Под повърхността на Европа, една от луните на Юпитер, е възможно да се намира голям солен океан и в този океан, казват учените, има потенциал да се таи живот. Мисия, наскоро предложена от НАСА, ще посети ледената повърхност на луната, за да търси съединения, които могат да бъдат показатели за живот. Къде обаче е най-правилното място за търсене? Ново изследване от завършилите Caltech (Калифорнийски технологичен институт) студенти Патрик Фишър, Майк Браун, Ричард и Барбара Розенбърг, професор  и професор по Планетарна астрономия и Кевин Хенд, астробиолог и планетарен учен по JPL подсказва, че то може да бъде в района на белязаните, разбъркани области, които съставляват т. нар. „терен на хаоса“.

„От дълго време за нас е известно, че наскоро заледената повърхност на Европа, покрита с пукнатини и хребети, е белег на огромен вътрешен солен океан.“ – казва Браун. Областите около „терена на хаоса“ показват признаци за огромни ледени плочи, които са се разчупили, разпаднали един от друг и замразени отново. Тези райони са от особен интерес за учените, тъй като е възможно водата от океаните по-долу да се повиши до повърхността през пукнатините и да се утаи там.

„Вземането на проби директно от океана на Европа представлява огромно технологични предизвикателство и вероятно ще бъде възможно далеч в бъдещето“ – казва Фишър. „Но ако е възможно да се вземат проби от утаилата се вода на повърхността в „терените на хаоса“, това би разкрило много за състава и динамиката на океана по-долу.“ Смята се, че този океан е по-дълбок от 100км. „Това може да ни каже много за активността между границата на скалното ядро с океана.“ – добавя Браун.

В търсене на такива уталожени води, учените отправят нов поглед чрез използването спектрографа OSIRIS към данни от наблюдения  направени през 2011г. с телескопа W. M. Keck в Хавай. Спектографите разбиват светлината на съставни части и след това измерват техните честоти. Всеки химичен елемент притежава уникални абсорбиращи светлината свойства, наречени спектри или поглъщащи ивици. Спектралните модели, получени от поглъщане на свелината в определени дължини на вълната могат да бъдат използвани за дефиниране на химическия състав на повърхностните минерали на Европа чрез наблюдаване на отразената слънчева светлина.

OSIRIS измерва спектрите в инфрачервени вълни. „Минералите, които очакваме да открием на Европа притежават твърде различни спектрални „пръстови отпечатъци“ в инфрачервена светлина“. – казва Фишър. „Комбинирайте това с необикновените възможности за оптична адаптация на телескопа KECK и ще имате един мощен инструмент“. Адаптивните оптични механизми намаляват размазването на изображението, причинено от турбуленция в земната атмосфера чрез измерване на изкривяването на изображението на ярка звезда или лазер или механично я коригират.

Наблюденията OSIRIS произвеждат от 1600 отделни петна по повърхността на Европа. За да има смисъл от тези данни, Фишър разработва нова техника, за да сортира и идентифицира основните групи от спектрални белези.

„Патрик разработва изключително умен нов математически способ, който позволява да правите колекция от спектри автоматично и без никакви предубеждения и човешки пристрастия, и ги класифицира във важни спектри“, казва Браун. След това софтуерът е в състояние да ги съпостави с данните от карта на повърхността на Европа, направена от мисията „Галилей“ на НАСА, която картографира луната в края на миналия век. Резултатът е визуално ръководство за състава на регионите, представляващи интерес за екипа.

От анализа се открояват три различни категории от спектри. Първата от тях е лед, който доминира на повърхността на Европа. Втората включва хемикали, съставени от йонизирана сяра и кислород, за които се смята, че произхождат от вулканичната дейност на съседна луна, бомбардирали повърхността на луната и реагирали след това с местните ледове. Тези констатации са в съответствие с предишни работи на Браун, Хенд и други, работещи върху идентифицирането на химичния състав на лунната повърхност.

Третата група химични показатели, обаче, е далеч по-озадачаваща. Тя не съвпада с нито една комбинация от ледени или серни комбинации, нито е може да бъде идентифицирана като набор от солни минерали, както би могло  да се очаква от предишните познания за Европа. Относно магнезият се смята, че се среща на повърхността, но има слаб спектрален отпечатък, така че тя набор  не съвпадна и с него. „В действителност, тя не е в съответствие с някой от солните минерали, свързвани по-рано с Europa“, казва Браун.

Когато тази трета група е картографирана на повърхността, тя попада върху „терена на хаоса“. „разглеждах картата на третата група от спектри и забелязах, че те предимно попадат в този регион, изграден по изображения от Галилей. Беше зашеметяващ момент.“. – казва Фишър. – „Най-важното от това изследване бе разбирането, че тези материали са естествени за Европа, защото те ясно се съотнасят до райони с неотдавнашна геоложка активност.“

Съставът на наносите е все още неясен. „Уникалната идентификация е все още трудна.“ – споделя Браун. –  „Смятаме, че може да изследваме за соли, останали след като огромно количество вода е изтекло на повърхността и след това се е изпарило веднага.“ Той сравнява тези региони със земните им братовчеди. „те могат да бъдат като големите солни повърхности в пустините райони на света, където химичния състав на солта отразява каквито и материали да са попаднали във водата, преди да се изпари.“

„Ако трябваше да се предложи район в Европа, където океанската вода наскоро се е разтопила и са се изсипали химикали на повърхността, това ще бъде то. Ще успеем да научим повече за това какво се случва на океанското дъно на тази луната и може би да намерим и органични съединения, ако един ден успеем да изследваме и каталогизираме химичните състави, намерени там. Това би било вълнуващо.

