В прошлом месяце космический аппарат «Вояджер-1» (Voyager 1), который находится на расстоянии почти 25 миллиардов километров от нашей планеты, неожиданно выключил свой основной радиопередатчик, называемый передатчиком X-диапазона, и включил гораздо более слабый передатчик S-диапазона.
Это обстоятельство не позволило команде инженеров получить научные данные и информацию о техническом состоянии зонда, который отправился в космос в далеком 1977 году.
В начале ноября инженерам после ряда манипуляций вновь удалось включить передатчик X-диапазона, а с 18 ноября аппарат возобновил сбор данных с четырех работающих научных приборов.
Оказалось, передатчик X-диапазона отключился системой защиты от неисправностей космического аппарата, когда инженеры активировали обогреватель для некоторых научных инструментов. Поэтому они снова отключили его и к своему удивлению обнаружили, что ряд приборов продолжал работать, несмотря на температуру ниже той, что была во время испытаний.
Поздно вечером 1 октября 2024 года НАСА объявило о том, что 26 сентября на борту космического аппарата «Вояджер-2» был окончательно отключен еще один научный прибор.
Это был эксперимент PLasma Science (PLS), который позволял измерить количество плазмы (горячего ионизированного газа) в межзвездном пространстве и ее направление. На борту продолжают работать еще четыре прибора из первоначальных десяти.
Причиной решения, которое инженеры НАСА пытались отложить как можно дольше, стало постепенное сокращение энергоснабжения зонда. Потребление PLS было слишком велико по сравнению с энергией, которую радиоизотопный термоэлектрический генератор (RTG) зонда может обеспечить в настоящее время, после десятилетий использования и далеко за пределами срока его полезной эксплуатации.
В настоящее время «Вояджер-2» находится на расстоянии более 20,5 млрд км от Земли и находится в космосе уже более 47 лет. Он изучает область за пределами нашей гелиосферы — защитного пузыря частиц и магнитных полей, создаваемых Солнцем. По данным НАСА, у аппарата достаточно энергии, чтобы продолжать исследовать этот регион как минимум с одним работающим научным инструментом до 2030 года.
Специалисты Национального управления по аэронавтике и исследованию космического пространства США 19 мая, впервые с ноября прошлого года, получили данные от двух из четырех рабочих научных инструментов космического аппарата «Вояджер-1» (Voyager 1).
Нормальная работа запущенного 46 лет назад зонда прервалась в 2023 году, когда «Вояджер-1» начал передавать на Землю повторяющийся шаблон из единиц и нулей.
Инженеры долго разбирались в проблеме, поскольку аппарат находится на расстоянии более 24 миллиардов километров от нашей планеты: потребовалось свыше 22 с половиной часов, чтобы сообщение с Земли достигло зонда, и столько же времени, чтобы его ответ вернулся в Центр управления полетами. Специалисты установили, что примерно 3% рабочей памяти «Вояджер-1» повреждено, однако им удалось переписать программное обеспечение зонда, чтобы избежать использования поврежденной памяти.
В апреле «Вояджер-1» прислал точные данные о состоянии бортовых инженерных систем, а в ответ на запрос, отправленный 17 мая, космический аппарат направил на Землю данные, полученные от магнитометра и инструмента для исследований плазменной среды. Два оставшихся действующих научных прибора зонда в ближайшее время пройдут калибровку и, как планируют инженеры, вернутся к полноценной научной работе.
Автоматическая межпланетная станция (АМС) «Космос-482», запущенная в 1972 году для изучения Венеры, вернется в атмосферу Земли в период с 8 по 11 мая 2025 года.
Станцию «Космос-482» отправили по направлению к Венере 53 года назад. Запуск был успешным, однако из-за проблем с таймером двигатель аппарата преждевременно отключился и АМС не смогла покинуть околоземную орбиту.
Пробыв в космосе более полувека, «Космос-482» в ближайшее время должен совершить неконтролируемое вхождение в атмосферу Земли и упасть на планету. Поскольку станцию сконструировали таким образом, чтобы она могла выдерживать ускорение, высокое давление и экстремальную жару Венеры, ожидается, что большая часть почти 500-килограммового аппарата сможет достичь земной поверхности.
