Первый искуственный спутник Земли, открывший Вселенную
4 октября 2025 года исполнилось 68 лет со дня запуска «Спутника», первого искусственного спутника.
Он проработал всего 92 дня и не нес на борту никакого специального научного оборудования, но его передатчики генерировали радиосигналы, которые были слышны по всему миру как «бип… бип… бип», ознаменовавшие начало космической эры.
Влияние «Спутника» продолжалось на протяжении многих лет, отразившись в появлении последующих «спутников», в более широком развитии советской и российской космических программ и, в конечном итоге, во всей программе освоения космоса, которую положил начало этому крошечному орбитальному шару.
Спутник-1 (в центре, в разобранном виде) не нес на борту никаких приборов, но открыл возможности для посещения других миров и изучения космоса за пределами земной атмосферы. Спутник-2 (слева), запущенный 3 ноября 1957 года, доставил на орбиту собаку Лайку, став прелюдией к пилотируемым космическим исследованиям. Амбициозный Спутник-3 (справа), запущенный 15 мая 1958 года, заложил основу для будущих научных спутников. Между запусками Спутников-2 и -3 Соединенные Штаты запустили свои первые три спутника: Explorer 1 , Vanguard 1 и Explorer 3.
Масштабность эффекта «Спутника» затрудняет его последовательный анализ.
Как учёные, чья жизнь связана с космическими исследованиями и освоением космоса, мы склонны рассматривать это событие прежде всего как научное достижение.
Действительно, сам «Спутник» не был в значительной степени научным космическим аппаратом, но его запуск был объявлен вкладом в Международный геофизический год (МГГ), международную программу, проходившую с июля 1957 по декабрь 1958 года и включавшую обмен научными знаниями и мероприятия по лучшему пониманию планеты Земля.
Два проекта спутников в Соединенных Штатах также разрабатывались в контексте МГГ.
В результате появились проекты «Вангард» и «Орбитер» (позже «Эксплорер»), которые стали соперниками не только для программы «Спутник», но и иногда друг для друга.
Современное освоение космоса возникло из этого многогранного соперничества.
В СССР проект создания спутника официально стартовал в начале 1956 года.
Работа над «Объектом D» (секретное обозначение будущего «Спутника-3») была поручена инженеру Сергею Павловичу Королеву Специальному конструкторскому бюро № 1 (ОКБ-1), тогда ведущей советской организации по разработке ракет.
Научная полезная нагрузка проектировалась и разрабатывалась несколькими научными учреждениями под эгидой Академии наук СССР.
Одновременно была создана специальная комиссия по Объекту D под руководством Мстислава Всеволодовича Келдыша, вице-президента академии, выдающегося научного руководителя и близкого друга Королева.
Келдыш стал руководителем научной части советской космической программы.
Объект D предназначался для проведения научных экспериментов с использованием специализированных приборов.
Однако в конце 1956 года стало ясно, что проект не будет реализован в запланированные сроки запуска осенью 1957 года.
Вместо того чтобы откладывать запуск, Королев решил заменить Объект D другим, гораздо более простым космическим аппаратом, получившим обозначение ПС-1 («простейший спутник 1»).
Это решение было мотивировано опасением, что американские инженеры-ракетостроители первыми запустят спутник: проект «Вангард» уже шел полным ходом, и хотя он еще не был готов к запуску, чувство соперничества было очень сильным.
Поэтому был создан «Спутник-1» — скромный шар с антеннами, батареями, радиопередатчиком и почти ничем больше — как первый спутник, вышедший на орбиту Земли.
В некоторой степени он стал идеальным символом первого созданного человеком тела в космосе.
Несмотря на свою простоту, «Спутник-1» также служил науке.
СССР построил сеть наблюдательных станций по всей стране для отслеживания его траектории.
На основе этих наблюдений исследователи получили новую информацию о плотности атмосферы на высотах, на которых находился «Спутник», и зародилась новая область науки — космическая геодезия.
Однако, не имея специального научного оборудования, многие считали «Спутник-1» всего лишь игрушкой, отправленной ради космической гонки.
Его преемники, «Спутник-2» и «Спутник-3», были гораздо более научными в своих миссиях.
3 ноября 1957 года «Спутник-2» доставил собаку Лайку, первое живое существо в космосе.
«Спутник-3» — это фактически объект D, который был запущен 15 мая 1958 года.
