Оригинал материала
Пока США и Россия решают судьбу МКС, космос становится китайским, а Илон Маск начинает революцию
«Медуза» подводит итоги развития космонавтики за прошедшее десятилетие
Космонавтика — область, где одновременно очень многое зависит от долгосрочного планирования и в то же время часто происходят по-настоящему непредсказуемые вещи. О том, что за десятилетие произошло в исследованиях далекого космоса и фундаментальной астрофизике поговорим в следующий раз, а сейчас сосредоточимся на ракетостроении и космической инженерии. О том, что случилось в этой области за прошедшие десять лет, «Медуза» попросила рассказать инженера-конструктора Александра Хохлова.
Завершение строительства МКС
Не многие помнят, что уже десять лет как завершилось строительство Международной космической станции — позади десятилетие ее полноценной работы, во всяком случае, американского сегмента.
Новости с орбиты давно стали рутиной, однако за это время международные партнеры сделали большой шаг вперед в подготовке к длительным космическим полетам. Именно поэтому сейчас на борту МКС два астронавта — Кристина Кох и Эндрю Морган — находятся в 11-месячной вахте. До них из американцев только Скотт Келли был на станции так долго — в 2015-2016 годах.
До МКС у NASA были скромные познания об особенностях длительных пилотируемых полетов в космосе (станция Skylab и программа «Мир» — «Шаттл»), но за прошедшее десятилетие американцы смогли наверстать отставание от российского опыта орбитальных полетов. Это важный шаг, учитывая, что своей максимальной целью на первую половину XXI века NASA называет пилотируемую экспедицию на Марс.
В 2010 году главный подрядчик NASA по МКС компания «Боинг» официально завершила строительство американского сегмента станции. С этого момента МКС условно вступила в фазу штатной эксплуатации: на орбите появилась космическая лаборатория с широким спектром научных экспериментов по технологии, физике невесомости, биологии, медицине, астрофизике.
Сборка станции серьезно задержалась из-за гибели шаттла «Колумбия» в феврале 2003 года. Именно на шаттлах доставлялись на орбиту все модули американского сегмента, включая европейский модуль «Коламбус» и японский «Кибо». В 2011 году три оставшихся американских шаттла «Дискавери», «Атлантис» и «Индевор» были выведены из эксплуатации и отправлены в музеи США.
Международная космическая станция стала самым крупным объектом, собранном человечеством в космосе, и это было бы трудно сделать без орбитальных челноков.
Вся доставка основных экипажей со второй половины 2009 года и до сегодняшнего дня перешла на российские пилотируемые корабли «Союз», что позволило Роскосмосу заработать хорошие деньги на контрактах с NASA. Американское агентство оплачивало доставку своих астронавтов и астронавтов из Канады, Европы и Японии.
Срок службы МКС был установлен до середины отчетного десятилетия — 2015 года, но по соглашению между всеми партнерами продлен до 2020 года. Сейчас завершается утверждение пролонгации международного соглашения по станции до конца 2024 года.
В отличие от американского сегмента, российский сегмент не достроен до утвержденной конфигурации. На сегодняшний день в российскую часть МКС входят два больших модуля: «Заря» и «Звезда» и три малых, которые одновременно служат причалами для кораблей «Прогресс» и «Союз»: стыковочный отсек «Пирс», малый исследовательский модуль (МИМ1) «Рассвет» и малый исследовательский модуль (МИМ2) «Поиск».
Многофункциональный лабораторный модуль (усовершенствованный) «Наука» планировался к запуску на станцию начиная с 2007 года, но затем многократно переносился по разным причинам. Модуль должен заменить на российском сегменте «Пирс», который уже многократно превысил свой ресурс. Затем по плану к нему будет пристыкован узловой модуль «Причал» и Научно-энергетический модуль НЭМ.
Сейчас, по словам руководителя Роскосмоса Дмитрия Рогозина, старт самого интересного модуля, МЛМ-У «Наука», запланирован на конец 2020 года или начало 2021. При этом до сих пор рассматривается вариант, когда запуск и «Науки» и «Причала» будет отменен, а вместо отправки на МКС их используют в лунной пилотируемой программе в будущем.