Предполагается, что «Космос-482» упадет где-то между 52° северной широты и 52° южной широты, то есть, скорее всего, в воду.
3 февраля 1966 года советская станция "Луна-9" впервые в истории совершила мягкую посадку на поверхность Луны в районе Океана Бурь. Аппарат проработал на поверхности 75 часов и передал на Землю первые снимки с другого небесного тела.
Команда зонда «Вояджер-1» в конце августа этого года смогла переключиться с двигателей коррекции траектории на двигатели управления ориентацией, чтобы продолжать удерживать антенну аппарата направленной на Землю. Для этого пришлось на час отключить один из действующих нагревателей аппарата, чтобы прогреть трубку подачи гидразина в двигатель, не использовавшийся несколько лет из-за засорения системы подачи топлива частицами диоксида кремния из топливного бака.
«Вояджер-1» — самый удаленный от Земли рукотворный объект, за 47 лет полета он преодолел 164,94 астрономических единиц (24,6 млрд км). Аппарат, как и «Вояджер-2», покинул гелиосферу и в настоящее время изучает межзвездное пространство.
...что посадочные аппараты АМС "Венера" и "Вега" сбрасывали тормозной парашют в верхних слоях атмосферы. Садились они при помощи аэродинамического щитка.
Vega mission. NSSDC NASA PD image
Аэродинамический щиток на иллюстрации представляет собой опоясывающее устройство, расположенное ниже антенны (цилиндр со "спиралью") и напоминающее "кольцо/блюдце" в верхней части сферообразного корпуса.
Отвечая на вопрос: "А зачем вообще нужен был тормозной парашют в таком случае?", можно сказать следующее:
С помощью тормозного парашюта посадочный аппарат "вытягивался" из полусферы абляционного щита. Верхняя полусфера отстреливалась пиропатроном и имела свой малый парашют. Однако нижняя часть прижималась к посадочному аппарату воздушным потоком. Это обеспечивало стабилизацию положения посадочного аппарата, необходимую для работы радиоантенны, а также способствовало снижению скорости до умеренной, недостаточной для повреждения щитка воздушным потоком.
Парашюты изготавливались из термостойкой материи, которая сохраняла свои качества при высоких температурах.
До 9-й Венеры аппараты садились с парашютом (например, Венера-7). Однако из-за парашюта аппарат снижался слишком медленно, что приводило к длительному воздействию температуры от 300 до 470+ градусов Цельсия. В результате электроника спекалась еще до спуска, и не удавалось достаточно долго проработать на поверхности.
Аэродинамический щиток значительно увеличивал скорость снижения, что позволяло аппарату меньше времени подвергаться нагреву, до высот, где его сопротивление было достаточным для замедления аппарата до безопасной скорости.
В 1951 году сотрудники Национального консультативного комитета по аэронавтике США (NACA), предшественника NASA, Джулиан Аллен и А. Дж. Эггерс совершили важное открытие, которое изменило подход к проектированию спускаемых аппаратов. В ходе своих исследований они выяснили, что тупая форма носовой части — то есть такая, которая создаёт высокое лобовое сопротивление — является наиболее эффективной для защиты космического аппарата от экстремального нагрева при входе в атмосферу. Ученые доказали, что тепловая нагрузка на корпус обратно пропорциональна коэффициенту аэродинамического сопротивления: чем выше сопротивление, тем меньше тепла передаётся конструкции аппарата.
Этот принцип работает следующим образом: если передняя часть аппарата имеет закруглённую или плоскую форму, воздух не успевает «обтекать» её и вместо этого образуется плотная воздушная подушка перед корпусом. Эта подушка отталкивает ударную волну и слой раскалённой плазмы вперёд, уменьшая их воздействие на сам аппарат. Таким образом, большая часть тепловой энергии остаётся в окружающей среде, а не передаётся материалам корпуса, что позволяет избежать перегрева и разрушения конструкции.