«Спутник-3» нес на борту 12 приборов (весом 968 килограммов из общего веса спутника в 1327 килограммов) для изучения частиц, заряженных Солнцем, электрических и магнитных полей в космосе, содержания ионов и плотности верхних слоев атмосферы, а также популяции микрометеоритов.
Данные «Спутника-3» показали, что вокруг Земли существует два радиационных пояса: внутренний пояс состоит в основном из протонов, в то время как внешний состоит в основном из электронов.
Данные «Спутника-3» подтвердили идею о том, что частицы, выпадающие из поясов, являются причиной полярных сияний и электрических разрядов на поверхности Земли.
С этого момента начала складываться картина космической обстановки Земли.
Последняя из официально обозначенных миссий «Спутник» — «Корабль-Спутник-5» — в 1961 году доставила на орбиту собаку по кличке «Звездочка» вместе с реалистичным манекеном по имени Иван Иванович.
«Спутник-2» и «Спутник-3» ознаменовали собой два резко различающихся стиля освоения космоса: пилотируемый (пусть и только с собаками) против автоматизированного.
Первый подход был более привлекателен для широкой публики, что приучило её к идее будущей колонизации космоса.
Вторая стратегия подразумевала, что методы дистанционного зондирования и специальные роботы могут полностью заменить людей в космосе.
Позже, когда была оценена реальная враждебность космической среды, идея длительных пилотируемых космических путешествий казалась менее жизнеспособной, чем даже во времена Юрия Гагарина — первого человека в космосе — и программы «Аполлон».
Сейчас известно, что люди могут жить и работать в околоземном космосе; менее ясно, какие задачи могут быть выполнены только в космосе и только человеческими руками.
Величайшая возможность, которую предоставил науке «Спутник-1» и его многочисленные потомки — это возможность не просто наблюдать, но и проводить активные эксперименты в межпланетном (даже межзвездном) пространстве или на поверхности других планет и тел.
Мы еще очень далеки от предела этих возможностей, и именно это дает космическим наукам постоянный импульс.
Планетарная космическая гонка
Всего через четыре года после запуска «Спутника-1» были запущены первые космические аппараты, призванные осуществить самое насущное желание космистов: исследовать другие миры, начиная с Луны, Марса и Венеры.
Естественно, что первые исследователи космоса стремились изучать внешние миры с целью использования их на благо человечества.
Однако окружающая среда на поверхностях наших соседних планет оказалась далеко не гостеприимной.
Возможно, именно поэтому первоначальный импульс к освоению космоса как к человеческому приключению довольно быстро угас.
С другой стороны, научный интерес нисколько не ослаб.
Параллельно с космической гонкой человека к Луне, начиная с 1960-х годов, развилась планетарная космическая гонка, более похожая на гонку «Спутника».
В этой конкуренции СССР сосредоточил свои усилия на Венере.
Советский посадочный модуль «Венера-7» первым достиг поверхности планеты в 1970 году и изучил её враждебную среду.
Позже, в 1975 году, «Венера-9» передала первую панораму венерианской поверхности.
Эти изображения, вместе с изображениями, полученными «Венерой-13» и «Венерой-14» в 1982 году, остаются единственными прямыми изображениями Венеры.
Помимо этого достижения, зонды «Венера» провели множество экспериментов по изучению состава поверхности и атмосферы планеты, её погодных условий и электромагнитной обстановки.
Были обнаружены первые признаки молний на Венере, открытие, позже подтвержденное орбитальным аппаратом «Венера Экспресс» Европейского космического агентства (ЕКА).
Предлагаемая серия российских лунных зондов продолжит наследие «Спутника», продолжив работу, начатую «Луной-24» в 1976 году. Слева направо: «Луна-25» будет исследовать полярный участок на Луне; «Луна-26» установит орбитальную связь для передачи данных; «Луна-27» проверит буровые работы; и «Луна-28» отправит образцы на Землю. Эти миссии, вероятно, будут осуществляться совместно с Европейским космическим агентством с целью создания Международной лунной станции.
Соединенные Штаты, с другой стороны, добились своих самых больших ранних успехов в изучении Красной планеты, Марса.
Эти первоначальные успехи привели к длинной цепочке миссий, начиная с «Mariner 4» в 1964–65 годах, заканчивая двумя посадочными аппаратами «Viking» в 1970-х годах, марсоходами «Opportunity» и «Curiosity», которые сейчас находятся в эксплуатации, а также готовящимся к запуску посадочным аппаратом «InSight» и пока еще безымянным марсоходом «Mars 2020».
