■ Успешный старт Ariane 5 с военными спутниками.
■ Дата запуска Crew-7 15 августа. В экипаже Константин Борисов.
■ Завтра старт очередного Starlink. Один из последних v1.5.
■ В Европе испытан метановый двигатель Prometheus для европейской многоразовой ракеты.
Люди на орбите сегодня
Пресс-кит миссии Ariane 5 VA261
Джефф Фауст, 5 июля 2023 года
Первоисточник
Астрономы обнаружили радиоизлучение со спутников Starlink, вероятно, вызванное электромагнитным шумом на этих космических аппаратах, что создает еще один источник помех для астрономических наблюдений. Автор: Даниэль Футселаар.
ВАШИНГТОН — Крупные спутниковые группировки могут непреднамеренно генерировать электромагнитный шум, создавая дополнительный источник помех для радиоастрономов.
Астрономы объявили 5 июля, что они обнаружили радиоизлучение на относительно низких частотах от десятков спутников SpaceX Starlink, когда они проходили над голландской радиообсерваторией. Излучение на частотах от 110 до 188 мегагерц отличается от преднамеренных передач со спутников, используемых для обеспечения широкополосного доступа в Интернет в диапазоне от 10,7 до 12,7 гигагерц.
Используя радиотелескоп Low Frequency Array (LOFAR), астрономы обнаружили излучения 47 из 68 спутников Starlink, за которыми они следили. Они обнаружили несколько узкополосных излучений на определенных частотах в этом диапазоне, в основном от спутников Starlink на их рабочих орбитах, а не от тех, которые все еще находятся в процессе подъёма своих орбит после запуска. Они также обнаружили широкополосные излучения во всем диапазоне, а также один сигнал на частоте 143,05 мегагерц, который, вероятно, был отражением от радара космического наблюдения French GRAVES.
По словам исследователей, выбросы, вероятно, происходят из-за электромагнитных помех от подсистем космического аппарата. Международных правил, касающихся таких выбросов с космического аппарата, не существует, в отличие от правил для наземного оборудования.
«Это исследование представляет собой последнюю попытку лучше понять влияние спутниковых группировок на радиоастрономию», - сказал Федерико Ди Вруно, содиректор Центра защиты темного и тихого неба Международного астрономического союза от помех созвездий спутников и ведущий автор исследования, публикуемого в журнале Astronomy & Astrophysics. Астрономы предположили, что такое излучение может быть обнаружено, отметил он в своем заявлении. «Наши наблюдения подтверждают, что оно поддается измерению».
Неясно, какое влияние электромагнитные помехи, исходящие от спутников Starlink, окажут на радиоастрономию, но астрономы отметили, что они охватывают один частотный диапазон от 150,05 до 153 мегагерц, который защищен для радиоастрономии Международным союзом электросвязи.
Выбросы не нарушают никаких правил, и астрономы отметили, что SpaceX готова обсудить способы уменьшения любых помех. Это включает в себя изменения конструкции, уже внесенные в спутники Starlink следующего поколения, которые могут уменьшить эти выбросы.
Однако астрономы заявили, что аналогичные излучения, вероятно, исходят от других спутниковых группировок, создавая дополнительные помехи. «Наше моделирование показывает, что чем больше созвездие, тем более важным становится этот эффект, поскольку излучение от всех спутников суммируется», - сказал Бенджамин Винкель из Института радиоастрономии Макса Планка (MPIfR), соавтор исследования, в заявлении.
«Это заставляет нас беспокоиться не только о существующих группировках, но еще больше о планируемых, а также об отсутствии четкого регулирования, которое защищает радиоастрономические диапазоны от непреднамеренного излучения», - сказал он.
Астрономы в течение нескольких лет выражали обеспокоенность по поводу потенциального пагубного воздействия спутниковых группировок на астрономию. Сюда входят как преднамеренные радиопередачи с таких спутников, так и отраженный солнечный свет, который может мешать оптическим наблюдениям.
В январе Национальный научный фонд США (NSF), который финансирует несколько оптических и радиоастрономических обсерваторий, объявил о заключении соглашения о координации с SpaceX для смягчения воздействия спутников Starlink на астрономию. Это связано с попытками уменьшить яркость спутников Starlink по меньшей мере до 7 звездной величины, а также с согласием не передавать данные при прохождении над крупными радиообсерваториями.
Во время заседания Американского астрономического общества 5 июня представители NSF заявили, что аналогичное соглашение о координации было достигнуто с OneWeb, более подробная информация будет опубликована в ближайшем будущем.
Астрономы, участвующие в этом исследовании, заявили, что они надеются, что обнаружение электромагнитных помех, создаваемых спутниками Starlink, побудит других операторов предпринять шаги по снижению аналогичных выбросов со своих спутников.
«Мы считаем, что раннее распознавание этой ситуации дает астрономии и крупным операторам созвездий возможность совместно работать над техническими мерами по смягчению последствий параллельно с необходимыми обсуждениями для разработки подходящих правил», - сказал Дьюла Йожа из MPIfR и Университета Родса в Южной Африке.
Автор Джастин Дэвенпорт, 3 июля 2023 года
Первоисточник
Falcon 9 стоит на SLC-4E на базе космических сил Ванденберг. Автор: Джек Бейер для NSF
В настоящее время на неделю со 2 по 9 июля запланировано три запуска. Первый из них состоится в среду, 5 июля, когда европейская ракета совершит свой 117-й и последний полет. Позже на этой неделе SpaceX планирует два полета Falcon 9 с полезной нагрузкой Starlink в пятницу, 7 июля, и воскресенье, 9 июля. Эти полеты станут 98-й, 99-й и 100-й попытками орбитального запуска в 2023 году.
Полет Arianespace VA261 является последним запуском Ariane 5 после легендарной карьеры, которая включала многочисленные запуски двух спутников связи, зондов Rosetta, BepiColombo и Juice в Солнечную систему, грузовые полеты ATV на МКС и запуск космического телескопа Джеймса Уэбба.
VA261 будет нести спутники Syracuse 4B и Heinrich Hertz, в то время как миссия Starlink 5-13 из Ванденберга SFB, Калифорния, должна стать одним из последних полетов с использованием спутников Starlink версии v1.5, прежде чем v2 Mini займет свое место во всех запусках Falcon 9 Starlink.
Следующим полетом Starlink после 5-13 будет запуск мини-спутников версии v2 на борту Starlink 6-5 со станции космических сил на мысе Канаверал. Последний запланированный запуск спутника версии v1.5 в настоящее время запланирован на 12 июля на борту Starlink 5-15, также из Флориды.
Спутник Syracuse 4B во время предстартовых испытаний. (Предоставлено Thales Alenia Space)
Ariane 5 VA261 – Syracuse 4B и Генрих Герц
Лебединая песня Ariane 5, второй запуск Ariane 5 и Arianespace в этом году, запланирован на 5 июля в 22:00 UTC с ELA-3 в Куру, Французская Гвиана. Ракета, которая теперь готова после задержки с заменой пиротехнических элементов, будет выводить спутник связи Syracuse 4B французских военных и спутник Heinrich Hertz немецкой DLR. Оба спутника выйдут на геопереходную орбиту.
Спутник Syracuse 4B, созданный Thales Alenia Space и Airbus Defence and Space, является новейшим спутником связи, предназначенным для французских вооруженных сил. 3850-килограммовый спутник оснащен системами связи военного класса Ka-диапазона и X-диапазона и устойчив к кибератакам, атакам электромагнитными импульсами и помехам.
Спутник Heinrich Hertz, также известный как H2 Sat, был построен консорциумом во главе с OHB-System AG по контракту с немецким космическим агентством DLR и финансировался Федеральным министерством экономики и технологий Германии. 3450-килограммовый спутник, основанный на небольшой геостационарной спутниковой платформе OHB, предназначен для тестирования новых коммуникационных технологий и предоставления телекоммуникационных услуг для немецкого бундесвера (вооруженные силы).
Первый запуск Ariane 5 состоялся в 1996 году, хотя он не удался из-за компьютерной ошибки. Полетом VA261 Ariane 5 завершит свою карьеру после 27 лет полетов, включая 25 лет успешных оперативных миссий после его злополучного первого полета и частично успешного второго полета в 1997 году.