Долгое время бытовало мнение, что основной причиной нагрева при входе в атмосферу является трение о воздух. Однако это верно лишь частично и применимо в основном к нижним, более плотным слоям атмосферы. На самом деле, в наиболее интенсивной фазе спуска — при больших высотах и скоростях — решающую роль играют совсем другие физические процессы. Перед аппаратом формируется мощная ударная волна, в которой температура становится настолько высокой, что молекулы воздуха начинают распадаться на атомы, а затем ионизируются, образуя плазму — четвёртое состояние вещества. Это состояние уже не подчиняется обычным газовым законам и обладает уникальными свойствами, включая высокую электропроводность. Плазма особенно концентрируется на острых кромках аппарата, вызывая усиленный нагрев именно в этих зонах.
Инженеры учли эти особенности при проектировании космических капсул. Чтобы обеспечить максимальную безопасность и стабильность во время спуска, аппараты создавались с намеренно смещённым центром масс. Это позволяло добиться того, чтобы наиболее устойчивым положением при движении через атмосферу было положение днищем вперёд — именно так, чтобы тупая, защищённая теплозащитным экраном часть была обращена в сторону набегающего потока.
Открытия Аллена и Эггерса стали научной основой для разработки теплозащитных систем многих космических программ. Эти принципы легли в основу конструкций спускаемых аппаратов таких легендарных проектов, как «Меркурий», «Джемини» и «Аполлон».
Аппараты «Вояджер-1» и «Вояджер-2» более 45 лет находятся в космическом пространстве. Запущенные в 1977 году, они изначально предназначались для исследования внешних планет Солнечной системы. Сегодня зонды летят на расстоянии более 20 миллиардов километров от Земли и продолжают передавать данные на нашу планету, однако скоро этому придет конец.
По оценке инженеров NASA, окончательное завершение миссии зондов наступит к 2030 году. Ученые надеются, что аппараты сохранят работоспособность до своего 50-летнего юбилея.
Дело в том, что для обеспечения энергии зонды используют радиоизотопные термоэлектрические генераторы, работающие на изотопе плутония-238. Однако со временем источник энергии истощается: уровень мощности падает примерно на четыре ватта в год.
Эта проблема заставила специалистов отключить многие научные приборы, чтобы максимально продлить жизнь «Вояджеров». Но, несмотря на это, аппараты периодически сталкиваются с различными проблемами: например, с потерей связи с Землей.
По последним расчетам, он упадет на Землю 10 мая в 07:34 UTC +/- 14 часов. То есть всего за полтора дня до входа в атмосферу окно неопределенности составляет 28 часов. Это к тому, что время и место падения неконтролируемо сходящих с орбиты объектов практически невозможно предсказать до момента, когда оно уже началось.
Напомню, что «Космос-482» — это спускаемая капсула советской станции, которая была запущена в 1970 году с целью исследования Венеры, но застряла на околоземной орбите. После аварии она отделилась от аппарата. Были надежды, что во время входа в атмосферу внутри нее может сработать переключатель и она выпустит парашют, что затормозит падение. Но судя по фото парашют выпустился в космосе после отделения капсулы от станции. Даже с учетом этого фактора, капсула имеет весьма неплохие шансы пройти через атмосферу и добраться до поверхности. Если ее удастся найти, это станет своеобразным приветом из давно ушедшей эпохи, а также хорошим подарком для историков и техноархеологов.
Из-за прилунения на бок антенны аппарата оказались направлены не туда, что крайне затруднило передачу им данных. Поэтому в первые несколько суток после посадки снимков от него не было. Теперь ситуация изменилась, хотя получить удалось только снимки с весьма низким разрешением. И все же разработчики надеются, что аппарату удастся передать и какой-то объем научных данных.
Автоматический посадочный аппарат «Одиссей» мягко прилунился 23 февраля 2024 года. Однако по пока не вполне понятным причинам он сделал это на бок. Поэтому сейчас на Луне сложилась уникальная ситуация: на обращенной к нам ее стороне находятся сразу два «кувыркнувшихся» работающих аппарата землян. Японский SLIM стоит «на голове», в то время как его американский коллега лежит на боку.
