Артеміда, Психея і Дарт (не Вейдер): найбільш очікувані космічні місії у 2022 році

У 2022-му році різні космічні агентства планують запустити цілу низку місій, аби досліджувати космос. Водночас кілька апаратів, запущених раніше, почнуть безпосередньо виконувати свої завдання: збирати дані або й просто врізатися в астероїд, щоби змінити його траєкторію руху. 

hromadske розповідає про найцікавіші події в космічній галузі, свідками яких ми станемо наступного року.

Psyche, або подорож до центру планети

1-го серпня NASA планує запустити космічний апарат Psyche (Психея) для дослідження астероїда 16 Psyche.

Спершу може здатися, що це лише одна з кількох місій із дослідження астероїдів і, можливо, не найцікавіша з них. Адже, на відміну від японської «Хаябуса-2» або іншої американської місії «Озіріс-Рекс», вона не передбачає безпосереднього контакту із космічним тілом, щоби зібрати й доставити зразки його речовини на Землю.

Та це хибне враження, адже її мета — 16 Psyche — незвичний астероїд і подібні до нього ще ніколи не досліджувалися зблизька. Як і мільйони інших астероїдів, він обертається навколо Сонця між орбітами Марсу та Юпітера у так званому головному поясі астероїдів. Його діаметр перевищує 200 кілометрів, що робить його одним із найбільших об’єктів у цій частині космосу. Для порівняння, астероїди Паллада і Веста мають діаметр понад 500 кілометрів кожен, а діаметр карликової планети Церера в тому самому головному поясі — приблизно 900 кілометрів.

Але річ не в розмірах. Більшість із цих астероїдів за своєю будовою, простими словами, нагадують камінь. Натомість Психея складається із заліза й нікелю. Існує теорія, згідно з якою цей астероїд — частина колишньої планети завбільшки приблизно як Марс. Як і належить такому великому тілу, воно було кулястої форми, й усередині нього сформувалися різні шари, зокрема й залізно-нікелеве ядро.

Але потім на своєму шляху планета стикнулася з іншими небесним тілом, що доволі часто траплялося в молодій Сонячній системі. В результаті зіткнення зовнішня оболонка планети «облущилася», а залізо-нікелеве ядро залишилося. Це і є сучасний астероїд Психея. До речі, на його поверхні добре видно величезний кратер — слід від зіткнення з іншим небесним тілом.

Наскільки правильна ця теорія, має з’ясувати місія Psyche. За планом, у 2026-му році космічний апарат дістанеться астероїда, вийде на орбіту навколо нього й почне збирати інформацію про це небесне тіло. Але місія Psyche може розповісти нам не лише про незвичний і цікавий астероїд, але й про історію та будову нашої планети, а також Марсу, Венери та Меркурія. Адже дослідження Психеї — це ніби здійснення неможливої подорожі до центра нашої планети.

ExoMars, або чергова спроба пошуків життя на Марсі 

На 20 вересня 2022-го року заплановано другий запуск у межах програми ExoMars, завдання якої — пошуки слідів життя на Марсі.

Програма складається із двох місій і, відповідно, передбачає два запуски. Перший відбувся у 2016-му році та передбачав виведення на орбіту навколо Марсу космічного апарату Trace Gas Orbiter, а також посадку на поверхню Червоної планети посадкового модуля Schiaparelli.

Перша частина завдання була успішно виконана — Trace Gas Orbiter працює на орбіті. Зокрема, зовсім нещодавно повідомляли, що за його допомогою вдалося знайти великі поклади водяного льоду за межами полярних регіонів, де про них було давно відомо. Але Schiaparelli спіткала невдача — під час посадки він на великій швидкості врізався у поверхню Червоної планети й розбився.

За планом у 2022-му році має стартувати друга частина місії. Вона передбачає доставлення на поверхню Марсу посадкової платформи «Козачок» (її виконує «Роскосмос» разом із Європейським космічним агентством (ESA)), а також марсоходу «Розалінд Франклін» (його робить ESA).

Завдання посадкової платформи полягає в тому, щоб упродовж принаймні одного року збирати інформацію про атмосферу та метеорологічні умови на Марсі. А ровер «Розалінд Франклін» аналізуватиме зразки поверхні в пошуках слідів життя.

Апарат названий на честь відомої науковиці, яка зробила великий внесок у відкриття структури ДНК. Він важить понад 300 кілограмів, має шість коліс, за допомогою яких буде щодня пересуватися в середньому на 100 метрів.

Крім низки наукових інструментів, він обладнаний спеціальним буром, що дозволяє діставати зразки породи із глибини до двох метрів — цього не міг жоден із його попередників.

Запуск відбуватиметься з космодрому «Байконур» за допомогою ракети «Протон». Слід сказати, що досі на поверхні Марсу не працював жоден європейський апарат — вони або не могли здійснити посадку, або не працювали з інших причин.

DART: заплановане зіткнення з астероїдом 

У вересні відбудеться перше своєрідне заплановане зіткнення космічного корабля з астероїдом. Йдеться про американську місію DART (Double Asteroid Redirection Test) запуск якої відбувся в листопаді 2021 року.

