Wybitne wydarzenia w dziedzinie nauki o kosmosie w 2024 r.

Rok 2024 będzie rokiem sukcesów misji na orbitę i Księżyc, w tym przechwycenia rakiety „pałeczkami” przez SpaceX.

Japoński statek kosmiczny pomyślnie wylądował na Księżycu

Robotyczny statek kosmiczny SLIM Japońskiej Agencji Eksploracji Aerokosmicznej (JAXA) wylądował na Księżycu 19 stycznia, stając się piątym krajem, który wylądował na naturalnym satelicie Ziemi, po Związku Radzieckim, Stanach Zjednoczonych, Chinach i Indiach. Sonda przebyła długą, pętlową trasę, docierając ostatecznie do orbity księżycowej 25 grudnia. SLIM miał wylądować w odległości 100 metrów od celu, na krawędzi krateru Shioli.

Kosztujący 120 milionów dolarów i ważący zaledwie 200 kg SLIM został zaprojektowany do prowadzenia szeregu badań naukowych , w tym do badania środowiska wokół regionu Morza Nektaru, położonego na 15 stopniu szerokości geograficznej południowej, za pomocą spektrometru. Dane z urządzenia mogą dostarczyć informacji o składzie tego regionu, rzucając światło na historię powstawania i ewolucji Księżyca.

Krótko po lądowaniu operatorzy JAXA odkryli, że lądownik jest odwrócony do góry nogami, co oznacza, że ​​panele słoneczne służące do gromadzenia energii nie były skierowane w stronę słońca. Pierwsza noc SLIM-a na Księżycu rozpoczęła się 31 stycznia i zakończyła 15 lutego. 29 lutego SLIM przeżył drugą noc księżycową, a zespół przewidział spadek temperatury ze 100 stopni Celsjusza do -170 stopni Celsjusza, co spowodowałoby wyłączenie lądownika.

Prawdopodobieństwo awarii wzrasta wraz z powtarzaniem się cyklu ekstremalnych temperatur. Kiedy JAXA próbowała przywrócić działanie lądownika w połowie marca, okazało się, że kluczowe funkcje lądownika nadal działają. To samo wydarzyło się, gdy SLIM obudził się po raz trzeci po długiej nocy księżycowej w połowie kwietnia, przesyłając sygnał na Ziemię 23 kwietnia.

Ostatni kontakt JAXA z sondą SLIM miał miejsce 28 kwietnia. 26 sierpnia JAXA ogłosiła, że ​​misja księżycowego lądownika SLIM oficjalnie zakończyła się po miesiącach nieudanych prób ponownego nawiązania kontaktu. Jednak główny cel misji SLIM został osiągnięty. Chodziło o zademonstrowanie możliwości lądowania na ciele niebieskim z niesamowitą precyzją. Eliptyczna strefa lądowania otaczała wyznaczony punkt w promieniu 100 metrów, znacznie mniejszym niż standardowa odległość kilku kilometrów.

Chiny wystrzeliły statek kosmiczny w celu pobrania próbek z ciemnej strony Księżyca

Chang'e 6 wystartował rakietą Długi Marsz 5 z Centrum Startowego Wenchang na wyspie Hajnan o godzinie 16:27 czasu w Hanoi . Podczas 53-dniowej podróży Chang'e 6 skierował się do Basenu Bieguna Południowego-Aitken (SPA) po niewidocznej stronie Księżyca, niewidocznej z Ziemi. Chang'e 6 składa się z czterech modułów: lądownika księżycowego, kapsuły transportowej z próbkami, orbitera oraz rakiety nośnej (małej rakiety towarzyszącej lądownikowi).

1 czerwca lądownik wylądował w kraterze Apollo w Kotlinie Biegun Południowy-Aitken (SPA), strefie uderzeniowej o szerokości 2500 kilometrów po niewidocznej stronie Księżyca. Lądownik zebrał prawie 2 kilogramy próbek księżycowych za pomocą łopaty i wiertła. Cenna próbka została przeniesiona na rakietę nośną 3 czerwca i zadokowana do orbitera kilka dni później. Orbiter, niosąc kapsułę z próbkami, powrócił na Ziemię 21 czerwca. Kapsuła księżycowa Chang’e 6 wylądowała w chińskim Regionie Autonomicznym Mongolii Wewnętrznej 25 czerwca.

