Что творится сейчас в космосе: Космос — последние и свежие новости сегодня и за 2022 год на iz.ru |

Содержание

Почему наша Анна Кикина полетела в космос на американском корабле? | Наука | Общество

06.10.2022 00:13

Дмитрий Писаренко

Примерное время чтения: 4 минуты

5175

Категория:
Космос

С площадки Космического центра Кеннеди во Флориде (США) стартовал корабль Crew Dragon с экипажем из четырёх человек. Среди них россиянка Анна Кикина. Уроженка Новосибирска и единственная на данный момент женщина-космонавт Роскосмоса отправилась в свой первый полёт на Международную космическую станцию.

Как же получилось, что гражданка России полетела на американском космическом корабле, да ещё с территории США, в то время как между нашими странами сейчас наихудшие отношения за всю историю?

Всё дело в договорённостях между Роскосмосом и NASA о так называемых перекрёстных полётах. После того, как в 2011 году завершилась программа Space Shuttle, американские астронавты продолжили летать на МКС исключительно на российских кораблях «Союз». Но затем частная компания SpaceX, принадлежащая Илону Маску, разработала корабль Crew Dragon. Первый его полёт с экипажем состоялся в 2020 году, после чего американцы «пересели» на свой новый корабль, а нашем «Союзе» слетали лишь однажды, в начале 2021 года.

14 июля этого года Роскосмос подписал с NASA соглашение о перекрёстных полётах. В соответствии с ним в рамках программы МКС предусмотрены три полёта российских космонавтов на американских пилотируемых кораблях и три полёта американцев — на российских кораблях. Эти полёты планируется осуществить в 2022-2024 годах, по два в год. 21 сентября астронавт NASA Франциско Рубио уже отправился на МКС в качестве бортинженера на корабле «Союз МС-22», теперь пришла очередь Анны Кикиной.

Вместе с россиянкой в состав экипажа вошли американцы Николь Манн и Джош Кассада, а также японец Коити Ваката. Таким образом, уроженка Новосибирска Кикина стала первым российским космонавтом, совершившим полёт на корабле Илона Маска Crew Dragon. На весну следующего года запланирована следующая пара перекрёстных полётов. На «Союзе» полетит астронавт NASA Лорел О’Хара, а на Crew Dragon — наш космонавт Андрей Федяев.

В Роскосмосе подчёркивают, что это соглашение отвечает интересам и России, и США. «Оно нацелено на то, чтобы в случае нештатной ситуации, связанной с отменой или существенной задержкой запуска российского или американского космического корабля, обеспечивалось присутствие на борту МКС как минимум одного космонавта Роскосмоса и одного астронавта NASA для обслуживания российского и американского сегментов соответственно», — было сказано в официальном сообщении сразу после подписания договора. А на состоявшейся накануне полёта Анны Кикиной пресс-конференции исполнительный директор Роскосмоса по пилотируемым программам Сергей Крикалёв сказал, что госкорпорация «очень тесно сотрудничает» с NASA.

«В области космических проектов, в том числе связанных с пилотируемыми полётами, у нас очень хорошие отношения с американцами, даже замечательные. В этом сотрудничестве заинтересованы обе стороны: остановка полётов или хотя бы их задержка негативно повлияли бы на программу МКС, — прокомментировал aif.ru ведущий научный сотрудник Института космических исследований РАН, доктор физико-математических наук Натан Эйсмонт. — Насколько я знаю, и непосредственно в космосе, между членами международных экипажей, отношения прекрасные. Не стоит забывать, что МКС — это инструмент международного сотрудничества. Это очень полезная и важная составляющая всего проекта. В своё время таким проектом стал “Союз-Аполлон”. Он не был нужен с точки зрения науки, зато помог в разрядке политической напряжённости. Такая же политическая составляющая есть в проекте МКС. И игнорировать её не стоит. Это хороший инструмент, если хотите, налаживания международных отношений».