Източник: http://www.sciencedaily.com/

Автор: Екатерина Ангелова
Източник: nauka.bg

В далечна Австралия, учените пуснаха в действие най-бързия в света радиотелескоп който ще увеличи изключително много способноста на астрономите да наблюдават Вселената, да отбелязват черните дупки и да хвърлят светлина върху произохода на галактиките. Австралийският радио телескоп със 36 антени, всяка от по 40 фута (1 фут е равен на 30,48 см), започна да се вглежда във вселената в петък, 07.10.2012 г. от отдалечена ферма в Западна Австралия. Телескопът е с цена 152 милиона долара (96 милиона паунда) и ще „слуша“ радио вълни от космоса, които биха могли да дадат на астрономите поглед  върху началото на Вселената. Телескопът АСКАП се намира в графство Мърчисън, район с големина  19,300 квадратни мили (1 миля е равна на 1,609 км), или иначе казано голям е колкото Коста Рика, с едва 120 души жители. Мястото е идеално за целта, защото е „радио-тихо“, или иначе казано липсват човешки радио сигнали които да се намесват в прихващането на астрономически радио сигнали от антените. Използвайки  нови „радио камери“, наречени „фазирано антенно захранване“, телескопът ще може да сканира небето много по-бързо отколкото съществуващите в момента радио телескопи и  полезрението му ще е около 150 пъти размера на Луната. АСКАП също така е първия елемент от най-големия телескоп на света (СКА) който ще бъде базиран в Австралия и Южна Африка. Строежа на СКА ще започне през 2016 и Австралия ще добави още 60 антени към досегашните 36 , като част от проекта. Способността на телескопа АСКАП да сканира толкова голяма част от вселената ще генерира огромен брой данни. В първия ден в който работи на оптимално ниво,  АСКАП ще събере повече данни отколкото има в момента във всички радиоастрономически архиви на Щатската конгресна библиотека. Чрез сегашните радиотелескопи, изображение на „Алфва Кентавър“, най-близката галактика до земята с черна дупка, ще изисква около 400 снимки, 2 години наблюдение и 10000 часа компютърно време. На АСКАП ще му трябват само 2 снимки и 5 минути наблюдение и компютърно време.

„Това, което ми прави впечатление е, че все още не сме построили компютър, който да може да се справя с данните които ще генерираме. Ще трябва да проектираме и построим супер компютър които да задминава супер компютрите които имаме сега и да надвишава способността им да обработват информация,“ – каза австралийският министър на науката Крис Еванс по време на церемонията по откриването.

АСКАП е вече напълно ангажиран за следващите 5 години от учени от целия свят, които искат да го ползват за изследвания. Някои от първите сфери на изследване ще включват преброяване на всички галактики в рамките на 2 билиона светлинни години, това може да хвърли светлина върху въпроса „Как се е образувал Млечния Път?“

Друг изследователски проект ще търси черни дупки, които астрономите смятат, че може да са „семената“ на галактиките.

Източник: www.bbc.co.uk

Преглед на книгата „The quantum Universe: Everything, that can happen, does happen!” by Brian Cox and Jeff Forshaw
„Квантовата Вселена: Всичко, което можеше да се случи, вече се е случило!” книга от Брайън Кокс и Джеф Форшоу

Първо, нека кажем, че тази книга не бива да се бърка с книгите „The quantum Universe” и „The new quantum Universe” на Тони Хей и Патрик Уолтърс!
Съавторите Кокс и Форшоу са написали книгата „Защо E = mc2?”, в която обясняват как  работи теорията на относителността на Айнщайн.
Този път, както подсказва и заглавието, те са се гмурнали в странния свят на квантовата механика. Двамата съавтори – Б. Кокс и Дж. Форшоу – доказват в книгата си „Квантовата Вселена”, че всеки може да разбере дори и най-дълбоките въпроси на науката. Например: Какво точно е квантовата физика? Как тя ще ни помогне да разберем света? Какво можем да научим от физиците Нютон, Бор и Айнщайн? Защо трябва да вярваме, че тази теория е добра? Как Вселената се държи на нивото на субатомните частици? Каква е актуалната картина на реалността? Как квантовата физика влияе върху ежедневния ни живот?
Повече от 10 000 000 000 000 000 000 транзистора се произвеждат всяка година. Величината на този брой е около 100 пъти по-голяма от всички зърна ориз, консумирани годишно от хората на планетата Земя. Този невероятен факт е основният градивен елемент на всички електронни устройства. Тази информация е скрита в основите на книгата „ Квантовата Вселена”, най-новата книга на Брайън Кокс и Джеф Форшоу.

Авторите вярват, че изобретяването на транзистора е „най-важното приложение на квантовата теория“, а самата теория е „отличен пример как езотеричното знание в един момент става изключително полезно“.

Това е езотерично познание, тъй като теорията описва реалност, в която една частица може да бъде на няколко места едновременно и се премества от едно място на друго, все едно, че извършва проучване на цялата Вселена едновременно.
Американският физик Ричард Файнман разкри парче от квантовата Вселена, но предупреждава: „Мисля, че мога спокойно да кажа, че никой не разбира квантовата механика. Не продължавайте да се питате, какво представлява тя, ако ви е възможно да избегнете това! Никой не знае, защо тя е такава, каквато е.“

Вслушвайки се този съвет и придържайки се към максимата, че „следването на правила е далеч по-просто, отколкото да се опитвате да визуализирате това, което всъщност означават понятията“, Кокс и Форшоу демистифицират квантовата теория. Думата „квантова“, предупреждават учените в самото начало на книгата си, е „едновременно емоционална, объркваща и завладяваща“. „След като е написан разказът, и заглавието на книгата съдържа тази дума, ние вече знаем, какво означава тя.”, казват още авторите.