Falcon 9 выводит на орбиту полезную нагрузку в виде спутников Starlink. (Мак Кроуфорд для NSF / L2)
Falcon 9 – Starlink Group 5-13
Запуск миссии Starlink 5-13 запланирован с SLC-4E на базе Space Force Ванденберг, Калифорния, в пятницу, 7 июля, в 12:30 по Гринвичу (19: 30 UTC). Ракета-носитель для выполнения этой миссии пока не разглашается. Этот полет начнется во второй половине 2023 года для SpaceX и станет 43-м запуском Falcon 9 — и 45-м орбитальным запуском в целом, не считая летных испытаний Starship — для SpaceX в 2023 году.
Starlink 5-13 выведет на орбиту около 50 спутников и станет предпоследним полетом Falcon 9 со спутниками в оболочку 5. Спутники будут выведены на начальную орбиту высотой 229 на 339 километров с наклоном 43 градуса, в то время как ракета-носитель настроена на посадку на беспилотную морскую посадочную платформу «Конечно, я все еще люблю тебя» в Тихом океане.
В ближайшие месяцы спутники будут перемещены на рабочую круговую низкую околоземную орбиту высотой 530 км. Хотя эти спутники являются космическими аппаратами Starlink версии v1.5, они запускаются как часть группировки системы второго поколения. Созвездие Starlink первого поколения, состоящее из спутников версий v1.0 и v1.5, заполнило первую и четвертую оболочки и в основном заполнило вторую и третью оболочки.
Вид набора из 21 мини-спутника Starlink v2 перед тем, как они будут заключены в обтекатель. (Фото: SpaceX)
Falcon 9 – Starlink Group 6-5
Запуск Starlink 6-5 запланирован с SLC-40 на базе Space Force на мысе Канаверал во Флориде в воскресенье, 9 июля, чтобы завершить неделю. Запуск запланирован на 3:46 утра по восточному времени (07: 46 UTC), и этот полет станет 44—м запуском Falcon 9 - и 46-м орбитальным запуском SpaceX в целом — в 2023 году.
Starlink 6-5 выведет около 20 мини-спутников v2 на начальную орбиту 298 на 340 километров с наклоном 43 градуса, в то время как ракета-носитель приземлится на «Просто прочитайте инструкции» в Атлантике. Ракета-носитель для этой миссии пока не известна. После запуска спутники в ближайшие месяцы будут перемещены в их рабочее местоположение, которое представляет собой 530-километровую круговую низкую околоземную орбиту.
Планируется, что все будущие запуски Falcon 9 Starlink после этого месяца будут с мини-спутниками v2, чтобы добиться дальнейшего прогресса в заполнении группировки второго поколения, пока продолжается работа по подготовке Starship к будущим полетам и производству полноразмерных спутников v2.
Изображение художника о спутниках Starlink v2, запускаемых со Starship. (Фото: SpaceX)
Масса мини-спутников версии v2 составляет около 800 килограммов каждый, в отличие от примерно 307 килограммов на спутник версии v1.5. Это означает, что каждый запуск Falcon 9 может содержать меньше спутников, чем при запусках спутников первого поколения. Однако v2 Mini может обеспечить пропускную способность, в четыре раза превышающую пропускную способность более ранних спутников версии v1.0 и версии v1.5, благодаря более мощной фазированной антенной решетке.
Кроме того, v2 Mini также использует E-диапазон для обратной связи и оснащен новыми двигателями с эффектом Холла, работающими на аргоне, которые генерируют большую тягу и удельный импульс, чем двигатели с эффектом Холла предыдущего поколения, работающие на криптоне. Двигатели с эффектом Холла - это ионные двигатели, которые используют электрическое поле для ускорения топлива.
SpaceX получила разрешение на запуск до 7500 спутников для своего созвездия Starlink второго поколения. Как только Starship станет достаточно зрелым для запуска спутников, ожидается, что полноразмерные спутники Starlink v2, массой примерно 1200 кг каждый и имеющие на порядок большую пропускную способность, чем первое поколение, будут запущены в большом количестве.
Спустя почти три десятилетия работы ракета Ariane 5 подходит к концу своего пути.
ЭРИК БЕРГЕР - 03.07.2013, 17:22
Первоисточник:
Ariane 5 с 1996 года является рабочей лошадкой Европейского космического агентства.ЕКА / Arianespace
Ракета Ariane 5 отработала долгий срок - почти три десятилетия она запускала спутники и космические аппараты. За это время культовая ракета с центральной ступенью, работающей на жидком водороде, и твердотопливными ракетными ускорителями стала символом гарантированного доступа Европы в космос.
Но теперь жизнь Ariane 5 подходит к концу. Сегодня вечером последняя ракета Ariane 5 стартует с космодрома Куру во Французской Гвиане, выводя на геостационарную орбиту французский военный спутник связи и немецкий спутник связи. 90-минутное окно запуска откроется в 17:30 вечера по восточному времени (21:30 UTC). Запуск будет транслироваться по ESA TV.
И что после этого? Европейское космическое агентство сталкивается с некоторыми сложными вопросами.
История
Ракета Ariane 5 дебютировала в июне 1996 года с неудачным запуском, а ее второй запуск годом позже также был частичным провалом. Но после этого ракета добилась похвального успеха в 116 попытках запуска в общей пусковой программе. На протяжении большей части своей истории ракета была настоящей «рабочей лошадкой», запускавшей десятки коммерческих спутников в геостационарное пространство и обеспечивавшей странам Европы доставку полезных грузов для национальной безопасности на орбиту.
Ракета также выполнила ряд важных космических научных миссий, включая космические аппараты Rosetta, Herschel, Planck, BepiColombo и JUICE. Возможно, самый заметный запуск ракеты состоялся в декабре 2021 года, когда она вывела космический телескоп Джеймса Уэбба для НАСА на очень точную орбиту.
Поскольку Webb не нужно было расходовать какое-либо бортовое топливо для коррекции орбиты, НАСА смогло удвоить расчетный срок службы миссии. Системный инженер НАСА Майк Мензел сказал, что анализ агентства показал, что топлива на борту Webb хватит на 20 лет жизни, по сравнению с первоначальной оценкой в 10 лет.
Взгляд в будущее
Это сладкая часть истории ракеты Ariane 5. Горькая часть наступает, когда Европа смотрит в будущее. Почти десять лет назад космические лидеры континента признали, что Ariane 5 не особенно конкурентоспособна по цене с более новыми ракетами, в частности с ракетой-носителем Falcon 9 от SpaceX. Поэтому они решили разработать ракету-носитель следующего поколения Ariane 6, чтобы она была более конкурентоспособной по цене.
Эта новая ракета была в значительной степени модернизацией Ariane 5, включая обновленную конструкцию твердотопливного ракетного ускорителя и его маршевого двигателя Vulcain. Европейские космические чиновники заявили, что ракета Ariane 6 будет готова к своему дебютному полету в 2020 году.
К сожалению, по состоянию на июль 2023 года ясно, что ракета Ariane 6 не полетит раньше следующего года и, вероятно, не раньше, по крайней мере, лета 2024 года. Недавно на Парижском авиасалоне официальные лица Arianespace и других европейских организаций отказались сообщить новую предполагаемую дату дебютного запуска. Предстоит проделать еще много работы, включая дополнительные испытания верхней ступени ракеты с прожигом двигателя, квалификационные тесты программного обеспечения для полета и сборку ракеты на стартовой площадке.
Последствия в реальном мире
Эти задержки не идут на пользу европейской пусковой индустрии. Напомним, континент разработал ракету Ariane 6, чтобы конкурировать с Falcon 9. Теперь, из-за продолжающихся задержек, Европейскому космическому агентству приходится переносить некоторые из своих наиболее ценных миссий на ракету SpaceX Falcon 9.
Например, в субботу Европа запустила свой дорогостоящий космический телескоп Euclid на ракете Falcon 9, потому что действующая ракета Ariane 6 не будет доступна для полета по крайней мере до 2025 года.
Задержки с запуском Ariane 6 также побудили Европейское космическое агентство согласиться на запуск своего зонда Hera asteroid на Falcon 9 с мыса Канаверал в 2024 году. А генеральный директор космического агентства Йозеф Ашбахер заявил, что научный спутник Земли EarthCARE также придется запускать на SpaceX Falcon 9 из-за проблем с европейской ракетой Vega C.
