Космонавтика

Есть ли у путинской России шанс остаться космической державой? Вот в чем вопрос. Напомню фразу гаранта, сказанную в ныне далеком 2018 году:

Мы сейчас будем там осуществлять беспилотные, а потом и пилотируемые пуски — для исследования дальнего космоса, и лунная программа, затем исследование Марса. Первое совсем скоро, в 19-м году. Потом собираемся запустить в сторону Марса миссию... Новое продолжение исследования Луны. Не как Советский Союз — наши специалисты постараются сделать высадки на полюса, потому что есть основание полагать, что там может быть вода...

Пока пусто-пусто. Зато здание национального космического центра в Филях в соответствии с карго-культом построено в виде громадного советского ракетоносителя.
Да-да, карго-культ. Как у тех папуасов на островах в Тихом океане, которые делали наушники из половинок кокоса и прикладывали их к ушам, строили из дерева и соломы в натуральную величину самолёты, контрольно-диспетчерские вышки, взлётно-посадочные полосы для привлечения богов - американских самолётов с вещами, вкусной едой и одеждой. Но белые люди ушли и полезные и вкусные грузы перестали падать с неба...

Прошло уже полвека после того, как лунный модуль «Аполлона-17» НАСА взлетел с северо-восточного квадранта видимой стороны Луны, а планетологи всё ещё до конца не разобрались в том, когда и как образовалась наша Луна.

Они сходятся во мнении, что в этом процессе участвовал крупный ударный объект — получивший от учёных название Тея, — который, вероятно, столкнулся с Землёй около 4,51 миллиарда лет назад. Однако оценки размеров Теи сейчас варьируются от объекта размером с Меркурий до объекта, который был примерно вдвое меньше современной Земли. Последние гидродинамические модели указывают на то, что более крупный ударный объект даёт наиболее правдоподобное объяснение тому, почему лунные породы, привезённые «Аполлоном», кажутся настолько химически сходными с тем, что мы находим в богатых оливином вулканических базальтах здесь, на Земле.

Продолжение первой статьи про электромагнитную катапульту в космос (минус 3 рейтинга, тег ненаучная фантастика — заслуженно). Пересобрал концепт по числам после критики комментаторов.

Что изменилось от v3.2 → v4.0 → v4.2: площадка с горы Народная → Кольский (67°) → Ясный (51°, Оренбург, рядом 13-я ракетная дивизия РВСН и Ириклинская ГРЭС 2,4 ГВт). Маховики 700 тонн «класса JET» были фантазией — в мире нет таких роторов. Заменил на 20 серийных турбогенераторов 400 т «Силовых машин» (TRL 9). Жидкостный двигатель не выживет акустический удар 160 децибел на дульном срезе — турбонасос смыкается ещё до первой секунды. Заменил на твердотопливный РДТТ от КТРВ. Капсула стала монолитной (МИД Казахстана не выставит ноту за 365 ступеней в год). ВТСП-магниты вынесены с капсулы на многоразовый сабот.

Цена пуска: 205 долларов за килограмм при полезной нагрузке 2,2 тонны. Три якорных заказчика, три смежные отрасли спин-оффов. Прошёл 5 раундов кросс-валидации с Gemini Pro 3.1 — финальный вердикт «звучит как человек, готова к публикации».

Внутри: 9 картинок архитектуры, конкретные подрядчики (Силовые машины, КТРВ, СуперОкс, БТС-Мост, НИИЭФА), честный разбор слабых мест, поимённые ответы критикам v3.2.

От использования лазерного паруса в качестве двигателя человечество не собирается отказываться. Направляя мощные наземные лазеры на крошечные космические аппараты со световыми парусами, можно разогнать их до околорелятивистских скоростей, при этом самим аппаратам не потребуется топливо, источники энергии или какие-либо двигательные системы. У этой идеи есть явные преимущества — если её, конечно, удастся реализовать.

Два космических аппарата частично воплотили эту идею в жизнь. Аппарат IKAROS японского агентства JAXA и Lightsail-2 от Планетарного общества использовали паруса, но приводились в движение фотонами от Солнца, а не от лазера. Они продемонстрировали, что концепция может работать, по крайней мере частично.

Первая с 1972 года пилотируемая миссия к Луне «Артемида-2» успешно завершилась 10 апреля 2026 года. Корабль «Орион» с астронавтами облетел вокруг Луны и вернулся на Землю. Давно человечество не объединялось в таком счастливом порыве. Спустя 54 года мы вернулись на Луну!

Даже плоскоземельщики следили за посадкой «Артемиды» в прямом эфире, для них это был шокирующий опыт.

Что же дальше? Судя по всему, Россия надолго выбыла из лунной гонки между США и Китаем. В то же время НАСА отложило международную станцию Gateway, но сосредоточилось на лунной базе, где через четыре года планируют установить даже ядерный реактор. В общем, освоение Луны пошло по другому сценарию. Но тоже очень интересному. Гонка в космосе разгорается!

Концепт-документ подземной электромагнитной маглев-катапульты в скалах Приполярного Урала. Гибридная архитектура: разгон до 5 км/с в тоннеле 40 км при 30g + добор скайхуком и ракетной ступенью до орбитальных 7,5 км/с. Бюджет $30-35 млрд за 19 лет, удельная стоимость $200-260/кг при реалистичной загрузке.

Версия 2.1 (май 2026): добавлен лабораторный прототип «Прометей-РФ» 30-50 м за ₽300-450 млн как мост между концептом и демонстратором. Учтены замечания первой публикации: гибридная физика разгона, MHD-окно через инжекцию плазмы, явное разграничение длины и глубины тоннеля.

Центральная методологическая новизна — анализ чувствительности к ценовой траектории SpaceX Starship через 4 сценария (S1-S4) с консенсус-вероятностями 15/50/25/10. Опционная архитектура с gate-review между фазами и Опцией B (лунный масс-драйвер в кооперации с Китаем по ILRS) на случай удешевления Starship ниже $150/кг.

Сайт концепт-документа открыт: uraldriver.ru. Запрос на критическую дискуссию по 5 техническим блокам.

Зачем колонизировать Луну, Марс, Венеру, Ганимед и Титан, а также пояс астероидов, а затем Альфа Центавра и другие звёздные системы за его пределами?

Среди распространённых ответов на этот вопрос — выживание, ресурсы и крутость. Колонизация других планет и далёких миров обеспечила бы выживание человечества даже в случае катастрофы на Земле (включая неизбежный конец Солнечной системы через несколько миллиардов лет). Это позволило бы нам использовать огромные запасы полезных ископаемых и энергетических ресурсов других небесных тел. И это было бы суперкруто — способ реализовать великое предназначение человечества.

Проблема всех этих преимуществ в том, что их эффективность не гарантирована. Создать самодостаточные колонии, способные «перезапустить» земную цивилизацию в случае катастрофы, будет непросто, и они будут даже более уязвимы перед угрозой исчезновения, чем сама Земля, по крайней мере, в течение долгого времени. К тому же, что бы ни уничтожило человечество на Земле (безумный ИИ? смертельный патоген? гамма-всплеск?), это может добраться и до колоний. Добыча ресурсов из космоса будет нелепо дорогой и, возможно, никогда не станет экономически выгодной по сравнению с добычей богатств Земли и их многократной переработкой. Что касается крутости — тут уж кому как. Многие люди уже считают, что нам следует направлять усилия на решение местных проблем, а не создавать новые где-то там, наверху. Даже тех, кого достаточно сильно манит зов звёзд и кто представляет себя переселяющимся в славные колонии, может постичь разочарование, когда жизнь окажется действительно тяжёлой и полной лишений, не говоря уже о том, что большей части населения Земли будет на них наплевать. Это уже не будет выглядеть как исполнение великого предназначения.

С запуском «Артемиды-2» в апреле 2026 года человечество возобновило историческую традицию, заложенную в конце 1960-х — начале 1970-х годов: мы снова возвращаемся к Луне. С прошлой высадки прошло больше полувека. В эпоху «Аполлона» лишь 24 человека летали в окрестности Луны, удаляясь от Земли на сотни тысяч километров. Двенадцать из них в ходе шести миссий действительно ступили на лунную поверхность. За это время на Луне осталось множество артефактов: флаги, фотографии, сейсмометры, зеркала и даже транспортные средства. А ещё астронавты привезли обратно камни, грунт и настоящие «кусочки» Луны. (В начале этого десятилетия Китай также провёл автоматическую миссию по доставке образцов с обратной стороны Луны.)

Из всех ныне живущих людей менее 25% достаточно взрослые, чтобы помнить эти знаковые моменты истории — как человечество отправилось на Луну и высадилось на неё в конце 1960-х — начале 1970-х. Неудивительно, что некоторые люди — в основном те, кто слишком молод, чтобы пережить те события, — скептически относятся к тому, что высадки на Луну вообще имели место. К счастью, наука позволяет нам не лететь туда лично, чтобы иметь доказательства. Вот четыре независимых аргумента, подтверждающих, что высадки на Луну действительно произошли.

Представьте задачу: передать сообщение на противоположную сторону Земли с идеальным пингом напрямую сквозь ядро, не используя спутники или ретрансляторы. Радиоволны сквозь планету не пройдут. Нейтрино поймать — задача для циклопических подземных резервуаров. Выход один — гравитационные волны (ГВ). Для них Земля прозрачна, как стекло.

Современные детекторы ловят низкочастотные гравитационные волны от слияния черных дыр. Но мы не можем крутить черные дыры в лаборатории. Зато мы можем спроектировать сверхвысокочастотный (СВЧ) гравитационный приемопередатчик, который уместится в здании. Фундаментальная физика говорит, что это реально. Инженерия говорит, что придется попотеть. Давайте прикинем «цыферки».

Для ясности: я бывший инженер и учёный НАСА с докторской степенью в области космической электроники. Я также проработал в Google 10 лет в различных подразделениях компании, включая YouTube и тот отдел облачных технологий, который отвечал за развёртывание ИИ-ресурсов, поэтому я вполне компетентен высказать своё мнение по этому вопросу.

Краткая версия статьи: это абсолютно ужасная идея, которая действительно не имеет никакого смысла. Для этого есть множество причин, но все они сводятся к тому, что электроника, необходимая для работы центра обработки данных, особенно развёртывающего ИИ-ресурсы на основе графических процессоров (GPU) и тензорных процессоров (TPU), является полной противоположностью тому, что работает в космосе. Если вы раньше не работали конкретно в этой области, я бы предостёрег вас от поспешных выводов, потому что реальность обеспечения функционирования космического оборудования в космосе не всегда интуитивно очевидна.

Завершившийся недавно полет пилотируемого космического корабля ORION, который совершил облёт Луны и успешно вернулся на Землю, привлёк к себе огромное внимание всего человечества и вызвал гигантское количество комментариев, обсуждений, домыслов и прогнозов. Я решил тоже внести свою лепту. На волне всеобщего интереса к миссии ARTEMIS-II мне захотелось построить траекторию полета корабля Орион к Луне, а также анимированное условное изображение движения корабля к Луне и обратно. Когда-то я уже пытался создать (и опубликовал здесь) аналогичные изображения, описывающие не совсем удачный полет корабля APOLLO-13, но параметры того полета несколько отличались от параметров нынешнего. Тем не менее, есть и сходство, поэтому можно применить методы для Аполлона-13 и к Ориону. Я попробую также немного усложнить модель, чтобы учесть не только траекторию полета к Луне из окрестностей Земли, но и то, каким образом корабль попадает на эту траекторию после старта с Земли.

Утром 12 апреля 1981 года, ровна 20 лет спустя после дня, когда Юрий Гагарин стал первым человеком в космосе, в небо Флориды с грохотом устремился космический шаттл. При первом взлёте шаттла им управляли командир Янг и пилот Криппен. Но на самом деле запуском, как и большей частью полёта, руководили четыре компьютера в отсеках авионики одной палубой ниже экипажа. Пятый компьютер был готов перехватить управление в случае катастрофического компьютерного сбоя. Эти компьютеры Model AP-101B относились к семейству IBM System/4 Pi.

