Вернуться на Луну и открыть новое окно во Вселенную: российский астрофизик — о космических проектах 2020—2021 годов

— Александр Анатольевич, на 2020 год анонсировались четыре миссии к Марсу. Что можно рассказать об их успехах на сегодняшний день?

— Нас больше всего волнует программа нашей страны, проект «ЭкзоМарс». Изначально это был совместный проект Европейского космического агентства и NASA. Но в какой-то момент NASA вышло из него, а российские учёные решили войти. Буквально за три года, что феноменально быстро, были созданы инструменты и приборы для первого «ЭкзоМарса», который улетел к Красной планете в 2016 году. Орбитальный модуль, на котором стоят два российских и два иностранных прибора, сейчас работает в штатном режиме. Он передаёт важную научную информацию, по которой у наших коллег выходят статьи в ведущих журналах.

• Макет миссии «ЭкзоМарс-2022»
• © DLR German Aerospace Center - ExoMars

Вторая часть миссии была запланирована на 2020 год. Институт космических исследований выступил головной научной организацией. Изготовление всех научных приборов было закончено ещё в 2019-м, как и посадочной платформы, разработанной и созданной в НПО имени Лавочкина. Всё это было отправлено в Европу для стыковок с европейскими инструментами и космической платформой, для испытаний ровера. Но из-за вспышки коронавируса в Европе все работы были приостановлены и запуск был вынуждено перенесён. Выбрано следующее удобное для полёта время, «марсианское окно», которое наступит в 2022 году.

— Как складывается миссия NASA на Марс, а также аналогичные проекты КНР и ОАЭ?

— В начале 2020-го в США локдаун не вводился. Поэтому работы по подготовке их марсианской миссии шли по графику и её запуск состоялся в июле 2020 года, а посадка американского марсохода в кратере Езеро запланирована на февраль 2021 года. 

У КНР ракета с межпланетной станцией «Тяньвэнь-1» («Вопросы к небу». — RT) также стартовала в июле. В её состав входят орбитальная станция и посадочный модуль с марсоходом, который будет искать следы жизни на планете.

• Первый китайский зонд по исследованию Марса «Тяньвэнь-1»
• © CNSA

Арабские Эмираты имеют более скромную, но поступательно развивающуюся космическую программу. Запуск их космического зонда «Аль-Амаль» («Надежда». — RT) был произведён с японского космодрома примерно в одно время со стартом остальных марсианских миссий. Орбитальный модуль будет исследовать слои атмосферы планеты, а также их взаимодействие с солнечным ветром.

— Перенесёмся чуть ближе к Земле — на Луну. Как происходит изучение и освоение нашего спутника?

— В своё время Советский Союз был пионером исследования Луны. Там мы ноздря в ноздрю шли с американцами по многим вопросам. И последний раз в ХХ веке туда успешно летала наша «Луна-24», в далёком 1976 году.

Сейчас особого внимания заслуживает китайская лунная программа, которая была принята в 2000-х годах и развивается шаг за шагом. Если ещё несколько лет назад некоторые достаточно скептически смотрели на первые шаги их лунной программы, то сейчас мы видим, что «Чанъэ-5» (назван в честь китайской богини Луны. — RT) является полноценной беспилотной возвращаемой миссией.

• Лунная миссия КНР «Чанъэ-5». Возвращение капсулы с реголитом на Землю
• © REUTERS / China Daily

1 декабря состоялось прилунение китайского аппарата, а уже 16-го капсула «Чанъэ-5» вернулась на Землю с образцами лунного грунта — реголита.Фактически стадийно и аппаратно КНР повторила американскую программу «Аполлон», только в уменьшенном варианте и в автоматическом режиме. Конечно, Китай просто огромный прорыв совершил.

— Нельзя не спросить, как сейчас развивается лунная программа России. Чего ожидать в ближайшее время?

— Лунная программа в России стала активно развиваться лет 15—20 назад и идёт с определёнными задержками. Запуск «Луны-25» был намечен ещё на 2014 год, но по разным причинам переносился. После многих мытарств запуск определён на 1 октября 2021 года. Это небольшая миссия, включающая посадочный модуль. Мы должны полететь на Луну, вернуться к пониманию того, как мы умеем мягко садиться на поверхность, изучить особенности гамма-излучения в реголите и посмотреть образцы лунного грунта с помощью лазерного масс-спектрометра.

• Российская миссия «Луна-25»
• © Wikimedia/CC BY-SA 4.0/Pline

Следующая миссия, «Луна-26» уже должна быть орбитальная, она запланирована на 2024 год. А «Луна-27» ожидается не раньше 2026 года, дата запуска не очень понятна. Она должна будет сесть и уже полноценно провести анализ грунта с буровой установкой. А пока мы очень надеемся на 2021 год, на то, что все инженерно-технологические посадочные задачи будут решены. Это и есть основная задача сейчас: возвратиться на Луну, совершить мягкую посадку.

— А кто ещё активно участвует в гонке космических держав?

— Очень интересные и во многом прорывные работы в космосе проводят наши японские коллеги. После миссии «Хаябуса-1» («Сапсан». — RT) успешно завершился и второй её вариант — «Хаябуса-2». 5 декабря 2020 года зонд сбросил капсулу с образцами грунта с астероида Рюгу, которая успешно приземлилась на полигоне в Австралии.