Изпъстрена с диаграми и уравнения, книгата „Квантовата Вселена” не е лесно смилаемо четиво. Читателите се сблъскват постоянно с Планк (Знаете ли, че Природата има своя собствена брадва за кълцане на енергия? И много други неща, освен това!), принципа на действие на вълновата функция, принципа на неопределеността; електронните постоянни вълни; полупроводниците; диаграмите на Файнман; квантовата електродинамика; бозонът на  Хигс, стандартния модел на физиката на частиците… Читателят е принуден да учи физиката в движение – докато чете книгата. Но пък ще научи много интересни неща. Защо, например, празното пространство не е празно, а кипи във водовъртежа на субатомните частици. И много други интересни неща.

За Кокс и Форшоу няма по-добра демонстрация на силата на научния метод от квантовата механика. Никой не би могъл да обясни теорията без помощта на подробни експерименти. При опита си да убедят своите скептични в силата на квантовата механика, авторите се обръщат към смъртта на звездите и границата на Чандрасекар.

Слънцето е газова смес от протони, неутрони, електрони и фотони с обем от един милион планети като Земята. То бавно се срива под тежестта на собствената си гравитация. Тази компресия загрява ядрото му до такива температури, че протоните формират хелиеви ядра. Процесът на синтез освобождава енергия, която увеличава натиска върху външните слоеве на звездата. И това ще продължи през следващите 5 млрд. години, докато градивният материал на Слънцето изтече, за да завърши то като супер плътна топка от ядрена материя в морето от електрони; като бяло джудже. Това е съдбата на над 95% от звездите в нашата галактика.Въпреки, че обемът на книгата ограничава авторите, те са успели да покажат как е възможно да се изчисли възможно най-голямата ориблизителна маса на тези звезди.

Сложните изчисления на индийския астрофизик  С. Чандрасекар водят до  до две забележителни предсказания: белите джуджета съществуват и не могат да имат маса по-голяма от 1,4 пъти от масата на Слънцето. Астрономите са каталогизирани около 10 000 бели джуджета и най-голямата маса на бяло джудже е малко под 1,4 слънчеви маси. В зависимост от четири от основните закона на Природата, а именно – константата на Планк, скоростта на светлината,  гравитационната константа и масата на протона – границата на Чандрасекар е зашеметяващ триумф на научния метод.
Основна характеристика на квантовата теория е, че тя се занимава с теорията на вероятностите, но – не, защото ни липсва абсолютното познание, а – тъй като някои аспекти на природата се ръководят от законите на шанса. Да разгледаме двойствеността на светлината. При някои обстоятелства светлината се държи като поток от частици, при други обстоятелства тя се държи като вълна. Кое тълкувание за нейната същност е вярно? Отговорът е: и двете, но – и нито едно от тях. Ако си блъскате главата върху този проблем, тази книга вероятно (не) е за вас.
Четейки книгата, ще открием, че частиците могат да бъдат на две места едновременно, че  всичко, което може да се случи, се случва, и накрая – че движението е илюзия.
Тази книга е подходяща за всеки, който желае да научи как физиката позволява появата на на новите технологии, които променят живота ни.
„Вечната загадка на света е неговата разбираемост. Фактът, че светът е разбираем, е чудо.“, твърди Айнщайн.

Автор: Неделин Бояджиев
По материали от:
www.telegraph.co.uk
www.independent.co.uk
www.penguin.co.uk

Следват други мисии по програмата НАСА с космическите кораби „Аполо“ – 12, 14, 15, 16 и 17, с които на Земята са донесени около 400 кд лунни проби за научни изследвания, които се съхраняват в базата на агенцията в Хюстън

През януари 1975 г., при среща с тогавашния председател на БАН акад. Ангел Балевски и дирек­тора на Националния природонаучен музей (НПМ) акад. Иван Костов, американският посланик Мар­тин Ф. Хърст подарява от Президента на САЩ Джералд Форд уникален дар – лунен скален къс. Той е поставен в прозрачна сфера и заедно с българския трикольор е съпроводен с неговото обръщение:

„Този къс е част, от скала, взет от лунната долина на Тавър Литроу. Подаръкът е символ за единството на човешките стремежи и носи на­деждите на американския народ за мирен свят. Това знаме на вашия народ е занесено на Луната с американския космически кораб по време на миси­ята „Аполо-17″ през декември 1972 г.

Образецът представлява среднозърнест ба­залт, подобен на тези от много райони на Земята, но се отличава с повишено съдържание на титан в главните скалообразуващи минерални компонен­ти [1]. Подаръкът е признание на България за при­носа й в изучаване на Космоса. Той беше изложен в една от залите на музея, заедно с документални снимки от първото „посещение“ на „Аполо-11″ на Луната.

Мисията на „Аполо-17″ на Луната е не само по­следната (шеста по ред), но е и с най-дълъг прес­той – от 7 до 19.XII.1972 г. В нея участва и пър­вият геолог космонавт д-р Харисън Шмит, който извършва важни геоложки наблюдения. Той дава данни за характера на лунната „почва“, опреде­лена като реголит, представляваща нееднороден прашест материал, с отделни несортирани зър­нести частици, достигащи 1-2 mm. Образуван е в резултат на импактен (ударен) метаморфизъм. Д-р Шмит описва базалтите от древния вулкански период, чиято възраст впоследствие е опре­делена на около 3,9 млрд. години. Д-р Шмит съби­ра най-голямата представителна лунна проба – около 380 kg [2]. Този материал даде възможност на НАСА да предостави лунни проби за изследване в престижни научни центрове [2], а на някои му­зеи подари отделни образци. В седалището на ООН в Ню Йорк също е изложен голям лунен скален къс, като символ на човешкия прогрес.