Wstępna analiza pokazuje, że próbka z ciemnej strony ma bardziej porowatą i wypełnioną pustkami strukturę. Nowa próbka pomaga lepiej zrozumieć kilka ważnych aspektów naturalnego satelity Ziemi, w tym jego wczesną ewolucję, zróżnicowaną aktywność wulkaniczną między bliższą i dalszą stroną, historię kolizji w wewnętrznym Układzie Słonecznym, ślady aktywności galaktycznej zachowane w regolicie księżycowym oraz skład i strukturę skorupy i płaszcza księżycowego.

Statek kosmiczny Boeing uległ awarii po przewiezieniu astronautów na ISS

Po latach opóźnień, 5 czerwca z Przylądka Canaveral na Florydzie, Starliner firmy Boeing pomyślnie wystartował rakietą Atlas V, zabierając astronautów NASA Butcha Wilmore'a i Suni Williams na ISS, gdzie odbyli 25-godzinny lot. Wilmore i Williams mieli spędzić tydzień na orbicie i wrócić na Ziemię 13 czerwca. Jednak podczas lotu Starliner napotkał szereg problemów, w tym pięć wycieków helu i pięć awarii silników w układzie sterowania reakcjami. Zmusiło to inżynierów do rozwiązywania problemów na ziemi i wydłużyło pobyt astronautów na ISS z tygodnia do ponad pół roku.

Na konferencji prasowej 24 sierpnia NASA ogłosiła, że ​​po dokładnej ocenie sytuacji inżynierowie NASA i Boeinga nie mogli dojść do porozumienia co do tego, czy bezpieczny jest powrót astronautów Butcha Wilmore'a i Suni Williams na pokładzie niesprawnego statku kosmicznego Starliner. W rezultacie postanowili, że załoga pozostanie na ISS do lutego 2025 roku, kiedy to statek kosmiczny Dragon firmy SpaceX zadokuje do stacji i zabierze załogę na Ziemię.

Statek kosmiczny Starliner firmy Boeing powrócił na Ziemię bez załogi 6 września 2024 roku, lądując w porcie kosmicznym White Sands w Nowym Meksyku w USA. Kapsuła została opuszczona na spadochronie hamującym i zabezpieczona poduszkami powietrznymi. Następnie Starliner został przetransportowany do Centrum Kosmicznego im. Kennedy'ego NASA na Florydzie w celu dalszej analizy. NASA i Boeing będą wspólnie ustalać dalsze kroki programu.

Pierwsza prywatna misja spacerów kosmicznych

Statek kosmiczny Crew Dragon, biorący udział w misji Polaris Dawn, pierwszej prywatnej misji kosmicznej, wystartował rakietą SpaceX Falcon 9 o godzinie 5:23 rano 10 września (16:23 czasu w Hanoi) z kompleksu startowego 39A w Centrum Kosmicznym im. Kennedy'ego (KSC) należącym do NASA. Dziewięć i pół minuty później, człon rakiety powrócił na Ziemię, lądując na barce u wschodniego wybrzeża Florydy.

Statek Crew Dragon, przewożący czterech astronautów, oddzielił się od górnego stopnia Falcona 9 około 12 minut po starcie. Statek wszedł na orbitę eliptyczną i po kilku pętlach wzniósł się na wysokość 1400 kilometrów – wyższą niż wysokość, na jakiej kiedykolwiek wzbił się jakikolwiek astronauta od ostatniej misji Apollo w 1972 roku.

Po osiągnięciu rekordowej wysokości, statek kosmiczny zniżył się do wysokości 737 km. Tam nastąpiła dekompresja. Dowódca misji, miliarder Jared Isaacman, oraz pracownica SpaceX Sarah Gillis wyszli z kapsuły po kolei. Spacer kosmiczny rozpoczął się 12 września o godzinie 17:12 czasu w Hanoi i trwał godzinę i 46 minut. Podczas podróży Isaacman i Gillis przeprowadzili szereg testów, aby przetestować nowy system komunikacji laserowej, połączony z satelitami Starlink, oraz elastyczność ultralekkiego skafandra kosmicznego zaprojektowanego przez SpaceX.

Załoga Polaris Dawn wylądowała w Zatoce Meksykańskiej 15 września, kończąc pięciodniową misję orbitalną. Była to jedna z najbardziej ryzykownych misji SpaceX. Sukces misji oznaczał pierwszy komercyjny spacer kosmiczny i najwyższą wysokość orbitalną, jaką kiedykolwiek osiągnęli ludzie. Ponadto dane z testów systemu łączności Starlink mogą pomóc w rozwoju komunikacji kosmicznej na potrzeby przyszłych misji.

