В США с помощью ракеты-носителя Falcon 9 компании SpaceX Илона Маска в космос было запущено сразу три космических аппарата: IMAP, CGO и SWFO-L1. Все они будут находиться в точке Лагранжа L1, изучать Солнце, солнечный ветер и его взаимодействие с окружающей средой.
Как прошёл запуск, где аппараты будут работать, как проводить исследования и какая у них их конструкция?
Запуск
Запуск ракеты-носителя Falcon 9 был произведён 24 сентября 2025 года в 14:30 по московскому времени со стартового комплекса LC-39A Космического центра Кеннеди (космодрома на мысе Канаверал) в штате Флорида. Через 2 минуты и 32 секунды отделилась первая ступень, что успешно вернулась на Землю, через 3 минуты и 12 секунд отделились створки головного обтекателя. IMAP отделился через 1 час и 23 минуты, через 7 минут отделился SWFO-L1, а ещё через 6 — CGO. Состояние всех аппаратов после отделения отличное.
Это был 143 пуск для США (без учёта суборбитальных полётов) и 139 успешный, для Falcon 9 это был 539 пуск в истории её эксплуатации и 121 в 2025 году. Да, SpaceX вот-вот побьёт собственный рекорд (135 успешных пусков), поставленный ею в прошлом году. Для многоразовой первой ступени B1096 это был второй полёт в космос, она успешно вернулась на морскую платформу Just Read the Instructions, что находилась в Атлантическом океане.
Рабочая орбита
Аппараты будут работать на орбите возле точки Лагранжа L1 в системе Солнце — Земля на расстоянии около 1,5 млн км от нашей планеты. Это прекрасная орбита для них: требуется мало топлива для её поддержания, мало помех с Земли (в первую очередь нет влияния магнитного поля планеты) и есть возможность постоянного наблюдения за Солнцем. Однако для выхода на такую орбиту аппаратам потребуется время: они достигнут точки Лагранжа L1 в январе 2026 года. Но наблюдения начнутся не сразу, так как ещё будет проверка систем аппаратов и юстировка их научных инструментов.
IMAP
Interstellar Mapping and Acceleration Probe (IMAP, можно перевести как «Зонд, который проведёт межзвёздное картирование и изучение ускорения частиц») — гелиофизическая миссия, что будет исследовать солнечный ветер и его взаимодействие с локальной межзвёздной средой. IMAP поможет узнать ещё больше о гелиосфере — созданным нашей звездой «пузыре», вытесняющем межзвёздную среду. Аппарат построен по заказу NASA.
IMAP имеет форму, близкую к цилиндрической, размеры — 2,4 м (4,9 м с учётом антенны прибора MAG) × 0,9 м, стартовая масса — 797 кг (из которых около 150 кг приходится на топливо). Источник энергии — две солнечные батареи, они обеспечивают до 500 Вт мощности, также IMAP оснащён литий-ионными батареями. В противоположной от солнечных батарей части аппарата находятся антенны, предназначенные для связи с Сетью дальней космической связи NASA, что осуществляется в X-диапазоне частот (7 — 10,7 ГГц).
Интересно, что после выхода на рабочую орбиту IMAP будет вращаться вокруг оси со скоростью 4 оборота в минуту, что необходимо для его стабилизации в пространстве и проведения ряда наблюдений. При этом его солнечные батареи всегда будут направлены на Солнце.
Внешне IMAP покрыт экранно-вакуумной теплоизоляцией (ЭВТИ), которой покрываются почти все современные космические аппараты и которая необходима для регуляции их температуры. Системе терморегулирования уделено особое внимание. Температура стороны, обращённой к Солнцу, будет подниматься почти до 140 °C, в то время как противоположная сторона будет охлаждаться почти до -250 °C. Кроме того, электроника внутри космического аппарата тоже генерирует тепло во время работы. Система терморегулирования IMAP будет как и охлаждать горячие части аппарата, так и обогревать холодные. Чёрный цвет ЭВТИ также необходим для отвода избыточного тепла.
Двигательная установка IMAP, что необходима для выхода на заданную орбиту и её поддержания, состоит из 12 небольших двигателей, использующих гидразин или его производные, окислитель — тетроксид азота.