Її мета — поставити експеримент, щоби на практиці перевірити, як можна змінити орбіту астероїда, в разі якщо він загрожуватиме Землі.

Для цього обрали навколоземний астероїд Дідим. Це подвійна система, що складається з більшого тіла діаметром приблизно 780 метрів і меншого завбільшки приблизно 160 метрів. Він жодним чином не загрожує Землі, просто саме його серед численних кандидатів обрали як «тренажер».

Після того, як космічний апарат на швидкості 6,6 км/c вріжеться в менший з астероїдів, його траєкторія зміниться майже непомітно. Але через це своєю чергою зміниться орбіта більшого тіла, з яким вони пов’язані гравітаційною взаємодією. Цих невеликих змін має бути достатньо, щоб уникнути потенційного зіткнення астероїда із Землею.

Все це можна розрахувати теоретично, але неможливо знати, наскільки такі розрахунки правильні, коли йдеться про реальні, а не абстракті астероїди, і наскільки взагалі цю технологію можна застосовувати на практиці. Хоча досі нам не відомо про жоден астероїд, який справді може загрожувати Землі, але одного дня він може з’явитися, і тоді треба буде діяти точно, аби уникнути катастрофи.

У мить зіткнення астероїд перебуватиме на відстані 11 мільйонів кілометрів від Землі, а за подією стежитимуть як наземні телескопи, так і мініатюрний космічний апарат, що заздалегідь відділиться від основного апарату.

У 2024-му році вже Європейське космічне агентство запустить апарат «Гера» до подвійної системи астероїдів, аби більш детально дослідити наслідки зіткнення.

Телескоп Джеймс Вебб, або новий погляд на Всесвіт

У 2022-му році науковці отримають перші дані спостережень від космічного телескопа Джеймс Вебб (JWST), запуск якого відбувся в кінці 2021-го року. Приблизно один місяць йому знадобиться для того, щоб дістатися так званої точки Лагранжа L2, де він залишатиметься щонайменше 5 років для проведення спостережень.

Ця точка розташована на відстані 1,5 мільйона кілометрів від Землі таким чином, що Земля постійно затіняє космічний апарат від Сонця. Приблизно до середини року JWST буде готуватися до проведення спостережень. Для цього йому треба розкласти сонцезахисний екран та зібрати з окремих елементів своє 6,5-метрове дзеркало (більше про нього hromadske розповідало в матеріалі, присвяченому запуску JWST). Також перш ніж почнуться спостереження, потрібно відкалібрувати й налаштувати всі прилади.

У програмі роботи JWST передбачені дослідження найрізноманітніших об’єктів. Одне з тих, що інтригує найбільше, — дослідження атмосфер екзопланет, тобто планет, що обертаються навколо інших зірок. Обладнання телескопа дозволяє аналізувати склад атмосфери екзопланет. Серед іншого можна робити якщо не висновки, то обґрунтовані припущення про те, чи є на цих планетах життя. Адже деякі сполуки можуть утворюватися лише завдяки діяльності живих організмів, отже, є маркерами життя.

Можливо, завдяки роботі JWST ми вже найближчим часом отримаємо суттєві аргументи на користь того, що життя є й за межами Землі. А втім, навіть якщо так, дістатися якоїсь із таких екзопланет, щоби точно в цьому переконатися, неможливо за сучасного розвитку технологій.

У нашій Сонячній системі телескоп Джеймс Вебб спостерігатиме за різними об’єктами: планетами, астероїдами, кометами тощо. Але JWST буде «дивитися» й значно далі: на інші галактики, на відстань близько 13,5 мільярда кілометрів, де можна побачити Всесвіт, яким він був невдовзі після Великого вибуху.

Artemis 1: лише кілька кроків до повернення на Місяць

За останніми даними, у березні 2022-го року відбудеться запуск місії Artemis 1. Це частина більшої програми Artemis (Артеміда), що має на меті повернути людство на Місяць після півсторічної перерви. Здійснює програму NASA разом із міжнародними партнерами.

Artemis 1 має на меті випробувати комплекс нових технологій, що дозволяє здійснювати пілотовані польоти за межі навколоземної орбіти — насамперед до Місяця. До його складу входить найпотужніша на сьогодні ракета у світі Space Launch System (SLS), а також космічний корабель «Оріон», розрахований на чотирьох космонавтів.

Але цього разу людей на борту не буде, а весь політ відбуватиметься в автоматичному режимі. Запуск відбудеться на ВПС США на мисі Канаверал, потім корабель вийде на орбіту навколо Місяця. Там перебуватиме кілька днів і повернеться на Землю.

Залежно від точної дати запуску, весь політ триватиме 4-6 тижнів. Перш ніж здійснити пілотований політ, NASA хоче перевірити надійність та безпечність усіх систем. Серед іншого — як добре корабель захищатиме екіпаж під час входження в атмосферу Землі, коли обшивка нагріється до позначки понад 2700°C (для порівняння: залізо плавиться за температури менше ніж 1600°C, а за позначки 2862°C уже закипає).

Якщо все піде гаразд, то найближчими роками людина повернеться на Місяць, де востаннє ми були у 1972-му році.