В некоторых недавних комментариях Ашбахер признал, что Европа значительно отстает от SpaceX по возможностям запуска.
«SpaceX, несомненно, изменила парадигму рынка пусковых установок, какой мы ее знаем», - писал он в мае. «Благодаря надежной работе Falcon 9 и захватывающим перспективам Starship SpaceX продолжает полностью пересматривать мировой доступ к космосу, по мере продвижения раздвигая границы возможного. После успеха Starship выведет полезную нагрузку весом около 100 тонн на низкую околоземную орбиту при одновременном снижении стоимости запуска в 10 раз. Falcon 9 планирует запустить 100 раз в 2023 году. Европа, с другой стороны, сегодня переживает острый кризис с пусковыми установками».
Так что, когда последний Ariane 5 отправляется в полет, Европа плывет в тумане неопределенности, пока Ariane 6 не сможет, наконец, стартовать.
ЭРИК БЕРГЕР - старший космический редактор Ars Technica, освещающий все - от астрономии до частного космоса и шаткой политики НАСА, и автор книги "Старт" о расцвете SpaceX. Эрик, дипломированный метеоролог, живет в Хьюстоне.
Пару слов от себя:
Очередной текст о "китайской угрозе" в космосе. Обычная лицемерная подача. И мутный текст.
- Коммунисты Китая плохие - они реализуют комплексную программу военно-гражданского освоения космоса, где задачи военного и гражданского применения тесно связаны и служат одной цели.
- Китайцы хотят обязующие договоры об ограничения выведения оружия в космос. Вместо того что-бы "следовать правилам".
- "Правила поведения" должны устанавливать конечно западоиды. А китайцам и прочим нельзя.
- Надо подкупать китайских спецов по космонавтике и втягивать в гражданские проекты для влияния на Китай.
- Плохо скрытое раздражение и сожаление, что "полное доминирование" пока не получается. Но очень хочется. "Пробковый шлем" колонизатора никак не снимут...
Джек Шарп, Фотиос Мустакис, Маркос Тричасс и Дамиан Террилл
Понедельник, 3 июля 2023 г.
Первоисточник
Несмотря на относительно недавнее начало космической деятельности, Китайская Народная Республика (КНР) добивается все больших успехов в запуске спутников и стала единственной страной, успешно запустившей космический аппарат на обратную сторону Луны (Jones, 2021). Эти достижения укрепили репутацию КНР как космической державы. Выступая в 2021 году, президент Си Цзиньпин заявил: «исследовать бескрайний космос, развивать космическую индустрию и превратить Китай в космическую державу - наша вечная мечта» (Космическая программа Китая: перспектива на 2021 год, 2022). Далее Президент Си подчеркивает центральную роль космоса в культуре КНР и объясняет, почему в нее все больше вкладываются социальные и экономические инвестиции. Космическая программа КНР отражает веру в то, что космос - это возможность для развития человеческой расы, веру, которую, несомненно, разделяют другие нации (Космическая программа Китая: перспектива на 2021 год, 2022 год). Белая книга провозглашает устремления CNSA на следующие пять лет и указывает на его готовность сотрудничать с мировым сообществом во многих областях.
Космическая программа КНР решительно заявляет о своих среднесрочных устремлениях, сосредоточенных на ее основной миссии и поставленных целях. Это анализ пробелов, в котором сочетаются наука, культура и искусство, чтобы донести стратегию ее продвижения в космосе. Китай извлекает выгоду из международной системы, основанной на правилах, для процветания и теперь стремится пересмотреть эти правила, чтобы использовать дополнительные преимущества. Великобритания и Запад должны признать растущую мощь и влияние не только КНР, но и Индо-Тихоокеанского региона. КНР бросит вызов современной гегемонии США в космическом пространстве.
Что делает космическая программа КНР?
CNSA, китайский эквивалент NASA, подготовило «Космическую программу Китая: перспектива на 2021 год». CNSA - гражданская организация, которая занимается международным участием, но не играет никакой роли в военной космической программе КНР; военной программой руководит Народно-освободительная армия (НОАК). Следовательно, в белой книге не упоминается ни о каких военных программах. Было бы разумно подчеркнуть, что Коммунистическая партия Китая (КПК) проводит агрессивную стратегию военно-гражданского слияния (MCF) (Государственный департамент США, 2020). Стратегия КПК по оптимизации военного и гражданского партнерства опровергает двуличие в любой деятельности, осуществляемой от имени КНР.
Стратегия КПК по оптимизации военного и гражданского партнерства опровергает двуличие в любой деятельности, осуществляемой от имени КНР.
Несмотря на то, что она не дает полной картины, программа CNSA достойна восхищения. Хотя ситуации не идентичны, Израиль значительно выиграл от своего военно-гражданского слияния и стал технической сверхдержавой с одной из самых высоких концентраций начинающих компаний на душу населения ( «Просеянный», 2022). КНР продолжает использовать средства стратегического сдерживания и неохотно публично обсуждает свою военно-космическую программу, что негативно влияет на глобальную стабильность (Министерство обороны США, 2022).
В белой книге подчеркивается, что космическая сфера имеет важное значение для безопасности и национальных интересов КНР. Использование космических возможностей для сбора разведданных и C5ISRT (командование, контроль, связь, компьютеры, киберразведка, наблюдение, рекогносцировка и целеуказание) является центральной задачей Сил стратегической поддержки НОАК (SSF) (Costello & McReynolds, 2019). Более того, после Первой войны в Персидском заливе космос стал критически важной сферой для военных. Понятно, что КНР ищет возможности ограничить свободу действий США в космосе. КНР не только будет конкурировать за относительно ограниченный ресурс, который становится все более перегруженным и оспариваемым, но это также может угрожать господству США в космической сфере. В случае конфликта в космосе наиболее значительные потери понесет национальное государство, наиболее сильно зависящее от того, что предлагает космос; в данном случае это США.
Китай надеется укрепить свой контроль над Индо-Тихоокеанским регионом (ближним зарубежьем) и ограничить способность США свободно действовать в этом регионе (Чжоу, 2022). Военно-морской флот Народно-освободительной армии Китая (ПЛАН) отвечает за защиту и обеспечение безопасности важнейших маршрутов снабжения через Индо-Тихоокеанский регион. Растущее присутствие военных Китая и региональная агрессия в сочетании со все более напористой политикой представляют собой продолжающуюся попытку отговорить Запад от эскалации региональной конкуренции до кризиса или конфликта при сохранении норм, благоприятствующих агрессивному принятию решений КНР.
Космические ресурсы облегчают региональный контроль в обширных географических районах благодаря ситуационной осведомленности (SA). Эта SA позволит КНР отслеживать и, в конечном счете, оказывать давление на своих противников и региональных конкурентов. Расширенная SA также поддержит информационное доминирование НОАК и средства ведения информационной войны. Скоординированное использование космоса, кибернетики и радиоэлектронной борьбы в качестве стратегического оружия позволит НОАК «парализовать операционную систему систем противника» и «саботировать систему военного командования противника» (Costello & McReynolds, 2019) на начальных стадиях конфликта, защищая при этом свою собственную (Xiaosong, 2013). НОАК выстраивает планирование своей кампании не только вокруг защиты своей критически важной инфраструктуры, но и затруднения своим противникам в доступе к их наиболее важным объектам управления. Сильная зависимость Соединенных Штатов от возможностей космического базирования делает их космические платформы мишенью для разрушения, деградации и отрицания. Эти действия будут нетипично эффективными для ограничения способности США действовать в Индо-Тихоокеанском регионе, где их морские линии связи (SLoC) уже сравнительно растянуты.
КНР также проводит операции в «серой зоне» для достижения целей безопасности, не доводя соперничество до конфликта. Примером могут служить морские субъекты КНР и дальневосточные рыболовные флоты (DWF), которые расширили географическую принадлежность КНР (Houlden, Romaniuk, & Hong, 2021). Наблюдение за Землей из космоса позволило КНР определить потенциальные острова, которые DWF мог бы ратифицировать, прежде чем претендовать на них. Тогда КНР сможет заявить права на экономическую зону отчуждения, оспаривающую интересы региональных участников, регулировать морское судоходство и устанавливать юридические права на суверенитет (Конвенция ООН по морскому праву (ЮНКЛОС) 1994 года). Космическая мощь - это такой же политический инструмент, как и военный.