На 21.I.1975 г. Академията на науките на СССР предаде на БАН част от съветска лунна проба („Л-1633″) за изследвания в нашите институти (фиг. 3). Пробата е доставена от междупланетната автоматична станция „Луна-16″ и е взета от североизточния район на Морето на изобили­ето, който е един от древните „морски“ части. Автоматично устройство сондира лунната по­върхност на дълбочина 35 cm и изважда сондажна проба с тегло 101 g. България получава проба от дълбочина 33 cm с тегло около 1 g [3, 4].

Лунната проба бе изследвана в лабораториите на Геологическия институт на БАН от научните сътрудници Ив. Бонев, Г. Станишева-Василева и В. Арнаудов, а в началния етап и с участието на Св. Петрусенко от Националния природонаучен му­зей. Консултации и напътствия за работа с този уникален материал получихме от д-р Л. С. Тарасов u д-p Н. Д. Хисина от Геохимическия институт в Москва. Капсулата с пробата бе разпечатана, а съдържанието и представлява реголит от не­еднороден прашест материал с отделни по-едри микрочастици, с тъмносив до черен цвят. С по­мощта на специални микросита тя бе сепарира­на на 6 фракции, с размери от 0,074 до 0,900 mm като най-едрата бе съставена от 20 частици, с размери 0,9-2,0 mm. Общото тегло на пробата е 940,1 mg. Ограниченото количество и извънредно малкият размер на зърната (не повече от няколко микрона) бе използвано за диагностициране с най-съвременни методи и апаратури. Извършени бяха: рентгеноструктурен анализ, електроннорентгенови микроанализи, наблюдения в скани­ращ електронен микроскоп и др. От получените данни се установи, че тя съдържа мономинерални фрагменти от плагиоклаз, оливин, пироксен, илменит, шпинел, метеоритно желязо и стъкла, как­то и скални частици, предимно от базалти, малко габро и анортозити, шлаки и брекчи [4].

Лунният релеф е осеян с множество кратери с различни размери, свидетелстващи за ранна вул- канска активност. Има и такива, образувани от ударното действие на метеорити, обуславящи импактен метаморфизъм. Това се потвърждава от наличието на минерала коесит, характерен за метеоритните кратери и на Земята [2]. В резул­тат на този процес, по-рано образуваните мате­риали и скали се разтопяват и лунното вещество многократно се преобразува. Повишава се количе­ството на труднотопимите елементи – магне­зий, хром, титан и алуминий, а намалява това на алкалните [1, 2].

*Неотдавна НАСА съобщи, че космическата сонда LCROSS е установила „значителни количества замръз­нала вода“ в близост до южния полюс на Луната[5].

В лунните проби са установени 34 минерални вида. Преобладават пироксени, оливин, илменит, плагиоклаз (битовнит, анортит), кварц, триди- мит, коесит, малко сулфиди, самородно Fe и др. [1, 2, 4]. Тези минерали дават представа за гене­тичните процеси, които са ставали и продължа­ват да се извършват на Луната и позволяват да се сравнява минералният и скалният състав на Земята и Луната, да се установят особености­те в генезиса им в среда без атмосфера. Липсват водосъдържащи минерали, като амфиболи, слюди, зеолити и глини.

Само на Луната са установени минералите армоколит FeMgTi₄0₁₀ (наречен в чест на амери­канските астронавти Н. Армстронг, Е. Олдрин и М. Колинс), транквилитиит Fe₈(Zr,Y)₂Ti₃Si₃0₂₄ (от латинското име на Морето на Спокойствието „Tranquilitatis Mare“) и пироксфероит Fe₇Si0₂₁. Някои лунни видове се отличават от тези на Земя­та с повишено съдържание на Ti³⁺ и Cr²⁺ [1, 2]^d.

Лунните проби, подарени на НПМ, са изложени в отделна витрина, в която се намират и два ред­ки минерала: армстронгит (CaZrSi₆0₁₅.2,5H₂0) от Монголия (на името на първия човек, стъпил на Луната, Н. Армстронг) и гагаринит (NaCeCaF), в чест на първия космонавт Юрий Гагарин.

Литература:

1.     Фрондель, Дж. Минералогия Луни, М. Мир, 1978.

2.     New views of the Moon. Rev. Miner. & Geochem. 60. 2006.

3.     Виноградов, А. П. Предварительньге данни о лунном грунте, доставленном автоматической станцей „Луна- 16“. Геохимия, 3, 1971.

4.     Бонев, И. К., Г.Станишева – Василева, В. Арнаудов. Морфология частиц лунного реголита из Моря Изобилия (образец 1633 Лунн-16). Сп. БГД, 46, 1985.

5.     GEOфокус. Търсене на вода в Космоса. Geo, февр. 2010.

Автор: Ст.н.с. Светослав Петрусенко
Източник: nauka.bg

Космическата совалка „Колумбия“ полита на 12 април 1981 година  – това е първият полет в програмата на космическата совалка. Credit : NASA

 1969 и 1970 година – вземане на политическото решение за построяването на космическа совалка

На снимката – астронавти от мисията „Аполо 12“ посещават безпилотната лунна сонда „Сървеър 3“, която е кацнала преди тях по-рано. Photo credit : NASA

На 20 юли 1969 година НАСА преживява най-славния си момент, когато Нийл Армстронг и Бъз Олдрин от мисията на „Аполо 11“ кацат на повърхността на Луната, а на 21-ви юли Нийл Армстронг произнася знаменитата си фраза – „Една малка стъпка за човек, един огромен скок за човечеството“…

…но на Земята пред бъдещето на агенцията стои една голяма въпросителна. Тогавашният администратор на НАСА – Томас Пейн започва агресивна кампания за постигането на следващата голяма стъпка на човек – която трябва да бъде направена на Марс. Пилотираната експедиция до Марс трябва да се осъществи с помощта на ядрени ракетни двигатели, които са в процес на разработка. Планът на Пейн е да започне поетапно усвояване на космическото пространство към Марс, като по пътя към Червената планета трябва да се построят космически бази и станции. И след като те бъдат построени, трябва да бъде разработена космическа совалка за евтин достъп до космическите станции.

