О новинках в области космонавтики и воздухоплавания
Сегодня как всегда в первый понедельник месяца выпуск передачи «Наука и Техника» посвящен вопросам космонавтики и воздухоплавания. Прошел ровно год с того времени, как президент Соединенных Штатов Америки Джордж Буш в своем выступлении перед специалистами американского космического агентства НАСА обрисовал новые направления работы в области исследования космоса. В ближайшем будущем американские астронавты должны будут вернуться на Луну, чтобы создать там постоянную базу, с которой в последствии стартует к Марсу первый пилотируемый корабль. Для осуществления этих наполеоновских планов нужны деньги, много денег. Однако бюджет американского космического агентства, не резиновый. И вот теперь, было решено сэкономить недостающие средства, свернув некоторые старые проекты. Еще в прошлом году американцы объявили, что по завершении монтажа международной космической станции, Соединенные Штаты оставят этот проект. А не так давно было принято решение прекратить финансирование сервисных работ уникального телескопа Хаббл, единственного в мире телескопа, расположенного не на Земле, а на околоземной орбите. В течение 15-ти лет на Землю поступали снимки, сделанные камерами телескопа Хаббл. С помощью полученных данных астрономам удалось сделать немало сенсационных открытий: ученые смогли наблюдать за зарождением новых галактик, увидеть планеты, вращающиеся вокруг далеких звезд и доказать факт ускоренного расширения вселенной. Четырежды за последние пятнадцать лет американские космические челноки наносили визит телескопу Хаббл, чтобы провести там необходимые ремонтные работы, однако пятого раза, судя по всему, не будет.
Это вопрос принципа. Наше агентство дорожит своей высокой репутацией. И мы обязаны выполнять рекомендации комитета, расследовавшего причины катастрофы шаттла Колумбия. Согласно этим рекомендациям, шаттл должен быть всегда в состоянии добраться до Международной космической станции. Долететь же до Международной космической станции с орбиты, на которой расположен телескоп Хаббл, не представляется возможным. Мы не имеем права идти на риск и закрывать глаза на факты, когда нам это удобно. До тех пор, пока я руковожу этой организацией, мы будем смотреть фактам в лицо.
говорит Шон О`'Кифи, исполняющий обязанности главы Американского Комического Агентства НАСА. Следует, однако, отметить, что господин О'Кифи при этом, видимо, забыл о другом немаловажном факте. О том, что комитет, расследовавший обстоятельства гибели шаттла Колумбия, равно как и специально созданная для рассмотрения возможности спасения телескопа Хаббл комиссия, пришли к выводу, что полет к космическому телескопу относительно безопасен. Говорит Луи Ланцелотти, руководитель этой комиссии, созданной по инициативе НАСА при Академии Наук Соединенных Штатов Америки.
Проведя анализ рисков, которым подвергается команда шаттла при выполнении 25 запланированных полетов к Международной космической станции и рисков, который несет экипаж космического челнока в ходе ремонтных работ на телескопе Хаббл, мы пришли к выводу, что полет к телескопу Хаббл относительно безопасен. Учитывая научную важность телескопа и высокую вероятность успеха ремонтной миссии, комитет пришел к выводу, что игра стоит свеч.
Тем не менее, Вашингтон отказал выделить средства на какого бы то ни было рода миссию для ремонта телескопа, вычеркнув эту статью расхода из бюджета американского космического агентства НАСА. Мотивы, которыми руководствовалась американская администрация при принятии этого решения, неясны. В научном мире царит недоумение. Вот как оценивает это решение астроном Джо Тэйлор из университета в Принстоне.
С точки зрения простой человеческой логики мне сложно объяснит этот шаг американской администрации. Я сожалею, что моя страна приняла это решение, в результате которого мир лишится одного из важнейших научных инструментов. Складывается такое впечатление, что американское космическое агентство НАСА просто забыло о своем долге выполнять научную работу.
Действительно, телескоп Хаббл как-то не вписывается в концепцию президента Джорджа Буша по исследованию Луны и Марса. Некоторые представители научного мира Америки считают, что имеются и другие веские причины, повлиявшие на принятие неблагоприятного для телескопа Хаббл решения. Так выводы, к которым приходят ученые, на основании поученных при помощи космического телескопа данных, далеко не всегда совпадают с консервативными представлениями о мире вашингтонских политиков. Данные, подтверждающие теорию о разрастании вселенной после первичного взрыва, и возможность существования параллельных миров, не нравятся тем религиозным кругам Америки, которые до сих пор исходят из библейской версии сотворения мира. Напомню, что правые силы в Америке смогли добиться того, что в некоторых штатах эволюционное учение Дарвина было вычеркнуто из школьной программы. Похоже, что идеология для Буша важнее реальности.
А теперь другая тема нашего выпуска. Пять лет назад мы уже рассказывали вам о планах по трёхмерному картографированию Земли. Сегодня пришло время подвести итоги этой миссии американского челнока "Эндевор", который хоть и продолжался всего 11 дней - с 11-го по 22-е февраля, - но оказался одной из самых успешных космических миссий.