Анна Кикинакосмоскорабль Crew Dragon

Следующий материал

Новости СМИ2

Погода в Омске сегодня, прогноз погоды Омск на сегодня, Омск (городской округ), Омская область, Россия

GISMETEO: Погода в Омске сегодня, прогноз погоды Омск на сегодня, Омск (городской округ), Омская область, Россия

Перейти на мобильную версию

Сейчас

7:29

−5 23

По ощущению −5 23

Ср, 4 янв

Сегодня

−147

−523

Чт, 5 янв

Завтра

−163

−1014

0⁰⁰

3⁰⁰

6⁰⁰

9⁰⁰

12⁰⁰

15⁰⁰

18⁰⁰

21⁰⁰

−621

−523

−818

−719

−916

−1210

−147

Скорость ветра, м/cкм/ч

5-10 18-36

3-6 11-22

4-9 14-32

5-11 18-40

4-9 14-32

3-8 11-29

Осадки, мм

Распечатать. ..

Снег

Ср, 4 янв, сегодня

Чт, 5

0⁰⁰

3⁰⁰

6⁰⁰

9⁰⁰

12⁰⁰

15⁰⁰

18⁰⁰

21⁰⁰

Выпадающий снег, см

Высота снежного покрова, см

20,6

20,4

20,1

21,5

21,6

21,5

Ветер, м/скм/ч

Ср, 4 янв, сегодня

Чт, 5

0⁰⁰

3⁰⁰

6⁰⁰

9⁰⁰

12⁰⁰

15⁰⁰

18⁰⁰

21⁰⁰

Порывы

—

Авто

Давление, мм рт. ст.гПа

Ср, 4 янв, сегодня

Чт, 5

0⁰⁰

3⁰⁰

6⁰⁰

9⁰⁰

12⁰⁰

15⁰⁰

18⁰⁰

21⁰⁰

735980

736981

738984

742989

743990

746994

747996

Влажность, %

Ср, 4 янв, сегодня

Чт, 5

0⁰⁰

3⁰⁰

6⁰⁰

9⁰⁰

12⁰⁰

15⁰⁰

18⁰⁰

21⁰⁰

Солнце и Луна

Ср, 4 янв, сегодня

Чт, 5

Долгота дня: 7 ч 21 мин

Восход — 9:30

Заход — 16:52

Сегодня день на 1 минуту длиннее, чем вчера

Луна растущая, 93%

Восход — 13:52 (3 января)

Заход — 7:34

Полнолуние — 7 января, через 3 дня

Геомагнитная активность, Кп-индекс

Ср, 4 янв, сегодня

Чт, 5

0⁰⁰

3⁰⁰

6⁰⁰

9⁰⁰

12⁰⁰

15⁰⁰

18⁰⁰

21⁰⁰

Осадки

Температура

Ветер

Облачность

Омск (Центральный)

Магистральный

Новомосковка

Морозовка

Троицкое

Ростовка

Новоомский

Пушкино

Омский

Дружино

Андреевка

Октябрьский

Ульяновка

Сибкоммуна

Зеленовка

Гауф

Хвойный

Фадино

Давыдовка

Поповка

Березовка

Иртышский

Петровка

Калачево

В 2021 году произойдет безумное количество крутых космических событий

Столько всего —

Да, мы собираемся сказать это.

Мы действительно думаем, что Webb запустится в этом году.

Эрик Бергер
— 5 января 2021 г., 12:10 UTC

Увеличить / На этой иллюстрации спуска на Марс космический корабль с марсоходом «Настойчивость» замедляется за счет сопротивления, возникающего при погружении в марсианскую атмосферу.

NASA/JPL-Caltech

Писать о космической отрасли помогало мне оставаться в здравом уме в бурные и трудные времена 2020 года. В то время как пандемия охватила весь мир, а Америка столкнулась с крайне противоречивыми социальными и политическими проблемами, космическая отрасль более или менее пыхтел вместе.

Запущены три миссии на Марс. НАСА вернулось к пилотируемым космическим полетам благодаря космическому кораблю SpaceX Crew Dragon. Космический корабль OSIRIS-REx коснулся астероида, в то время как японский аппарат вернулся с несколькими граммами астероидного реголита, а Китай доставил на Землю несколько лунных камней. В Южном Техасе некоторые Звездолеты жили, а некоторые Звездолеты погибли. На все это было приятно смотреть.

В преддверии нового года нас ждет столько же, если не больше, космического добра. Я попросил у читателей в Твиттере предложения о том, чего они ожидают в наступающем году, и получил более 400 ответов. Этот список представляет собой квинтэссенцию этих идей, а также некоторые из моих собственных, чтобы собрать космическое совершенство, которого мы больше всего ждем в 2021 году. Внимание, спойлер: много.

