2020 год в космонавтике: статистика, динамика и важнейшие события

2020 год был наполнен различными событиями, связанными с освоением и исследованием космоса. Несмотря на пандемию, для космонавтики этот год оказался даже более продуктивным, нежели 2019.

В статье кратко приведена статистика космических запусков с  динамикой её изменения, а также описаны самые важные и интересные  события, связанные с космонавтикой.

Статистика космических запусков 2020 года и аварии

Всего в 2020 году было совершено 114 космических запусков, из которых 104 были полностью успешными. В 2019 году было 96 полностью успешных запусков из 102, в 2018 — 111 из 114, в 2017 — 83 из 90.

Вновь лидером по числу запусков стал Китай. В 2020 году в стране было осуществлено 35 успешных космических запусков, ещё 4 оказались неудачными. Эти и другие аварии будут рассмотрены в конце этого раздела. Стоит отметить, что КНР уже третий год подряд является лидером по числу запусков. В 2019 у китайцев было 32 успешных пуска, в 2018 — 38, а в 2017 лишь 8.

США оказались на втором месте с 34 успешными пусками, причём 25 из них осуществила компания SpaceX, директором которой является небезызвестный Илон Маск. 3 запуска закончились аварией — это молодые частные компании Astra Space и Virgin Orbit пробовали свои силы. В 2019 году у США был 21 успешный пуск, в 2018 — 31, а в 2017 — 29.

Стоит отметить, что в некоторых источниках запуски компании Rocket Lab считают американскими. При таком подсчёте у страны 40 успешных пусков и она оказывается на первом месте. Rocket Lab действительно является американской компанией и в последнее время даже начинает сотрудничать с правительством США. Однако собственная стартовая площадка Rocket Lab Launch Complex 1, как и производственные мощности, находятся на территории Новой Зеландии. А вот в 2021 году ожидаются первые запуски компании со своего второго пускового комплекса, находящегося на острове Уоллопс в штате Вирджиния, США.

Россия занимает третье место с 15 запусками, все успешные. В 2019 году у России был 21 успешный запуск, в 2018 — 16, в 2017 — 17. Конечно, 15 пусков — это довольно мало, но один из важнейших результатов российской космонавтики в 2020 году — сохранение безаварийности запусков. В период с 2009 по 2018 год случалась хотя бы одна авария в году, а иногда даже и больше. Это был не только серьёзнейший удар по престижу российской космонавтики, ведь сбоила не новая техника, а проверенная, да ещё и регулярно! В совокупности с некоторыми другими факторами (например, появление новых успешных игроков с их нестандартными подходами к запускам и попытками удешевить их стоимость, технические проблемы с некоторыми построенными в РФ спутниками, такими как EgyptSat-2 и AngoSat-1, ухудшение политической обстановки и пр.) Россия растеряла свои позиции на рынке запусков. Однако 2019 и 2020 годы были безаварийными, что внушает немало оптимизма. Также в 2021 году запланировано значительно большее число пусков, нежели в 2020.

Как и в случае с США, в некоторых источниках могут учитываться два запуска ракеты-носителя (РН) «Союз-СТ-А» с космодрома Куру во французской Гвиане. Они были осуществлены европейской компанией Arianespace.

Благодаря компании Rocket Lab, о которой уже упоминалось ранее, с территории Новой Зеландии было произведено 6 успешных пусков и 1 неудачный. В 2019 году с территории этого островного государства также было произведено 6 успешных пусков, в 2018 — 3, а в 2017 году была попытка совершить один запуск, который окончился неудачей.

Европейский союз произвёл также 6 успешных пусков (с учётом упомянутых выше двух запусков РН «Союз-СТ-А» с космодрома Куру) и 1 неудачный. В 2019 году ЕС произвёл 6 успешных запусков, в 2018 — 10, в 2017 — 11.

4 запуска совершила Япония, все успешные. В 2019 году в Стране восходящего солнца было осуществлено лишь 2 пуска, в 2018 — 6, в 2017 — 6 успешных.

Индия совершила 2 запуска, все успешные. В 2019 году страна провела 6 успешных пусков, в 2018 — 7, в 2017 — 4.

Иран попытался осуществить два пуска, но успешным стал лишь один. В 2019 году это государство также пыталось осуществить два пуска, но оба окончились авариями. Если смотреть ещё ранее и не считать некоторые тестовые суборбитальные пуски, то последний успешный запуск Иран провёл лишь в 2015 году.