Как предполагает концепция MCF, гражданский и коммерческий секторы будут усиливать любые военные усилия.
Запад не наращивает свои возможности так быстро, как КНР, поскольку ему не хватает катализируемой экосистемы.
Космическая программа также указывает на стремление КНР к глобальному консенсусу по управлению космическим пространством и его использованию в мирных целях. Мирное космическое пространство не исключает его использования в целях безопасности; однако это указывает на то, что КНР надеется сохранить существующие космические нормы в отношении милитаризации космоса и размещения оружия. Это фундаментально подрывает позиции США и не позволяет признать, что, несмотря на стремление к мирному космосу, эти противники развивают противоспутниковые возможности (ASAT) (Национальный центр воздушной и космической разведки, 2018). КНР может представить дело так, что США дестабилизируют космос как мирную сферу из-за своего нежелания придерживаться таких договоров, как «Предотвращение гонки вооружений в космическом пространстве» (PAROS) и «Предотвращение размещения оружия в космическом пространстве» (PPWT), в частности, статьи I «Угроза силой или ее применение в отношении космических объектов».
CNSA публикует новую космическую программу каждые пять лет, но не предоставляет более точных сроков. Космическая программа CNSA ссылается на цели Организации Объединенных Наций и Азиатско-Тихоокеанской организации космического сотрудничества (APSCO) на период до 2030 года, указывая на целостный подход к освоению космоса, на основе которого она выстраивает свои этапы продвижения.
Что космическая программа CNSA означает для Великобритании?
Великобритания может извлечь уроки из способности КНР решать военные проблемы; быстро выявлять, закупать или разрабатывать; и вводить в действие новые технологии для достижения поставленных целей. Инновационное развитие должно использовать в своих интересах самые яркие умы. Как предполагает концепция MCF, гражданский и коммерческий секторы будут усиливать любые военные усилия. Запад не наращивает свои возможности так быстро, как КНР, поскольку ему не хватает катализируемой экосистемы (Бендер, 2021; Даунер, 2021). Возможно, что это вызывает проблему с «процессом», а не с людьми или технологиями, и что Великобритания могла бы извлечь выгоду из сотрудничества с КНР, чтобы понять более эффективные способы работы по ускорению предоставления возможностей. Предпочтительны исследовательские и коммерческие партнерства, а военные действия или совместные учения будут невозможны из-за геополитических последствий. Исследование, запуск и утилизация космического мусора - все это области, сотрудничество в которых будет менее спорным. Следует отметить, что любая деятельность в космосе может стать спорной, если ее использует государство. Исследование космоса может создать более эффективные двигатели и энергетические системы по мере того, как мы будем расширять наши поиски до звезд. Это может дать ответы на вопросы об инопланетной жизни и химии нашей Солнечной системы и способствовать технологическому прогрессу.
Космическая индустрия находится на этапе исторического роста. Благодаря все более дешевым вариантам производства и развертывания, а также более эффективным технологиям развертывание группировок малых спутников на низкой околоземной орбите (LEO) увеличивает число государственных и коммерческих субъектов в космосе. Количество мусора в космическом пространстве растет, и становится все труднее отслеживать создаваемые космические объекты. Утилизация и удаление мусора могли бы улучшить дистанционную робототехнику и обеспечить безопасное и устойчивое использование космоса. Статья VIII Договора по космосу устарела и касается идеи о том, что государство сохраняет право собственности на все, что оно запустило в космическое пространство, независимо от того, контролирует оно это или нет (UNOOSA, 2021). Хотя это может быть полезно для привлечения к ответственности космических субъектов, это не способствует поддержанию устойчивости в космическом пространстве. Для обеспечения того, чтобы все космические субъекты несли ответственность за устойчивое космическое пространство, должно быть разработано поддерживающее законодательство по космическому мусору. Одним из вариантов является расширение существующих руководящих принципов UNOOSA по долгосрочной устойчивости космического пространства, с тем чтобы они стали правовой основой международного права. Несмотря на это, правовая база, регулирующая космическое пространство, нуждается в обновлении.
Усовершенствованные технологии запуска сделают космос более доступным и помогут развивать глобальную инфраструктуру. Технологии запуска аналогичны и синергичны с освоением космоса, инфраструктурой и коммерциализацией космоса (Troutman et al., 2002). Снижение затрат на запуск увеличит объем материалов, доставляемых в космос, и проложит путь для новой инфраструктуры. Инфраструктура космического базирования может революционизировать нашу способность вести деятельность в космическом пространстве и будет экономически необходима, если количество платформ в космосе продолжит расти. Структуры и сооружения, которые позволяют функционировать и развиваться космическому обществу, будут зависеть от средств запуска материалов в космос. Для обеспечения успеха необходимо разработать адекватную политику и правовые рамки (Зубко, 2019). Великобритания может играть более активную роль в управлении гражданской космической инфраструктурой и производстве.
Хотя в сферу охвата этой статьи не входит вепонизация космоса, а не его милитаризация, она могла бы стать областью для дальнейших исследований. Отношения между «элитным» космическим сообществом, нормализация размещения оружия в космосе, а также космическая охрана и управление являются областями интереса. Космос может и должен оставаться доступным для управления системами оружия (слежения и наведения на цель). Спутники слежения, наведения на цель и мониторинга рассеивают «туман войны» и снижают вероятность сопутствующего ущерба. Надежное управление космосом установит приемлемые нормы поведения и станет средством, с помощью которого страны смогут решать проблемы путем сотрудничества и переговоров или искать поддержки у избранного исполнительного комитета. Уменьшая правовую двусмысленность и устанавливая порядок, основанный на правилах, в космической сфере, космические субъекты столкнутся с юридическими или политическими последствиями на Земле.
Подобно тому, как авиация и радары изменили наблюдение за морем, космические средства стали столь же драматичным событием для наблюдения за Землей. Самолеты произвели революцию в наблюдении за океаном, расширив зону видимости судна и, в некотором смысле, превратившись в «наблюдательную блокаду» (сдерживание потенциальным обнаружением). Последующее развитие радаров позволило получать информацию о обширной территории практически в режиме реального времени, что значительно улучшило осведомленность о ситуации в локальной области (Friedman, 2009). Космические средства позволяют вести наблюдение за обширными районами земного шара, тем самым сдерживая и разрушая любую скрытую деятельность. Запад и КНР используют эти возможности для облегчения понимания действий как дружественных, так и вражеских сил практически в режиме реального времени. Что касается ближнего зарубежья КНР, этот SA позволит Китаю использовать свое географическое преимущество перед Западом за счет улучшения разведывательной картины и сокращения цикла OODA (наблюдать, ориентироваться, решать, действовать). Эта более полная разведывательная картина позволит КНР влиять на критические региональные зависимости Запада, такие как SLOC, порты и логистические узлы, и планировать их подавление. Более короткий цикл ООДА дает оперативное преимущество, поскольку силы находятся там, где они необходимы раньше для достижения эффекта.
Развитие возможностей получения изображений и технического наблюдения означает, что Запад должен привыкнуть действовать открыто или иметь надежные средства обмана и направления усилий НОАК по подрыву региональной активности. Это важнейшее военное соображение, и любые действия в Индо-Тихоокеанском регионе приведут к усложнению командования, контроля и материально-технического обеспечения. Также важно отметить, что подводные лодки исторически являются скрытыми средствами ведения войны. Противолодочная война (ASW) обеспечивается спутниковыми возможностями посредством акустического, неакустического, химического и теплового слежения и демонстрирует, что ранее скрытые действия вскрываются противниками («Обнаружение и мониторинг подводных лодок», 2021; Фридман, 2000).
Уменьшая правовую двусмысленность и устанавливая порядок, основанный на правилах, в космической сфере, космические субъекты столкнутся с юридическими или политическими последствиями на Земле.