Её цель явствует из названия - аббревиатура "SRTM" расшифровывается как "Shuttle Radar Topography Mission", что в дословном переводе означает "миссия челночного радарного топографирования". Иначе говоря, в ходе полёта астронавтам предстояло произвести измерения, которые легли бы в основу очень точной и подробной трёхмерной карты поверхности нашей планеты. Как известно, в природе объёмность зрения обеспечивается тем, что животные обладают не одним, а двумя глазами. Для выполнения трёхмерного картографирования Земли требовалось разработать и вывести на орбиту своего рода стереорадар, то есть два радара, разнесённые на некоторое расстояние друг от друга. Ясно, что чем больше это расстояние, тем выше точность измерений, но и тем сложнее инженерная задача: как запустить в космос столь громоздкое сооружение. В конце концов, в Немецком центре аэрокосмических исследований была создана раздвижная конструкция из стали и специального углеродопластика с титановыми растяжками общей длиной 60 метров и стоимостью 35 миллионов долларов. Вольфганг Ноа, участник проекта, поясняет, как эта мачта поместилась в грузовом отсеке "Эндевора":
Она очень хитро складывается, при этом как бы скручивается и убирается в так называемую канистру - цилиндрическую бочку длиной всего 2 метра. Когда шаттл достиг заданной высоты, он как бы лёг на бок, канистра открылась, и мачта стала медленно выезжать из неё элемент за элементом, пока не выдвинулась на все 60 метров.
Главный радар находился в грузовом отсеке космического челнока, второй, вспомогательный радар - на конце мачты. Любые колебания этой конструкции, вызываемые, скажем, перепадом температур или манёврами шаттла, искажали результаты измерений. Поэтому все деформации отслеживались специальными сенсорами и либо тут же корректировались, либо регистрировались для последующего учёта при обработке собранных данных. Одна из вспомогательных дюз на конце мачты, призванная дозированным выпуском азота осуществлять такую оперативную коррекцию, оказалась неисправной, что доставило экипажу немало неприятностей. Для стабилизации пришлось использовать основной двигатель, это вызвало повышенный расход энергии, так что одно время обсуждался вопрос о сокращении времени пребывания шаттла на орбите... Но инженеры на Земле предложили астронавтам 17 разных способов экономии горючего, и миссию удалось довести до конца. Не обошлось и без курьёзов: специалистов немало позабавило то, что стабильность шаттла повышалась каждый раз, как немецкий астронавт Герхард Тиле крутил педали велотренажёра, - видимо, сказывался гироскопический эффект.
Ещё одна сложность проекта состояла в привязке данных космических измерений к наземным ориентирам. В масштабах планеты надёжных ориентиров мало. Поэтому, например, в Сахаре их пришлось устанавливать искусственно. Вольфганг Ноа поясняет:
На Земле мы имеем так называемые угловые отражатели. Мы устанавливаем их на определённом расстоянии друг от друга и тщательно замеряем параметры этих точек. Благодаря своим физическим характеристикам угловые отражатели отлично видны на радарных снимках, и по ним мы корректируем остальные точки. И ещё у нас зарегистрированы естественные ориентиры с хорошо известными координатами - перекрёстки улиц, железнодорожные разъезды, крупные здания, мосты и так далее.
Итоги миссии общей стоимостью 364 миллиона долларов таковы: "Эндевор" совершил 181 виток, промерив за это время, причём не менее чем по 2 раза, 95 процентов всей обитаемой суши Земли, что составляет 123 миллиона квадратных километров. Общий объём собранной информации превысил 9800 гигабайт. Полученные трёхмерные карты окажутся поистине бесценными для многих отраслей экономики и науки.
На новых картах лесных массивов мы видим прямоугольники светло зеленого оттенка - здесь лес был вырублен. Фотографии, сделанные с шаттла Эндевор настолько четкие, что можно даже разглядеть на просеках отдельно стоящие деревья.
Рассказывает Кристиане Шмулиус, профессор Йенского университета, в последние годы занимавшаяся составлением карт рельефа земной поверхности на основе полученной от американского шаттла информации.
Благодаря работе ученых сегодня имеются подробные карты рельефа местности 95 процентов населенной части планеты. Это необычайно важно для создания климатических моделей. Хорошо известно, например, что сибирская тайга поглощает огромное количество углерода, который в противном случае остается в атмосфере и в виде двуокиси углерода способствует возникновению парникового эффекта. Однако вплоть до последнего времени не было ясно, сколько конкретно углерода поглощают сибирские леса. Российские данные, касающиеся плотности насаждений, устарели и не отличаются точностью. Следовательно, страдает и точность климатических моделей, опирающихся на эти данные.
Не только климатологи, но и вулканологи, и гидрологи смогут извлечь пользу из новых карт. Вулканологи смогут с большой точностью предсказать, куда именно потечет лава при извержении вулкана. Гидрологи смогут ответить на вопрос, какие районы в дельтах рек окажутся затопленными в сезон дождей.
Ранее у нас имелись карты высот с шагом в один километр. То есть на протяжении одного километра местности на карте у нас стояла единая высотная отметка. Если же на протяжении этого километра происходило изменение рельефа местности, например, появлялась какая-то другая возвышенность или долина, то нам об этом не было ничего известно. Однако для того, чтобы просчитать, куда потечет вода при наводнении, нам необходимо иметь более точные данные. И вот благодаря экспедиции Шаттла Эндевор теперь у нас есть подробная карта, на которой каждые 30 метров отмечаются малейшие изменения рельефа.
Эта информация поможет ученым предсказать ход природных катастроф и своевременно принять необходимые меры по эвакуации населения из опасных районов.