на какую высоту может подняться космический корабль
Космический корабль Virgin Galactic поднялся на высоту 90 километров. Космический туризм уже близко?
Компания Virgin Galactic провела первое за два года крупное испытание космического корабля VSS Unity. Аппарат был доставлен на высоту более 13 тысяч метров на самолете-носителе, после чего самостоятельно поднялся на 90 километров вернулся обратно на Землю. По словам генерального директора Virgin Galactic Ричарда Брэнсона (Richard Branson), успешный полет доказал безопасность космического корабля и уже совсем скоро их клиенты смогут отправиться в путешествие за пределами Земли. Также в ходе тестового полета аппарат доставил в космос исследовательское оборудование NASA и собрал данные, необходимые для получения лицензии на оказание услуг по космическому туризму. Во время испытания внутри салона находились два пилота, а в следующих полетах рядом с ними окажутся некоторые сотрудники компании и сам Ричард Брэнсон. После этого в космический туризм отправятся 600 человек, которые забронировали себе места за 250 тысяч долларов несколько лет назад. Рассказываем, как прошел полет и насколько важную роль он играет в развитии Virgin Galactic.
Часть полета VSS Unity
Космический корабль VSS Unity
Летательный аппарат VSS Unity был представлен в 2016 году. Его нельзя считать космическим кораблем в прямом смысле этого слова и он скорее является космопланом — орбитальным самолетом, который не взлетает выше 100 километров. К сожалению, точные технические характеристики аппарата не обнародованы, но есть несколько интересных фактов. Например, название «Unity» было предложено британским физиком Стивеном Хокингом, за что компания изобразила его глаз на логотипе снаружи корабля. Первые два испытательных полета состоялись в конце 2018 и начале 2019 года. Третье испытание планировалось провести в феврале, но тест оказался успешным только наполовину — при возвращении на Землю двигатель VSS Unity перестал работать.
Космический корабль VSS Unity
Третий полет космического корабля VSS Unity
Повторная попытка взлета была предпринята 22 мая в 17:35 по московскому времени. Стартовой площадкой стал космодром «Америка» в штате Нью-Мексико. Для подъема корабля VSS Unity в воздух был использован самолет-носитель VMS Eve. После того, как корабль отстыковался от ракеты, находившиеся в кабине пилоты Си Джей Стеркоу (CJ Sturckow) и Дейв Маккей (Dave Mackay) запустили двигатель и выключили его через несколько минут. Оставлять его включенным и расходовать топливо было бы глупо — созданного импульса вполне хватило, чтобы достичь космоса.
Тестовый полет корабля VSS Unity
Космический корабль VSS Unity смог разогнаться до 3 675 километров в час и подняться на высоту 90 километров. На все это у аппарата ушел примерно час, и в 18:30 по московскому времени он развернулся и вернулся в земную атмосферу. В конечном итоге он приземлился на той же взлетно-посадочной полосе, откуда был совершен взлет.
Стоит отметить, что данный полет с трудом можно назвать «космическим». Международная авиационная федерация установила, что космос начинается на высоте 100 километров, то есть кораблю VSS Unity не хватило каких-то 10 километров. И уж точно никому не стоит представлять этот полет как путешествие среди звезд — до этого науке еще далеко.
Будущие полеты VSS Unity
В мае 2021 года Virgin Galactic объявила, что на этот год она запланировала еще четыре полета корабля VSS Unity. В них примут участие два пилота и несколько сотрудников компании. Среди первых космических туристов окажется и Ричард Брэнсон, который собирается слетать в космос уже давно. Своим примером он хочет показать миру, что созданный ими аппарат VSS Unity полностью готов к коммерческим запускам. Правда до отправки в космос других людей, компании необходимо получить соответствующую лицензию от Федерального управления гражданской авиации США (FAA). В этом деле компании здорово помогут данные, собранные в ходе описанного испытания.
Интерьер корабля VSS Unity
Если хотите обсудить новости высоких технологий, вступайте в наш Telegram-чат. Будем вам рады!
Первый туристический полет на корабле VSS Unity должен был пройти в середине 2020 года. Однако вместо этого компания только показала интерьер аппарата, который оснащен всеми удобствами для наблюдения за Землей с орбиты. Например, там есть несколько камер, которые будут снимать туристов во время полета, чтобы в конце получился красивый фильм. Посмотреть на изображения интерьера VSS Unity можно в этой статье. Там я писал, что одно из испытаний было проведено в 2020 году, но тогда аппарат поднялся только на 15,2 километров.
Как летает МКС. Вопросов больше, чем ответов
Особенность термосферы в том, что температура с высотой повышается и при этом может значительно колебаться. Выше 500 км возрастает уровень солнечной радиации, который может запросто вывести из строя технику и негативно повлиять на здоровье космонавтов. Поэтому МКС выше 400 км не поднимается.
По словам самих космонавтов, на высоте 400 км, на которой летает МКС, температура постоянно меняется в зависимости от светотеневой обстановки. Когда МКС находится в тени, температура за бортом опускается до –150°, а если она под прямыми лучами солнца, то температура повышается до +150°. И это уже даже не парилка в бане! Как при такой температуре космонавты вообще могут находиться в открытом космосе? Неужели их спасает супер термокостюм?
Какая температура внутри МКС?
Как влияет радиация на космонавтов в МКС?
Как влияет космическая пыль и мусор на МКС?
Почему МКС не падает?
Откуда на МКС электроэнергия?
Как происходит стыковка МКС с кораблями?
Совершенно не понятно, как на такой безумной скорости удается состыковать МКС с кораблями, посылаемыми с Земли? Это же колоссальный и просто фантастический труд! Мне не удалось найти внятного этому объяснения. Если кто-то знает об этом, пожалуйста, поделитесь информацией. Очень интересно. И вообще, если у вас есть еще интересная информация о работе космической станции, пишите об этом.
Для написания статьи использовались следующие материалы:
Что такое космический лифт и когда его построят?
Аудиоверсия материала:
Материалы РБК Трендов можно не только читать, но и слушать. Ищите и подписывайтесь на подкаст «Звучит как тренд» в Apple Podcasts, «Яндекс.Музыке», Castbox или на другой платформе, где вы слушаете подкасты.
Что такое космический лифт?
На преодоление земного притяжения во время космических полетов тратится огромное количество энергии и денег. Каждый дополнительный килограмм груза на корабле стоит не одну тысячу долларов. И чем дальше летит космический аппарат — тем больше требуется средств.
Именно поэтому ученые предложили оптимальный, на их взгляд, способ доставки грузов за пределы Земли — космический лифт. Это сверхпрочный трос длиной от 42 тыс. до 100 тыс. км, который тянется от Земли до ее орбиты или орбиты ближайших спутников — например, Луны.
История идеи космического лифта
Впервые идею безракетной доставки грузов на орбиту предложил в 1895 году Константин Циолковский — основоположник теории космонавтики. Он вдохновился Эйфелевой башней в Париже и предложил построить по ее подобию космический лифт. В теории Циолковского лифт представлял собой башню из прочных материалов, которые препятствуют его сжатию, а верхушка его находилась бы на геоцентрической орбите.
В 1959 году российский ученый Юрий Арцутанов предложил идею лифта, который приводится в движение тросами, устойчивыми к растяжению. В 1975 году появились научные работы с соответствующими расчетами, а в 1979-м Артур Кларк описал идею космического лифта в «Фонтанах рая».
Реально ли построить космический лифт?
Чтобы построить космический лифт, нужен сверхпрочный материал, который способен выдержать многотонные грузы и не сломаться под влиянием атмосферного давления. Таким материалом могут быть нанотрубки, но на сегодня их прочности недостаточно: при необходимых 120 ГПа самый лучший результат испытаний — пока что 52 ГПа. Большие надежды возлагают на графен, который в 200 раз прочнее стали.
Вторая проблема — это космический мусор: мелкие астероиды, обломки ракет, вышедшие из строя спутники, всего около 500 тыс. единиц. Все они вращаются по той же орбите и могут повредить лифт. Чтобы справиться с этой проблемой, ученые предлагают различные технологии для сбора мусора, вплоть до совместных проектов с Минобороны США.
Какие проекты есть сейчас?
Самый амбициозный проект космического лифта предложили исследователи Зефир Пеньор из Кембриджского университета и Эмили Сэндфорд из Колумбийского университета. Их лифт представляет собой кабель, который соединяет Землю с Луной. По расчетам исследователей, такой кабель достаточно протянуть от Луны до геосинхронной орбиты (то есть орбиты Луны). Изготовить его можно из углеродных полимеров толщиной с карандаш.
Лифт, согласно проекту, совершает полный оборот раз в месяц. Это позволит распределить центробежную силу так, чтобы она проходила через точку Лагранжа — там, где гравитационные поля Земли и Луны полностью нейтрализуют друг друга. Там же предлагают разместить орбитальные станции (сейчас они вращаются на орбите Земли). В точке Лагранжа значительно меньше изменение скорости силы тяжести, поэтому оброненные предметы остаются рядом, а не улетают в атмосферу.
На реализацию проекта понадобятся миллиарды долларов. Но это позволит на две трети сократить расходы на топливо, которое уходит на запуски ракет. Кроме того, проект откроет возможности для создания колоний-поселений на поверхности Луны.
С 2005 года NASA проводит конкурс на лучшую модель космического лифта — аппарата, который поднимется по тросу на максимальную высоту с максимальной скоростью. Подобные же конкурсы проводят в Германии и Японии. Пока что самый выдающийся результат — 1,2 км. Победители получали гранты на свои исследования, но так и не смогли продвинуться дальше прототипа.
В Канаде разработкой лифта занимается Thoth Technology. Компания получила патент США на свою разработку башни, которая сохраняет жесткость за счет сжатого газа. В концепции канадцев лифт будет доставлять грузы на высоту 20 км, откуда их будут забирать ракеты. Это позволит экономить до 30% топлива.
В Японии создание космического лифта активно поддерживается государством. Местная Obayashi Company обещает построить лифт к 2050 году. Компания работает с частными подрядчиками и университетами, чтобы создать максимально прочные нанотрубки.
В 2018 году на МКС стартовал эксперимент STARS-Me, разработанный физиками из японского университета Сидзуока. Это автономный роботизированный спутник с космическим мини-лифтом, который будет в миниатюре моделировать условия, с которыми могут столкнуться подобные системы. Его камеры будут следить за движением двух крошечных лифтов по десятиметровому тросу в невесомости.
Китайцы намерены опередить Японию и построить космический лифт к 2045 году. Они тоже ведут разработки в области углеродных нанотрубок. В 2018-м исследовательская группа Университета Цинхуа запатентовала технологию создания углеродного волокна, 1,6 г которого выдерживает до 800 тонн.
Что думают эксперты?
В NASA считают, что сама концепция космического лифта очень перспективна. Главную ставку делают на японский и китайский проекты — то есть, запуск лифта к 2050 году.
Митио Каку, профессор физики Городского колледжа Нью-Йорка, популяризатор науки и футуролог, называет космический лифт «Святым Граалем освоения космоса»:
«Представьте, что вы нажимаете кнопку «вверх» и поднимаетесь на лифте в небо. Это могло бы открыть космос для каждого человека».
Питер Суон, президент Международного консорциума по созданию космического лифта ISEC, тоже настроен оптимистично: «Эта технология открывает феноменальные возможности, она обеспечит человечеству доступ к Солнечной системе. Я думаю, что первые лифты будут работать в автоматическом режиме, а спустя 10-15 лет в нашем распоряжении уже будут от шести до восьми таких устройств, достаточно безопасных, чтобы транспортировать людей».
Однако Суон также говорит и о трудностях: «Единственная технологическая проблема, которую предстоит решить — подбор подходящего материала для изготовления троса. Все остальное мы можем построить уже сейчас».
Кевин Фонг, основатель Центра высотной, космической и экстремальной медицины при Университетском колледже Лондона, тоже считает идею амбициозной: «Мне нравится дерзость концепции космического лифта. Я могу понять, почему она кажется людям такой привлекательной. Возможность добираться до низких орбит Земли недорого и безопасно открывает для нас всю внутреннюю область Солнечной системы».
При этом Фонг признает, что строительство космического лифта — достаточно сложный процесс. Он считает, что даже если людям удастся преодолеть технические сложности, получившаяся конструкция будет представлять собой «гигантскую натянутую струну, сводящую космические аппараты с орбит и постоянно подвергающуюся бомбардировке космическим мусором». Кроме того, строительство такого лифта потребует активного использования космических кораблей и большого количества выходов в открытый космос за всю историю человечества.
Илон Маск и вовсе усомнился в реальности этой идеи. Выступая на конференции в Массачусетском технологическом институте, он сказал:
«Это слишком технически сложная задача. Проще соорудить мост между Лос-Анджелесом и Токио, чем построить лифт на орбиту».
Корабль Безоса поднялся на 107 километров
В США состоялся широко анонсированный и привлекший к себе столько внимания старт корабля New Shepard с основателем Amazon миллиардером Джеффом Безосом и его компаньонами на борту.
Старт, как и предполагалось, состоялся после 16.00 мск на полигоне Launch Site One компании Blue Origin в Техасе. В ходе полета ракета подняла капсулу на высоту 40 километров, после чего она по инерции достигла линии Кармана (100 километров). На этой высоте через большие иллюминаторы пассажирам уже видна кривизна Земли, при выключении двигателей ощущается невесомость.
После этого капсула отделилась и совершила спуск на парашютах на специальной площадке в Западном Техасе через 7,23 минуты после старта.
Максимальная высота подъема корабля составила 107,048 километра. «У меня нет слов!» — сказал ведущий трансляции, когда на отделившемся от носителя корабле раскрылись тормозные парашюты. Через 10 минут после запуска корабль мягко приземлился в пустыне.
«Лучший в жизни день», — сказал сам Безос после приземления.
Прямая трансляция началась задолго до запуска, на кадрах с воздуха было видно, как члены экипажа заходят в корабль и занимают свои места. За полчаса до старта Безос разместил в своем Instagram ролик, в котором они со своим братом чокаются бокалами. «У российских космонавтов есть специальный тост для подобных случаев перед полетом, — сказал Безос. — За мягкую посадку».
В начале июня Безос объявил о своем полете в годовщину запуска американской миссии «Аполлон-11» к Луне.
Вскоре в космическую гонку среди миллиардеров ввязался американский бизнесмен Ричард Брэнсон, который поспешил опередить Безоса и 11 июля совершил на своем космоплане Unity полет в верхние слои атмосферы. В ходе этого полета корабль поднялся на высоту свыше 85 километров, скорость превысила 3 числа Маха. Спустя примерно 1 час 20 минут после старта суборбитальный корабль успешно приземлился на аэродроме вылета.
Вместе с Безосом в космос полетел его брат Марк, а также 82-летняя летчица Уолли Фанк. Благодаря такому экипажу Безос не только стал первым миллиардером, совершившим суборбитальный полет выше 100 километров. Экипаж Безоса побил сразу два рекорда: Оливер Дэмен стал самым молодым космонавтом, а летчица Фанк — самым пожилым.
Накануне старта весь экипаж прошел 14-часовую тренировку согласно требованиям Федерального управления гражданской авиации, рассказали в компании Blue Origin. «Наша тренировка всеобъемлющая, она дает команде возможность знать о корабле все, — рассказали в компании. Тренировка включала в себя подготовку к штатному и нештатному полету, действиям в случае пожара и аварийному покиданию корабля.
Для корабля New Shepard сегодняшний полет стал шестнадцатым по счету и первым – пилотируемым. Первый запуск корабля состоялся еще в апреле 2015 года. Генерация корабля, на которой Безос отправился за линию Кармана, впервые была испытана в январе 2021 года.
Конструктивно New Shepard имеет возможность для размещения шести туристов. Запускается он при помощи многоразовой ракеты, имеющей один двигатель BE-3. Ракета управляется бортовым компьютером и не требует в полете ни вмешательства пилота, ни специалистов на Земле.