zelenyikot


Открытый космос Зеленого кота

Космос ближе, чем кажется


Previous Entry Share Next Entry
Как убивают автоматические межпланетные станции
zelenyikot


Космические аппараты - это сложные устройства, которые работают в самых суровых условиях. При запуске всегда присутствует опасность аварии ракеты, в полете может проявиться конструкционная ошибка, на борт могут передать ошибочную программу, электроника может сбоить от галактических частиц и солнечных вспышек. Но если станция спроектирована верно, электроника радстойкая, программы проверенные, и весь полет проходит успешно, то кто поставит точку?

30 сентября 2016 года завершилась одна из самых интересных исследовательских программ в межпланетном пространстве в XXI веке - Rosetta и Philae. Стартовав в 2004 году пара космических аппаратов отправилась в дальний космос. Дважды космические трассы возвращали их к Земле для гравитационного маневра, однажды - к Марсу. По пути прошли две встречи с астероидами Штейнс и Лютеция, и, наконец, начался главный этап научной программы - сближение с кометой 67P/Чурюмова-Герасименко. Rosetta вышла на орбиту ядра кометы, сблизилась до нескольких километров, провела анализ газов, посмотрела пыль под микроскопом и определила её состав, выделила органические соединения, изучила гравитационное и магнитное поле. Philae пошел дальше - совершил посадку на комету. И выход на орбиту и посадка прошли впервые в истории космонавтики. Но даже самые успешные эксперименты рано или поздно заканчиваются, и пришел их час.

Команда Rosetta рассматривала несколько вариантов прекращения исследований. Было большое искушение продолжить насколько это возможно долго. Но комета удалялась от Солнца и солнечные батареи космического аппарата не смогли бы полноценно поддерживать работоспособность бортовых систем. Можно было просто отключить аппарат, и тогда бы он превратился в рукотворный астероид, продолживший свой полет по орбите кометы, постепенно и непредсказуемо удаляясь от нее от гравитационных возмущений окрестных планет. В конце концов, для Rosetta выбрали судьбу ее напарника Philae - посадка на комету и пребывание там до того момента, как солнечные лучи не испарят окончательно кометное ядро и не превратят ее в поток пыли. На это уйдут столетия, поэтому с этой неразлучной парочкой мы попрощаемся скорее всего навсегда.



Rosetta и Philae - далеко не первые межпланетные путешественники, чья судьба была решена в далеких Центрах управления полетами на Земле. Тремя годами ранее завершалась работа космического телескопа Herschel. Телескоп летал на расстоянии 1,5 млн км от Земли в стороне противоположной Солнцу. Он изучал Солнечную систему, Галактику, и Вселенную в дальнем инфракрасном диапазоне волн света.



Для осуществления научной программы детектору телескопа требовалось охлаждение до сверхнизких температур, которые обеспечивал жидкий гелий. Это очень летучий газ, который постепенно стравливали в космос. В результате запас газа иссяк, и телескоп утратил свою работоспособность, несмотря на функционирование всех прочих систем. Создателям телескопа пришлось выбирать из двух вариантов: разбить аппарат о поверхность Луны или оставить его в свободном полете вокруг Солнца. Удар о Луну позволил бы получить больше знаний о составе грунта, но эта работа требовала участия большой группы ученых, что не предусматривалось бюджетом миссии. Поэтому выбрали самый простой и дешевый вариант: отправили телескоп по орбите вокруг Солнца в виде редкого астероида. Теперь Земля может не ждать встречи с ним в ближайшие несколько миллионов лет.

Завершение полета ударом о Луну - чаще всего удел окололунных космических аппаратов. Например таких как NASA GRAIL. Пара небольших спутников кружила у нашего естественного спутника, собирала данные о разнородностях гравитационного поля, пока, наконец не завершила свой путь ударом о встречную гору.



Есть еще одна норма, которой руководствуются создатели автоматических межпланетных станций - Доктрина планетной безопасности. Она гласит, что роботы, рассылаемые с Земли по соседним спутникам и планетам, не должны стать разносчиками земных микроорганизмов. Эта традиция идет еще от фантастических произведений, в которых наши микробы несли погибель марсианам. Есть в этой норме и прагматичный смысл: так будущие исследователи страхуются от ошибки обнаружения занесенной земной жизни на других планетах.

Ради соблюдения достоверности экспериментов, перед стартом станции дезинфицируются, но нельзя добиться 100% чистоты. Космическая среда не самое благоприятное место для жизни, но благодаря Apollo 12 и эксперименту “Биориск” мы знаем, что микробы в космосе могут выживать. Поэтому последним рубежом защиты является способ, который прикончит межпланетный зонд и нежелательных пассажиров на нем. По крайней мере на это надеются, т.к. никакого другого способа избавиться от землян нет.