Но сначала предостережение: история учит нас, что не все это произойдет (см., например, прошлогоднее космическое превью). И если у ракеты или другой крупной технической программы есть временная шкала, завершающаяся полетом «Q4» в следующем году так далеко, она, скорее всего, переместится на следующий год. Тем не менее, мы делаем все возможное, чтобы предположить, что может произойти в этом году в космосе.

Прибытие марсианского флота

Летом 2020 года с Земли запущены три миссии на Марс, и все три сейчас приближаются к Красной планете. Большой вопрос в том, доберутся ли все трое благополучно туда в феврале?

Первая миссия Объединенных Арабских Эмиратов на Красную планету, Марс Хоуп, должна прибыть 9 февраля. В это время космический корабль совершит сложный маневр, чтобы замедлиться и выйти на орбиту вокруг Марса с высотой над планетой как минимум 1000км. Если все пойдет хорошо, космический корабль потратит марсианский год — 687 земных дней — на изучение атмосферы планеты и лучшее понимание ее погоды.

Китай не сообщил, когда именно его амбициозная миссия Tianwen-1 прибудет на Марс, но это ожидается в середине февраля. После того, как космический корабль выйдет на орбиту, он проведет пару месяцев, готовясь к спуску на поверхность, оценивая запланированное место посадки в районе Равнины Утопии. Затем Китай попытается стать второй страной, совершившей мягкую посадку космического корабля на Марсе, который продержится более нескольких секунд. Это будет огромный момент для космической программы страны.

Mars 2020 Perseverance запускается в июле.
Тревор Мальманн
jpg 1080, https://cdn.arstechnica.net/wp-content/uploads/2020/07/Mars-2020-Jul-30-2020-0756-1-1440×1800.jpg 2560″ data-sub-html=»#caption-1695753″>
Могучий «Доминатор» Atlas V 541 выходит на сверхзвук вместе с нашим новейшим марсоходом.
Тревор Мальманн
Потрясающий фон создан благодаря тому, что запуск состоялся всего через пару часов после восхода солнца.
НАСА
Четыре твердотопливных двигателя и один двигатель РД-180 производят много дыма и огня.
НАСА
jpg» data-responsive=»https://cdn.arstechnica.net/wp-content/uploads/2020/07/50170123808_3296eb164f_k-980×630.jpg 1080, https://cdn.arstechnica.net/wp-content/uploads/2020/07/50170123808_3296eb164f_k-1440×925.jpg 2560″ data-sub-html=»#caption-1695754″>
Так много дыма.
НАСА
И столько огня.
НАСА
arstechnica.net/wp-content/uploads/2020/07/50170533992_4a8586e490_k-150×150.jpg» data-src=»https://cdn.arstechnica.net/wp-content/uploads/2020/07/50170533992_4a8586e490_k.jpg» data-responsive=»https://cdn.arstechnica.net/wp-content/uploads/2020/07/50170533992_4a8586e490_k-980×362.jpg 1080, https://cdn.arstechnica.net/wp-content/uploads/2020/07/50170533992_4a8586e490_k-1440×532.jpg 2560″ data-sub-html=»#caption-1695777″>
Вот снимок катера в инфракрасном свете.
НАСА
jpg 2560″ data-sub-html=»#caption-1695758″>
Ракета Atlas V запустила предыдущие четыре миссии НАСА на Марс.
НАСА
На этом изображении представлен великолепный вид запуска ракеты с космодрома-41 на базе ВВС на мысе Канаверал.
Объединенный стартовый альянс
arstechnica.net/wp-content/uploads/2020/07/50173649858_a100b3c732_k-150×150.jpg» data-src=»https://cdn.arstechnica.net/wp-content/uploads/2020/07/50173649858_a100b3c732_k.jpg» data-responsive=»https://cdn.arstechnica.net/wp-content/uploads/2020/07/50173649858_a100b3c732_k-980×653.jpg 1080, https://cdn.arstechnica.net/wp-content/uploads/2020/07/50173649858_a100b3c732_k-1440×960.jpg 2560″ data-sub-html=»#caption-1695762″>
Любовь столб дыма.
Объединенный стартовый альянс
jpg 2560″ data-sub-html=»#caption-1695763″>
Четыре твердых тела дают ракете Atlas V стартовую площадку.
Объединенный стартовый альянс
Люблю это изображение.
Объединенный стартовый альянс
jpg» data-src=»https://cdn.arstechnica.net/wp-content/uploads/2020/07/50173651548_3f73cba8b6_k.jpg» data-responsive=»https://cdn.arstechnica.net/wp-content/uploads/2020/07/50173651548_3f73cba8b6_k-980×652.jpg 1080, https://cdn.arstechnica.net/wp-content/uploads/2020/07/50173651548_3f73cba8b6_k-1440×958.jpg 2560″ data-sub-html=»#caption-1695766″>
С хорошего ракурса видно, как ракета взлетает над Атлантическим океаном.
Объединенный стартовый альянс
jpg 2560″ data-sub-html=»#caption-1695768″>
Красивый паровой конус!
НАСА
До свидания, Перси !
НАСА