Хотя российская часть станции по-прежнему не достроена, участие России в этом международном проекте хотя бы сохранило пилотируемую космонавтику и даже, волей случая (гибель шаттла «Колумбия»), позволило заработать на транспортных услугах. Сохраненные компетенции российских предприятий и организаций дают шанс на участие в будущих проектах, например, в окололунной посещаемой станции Gateway, но очевидно, что без потепления в международных отношениях ждать этого предстоит очень долго.
Китайская лунная программа
Последний аппарат эпохи советско-американской лунной гонки, «Луна-24», сел на поверхность естественного спутника в 1976 году. С тех пор ни одна посадочная опора Луны не касалась десятилетиями. Космические программы США и СССР переключились на Марс, Венеру и другие небесные тела, а ученым оставалось только обрабатывать уже полученные данные, не имея возможности сравнить их с чем-то новым — например, с пробами в других точках Луны.
Этот 37-летний перерыв был нарушен только только 14 декабря 2013 года, когда на поверхность спутника, в северной части Моря Дождей успешно сел китайский автоматический модуль «Чанъэ-3» . Станция была даже снабжена 6-колесным луноходом «Юйту», — но он, к сожалению, оказался не слишком удачным и проехал по поверхности спутника лишь около ста метров. А вот сама «Чанъэ-3» работает до сих пор и успешно передает научные данные. С помощью своего ультрафиолетового телескопа она ведет наблюдения за двойными и короткопериодическими переменными звездами, за активными ядрами галактик и другими космическими объектами.
Еще более амбициозная задача была поставлена китайскими учеными перед станцией «Чанъэ-4», которая изначально изготавливалась как дублер «Чанъэ-3». Создатели хотели посадить аппарат на обратную сторону Луны, чего не делали ни советские, ни американские аппараты XX века.
В рамках новой программы был сначала запущен специальный спутник-ретранслятор, аппарат «Цюэцяо», который 14 июня вышел на орбиту вокруг точки Лагранжа L2 системы Земля — Луна. И, наконец, 3 января 2019 года автоматическая межпланетная станция «Чанъэ-4» совершила мягкую посадку на обратной стороне Луны в кратере фон Карман, расположенном в бассейне Южный полюс — Эйткен.
На борту вновь был луноход. «Юйту-2» оказался более живучим, чем его предшественник и продолжает сейчас работу вокруг станции в дневное лунное время. Основная цель миссии — забор и исследования образцов грунта.
Китаю удалось установить еще один небольшой лунный рекорд. Для студенческого эксперимента на модуле «Чанъэ-4» был изготовлен специальный контейнер с замкнутой биосферой, в котором были посажены семена разных растений. В результате эксперимента только одно семечко хлопка взошло, но это было зафиксировано на камеру. Экспериментальный блок не был оборудован достаточным обогревом, чтобы пережить лунную ночь, поэтому хлопок на Луне рос очень недолго и замерз, когда «Чанъэ-4» на время перешла в спящий режим.
Конечно, до этого момента растения многократно выращивались и даже давали семена на орбитальных аппаратах и пилотируемых станциях, но провести такой эксперимент на поверхности другого небесного тела удалось впервые именно китайским студентам.
Межпланетный маневр «Чаньэ-2»
Еще одним важнейшим событием, связанным с высадкой китайских аппаратов на поверхности Луны стал запуск к ней орбитальной станции «Чанъэ-2», которая вышла на окололунную орбиту 6 октября 2010 года.
Это позволило провести глобальную съемку Луны с 7-метровым разрешением для построения подробной топографической карты, и сфотографировать отдельные районы нашего естественного спутника с разрешением 1,2–1,5 метра для выбора места посадки «Чанъэ-3».
Выполнив основное задание, 9 июня 2011 года станция «Чанъэ-2» покинула орбиту спутника и отправилась на перехват астероида Таутатис из группы Аполлона и сфотографировала его с пролетной траектории.