Генерал Джон Дж. Першинг, командующий американскими экспедиционными силами на Западном фронте во время Первой мировой войны, заявил, что «пехота выигрывает сражения, логистика выигрывает войны» (Lee, 2017). Логистическое преимущество в значительной степени на стороне КНР из-за географии и регионального геополитического влияния. Чтобы обеспечить потенциал регионального военного успеха Запада, это должно быть смягчено. Хотя космические средства не могут напрямую обеспечивать логистику, они являются средством наблюдения и обеспечивают поддержку командования, контроля и SA. Полученные из космоса данные могут помочь в принятии решений. Аналогичным образом, местоположение, маршруты, загруженность и погодные условия могут обогатить разведывательную картину. Достоверные данные могут стать индикаторами и предупреждениями или могут быть объединены, чтобы выявить ранее скрытую деятельность; ранее незамеченное действие может опровергнуть то, что стоит исследовать. Достоверное понимание региональной деятельности КНР и, следовательно, вероятных приоритетов может определить, где Запад может сосредоточить свои усилия для максимального военного и комбинированного (политического, экономического, социологического, технологического, правового и экологического) успеха. Понимание и подход, охватывающие все силы, в идеале НАТО и Запад, могут еще больше усилить потенциальный оперативный и стратегический успех. Это подчеркивает важность наличия информации и разведданных в совместимых формах, представленных с подходящей системой, которая может обрабатывать массовый ввод данных без перенасыщения, обеспечивая объединение данных и полную картину разведданных. Китайцы делают это очень хорошо, о чем свидетельствует сетецентричность и и «нтегрированность» их систем.
Космос предоставляет несколько возможностей для логистики. Одной из важных возможностей может быть использование доставки материалов через космос. Материалы, отправленные в космос или возвращенные из космоса, могут быть быстро доставлены по всему миру и уменьшить ограничения доступа, передового развертывания или поддержания доступных логистических площадок по всему миру (Wade, 2020). Независимость доступа и ресурсов даст командирам дополнительное время для принятия решений, вариантов воздействия и безопасной деятельности. Пополнение запасов может быть начато и развернуто с использованием космических аппаратов или выведено на орбиту, чтобы задержаться до развертывания в пределах своего географического присутствия в полосе орбиты. Груз может быть размещен на определенный период времени или проходить транзитом через космос, если будут поддерживаться подходящие условия для хранения. Космическое пополнение запасов может использовать преимущества свободы космоса, отвлекать внимание военных и быстро снабжать силы. Космическая логистика станет военным требованием, где важна осмотрительность. Необходимы исследования спускаемых аппаратов, транспортных средств и хранилищ в космосе.
Спутниковая система БэйДоу (BeiDou) КНР является альтернативой глобальной навигационной спутниковой системе (GNSS) GPS США. Учитывая успех своей системы БэйДоу, Китай теперь прочнее удерживает глобальную инфраструктуру. Идеология MCF КПК обеспечит КНР растущее экономическое преимущество перед другими западными GNSS (Levesque, 2021). Существует также военное преимущество, связанное с суверенной GNSS. Китай теперь может самостоятельно управлять своими службами отслеживания и наведения на цель без того, чтобы США могли лишить доступа (Макдевитт, 2020). У КНР есть видение взаимосвязанного мира: космическая инфраструктура будет играть центральную роль в реализации этого видения. Она будет конкурировать и бросать вызов другим участникам космической деятельности за преимущество на космическом рынке. Западные организации должны в равной степени конкурировать за значительную долю рынка и рассматривать растущую космическую индустрию как предпринимательскую возможность. КНР уже имеет организационное преимущество благодаря слиянию MCF и авторитарной политической системе. Уступка дальнейшего рыночного преимущества будет иметь последствия, которые не будут очевидны сразу, но могут проявиться в технологическом преимуществе КНР в будущем. Этот каскад научных, технологических и экономических преимуществ превратится в военное преимущество КНР. В дополнение к этому MCF КНР приступил к созданию промышленных зон, в которых ее оборонные предприятия закрепят окружающую технологическую экосистему. Цель состоит в том, чтобы поощрять военно-гражданскую интеграцию и инновации; это указывает на то, что рамочная программа MCF Си Цзиньпина включила требования военной и экономической мобилизации (Levesque, 2021).
Заключение
КНР - быстро развивающийся участник космической деятельности. Сравнительное продвижение создает лидерские возможности, поскольку другие менее развитые государства ищут технического и этического руководства, а также наблюдают за поведением, которое более способные государства считают приемлемым; подавая пример. Великобритания и Запад должны поощрять космическое управление и согласование участников космической деятельности совместно с КНР, чтобы сохранить свободу доступа к космосу и его преимущества для Земли. Правовые и политические рамки космоса должны созреть; союз между космическими элитами станет мощной движущей силой для этого. Хотя этим сообществам будет по-прежнему сложно достичь военных соглашений, важно установить приемлемые нормы поведения, особенно для гражданского и коммерческого секторов. Управление космосом должно поощрять предпринимательство, сохраняя при этом безопасность и мир для всех. Надзор за военной деятельностью в космосе будет оставаться неспокойным. Размещение оружия в космосе следует считать неэтичным и не поддержанным мировыми лидерами, и необходимо поощрять устойчивое поведение в космосе. В частности, лидеры должны избегать эскалации существующих норм, которые разрешают оснащение оружием космических систем. В более широком смысле следует избегать поведения, которое ставит под угрозу доступ к космосу и его возможностям.
Великобритания может стремиться к взаимодействию с людьми, процессами и технологиями. Более тесное объединение людей, подготовка, инструктаж и научные круги могут способствовать лучшему культурному пониманию и доверию. Люди могут развеять распространенные мифы и предположения, добиться лучшего понимания контекста и укрепить позитивные отношения между двумя странами или организациями, которые поддерживают сотрудничество, такими как CNSA. Академические партнерства потребуют тщательного рассмотрения. Структура MCF гарантирует, что инновации приведут к военному преимуществу. Израиль - отличный пример государства, которое извлекает выгоду из неофициального военно-гражданского слияния. Хотя Великобритания может учиться у других стран, сотрудничество с КНР принесет выгоды, которые трудно определить количественно, но, несомненно, продвинет космический сектор. Стратегия взаимодействия может наглядно продемонстрировать, что космос предназначен для мирного использования, несмотря на военные разногласия КНР и Запада. Если космические державы будут сотрудничать в проектах, которые принесут пользу человечеству, геополитическая напряженность в космосе может быть снижена. С учетом управленческих и технологических ограничений сбор и удаление космического мусора может стать такой возможностью.
Без представления о космической стратегии PLAN было бы трудно утверждать о ее влиянии на Великобританию. КНР стремится использовать свою экономику и вооруженные силы согласованно для достижения стратегических целей КПК. «Китайская мечта» Си Цзиньпина надеется, что КНР будет полностью развита и модернизирована к 2049 году, столетию со дня основания КПК (Kuhn, 2013). Стратегические цели развития позволяют стране управлять результатами, устанавливать обязательства и ориентировать достижение своих целей. КНР имеет значительное преимущество в реализации своих амбиций по сравнению с Западом. Великобритания и Запад должны выработать согласованную и совместную стратегию борьбы с КНР, на которую не будут влиять условия правления, смена власти или геополитические ситуации, несмотря на то, что происходит с КНР. Без согласованного межправительственного подхода КНР будет продолжать использовать свои преимущества и быстро расти по сравнению с Западом. В военном отношении эта стратегия должна быть сосредоточена на операциях в «серой зоне» и избегать прямого конфликта с КНР. Существует возможность проводить операции по сбору данных, которые могут получить разведданные для понимания или последующего воздействия (Шарп, 2022). Потенциальные последствия могут привести к тому, что любые военные действия, которые предпринимает КНР, могут оказаться слишком дорогостоящими и предотвратить эскалацию.
Список литературы
Информационное бюро Государственного Совета Китайской Народной Республики (2022). Космическая программа Китая: перспектива на 2021 год [Белая книга].
Хоулден Г., Романюк С., Хонг Н. (2021). Безопасность, стратегия и военная динамика в Южно-Китайском море: межнациональные перспективы. Издательство Бристольского университета.
Генеральная Ассамблея ООН (1994). Конвенция ООН по морскому праву.
Управление Организации Объединенных Наций по вопросам космического пространства (ЮНООСА) (2021). Договор о принципах, регулирующих деятельность государств по исследованию и использованию космического пространства, включая Луну и другие небесные тела. RES 2222 (XXI).
Министерство обороны США (2022). Военные разработки и разработки в области безопасности с участием Китайской Народной Республики.