Вообще, исходя из сообщений Intuitive Machines, частной космической компании, создавшей «Одиссея», все могло быть гораздо хуже. Дело в том, что после наземных испытаний техник забыл активировать предохранитель, делающий штатные лазеры системы управления посадкой функциональными. От этого садиться пришлось с помощью импровизации — используя вместо штатных лазеров научную нагрузку уже для поверхности Селены.
Из-за этого разработчики поосторожничали и не выбросили перед посадкой чуть в сторону специальный съемочный модуль, который должен был впервые в истории снять посадку на другом небесном теле от третьего лица. В итоге сейчас совершенно не ясно, почему аппарат упал на бок. Разработчики утверждают, что все дело в его непогашенной боковой скорости в 3,2 километра в час, связанной с нештатным управлением посадкой. Однако в XX веке ряд аппаратов исследования Луны нормально садились и при такой непогашенной боковой скорости. Альтернативные возможные объяснения частичной неудачи посадки мы уже описывали ранее.
Однако теперь представители компании поделились новыми данными, способными прояснить проблему. Искусственный спутник Луны LRO от NASA смог снять «Одиссея» с орбиты. В итоге выяснилось, что точка посадки выдержана с высокой точностью. Прилунение действительно прошло в кратер Малаперт А, в точку с координатами 80,13° южной широты и 1,44°градуса восточной долготы, на высоте 2579 метров.
Единственный снимок, переданный за время работы «Одиссея» очень низкого качества
Наклон поверхности здесь оценивается в 12 градусов. Это довольно существенно, особенно с учетом не самой устойчивой формы аппарата (его аналоги из XX века имели куда более низкий центр тяжести). В таких условиях даже небольшая боковая скорость действительно могла привести к падению.
Остается вопрос, почему система посадки выбрала такой существенный уклон. Вероятный ответ на него таков: «Одиссей» имел первую в истории высадки на Луне полностью автономную систему управления посадкой. То есть решение о том, где прилуняться, принимала автоматическая система. Между тем еще в 1968 году, при первой высадке людей на Луне, автоматический выбор точки посадки едва не погубил лунный модуль с людьми, выбрав для прилунения район с крупными валунами. Получается, нечто подобное случилось и с «Одиссем» в наши дни. Только на борту не было астронавтов, способных перехватить управление и выбрать иное место посадки.
По новым данным, солнечные батареи «Одиссея» находятся под более невыгодным углом к Солнцу, чем ожидалось. Из-за этого его связь с Землей, предположительно, прекратится сегодня, 27 февраля 2024 года. Единственное изображение, переданное им с Луны за это время, имеет довольно низкое качество. Теоретически есть шансы на пробуждение после лунной ночи, как у японского аппарата SLIM, недавно неожиданно «ожившего». К сожалению, это не очень большая вероятность, поскольку радиоизотопного подогревателя на борту «Одиссея» нет. То есть его электроника ночью охладится до как минимум -170 по Цельсию, что может пагубно сказаться на ее работоспособности.
Снимок с орбиты показывает сам аппарат, он находится в синем прямоугольнике
Хотя общее впечатление от первой за 52 года посадки американского аппарата на Луну может показаться смазанным тем, что он практически не успел передать ценных данных, на деле речь все равно идет о большом успехе. В XXI веке с первой попытки штатно посадить автоматический аппарат на Луне пока вышло только у китайцев. Первая попытка такого рода у израильтян, японцев, индийцев, русских («Луна-25») и американцев («Перегрин») закончилась полной неудачей. Вторая попытка у Японии и США принесла нештатное положение аппарата после посадки, весьма затрудняющее получение научных данных. Ясно, что даже простое мягкое прилунение, пусть и в нештатном положении на этом фоне, — существенное достижение.
На снимке виден характерный след, который образовался в результате удара зонда о поверхность на высокой скорости.
Напомним, что Resilience садился на Луну 5 июня. Все выглядело очень перспективно, но буквально за пару минут до планируемой посадки связь с аппаратом внезапно прервалась. Позже причиной аварии назвали задержку в получении данных от лидара, показывавших расстояние до поверхности. Из-за этого Resilience не успел затормозить и разбился.