Миссия, которая долго держалась в тайне, стала первой в истории успешной попыткой увести лунный спутник на межпланетную траекторию с целью исследования астероида. До этого подобная задача ставилась американскому аппарату Clementine, но 7 мая 1994 года он сломался как раз перед выходом на траекторию к тому же астероиду Таутатис.
Миссия «Новые горизонты»
Долгое время с момента открытия, 18 февраля 1930 года, Плутон оставался самой загадочной планетой Солнечной системы. Обнаружение в 1978 году его главного спутника, Харона, позволило точно определить общую массу этой двойной системы, которая составила 1/500 от массы Земли. Затем, с началом работы орбитального телескопа «Хаббл» ученым удалось получить прямые изображения поверхности и Плутона, и Харона, — однако они представляли собой не более чем пару ярких пятнышек. Благодаря работе того же «Хаббла» были открыты еще четыре малых спутника.
И только 19 января 2006 года к Плутону стартовал аппарат, который позволил радикально изменить наши представления об этой далекой «не-планете» — им стал американский межпланетный аппарат «Новые горизонты». Волей случая как раз в год начала миссии «Новых горизонтов» Плутон был лишен статуса полноценной планеты и причислен к карликовым телам с невзрачным каталожным номером 134340.
Надо сказать, что миссия к Плутону во многом является заслугой энтузиастов космоса. Она вполне могла и не состояться, — еще в 2003 году администрация NASA не включила программу в свой годовой бюджет. Такое решение спровоцировало широкую общественную и экспертную поддержку проекта, которая заставила руководство пересмотреть свое решение, и создание аппарата было профинансировано. Так или иначе, но 14 июля 2015 года аппарат пролетел на расстоянии около 12,5 тысяч километров от поверхности Плутона, собрав всего за 9 дней наблюдений такое количество данных о карликовой планете, что их передача продолжалась почти полтора года.
Качество изображений, полученных «Новыми горизонтами», доходило до 80 метров на пиксель, — в отличие от крайне грубых 200 километров у «Хаббла».
На фотографиях Плутона люди увидели новый мир — с горами, кратерами, равнинами, ущельями и ледниками. Большая часть поверхности оказалась густо покрыта следами метеоритов и сетью протяженных разломов. Исследования атмосферы показали, что она состоит преимущественно из азота с небольшими примесями метана, этана, этилена и других газов. Воздушная оболочка Плутона оказалась чрезвычайно разрежена: ее давление примерно в 100 тысяч раз меньше атмосферного давления на Земле.
Однако на Плутоне «Новые горизонты» не остановился. Следующей целью межпланетной станции стал обнаруженный телескопом «Хаббл» транснептуновый астероид Ultima Thule, позже получивший официальное название Аррокот. Аппарат достиг астероида в первый день 2019 года, пройдя от тела на расстоянии всего около 3500 километров.
Сейчас «Новые горизонты» продолжают свой полет в поясе Койпера — облаке астероидов и карликовых планет на задворках Солнечной системы. Запас плутония в радиоизотопном термоэлектрическом генераторе у него меньше, чем у знаменитых «Вояджеров», поэтому срок службы зонда будет значительно меньше, — завершение работы ожидается уже в 2026 году.
Новые орбитальные станции
После завершения работы советско-российской орбитальной станции «Мир» в 2001 году в космосе долгое время работала только одна пилотируемая орбитальная станция — МКС, совместный проект пятнадцати стран. Все проработки коммерческих компаний по созданию небольших частных космических отелей не развивались дальше прототипов из-за отсутствия достаточного финансирования и экономической целесообразности.
Лишь один альтернативный игрок смог полноценно начать свою программу орбитальных станций — Китайская народная республика. И сейчас, когда Россия или международные партнеры по Международной космической станции не имеют определенного плана по околоземным орбитальным станциям после завершения работы МКС в 2025 или в 2029 годах, в Китае готовится к выведению на низкую орбиту трехмодульная космическая обитаемая станция с базовым модулем «Тяньхэ». Общее название станции пока еще не выбрано. Китай планирует привлечь к работе на станции ученых и астронавтов разных стран, чтобы сделать ее второй международной.