 Но съвсем скоро след като Нийл Армстронг стъпва на Луната, Томас Пейн получава студен финансов душ от Робърт Майо, бюджетен ръководител на тогавашния президент Ричард Никсън. Робърт Майо орязва бюджета по начин, който прави пилотираната мисия до Марс финансово неприложима. Томас Пейн обаче продължава да счита, че финансовата ситуация благоприятства създаването на орбитална станция и космическа совалка. Совалката привлича интереса на Военновъздушните сили на САЩ, които виждат в нея начин да извеждат военните спътници.

Конгресът, обаче, не харесва предложението за построяването на станция и на совалка, и поради това и двете камари – Сенатът и Камарата на представителите предприемат стъпки за спирането на проекта през 1970-та година.

Тогава НАСА отговаря по следния начин – космическата станция остава на заден план, а совалката на преден. Тук е моментът, когато Военновъздушните сили се включват. През 60-те години се появяват много планове за военни космически кораби и станции, като „Дайна Соар“ и „Пилотирана Космическа Станция“, но тези проекти пропадат. Изведнъж в началото на 70-те години НАСА предлага космическа совалка и обещава тя да е съобразена с нуждите на Военновъздушните сили. Наистина, Военновъздушните сили ще получат совалката на сребърен поднос, а НАСА ще ръководи финансирането и конструкцията. Това е била хитра мярка на НАСА, за да спаси разпадащата се космическа програма след гигантския успех с „Аполо“ и стъпването на Луната.  Но мярката дава успех – Военновъздушните сили дават политическа подкрепа.

С тази подкрепа НАСА обаче все още не може да спечели Офиса за Мениджмънт и Бюджет (ОМБ).  ОМБ е наследник на Бюрото на бюджета и е създаден през 1970-та година от администрацията на Никсън. За съжаление именно ОМБ оказва огромно влияние върху развитието по-нататък. Мисията на ОМБ е да подсигури, че совалката е икономически изгодна. За съжаление критиците на ОМБ считат, че совалката ще е твърде скъпа и настояват тя да бъде създадена за по-малко пари, отколкото НАСА иска. Така совалката ще е по-малка и с по-малко възможности, отколкото Военновъздушните сили искат, освен това решението принуждава НАСА да се откаже от разработката на космическа совалка с две течногоривни степени.

Всички недостатъци, които совалката притежава, са плод на ето тези политически решения.

1970, 1971 и 1972 година – избиране на окончателен дизайн

Това е предложението за построяване на совалка от Норт Американ Рокуел – която включва два ракетни самолета – един носител, и един орбитър, който остава в космоса… Тази концепция предлага пълна възвращаемост и повторна използваемост на компонентите. Photo credit : NASA

През май 1971 година ОМБ предлага да се ограничи бюджета на НАСА до пик от $3.2 милиарда долара харч за следващите пет години. За съжаление това решение ограничава НАСА и остават достатъчно пари само да се построи орбитър-а, но не и ускорителна система. Възможно ли е НАСА да намери път за построяване и на двете?

Още през 1969 година компания Локхийд Мартин, по време на проучванията от Фаза А, предлага двустепенна совалка, напълно възвращаема, като двете степени са построени от алуминий, а за предпазване от високите температури при обратното навлизане се използват силициеви плочки. Тази нова концепция се харесва първоначално на Военовъздушните сили.

 По това време специалистите от НАСА извършват проучвания относно структурния материал. Основен е въпросът – дали да се използва алуминий, или титан? Алуминиевата рамка е обещаваща – алуминият е по-лек от титана, изработката ще струва по-евтино. Титанът, обаче, може да издържа температури от 343 градуса по Целзий, без да настъпят критични структурни промени, докато алуминият издържа само до около 148 Целзиеви градуса. С това един космически апарат, построен от титан, би изисквал по-лека защитна покривка от високи температури. Съответно теглото на тази покривка би било 50% по-малко от това, което би било нужно за покривката на един алуминиев космически апарат. Така че независимо от по-ниската цена на алуминия, титановите свойства се предпочитат по време на работата по дизайна през периода 1970-1971 година.

 По време на Фаза Б протича основната работа по избор на дизайн. На графиката по-горе съм представил примерна концепция за напълно възвращаема космическа совалка, състояща се от два ракетни самолета. Такива концепции изискват горивни резервоари, които се намират вътре, в самите самолети. Горивните резервоари са предвидени да бъдат създадени от алуминий. Те ще изискват по-специална защитна покривка от високи температури. Освен това, екипажният отсек също трябва да е изработен от алуминий. Но за изработването на структурните рамки на крилата и фюзелажа се предвижда използването на титан, поради това, че трябва да поемат големи температурни натоварвания.

 Концепциите, за които говорим по-горе, и които са представени на по-горната илюстрация, са концепции, които е невъзможно да бъдат построени при това финансиране. Затова, в паралел с тези усилия от Фаза Б, две от аерокосмическите компании – Локхийд и Груман провеждат проучвания на алтернативни варианти.

 Става въпрос за алтернативи, при които горивните резервоари се намират външно и по този начин самият орбитър (самолетът, който достига до орбита) остава със сравнително малък размер. Външните резервоари представляват прости алуминиеви обвивки, а орбитърът, който трябва да се завърне обратно на земята и да се използва отново, вече разполага по-малка повърхност, която трябва да се защитава от високите температури.

