Людство вже понад 60 років запускає в космічний простір апарати для дослідження Місяця, Сонця, астероїдів, комет та інших планет. Якісь із них вибухають ще на старті, інші виходять за межі геліосфери в міжзоряний простір. Ось список найцікавіших, на наш погляд, апаратів, які зараз займаються дослідженням навколишнього космічного простору.
Вивчення далеких куточків Сонячної системи — важливий напрямок наукової діяльності людини. Перш за все, це перший крок до колонізації інших планет, а значить, і до виживання людства як виду в разі, якщо на Землі, поки ще єдиному будинку людини, трапиться екологічна чи іншого роду катастрофа. Які напрямки вибрали вчені та чому так важливо відправити космічний корабель за межі Сонячної системи? На ці питання можна відповісти, вивчивши вже теперішні місії з вивчення космосу.
Voyager і Voyager 2
Американські дослідницькі місії Voyager та Voyager 2, які були запущені з різницею в тиждень у 1977 році, на сьогодні є одними з найбільш віддалених від Землі штучних космічних об'єктів. Зараз автоматичні міжпланетні станції знаходяться на відстані приблизно 18 млрд. км від Землі — за межами геліопаузи, але ще всередині Сонячної системи.
До кінця не ясно, через скільки станції покинуть нашу систему — вона оточена хмарою Оорта — гіпотетичним гігантським скупченням комет, які знаходяться під впливом гравітації Сонця. На практиці існування хмари поки не підтверджено, проте багато математичних моделей вказують на її наявність. Згідно з прогнозами експертів, Voyager може вийти за зовнішні межі хмари приблизно через 30 тис. років.
При цьому перша місія Voyager, запущена понад 40 років тому, є найшвидшим штучним об'єктом у Всесвіті. Попри те, що схожий зонд - New Horizons - був запущений набагато пізніше і технічно швидше, Voyager здійснив вдалий гравітаційний маневр між планетами, що дуже сильно його прискорило. Наприклад, виконання гравітаційного маневру Voyager 2 у Юпітера, Сатурна та Урана дозволило станції досягти Нептуна на 20 років раніше, ніж дозволяла його швидкість при прямому русі.
Зараз приблизна швидкість станцій становить близько 17,5 км/с — або 0,005% від швидкості сонячного світла. У певний період року відстань між Voyager 1 та Землею зменшується. Це пов'язано з тим, що швидкість руху Землі по орбіті навколо Сонця (близько 30 км/c) вище, ніж швидкість, з якою Voyager 1 віддаляється від нього.
Спочатку обидві місії Voyager запускали для дослідження віддалених куточків нашої Сонячної системи — Юпітера, Сатурна, Урана (Voyager 2 є єдиним зондом, який дістався до цієї планети, і астрофізики все ще використовують отримані з нього дані для її вивчення) і Нептуна, а також ключових супутників цих планет.
Надалі — після 2025 року — обидва апарати втратять зв'язок із Землею. Їх датчиків не вистачить для передачі даних на такі відстані. Згідно з розрахунками, тільки через 40 тис. років Voyager долетить до своєї першої зірки — Росс 248 - одинарної зірки в сузір'ї Андромеди, що знаходиться на відстані в 10,4 світлових років від Сонця.
У період з 1958 по 2019 рік людство запустило в космос 224 дослідницькі місії та ще кілька тисяч комерційних та побутових супутників. Першою успішно запущеною автоматичною міжпланетною станцією була радянська «Луна-1», яка пролетіла повз Місяця через помилки в розрахунках.
New Horizons
Автоматична станція New Horizons - ще одна американська місія з вивчення віддалених куточків нашої Сонячної системи. Місія New Horizons запущена у 2006 році, та спочатку планувалося використання зонда приблизно 15-17 років.
При запуску передбачалося, що New Horizons стане найшвидшим штучним об'єктом у Всесвіті — при запуску його швидкість становила 16,2 км/с — щодо Землі, а геліоцентрична швидкість перевищувала 45 км/с, що дозволило б місії покинути Сонячну систему навіть без гравітаційного маневру біля Юпітера. Однак поступово швидкість New Horizons почала знижуватися і на сьогодні виявилася на рівні 14,5 км/с.
Основною метою New Horizons є дослідження формування системи Плутона та Харона, вивчення пояса Койпера, а також процесів, які відбувалися на ранніх етапах еволюції Сонячної системи. Місія буде вивчати поверхню та атмосферу об'єктів системи Плутона і його найближче оточення — складати карти, досліджувати геологію та шукати атмосферу.
У підсумку, після збору всієї інформації про ці планети, учасники місії вирішили направити New Horizons до поясу Койпера — гігантського астероїдного району на околиці досліджуваної зони Сонячної системи. У ньому знаходяться сотні тисяч астероїдів діаметром понад 100 км, частково Плутон, довгоперіодичні комети з хмари Оорта з періодом обертання навколо Сонця у 200 років та трильйони малих комет.
Там же New Horizons займеться вивченням одного з найдальших астероїдів Сонячної системи — Ультіма Тулі.
Нещодавно New Horizons зафіксував величезну масу з водню на самій межі Сонячної системи, де міжзоряний водень постійно стикається з сонячним вітром. Вченим вдалося проаналізували 360-градусний знімок ультрафіолетових випромінювань навколо New Horizons та виявити дивну яскравість — це може означати наявність згущеного водню. Вважається, що приблизно в цьому місці сонячний вітер знижує свою швидкість, тому саме таким чином на нього можуть впливати міжзоряний водень та випромінювання, що йде від інших зірок.