Государственный департамент США (2020). Военно-гражданское слияние и Китайская Народная Республика.
Просеяно (2022). Быстро развивающаяся экосистема стартапов Израиля на четырех диаграммах.
Костелло Дж., Макрейнольдс Дж. (2019). Силы стратегической поддержки Китая: сила для новой эры.
Чжоу Дж. (2022). Соперничество великих держав как новая норма китайско-американских отношений. Издательство Springer International Publishing.
Джонс, А. (2021). 1000 дней на Луне! Китайская миссия "Чанъэ-4" на дальней стороне Луны достигает важного рубежа.
Сяосун С. (2013). Наука военной стратегии. Military Science Press, Пекин.
Управление по связям с общественностью Национального центра воздушной и космической разведки. (2018). Конкуренция в космосе.
Бендер Б. (2021). "Мы отстаем": 2022 год рассматривается как ключевой этап космической гонки с Китаем. Politico.
Даунер А. (2021). Запад отстает от Китая в следующей космической гонке. Зритель.
Траутман П., Мазанек Д., Стиллваген Ф., Антол Дж., Тимоти Р., Сарвер-Верхи Д., Чато Д., Сасильо Р., Блу Д., Кэри Д., Кризан С. (2020). Агрегирование орбит и системы космической инфраструктуры. Хэмптон, Вирджиния: Исследовательский центр НАСА.
Зубко Х. (2019). Безопасность космической инфраструктуры как курс государственной инфраструктурной политики Украины.
Фридман, Н. (2009). Сетецентрическая война: как военно-морские силы научились воевать умнее в ходе трех мировых войн. Аннаполис, Мэриленд: Издательство Военно-морского института, стр. 29.
Инициатива по ядерной угрозе. (2021). Обнаружение и мониторинг подводных лодок: инструменты и технологии с открытым исходным кодом.
Фридман Н. (2000). Морская мощь и космос: от зарождения ракетной эры к сетецентрической войне. Аннаполис: Издательство Военно-морского института, 2000.
Ли Дж. (2017). Новый командующий логистикой хвалит "сложную", "важную" работу на базе ВВС Хилл.
Уэйд, Стефани. (2020). Транспортное командование США рассматривает следующие шаги для потенциальной космической логистики: конференция ассоциаций воздушных перевозок и танкеров. 28 октября 2019. https://www.dvidshub.net/news/381986/us-transportation-comma....
Левеск Г. (2021). Интервью из журнала "Военная модернизация Китая: последствия для региональной безопасности". Интервью Джереми Рауша. Национальное бюро азиатских исследований. 21 июня.
Макдевитт, М. (2020). Китай как военно-морская держава XXI века. Издательство Военно-морского института.
Кун Р. (2013). Китайская мечта Си Цзиньпина. The New York Times.
Шарп Дж. (2022). Что означает Национальная космическая стратегия для специальных операций? Космическое обозрение.
Джек Шарп - майор Королевской морской пехоты Его Величества и кандидат политических наук в Плимутском университете. Его диссертация посвящена влиянию космоса и киберпространства на безопасность на море. В более широком смысле, он является квалифицированным лидером в области кибербезопасности и технологий, которому комфортно работать и привлекать к работе на уровне CxO.
Доктор Фотиос Мустакис - адъюнкт-профессор стратегических исследований и директор Центра морской мощи и стратегии Плимутского университета. Кроме того, он занимает должность менеджера программы магистратуры в программе магистратуры по прикладной стратегии и международной безопасности в Греческом национальном колледже обороны.
Доктор Маркос Тричасс - глава британских национальных космических программ "Только для глаз" в Airbus Defence and Space и научный сотрудник Плимутского университета. До прихода в Airbus он работал в CFA Гарварда / CXC НАСА, STFC RAL и Имперском колледже Лондона. Он защитил докторскую диссертацию по астрофизике в Имперском колледже Лондона.
Дэмиан Террилл - советник по специальным проектам Airbus Defence and Space. Дэмиан имеет опыт работы в области поведенческих наук. Его исследования сосредоточены на роли космических технологий в обороне и многодоменных угрозах технологическим активам.
■ Сегодня последний старт Ariane 5 с военными спутниками.
■ Орбиту МКС скорректировали для старта "Союз МС-24".
Люди на орбите сегодня
■ В Бока-Чика заливают бетоном стартовый стол Starship. К осени будет готов.
■ На Марсек вышел на связь вертолет Ingenuity. Неожиданно. Еще полетает.
Люди на орбите сегодня
Автор Алехандро Алькантарилья Ромера, 1 июля 2023 года
Первоисточник
Запуск Falcon 9 и Euclid с космического стартового комплекса 40. Автор: Джулия Бержерон из NSF
SpaceX запустила свою 45-ю миссию в этом году с телескопом Euclid Европейского космического агентства (ЕКА). Старт состоялся в субботу, 1 июля, в 11:12 по восточному времени (15:12 UTC) с космического стартового комплекса 40 (SLC-40) во Флориде.
Euclid ЕКА будет наблюдать за значительной частью неба и глубоко проникнет в прошлое Вселенной, чтобы понять распределение и природу темной материи и темной энергии. Проект Euclid является миссией среднего класса в рамках научной программы агентства Cosmic Vision и имеет общую стоимость 1,4 миллиарда евро.
Информация о запуске
Строительством телескопа руководила компания Thales Alenia Space, которая объединила компоненты телескопа от более чем 80 различных компаний по всей Европе. Среди них были крупные аэрокосмические компании, такие как Airbus Defence and Space, Beyond Gravity и OHB. После сборки и предстартовых испытаний космический аппарат был перевезен по морю во Флориду, куда он прибыл 30 апреля.
Последние два месяца телескоп находился на объекте обработки полезной нагрузки Astrotech в Тайтусвилле, где он прошел окончательную проверку и заправку топливом перед запуском. Космический аппарат, помещенный в обтекатель полезной нагрузки Falcon 9, был доставлен на стартовую площадку в ночь на 28 июня для интеграции с ракетой.
В день запуска Falcon 9 следовал традиционной 35-минутной автоматической последовательности загрузки топлива, кульминацией которой стало включение девяти двигателей Merlin 1D на первой ступени, после чего последовал старт. Эти двигатели работали до отметки T + 2 минуты и 37 секунд, когда все они выключились, причем первая и вторая ступени разделились тремя секундами позже.
Первая ступень для этой миссии, B1080, стартовала во второй раз, ранее поддержав запуск Axiom-2. После отделения ступени ступень приземлилась на беспилотную посадочную платформу SpaceX A Shortfall Of Gravitas, которая находится на расстоянии 691 километра ниже от точки старта.
Через восемь секунд после отделения ступени вакуумный двигатель Merlin 1D (MVacD) на второй ступени включился на пять минут и 15 секунд, чтобы вывести Euclid на предварительную низкую околоземную парковочную орбиту. Примерно через 42 секунды после первого срабатывания MVacD половинки обтекателя, защищающего космический аппарат, отделились, открыв его космосу.
Для этой миссии половинки обтекателя совершенно новые и прошли специальную обработку чтобы избежать загрязнения тонких инструментов телескопа. Они попытаются совершить приводнение на расстоянии примерно 820 километров от места старта, где их заберет многоцелевое спасательное судно Doug компании SpaceX.
После примерно девятиминутной фазы свободного полета двигатель MVacD на второй ступени снова включился на 78 секунд, чтобы вывести Euclid на переходную орбиту, которая приведет телескоп к точке Лагранжа Солнце-Земля 2 (L2). Euclid отделился от второй ступени Falcon 9 примерно через 22,5 минуты после окончания этого маневра.
Ожидается, что Euclid прибудет в точку L2 примерно через четыре недели после запуска и проведет несколько недель, проверяя свои системы, прежде чем начать исследование. Ожидается, что начало кампании по сбору научных данных произойдет в течение 3 месяцев после запуска.
Первоначально планировалось запустить Euclid на ракете «Союз» из Французской Гвианы, но в результате российского вторжения в Украину ЕКА решило сменить пусковые установки. Несколькими месяцами позже началось обширное шестимесячное исследование совместимости Euclid с интерфейсами Falcon 9 и средой запуска.
Результаты этого исследования были положительными, и было установлено, что Falcon 9 была единственной ракетой, которая могла уложиться в самые ранние сроки запуска при наименьших затратах без какой-либо серьезной модификации телескопа.
