Впервые человек оказался в безвоздушном пространстве 12 апреля 1961 года. Сегодня имя Юрия Гагарина находившегося на борту космического корабля «Восток-1» знает весь мир. Но как получилось что мы — представители вида Homo Sapiens, смогли подняться так высоко? Что двигало нами: грезы о космосе, навеянные мечтами энтузиастов или желание двух стран претендующих на мировое господство обрести победу в гонке вооружений?

Взгляд в настоящее

10 апреля 2019 года американский фонд национальной науки провел в Вашингтоне пресс-конференцию, на которой объявил о революционном результате работы проекта «Телескоп горизонта событий» (Event Horizon Telescope, EHT). Ученые впервые обнародовали снимок черной дыры.

Сверхмассивная черная дыра в обрамлении светящегося излучения и материи.

До сих пор человек не видел подобных космических объектов. Черные дыры в буквальном смысле невидимы — они поглощают все электромагнитное излучение, что означает, что ни один из наших телескопов — радио, рентгеновский, оптический, гамма-луч — не может их обнаружить. Но кое-что увидеть теоретически возможно — речь идет о так называемом «горизонте событий» — точки за пределами черной дыры, из которой не может вырваться свет.

Многие годы команда Event Horizon Telescope вглядывалась в самое сердце Млечного пути, пытаясь получить фотографию местоположения Стрельца А*, центральной сверхмассивной черной дыры. Но черная дыра в центре Млечного Пути двигается, а поле зрения телескопа не слишком велико. Поэтому было принято решение смотреть на другой объект.

Выбор исследователей пал на Messier 87 — сверхгигантскую эллиптическую галактику, крупнейшую в созвездии Девы. Она расположена на расстоянии примерно 53,5 миллиона световых лет от Земли. Каждый из восьми телескопов Event Horizon Telescope, расположенных на разных континентах планеты, измерял радиацию, исходящую от сверхмассивной черной дыры.

Полученные данные в течение двух лет обрабатывали на суперкомпьютере, а после объединили в одно изображение. Таким образом ученым удалось получить самое четкое в истории изображение сверхмассивной черной дыры. Теперь, благодаря полученному «снимку», ученые могут оценить размер, плоскость и светимость диска вокруг объекта в центре М87.

Разглядывая предсказанный теорией относительности объект весь мир ощутил трепет и благоговение. Годы работы и тесное международное сотрудничество этому способствовали. Полученная информация подтверждает правильность теории относительности Эйнштейна, а в будущем поможет ученым понять природу сверхмассивных чёрных дыр.

10 апреля 2019 года — еще одна значимая дата в истории космических исследований. Но пока мы не обратили свой взор в будущее, давайте посмотрим назад. Ведь сегодня мы разглядываем ранее существовавший лишь гипотетически объект на экранах своих смартфонов благодаря череде достижений, взявших свое начало в середине ХХ столетия.

Взгляд в прошлое

Датой начала космической эры человечества считается 4 октября 1957 года. В этот день СССР запустил в космос первый искусственный спутник Земли — «Спутник-1». Полёту предшествовала длительная работа учёных и конструкторов, значительную роль в которой сыграл советский ученый, конструктор ракетно-космических систем Сергей Королёв.

Спутник-1

За 92 дня, вплоть до 4 января 1958 года, Спутник-1 совершил 1440 оборотов вокруг Земли (около 60 млн км), а его радиопередатчики работали в течение трёх недель после старта. Из-за трения о верхние слои атмосферы спутник потерял скорость, вошёл в плотные слои атмосферы и сгорел.

Полет Спутника-1 изменил мир. По ту сторону океана будущий инженер NASA Хомер Хикэм из небольшого шахтерского городка Колвуд в Западной Вирджинии увидев спутник всерьез заболел космосом. Эта изумительная история и атмосфера, царившая в те годы великолепно переданы в фильме Джо Джонстона «Октябрьское небо». Главную роль в картине исполнил Джейк Джилленхол.

Первое живое существо и первое научное открытие в космосе

Вторым космическим аппаратом, запущенным на орбиту Земли 3 ноября 1957 года и впервые выведшим в космос живое существо — собаку Лайку, стал «Спутник-2».

Лайка и Спутник-2

К сороковой годовщине Октябрьской революции в СССР было принято решение о запуске второго искусственного спутника.

В кабине аппарата были созданы необходимые условия для нормального существования собаки: приспособление для кормления, система терморегулирования и регенерации воздуха. Аппаратура для регистрации пульса, дыхания, кровяного давления, а также система для наблюдения за поведением животного также находились внутри кабины.