В целом, советские марсианские миссии были гораздо менее успешными.
Советский посадочный аппарат «Mars 3» совершил первую посадку на Марс в 1971 году, но проработал всего 20 секунд, после чего замолчал.
Связанный с ним орбитальный аппарат «Mars 3» успешно составил карту плазменной среды вокруг Марса, показав, что она похожа на земную.
Однако последующие миссии Mars 4, 5, 6 и 7 в основном или полностью потерпели неудачу.
Одним из важных ранних открытий в рамках космической гонки за планеты стало то, что ни Марс, ни Венера не демонстрировали явных признаков жизни; вместо этого они представляли собой удивительно враждебную среду.
Примечательным связанным с этим открытием стало то, что ближайшие к Земле планеты-соседи показывают экстремальные варианты эволюции парникового эффекта.
На Венере плотная атмосфера из углекислого газа, а также медленное вращение и близость к Солнцу привели к огромному нагреву.
Температура поверхности составляет около 400 градусов Цельсия, давление в 93 раза выше, чем на Земле, а небо покрыто облаками, состоящими преимущественно из серной кислоты.
Цветные снимки поверхности Венеры (слева) были сделаны посадочным модулем «Венера-13» в 1982 году, который продержался 127 минут, несмотря на сильную жару и сокрушительное давление. «Венера-13» продолжила традиции советских зондов для исследования Венеры, начиная с «Венеры-3», первого объекта, приземлившегося на другой планете в 1966 году. Американская космическая программа добилась большего успеха в исследовании Марса. 15 июля 1965 года «Маринер-4» сделал первые снимки планеты крупным планом, показав Красную планету как неожиданно пустынный и изрытый кратерами мир (справа).
На Марсе, с его чрезвычайно разреженной атмосферой, мы наблюдаем противоположный результат: атмосфера очень разрежена и не может накапливать солнечное тепло, поэтому средняя температура низкая, около –40 градусов Цельсия в среднем.
Данные американских миссий подтверждают идею о том, что на Марсе изначально существовали большие запасы воды, которые затем утекли в космос, оставив планету голой и сухой на поверхности (за исключением полярных регионов), хотя и со значительными подземными залежами водяного льда и льда из углекислого газа.
Зонды «Маринер» и «Венера» предложили вероятное объяснение этих экстремальных условий окружающей среды: ни Марс, ни Венера не обладают значительным магнитным полем.
Предполагается, что обе планеты потеряли воду в результате фотохимических процессов и взаимодействия с солнечным ветром.
Ультрафиолетовые лучи расщепляли молекулы воды, и в отсутствие мощного поля, защищавшего Землю, заряженные частицы с Солнца уносили водород.
Подобный процесс может ограничивать обитаемость планет, вращающихся вокруг других звезд.
Отличительной чертой Марса от других планет является то, что, несмотря на очевидную враждебность, это единственная планета, где человек мог бы реально выжить без экстремальной защитной экипировки.
Эта особенность является одной из главных причин, почему Марс — самая часто посещаемая планета.
Помимо миссий, запущенных Соединенными Штатами и Россией, дополнительные марсианские миссии поступили из Европы, Японии, Китая и Индии, и в ближайшем будущем ожидается еще много подобных проектов.
Еще одним важным направлением роботизированных исследований после запуска «Спутника» стала Луна.
Несмотря на полвека непрерывных исследований, ключевые вопросы остаются нерешенными.
В первую очередь, это проблема происхождения Луны.
Ведущая теория гласит, что Луна образовалась в результате мощного столкновения прото-Земли с планетарным телом размером с Марс.
Однако некоторые детали состава и углового момента Луны не соответствуют действительности; некоторые данные все еще подтверждают противоположную теорию, согласно которой Луна и Земля образовались одновременно, но раздельно.
В 1960-х и 1970-х годах как советские автоматические межпланетные станции (Луна-16, 20 и 24), так и американские астронавты программы «Аполлон» исследовали экваториальные районы Луны.
Этот подход, хотя и прагматичный, упустил некоторые интересные аспекты лунной геологии.
Позднее данные дистанционного зондирования, полученные в ходе американских миссий «Клементина» (Clementine) и «Лунный разведчик» (Lunar Prospector) в 1990-х годах, показали, что полярные регионы Луны могут значительно отличаться от её экваториальных зон.
Полярные области, по-видимому, содержат значительное количество летучих веществ (легко испаряющихся веществ), особенно в постоянно затенённых кратерах.