Mars Perseverance НАСА, вероятно, станет последней из трех миссий, которые прибудут на Марс, достигнув Красной планеты в середине февраля и предприняв попытку приземления в кратере Джезеро 18 февраля. Посадочный модуль «Кьюриосити» в 2012 году станет обязательным для просмотра на телевидении.

История говорит о том, что по крайней мере одна из этих трех миссий не будет выполнена, но мы надеемся преодолеть эти трудности.

Еще полеты Starship

В 2020 году SpaceX трижды запускала свой корабль Starship. Дважды прототипы с одним двигателем отправлялись на высоту 150 метров. Затем, в декабре, он отправил полноразмерный прототип на высоту около 12,5 км. Во время этого ошеломляющего полета аппарат с тремя двигателями Raptor, носовым обтекателем и закрылками выполнил маневр брюшком и почти благополучно приземлился в Южном Техасе.

Мы, вероятно, можем ожидать гораздо больше полетов на большие высоты в 2021 году. Как объяснил Ars основатель SpaceX Илон Маск в феврале, SpaceX сосредоточилась на создании машины для сборки машины в Южном Техасе. Теперь большая часть этой работы завершена, и SpaceX быстро производит корабли Starship на своей стартовой площадке в Бока-Чика. В конце декабря, когда компания выкатила свой звездолет «Серийный номер 9» на площадку, компоненты машин с 10 по 17 находились на разных стадиях разработки на заводе под тентами.

В то же время SpaceX также начинает производство сверхтяжелой ракеты, которая будет служить первой ступенью Starship. Кажется правдоподобным, что один из строящихся в настоящее время кораблей Starship совершит в этом году попытку орбитального полета на Super Heavy. Или не. Одно можно сказать наверняка — будет интересно наблюдать за испытаниями, невзгодами и триумфами SpaceX, стремящейся построить межпланетный космический корабль, подобного которому еще никто не видел.

Космический телескоп Джеймса Уэбба

В космическом сообществе стали обычным делом язвить по поводу задержек в графике запуска сверхамбициозного космического телескопа Джеймса Уэбба, и действительно, эта флагманская астрофизическая миссия сильно отстает от графика и выходит за рамки бюджета.

Однако, похоже, что нынешнее научное руководство НАСА решило ряд технических и управленческих проблем, которые преследовали программу телескопа и вызывали задержку за задержкой. Теперь, кажется, есть спокойная уверенность в том, что космический телескоп НАСА будет придерживаться даты запуска 31 октября 2021 года на европейской ракете Ariane V.

График развертывания космического телескопа Джеймса Уэбба.

НАСА

После запуска тревога будет только возрастать, так как телескоп проходит двухнедельный процесс, в ходе которого будет установлен солнцезащитный козырек, а также узлы главного и вторичного зеркал. Все это может стать захватывающим концом 2021 года для астрономов — или душераздирающим, если этот сложный процесс пойдет наперекосяк.

SpaceX — Обновления

SpaceX запускает Starlink для обеспечения высокоскоростной широкополосной связи с малой задержкой по всему миру, в том числе в местах, где интернет традиционно был слишком дорогим, ненадежным или полностью недоступным. Мы также твердо верим в важность естественного ночного неба для всех нас, поэтому мы работаем с ведущими астрономами по всему миру, чтобы лучше понять особенности их наблюдений и технических изменений, которые мы можем внести для уменьшения яркости спутников. . Наши цели включают в себя:

Сделать спутники вообще невидимыми невооруженным глазом в течение недели после запуска.