С 2008 по 2015 год космический аппарат Messenger изучал ближайшую к Солнцу планету Меркурий. Из-за своего расположения эта планета воспринимается сухой и безжизненной, поэтому никто не опасался заражения меркуриан. Однако одним из сенсационных открытий станции стала вода на Меркурии. Она сохраняется в форме льда и только в полярных регионах, но земным бактериям нельзя оставлять ни малейшего шанса, поэтому, в лучших голливудских традициях, от них решили избавиться с помощью взрыва.

Рабочая орбита Messenger поддерживалась за счет ракетного двигателя. Когда топливо подошло к концу, “последний выдох” маршевой двигательной установки направил космический аппарат на фатальную встречу с меркурианским горным хребтом. Столкновение на скорости 3 км/с не оставило никаких шансов возможным земным посланникам.

Зато удалось взглянуть на поверхность Меркурия с предельно близкого расстояния - около 40 км.



Еще более драматические события развивались в 2003 году на расстоянии 600 млн километров от Солнца. Исследовательский зонд Galileo провел восемь лет раскрывая тайны Юпитера и его многочисленных спутников. Именно для сохранения чистоты льдов Европы, Ганимеда и Каллисто ученые приняли решение отправить станцию в недра газового гиганта.



Из-за сильной гравитации Юпитера скорость космического аппарата на его орбите очень высока. Galileo вращался вокруг планеты-гиганта на скоростях до 51 км/с. Примерно с такой же скоростью зонд и отправился навстречу своей пламенной смерти. Плотная атмосфера Юпитера и высокая скорость зонда привели к тому, что он полностью разрушился и практически испарился еще в верхних слоях атмосферы. Сейчас нам даже наверняка не известно есть ли у Юпитера твердое ядро, а если есть, то тамошние условия несовместимы не только с жизнью, но и с нашими некоторыми познаниями о физике, поэтому опасений, что земные микроорганизмы загрязнят поверхность ни у кого не возникло. Сейчас на околоюпитерианской орбите работает новая исследовательская станция Juno. Она должна как раз лучше понять глубинное строение планеты, и примерно через год ее ждет судьба Galileo - уничтожение в атмосфере.



А “неподалеку” от Юпитера, в поясе астероидов сейчас подходит к концу работа другой автоматической межпланетной станции Dawn. С 2011 года она провела исследования крупнейшего астероида Веста, а с 2015 года - карликовой планеты Церера. Запас топлива позволил бы ей отправиться дальше в путь, но ученые приняли решение прекратить научную программу методом Messenger - ударом о поверхность. Впрочем, пока Dawn продолжает изучение, и даже от низкой орбиты перешел на более высокую, которая позволит ему дольше работать. Дальнейшая судьба зонда решится когда чиновники договорятся с учеными продлевать миссию или закончить.

Конечно, странно выглядит такая манера разбрасываться функциональными, и уникальными космическими аппаратами. Но есть у такой практики и рациональные причины. Любая научная миссия в межпланетном пространстве - всегда полностью убыточное и дорогостоящее мероприятие. Выгода оценивается в новизне научных данных и значимости совершенных открытий. Когда, всё что можно изучить изучено, и “корова перестает давать молоко” ставится вопрос о целесообразности дальнейшего финансирования проекта. Успешные миссии и так почти всегда перерабатывают заложенную в бюджет длительность программы, и требуют дополнительного финансирования. Например в этом году продлили работу программы “Радиоастрон” после пяти успешных лет работы.

Иногда появляются другие мотивы, марсоход Opportunity колесит уже тринадцатый год во многом потому, что отважный путешественник стал любимцем общественности, и любые попытки чиновников прекратить его работу воспринимаются как покушение на национального героя.

Для научной команды, которая сконструировала космический аппарат, вывела на нужную орбиту и многие месяцы или годы работала “бок о бок”, и практически сроднилась со своим космическим питомцем, единственным утешением может стать перспектива заняться ещё более интересными и амбициозными задачами в изучении Вселенной.

zelenyikot

Если интересен космос, как мне, подпишитесь в ЖЖ или соцсетях:
Вконтакте, Facebook, Twitter, Одноклассники, Pikabu.



promo zelenyikot december 8, 2016 07:51 25
Buy for 800 tokens
Я не только пишу о космосе, но могу и рассказать о любимых темах для широкой или узкой аудитории. За последние два года я уже провел несколько десятков лекций во многих городах России. Часто приглашают на фестивали науки, профориентационные мероприятия для студентов, на конференции и выставки.…

Если бы нарисовалась малейшая форма жизни где-нибудь во вселенной, то по активнее началось освоение бескрайних космических простор.)

