці стовпи та роздивитися молоді зорі, які всередині них формуються.
NASA, ESA, CSA, STScI; Joseph DePasquale (STScI), Anton M. Koekemoer (STScI), Alyssa Pagan (STScI)
Загиблі зорі
Загибель зірок, втім, не менш яскрава та не менше цікавить астрономів. Тому цілями «Джеймса Вебба» в цьому році ставали також і планетарні туманності — те, що лишається в космосі після смерті масивних зірок.
На цьому знімку туманності NGC 3132 або «Південне кільце» в оточенні хмар з пилу видно білого карлика — ядро загиблої зірки —, а також ще живого її компаньйона. Втім, саме завдяки «Джеймсу Веббу» астрономи змогли «розшарувати» кільця туманності. Моделюючи, як саме могли утворитися оболонки туманності, астрономи дійшли висновку, що у формуванні «Південного кільця» брала участь не пара зірок, а принаймні квартет.
Зображення туманності, складені зі знімків на інструменти NIRCam та MIRI у різних фільтрах. NASA, ESA, CSA, STScI, Orsola De Marco (Macquarie University); Joseph DePasquale (STScI)
Позасонячні планети
Робота «Джеймса Вебба» в інфрачервоному діапазоні випромінювання також дає йому змогу оцінювати хімічний склад атмосфер екзопланет. І однією з цілей телескопа став газовий гігант WASP-39b на відстані 700 світлових років від нас. Поки планета проходила на тлі свого батьківського світила, «Джеймс Вебб» роздивився в її атмосфері вуглекислий газ.
Причому на відміну від інфрачервоного телескопа «Спітцер», що до виходу на пенсію також спостерігав WASP-39b, «Джеймсу Веббу» вдалося запевнити астрономів у наявності вуглекислого газу в спектрі випромінювання планети — статистична значущість результату склала 26 сигм, тоді як достатнім вважалося б 5 сигм.
Чорне серце Чумацького Шляху
Також цього року ми змогли на власні очі побачити надмасивну чорну діру з центру нашої галактики — Стрілець А*. Проєкт об'єднання восьми обсерваторій у один Телескоп горизонту подій отримав зображення її тіні, тобто відсутність випромінювання, оточене яскравим кільцем з розігрітого газу, що падає на чорну діру. Чорна діра знаходиться на відстані близько 27 тисяч світлових років від Сонця, а її масу оцінюють у 4,29 мільйона Сонць.
EHT Collaboration
Ця світлина являє собою середнє значення різних зображень, отриманих командою з більш ніж 300 дослідників з 80 інститутів по всьому світу. Щоб її отримати, астрономи п'ять років аналізували дані, зібрані за кілька ночей у 2017 році обсерваторіями, які синхронно націлилися на Стрілець А* з шести точок земної кулі.
Космічний таран
Неможливо оминути і приголомшливий успіх NASA у програми із захисту землян від астероїдної загрози. 26 вересня зонд DART (Double Asteroid Redirection Test) наздогнав астероїд Діморф на відстані 11 мільйонів кілометрів від Землі, врізався у нього, та змусив астероїд змінити свою траєкторію.
Художнє зображення наближення DART до Діморфа та його супутника Дідима. NASA
Діморф та його більший супутник, астероїд Дідим, не несли небезпеки для Землі та стали ціллю DART лише у рамках тестування можливостей космічного тарана. До зіткнення з DART Діморф облітав Дідима кожні 11 годин 55 хвилин, а тепер, після тарана, його оберт навколо сусіда займає 11 годин 23 хвилини. NASA вважало би успіхом зміну періоду астероїда на 73 секунди, але успіх тарана DART перевищив очікування у 25 разів.
Хвіст з викинутого після тарана астероїда матеріалу, який зафіксувала наземна обсерваторія SOAR. CTIO / NOIRLab / SOAR / NSF / AURA / T. Kareta (Lowell Observatory), M. Knight (US Naval Academy)
Також через зіткнення Діморф втратив близько мільйона кілограмів маси, про що сказав значний хвіст матеріалу, який простягнувся за ним після тарану в десяток тисяч кілометрів. Його було яскраво видно і з численних земних обсерваторій, і з космосу за допомогою телескопів «Джеймс Вебб» і «Габбл».
Анімація знімків, які в оптичному діапазоні отримав «Габбл». Вони охоплюють час до п'яти годин після удару та фіксують яскраві шлейфи матеріалу, який відлетів від Діморфа. NASA, ESA, CSA, Cristina Thomas (Northern Arizona University), Ian Wong (NASA-GSFC); Joseph DePasquale (STScI)
Новенькі в космосі
Цей рік також став роком перших успішних космічних запусків для різних країн. Хтось стартував з першої, хтось з другої спроби, а хтось дістанеться цілі вже у 2023, за чим ми обов'язково стежитимемо.
Перше фото першої південнокорейської навколомісячної дослідницької станції «Данурі». KARI
Південнокорейський «Світ» та «Насолода Місяцем»
Південна Корея, хоч і з другого разу здійснила перший успішний запуск своєї ракети-носія KSLV-II або «Нурі» — в перекладі, «світ». Вона вивела на сонячно-синхронну орбіту п'ять супутників, один з яких важить 1,3 тонни. Так Південна Корея стала сьомою країною, в арсеналі якої є ракети такої вантажності.