Мы делаем это, изменяя способ полета спутников на их рабочую высоту, чтобы они летели острием ножа к Солнцу. Мы работаем над внедрением этого как можно скорее для всех спутников, так как это изменение программного обеспечения.

Сведение к минимуму влияния Starlink на астрономию путем затемнения спутников, чтобы они не перегружали детекторы обсерваторий.

Мы достигаем этого, добавляя к спутнику выдвижной козырек, который блокирует попадание солнечных лучей на самые яркие части космического корабля. Первый аппарат летит при следующем запуске, а к полету 9 июня все будущие спутники Starlink будут иметь солнцезащитные козырьки. Кроме того, информация об орбитах наших спутников размещена на сайте space-track.org, чтобы облегчить астрономам планирование наблюдений. Мы заинтересованы в отзывах о способах повышения полезности и своевременности этой информации.

Чтобы лучше объяснить детали усилий по снижению яркости, нам нужно больше объяснить, как работают спутники Starlink.

Орбиты Starlink

Starlink имеет три фазы полета: (1) подъем орбиты, (2) орбита стоянки (380 км над Землей) и (3) на станции (550 км над Землей). Во время подъема на орбиту спутники используют свои двигатели для подъема высоты в течение нескольких недель. Некоторые из спутников направляются прямо к станции, в то время как другие останавливаются на парковочной орбите, чтобы позволить спутникам прецессировать в другую орбитальную плоскость. Как только спутники находятся на станции, они перенастраиваются таким образом, что антенны обращены к Земле, а солнечная батарея становится вертикальной, чтобы она могла отслеживать Солнце, чтобы максимизировать выработку электроэнергии. В результате этого маневра спутники становятся намного темнее, потому что видимость солнечной батареи с земли сильно снижается.

В настоящее время около половины из более чем 400 спутников находятся на станции, а другая половина поднимается или находится на парковочной орбите. Спутники тратят небольшую часть своей жизни на подъем или стоянку на орбите и проводят большую часть своей жизни на станции. Важно отметить, что в любой момент только около нескольких сотен спутников будут подниматься на орбиту или парковаться. Остальные спутники будут находиться на рабочей орбите на станции.

Спутник Starlink

Дизайн спутников Starlink обусловлен тем, что они летают на очень низкой высоте по сравнению с другими спутниками связи. Мы делаем это, чтобы обеспечить безопасность космического трафика и минимизировать задержку сигнала между спутником и пользователями, которые получают от него интернет-услуги. Из-за малой высоты сопротивление является основным фактором конструкции. Во время подъема орбиты спутники должны минимизировать площадь своего поперечного сечения по отношению к «ветру», иначе сопротивление заставит их упасть с орбиты. Высокое сопротивление — это палка о двух концах: это означает, что управлять спутниками сложно, но это также означает, что любые спутники, у которых возникли проблемы, быстро сойдут с орбиты и безопасно сгорят в атмосфере. Это уменьшает количество орбитального мусора или «космического мусора» на орбите.

Эта конфигурация полета с малым сопротивлением и тягой напоминает раскрытую книгу, в которой солнечная батарея раскладывается плоско перед транспортным средством. Когда спутники Starlink поднимаются на орбиту, они в ограниченной степени вращаются вокруг вектора скорости для выработки электроэнергии, всегда сохраняя минимальную площадь поперечного сечения, сохраняя при этом антенны, обращенные к Земле достаточно, чтобы оставаться в контакте с наземными станциями.

Когда спутники достигают своей рабочей орбиты 550 км, сопротивление по-прежнему является фактором, поэтому любой неработоспособный спутник быстро распадается, но система ориентации способна преодолеть это сопротивление с помощью солнечной батареи, поднятой над спутником в вертикальной ориентации. который мы называем «акульим плавником». Это ориентация, в которой спутник проводит большую часть своего срока службы.

Видимость со спутника

Спутники видны с земли на восходе или закате. Это происходит потому, что спутники освещены Солнцем, а люди или телескопы на земле находятся в темноте. Эти условия происходят только на части 90-минутной орбиты Starlink.