 При тази конфигурация обаче совалката вече не е напълно възвращаема, а горивният резервоар се изхвърля. Подобна концепция се харесва на ОМБ, защото на практика с нея намалява цената на разработка на космическата совалка, но паралелно с това скачат цените при изстрелване. Тука са различията при концепциите, които се предлагат от компаниите Локхийд и Груман. Локхийд предлагат нещо като концепцията „Стар Клипър“ през 1965 година, който не се харесва на НАСА, но агенцията независимо от това подкрепя Локхийд, защото ОМБ търси евтини алтернативи. За разлика от Локхийд, Груман не се осланя на някакви предубеждения и първични концепции като този на „Стар Клипър“.

 Още към средата на 1970 година Груман предлага 29 конфигурации, които се вписват в три категории: пълна възвращаемост, възвращаемост на орбитър, който се изстрелва от невъзвращаема ракета, и възвращаемост на орбитър с външен горивен резервоар. Мениджърът на Груман – Лоурънс Мийд казва, че първата категория е най-удачна, но нали казахме, че ОМБ се мъчи да ореже средствата за разработката и се търсят начини да се пестят средства. Така другите две опции остават приоритетни. През март 1971 година НАСА инструктира и другите аерокосмически компании-  МакДонъл Дъглас и Норт Американ Рокуел да разработят планове за конфигурации с външен горивен резервоар.

 Ето ние в този анализ виждаме как НАСА се принуждава да изостави оригиналните си концепции за пълна възвращаемост и нарежда на аерокосмическите компании, с които по-късно ще сключва договори, да работят по конфигурации с частична възвращаемост… при които автоматично се вдига цената на изстрелването!

 В края на краищата към края на 1971 година се получава дизайн, който няма нищо общо с първоначалния замисъл за космическата совалка.

 На 5 януари 1972 година президентът на САЩ Ричард Никсън прави изявление, че НАСА ще продължи работата по космическата совалка. Окончателното решение обаче не идва до 15 март 1972 година, когато вече е решено, че освен външен горивен резервоар, който ще захранва основните двигатели на совалката, ще има и два твърдогоривни ускорителя. Изборът на тези твърдогоривни ускорители идва след осъзнаването, че трябва да има допълнителни компромиси във връзка с ограничените финансови изисквания, поставени от ОМБ. Основната компания, ангажирана в изработката на совалката, е Норт Американ.  За твърдогоривните ускорители отговаря Мортон Тиокол, а за външния резервоар – Локхийд Мартин. За допълнително пестене на средства отделните компоненти се изготвят в различен период от време.

1974-1977 година – епохата на тестовата совалка „Ентърпрайз“

 Космическата совалка „Ентърпрайз“ в конфигурация, готова за старт. Photo credit : USAF

Все още твърде много хора считат, че първата космическа совалка, построена от НАСА, е „Колумбия“. „Колумбия“ наистина е първата совалка, която полита в космоса. Но преди „Колумбия“ е била построена още една совалка – „Ентърпрайз“. Макар че „Ентърпрайз“ никога не полита в космоса, тя служи за провеждането на много тестове. „Ентърпрайз“ е летяла само в земната атмосфера, за да се потвърди способността й да се приземява самостоятелно.

 Всъщност името „Ентърпрайз“ идва не от някъде другаде, а от популярната научно-фантастична поредица „Стар Трек“. Наименованието й е дадено в момент, когато публиката все още вярва, че совалката наистина ще доведе до евтин достъп в космоса.

Първоначално „Ентърпрайз“ е планирана да лети и в космоса, но до разработването на совалката „Колумбия“ настъпват много критични промени в дизайна, специално по отношение на теглото на фюзелажа и крилата. Оборудването на „Ентърпрайз“ за орбитален полет би означавало пълно разглобяване на совалката и разпращането на отделните компоненти до отговорните фирми. Затова НАСА преценява, че „Ентърпрайз“ е най-добре да си остане само за тестове, а останалите совалки да бъдат разработени отначало.

 На 17 септември 1976 година „Ентърпрайз“ е изведена на стартовата площадка на Рокуел в Палмдейл, Калифорния, за да бъде представена пред хората. По време на специалната церемония e поканен и създателят на Стар Трек, Джийн Родънбери. На 31 януари 1977 година „Ентърпрайз“ заминава към база Едуардс на Военно-въздушните сили. Там, през същата тази година, „Ентърпрайз“ прави няколко тестови атмосферни полета, които имат голямо значение за по-нататъшното развитие на програмата.

 12 април 1981 година – космическата совалка „Колумбия“ полита за пръв път!!!

Космическата совалка „Колумбия“ полита на 12 април 1981 година  – това е първият полет в програмата на космическата совалка. Credit : NASA

Историческият момент, когато първата совалка полита в космоса, настъпва на 12 април 1981 година – точно 20 години след полета на Юрий Гагарин!

Тогава „Колумбия“ е изстреляна с двама астронавти на борда – Джон Йънг и Робърт Крипен. Това е първият пилотиран полет на американски космически кораб след последния полет на кораб „Аполо“ през 1975 година, когато е тестовият проект „Аполо-Союз“.

Интересен факт около първия полет на „Колумбия“ – това е първият в историята на американската космонавтика орбитален полет на космически кораб, който лети с хора на борда, без преди това да е проведен успешен тестов безпилотен космически полет! До този момент всички космически кораби на НАСА, преди да бъдат пуснати да летят с човек на борда, са имали тестови полети в космоса в безпилотен режим – и това е вярно както за „Мъркюри“, така и за „Джемини“ и за „Аполо“… Но „Колумбия“ излита без да е направила преди това дори едно успешно излитане и завръщане от орбита в безпилотен режим. Да, имало е преди това тестови полети на „Ентърпрайз“, но всички те са били атмосферни, а не космически.