Крім наукового обладнання, на борту New Horizons встановлені прапори США, фрагмент першого жилого приватного космічного апарату SpaceShipOne, компакт-диск з фотографіями апарату і його розробників, поштова марка США, дві монети та капсула з частиною праху астронома Клайда Томбо, першовідкривача Плутона.
Parker Solar Probe
Космічний апарат Parker Solar Probe від NASA запущений відносно недавно — влітку 2018 року. Його основною місією є вивчення зовнішньої корони Сонця з відстані у 6,1 млн км — в цьому місці температура перевищить 2 млн градусів Цельсія, при цьому зонд навіть торкнеться його та не розплавиться.
Зонд не розплавиться завдяки тому, що корона, через яку полетить Parker Solar Probe, має надзвичайно високу температуру, але дуже низьку щільність. Завдяки цій властивості теплозахисний екран, що закриває Parker Solar Probe, повинен витримувати температуру в 1400 - 1500 градусів Цельсія. Детальніше про місію Parker Solar Probe та особливості сонячної корони ми вже розповідали в окремому матеріалі.
Parker Solar Probe є рекордсменом серед всіх об'єктів, які досягнуть Сонця — раніше кілька космічних зондів досягали відстані близько 7 млн. км від Сонця.
Завдяки Parker Solar Probe вчені спробують з'ясувати, як з'являється сонячний вітер, який вплив на нього відчувають магнітні поля, вивчити частки плазми близько Сонця і вплив на сонячний вітер та створення енергетичних частинок.
Поки людство досить мало знає про сонячну корону. Джерелами для вивчення десятиліттями ставали тільки сонячні затемнення, оскільки Місяць блокував найяскравішу частину зірки — це дозволило спостерігати за тьмяною зовнішньою атмосферою Сонця. І тільки в останні роки НАСА початок запускати місії по його вивченню.
Про результати місії поки говорити рано — з моменту запуску Parker Solar Probe не минуло й року, а перше повноцінне зближення з Сонцем відбудеться тільки у 2024 році.
InSight
За запуском марсіанської місії InSight стежив в прямому ефірі буквально весь світ - 26 листопада 2018 НАСА та сотні ЗМІ вели свої трансляції з місця цієї події.
Тривалість місії InSight повинна бути не менше 720 днів. За цей період зонд планує вивчення сейсмічної активності Марса. Зонд повинен пробурити свердловину глибиною до 5 м, що допускає виявлення води в рідкому стані або у вигляді льоду під поверхнею планети.
Зараз InSight пробурив свердловину глибиною всього 50 см, після чого бур наткнувся на невідому перешкоду, і команда місії прийняла рішення на якийсь час припинити цей процес. Проведений аналіз показав, що шлях буру перешкодив не звичайний валун, а пласт з дюрікраста. Фахівці місії вважають, що буріння можна продовжувати, але через осипання свердловини в місці буріння, процес може затягнутися.
У березні сейсмометр InSight вже зафіксовано перший марсотрясіння амплітудою у 2,5 бали, при цьому наука не вперше намагається фіксувати землетруси на Червоній планеті. У 1975 році на Марс були запущені ровери «Вікінг-1» та «Вікінг-2» з аналогічними місіями, однак на першому апараті не заробив сейсмометр, а на другому він не мав достатньої чутливості, оскільки був встановлений у самому зонді, а не в ґрунті Марса.
Whew – winding down after a long day, but I’ve done it: I’ve placed my seismometer on the surface of Mars! With SEIS, I’ll be able to listen in for marsquakes and help reveal the heartbeat of #Mars. https://t.co/GYNO4txPPi pic.twitter.com/18eQHXOfiO
— NASA InSight (@NASAInSight) 20 грудня 2018 р.
Chang'e 4
На початку січня 2019 року, запущений Китаєм зонд Chang'e 4, в перший раз в історії вивчення космосу, сіл на зворотний бік Місяця в кратер Фон Карма — одну з найбільш невивчених зон на поверхні супутника Землі протяжністю майже у 2 тис. км та глибиною близько 10 км. Планується, що Chang'e 4 нічого не захопить з собою на Землю з поверхні Місяця — це було б занадто складною та дорогою місією.
Chang'e 4 оснащений потужним радаром, за допомогою якого і буде вивчати нутрощі нашого супутника, а також завдяки мобільної лабораторії. Місяцехід також привіз на Місяць спеціальний контейнер, що містить насіння гірчиці, картоплі, бавовни, і вчені вже встигли відзвітуватись, що їм вдалося домогтися проростання одного з насіння бавовни. Однак з настанням першої місячної ночі - 12 січня, через кілька днів після посадки, ровер пішов в сплячий режим і експеримент довелося перервати.
Всю отриману інформацію Chang'e 4 передаватиме на штучний супутник Місяця, коли той буде пролітати над його місцем розташування, а з супутника сигнал уже піде до команди місії. Крім того, Китай має ще один супутник Queqiao, що знаходиться в точці Лагранжа Земля-Місяць на відстані 37 тис. км від Землі. Це теж дозволить швидше передавати сигнали на Землю. Крім наукових завдань, місія дозволила Китаю протестувати можливості в реалізації систем далекого космічного зв'язку.
Зараз китайські інженери мають намір побудувати місію Chang'e 5 - перший в історії країни космічний зонд, який зможе повернутися з Місяця на Землю, та який повинен привезти понад 2 кг місячного ґрунту. Запуск місії намічений на грудень 2019 року.