Эта простая диаграмма показывает, почему спутники на орбите намного ярче, чем спутники на станции. Во время подъема на орбиту, когда солнечная батарея находится в открытом положении, солнечный свет может отражаться как от солнечной батареи, так и от корпуса спутника и падать на землю. На станции только определенные части шасси могут отражать свет на землю.

Физика яркости спутников

Видимая величина объекта — это мера яркости звезды или объекта, наблюдаемого с Земли. Это обратная логарифмическая шкала, поэтому более высокие числа соответствуют более тусклым объектам. Звезда 3-й величины примерно в 2,5 раза ярче, чем звезда 4-й величины. На основании наблюдений, проведенных нами и членами астрономического сообщества, текущие спутники Starlink имеют среднюю видимую величину 5,5 на станции и ярче. во время подъема орбиты. Объекты величиной примерно до 6,5-7 видны невооруженным глазом (видимость невооруженным глазом ближе к 4 в большинстве пригородов), и наша цель состоит в том, чтобы спутники Starlink имели звездную величину 7 или выше почти на всех этапах их миссии.

Существует два типа отражений от спутников Starlink: диффузное и зеркальное. Диффузные отражения возникают, когда свет рассеивается в разных направлениях. Представьте, что вы светите фонариком на белую стену. Зеркальные отражения возникают, когда свет отражается в определенном направлении. Например, отблеск солнечного света от зеркала. Диффузные отражения вносят наибольший вклад в наблюдаемую яркость на земле, потому что диффузные отражения идут во всех направлениях. Вы можете видеть диффузные отражения, пока виден спутник. Вот почему спутники Starlink могут создавать эффект «жемчужной нити» в ночном небе. Это немного нелогично, но блестящие компоненты спутников Starlink — гораздо меньшая проблема. Рассеянное или зеркальное излучение, высокая отражательная способность помогает спутникам оставаться прохладными в космосе. Когда солнечный свет падает на зеркальную поверхность космического корабля и отражается, подавляющее большинство света отражается в направлении зеркального отражения (зеркального отражения), которое обычно направлено в космос (а не в сторону Земли). Иногда, когда это происходит, мерцание длится всего секунду или меньше. На самом деле зеркальные поверхности, как правило, являются самой тусклой частью спутника, если только вы не выбрали правильную геометрию.

Наибольший вклад в яркость Starlink вносят белые диффузные фазированные антенные решетки в нижней части спутника, белые диффузные параболические антенны по бокам (не показаны ниже) и белая диффузная задняя сторона солнечной батареи. Все эти поверхности белые, чтобы снизить температуру, чтобы компоненты не перегревались. Ключом к тому, чтобы сделать Starlink темнее, является предотвращение освещения этих белых поверхностей солнечным светом и рассеяния через отражение к наблюдателям на земле. На подъеме орбиты и парковочной орбите доминирует солнечная батарея из-за гораздо большей площади поверхности. Однако, когда спутники находятся на своей рабочей высоте, антенны доминируют, потому что яркая задняя часть солнечной батареи затенена.

Решения в работе

Мы использовали экспериментальный и итеративный подход к уменьшению яркости спутников Starlink. Орбитальная яркость — чрезвычайно сложная проблема для аналитического решения, поэтому мы усердно работали как над наземными, так и над орбитальными испытаниями.

Например, ранее в этом году мы запустили DarkSat, экспериментальный спутник, в котором мы затемнили фазированную решетку и параболические антенны, предназначенные для снижения яркости на станции. Это уменьшило яркость спутника примерно на 55%, что было подтверждено дифференциальными оптическими измерениями, сравнивающими DarkSat с другими соседними спутниками Starlink. Этого почти достаточно для уменьшения яркости, чтобы сделать спутник невидимым для невооруженного глаза на станции. Однако черные поверхности в космосе нагреваются и отражают часть света (в том числе в ИК-спектре), поэтому вместо этого мы продвигаемся вперед с решением для солнцезащитного козырька. Это позволяет избежать тепловых проблем из-за черной краски и, как ожидается, будет темнее, чем DarkSat, поскольку блокирует попадание всего света на белые рассеянные антенны.

Ранняя миссия (поднятие орбиты и парковочная орбита) Маневр по вращению

Поскольку козырек предназначен для увеличения яркости на станции, он не затеняет заднюю часть солнечной батареи, что означает, что он не мешает орбите повысить яркость парковочной орбиты. Для этого мы работаем над изменением способа взлета спутника с выведения на стояночную орбиту и на станцию.