Израиль произвёл один запуск своей РН сверхлёгкого класса «Шавит-2» со спутником оптико-электронной разведки. В последний раз израильтяне со своей территории производили запуск в 2016 году. Из-за размера территории и своего окружения это государство предпочитает запускать более-менее крупную полезную нагрузку (ПН) с привлечением других стран.

Количество пилотируемых запусков — 4, из которых два приходятся на российский космический корабль (КК) «Союз-МС» и ещё два на Crew Dragon американской компании SpaceX. Суммарно в космос было запущено 12 человек: 6 (3+3) на корабле «Союз-МС» и 6 (2+4) на Crew Dragon. Все запуски осуществлялись к Международной космической станции (МКС).

Наибольшее число запусков среди всех совершённых в 2020 году — 25 пусков — приходится на ракету-носитель Falcon 9 (версия Block 5) компании SpaceX. Это, кстати, рекорд и для этой РН, и для компании. Вообще, для SpaceX этот год оказался очень продуктивным, о чём подробнее будет написано в следующем разделе. В 2019 году больше всех летала РН «Союз» различных модификаций, а в 2018 и 2017 годах в лидерах вновь была Falcon 9.

Наибольшее число запусков среди всех совершённых в 2020 году приходится на ракету-носитель Falcon 9. Credit: SpaceX.

Аварий в 2020 году было намного больше, чем ранее. При этом большая их часть приходится на новые носители или модификации, в том числе и запускаемые частными компаниями. Поэтому их стоит рассмотреть отдельно.

9 февраля Иран вновь не смог запустить свою РН Simorgh, на борту которой был спутник дистанционного зондирования земли Zafar. Это уже третья подряд авария этой ракеты.

16 марта неудачей закончился запуск новой модификации китайской РН «Чанчжэн-7» — «Чанчжэн-7А», с криогенной третьей ступенью, которая и дала сбой. А 9 апреля произошла авария РН «Чанчжэн-3B», причём на ней тоже установлена аналогичная криогенная третья ступень, и именно на этапе её работы произошёл сбой.

25 мая РН воздушного старта LauncherOne, разрабатываемая компанией Virgin Orbit (входит в корпорацию Virgin Galactic), не смогла выйти на орбиту из-за отключения двигателя первой ступени.

Модифицированный самолёт Boeing 747-400 Cosmic Girl сбрасывает РН LauncherOne. Credit: Virgin Orbit.

10 июля произошла авария РН «Куайчжоу-11», это был её первый запуск. Разработчиком этой ракеты является компания Expace Technology — дочернее предприятие Китайской корпорации аэрокосмической науки и промышленности (CASIC). А 12 сентября произошла авария РН «Куайчжоу-1A» этой же компании. Увы, но в этот же день неудачей закончился запуск РН Rocket 3 американской компании Astra Space (она же Astra, Inc., ранее известная как Ventions LLC) на этапе работы первой ступени. 15 декабря Astra Space вновь пыталась запустить Rocket 3. В этот раз РН дотянула до высоты 390 км, но не смогла достичь необходимой скорости из-за неоптимальной топливной смеси второй ступени. Следующую попытку Astra Space запланировала на март 2021 года.

Rocket 3 на стартовом комплексе. Credit: Astra Space.

4 июля Rocket Lab пыталась запустить РН Electron, у которой наработана уже неплохая статистика успешных пусков, но из-за «полётной аномалии» во время работы второй ступени носитель с ПН начал терять высоту. Неприятно, но все остальные запуски Rocket Lab прошли успешно и эта компания продолжает двигаться вперёд.

17 ноября запуск европейской РН Vega окончился неудачей из-за неправильно подключённых кабелей на второй ступени. Предыдущая авария этого носителя, кстати, произошла не так давно — в июле 2019 года. При этом до этого все запуски были успешными. Впрочем, в компании Arianespace пообещали улучшить контроль качества после таких обидных аварий.