Запущенный в 1973 году, «Пионер-11» стал первым космическим аппаратом, посетившим Сатурн. Именно он передал на Землю первые снимки планеты-гиганта и её спутников с близкого расстояния.
После пролёта мимо Сатурна в 1979 году зонд продолжил путь в глубины космоса, медленно и неумолимо удаляясь от Солнца. Сейчас он мчится по межзвёздному пространству, оставив позади родную систему.
Через 928 тысяч лет «Пионер-11» приблизится к красному карлику TYC 992-192-1, а ещё спустя около четырёх миллионов лет — к звезде Лямбда Орла.
На борту зонда установлена алюминиевая пластина с гравировкой, содержащей сведения о человечестве — на случай, если аппарат когда-нибудь будет обнаружен разумными существами из других миров.
Последний сеанс связи с «Пионером-11» состоялся 24 ноября 1995 года.
«Космос-484» также известный как несостоявшаяся «Венера-9», сошёл с орбиты По данным ESA в 08:04 по центральноевропейскому времени радар в Германии еще видел аппарат на орбите. В 09:32, когда спутник должен был вновь пролететь над Германией, его уже не было.
Судя по всему, «Космос-482» упал в Индийский океан в 560 км к западу от острова Средний Андаман. В теории, спускаемый аппарат обладает положительной плавучестью. И если он сохранил целостность, возможно, какой-то корабль наткнется на него. Но опять же, это все в теории.
А вообще, в этой ситуации определенно есть некая ирония. Первые советские «Венеры» запускались во времена, когда никто еще точно не знал, что же представляет из себя поверхность Венеры. Поэтому их проектировали с расчетом на возможность приводнения в гипотетический океан. В реальности же единственный океан, в который им довелось приводниться, находится на нашей планете.
Сейчас космический аппарат продолжает свой путь в направлении звезды Альдебаран, до окрестностей которой он доберётся примерно через 2 миллиона лет
В декабре 1973 года «Пионер-10» стал первым космическим аппаратом, совершившим пролет вблизи Юпитера и сфотографировавшим планету, а также первым развил достаточную скорость для преодоления силы притяжения Солнца.
Psyche отправилась в космос
в октябре этого года, станция при помощи ионных двигателей должна
к лету 2029 года прибыть к крупному астероиду Главного пояса (16) Психея,
после чего выйдет на орбиту вокруг него и начнет научную программу,
рассчитанную на более чем два года. Аппарат впервые получит детальные
снимки поверхности металлического астероида и исследует его свойства
и структуру при помощи магнитометра, гамма-и нейтронного спектрометра
и микроволнового инструмента.
Дополнительной полезной нагрузкой станции стала экспериментальная система связи DSOC
(Deep Space Optical Communications), включающая в себя лазерный
передатчик ближнего инфракрасного диапазона, телескоп с апертурой
22 сантиметра и чувствительную камеру для приема лазерного излучения
с Земли. Наземная часть системы включает в себя мощный лазерный
передатчик ближнего инфракрасного диапазона в Калифорнии, в качестве
приемника излучения используется 5,1-метровый телескоп Хейла
в Паломарской обсерватории. DSOC предназначена для передачи данных
из глубокого космоса со скоростью, в 10–100 раз превышающей скорость
передачи данных современных радиочастотных систем, используемых сегодня
межпланетными автоматическими аппаратами.
Подготовка "Психа" к отправке в космос
11 декабря 2023 года DSOC совершила передачу видеофайла на Землю с рекордного расстояния в 31 миллион километров, что эквивалентно почти 80 дистанциям между Землей и Луной. Максимальная скорость передачи данных составила 267 мегабит в секунду. В роли пробных данных выступило заранее загруженное на станцию видео длительностью 15 секунд, на котором рыжий кот Тейтер (Tater) одного из сотрудников Лаборатории реактивного движения NASA бегает за пятном лазерной указки по дивану. На фон видео наложена траектория станции, купол Паломарской обсерватории, информация о лазере и скорости передачи данных, а также параметры кота.