Для отработки бортовых систем станции, систем стыковки пилотируемых кораблей «Шэньчжоу» и грузовых «Тяньчжоу», в 2011 и 2016 годах с помощью ракет-носителей «Чанчжэн-2F» были запущены две одномодульные станции: «Тяньгун-1» и «Тяньгун-2» (в переводе «Небесный чертог»). По своей массе и размерам они уступали первым советским станциям «Салют» и «Алмаз», но позволили пройти все основные фазы подготовки к созданию полноценной орбитальной лаборатории.
На станцию «Тяньгун-1» летало два экипажа китайских космонавтов, включая двух женщин-космонавтов Лю Ян и Ван Япин (в данный момент в китайском отряде космонавтов женщин больше, чем в российском). А к «Тяньгун-2» успел слетать пилотируемый корабль «Шэньчжоу-10» и грузовой «Тяньчжоу-1».
Оба модуля-прототипа уже сведены с орбиты. Запуск базового модуля новой полноценной пилотируемой орбитальной станции планируется в 2020 или 2021 году.
Рекордно короткие полеты к МКС
С 1986 года по 2012 год российские пилотируемые корабли «Союз» и грузовые корабли «Прогресс» летали на орбитальные станции «Мир» и МКС по двухсуточной схеме, когда между стартом на Байконуре и стыковкой к станции проходило 24-26 часов. Такая схема позволяет иметь достаточно широкое «астрономическое окно» старта.
Двухсуточная схема удобна для техники, но непроста для летящих к станции людей. Во время автономного полета корабли для постоянного получения электроэнергии от солнечных батарей закручиваются на Солнце, что вызывает тошноту и головокружение (болезнь движения) у космонавтов и тем более у менее подготовленных космических туристов.
Чтобы решить эту проблему, в отделе баллистики РКК «Энергия» им. С. П. Королева было предложено попробовать короткие схемы полета. Первый такой полет по короткой шестичасовой схеме был выполнен 1 августа 2012 года транспортным грузовым кораблем «Прогресс М-16М».
29 марта 2013 года Павел Виноградов, Александр Мисуркин и американец Кристофер Кэссиди на корабле «Союз ТМА-08М» впервые отправились к МКС по шестичасовой схеме. На сегодняшний день самый быстрый вариант полета был выполнен грузовым кораблем «Прогресс МС-12». 31 июля 2019 года он успешно пристыковался к модулю «Пирс» Международной космической станции, при этом время от старта до стыковки составило всего 3 часа 19 минут.
Работа над короткой схемой будет важна для Роскосмоса после 2020 года, когда партнеры по МКС перейдут на собственные пилотируемые корабли, а Россия планирует доставлять на станцию астронавтов третьих стран и космических туристов. Быстрая схема полета к станции повысит комфорт и привлекательность космического туризма, на что и рассчитывают в РКК «Энергия».
Программа по коммерческой доставке грузов на МКС
Готовясь к завершению эксплуатации шаттлов в 2011 году, NASA стало перед вопросом о том, что делать дальше. В 2006 году была анонсирована программа «Коммерческих услуг орбитальной транспортировки» (COTS) по созданию новых космических кораблей для доставки грузов, которые планировалось использовать и для доставки астронавтов на борт МКС. Главным новшеством программы было то, что созданные в ее рамках корабли должны были находиться в собственности самих компаний-разработчиков. Именно это судьбоносное решение и предопределило развитие «новой частной космонавтики» в прошедшем десятилетии.
NASA провело два раунда отбора участников, финалистами которых стали две компании: SpaceX и Orbital Sciences Corporation. С ними были заключены контракты в рамках второй программы по доставке грузов на МКС. 22 декабря 2008 года были подписаны контракты на общую сумму 3,5 миллиарда долларов, включающие 20 миссий снабжения.