(Deleted comment)
(Deleted comment)
(Deleted comment)
(Deleted comment)
А "Электро-Л" потерян навсегда?

Теперь, скорее всего, да.

В одной из серий Футурамы "Межпланетный экспресс" прилетает на Марс и садится на паркинг у казино. При этом они не замечают и давят опорами стоявший там же на парковке "Куриосити"

Американцев на Луне не было!!!

еще чаще их убивают бестолковые разработчики, например марс экспресс

Не говори. Румыны - бестолочи.
Гореть Киркорову в аду.

Edited at 2016-11-29 07:23 am (UTC)

спасибо за технического прогрессаlabels=1 )

Ботов уже от людей не отличишь. Почти.

это безобразие, аппараты - огромная музейная ценность для наших потомков, их нужно выводить на стабильные орбиты

Я тоже так думаю. Тот же Мир зря затопили. Лучше бы подняли его на орбиту повыше, где он лет сто мог бы кружить, пока не появятся технологии, которые позволят спустить его с орбиты и поставить в музей или еще как-нибудь использовать.

аниме без границ


Объекты, летающие в космосе, вполне успешно нагреваются от солнечного излучения. Окружающий "ноль" ни разу не спасает, поскольку с вакуумом хреновый теплообмен.

Марсоход Curiosity!

Марсоход Curiosity!

Бот romandobrov!

@ Столкновение на скорости 3 км/с не оставило никаких шансов возможным земным посланникам.@

Это не так. В действительности в ряде экспериментов уже продемонстрировано, что земные бактерии выживают на предметах, которыми стреляют в преграду на высоких скоростях. Опыты оказались успешны не только в лабораториях - на рухнувшей Коламбии нашли живые бактерии (https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3144675/). Излишне говорить, что на Меркурии атмосферы нет, из-за чего стресс при спуске такого рода для бактерий будет даже меньше.

Не помню сейчас все расчеты в деталях, но чтобы стерилизовать, нужно 30 км/с и выше. Мы пока просто не умеем так разгонять ни зонды, ни корабли.

Edited at 2016-11-29 08:52 am (UTC)

На 3 км/с пока мало чем стреляли. Если только из газовой пушки. Никакая взрывчатка такую скорость не даст.

> марсоход Opportunity колесит уже тринадцатый год
Капец, за 13 лет земной автомобиль на повседневе в дрова превращается, а тут алюминиевая банка в почти вакууме и на диком морозе. Охренеть!

Вы в километраже пересчитайте. Если бы пробег автомобиля за 13 лет был 40 км на скорости медленнее пешехода, вряд ли у него что-то износилось сильно (правда, резина бы сдохла). Тем более, что коррозии там нет совсем никакой.

Edited at 2016-11-29 10:23 am (UTC)

Спасибо, интересно.

а как насчет того, чтобы отправить аппарат навстречу солнцу? такой метод практикуется?
(вместо варианта для телескопа Herschel)

я правильно понимаю что из всех миссий перечисленных в этом посте - нет ни одной российской ?

У России вообще нет (и не было) ни одной миссии за пределами земной орбиты.

Потомки будут по останкам этим станций потом историю изучать. Как сейчас водолазы корабли на дне океана исследуют. Только жаль на станциях сокровищ нет ;)

О PR.

Мультики ESA о Rosetta казались мне образцом такого рода. Слезы наворачиваются в некоторых сюжетах... Чтобы подтвердить их высокую оценку я посмотрел число просмотров.

Всего-то порядка 100 тыс. просмотров в среднем. Я что-то не понимаю и не чувствую...

космос открыли уже довольно давно и всё революционное было выполнено в пилотируемых полётах. первый спутник на орбите - люди офигели. первый человек на орбите - вообще крутяк. первый в открытом космосе - уникальное дело. первый на луне - эпический отвал башки. первая женщина в космосе - тоже ништяк. первая орбитальная станция - это ж прям веха по дороге туда.... и всё... ракеты взлетают друг за другом (а иные - не долетают), спутники выводятся, зонды летают, и так уже десятками лет. людям скучно, а с учётом отказа от воспитания творцов ещё и узок круг тех, кто может оценить значимость, например, разбивания очередного зонда об что-нибудь.

Чтобы ролик на реальную космотему набрал дохренища просмотров должно произойти уже только что-то из разряда совсем небывалого. Типа встречи с пришельцами или новой высадки людей хоть куда-то.

?

Log in

No account? Create an account