Но времени на разработку спутника было мало. Это повлекло за собой невозможность усовершенствовать системы обеспечения жизнедеятельности. В результате эксперимент с Лайкой длился недолго: из-за большой площади контейнер быстро перегрелся и собака погибла на первых витках. Источников электроэнергии для питания системы жизнеобеспечения хватало максимум на шесть суток, а технологии безопасного спуска с орбиты еще не были разработаны.

Измерения спутника показали повышение радиационного фона в высоких северных широтах — Спутник-2 обнаружил радиационный пояс. Однако странным показаниям солнечного датчика тогда не сумели дать верную интерпретацию. Это выяснилось 1 февраля 1958 года, когда американский ученый Джеймс ван Аллен проанализировал данные со спутника «Эксплорер-1». Таким образом, первым научным открытием в космосе стало открытие Ван Аллена, которое вскоре нашло независимое подтверждение в данных советского «Спутника-3».

Первая межпланетная станция и фотография нашей планеты

Целью советской космической программы «Луна» являлся перелет с одного небесного тела на другое. «Луна-2» — это первая в мире автоматическая межпланетная станция (АМС), достигшая поверхности спутника нашей планеты.

АМС Луна-2

Станция практически полностью повторяла своего предшественника «Луну-1» — те же научные приборы и оборудование позволяли заполнять данные о межпланетном пространстве. 14 сентября 1959 года станция «Луна-2» впервые в истории достигла поверхности Луны в районе Моря Дождей вблизи кратеров Аристилл, Архимед и Автолик.

Первая фотография Земли — Эксплорер-6

Месяцем ранее — 14 августа 1959 года «Эксплорер-6» сделал первую фотографию нашей планеты с высоты 27 000 км.

Научное оборудование спутника было предназначено не только для исследования Земли и околоземного пространства, но и для изучения распространения радиоволн в верхних слоях атмосферы. Благодаря инженерам NASA, тестировавшим экспериментальную телевизионную камеру для съёмки облачного покрова Земли, мир увидел первую в историю фотографию нашей планеты.

«Эксплорер-6» сгорел в атмосфере 1 июля 1961 года. Всего за время полёта на Землю было передано 827 часов аналоговых данных и 23 часа цифровых.

Первая фотография обратной стороны Луны

Космическая гонка между США и СССР продолжалась. В августе-сентябре 1958 года американцы первыми попытались отснять поверхность Луны с близкого расстояния, отправив в космос зонды «Пионер». Но из-за неполадок ракет-носителей ни один из этих аппаратов на расчетную траекторию не вышел.

4 октября 1959 года в СССР был произведен запуск АМС «Луна-3» («изделие Е-2А»). Трое суток спустя станция выполнила фотографирование невидимой стороны Луны и передала снимки по телевизионному каналу на Землю.

Первая фотография обратной стороны Луны, полученная АМС Луна-3

В СССР впервые увидели обратную сторону Луны 27 октября 1959 года. В этот день крупное изображение обратной стороны спутника появилось на первой полосе центральной газеты «Правда». За успехом миссии стояли научные и инженерные разработки в области системы управления и баллистики космических аппаратов, опции, телекоммуникации и ракетной техники.

Первый полет человека в космос

12 апреля 1961 года СССР совершил гигантский скачек, тем самым подстегнув США в гонке за луну. Незадолго до полета Юрия Гагарина советские ученые отправили в космос испытательную миссию, используя прототип корабля «Восток». В полет были отправлены манекен по имени Иван Иванович и собака по кличке Звездочка. После проведения успешных испытаний в космос впервые отправился человек.

Эпохальный полет Юрия Гагарина длился 108 минут. За это время корабль «Восток-1» совершил один оборот вокруг Земли. Сразу же после возвращения на Землю Юрий Гагарин был провозглашен героем СССР. Через месяц после возвращения он отправился в путешествие по миру, чтобы отпраздновать историческое достижение Советского Союза. Всего в рамках зарубежных визитов космонавт посетил около 30 стран.

Вернувшись домой, Юрий Гагарин стал депутатом Верховного Совета СССР и был назначен командиром отряда космонавтов. Поскольку руководство Советского Союза не хотело рисковать потерей такого важного общественного деятеля, они не решались позволить Гагарину вернуться в космос. Однако он продолжал совершать испытательные полеты для ВВС. В результате одного из таких полетов 27 марта 1968 года Юрий Гагарин погиб. Он выполнял тренировочный полёт на самолёте МиГ-15УТИ под руководством опытного инструктора В. С. Серёгина.