Космонавтика и освоение космоса

В первой половине 2020 года, как и прогнозировалось в статье об итогах 2019 года, завершился второй в истории США перерыв, который начался после завершения программы «Спейс Шаттл» и во время которого американцы не могли сами отправлять людей в космос. 30 мая компания SpaceX в рамках миссии SpaceX DM-2 (также известна как Demo-2; сокращение от Demonstration mission 2, русс. Демонстрационная миссия 2) успешно запустила к Международной космической станции космический корабль Crew Dragon (Dragon 2, Dragon V2) с двумя астронавтами на борту. Перед этим в январе компания провела финальное испытание системы аварийного спасения корабля, без успешного прохождения которого NASA бы не допустило Crew Dragon к полёту с людьми.

В ноябре была запущена уже полноценная миссия SpaceX Crew-1 с четырьмя астронавтами, которая продлится до мая 2021 года.

Crew Dragon во время сближения с МКС. Credit: NASA.

Как уже упоминалось выше, этот год для компании SpaceX оказался невероятно продуктивным. И дело не только в большом числе космических запусков и начале эксплуатации Crew Dragon. В 2020 году компания начала также использовать грузовую версию Dragon 2, который пришёл на смену Dragon. Последний, кстати, доставил на МКС Nanoracks Bishop Airlock — коммерческий воздушный шлюз массой 1090 кг, разработанный компанией Nanoracks. SpaceX продолжает увеличивать число повторного использования первых ступеней: в 2020 году компания впервые в седьмой раз запустила одну и ту же ступень. Причём это произошло во время сотого запуска РН Falcon 9. Компания продолжает развёртывать систему спутников глобального Интернета Starlink, бета-тест которой был запущен осенью. Результат, кстати, для спутникового Интернета получился очень даже неплохим, но компания Илона Маска обещает ещё более хорошие показатели после полного запуска Starlink. Также SpaceX продолжает работу над своим крайне амбициозным и довольно сложным проектом — Starship, но до начала его эксплуатации ещё далеко.

Nanoracks Bishop Airlock (в центре изображения), пристыкованный к модулю Tranquility американского сегмента МКС. Иллюстрация. Credit: Nanoracks/NASA.

4 сентября Китай осуществил запуск экспериментального многоразового шаттла CSSHQ (аббревиатура от записи пиньинем для кит. упр., kě chongfu shǐyong shìyan hangtiān qì, русс. «Допускающий повторное использование экспериментальный космический аппарат»), который вернулся на Землю уже 6 числа. О нём практически ничего не известно, так как программа засекречена. Вполне возможно, что запускали «Шэньлун» — многоразовый КК, разрабатываемый в рамках проекта «921-3».

«Шэньлун» в космосе. Иллюстрация. Примерный вид КК известен благодаря фотографии модели планера, подвешенной под крылом бомбардировщика H-6K. Credit: Xinhua.

Запуск был осуществлён с помощью РН «Чанчжэн-2F», которая предназначена для пилотируемых миссий. Также это первый запущенный в космос китайский многоразовый космический корабль. Скорее всего, он предназначен для задач отработки технологий, как и знаменитый американский Boeing X-37. Его шестой полёт, кстати, начался 17 мая.

Радостной новостью для российской космонавтики стал второй запуск РН тяжёлого класса «Ангара-А5». Это произошло 14 декабря с космодрома Плесецк, спустя почти шесть лет после первого запуска 23 декабря 2014 года. Так как это был тестовый пуск, то на заданную орбиту был выведен макет ПН.

Второй запуск РН «Ангара-А5». Credit: Госкорпорация «Роскосмос»/Ekaterina Smola.

Это первая тяжёлая ракета-носитель, разработанная в России после распада СССР. Разработка семейства РН «Ангара» началась ещё в первой половине 90-х, проект прошёл очень сложный путь, а разработка некоторых ракет семейства отменялась. Увы, но наряду с некоторыми другими российскими проектами, как, например, модулем МКС «Наука», который должен был быть в космосе ещё в 2007 году, этот проект стал символом «космического долгостроя», за что получил немало критики как и от специалистов, так и от общественности. Но для постепенно восстанавливающейся отрасли само создание подобной техники крайне важно. Планируется, что «Ангара-А5» заменит РН «Протон».

22 апреля Иран смог успешно отправить в космос свою новую РН Qased (русс. «Посланник») с военным спутником. Запуск осуществили с мобильной пусковой установки, что говорит о малой массе как самого носителя, так и его полезной нагрузки. Но это отличный результат после очередной неудачи РН Simorgh 9 февраля.