Семейство System/4 Pi, впервые представленное примерно в 1967 году, было линейкой компактных мощных компьютеров, предназначенных для задач в сфере авионики. Военные использовали эти компьютеры везде, от истребителя F-4 и бомбардировщика B-52 до сонарных систем подводных лодок и противокорабельных ракет «Гарпун». Другие компьютеры семейства System/4 Pi играли более мирную роль в разработке GPS и дистанционного управления полётами. В космосе компьютеры System/4 Pi управляли первой американской космической станцией Скайлэб, а также многоразовой лабораторией Спейслэб, выводившейся в космос шаттлом.

Несмотря на важную роль компьютеров System/4 Pi, информацию о них сложно найти —в Википедии полностью отсутствуют данные о моделях CC, SP и ML¹. Однако я нашёл кучу маркетинговых брошюр и статей о 4 Pi, благодаря чему могу заполнить множество пробелов в истории System/4 Pi.

21 апреля здесь, в Центре космических полётов имени Годдарда НАСА, я наблюдала, как учёные с гордостью стояли вокруг металлического устройства с высокими оранжевыми солнечными панелями и сверкающим серебристым основанием. Прямо передо мной в стерильно-чистой белой комнате сиял космический телескоп имени Нэнси Грейс Роман — наконец-то, в полной готовности.

«Я очень надеюсь, что самые захватывающие научные открытия, которые принесёт „Роман“, будут связаны с тем, чего мы не ожидали, что мы не могли предсказать, но что поставит новые обширные вопросы, на которые предстоит ответить будущим миссиям», — сказала Джули МакЭнери, старший научный сотрудник проекта «Роман», во время пресс-конференции во вторник.

Названный в честь первой руководительницы астрономического отдела НАСА и первой женщины, занявшей руководящую должность в агентстве, этот космический телескоп должен стать ещё одним ценным инструментом в стремлении человечества понять истинную природу Вселенной. Он встанет в один ряд с другими нашими мощными роботизированными «глазами» в небе — такими знаменитыми инструментами, как космический телескоп Джеймса Уэбба, SPHEREx, космический телескоп «Евклид» и даже старый, но всё ещё впечатляющий «Хаббл». Однако, как и в случае с каждой из этих знаковых обсерваторий, у этой новой есть свои особенности.

Марсоход «Кьюриосити» НАСА обнаружил на Марсе разнообразную смесь органических молекул, включая химические вещества, которые обычно считаются строительными блоками для зарождения жизни на Земле. Это открытие знаменует собой первый случай проведения нового вида химического эксперимента на другой планете.

Марсоход «Кьюриосити» добросовестно исследует кратер Гейл и гору Шарп с тех пор, как робот приземлился на Красной планете 6 августа 2012 года. Марсоход размером с автомобиль сейчас передвигается по региону Глен-Торридон в кратере Гейл — месту, которое, по мнению учёных, могло обладать условиями, благоприятными для существования древней жизни, если она там вообще когда-либо была. Находясь в этом регионе, «Кьюриосити» недавно использовал свой бортовой набор приборов для анализа проб на Марсе (SAM), созданный для поиска соединений углерода, связанных с жизнью, и исследования способов, которыми эти соединения образуются и разрушаются в марсианской экосфере.

На днях завершилась одна из самых важных в истории изучения космоса, миссия «Артемида-2». Этот полёт был важен для того, чтобы подготовиться к полёту на Луну в 2028 году. Но есть ещё одна важная причина, по которой эта миссия важна: в ходе неё удалось сделать много новых качественных снимков Земли и Луны. Но на какие камеры вообще снимали в космосе раньше и на какие снимают сейчас?

Луна покрыта реголитом — слоем пыли, камней и песка от двух метров до десятков. Так вот, из реголита, кажется, научились добывать кислород. Blue Origin заявила о разработке реактора, переплавляющего лунный грунт в кучу полезных минералов с бонусом в виде заветного O₂. 