Научные инструменты
IMAP имеет внушительный арсенал научных приборов:
- MAG — магнитометр, чья антенна после разворачивания будет выступать из аппарата на 2,5 м. Разработан Имперским колледжем Лондона.
- Прибор SWE измеряет трёхмерное распределение тепловых и надтепловых электронов солнечного ветра в диапазоне энергий от 1 эВ до 5 кэВ. Создан Лос-Аламосской национальной лабораторией США на основе конструкции аналогичных приборов, использованных в многочисленных космических аппаратах.
- IMAP-Lo — детектор нейтральных атомов с энергией от 5 до 1000 эВ, в том числе и межзвёздных, который определяет их направление и природу (элемент или даже изотоп). Прибор создан Университетом Нью-Гэмпшир в США на базе IBEX-Lo, установленного на борту космического аппарата NASA IBEX.
- IMAP-Hi — детектор нейтральных атомов из внешней гелиосферы с энергией от 0,41 до 15,6 кэВ, который определяет их направление и природу. Он состоит из двух детекторов, расположенных под углом 90° и 45° к оси вращения IMAP и в противоположном направлении от Солнца. Разработан группой американских и швейцарских учёных.
- IMAP-Ultra — детектор излучения нейтральных атомов с энергией от 3 до 300 кэВ из гелиооболочки и за её пределами. Прибор идентичен JENI на борту европейского космического аппарата JUICE, предназначенного для исследования лун Юпитера и запущенного в 2023 году, за исключением того, что он оснащён двумя детекторами вместо одного. Создан Лабораторией прикладной физики Университета Джона Хопкинса в США.
- SWAPI — детектор звёздного ветра. Является упрощённой версией прибора SWAP на космическом аппарате NASA New Horizons, что исследовал Плутон. Предоставлен Принстонским университетом в США.
- GLOWS — однопиксельный фотометр для излучения Лайман-α, который будет использоваться для наблюдения за распределением гелиосвечения. Оно формируется в результате взаимодействия межзвёздного нейтрального водорода с солнечными фотонами в определённой ультрафиолетовой области, называемой линией Лайман-α (121,6 нм). Прибор разработан Центром космических исследований Польской академии наук.
- HIT — прибор для измерения энергетического спектра ионов, их углового распределения, энергии (от 2 до 40 МэВ) и времени прибытия. Диапазон определяемых элементов — от водорода до никеля. Создан Центром космических полётов Годдарда в США на основе приборов LET, установленных на аппаратах NASA STEREO.
- CoDICE — электростатический анализатор с определением времени пролёта ионов, определяет их заряд и энергию (от 0,5 до 80 кэВ на электрический заряд и от 0,03 до 5 МэВ на ядро). Разработан Юго-западным научно-исследовательским институтом США.
- IDEX — детектор пыли, который определяет скорость и распределение масс частиц межзвёздной пыли. Планируется, что он будет фиксировать более 100 ударов в год, в том числе и частиц, имеющих межзвёздное происхождение. Предоставлен Лабораторией атмосферной и космической физики Университета Колорадо в США.
CGO
Carruthers Geocorona Observatory (CGO, можно перевести как «Геокоронная обсерватория им. Каррутерса») — первая в истории миссия, основная цель которой — наблюдения за экзосферой Земли за её пределами. Это внешняя и крайне разреженная оболочка атмосферы планеты, что простирается более чем на 10 тыс. км. Её трудно изучать с поверхности Земли, но делать это необходимо: она смягчает влияние космических лучей и защищает более плотные слои атмосферы. Мало того, изучение экзосферы поможет понять процессы потери атмосферой различных соединений, в том числе и воды. Это позволит лучше понять долгосрочную эволюцию обитаемости планет, раскрывая механизмы изменения планетарных атмосфер с течением времени и то, как эти изменения могут влиять на их обитаемость.
Миссия CGO осуществляется NASA и названа в честь Джорджа Каррутерса, пионера американской космической физики и инженера, внесшего большой вклад в развитие ультрафиолетовой астрономии.
Про CGO меньше данных, чем про IMAP. Космический аппарат имеет размеры 1,7 x 1,1 x 0,97 м и стартовую массу 241 кг. CGO обеспечивается энергией одной солнечной панелью, что обеспечивает до 200 Вт мощности, также зонд оснащён литий-ионными батареями. В противоположной от солнечной батареи части аппарата находятся антенны, предназначенные для связи с Сетью дальней космической связи NASA. Внешне CGO тоже покрыт ЭВТИ. Особенности системы терморегулирования не указываются, но инженерам приходилось решать те же проблемы, что и при создании IMAP.