В 2020 году стало ещё более очевидным, что эпоха МКС подходит к концу. Регулярные сбои, утечки и разгерметизации происходят всё чаще и чаще. Утечка воздуха на российском сегменте МКС стала серьёзной проблемой для специалистов и космонавтов. А в РКК «Энергия» прогнозируют лавинообразный выход из строя элементов МКС после 2025 года.

Исследовательские миссии

Первой запущенной в 2020 году автоматической межпланетной станцией (АМС) является Solar Orbiter (SolO), которая была разработана ESA совместно с NASA для изучения Солнца. Пуск был осуществлён после нескольких задержек 10 февраля с помощью РН Atlas V.

Solar Orbiter. Иллюстрация. Сredit: ESA/NASA.

На АМС установлен внушительный арсенал научных приборов, а особенность орбиты позволяет SolO исследовать полярные области Солнца, что невозможно сделать с Земли. Как и АМС NASA Parker Solar Probe, с которой будет производиться координация наблюдений, SolO имеет специальный тепловой щит, что позволит ему приблизиться в перигелии (ближайшая к Солнцу точка орбиты) на расстояние 0,28 а.е.

Лето 2020 года запомнилось запуском сразу трёх миссий к Марсу, причём две из них предполагают доставку марсоходов! 20 июля в рамках Марсианской миссии Эмиратов (англ. Emirates Mars Mission) с помощью японской РН H-IIA c космического центра Танегасима (префектура Кагосима, Япония) был запущен «Аль-Амаль», первый арабский зонд к Марсу. Это первый марсианский спутник Объединенных Арабских Эмиратов и арабского мира в целом.

«Аль-Амаль». Иллюстрация. Credit: MBRSC.

«Аль-Амаль» (русс. «Надежда», англ. Hope Probe) был создан в коллаборации Космического центра Мохаммеда ибн Рашида, американской Лаборатории атмосферной и космической физики в Университете Колорадо, а также других организаций, таких как университет штата Аризона и Калифорнийский университет в Беркли. Это полностью орбитальная миссия, цель которой — изучение атмосферы Марса.

23 июля с помощью РН тяжёлого класса CZ-5 версии Y4 («Чанчжэн-5», русс. «Великий поход-5») с космодрома Вэньчан была запущена китайская миссия «Тяньвэнь-1» (русс. «Вопросы к небу-1»), состоящая из орбитального аппарата, посадочного модуля и марсохода.

Состав миссии «Тяньвэнь-1». Иллюстрация. Credit: CNSA/W. X. Wan at al.

Если посадка пройдет по плану, Китай станет второй страной после США, сумевшей провести научную миссию на поверхности Марса. Пока попытки исследовать Красную планету с поверхности остальными странами заканчивались неудачами. Даже первая в истории мягкая посадка на Марс советского аппарата «Марс-3» в 1971 году закончилась потерей связи через несколько секунд после начала передачи телеметрии с поверхности.

А 30 июля полетела миссия NASA Mars 2020, состоящую из марсохода Perseverance (русс. «Настойчивость») и летающего дрона вертолётного типа Mars Helicopter Scout (MHS, русс. «Марсианский вертолёт-разведчик»), который также известен как Ingenuity (русс. «Изобретательность»).

Марсоход Perseverance и летающий дрон Ingenuity. Иллюстрация. Credit: NASA/JPL-Caltech.

Марсоход Perseverance предназначен для астробиологических исследований древней среды на Марсе, поверхности планеты, геологических процессов и истории, в том числе оценки прошлой обитаемости планеты и поиска доказательств существования жизни. Также марсоход начнёт сбор образцов марсианского грунта для миссии Mars Sample Return, которая доставит их на Землю.

Perseverance создан на основе конструкции Curiosity, другого марсохода NASA, и также использует радиоизотопный термоэлектрический генератор (РИТЭГ) в качестве источника энергии. Это позволит ему работать вне зависимости от уровня освещения, а постоянно образующееся тепло можно использовать для обогрева систем марсохода.

Ingenuity — первый в истории космонавтики атмосферный летательный аппарат за пределами Земли, способный совершать хоть и короткие, но полёты не на реактивной тяге. Он будет исследовать окрестности, что позволит находить точки интереса для ровера, а также заниматься разведкой пути с целью поиска опасных участков. Аппарат сможет получать фотографии участков, недоступных для марсохода. Из-за задержки сигнала команды для Ingenuity будут поступать заранее, а после дрон будет их выполнять в автоматическом режиме с использованием своего искусственного интеллекта. Время полёта Ingenuity будет составлять не более нескольких минут.