Детище Джефа Безоса в подобной технологии не пионер, но компания стала первой коммерческой, добывающей кислород таким образом.

И это лишь небольшая часть огромного плана по освоению спутника. Разбираю тему: о кислороде из пыли, будущем лунных миссий и сложностях построения космической инфраструктуры.

В 2007 году на экраны вышел фантастический фильм Дэнни Бойла «Пекло» («Sunshine») о пилотируемом полёте к Солнцу корабля «Икар II», защищенного от испепеляющего жара исполинским золотым щитом. Несмотря на смешанные отзывы критиков и зрителей, фильм смог передать величие космоса и ужас той ослепительной бездны, где человек ощущает себя лишь крохотной пылинкой над ревущим океаном первозданного огня.

А через одиннадцать лет, 12 августа 2018 года, с мыса Канаверал стартовала ракета Delta IV Heavy с космическим аппаратом Parker Solar Probe, названным в честь Юджина Паркера, американского физика, который в 1958 году предположил существование солнечного ветра. Паркер так и не получил Нобелевскую премию, хотя и номинировался дважды. Но его именем назвали космический зонд, который сделал невозможное: разогнался почти до двухсот километров в секунду, приблизился на шесть миллионов километров к Солнцу, прикрываясь от жара своим уникальным солнечным экраном, как «Икар II», и впервые в истории исследования космоса нырнул в солнечную корону — и вынырнул невредимым.

Это история о том, как люди решили посмотреть на Солнце вблизи.

С того самого момента, когда первый человек, Юрий Гагарин, оторвался от Земли и вышел на её орбиту, космос перестал быть просто мечтой... Сегодня он становится новой экономической реальностью. Хотя термин «космическая экономика» ещё не устоялся, значение космоса для науки, прогресса и уровня жизни человечества растёт с каждым годом. Коммерческие спутники уже предоставляют жизненно важные услуги, но платой за это становятся перегруженные орбиты и растущее облако космического мусора. И это лишь начало: в будущем практически автономная космическая индустрия породит новые формы коммерции, новые рынки и их регулирование... А отсутствие возможностей «поделить» космос, отсутствие монополии на космос у кого‑то из государств или корпораций, а также принцип «кто первый взял, тот и получает», создают новые интересные вопросы...

В статье авторы обращаются к первым, фундаментальным экономическим работам в этой ещё практически нехоженой области, соотнося их с уже сложившимися направлениями в экономике. Право собственности, регулирование, загрязнение, милитаризация и добыча ресурсов в космосе — вот вопросы, требующие решения, чтобы предотвратить конфликты между космическими державами и не лишить человечество колоссального потенциала. Авторы также намечают пути будущих исследований в области, которая обещает быть столь же революционной, сколь и неизведанной.

Рекомендую прочитать перевод этой работы всем, кто интересуется космосом, новыми темами в экономической науке или зачитывался/засматривался в детстве Незнайкой на Луне...

24 апреля Китай отмечает свой День космонавтики, и в этом году он проходит под знаком 70-летия национальной космической программы. Но пока отложим в сторону глянцевые отчёты о новых запусках, белых ракетах и сотнях спутников. Вместо этого заглянем туда, где тишина не любит пресс-релизов. Туда, где в определённом смысле решается судьба каждого космического аппарата, но что, оставаясь в тени, не часто попадает в заголовки СМИ.

У каждого специалиста в своей области есть профильное ПО. Даже для разработки ПО есть соответствующее ПО. И зачастую большинство специалистов не заботит «открытость» такого ПО. Более того, среди специалистов по разработке/моделированию спутников в России немало встречается авторских решений или решений, специально разработанных для конкретной организации. НО! дальше этого предприятия или даже отдела эти решения никуда не выходят.

Поэтому я хочу рассказать про моделирующую среду для анализа динамики полёта космического аппарата (КА) с открытым исходным кодом – «Проект 42» (далее просто «42»), который использую в своей повседневной профессиональной деятельности.