SpaceX pomyślnie przetestował system „pałeczek” do podnoszenia rakiet

System rakietowy Starship stopniowo potwierdza ambicje miliardera Elona Muska – prezesa firmy kosmicznej SpaceX – dotyczące wysłania ludzi na Marsa. To najwyższa (około 120 m) i najpotężniejsza rakieta, jaką kiedykolwiek zbudowano, zdolna wygenerować ciąg o sile prawie 8000 ton po starcie.

Podczas piątego testowego startu statku kosmicznego Starship z bazy Starbase w Teksasie, 13 października o godzinie 8:25 (20:25 czasu w Hanoi), SpaceX osiągnął ważny kamień milowy, pomyślnie odzyskując rakietę nośną Super Heavy za pomocą nowej technologii „pałeczek”. Dokładnie około 7 minut po starcie rakieta wylądowała dokładnie w pobliżu wieży startowej Mechazilla i została przechwycona przez ramię robota. W tym samym czasie górny stopień statku kosmicznego Starship wylądował w Oceanie Indyjskim.

„To historyczny dzień dla inżynierii. To niewiarygodne! Za pierwszym razem udało nam się przenieść Super Heavy Booster z powrotem na wieżę startową” – powiedziała Kate Tice, menedżer ds. systemów jakości w SpaceX.

Starship musi polegać na swojej wieży startowej, wyposażonej w robotyczne ramiona przypominające pałeczki, aby powrócić na Ziemię, ponieważ nie posiada podpór do lądowania. Wyeliminowanie podpór do lądowania skraca czas obrotu rakiety i znacznie zmniejsza jej wagę. Każdy zaoszczędzony kilogram pozwala rakiecie na wyniesienie na orbitę większej ilości ładunku.

Wizją Muska jest to, że w przyszłości ramię będzie mogło szybko dostarczyć rakietę z powrotem na platformę startową – umożliwiając jej ponowny start po zatankowaniu – być może w ciągu 30 minut od lądowania. Ulepszając podróże kosmiczne, Musk ma nadzieję zbudować kolonię na Marsie, czyniąc ludzkość gatunkiem wieloplanetarnym.

Wysiłki mające na celu wykorzystanie energii słonecznej w kosmosie

Wykorzystanie ogromnej energii Słońca w przestrzeni kosmicznej nie jest niemożliwe. To źródło energii dostępne przez cały czas, niezależne od złej pogody, zachmurzenia, pory nocy czy pór roku.

Istnieje wiele pomysłów na to, jak można to osiągnąć, ale najczęściej stosowana metoda wygląda następująco. Satelity wyposażone w panele słoneczne są umieszczane na orbitach wysokogórskich. Panele słoneczne zbierają energię słoneczną, przetwarzają ją na mikrofale, a następnie przesyłają ją bezprzewodowo na Ziemię za pomocą dużego nadajnika, który może być przesłany do określonego miejsca na Ziemi z dużą precyzją. Mikrofale z łatwością przenikają chmury i złą pogodę, docierając do anteny odbiorczej na Ziemi. Mikrofale są następnie ponownie przetwarzane na energię elektryczną i przesyłane do sieci elektroenergetycznej.

Na przykład w zeszłym roku satelita zbudowany przez inżynierów z California Institute of Technology (Caltech) w ramach misji Space Solar Power Demonstrator po raz pierwszy dostarczył energię słoneczną z kosmosu. Misja kończy się w styczniu 2024 roku.

Islandzka inicjatywa zrównoważonego rozwoju Transition Labs współpracuje również z lokalną firmą energetyczną Reykjavik Energy i brytyjską firmą Space Solar nad rozwojem elektrowni słonecznych poza atmosferą Ziemi. W kwietniu Space Solar ogłosił przełom w technologii bezprzewodowej transmisji energii, co stanowi kluczowy krok w kierunku urzeczywistnienia idei wytwarzania energii słonecznej w kosmosie.

Japonia przygotowuje się również do przesyłu energii słonecznej z kosmosu na Ziemię do 2025 roku. W kwietniu Koichi Ijichi, doradca w Instytucie Badawczym Japońskich Systemów Kosmicznych, przedstawił plan testowania małej elektrowni słonecznej w kosmosie, która będzie przesyłać energię bezprzewodowo z niskiej orbity na Ziemię. Zgodnie z tym, mały satelita o masie około 180 kg będzie przesyłał około 1 kW energii elektrycznej z wysokości 400 km. Jeśli technologia ta odniesie sukces, przyczyni się do zaspokojenia ogromnego światowego zapotrzebowania na energię.

Zgodnie z własnością intelektualną

Źródło: https://doanhnghiepvn.vn/cong-nghe/nhung-su-kien-khoa-hoc-vu-tru-noi-bat-nam-2024/20241219010204419