Фото:

Pxhere

Національне аерокосмічне агентство США (NASA) запатентувало серію орбітальних маневрів, які, за розрахунками, дозволять невеликим космічним апаратам швидше й дешевше дістатися Місяця. Саме за допомогою цього способу в космос запустять апарат, який уперше спробує виявити «сліди» перших мільйонів років існування Всесвіту.

Свій патент NASA зареєструвало ще 30 липня, втім публічно про нього повідомив аж наприкінці серпня юрист Джеф Стек у Twitter. По суті, патент — це лише розрахунок оптимальної траєкторії польоту із Землі на Місяць за певних умов, і не більше. То чому це так важливо і до чого тут революція в науці?

У чому суть патенту NASA і нащо він треба?

Організація космічного польоту — річ непроста (можете пригадати, що навіть Ілону Маску свій Crew Dragon вдалося запустити лише із другої спроби) і дорога. Адже для того, аби подолати земне тяжіння, космічні апарати «з’їдають» величезну кількість реактивного палива. А воно ж іще потрібне для руху в космосі. Тому пошук способу зменшити тривалість польоту (а отже, і його вартість) — це та проблема, над якою ламають голову всі космічні компанії.

Одне з можливих варіантів її вирішення — використання доцентрової сили внаслідок обертання довкола Землі. Іншими словами, космічний апарат рухається земною орбітою, поступово збільшуючи її й наближаючись до орбіти місяця. Це довго, зате паливо витрачати на корекцію траєкторії майже не потрібно: більшість «роботи» бере на себе гравітація.

Саме від цього варіанту відштовхувалися в NASA при розробці свого «методу переправлення космічного апарату з геосинхронної трансферної орбіти на місячну орбіту». Геосинхронна орбіта — це орбіта, на якій час обертання довкола Землі дорівнює часу обертання самої Землі. Орбіта ця дуже популярна серед супутників, яким треба постійно «бачити» одну й ту ж точку земної поверхні.

Невеликі космічні апарати, таким чином, можуть зекономити на вильоті за межі атмосфери: їх просто запустять із якимось супутником. А от далі починається найцікавіше: маневрування з поступовою корекцією орбіти. За розрахунками NASA, невеликі апарати таким чином досягнуть місячної орбіти за 2,5 місяця, тоді як інші подібні варіанти передбачають пів року польоту.

Фото:

NASA

Так а що будуть запускати?

По розрахованій NASA траєкторії полетить апарат DAPPER — «Маршрутизатор для поляриметра Темних часів». Темні часи — це період історії Всесвіту, який, як вважається, почався десь десь 370 тисяч років після Великого вибуху. Називають їх так тому, що тоді ще не існувало світла в класичному сенсі цього слова (тобто якби тоді якось існували ми, то ми б нічого не бачили взагалі).

А оскільки Великий вибух стався десь 14 мільярдів років тому, можна вважати, що йдеться про фактично перші роки становлення Всесвіту. І мета місії DARPER — фіксування доказів існування цих Темних часів. Ідеться про так звані радіолінії Гідрогену 21 см — радіовипромінювання водню, внаслідок якого утворюються хвилі довжиною в 21 сантиметр. Саме такі хвилі існували в Темні часи. І якщо їх зафіксувати, теорії вчених знайдуть чергове реальне підтвердження.

Але чому для цього треба летіти аж на Місяць? Річ у тім, що згадані радіохвилі за частотою збігаються з тими, які випромінює купа електроніки — і космічних апаратів так само. Найближче місце, вільне від радіохвильового забруднення людей — це так званий темний бік Місяця, тобто той, який завжди відвернутий від Землі. І саме туди планує висадитися DAPPER.

І навіть це ще не все. В апарату розміром із мікрохвильовку, який розробили вчені Колорадського університету в Боулдері, є крихітний, але шанс зафіксувати темну матерію. Це матерія, про існування якої ми знаємо лише через вплив на видиму матерію, і при цьому вона складає десь 80% маси всього Всесвіту.

Арт-концепт місії DARPER, яка має приземлитися на темному боці Місяця й дослідити ранні роки існування Всесвіту
Фото:

DARPER / University of Colorado Boulder

І що далі?

Як пояснює керівник DARPER Джек Бернс, у разі успіху місії автори можуть розраховувати на щонайменше дві Нобелівські премії: за виявлення ознак існування «раннього Всесвіту» і за фіксування темної матерії. При цьому вартість місії складає, за підрахунками астрофізика, десь 70 мільйонів доларів — це дуже дешево для космічних запусків (доставка одного астронавта на орбіту Міжнародної космічної станції з РФ коштує 90 мільйонів доларів).

Утім питання наразі в тому, коли саме DARPER запустять — і коли він зможе передати перші переконливі результати вимірювань на Землю. Можливо, це станеться не раніше початку 2030-х років. Адже від ідеї польоту на темну сторону Місяця тільки до реєстрації патенту NASA минуло близько десяти років.

Крім того, до супутника Землі вже прикута увага й інших країн. Китай першим успішно в 2019 році посадив свій космічний апарат «Чанґ’е-4» на темний бік Місяця. А до згаданих 2030-х взагалі хоче створити власну місячну базу. Не варто забувати і про програму NASA «Артеміда», в межах якої перше з 1970-х років приземлення людини на Місяць має відбутися вже за три-чотири роки.

Поділитись: