Очень насыщенная космическая неделя
Минувшая неделя совместила в себе такое количество космических событий, которого бы хватило на месяц минимум. Запуск и стыковка корабля «Шэньчжоу-11», аварии на юпитерианском зонде «Юнона», возвращение к полетам ракеты-носителя «Антарес», успех и неудача миссии «Экзомарс», запуск и стыковка «Союз МС-02». Неудивительно было что-нибудь пропустить, поэтому я сделал своеобразный космический дайджест, с новостями и комментариями к ним.
«Шэньчжоу-11»
Кратко: Первый полет после перерыва в 3 года, первый полет к новой орбитальной станции, рекордная для китайской космонавтики планируемая длительность экспедиции в 1 месяц.
16 октября в 23:30 UTC с космодрома Цзюцюань (Внутренняя Монголия) стартовал шестой китайский пилотируемый корабль «Шэньчжоу-11» с космонавтами Цзином Хайпэном (3-й космический полёт)
Чэнь Дуном (1-й космический полёт).
Китайские пилотируемые корабли летают нечасто, поэтому видео интересно смотреть. Забавно видеть, как космонавты синхронно отдают честь в последние секунды перед стартом. Уже непривычно зрелище падающих со стартующей ракеты пластин теплоизоляции — это распространенное решение для ракет на топливной паре гептил/амил, но таких ракет уже осталось мало, и, например, на нашем «Протоне» такого нет. Особенностью китайской ракеты-носителя «Великий поход-2F» также является практически одновременный сброс первой и второй ступеней, этот момент отлично заметен на видео. После выведения третья ступень начинает уходить назад и вбок, опустошая баки, чтобы не столкнуться с кораблем, а космонавты в это время играют с письменными принадлежностями. Также на видео можно увидеть процесс раскрытия солнечных батарей.
19 октября «Шэньчжоу-11» успешно состыковался с орбитальной станцией «Тяньгун-2», запущенной в сентябре этого года.
На китайских кораблях, в отличие от современных «Союзов», используется андрогинный стыковочный механизм, поэтому китайцы придумали красивое решение — разместить камеру внутри стыковочного узла по его оси. И мы можем любоваться интересным видео стыковки с наглядной демонстрацией работы стыковочного механизма.
После стыковки Цзин и Чэнь перешли на станцию. В опубликованных впоследствии дневниках космонавты пишут, что Чэнь имел проблемы с координацией, поэтому тут его очень забавно ловит и ставит к поручню более опытный Цзин.
Один из экспериментов — проверка того, будет ли отличаться нить шелкопряда в невесомости от земной. Сообщается, что график работы космонавтов очень плотный, однажды они даже поставили разогревать обед и забыли про него. Экспедиция должна продлиться месяц, поэтому необходимы физические тренировки. Китайские космонавты тренируются меньше, чем на МКС, один час против двух, и их беговая дорожка выглядит очень странно. Прошлый рекорд длительности полета китайских космонавтов составляет две недели, это в два раза меньше запланированной сейчас длительности, и полет может преподнести сюрпризы для медиков.
В воскресенье со станции был запущен специальный спутник Banxing-2, главной задачей которого является фото- и видеосъемка. Его камера с впечатляющими 25 мегапикселями обещает нам красивые фотографии.
Планы на дальнейшее использование станции не очень определены. Даже тот факт, что у нее один стыковочный порт, а не два, как это предполагалось ранее, известен не наверняка. Скорее всего, весной 2017 станция примет грузовой корабль в беспилотном режиме, проверит перекачку топлива, и на этом ее эксплуатация закончится. А уже в 2023 ожидается многомодульная станция в стиле «Мира», на которой уже будет развернута более интенсивная работа. Немного странно тратить немаленькую станцию на один пилотируемый и один беспилотный грузовой полет, поэтому я не удивлюсь, если планы пересмотрят. Тем более, что, как обещают, до 2023 года «Тяньгун-2» останется на орбите.
«Юнона»
Кратко: Из-за проблем зонд остается на 53-дневной орбите, и его третий проход не принесет научных данных.
Последние десять дней выдались неудачными для зонда. 15 октября появилась информация, что из-за проблем с клапанами наддува зонд не будет переходить на двухнедельную научную орбиту, а останется на 53-дневной высокоэллиптической. Клапаны наддува подают гелий в топливные баки, чтобы компоненты топлива шли в двигатель с требуемым давлением. Но при проверке вместо нескольких секунд они открывались несколько минут. С такой неисправностью не было гарантии, что «Юнона» выполнит тормозной маневр, как надо, поэтому его отменили. По плану из-за маневра часть научных приборов хотели отключить, но, раз торможение отменили, то в этот проход нам обещали, что все научные приборы будут собирать данные. Но за 13 часов до перииовия (минимальной высоты орбиты над Юпитером), когда радиационная обстановка еще была далека от максимальной, бортовой компьютер перезагрузился и ушел в безопасный режим. ЦУП миссии перешел на процедуры проверки состояния аппарата, и третий пролет в радиационных поясах пропал впустую. Это не катастрофа, но ситуация довольно неприятная. Если «Юнона» не сможет перейти на 14-дневную орбиту (что маловероятно), то планируемые для миссии 36 проходов будут длиться пять с лишним лет, и это нарушит план пролета над различными меридианами Юпитера, чтобы получить подробную карту магнитосферы. Если же бортовой компьютер будет регулярно уходить в безопасный режим, это будет означать, что мощность магнитосферы недооценили, и полная миссия окажется под угрозой. С одной стороны, электронику перед полетом проверили на вдвое большей дозе, чем расчетная для Юпитера, с другой стороны, уход в безопасный режим является фактом, данным нам в ощущениях телеметрии.
Так что здесь пока что остается только любоваться относительно свежими фотографиями Юпитера:
Южный полюс с атмосферными вихрями (фото в полном размере)
«Антарес»
Кратко: После двухлетнего перерыва частная ракета Antares компании Orbital вернулась к полетам на новых двигателях РД-181.
После аварии осенью 2014 года, когда на первых секундах полета разрушился турбокомпрессор двигателя НК-33 (AJ-26), компания Orbital решила сменить двигатели. Вместо адаптированных НК-33, которые лежали на складе с 70-х годов, было решено установить новые российские РД-181, которые, будучи на 45 тонн (два двигателя) мощнее НК-33, позволили серьезно увеличить полезную нагрузку.
Корабль Cygnus успешно стартовал 18 октября:
То, что это был первый полет в такой конфигурации, принесло небольшой приятный сюрприз, ракета-носитель показала грузоподъемность выше расчетной. И утром воскресенья корабль был успешно пристыкован к МКС.
«Союз МС-02»
Кратко: Успешно стартовал и пристыковался к МКС второй корабль новой серии МС
Изначально запланированный на конец сентября пуск «Союза МС-02» был перенесен почти на месяц. Уже после накатки головного обтекателя было обнаружено нарушение электрической изоляции — на корпус был замкнут какой-то провод. Обтекатель пришлось снимать, а уже прилетевший на Байконур экипаж отправлять обратно в Москву. К счастью, быстро обнаружили, что поврежден кабель, который пришлось заменить. Корабль успешно стартовал в среду, 19 октября, и состыковался с МКС в пятницу, 21.
Длинная двухсуточная схема стыковки была выбрана, скорее всего, по баллистическим соображениям — шестичасовая схема более требовательна к положению станции, которое не так легко подготовить снова, если старт перенесли. Ожидаемая продолжительности миссии — 155 дней, экипаж будет выполнять свыше 50 экспериментов только на российском сегменте МКС. К наиболее интересным из них можно отнести выращивание перца и изучение вопросов размножения мышей в невесомости.
«Экзомарс»
Кратко: Главная задача миссии — орбитальный аппарат TGO успешно вышел на орбиту вокруг Марса, посадочный аппарат EDM «Скиапарелли» разбился.
Вечер 19 октября выдался драматичным — два аппарата должны были выполнить сложные и точные маневры. Орбитальный Trace Gas Orbiter должен был перейти на высокоэллиптическую орбиту вокруг Марса, а посадочный модуль EDM должен был войти в атмосферу Марса, затормозить в ней сначала парашютами, затем двигателями, и мягко приземлиться.
И если с TGO сообщение об успешном выходе на орбиту пришло достаточно быстро, то с EDM творилось что-то непонятное. Прежде всего, у него был экспериментальный канал прямой связи — индийский телескоп GMRT принимал данные непосредственно с EDM. Орбитальные марсианские аппараты тоже принимали эти сигналы, но могли переслать телеметрию только потом. И сигнал GMRT прервался примерно в районе перехода с парашютного на двигательный участок посадки. Это еще не было поводом для тревоги — экспериментальные системы могут работать не так, как надо. Но когда пришла телеметрия с орбитального аппарата Mars Express, стало ясно, что что-то пошло совсем не так — данные обрывались раньше, чем потребовала бы нормальная посадка. Дальнейшее изучение телеметрии показало, что в начале посадка шла абсолютно нормально — на скорости 5,83 км/с «Скиапарелли» вошел в атмосферу Марса. Штатно отработал теплозащитный щит, и раскрытие парашюта было подтверждено не только телеметрией, но и наземными измерениями по доплеровскому изменению частоты сигнала. Но почему-то переход на этап посадки на двигателях произошел раньше, чем планировалось, а двигатели, проработав всего три секунды, перешли в финальный режим посадки. Еще 19 секунд аппарат падал с высоты 2–4 км (вместо планового 1 км) и ударился о поверхность Марса со скоростью ~300 км/ч. Итоговый кратер оказался настолько большим (15×40 м), что его нашли почти сразу на снимках не самой зоркой камеры.
Судя по положению аппарата почти в центре посадочного эллипса, этапы входа в атмосферу, торможение теплозащитой и и парашютами прошли почти штатно. Анализ телеметрии и реконструкция того, что происходило в последние секунды полета EDM, займет еще немало времени, но уже успели исключить версию отказа радарного высотомера, которому могло показаться, что модуль находится на высоте метров, а не километров.
Модуль EDM перед стартом
Испытания парашюта
История «Скиапарелли» поучительна тем, что после трех успешных посадок марсоходов NASA общественности могло начать казаться, что посадка на Марс — это просто. Увы, это не так, из посадочных миссий на Марс за последние тридцать лет три из восьми, включая «Экзомарс», окончились неудачей. Европейскому космическому агентству второй раз подряд не удалось посадить зонд на Марс, и, пока что, на его поверхности нормально работали только американские аппараты (14,5 секунд работы «Марс-3» не учитываем).
Выход на орбиту TGO — это большой успех, он займется новой и очень интересной задачей поиска жизни на Марсе, анализируя следовые количества метана в атмосфере. Но вторым этапом миссии «Экзомарс» должен стать марсоход в 2020 году, и эта миссия будет выполняться с гораздо большей степенью риска, чем если бы посадка EDM была успешной. А то, что посадочную платформу для марсохода должны делать в России, добавляет еще больше риска — у нас нет даже неудачных посадок на Марс за последние сорок с лишним лет. Европейское космическое агентство сейчас делает хорошую мину при плохой игре, и их можно понять. Но по результатам неудачи «Скиапарелли» что-то в миссии 2020 года может поменяться, и даже в чем-то хорошо, что ее перенесли с 2018 года — теперь будет больше времени на изменения и испытания.