В неглубоких слоях этих регионов имеются явные залежи водяного льда, что делает их привлекательными местами для создания возможной лунной базы, пилотируемой или роботизированной.
В глубину
К 1990-м годам ближайший к Марсу район Солнечной системы был более или менее тщательно исследован, хотя многое еще предстояло узнать.
Области за пределами марсианской орбиты и ближе к Солнцу, чем Венера, изучены гораздо меньше.
Было всего две полноценные миссии к Юпитеру (Galileo и Juno, обе НАСА) и только одна, посвященная изучению Сатурна (Cassini-Huygens, проект НАСА/ЕКА).
Две миссии Voyager предоставили «портретную галерею» внешних планет и их спутников; New Horizons пролетел мимо Плутона в 2015 году и сейчас направляется к далекому объекту пояса Койпера, 2014 MU69.
Исследование человеком дальних уголков Солнечной системы пока невозможно, поэтому доминирует автоматизированная модель «Спутника-3».
Два космических аппарата посетили Меркурий: «Маринер-10» (1974–75) и «Мессенджер» (2005–2015), оба производства НАСА.
Эта самая внутренняя планета интересна своей высокой плотностью и сильным магнитным полем.
Несмотря на близость к Солнцу, как и Луна, Меркурий содержит летучие вещества и, скорее всего, водяной лед в неглубоких слоях своей поверхности.
Одна из крупнейших международных экспедиций первых десятилетий космической эры была направлена не на планету, а на гораздо меньший объект: знаменитую комету Галлея, диаметр которой составляет всего 15 километров.
Последнее сближение кометы с Солнцем произошло в 1986 году.
По мере приближения этой даты СССР, ЕКА и Японское агентство аэрокосмических исследований (JAXA) решили отправить космический аппарат.
В «Армаду Галлея» вошли два советских зонда (Вега-1 и Вега-2), два японских (Сакигаке (Sakigake) и Суйсэй (Suisei)) и космический аппарат «Джотто» (Giotto) ЕКА.
В марте 1986 года пять космических аппаратов прошли через кому кометы Галлея — облако газа и пыли, окружающее её твёрдое ядро.
Уровень координации между различными ведомствами был настолько высок, что данные о положении кометы с советских аппаратов «Вега-1» и «Вега-2» передавались в режиме реального времени операторам «Джотто», которые использовали их для более точного наведения зонда.
В результате «Джотто» смог пролететь всего в 596 километрах от ядра кометы.
Тем временем приборы «Вега-1» предоставили экспериментальные доказательства сложного взаимодействия солнечного ветра и кометы.
Плазменные структуры вокруг кометы Галлея странным образом напоминали структуры вокруг Марса и Венеры, поскольку комета не имеет собственного магнитного поля.
Армада Галлея положила начало более интенсивному исследованию малых тел Солнечной системы, которые, как теперь известно, гораздо более разнообразны, чем предполагалось на основе предыдущих наблюдений с Земли.
Армада также заложила основу для сотрудничества на международном уровне, преодолев геополитическое соперничество, которое вдохновило на создание первых «Спутников».
На наш взгляд, вершиной миссий по исследованию малых тел (на данный момент) стал проект «Розетта» (Rosetta), в рамках которого комета 67P/Чурюмов-Герасименко вращалась вокруг своей орбиты почти два года и совершила посадку зонда «Филае» (Philae) на её поверхность.
На другом полюсе находится самый большой объект в Солнечной системе: Солнце.
«Спутник-3» положил начало изучению космической плазмы, и с тех пор солнечная наука значительно продвинулась.
Последующая серия небольших советских космических аппаратов под названием «Космос» помогла составить полную картину магнитосферы Земли, ее взаимодействия с верхними слоями атмосферы, а также физики радиационных поясов и областей полярных сияний.
Постепенно мы стали рассматривать Землю как планету внутри плазменного пузыря, созданного земным магнитным полем.
Комета Галлея совершила редкое прохождение вблизи Солнца в 1986 году, что вдохновило на международные исследования этого знаменитого, но загадочного объекта. Советский Союз предоставил зонды «Вега-1» и «Вега-2», которые пролетели мимо кометы 6 и 9 марта. Они передали четкие изображения ядра кометы (слева) и навигационные данные (внизу), которые помогли европейскому зонду «Джотто» приблизиться к комете Галлея еще на расстояние четыре дня.
Геомагнитное поле защищает всё на поверхности Земли, включая нас, от солнечных и галактических космических лучей — потоков энергичных заряженных частиц.