Для проведения коммерческой программы компания SpaceX начала разработку космического грузового корабля Dragon («Дракон») и ракеты-носителя Falcon 9. В то же время Orbital Sciences Corporation приступила к созданию корабля Cygnus («Лебедь») и ракеты-носителя Antares.
Несмотря на то, что эти две компании решали одну и ту же задачу, они применили два совершенно разных подхода к созданию космической техники. Orbital Sciences Corporation, теперь уже переставшая быть самостоятельной компанией после покупки гигантом Northrop Grumman, выбрала путь аутсорсинга: она собирала ракету и корабль, как мозаику, из компонентов, сделанных разными поставщиками. Так, корпус для корабля Cygnus делает итальянская компания Thales Alenia Space, а панели солнечных батарей круговой формы были взяты из проекта марсианских посадочных станций. Ракета-носитель Antares создавалась совместно с украинским КБ «Южное» и заводом «Южмаш», а двигатели вначале взяли советские (НК-33, созданные еще для программы Н-1), а потом, после аварии — разработанный компанией «НПО Энергомаш» двигатель РД-181.
Иной подход выбрала компания SpaceX. Она максимально сосредоточила разработку и производство всех систем и конструкций у себя, что позволило достаточно быстро модернизировать ракету Falcon 9 и проводить испытательные пуски для создания многоразовой ракетной системы.
Первое успешное приземление первой ступени на наземную площадку состоялось 22 декабря 2015 года, а на плавучую платформу — в апреле 2016 года.
На сегодняшний день компания Илона Маска выполнила несколько десятков успешных приземлений первой ступени Falcon 9: как на сушу, так и на плавучие платформы. Сейчас проводятся испытания по захвату створок головного обтекателя ракеты с помощью сетки на специальном корабле. Компания уже ввела в эксплуатацию последнюю версию многоразовой ракеты Falcon 9 Block 5, сертифицированной для пилотируемых стартов корабля Crew Dragon.
Оба грузовых корабля, и Cygnus, и Dragon, не имеют автоматической системы стыковки и причаливаются к станции астронавтами вручную, с помощью канадского манипулятора Canadarm2.
Dragon — единственный грузовой корабль снабжения МКС, в герметичном возвращаемом аппарате которого можно вернуть на Землю около 2 тонн грузов. Остальные существующие грузовики сгорают в атмосфере (и новый Cygnus, и старые «Прогресс» и японский HTV).
Сделав ставку на «новую частную космонавтику», NASA значительно расширило круг производителей космической техники и увеличило конкуренцию в этой области. Это создало важный противовес как Роскосмосу, так и грандам американской индустрии, корпорациям Boeing и Lockheed Martin.
Уже сейчас это позволяет снизить затраты на транспортные услуги и увеличивать устойчивость программы МКС. В случае аварии корабля одной компании, на время расследования теперь есть корабль другой. Сам новый подход к проектированию космических кораблей, когда NASA не является их собственником, а только платит за доставку, тоже очень важен — он позволит в следующее десятилетие начать коммерциализацию пилотируемой космонавтики на низкой орбите (орбитальные отели, частные эксперименты), в то время как государственное агентство сосредоточится на полетах в дальний космос: к Луне и, в перспективе, к Марсу.
Десятилетие «РадиоАстрона»
Начиная с 90-х годов в Федеральной космической программе России содержится четыре важных астрофизических орбитальных телескопа (первый — «Спектр-Р», второй — «Спектр-РГ», третий — «Спектр-УФ» и четвертый — «Спектр-М»).
В связи с финансовыми и техническими сложностями их создание серьезно сдвинулось по срокам относительно первоначальных планов. Тем не менее, 18 июля 2011 года с космодрома Байконур ракетой-носителем «Протон-М» все-таки был выведен космический аппарат «Спектр-Р», более известный под названием всего проекта — «РадиоАстрон».
«РадиоАстрон» — космический проект фундаментальных астрофизических исследований в радиодиапазоне, уникальный вклад России в международную науку и главный проект десятилетия в российской научной космонавтике. Семь с половиной лет он работал на эллиптической орбите вокруг Земли, пока 10 января 2019 года не была потеряна связь с аппаратом. Созданием орбитального телескопа занималось Научно-производственное объединение им. С. А. Лавочкина, головной научной организацией проекта был Астрокосмический центр ФИАН, а научным руководителем миссии был покойный академик Н.С. Кардашев.
В научной программе использовался метод радиоинтерферометрии со сверхдлинными базами — это метод наблюдения, когда несколько разнесенных в пространстве приемников сигнала работают вместе как единая антенна. С помощью космического радиотелескопа, смонтированного на российском космическом аппарате «Спектр-Р», и наземных радиотелескопов многих стран мира (США, Германия, Нидерланды, Украина, Япония, Испания, Австралия и Китай) ученые получали радиосигнал рекордного углового разрешения — это позволило рассмотреть в радиодиапазоне несколько сотен объектов: ядер галактик, квазаров, пульсаров, областей звездообразования.
И «РадиоАстрон»,и его наследник — запущенная 13 июля 2019 года российско-германская орбитальная обсерватория «Спектр-РГ» — наглядно демонстрируют тезис, что научная космонавтика не может быть замкнута в рамках одной страны. И для полноценного создания космических аппаратов и полезной нагрузки, и для получения и обработки данных требуется широкая кооперация организаций по всему миру — только так можно с максимальной эффективностью использовать затраченные ресурсы на пользу всему человечеству.
Falcon Heavy — самая тяжелая ракета начала XXI века
С момента последнего старта советской ракеты-носителя «Энергия» с орбитальным челноком «Буран» 15 ноября 1988 года у человечества не осталось сверхтяжелых носителей. Ракеты такого класса — необходимая часть межпланетной транспортной системы для пилотируемых полетов, будь они полетами к Луне или к Марсу.
За это десятилетие было две попытки решить вопрос со сверхтяжелыми носителями: долгострой от NASA — сверхтяжелая ракета-носитель SLS (Space Launch System), которая бьет все рекорды по превышению бюджета, общей стоимости одного пуска и срокам изготовления. И успешная частная инициатива компании SpaceX, которая создается без привлечения государственного финансирования — ракета-носитель тяжелого класса Falcon Heavy, формально не дотягивающая до звания «сверхтяжелая», но при этом обладающая новаторским свойством: частичной многоразовостью.
Как же удалось сделать столь большой рывок в этом направлении?
5 апреля 2011 года основатель и исполнительный директор компании SpaceX Илон Маск на пресс-конференции анонсировал создание двухступенчатой ракеты-носителя тяжелого класса Falcon Heavy, состоящей из трех многоразовых модулей, построенных на основе первых ступеней РН Falcon 9, и одноразовой верхней ступени. Первый испытательный пуск планировался тогда уже на 2013 год.
Однако жизнь показала, что нельзя просто взять и соединить три модуля. Конструкторам SpaceX пришлось серьезно усилить центральный блок ракеты и сделать еще ряд доработок. Первый пуск ракеты-носителя Falcon Heavy состоялся лишь 6 февраля 2018 года. Он прошел успешно, в качестве полезной нагрузки использовался личный автомобиль Илона Маска, кабриолет Tesla Roadster. Вторая ступень отработала шестичасовую программу выведения и отправила машину на эллиптическую орбиту вокруг Солнца, с афелием за орбитой Марса.
В ходе этого полета два боковых модуля первой ступени совершили успешную посадку на площадки во Флориде, а центральный модуль упал в океан из-за отказа двух из трех его двигателей.
12 апреля и 24 июня состоялись еще два пуска ракеты-носителя Falcon Heavy, уже с коммерческой нагрузкой — спутниками. Одновременно эти миссии стали сертификационными для получения разрешения на запуски спутников военного назначения. В результате уже начиная с 2020 года Пентагон будет использовать Falcon Heavy для запуска секретных спутников.