Този смел ход на НАСА да изстреля „Колумбия“ с хора на борда още от първия път показва силната вяра на космическата агенция, че тя може всичко, че е имунна от всякакви критични провали. Успехът на програма „Аполо“ с изпращането на хора на Луната е толкова голям, че в един момент инженерите и учените на НАСА наистина започват да придобиват самочувствие, че могат всичко.

В крайна сметка „Колумбия“ наистина проявява проблеми при първия полет, които не се оказват фатални за астронавтите Йънг и Крипен. Около 16 от покривните плочки на „Колумбия“ са изгубени, а още 148 са увредени.

12 ноември 1981 година – повторно излитане на совалката „Колумбия“ – това е първото повторно завръщане на пилотиран кораб в космоса!

„Колумбия“ се завръща в космоса. Photo credit : NASA

На 12 ноември 1981 година космическата совалка „Колумбия“ се завръща в космоса. За пръв път в историята на човечеството пилотиран космически кораб лети повторно в космоса!

Това е и последният полет, при който горивният резервоар е боядисан в бяло. Всички мисии след тази летят с небоядисан горивен резервоар – това е големият червен продълговат компонент на совалката, който сте наблюдавали при всяко изстрелване. Оказва се, че с пестенето на боя се освобождаваме и от голямо количество излишна маса – над 200 килограма, които биха могли да се използват за преноса на полезен товар.

1983-1998 година. Когато няма космическа станция, има … „Спейслаб“!

 На илюстрацията: космически модул „Спейслаб“ в товарния отсек на совалката. Image credit : NASA

През 80-те години на 20-ти век се случва интересен поврат. САЩ остават без космическа станция. Космическата станция „Скайлаб“ на НАСА, която e построена от отломките на лунната програма „Аполо“, e отдавна изведена от орбита – още през 1979 година…

В същото време СССР построяват няколко станции от серията „Салют“, а през 1986 година вече имат и „Мир“. С това руснаците вече започват да придобиват съществен опит при дългосрочни мисии. А през 80-те години политиците на САЩ така и не успяват да се организират да одобрят строежа на орбитална космическа станция.

А когато няма космическа станция, има… „Спейслаб“.

„Спейслаб“ е специален космически модул, който наподобява модулите на космическа станция, но лети прикачен за космическата совалка и никога не се отделя от нея. Използва се в периода от 1983 до 1998 година. В отсъствието на станция, астронавтите на НАСА трупат опит в „Спейслаб“ и провеждат там различни биологични експерименти. Самият „Спейслаб“ се създава съвместно от НАСА и Европейската космическа агенция и служи за космически експерименти именно на САЩ и на Западна Европа, докато в същото време страните от Източна Европа, СССР работят на орбитална станция „Мир“.

„Спейслаб“ се състои от лаборатория, където астронавтът може да работи в нормално облекло (не в космически костюм), секции за излагане на експерименти в открития космос, както и тунел за преминаването на астронавти от екипажния отсек на совалката към модула.

Единственият огромен недостатък на този начин на работа е, че космическата совалка не се захранва от слънчеви батерии, а от горивни клетки, които използват водород и кислород. Горивото стига за около две седмици, след което совалката трябва да се прибере обратно на Земята, иначе ще остане без електрическо захранване. Така НАСА в продължение на повече от десетилетие е ограничена и не може да извършва истински дългосрочни мисии в космоса. Нещо, което Русия придобива и без космически совалки.

1985 година – златната година за космическите совалки. Извършен е рекорден брой от 9 полета в рамките на тази година…

Космическата совалка „Челинджър“ по време на мисията си през август 1985 година. На снимката – експерименти от мисията на „Спейслаб“. Photo credit : NASA

1985 година е годината, през която може би НАСА се е чувствала най-близко до отварянето на космическото пространство за всеки един човек. През същата тази година са извършени общо девет полета! Това е рекорд, който никога по-късно не е повторен.

28 януари 1986 година – мечтите за отварянето на космическото пространство за всеки един човек умират… Совалката „Челинджър“ се разпада при излитането. Седем астронавти загиват, а сред тях е и първият цивилен пътник!

Тази иконична снимка показва катастрофата на совалката „Челинджър“. Photo credit : NASA

През 1984 година президентът на САЩ Роналд Рейгън предприема стъпки да отвори космическото пространство не само за астронавти, които са правителствени служители, но и за обикновени хора. Под негово попечителство започва програмата „Учител в космоса“. Повече от 11 000 учители кандидатстват за полет в космоса. През 1985 година (златната година) НАСА избира Криста Маккалъф да бъде първият гражданин, първият обикновен човек, първият цивилен в космоса.

 С катастрофата на „Челинджър“ през 1986 година първият цивилен, който бива изстрелян, умира…

Умират и надеждите, че космическата совалка всъщност ще отвори космическото пространство за всеки един човек. След катастрофата Роналд Рейгън произнася следната реч: „Ще има още совалкови полети, с повече екипажи, повече доброволци, повече граждани, повече учители в космоса. Нищо не свършва…“ За съжаление обаче всичко свършва и НАСА никога повече не допуска обикновен цивилен да лети на совалката, по съображения за сигурност. Програмата „Учител в космоса“ е заменена от програмата „Астронавт – преподавател“. Вместо НАСА да приеме учители, всеки учител, който кандидатства за астронавт, е длъжен да напусне училището си и да подпише договор с НАСА.