Этот естественный щит, вероятно, сыграл важную роль в возникновении и эволюции жизни.
Тем не менее, мощные вспышки солнечной энергии, называемые солнечными выбросами массы, могут вызывать реакцию магнитосферы, позволяя заряженным частицам проникать глубже; такие «гости» потенциально опасны для околоземных спутников.
Ещё одна угроза — это захваченное излучение в радиационных поясах Земли, которое выпадает в осадок на высоких широтах и может представлять опасность для пилотов и пассажиров высотных самолётов.
Влияние Солнца распространяется далеко за пределы орбиты Плутона, где солнечный ветер встречается с межзвездной средой, образуя две границы: ударную волну (где скорость солнечного ветра уменьшается до дозвуковой) и гелиопаузу, или границу между областями с преобладанием частиц солнечного ветра и, попеременно, межзвездной средой.
Эта область была исследована зондами «Вояджер-1» и «Вояджер-2», запущенными в 1977 году, но до сих пор действующими.
После «Спутника-1», полета Гагарина и «Аполлона» миссию «Вояджер» следует считать главной вехой в истории освоения космоса.
Астрофизики ожидали обнаружить ударную волну на границе Солнца примерно в 90 астрономических единицах (а. е.) от него, а гелиопаузу — на расстоянии 150 а. е. (где а. е. определяется как среднее расстояние от Земли до Солнца).
В 2000-х годах два аппарата «Вояджер» пересекли фактическую ударную волну на расстоянии 94 а. е. и 84,7 а. е. соответственно; затем в 2012 году «Вояджер-1» достиг гелиопаузы на расстоянии 121 а. е.
Расхождения между моделями и измерениями могут быть связаны с взаимодействием линий магнитного поля, которые имеют тенденцию сжимать и деформировать объем, содержащий солнечную плазму.
Если рассматривать освоение космоса как пересечение границ и расширение рубежей, то «Вояджер», пожалуй, является последним и величайшим достижением той масштабной фазы, которая началась со «Спутника-1» шестью десятилетиями ранее.
Впервые созданные человеком объекты преодолели Солнечную систему и проникли в межзвездное пространство.
Кажется, что преемники «Спутника» посетили почти все места, до которых можно добраться за время жизни человека, используя современные технологии.
Русская настойчивость
Существует старая пословица: «Если хочешь рассмешить Бога, расскажи ему о своих планах».
Планы в советской и российской космической науке неоднократно менялись в ответ на новые открытия, моду и, что немаловажно, финансовые реалии.
Накаленная политическая обстановка, которая подтолкнула к запуску первых «Спутников», к 1980-м годам значительно спала.
Социальные и экономические кризисы 1990-х годов привели к полуторадесятилетнему перерыву в российских исследованиях планет.
После 1990 года было запущено лишь несколько миссий, и мы также пережили две трагедии межпланетных миссий: «Mars 96» в 1996 году (орбитальная миссия) и «Phobos Sample Return» в 2011 году (попытка собрать образцы с Фобоса, ближайшего к Марсу спутника).
Космическая перспектива стала одним из величайших достижений программы «Спутник». В 1983 году советский эксперимент «Реликт» на борту космического аппарата «Прогноз-9» создал первую полную карту (вверху слева) космического микроволнового фона — послесвечения Большого взрыва. Она очень близка к более позднему, более известному результату (внизу слева) американского зонда «COBE». Исследователи из ИКИ также разработали концепцию RadioAstron (справа) — космической радиообсерватории, которая может синхронизироваться с наземными аналогами, создавая эквивалент одного огромного телескопа.
С другой стороны, российским ученым удалось добиться успеха в рамках многозондовой миссии «Интербалл» в трудные годы с 1995 по 2001 год.
Четыре космических аппарата были выведены на два типа орбит.
Одна пара изучала области полярных сияний вокруг Земли; другая ушла далеко в хвост магнитосферы, где солнечный ветер сдувает магнитное поле Земли в длинный конус.
«Интербалл» (Interball) был одним из первых проектов, проводивших одновременные измерения в разных областях околоземного космического пространства.
Аналогичный подход позже был принят миссиями ЕКА «Кластер» (Cluster) и НАСА «Многомасштабная миссия по исследованию магнитосферы» (Magnetospheric Multiscale — MMS).