Телескоп Euclid: инфракрасный наблюдатель
Euclid собирается отобразить 36% неба в течение своей основной миссии, которая в настоящее время, как ожидается, продлится шесть лет. Это исследование будет выполнено с использованием двух приборов: спектрометра и фотометра ближнего инфракрасного диапазона (NISP) и прибора видимого диапазона (VIS).
NISP представляет собой 64-мегапиксельную матрицу из 16 датчиков ближнего инфракрасного диапазона. Прибор чувствителен к электромагнитным волнам с длиной волны от 900 до 2000 нанометров, которые соответствуют ближней инфракрасной части электромагнитного спектра.
Прибор Euclid NISP перед тем, как его завернут в изолирующую фольгу и установят в телескоп. (Фото: команда NISP / LAM)
Благодаря трем различным фотометрическим фильтрам он может получать изображения в трех разных диапазонах длин волн. Фильтр NISP-Y обеспечивает изображения на длинах волн от 920 до 1146 нанометров, фильтр NISP-J обеспечивает изображения на длинах волн от 1146 до 1372 нанометров, а фильтр NISP-H обеспечивает изображения на длинах волн от 1372 до 2000 нанометров. NISP также может выполнять безщелевую спектроскопию в диапазоне длин волн от 1100 до 2000 нанометров.
С другой стороны, VIS - это камера визуального изображения с разрешением 609 мегапикселей, состоящая из 36 датчиков с зарядовой связью (CCD), которые будут получать четкие изображения в диапазоне длин волн от 550 до 900 нанометров.
И NISP, и VIS являются широкопольными приборами, что означает, что они видят большую часть неба в каждый момент. Угловой размер каждого поля изображения составляет около 0,5 квадратных градусов – примерно в 2,5 раза больше размера полной Луны.
В течение своей шестилетней основной миссии Euclid сделает несколько снимков 40 000 таких полей, которые в совокупности покроют 15 000 квадратных градусов неба. Это ключевое отличие Euclid от других инфракрасных космических телескопов, таких как космический телескоп Джеймса Уэбба (JWST).
Хотя зеркало Euclid имеет диаметр 1,2 метра, что намного меньше основного зеркала JWST диаметром 6,5 метра, его широкое поле зрения позволит ему охватывать гораздо большую часть неба. Потребовались бы несколько сотен лет, чтобы обследовать ту же область неба, которую Euclid собирается наблюдать всего за шесть лет.
Инфографика ЕКА, показывающая участки неба, которые будет наблюдать Euclid (предоставлено ЕКА)
Эти поля наблюдения будут расположены в тех частях неба, где пыль из Солнечной системы и звезды, газ и пыль из нашей собственной галактики встречаются реже или отсутствуют вообще. Это сделано для того, чтобы собрать как можно больше достоверных данных из далеких галактик.
Чтобы датчики ближнего инфракрасного диапазона Euclid могли обнаруживать свет далеких галактик, почти двухтонный космический телескоп должен работать в точке L2, где источники света от Солнца, Земли и Луны находятся в одном направлении.
Телескоп оснащен солнцезащитным козырьком, который защищает зеркальный узел и приборы от этих источников инфракрасного излучения и охлаждает их примерно до 90 Кельвинов. Этот экран также оснащен солнечной панелью, которая обеспечивает компьютеры и приборы Euclid мощностью 1,8 киловатт.
Его основная конструкция выполнена из карбида кремния, в состав которого входят керамические и металлические материалы. Свойства керамики позволяют ему быть жестким в широком диапазоне температур, в то время как свойства металла позволяют ему равномерно отводить тепло и поддерживать одинаковую температуру по всей конструкции.
Euclid во время тестирования электромагнитных помех во Франции. На снимке показаны солнцезащитный экран и солнечная панель, которые защищают телескоп от близлежащих источников инфракрасного излучения, таких как Солнце, Земля и Луна. (Фото: ЕКА / М.Педуссо)
Космический аппарат имеет высоту 4,7 метра и диаметр 3,7 метра, хорошо вписываясь в обтекатель полезной нагрузки Falcon 9. Ожидается, что его масса при запуске составит около 1921 килограмма, что сделает его самой тяжелой полезной нагрузкой, которую ракета когда-либо запускала за пределы околоземной орбиты.
Технические возможности Euclid остались бы неиспользованными без надлежащего хранения и анализа данных. С этой целью Консорциум компаний и агентств Euclid создал наземный сегмент Euclid Science Ground, который будет хранить, обрабатывать и анализировать данные, собранные телескопом.
Для каждого поля наблюдения Euclid получит шесть визуальных изображений, 12 изображений в ближнем инфракрасном диапазоне и четыре спектральных экспозиции. Это означает, что потребуется около 5 гигабайт необработанных данных на каждое поле. Это означает, что ожидается, что за время выполнения основной миссии Euclid будет получено около 200 терабайт необработанных данных.
Цель Euclid: исследование темной Вселенной
Основная цель миссии Euclid - ответить на пять основных вопросов космологии: какова структура и история космической паутины? Какова природа темной материи? Как изменилось расширение Вселенной с течением времени? Какова природа темной энергии? Является ли наше понимание гравитации полным?
Лучшая модель ученых, объясняющая начало Вселенной и ее состав, широко известна как лямбда-модель холодной темной материи, также известная как ΛCDM или Лямбда-CDM.
Эта модель сочетает в себе существование двух сущностей, темной материи и темной энергии — наряду с обычной материей и излучением, которые мы видим и можем непосредственно обнаружить, — чтобы наилучшим образом соответствовать имеющимся в настоящее время у человечества данным об эволюции Вселенной.
Инфографика ЕКА, описывающая количество темной материи и темной энергии во Вселенной в соответствии с космологической моделью Lamda-CDM. (Предоставлено ЕКА)
Хотя текущие наблюдения подтверждают эту модель, она не объясняет природу темной материи и темной энергии. Миссия Euclid могла бы предоставить достаточно данных, чтобы охарактеризовать эти две сущности.
Согласно Lambda-CDM, темная материя характеризуется тем, что является типом материи, которая взаимодействует только через гравитацию и, следовательно, неспособна излучать или поглощать какой-либо свет. По этой причине ее существование и распределение должны быть выведены косвенно из ее влияния на структуру Вселенной.
Некоторые из эффектов, которые ученые Euclid стремятся наблюдать, - это барионные акустические колебания (BAO) и слабое гравитационное линзирование галактик.
Согласно Лямбда-CDM, вселенная содержала однородную смесь фотонов, электронов, нейтрино, барионной материи и темной материи в течение первых 370 000 лет своей жизни. Барионная материя - это то, что составляет большую часть материи, которую мы обычно привыкли видеть и с которой взаимодействуем.
На том этапе жизни Вселенной смесь была настолько горячей, что фотоны и электроны постоянно взаимодействовали друг с другом, что не позволяло сочетанию электронов с ядрами образовывать атомы. Это также сделало вселенную непрозрачной для света, поскольку он не мог свободно перемещаться в пространстве.
Космическое микроволновое фоновое излучение, наблюдаемое космической обсерваторией Планка ЕКА в 2013 году. На этой карте показаны различные колебания температуры, которые существовали во Вселенной в течение 370 000 лет ее существования. (Предоставлено ЕКА)
Однако по мере расширения Вселенной температура упала настолько, что электроны смогли объединиться с ядрами и образовать атомы, которые высвобождают фотоны. Высвобождение фотонов оставило в космосе отпечаток, который мы теперь называем космическим микроволновым фоновым излучением.
Благодаря изучению этого фонового излучения ученые смогли выявить едва заметные изменения температуры по всей наблюдаемой Вселенной. Эти изменения температуры соответствуют колебаниям плотности вещества в ранней Вселенной во время этого события.
Изучая эти флуктуации плотности, можно сделать вывод о том, из какой материи состоит Вселенная. В областях, где плотность выше, материя будет притягиваться друг к другу и создавать внутреннее давление. Однако в то же время взаимодействие между фотонами и барионной материей создало бы внешнее давление, которое попыталось бы противодействовать ему.
В таком случае темная материя не взаимодействовала бы с фотонами и, следовательно, не способствовала бы этому внешнему давлению. Вместо этого это помогло бы увеличить накопление обычной материи внутри этой области пространства с более высокой плотностью и создать большее внутреннее давление.
