Хотите полететь в космос? Это может очень дорого вам обойтись.
В этом месяце космический корабль Crew Dragon компании SpaceX совершит полёт на МКС с полностью гражданским экипажем. Текущая цена на кресло в корабле составляет $55 млн. Билет включает восьмидневное пребывание на космической станции, питание и невероятные виды на Землю.
Компании Virgin Galactic и Blue Origin предлагают более дешёвые альтернативы по цене от $250 тысяч до $500 тысяч за место. При этом полёты с ними продлятся всего 10—15 минут, чего едва хватит даже на перекус в космосе.
Но если вы пока не спешите оторваться от Земли, можно подождать более доступных альтернатив. За последние 20 лет достижения в области разработки крошечных спутников сделали околоземную орбиту открытой для небольших стран, частных компаний, университетских учёных и даже самостоятельных энтузиастов.
Наука в космосе
Учёные изучают Землю и Вселенную за её пределами. Их исследования уходят в космос в поиске ответов на фундаментальные вопросы об изменении океана в условиях глобального потепления или, например, о природе сверхмассивных чёрных дыр, бьющихся в сердцах далёких галактик.
Стоимость этих исследований может быть астрономической. Например, космический телескоп «Джеймс Уэбб», запущенный в декабре 2021 года и предназначенный для поиска самых ранних звезд и галактик во Вселенной, оценивается в общей сложности в $10 млрд. Стоимость МКС, на которой за 20 лет было проведено свыше 3 тысяч исследований, составила $150 млрд и ещё по $4 млрд тратится каждый год на её содержание.
Даже метеорологические спутники, представляющие собой основу земной инфраструктуры космических наблюдений и проводящие измерения для прогнозирования погоды и мониторинга стихийных бедствий, требуют до $400 млн создание и запуск для каждого.
Подобные бюджеты доступны только правительствам и национальным космическим агентствам, ну или очень избранному клубу миллиардеров, обожающих космос.
Космос для всех
Существуют более доступные варианты, демократизирующие космическое пространство. Так называемые наноспутники с полезной нагрузкой менее 10 кг, включая топливо, можно запускать по отдельности или «стаями». С 1998 года прошло около 3,4 тысяч запусков наноспутников. Они передают данные, необходимые для реагирования на стихийные бедствия, управления морскими перевозками, мониторинга урожая, работы образовательных приложений и многого другого.
Ключевое нововведение в революции малых спутников — стандартизация формы и размера, благодаря которой возможно запускать их в больших количествах на одной ракете.
CubeSats (Кубсаты) — широко используемый стандарт наноспутников. Он обладает габаритами 10х10х10 см и может быть изготовлен с использованием уже готовых, продающихся в широком доступе электронных компонентов. Стандарт разработали в 1998 году двое профессоров из Калифорнии — Джорди Пуч-Суари и Бобом Твиггсом. Они хотели, чтобы аспиранты получили опыт проектирования, строительства и эксплуатации собственных космических аппаратов.
Как указывает Твиггс, на создание кубсатов их вдохновили коллекционные мягкие игрушки Beanie Babies, продающиеся в коробочках 10х10х10 см.
Проводящие коммерческие запуски компании, такие как американская SpaceX и новозеландская Rocket Lab, предлагают так называемые Rideshare-миссии по доставке небольших грузов на орбиту. Таким образом компании, отдельные энтузиасты и десятки других участников могут разделить между собой высокую стоимость доставки груза в космос. Благодаря инициативе теперь можно создавать, тестировать, запускать и получать данные с собственного кубсата менее чем за $200 тысяч.
Вселенная на ладони
Небольшие спутники открыли новые захватывающие способы исследования Земли и космического пространства за её пределами.
Один из научных проектов использует кубсаты и методы машинного обучения для мониторинга состояния антарктического морского льда из космоса. Морской лёд — важнейший компонент климатической системы. Усовершенствованные методы измерения его параметров помогут лучше понять последствия изменения климата в Антарктике.
Спонсируемый программой UK-Australia Space Bridge проект IceCube реализуется при совместной работе британских и австралийских университетов и научно-исследовательских институтов, специализирующихся на изучении Антарктики, а также британской спутниковой компанией Spire Global.
Работа малых спутников уже выходит за пределы наблюдения за Землёй. В 2018 году два наноспутника сопровождали миссию Insight от НАСА по поставке на МАРС исследовательского посадочного аппарата с сейсмометром. Наноспутники обеспечивали связь с посадочным модулем в течение полёта в режиме реального времени. В мае 2022 года Rocket Lab запустит первый кубсат на Луну, предшествуя реализации программы НАСА «Артемида». В 2022 году должен состояться первый полёт, в рамках которого капсула без экипажа проведёт на лунной орбите 25 дней. Высадка человека на Луну запланирована на 2024 год.
Крошечные космические корабли даже предлагали отправить в полёт к другой звезде. Проект Breakthough Starshot планирует запустить флот из тысячи аппаратов размерами по сантиметру каждый к звёздной системе «Альфа Центавра», расположенной на расстоянии 4,37 световых лет от Земли. Управление планируется производить за счёт наземных лазеров. Флот будет «плавать» в межзвёздном пространстве в течение 20 или 30 лет, передавая учёным изображения похожей на Землю экзопланеты «Проксима b».
Маленький да удаленький
Благодаря достижениями в области микроминиатюризации спутники становятся всё меньше и меньше.
Так называемые picosatellite, космические аппараты размером с банку безалкогольного напитка, и femtosatellite размером с компьютерный чип открывают космос для увлечённых энтузиастов. Некоторые из этих спутников можно собрать и запустить всего за несколько сотен долларов США.
Финская компания экспериментирует с экологичными кубсатами, изготовленными из дерева. Новые умные спутники, основанные на чипах с ИИ, могут выбирать, какую информацию отправлять на Землю, вместо того чтобы высылать всё подряд. Это значительно снижает затраты на пересылку информации.