В настоящее время мы тестируем перемещение спутника таким образом, чтобы вектор Солнца находился в одной плоскости с корпусом спутника, т. е. чтобы спутник находился на острие лезвия к Солнцу. Это уменьшит свет, отражаемый на Землю, за счет уменьшения площади поверхности, на которую попадает свет. Это возможно при повышении орбиты и парковке на прецессионной орбите, потому что нам не нужно ограничивать антенны, чтобы они были обращены в надир, чтобы обеспечить покрытие для пользователей Интернета. Однако есть несколько нюансов, по которым это сложно реализовать. Во-первых, откатывание солнечной батареи от Солнца снижает количество энергии, доступной для спутника. Во-вторых, поскольку антенны иногда будут откатываться от земли, время контакта со спутниками сократится. В-третьих, камеры звездного трекера расположены по бокам шасси (единственное место, куда они могут поместиться и иметь адекватное поле зрения). Перекатывание лезвия ножа к Солнцу может направить один звездный трекер прямо на Землю, а другой прямо на Солнце, что приведет к ухудшению знаний об ориентации спутника.

Будет небольшой процент случаев, когда спутники не смогут дойти до истинного края лезвия к Солнцу из-за одного из вышеупомянутых ограничений. Это может привести к случайному набору спутников Starlink на орбите полета, которые временно видны для одной части орбиты.

Яркость на станции

Спутники проводят большую часть своей жизни на станции, где они всегда будут иметь форму акульего плавника во время видимых проходов. Мы можем отрегулировать положение солнечной батареи в этой конфигурации, чтобы отражать свет от ее в значительной степени зеркальных солнечных элементов в сторону от Земли и частично скрывать его за шасси. Основная оставшаяся цель — заблокировать фазированные решетки и антенны от прямого обзора солнца. Цель состоит в том, чтобы покрыть белые фазированные антенные решетки и параболические антенны по бокам спутника.

Используя нашу низкую орбитальную высоту и плоскую геометрию спутника в наших интересах, мы разработали радиопрозрачный выдвижной козырек для спутника, который блокирует попадание света на большую часть корпуса спутника и все рассеивающие части основного корпуса. Этот козырек ложится на шасси во время запуска и раскрывается во время отделения спутника от Falcon 9. Козырек предотвращает отражение света от диффузных антенн, полностью блокируя попадание света на антенны. Этот подход не только позволяет избежать теплового воздействия от поверхности, затемняющей антенны, но также должен оказывать большее влияние на снижение яркости. Как отмечалось ранее, первый прототип VisorSat будет запущен в мае, а к июню у нас будут эти черные зеркальные визоры на всех спутниках. Параболические антенны по бокам спутника Starlink также имеют покрытия, похожие на козырьки, которые затемняют их.

Мы сотрудничаем с ведущими астрономическими группами, в частности с Американским астрономическим обществом и Обсерваторией Веры С. Рубин, чтобы лучше понять методы и инструменты, используемые астрономическим сообществом. С AAS мы расширили наше понимание сообщества в целом благодаря регулярным звонкам с рабочей группой астрономов, во время которых мы обсуждаем технические детали, предоставляем обновления и работаем над тем, как мы можем защитить астрономические наблюдения в будущем. Пост о некоторых наших сессиях здесь. Одна особенно полезная презентация члена этой рабочей группы находится здесь.

В то время как понимание сообщества имеет решающее значение для этой проблемы, инженерные проблемы трудно решить без специфики. Обсерватория Веры С. Рубин неоднократно отмечалась как наиболее сложная для решения задача, поэтому мы провели последние несколько месяцев в очень тесном сотрудничестве с технической командой, чтобы сделать именно это. Среди других полезных мыслей и обсуждений команда Веры Рубин представила целевое снижение яркости, которое мы используем, чтобы направлять наши инженерные усилия, когда мы итерируем решения по яркости.

Эти технические и общественные обсуждения сопровождаются нашими текущими усилиями, направленными на то, чтобы астрономам было легче избегать спутников. Траектории Starlink публикуются на сайтах space-track.org и celestrak.com, которые многие астрономы используют для определения времени своих наблюдений, чтобы избежать спутниковых полос. Мы также начали публиковать прогнозные данные перед запуском по просьбе астрономов. Это позволяет обсерваториям составлять расписание вокруг спутников в первые несколько часов развертывания (по мере того, как спутники отключаются и входят в сеть).