При работе CGO всегда будет повёрнут солнечной панелью к Солнцу, а его научные приборы по возможности будут направлены на Землю. При этом CGO не будет вращаться, как IMAP, а будет поддерживать пространственную ориентацию только с помощью гиродинов и двигательной установки. Последняя тоже использует гидразин или его производные, окислитель — тетроксид азота.
Планируется, что CGO будет проводить наблюдения не менее двух лет.
Научные инструменты
CGO имеет два научных прибора, что размещены в специальном блоке GeoCoronal Imager. Это две ультрафиолетовые камеры, оптимизированные для наблюдения в диапазоне, включающем линию Лайман-α. Это WFI — широкоугольная камера, обзор которой будет простираться до 30 радиусов Земли, а также NFI — узкоугольная камера с обзором до 7 земных радиусов. Они разработаны Лабораторией космических наук Университета Калифорнии в США.
SWFO-L1
Space Weather Follow On-Lagrange 1 (SWFO-L1, можно перевести как «Наблюдение за космической погодой из точки Лагранжа L1») — космический аппарат, что будет заниматься сбором данных для оценки солнечных вспышек и прогнозирования космической погоды. SWFO-L1 создан по заказу Национального управления океанических и атмосферных исследований США (NOAA), это первый подобный аппарат этой организации на службе. Но это не просто метеоспутник: полученные его инструментами данные будут крайне интересны для астрономии и физики, сам аппарат создавался в сотрудничестве с NASA.
Увы, про SWFO-L1 данных ещё меньше, чем про CGO. Его масса — 390 кг, из которых 72 кг приходятся на топливо. Точные размеры не указаны, примерно: 2 x 1,5 x 1 м, это без учёта разворачиваемой антенны длиной около 5 м.
SWFO-L1 обеспечивается энергией одной солнечной панелью, что обеспечивает около 200 Вт мощности, также зонд, как и остальные аппараты, оснащён литий-ионными батареями. Антенны для связи с Землёй тоже находятся в противоположной от солнечной батареи части аппарата. Двигательная установка состоит всего из 4 двигателей, работающих на гидразине. Внешне SWFO-L1 также покрыт ЭВТИ, особенности системы терморегулирования не указываются, но она должна учитывать те же особенности, что и в остальных аппаратах.
Как и все остальные запущенные аппараты, SWFO-L1 после выхода на рабочую орбиту будет всегда повёрнут солнечной батареей к Солнцу. Как и CGO, SWFO-L1 будет поддерживать пространственную ориентацию только с помощью гиродинов и двигательной установки, без вращения. Не указан минимальный срок работы SWFO-L1, но он должен проработать минимум несколько лет.
Научные инструменты
SWFO-L1 имеет следующие научные инструменты:
- MAG — магнитометр с разворачиваемой антенной. Несмотря на название, имеет иную конструкцию, чем магнитометр на IMAP. Для его работы требуется не более 1,7 Вт. Создан Юго-западным научно-исследовательским институтом США.
- Инструмент SWIPS установлен на SWFO-L1 в двух экземплярах и измеряет скорость, плотность и температуру солнечного ветра. Каждый датчик весит 5,4 кг и потребляет до 7,7 Вт во время работы. Также предоставлен Юго-западным научно-исследовательским институтом США.
- CCOR-2 — коронограф, т. е. телескоп, позволяющий наблюдать солнечную корону. Имеет массу 22,1 кг и потребляемую мощность 14,2 Вт. Создан Военно-морской исследовательской лабораторией США.
- Инструмент STIS предназначен для анализа надтепловых ионов (с энергией от 25 до 6000 кэВ) и электронов (от 25 до 250 кэВ) солнечного ветра. Состоит из двух датчиков, каждый из которых весит 2,3 кг и потребляет до 3,8 Вт. Разработан Лабораторией космических наук Калифорнийского университета США.
Успехов!
Автор: Колпаксиди Александр Павлович.
Я также один из соавторов дзен-канала «PULSAR — космос рядом», группы «PULSAR — Космос | Астрономия | Космонавтика» во «Вконтакте» и сайта «Пульсар».