Было и несколько других, более недавних проектов под руководством России, включая инновационный «Спектр-Р» — космическую 10-метровую радиотелескопическую антенну, которая может соединяться со своими наземными аналогами, создавая эквивалент телескопа с радиусом действия 350 000 километров.
Россия чаще всего развивает международный дух, возникший после запуска «Спутника» и вдохновленный проектом «Армада Галлея».
В 2000-х годах российские ученые участвовали в проектах ЕКА «Марс Экспресс» и «Венера Экспресс», а также в проектах НАСА «Марс Одиссея», «Лунный разведывательный орбитальный аппарат» (Lunar Reconnaissance Orbiter) и «Кьюриосити» (Curiosity).
Созданные в России детекторы нейтронов обнаружили огромные залежи водяного льда под поверхностью Марса и доказали, что некоторые регионы Луны содержат до 4% воды по весу — удивительное и захватывающее открытие.
Россия также участвует в Международной лаборатории гамма-астрофизики (ИНТЕГРАЛ), международной рентгеновской обсерватории под руководством ЕКА.
Исследования, проводимые под руководством России в рамках проекта ИНТЕГРАЛ, привели к открытию огромных облаков электронов и позитронов (их антиматериального эквивалента), аннигилирующих друг друга в центре Млечного пути.
Одним из самых амбициозных проектов текущего сотрудничества является «ExoMars» — двухэтапный проект ЕКА и российской Государственной корпорации «Роскосмос», реализуемый с 2013 года для поиска признаков прошлой и настоящей жизни на Марсе.
Первая миссия «ExoMars», запущенная в 2016 году, состояла из орбитального аппарата «Trace Gas Orbiter» (TGO) и посадочного модуля «Schiaparelli».
TGO проведет тщательное исследование следовых газов марсианской атмосферы, что может дать нам информацию о возможной текущей биологической активности.
В настоящее время TGO вращается вокруг Марса и продолжает свою научную миссию после выхода на свою конечную орбиту в апреле 2018 года.
Вторая миссия «ExoMars», запуск которой был запланирован на 2020 год, включает в себя европейский марсоход и российскую стационарную платформу для исследования поверхности, которая позволит расширить исследования геохимии и возможной биохимии на поверхность.
Марсоход оснащен двумя приборами российского производства; посадочный модуль для посадки на Марс предоставлен «Роскосмосом», как и ракета-носитель «Протон» для этой миссии.
Россия также предоставляет несколько приборов для предстоящей европейско-японской миссии «BepiColombo» к Меркурию.
Этот космический аппарат с двумя зондами призван проанализировать внутреннее строение самой маленькой планеты, ее взаимодействие с солнечным ветром и состав ее верхней поверхности.
Объект D положил начало новой эре космических исследований, поскольку астрономы наконец-то получили возможность наблюдать небо во всем диапазоне энергий фотонов, от радиоволн до гамма-лучей.
Российская космическая программа также активно продвигается в этом направлении.
Большая часть электромагнитного спектра невидима для наблюдателей на Земле, поскольку атмосфера нашей планеты эффективно поглощает эти фотоны.
«Спектр-РГ», рентгеновская обсерватория, разрабатываемая совместно Россией и Германией, включает в себя два рентгеновских телескопа: «Эрозита» (Германия) и «АРТ-ХС» (Россия).
В течение своей запланированной семилетней миссии она предоставит наиболее полную информацию о массивных скоплениях галактик и сверхмассивных черных дырах в наблюдаемой Вселенной.
Как и «BepiColombo», запуск «Спектра-РГ» был запланирован на 2018 год.
В 2020-х годах Роскосмос планирует принять участие в двух крупных новых космическо-плазменных и солнечных миссиях.
Одна из них, получившая название «Резонанс», состоит из нескольких идентичных космических аппаратов, которые будут вращаться в пределах единой «трубки» магнитного потока во внутренней магнитосфере Земли, внимательно отслеживая взаимодействие частиц и волн в этом регионе.
Такие наблюдения позволят получить новые данные о космической погоде, которая может нарушать связь и перегружать линии электропередачи на Земле.
«Интергелиозонд» — это миссия по отправке двух идентичных космических аппаратов на расстояние до 45 миллионов километров от Солнца, высоко за пределами плоскости Солнечной системы.
Ни один космический аппарат еще не работал в этих регионах.
Однако запуск «Интергелиозонда» ожидается не раньше окончания текущей Федеральной космической программы Российской Федерации в 2025 году, поэтому его будущее особенно чувствительно к божественному одобрению, которое часто сопровождает амбициозные планы.