Все три миссии достигнут Марса в феврале 2021 года.

Также ранее планировалось, что к Красной планете полетит и вторая часть российско-европейской миссии ExoMars, которая тоже предполагает доставку марсохода, но из-за пандемии её запуск был перенесён на 2022 год.

В 2020 году Китай стал третьим государством после США и СССР, который смог доставить образцы лунного грунта на Землю. Это была первая с 1976 года (миссия «Луна-24») доставка грунта с естественного спутника Земли.

Государственный флаг КНР на Луне. Credit: CNSA/CLEP.

Миссия «Чанъэ-5» была запущена 23 ноября 2020 года. Это пятая по счёту автоматическая миссия Китая к естественному спутнику Земли, её цель — доставка на Землю лунного грунта. 28 ноября миссия успешно вышла на окололунную орбиту, а 30 ноября состоялось успешное разделение посадочного модуля от служебного модуля. Затем посадочный модуль скорректировал свою орбиту, а 1 декабря начал спуск к поверхности Луны, который занял 15 минут и закончился успешной посадкой. 2 декабря посадочный модуль завершил бурение и упаковку образцов лунного грунта. На следующий день взлётный аппарат успешно стартовал с поверхности Луны и вышел на окололунную орбиту. Посадочный модуль с работающими инструментами остался на поверхности и сможет передавать данные ещё несколько земных дней до наступления лунной ночи. А 4 декабря была опубликована фотография флага Китая на Луне! 16 декабря капсула, содержащая 1731 грамм лунного грунта, приземлилась в Китае.

Но не только китайцы доставили на Землю в 2020 году внеземное вещество. Капсула с грунтом астероида (162173) Рюгу, который был добыт японской автоматической межпланетной станцией (АМС) «Хаябуса-2», приземлилась в Австралии 5 декабря.

Камера А контейнера для сбора проб содержит большое количество меленьких камней и пыли с астероида (162173) Рюгу. Сredit: JAXA.

Так завершилась основная миссия АМС. Но запасы ксенона, рабочего тела ионных двигателей, как и общее состояние аппарата, позволяют ему отправиться в новое путешествие! О старте расширенной миссии сообщили в Японском агентстве аэрокосмических исследований, для которой учёные в сентябре выбрали сразу две цели. Это астероиды (98943) 2001 CC21 и 1998 KY26. Первое небесное тело станция просто пролетит на большой скорости в июле 2026 года. Хоть этот астероид и принадлежит к редкому классу L, ждать серьёзных результатов от сближения не стоит, так как приборы аппарата не рассчитаны на такой тип пролёта. А вот у 1998 KY26 «Хаябуса-2» останется надолго, но достигнет его лишь в июле 2031 года. Это астероид из группы Аполлонов со спектральным классом Х, его диаметр составляет около 30 метров. Однако период вращения астероида вокруг своей оси — 10,7 минут, на момент измерений это был самый быстровращающийся объект такого типа.

Добыть образцы с астероида (101955) Бенну смог и американский аппарат OSIRIS-REx 20 октября. Но на Землю они будут доставлены только в сентябре 2023 года.

В статье были приведены основные события, связанные с началом или завершением различных миссий. Но, конечно же, множество других аппаратов в Солнечной системе, а некоторые даже за её пределами, продолжали свою работу в течение 2020 года, добывая бесценные для человечества знания. Не меньшее их число находится на стадии проектирования, чтобы вскоре также отправиться исследовать бескрайние космические просторы.

2021 год обещает быть для космонавтики и исследования космоса не менее интересным! Ожидаются запуски комического телескопа «Джеймс Уэбб», лунных миссий «Чандраян-3» и «Луна-25», модулей российского сегмента МКС «Наука» и «Причал», частных модулей от Axiom Space и Bigelow Aerospace и многое другое. Будем надеяться, что всё пройдёт гладко, и человечество сможет узнать много нового о бесконечных манящих космических далях, попутно ещё больше закрепляясь в них!

Первоисточник статьи

Author: Колпаксиди Александр Павлович.