Вера Рубин была описана как предельный случай для Starlink из-за его огромной апертуры и широкого поля зрения. Эти две характеристики работают вместе, чтобы создать идеальный шторм для спутниковых наблюдений. Большинство астрономических систем смотрят на очень маленький участок неба (менее 1 градуса), что делает крайне маловероятным пересечение спутника перед системой формирования изображений при данном наблюдении. С другой стороны, системы с очень большими полями обзора, как правило, не очень чувствительны, а это означает, что хотя полосы и будут иметь место, они окажут небольшое влияние на общий сбор данных. Вот почему мы так тесно сотрудничаем с командой обсерватории Рубина. На самом деле, несмотря на широкое поле зрения, обсерватория Веры С. Рубин достаточно чувствительна, чтобы обнаружить залитый солнцем мяч для гольфа даже на расстоянии Луны.

Итак, что мы можем сделать, чтобы уменьшить наше влияние на крайние случаи широких и быстрых обзорных телескопов?

Сведение к минимуму влияния на астрономию

Огромная собирающая площадь больших телескопов, таких как обсерватория Веры С. Рубин, обеспечивает чувствительность, позволяющую увидеть даже самые темные спутники. Они настолько чувствительны, что их невозможно построить спутник, который не будет давать полосы, при типичной длительной интеграции. Многое можно сделать, чтобы уменьшить влияние спутниковых полос, и это начинается с понимания того, как работают астрономические датчики.

Астрономическое сообщество проделало огромную работу по обучению нас своим методам визуализации. Оптические системы используют зеркала или линзы для фокусировки света на датчик изображения. В большинстве инструментов оптической астрономии в качестве детекторов используются датчики, называемые устройствами с зарядовой связью (ПЗС), потому что астрономические цели, такие как далекие сверхновые и галактики, обычно тусклые — на пределе того, что может обнаружить датчик. Для этих приложений более низкий уровень шума ПЗС позволяет получить более высокое отношение сигнал/шум для данного изображения, облегчая наблюдение очень слабых деталей во Вселенной.

Однако ПЗС-матрицы имеют один ключевой недостаток: по сравнению с другими распространенными датчиками, такими как датчик CMOS в вашем мобильном телефоне. Если вы направите свой мобильный телефон на яркий свет, вы увидите, что все пиксели насыщаются и становятся белыми в области яркого источника. Если вы посмотрите на ту же цель с помощью оптической системы, в которой используется датчик CCD, вы заметите, что это яркое пятно расширяется, образуя вертикальные полосы на изображении.

Это различие обусловлено тем, как датчик каждого типа считывает значения для каждого пикселя. В то время как датчик CMOS по существу имеет усилитель на каждом пикселе, который преобразует собранный свет в цифровое значение, датчик CCD имеет ограниченное количество усилителей и перемещает собранный свет (в форме электронов) через датчик для оцифровки. Этот механизм означает, что насыщенный пиксель на ПЗС имеет тенденцию стирать данные из всего столбца пикселей.

Этот эффект, обычно называемый «цветением», является одним из примеров того, как очень маленький, но яркий источник света может повлиять на астрономические наблюдения. Этот принцип лежит в основе наших усилий по смягчению последствий. Хотя невозможно создать спутники, невидимые для самого современного оптического оборудования на Земле, за счет уменьшения яркости спутников мы можем сделать существующие стратегии решения подобных проблем, таких как наложение кадров, значительно более эффективными. .

Спутники будущего

Компания SpaceX стремится сделать будущие спутники максимально темными. Спутник следующего поколения, предназначенный для использования уникальных возможностей запуска Starship, будет специально разработан для минимизации яркости, а также для увеличения числа потребителей, которых он может обслуживать с помощью высокоскоростного доступа в Интернет.

Несмотря на то, что SpaceX является первым крупным производителем и оператором созвездий, обратившимся к яркости спутников, мы не будем последними. Поскольку стоимость запуска продолжает снижаться, будет появляться больше созвездий, и им тоже нужно будет убедиться, что оптические свойства их спутников не создают проблем для наблюдателей на земле.