Основатели советских космических исследований
Институт космических исследований (ИКИ) был основан ровно через семь лет после запуска «Спутника-3».
Под руководством Мстислава Келдыша (вверху, слева), тогдашнего президента Академии наук СССР, она стала главной академической организацией по исследованию космического пространства с роботизированными зондами.
ИКИ привлекал множество ученых как из академической среды, так и извне, уделяя особое внимание фундаментальным исследованиям.
Поэтому он был эквивалентен не НАСА, а скорее Лаборатории реактивного движения, управляемой для НАСА Калифорнийским технологическим институтом.
ИКИ извлек большую пользу из тесной дружбы Келдыша с одной из ключевых фигур советской ракетной техники, Сергеем Павловичем Королевом (вверху, в центре).
Интересный поворот истории заключается в том, что Королев сегодня признан в истории освоения космоса, в то время как Келдыш остается в тени.
В 1950-х и 1960-х годах было наоборот: Королев, совершенно засекреченная личность, в СМИ назывался анонимным «главным конструктором», в то время как Келдыш был прославленной академической звездой.
Еще один важный российский ученый-космонавт раннего периода, который сейчас в значительной степени забыт на Западе — Александр Чижевский (вверху, справа).
Он был одним из первых, кто продемонстрировал связь между солнечной активностью и процессами на Земле.
Он также предсказал существование солнечного ветра — потока заряженных частиц, исходящих от Солнца во всех направлениях.
Советский космический аппарат «Луна-2» подтвердил реальность солнечного ветра в 1959 году.
Солнечный ветер до сих пор является активной темой исследований, поскольку он влияет на всё: от эволюции атмосфер планет до спутниковой связи.
Назад на Луну
Начатые в 1960-х годах программы «Венера» и «Луна» значительно расширили понимание человечеством ближайших к Земле миров, и все же многие загадки остаются неразгаданными.
Поэтому вполне логично, что в планы Роскосмоса на будущее входит возвращение к Луне и Венере, на этот раз с гораздо более развитой базой знаний.
Ключевые вопросы, касающиеся Венеры, включают в себя: почему парниковый эффект стал там таким сильным; что заставляет верхние слои атмосферы двигаться намного быстрее вращения планеты; и когда геологическая активность изменила поверхность вулканическими породами.
Около десяти лет российские ученые разрабатывали чертежи посадочного модуля под названием «Венера-Д», который мог бы находиться на поверхности гораздо дольше, чем его предшественники — до нескольких дней в изнуряющей жаре.
Этот проект включал бы в себя орбитальный аппарат и, возможно, аэростаты.
Однако «Венера-Д» столкнулась со многими трудностями и до сих пор находится на стадии предварительного проектирования.
Совместная научная группа по разработке проекта миссии на Венеру, в состав которой входят российские и американские участники, ищет способ воплотить этот проект в жизнь.
Более ближайшая российская цель — возрождение лунной программы, восходящей к самым ранним дням эры «Спутника».
Для планетологов Луна — это место для изучения истории формирования Земли и ранней эволюции Солнечной системы.
Луна также является перспективным местом для строительства пилотируемой научной станции за пределами низкой околоземной орбиты.
Она находится достаточно близко, чтобы быть относительно безопасной, но при этом вне магнитосферы и атмосферы Земли, а также радиосигналов, которые мешают многим астрономическим наблюдениям.
Обсерватория на Луне — это технологически осуществимый проект, который может быть реализован в ближайшем будущем.
Такая исследовательская станция почти наверняка будет международной из-за своей стоимости и широкой привлекательности.
Международная космическая станция служит образцом для того, как можно было бы построить лунную базу.
В будущих российских миссиях планируется сочетать амбиции «Спутника» с современным акцентом на сотрудничество. Рентгеновская обсерватория «Спектр-РГ» (слева) готовится к запуску в 2018 году совместно с Немецким аэрокосмическим центром (DLR). Долго откладывавшийся запуск зонда для исследования Венеры под названием «Венера-Д» (вверху справа) обсуждается с американскими исследователями. Приближающийся к Солнцу межгелиозонд (внизу справа), предлагаемый в качестве продолжения проекта НАСА «Солнечный зонд Паркер», представляет собой естественный международный проект по изучению звезды, которая влияет на всю нашу планету.
Текущие планы России — опять это слово — начинаются с двух лунных посадочных аппаратов, одного орбитального аппарата и одной миссии по доставке образцов до 2025 года, а после этого — с одного лунохода.