Максимальная грузоподъемность Falcon Heavy в полностью одноразовом варианте, когда не нужно оставлять топливо для посадки модулей, составляет 63,8 тонн на низкой околоземной орбите. Это меньше, чем было у сверхтяжелых ракет XX века: «Сатурна-5» и «Энергии», но превосходит возможности всех существующих сегодня тяжелых ракет-носителей.
И, что очень важно подчеркнуть, стоимость Falcon Heavy для коммерческих заказчиков в многоразовом исполнении составляет всего 90 миллионов долларов. Это значительно дешевле следующей по грузоподъемности тяжелой ракеты Delta Heavy, стоящей почти 400 миллионов.
Первоначально Илон Маск планировал использовать Falcon Heavy для пилотируемых пусков, в том числе для облета Луны, но сразу после первого испытательного пуска в феврале 2018 года он объявил, что SpaceX не будет сертифицировать ракету для полетов людей. А все свободные силы направит на следующий проект — корабль Starship.
Выход в межзвездное пространство «Вояджеров»
Наконец, за прошедшее десятилетие два рукотворных космических аппарата впервые в истории удалились на рекордное расстояние от Земли, преодолели гелиопаузу и вышли в межзвездное пространство. Первым 25 августа 2012 года стал «Вояджер-1», а вторым 5 ноября 2018 года оказался его собрат, «Вояджер-2».
Тут следует пояснить, что вопреки заголовкам многих СМИ, аппараты на самом деле не покинули пределов Солнечной системы. Ее граница на самом деле определяется не гелиосферой, то есть областью, где доминирует солнечный ветер, а гравитацией нашей звезды. Эта гравитационная граница, так называемая сфера Хилла, имеет радиус два световых года, и чтобы достигнуть ее, межпланетным станциям пришлось бы десятки тысяч лет лететь через Облако Оорта, где почти без солнечного света дрейфуют редкие ледяные тела.
Что касается границы гелиосферы, то здесь следует напомнить, что наша планетная система движется в потоке межзвездного вещества, движущегося со скоростью около 23 километров в секунду (со стороны созвездия Змееносца). Солнце испускает поток заряженных частиц — протонов и ионов, растекающийся от него со скоростями 400–800 километров в секунду. Солнечный ветер взаимодействует с межзвездным потоком, образуя ударную волну — гелиопаузу, и именно ее удалось достичь «Вояджерам».
Факт преодоления гелиопаузы ученые определили с помощью специальной подсистемы, которая регистрирует космические лучи. Один телескоп принимает ионы низких энергий солнечного происхождения, второй — межзвездные ионы с высокой энергией. Десятикратное падение потока солнечных ионов и значительный прирост межзвездных убедил специалистов, что «Вояджер-1» вышел из гелиопаузы. Другой важный прибор — детектор межпланетной плазмы, способный измерить температуру, давление и плотность плазмы, на первом аппарате, к сожалению, вышел из строя, но на втором показал прекращение потока солнечного ветра в момент пересечения границы с межзвездным пространством.
«Вояджер-2» стартовал с Земли 20 августа, а «Вояджер-1» 5 сентября 1977 года. Основной целью обоих аппаратов было подробное изучение внешних планет Солнечной системы с пролетной траектории. Первый зонд посетил газовых гигантов Юпитер и Сатурн, а второй дополнительно изучил ледяные гиганты Уран и Нептун.
К счастью, аппараты до сих пор работоспособны и будут изучать межзвездное пространство еще несколько лет, пока им будет хватать мощности радиоизотопных генераторов с плутонием. По мере уменьшения электропитания будут отключаться научные приборы, после чего до последнего момента «Вояджеры» продолжат передавать полученные данные на Землю.
Хотя многие слышали про «Вояджеров» и их миссию, мало кто знает, что до сих пор принимает и обрабатывает данные аппаратов команда под бессменным руководством доктора Эдварда Стоуна, которому в этом году исполняется 84 года. Именно он возглавил проект еще в далеком 1972-м, когда ему было 36, и до сих пор, вот уже почти полвека, бессменно руководит этой исторической миссией.
Александр Хохлов