Барбара Морган, която е резерва за учителката Криста МакКалъф и това я спасява от трагична съдба (т.е. тя само стои на стартовата площадка и е свидетел на цялата трагедия), все пак решава да напусне училище и се присъединява към астронавтския корпус. Тя полита в космоса през 2007 година като част от програмата „Астронавт-преподавател“. Командирът на мисията на совалката „Индевър“ тогава каза: „Аз нямам учител като член на екипажа си. Аз имам член от екипажа си, който някога е работил като учител“.

 А космическата совалка никога повече не изстрелва обикновени хора в космоса…

 Първите космически туристи, по ирония на съдбата, политат на руски кораби „Союз“.

1989 година – изстрелването на първата междупланетна сонда от борда на совалка

Космическата сонда „Магелан“ напуска товарния отсек на совалката „Атлантис“ през май 1989 година. Photo credit : NASA

След близо тригодишно спиране на полетите след катастрофата на „Челинджър“, совалки отново отлитат в космоса. Само че този път обществото започва да губи интерес, тъй като совалката няма да революционизира космоса и няма да го отвори за всеки човек. На всичкото отгоре хора вече не летят отвъд околоземна орбита, не стъпват на Луната.

През 1989 година НАСА започва да изстрелва междупланетни сонди от борда на космическа совалка. Може би това се е правило с цел да се покаже на хората, че астронавтите все още участват по някакъв начин в междупланетни мисии, макар и маргинален. Космическите совалки изстрелват междупланетната сонда „Магелан“ до Венера и междупланетната сонда „Галилео“ до Юпитер.  Совалките изстрелват и телескопите „Хъбъл“ и „Чандра“. Мисиите до „Хъбъл“ и героичните поправки успяват да приковат вниманието на хората към космоса, но само донякъде.

Що се касае до междупланетните мисии  в крайна сметка се оказа, че е безсмислено да се изстрелват със совалки. „Галилео“ наистина полетя до Юпитер от борда на совалка, но сондата-близнак на „Галилео“ – „Касини“ полетя до Сатурн чрез най-обикновена ракета. А и астронавтите, освен че бяха само бегло споменати, не обраха лаврите от големите открития на „Галилео“ и „Магелан“. Обраха ги междупланетните сонди и учените, работещи зад тях.

1994-1998 година – програмата „Шатъл-Мир“

Скачване на космическата совалка „Атлантис“ с руската станция „Мир“ през 1995 година. Photo credit : NASA

През 1993 година американският президент Джордж Буш (старши) и руският президент Борис Елцин подписват споразумение за строеж на нова орбитална станция, която днес знаем като „Международната космическа станция“. Преди това обаче като част от предварителните тестове совалките летят до орбитална станция „Мир“.

Програмата, напук на критиците, които се опасяват за надеждността на руската техника, приключва успешно.

1998 – 2011 година – строеж на „Международната космическа станция“. Катастрофа на совалката „Колумбия“ и край на програмата

Скачената совалка „Индевър“ с „Международната космическа станция“ през 2011 година. Photo credit : NASA/ESA/Paolo Nespoli

През 1998 година започва конструкцията на „Международната космическа станция“, след дълги закъснения и отлагания. В началото на 21-ви век хората започват да изказват опасения за сигурността на застаряващите совалки. Настъпват и опасения, че НАСА е твърде зависима от космическите си совалки и че в продължение на 30 години (както знаем, совалката е построена през 70-те години) НАСА не е успяла да построи нито един нов космически кораб.

 Докъм 2002 година нямаше никакви планове НАСА да се отказва от космическите си совалки. Планираше се те да се използват поне до 2015-2020 година, а защо не и до 2025 година. Всъщност, може дори да се каже, че НАСА нямаше никакви сериозни планове за Луната, астероид и Марс през въпросната 2002 година…

 Беше прието, че совалката ще си се използва още поне едно-две десетилетия, през които „Международната космическа станция“ ще е във фокус на програмата.

 Всичко се промени през 2003 година, когато совалката „Колумбия“ се разпадна и седем астронавти загинаха.

Разпадането на „Колумбия“ на 1 февруари 2003 година. Photo credit : NASA

С това смъртната присъда на совалките беше окончателно подписана.  Катастрофата на „Колумбия“ доведе до широк дебат в обществото относно смисъла на пилотираната програма. Хората забелязаха, че полетите на совалката се споменават в новините много рядко и заемат предна страница на всички вестници само когато има авария. Космическите ентусиасти осъзнаха, че ако трябва да провеждаме пилотирана програма, тя трябва да е смислена, да е интересна за хората, да е същевременно ценна за науката.

 Така първо се роди идеята за изпращане на човек на Луната до 2020 година, но тази идея не успя да грабне сърцата на хората („На Луната? Защо пак там, ние сме били вече там…“). Тя беше подменена от идеята за изпращането на човек на астероид до 2025 и използването на обикновени ракети и капсули, разработени от частни компании, за изпращането на хора до околоземна орбита. Появи се явлението „космически туризъм“. Заговори се отново за отварянето на космоса за всеки един човек, макар че вече на съвсем друго ниво.

 А полетите на совалката завършиха с изстрелването на 8-ми юли 2011 година, когато „Атлантис“ се отправи за последен път в космоса:

Последният старт на космическа совалка, осъществен на 8-ми юли 2011 година. Photo credit : NASA TV

С това си отива една програма, родена в епохата на колосални политически търкания, със съмнителна цялостна стойност. Пенсионирането на космическите совалки е крайно наложително, защото програмата води началото си от края на 60-те и началото на 70-те години. По всички стандарти, след 40 години научно-технологичен прогрес, космическата совалка е безнадеждно остаряла. Време е да отстъпи мястото си на новите ракети и космически кораби, които ще бъдат разработени съвсем скоро.

Автор: Светослав Александров
Източник: www.cosmos.1.bg