Это проложит путь для пилотируемых экспедиций и, в конечном итоге, к созданию полноценной базы с посменным персоналом и обширными научными объектами.
Название новых миссий будет нести наследие советских «Лун», которые завершились в 1976 году миссией «Луна-24» по доставке образцов.
Первый аппарат новой серии, «Луна-25», будет посадочным аппаратом для исследования южных полярных регионов Луны — привлекательного места для базы из-за относительно высокого содержания воды и благоприятных условий для радиосвязи.
Затем последует орбитальный аппарат «Луна-26», который будет тестировать радиосвязь между полюсом и орбитой, а также орбитальные операции.
Он также будет разведывать места для следующей посадочной миссии «Луна-27».
Мы рассматриваем «Луну-27» как поистине международную миссию, которая будет тестировать системы высокоточной посадки, предотвращения столкновений с опасностями и криогенного бурения.
Последняя задача имеет решающее значение для понимания состава лунной поверхности и ее пригодности в качестве ресурса для будущих космонавтов.
Все эти элементы сейчас обсуждаются с нашими европейскими коллегами.
«Луна-28», продвигая технологии на шаг вперед, доставит на Землю образцы лунного материала с нетронутыми летучими веществами, где их можно будет более тщательно изучить.
«Луна-29», запуск которой, вероятно, состоится после 2026 года, доставит луноход («лунный шагоход»), способный преодолевать большие расстояния для сбора интересных образцов.
Поэтапный, рутинный подход новой программы «Луна» призван заполнить пробел между пилотируемыми и автоматизированными космическими исследованиями.
В России, как и в Соединенных Штатах, освоение космоса человеком исторически развивалось интенсивнее, чем фундаментальная наука.
Этот дисбаланс существовал с самого начала космической эры.
Он подтолкнул к триумфам программы «Аполлон», но также и к длительному периоду стагнации, последовавшему за ней.
Одна из самых больших проблем, оставшихся со времен начала программы «Спутник» — это поиск правильной гармонии между человеком и машиной.
Сегодня человечество, наконец, хорошо подготовлено к работе в космосе.
Вопрос в том, что там можно сделать, и важная часть ответа будет получена благодаря науке.
Космос — это уникальная лаборатория с множеством еще неиспользованных возможностей.
Генеалогическое древо «Спутника» будет продолжаться, и следующая редакция будет еще более сложной для обобщения, чем та, что приведена здесь.
Это предсказание, пожалуй, единственное, в чем мы можем быть уверены относительно космической науки.
Часто задаваемые вопросы:
Что такое Спутник-1?
Спутник-1 был первым искусственным спутником Земли, запущенным Советским Союзом 4 октября 1957 года.
Он представлял собой простой металлический шар с антеннами и радиопередатчиком, который издавал характерные сигналы «бип-бип».
Этот запуск ознаменовал начало космической эры и дал старт космической гонке между СССР и США.
Какова была научная ценность первого спутника?
Несмотря на отсутствие сложных приборов, Спутник-1 позволил изучить плотность верхних слоев атмосферы по изменению его орбиты.
Наблюдения за его траекторией дали толчок развитию новой науки — космической геодезии.
Также были получены важные данные о распространении радиосигналов в ионосфере.
Чем отличались Спутник-2 и Спутник-3?
Спутник-2, запущенный в ноябре 1957 года, впервые доставил на орбиту живое существо — собаку Лайку.
Спутник-3, запущенный в мае 1958 года, был полноценной научной лабораторией с множеством приборов.
Он изучал радиационные пояса, магнитные поля и микрометеориты, заложив основу для будущих исследований.
Какое влияние оказал запуск Спутника на мировую науку?
Запуск спровоцировал беспрецедентный рост инвестиций в образование и науку, особенно в США и Европе.
Он стимулировал развитие ракетостроения, материаловедения и телекоммуникационных технологий.
Космическая гонка привела к быстрому прогрессу в изучении Луны, Марса и Венеры.
Почему Спутник-1 называют «простейшим»?
Он был создан в сжатые сроки как замена более сложному проекту «Объект D», который не успевали завершить.
Конструкция включала минимум элементов: корпус, батареи, терморегулятор и радиопередатчик.
Эта простота обеспечила надежность и позволила опередить конкурентов в запуске первого спутника.
Если у вас остались вопросы или вы хотите оставить комментарий по этой статье - напишите его в разделе комментариев ниже.
До скорых встреч! Заходите!