Самое сложное в этих миссиях — отработка посадок малых аппаратов на небольшие астероиды. Если на Земле нужно сесть так, чтобы не разбиться, то там нужно сесть так, чтобы не отскочить от астероида. Там нужно прижаться к поверхности, ведь гравитации как таковой нет, она очень слабая. И это, конечно, просто здорово, что японские коллеги делают.

• Миссия японского агентства аэрокосмических исследований «Хаябуса-2». Возвращение на Землю капсулы с грунтом астероида Рюгу
• Reuters
• © Japan Aerospace Exploration Agency (JAXA)

— Ещё в этих миссиях используют направленные взрывы, танталовые пули... А какие необычные и важные проекты можно отметить у нас?

— Обсерватория «Спектр-Рентген-Гамма» успешно работает на орбите уже полтора года. В декабре 2020-го она закончила создание второй карты Вселенной. Таких карт, обзоров небосвода в рентгеновском диапазоне всего будет восемь. Уже сейчас с помощью «Спектра-РГ» совершаются крупные открытия.

Совсем недавно на основе полученных обсерваторией данных зарегистрировано рентгеновское излучение от горячего газа в нашей галактике, описано открытие гигантских образований (пузырей), связанных с центром нашего Млечного Пути.

— С каждым новым обзором количество обнаруженных источников будет только увеличиваться?

— Всё верно, к концу полного, восьмикратного обзора всего неба их будет четыре или пять миллионов. Мы сможем лучше следить за эволюцией Вселенной, понимать физические механизмы формирования и эволюции сверхмассивных чёрных дыр, исследовать роль тёмной материи и тёмной энергии.

В составе обсерватории работает и уникальный российский телескоп ART-XC имени Михаила Павлинского. Он открывает новые уникальные объекты: в течение последних месяцев мы обнаружили вспышки от нескольких не известных ранее объектов, так называемые транзиентные вспыхивающие события. Источник вспыхивает на короткое время, а потом тухнет. Это значит, что в этой системе произошёл какой-то достаточно сложный физический процесс. ART-XC эти объекты регистрирует, а мы успеваем об этом сообщить другим обсерваториям, чтобы они успели туда посмотреть. Дальше совместным анализом данных в разных диапазонах длин волн мы пытаемся понять природу такого источника.

• Телескопы орбитальной астрофизической обсерватории «Спектр-Рентген-Гамма»
• © DLR German Aerospace Center

Опять же, недавно открыли новую чёрную дыру, а после этого десятки обсерваторий туда смотрели и в оптике, и в рентгене.

— Как происходит такое взаимодействие? Передаются координаты в другие космические агентства?

— По-разному происходит. Когда обнаруживаем такой интересный источник, то в первую очередь, конечно, хотим, чтобы российские учёные были в этом максимально задействованы, оповещаем наши наземные телескопы. Параллельно с этим выпускаем специальный циркуляр, учёным по всему миру приходит оповещение. Это всё быстрее работает, чем бюрократическая система с подключением агентств. У нас всё достаточно открыто.

— То есть это некие онлайн-сообщества учёных?

— Да. Они видят наши телеграммы и дальше принимают решение, интересно ли им туда смотреть. Причём это и в обратную сторону работает.

Ещё у нас достаточно неплохие, дружеские отношения со многими коллегами в Западной Европе, в ЮАР. Активно работаем с телескопом на Канарских островах, с южноафриканской обсерваторией, которая для нас много чего смотрит. Это большая и важная для всех международная кооперация учёных.

А уж если говорить про синергию в разных диапазонах, то недавно вышел новый релиз данных обсерватории Gaia. Это замечательное подспорье в нашей работе. Мы имеем свою карту в рентгеновских лучах, где есть пара миллионов объектов. А там в оптическом диапазоне уже два миллиарда источников.

• Орбитальный телескоп Gaia Европейского космического агентства
• © DLR German Aerospace Center - GAIA

Если мы видим какой-то интересный объект, десятки объектов, сотни, то просто делаем корреляцию двух наших каталогов, ищем пересечения. Становится существенно легче исследовать какие-то вещи. Gaia позволяет определить расстояние до объекта, и мы сразу можем выяснить энерговыделение источника, можем говорить о его физических свойствах.

— И можно увидеть различные мощные процессы?

— Бывает, что потух объект, либо, наоборот, вспыхнул. Почему? Это может быть какая-нибудь переменность тех же самых сверхмассивных чёрных дыр или, например, приливные разрушения звёзд. Это когда сверхмассивная чёрная дыра в какой-то далёкой галактике разрывает звезду. Такие процессы могут фиксироваться ежедневно, а длиться месяцами и даже годами.

— Что ещё нас ждёт в 2021 году?

— В NASA запланирован запуск миссии Imaging X-ray Polarimetry Explorer (IXPE), то есть обсерватории для исследований объектов методами рентгеновской поляриметрии. Мы сейчас исследуем космос в рентгеновском, радио-, оптическом диапазонах и с помощью обнаруженных несколько лет назад гравитационных волн.

• Проект обсерватории для исследований объектов методами рентгеновской поляриметрии NASA Imaging X-ray Polarimetry Explorer (IXPE)
• NASA

Теперь можно сказать, что открывается новое окно во Вселенную. Появляется возможность измерять поляризацию рентгеновского излучения, исходящего от различных объектов. Можно увидеть излучение, которое формируется в микроквазарах и магнитарах, чёрных дырах, пульсарах и нейтронных звёздах, но уже в поляризованном свете. Свойства поляризации, если уметь их измерять, дают массу дополнительных возможностей для понимания физики происходящих в космосе процессов.