5 важных космических открытий ХХI века, о которых вы не знали

Иногда кажется, что все главные космические открытия совершили в прошлом веке. А в XXI люди сосредоточились на искусственном интеллекте и камерах смартфонов. Это заблуждение. Ученые до сих пор совершают невероятные открытия в космической отрасли. Рассказала о них в блоге олимпиады «Я — профессионал» доктор технических наук, профессор кафедры «Космические аппараты и ракеты-носители» МГТУ им. Н. Э. Баумана Виктория Майорова.

1. Изучение экзопланет, черных дыр и квазаров

Экзопланеты — это планеты, обнаруженные за пределами Солнечной системы. То есть они вращаются не вокруг Солнца, а вокруг других звезд. 2010-е годы аналитическое издание о технологиях Ars Technica назвало «экзопланетным десятилетием».

Формально к 2010 году человечеству были известны 430 подтвержденных экзопланет. Но уровень наблюдательной техники тогда был не слишком высоким, поэтому ученые знали только о самых заметных и больших планетах, а вот маленькие и интересные оставались неизученными. Но в 2009 году был запущен американский космический телескоп «Кеплер»: он произвел революцию в нашем понимании других планетных систем! На сегодня подтвержденных экзопланет — 4104, и подавляющее их большинство открыто именно «Кеплером».

А в 2011 году был запущен уникальный проект «Радиоастрон» — российский суперрадиотелескоп для изучения темной материи и темной энергии, прояснивший физику в окрестностях черных дыр. Расстояние между ним и его земными компаньонами составляло до 340 тысяч километров — именно настолько «Радиоастрон» мог удаляться от Земли, находясь на своей орбите. За счет этого удалось получить рекордное в истории астрономии разрешение, рассмотрев очень удаленные объекты с высокой точностью.

Результаты этих наблюдений произвели сильное воздействие на внегалактическую астрономию. «Радиоастрон» помог в деталях рассмотреть события в окрестностях далеких сверхмассивных черных дыр.

2. Первые посадки космической ракеты на хвост в земных условиях

Началась эра многоразовых ракет. Как известно, SpaceX сперва разработала свою двухступенчатую ракету Falcon 9 для доставки грузовых кораблей Dragon к МКС, однако компания Илона Маска с самого начала планировала сделать ракету многоразовой. Разработчики собирались использовать парашюты, но быстро выяснилось, что скорость удара о воду или землю все равно будет слишком велика.

Тогда SpaceX начали создавать первую ступень, садящуюся на хвост — по типу посадочных модулей для советских лунных автоматов или посадочных модулей для высадки астронавтов на Луне. Только 21 декабря 2015 года компании удалось впервые в земной истории посадить первую ступень ракеты на хвост.

Масса и стоимость этой части ракеты равны двум третям от общей. За счет многоразовой первой ступени, которую SpaceX уже использует до трех раз подряд, цена одного запуска такой ракеты упала до $50 миллионов.

3. Первый полет на метановом ракетном двигателе

Метановые ракетные двигатели испытывали еще в СССР. Причины внимания к ним просты: во‑первых, метан — эффективное и недорогое топливо, горящее практически без сажи. Кислород-керосиновые ракеты оставляют много сажи, и поэтому многоразовое использование тех же первых ступеней Falcon 9 (на керосине) все же ограничено несколькими разами. Метановые двигатели без переборки можно будет использовать до сотни раз.

Второе крупное преимущество: керосин-кислородный и водород-кислородный двигатели можно заправить только на Земле, а вот метан — другое дело, его можно сравнительно легко получить из марсианского грунта. Кроме того, метан значительно проще удерживать в баке, чем водород. Его можно накапливать прямо в ракетных баках на той ракете, что когда-нибудь доставит людей на Марс.

Метановый двигатель Raptor имеет еще одно преимущество: это первый ракетный двигатель с полной газификацией топлива перед сгоранием, что позволяет ему извлекать максимум тяги из того же объема горючего и окислителя.

4. Открытие водных потоков на Марсе

В отличие от Луны, наличие воды на Марсе никогда особо никем и не отрицалось. Его полярные шапки состоят не только из сухого льда (СО2), но и из водяного льда, что давно известно астрономам. Однако считалось, что вода эта на поверхности Красной планеты существует только в твердом виде. Но в 2011 году непальский студент Лухендро Ойджа нашел на склоне одного из кратеров в южном полушарии Марса сильные сезонные изменения. На фото, относящихся к местному лету, на склоне кратера были явно видны темные подтеки, а местной зимой они исчезали.

Открытие имеет очень большое значение не только для освоения Красной планеты. Не менее важно другое: близкая к поверхности жидкая вода обычно встречается там же, где и жизнь. Поскольку на Марсе летом появляются не только водные потоки, но и загадочный рост концентрации метана и кислорода, нельзя исключать, что все это — звенья одной цепи. Жидкая вода, открытая студентом-непальцем, может быть тем фактором, что позволяет местной простейшей жизни вырабатывать и метан, и кислород.

5. Первые шаги в космическом туризме

Космический туризм — это все еще очень дорогое удовольствие даже для состоятельных людей. Первым космическим туристом стал Деннис Тито, совершивший за $20 миллионов коммерческий полет в 2001 году. Владелец Cirque du Soleil Ги Лалиберте стал первым клоуном в космосе, совершив коммерческий полет в 2009 году.

К сегодняшнему дню цены на полет в космос для туристов снизились, но ненамного. Сейчас ведутся работы по проектам выполнения суборбитальных полетов продолжительностью от 2 до 4 часов вместе с подготовкой с целью развития космического туризма. При этом непосредственно в невесомости турист будет находиться 10–15 минут. Стоимость такого путешествия составит порядка 50 тысяч USD.

Несмотря на то что человек делает большие успехи в исследовании и освоении космоса, там еще много неизвестного. Как знать, возможно, следующим первооткрывателем в этой области сможет стать ваш увлеченный космосом ребенок.

Фото: Event Horizon Telescope / Wikimedia Commons / CC BY 4.0