Инфографика ЕКА, иллюстрирующая влияние BAOs на большие структуры Вселенной. (Предоставлено ЕКА)
По мере увеличения плотности локальной барионной материи усиливается взаимодействие с фотонами, а давление, направленное наружу, пытается нейтрализовать эффект темной материи. Такого рода возвратно-поступательный эффект создавал колебания, приводящие к распространению барионной материи наружу от большинства этих первоначальных колебаний. Они похожи на звуковые волны, и именно поэтому их называют барионно-акустическими колебаниями (BAOs).
Как только электроны и ядра объединились в атомы, фотоны перестали создавать внешнее давление, связанное с этим колебанием, которое, в свою очередь, оставило барионы позади в качестве «оболочки» вокруг этих колебаний плотности. Считается, что позже они послужили основой для формирования галактик и группирования в скопления галактик.
Euclid сможет определять расстояние, на котором расположены различные галактики на небе, что поможет определить способ их скопления и соответствует ли это присутствию BAOs.
Чтобы изучать расстояния до миллионов галактик одновременно, Euclid будет использовать метод, называемый фотометрическим красным смещением. По мере расширения Вселенной свет, излучаемый этими галактиками, растягивается, и его длина волны смещается в красную часть электромагнитного спектра – эффект, называемый красным смещением.
Это означает, что различные галактики будут видны только при определенных длинах волн, и чем дальше мы смотрим, тем сильнее они будут смещены в красный цвет. Следовательно, существует корреляция между тем, как далеко находится галактика и на каких длинах волн ее можно наблюдать.
Пример фотометрического метода красного смещения, используемого для определения красного смещения шести различных отдаленных галактик, используя изображения с космических телескопов Джеймса Уэбба и Хаббла. Поскольку для наблюдения применяются фильтры для более коротких длин волн, свет галактики, по-видимому, исчезает, поскольку ее красное смещение больше не видно. (Фото: NASA / ESA / CSA / Иво Лаббе и др.)
Метод фотометрического красного смещения использует эту корреляцию путем сдвига длин волн, которые может обнаружить прибор, чтобы определить, на каких длинах волн он прекращает наблюдение галактики. Затем он может сообщить нам о красном смещении галактики и ее расстоянии от нас.
Этот метод не требует определения специфической спектроскопии каждой наблюдаемой галактики, поэтому он обеспечивает приблизительную оценку красного смещения миллионов галактик за гораздо более короткий промежуток времени и с меньшими затратами усилий.
С другой стороны, ученые Euclid также смогут определить существование темной материи с помощью слабого гравитационного линзирования. Наиболее распространенный способ идентифицировать темную материю в галактиках или скоплениях галактик - это деформация света от других отдаленных галактик вокруг них из-за искривления пространства-времени, создаваемого их массой (гравитацией).
Этот эффект называется гравитационным линзированием, и он может присутствовать в экстремальных случаях, когда свет искривляется, образуя кольца Эйнштейна. Но она может присутствовать и более тонкими способами, когда видимая форма галактик лишь слегка деформирована.
Изображение скопления галактик и кольца Эйнштейна, полученное в результате его гравитационного линзирования, полученное космическим телескопом "Хаббл". Euclid будет наблюдать более тонкие способы гравитационного линзирования, а не эти более экстремальные случаи. (Предоставлено NASA / ESA)
Чтобы идентифицировать эти деформации, Euclid будет использовать возможности визуализации VIS для их поиска. В то же время различные фотометрические диапазоны NISP позволят ученым определить расстояние, на котором расположены эти галактики, чтобы лучше понять их расстояние до нас.
Все эти данные позволят ученым создать 3D-карту распределения галактик и окружающей их темной материи. Эта карта также поможет определить эволюцию темной энергии во Вселенной с течением времени.
Согласно модели Лямбда-CDM, темная энергия - это форма энергии, которая пронизывает Вселенную и оказывает свое основное воздействие в больших масштабах. Следовательно, ее плотность должна быть постоянной в пространстве.
В течение первых долей секунды жизни Вселенной расширение пространства-времени было вызвано инфляцией — быстрым и экспоненциальным ростом размеров Вселенной за очень короткий промежуток времени. После этого ускорение Вселенной постепенно замедлилось из-за гравитационного воздействия материи на само пространство-время. Однако около 5 миллиардов лет назад это расширение снова начало ускоряться, и теперь понятно, что это ускорение постоянно растет.
Инфографика ЕКА, иллюстрирующая расширение Вселенной и различные фазы ее жизни. (Предоставлено ЕКА)
Согласно Лямбда-CDM, причиной этого ускорения будет темная энергия. Поскольку ее плотность постоянна в пространстве, и по мере расширения Вселенной и создания все большего пространства, вселенная будет постепенно содержать все больше и больше ее, в конечном итоге превзойдя влияние гравитации материи и ускорив расширение Вселенной в процессе.
Euclid сможет вести наблюдения вглубь Вселенной, примерно до 10 миллиардов лет назад. Это позволит ученым наблюдать изменения в расширении Вселенной с течением времени, а также позволит им сделать вывод, является ли это расширение одинаковым во всех направлениях. Модель Лямбда-CDM предполагает, что это расширение является равномерным и не зависит от наблюдателя.
Обширная коллекция данных от Euclid также позволит ученым изучить свойства этой темной энергии и выяснить, действует ли она так, как предсказывает эта модель. В частности, если бы она обладала свойствами, подобными жидкости, теоретически на основе этих измерений можно было бы рассчитать уравнение состояния темной энергии.
Альтернативные модели предполагают, что темная энергия может быть другой фундаментальной силой с полем, подобным электромагнитному. Другие предполагают, что, возможно, текущая общая теория относительности, на которой основана модель Лямбда-CDM, может быть просто неверной и нуждается в модификации для учета этих явлений.
Пример ограничения параметров Lambda-CDM, выполненного с помощью наблюдений за темной энергией и темной материей. В этом примере различные варианты Lambda-CDM ограничивают значения двух разных параметров, используемых для характеристики Вселенной. (Автор: Цин-Го Хуан и Ке Ван)
Используя данные Euclid, ученые смогут сузить возможные значения параметров для различных моделей, предложенных для объяснения состава и эволюции Вселенной, включая модель Lambda-CDM.
Эти данные также смогут подтвердить, является ли наше текущее понимание темной материи правильным или нет. В частности, Euclid подтвердит, могут ли существовать другие источники обычной материи, которые можно учитывать, которые могли бы взаимодействовать и считаться темной материей.
В ходе своей основной миссии Euclid сделает сотни тысяч снимков более 12 миллиардов галактик, которые будут объединены с наземными данными для проведения исследования. Ученые будут использовать лучшие 1,5 миллиарда источников из этого пула данных, чтобы создать наилучшее понимание темной энергии и темной материи.
Во время своей миссии Euclid также выполнит глубокие поля для контроля стабильности данных основного обзора. Эти глубокие поля будут иметь размер 50 квадратных градусов и будут охватывать около 10% всех наблюдений.
Консорциум Euclid планирует выполнить первоначальный выпуск данных в 2025 году с 17% обзора, за которым затем последует выпуск данных в 2027 году с 50% обзора. В 2030 году будет опубликован окончательный отчет о данных, собранных Euclid.
Телескоп будет основан на работе, выполненной обсерваторией Планка ЕКА. Планк наблюдал космическое микроволновое фоновое излучение и позволил ученым усовершенствовать модель Лямбда-CDM. Кроме того, Планк помог ученым понять количество темной материи и темной энергии в нашей Вселенной.
Художественная иллюстрация Евклида и римского космического телескопа Нэнси Грейс. (Фото: Центр космических полетов имени Годдарда НАСА, ЕКА / ATG medialab)
В 2027 году НАСА планирует запустить свой космический телескоп Nancy Grace Roman, еще один телескоп с широким полем зрения, который также будет наблюдать Вселенную в видимом и ближнем инфракрасном диапазонах. По совпадению, этот телескоп также планируется запустить на ракете SpaceX.
Как только оба будут запущены, «Евклид» и «Роман» смогут работать в тандеме, чтобы разгадать тайну и происхождение темной стороны Вселенной.