Вид на Землю з камери на борту «Нурі». Korea Aerospace Research Institute (KARI)
Крім того, дісталась Місяця і перша південнокорейська навколомісячна дослідницька станція Korea Pathfinder Lunar Orbiter (KPLO). Також її називають «Данурі», що у перекладі означає «насолоджуйтесь Місяцем». Вона стартувала цього серпня і стала першою для Південної Кореї місією за межами навколоземної орбіти.
Художнє зображення станції. KARI
Свою наукову програму з вивчення поверхні Місяця, його магнітного поля, а також пошуку криги біля кратерів на його полюсах, «Данурі» здійснюватиме на полярній орбіті Місяця на висоті 100 кілометрів від супутника.
Японський модуль привезе на Місяць арабський ровер
Також Місяць став пунктом призначення японського посадкового модуля Hakuto-R, розробкою якого займається стартап ispace. Крім того, що це перша місія з висадки на Місяць для Японії, Hakuto-R є і першим для нашого супутника комерційним проєктом.
Hakuto-R / ispace
З собою Hakuto-R привезе на Місяць і перший для Об'єднаних Арабських Еміратів місяцехід «Рашид». Це чотириколісний десятикілограмовий ровер, що пропрацює один місячний день на видимому боці Місяця. Місяця вони з Hakuto-R дістануться у квітні наступного року.
Ілюстрація роботи місяцехода «Рашид» на Місяці. Mohammed bin Rashid Space Centre
Доставка на МКС без Маска
Новенькі також з'явилися і на Міжнародній космічній станції. У свій другий, але перший успішний запуск, до МКС пристикувався космічний корабель від компанії «Боїнг» CST-100 Starliner. Без екіпажу його запустили на ракеті Atlas V у рамках програми NASA Commercial Crew Program, яка передбачає комерційні послуги з транспортування екіпажу на МКС та з неї. CST-100 Starliner має стати для NASA другим Crew Dragon від SpaceX. Корабель розрахований на екіпаж до 7 астронавтів 60 годин вільного польоту та 210 днів пристикування.
Маневр корабля при підході до МКС. Boeing / Twitter
Біля модуля «Гармоні» CST-100 Starliner провів 5 днів, а затим успішно приземлився, привізши на Землю 270 кілограмів вантажу від 67 екіпажу МКС. Якщо капсула пройде необхідну сертифікацію від NASA, то у наступний політ корабель вирушить вже з екіпажем.
Вид з МКС на пристикований CST-100 Starliner. ESA
Китайська спроба злетіти на метані
Втім, не всі запуски були цьогоріч успішними. Невдачею завершився запуск першої китайської метанової ракети Zhuque-2. Вона вийшла у космос, однак не змогла дістатися цілі через збій у роботі двигунів другого ступеня. Метан як альтернативне паливо вважається кращим для технологій багаторазових запусків, а також є дешевшим. Однак поки жодна ракета не змогла на ньому вийти на навколоземну орбіту. Zhuque-2 змогла дістатися висоти в 400 кілометрів.
Запуск Zhuque-2. Landspace
В космос не пускати
А от кому в космосі не місце, так це країні-терористу. Співпрацю з росією припинила Європейська космічна агенція в рамках проєкту ExoMars. У її ході ESA відправить на Марс ровер «Розалінд Франклін», але вже обійдеться без модуля спуску і посадкової платформи «Козачок», за які відповідала росія. Наразі агенція шукає інших партнерів для здійснення місії.
Так само співпрацю з росією припинили німецькі вчені, що відключили свій телескоп eROSITA на борту їхньої спільної з росіянами обсерваторії «Спектр-РГ». Більше про те, як росію виключають з наукових проєктів можна прочитати у нашому матеріалі «Наукова спецоперація».
Прощавай, InSight
На жаль, 2022 став останнім роком для марсіанської геофізичної станції InSight. Чотири роки вона пропрацювала на Червоній планеті, досліджуючи її внутрішню будову і тектонічну активність. Попри те, що в NASA сподівалися, що InSight продовжить роботу до січня 2023, запиленість сонячних панелей InSight остаточно позбавила станцію живлення і в середині грудня вона припинила виходити на зв'язок.
NASA
Після кількох малоефективних спроб очистити пил з сонячних панелей станції, зрештою NASA прийняло рішення, що оголосить про завершення місії, якщо станція пропустить два послідовних сеанси зв'язку з наземним центром керування. Цього не відбулося і NASA більше не прийматиме заходів з відновлення зв'язку.
Останнє селфі InSight, яке станція зробила 24 квітня цього року – на 1 211 марсіанський день своєї місії, порівняно з її селфі невдовзі після приземлення на Марсі. NASA
Робота InSight на Марсі була надзвичайно важливою. Лише сейсмограф SEIS, який був останнім з трьох наукових інструментів станції, приніс планетологам інформацію про будову Марса на глибині 200 метрів, оцінив розміри ядра і товщину кори планети, та навіть почув падіння на Марс метеоритів.