Первые экспедиции к другим планетам

После событий 12 апреля наступила эпоха покорения других миров. В стремительной космической гонке ни одна из держав не желала уступать другой. В 1962 году первым космическим аппаратом, приблизившемся к другой планете стал «Маринер-2».

Таким образом, США возглавили первую успешную с научной точки зрения экспедицию к Венере. А вот первым космическим аппаратом, пролетевшим на близком расстоянии от планеты в 1961 году стала советская АМС «Венера-1».

Маринер-2

«Маринер-2» передал на Землю данные, подтверждающие теорию об экстремально горячей атмосфере планеты, обнаружил отсутствие у Венеры магнитного поля (в пределах чувствительности аппарата), а также измерил скорость вращения планеты вокруг своей оси. Помимо прочего, была определена продолжительность дня на Венере – 243 земных. Также показано обратное направление вращения вокруг оси по сравнению с орбитальным движением. «Маринер 2» перестал передавать данные на Землю 3 января 1963 года.

Луна-9

В 1966 году советская АМС «Венера-3» успешно вошла в атмосферу планеты, а первую успешную посадку на небесное тело совершил аппарат «Луна-9». Эта АМС впервые передала на Землю телепанорамы лунной поверхности. «Луна-9» также передала по радио панорамы лунного ландшафта с места посадки, произвела измерения интенсивности радиации, обусловленной воздействием космических лучей и излучением лунного грунта.

Первый выход человека в открытый космос

За покорением других миров последовал первый выход человека в открытый космос. Старт американского корабля в рамках этой миссии был назначен на 28 апреля 1965 года. Однако СССР сумел опередить конкурентов. 18 марта 1965 года Алексей Леонов стал первым человеком, вышедшим в безвоздушное пространство.

На борту космического корабля «Восход-2» находились командир экипажа подполковник Павел Иванович Беляев и второй пилот майор Алексей Архипович Леонов. Однако это по-настоящему знаменательное событие чуть не закончилось катастрофой.

Космонавты на Байконуре — прямиком из Тайги

В интервью BBC в 2011 году Леонов рассказал о серии чрезвычайных ситуаций, которые сделали возвращение на Землю достойным любого голливудского фильма: через несколько минут после того, как он вышел в космос, Леонов понял, что его костюм надувается как воздушный шар, не давая ему вернуться внутрь. Позже, космонавтам едва удалось избежать гибели от огромного огненного шара, когда уровень кислорода внутри корабля резко возрос.

Но на этом внештатные ситуации не закончились. На обратном пути к Земле экипаж подвергся мощнейшей перегрузке. Космонавты высадились за сотни километров от космодрома в отдаленном уголке Сибири, населенном волками и медведями. В течение многих лет правительство СССР скрывало подробности о полете «Восхода-2».

Первый выход человека на поверхность другого небесного тела

В самом начале космической эры во главе Соединенных Штатов стоял Джон Кеннеди. Еще в 1961 году желанием президента было отправить человека на Луну. В конечном итоге в 1969 году к спутнику Земли стартовала миссия «Аполлон-11» . Цель миссии заключалась не только в том, чтобы доставить двух человек на Луну, но и в том, чтобы благополучно вернуть астронавтов на Землю.

«Аполлон-11» стартовал 16 июля 1969 года. На борту космического корабля находились Нил Армстронг, Эдвин "Базз" Олдрин и Майкл Коллинз. Четыре дня спустя Армстронг и Олдрин приземлились на Луну в Лунном Модуле. Коллинз остался на орбите, проводил эксперименты и фотографировал.

Эдвин Олдрин на поверхности Луны

20 июля 1969 года Нил Армстронг стал первым человеком, ступившем на поверхность Луны. Вместе с Олдрином они провели на поверхности спутника нашей планеты три часа. За это время астронавты собрали образцы лунного грунта и установили флаг США.

Два астронавта вернулись на орбиту, присоединившись к Коллинзу, а 24 июля 1969 года все три астронавта благополучно вернулись на Землю. Желание президента Кеннеди исполнилось 10 лет спустя.

В 2018 году на экраны вышел фильм Дэмьена Шазелла «Человек на Луне». Фильм основан на книге Джеймса Р. Хансена «Первый человек: жизнь Нила А. Армстронга». Главную роль в картине исполнил актер Райан Гослинг.

Первая роботизированная экспедиция и пролет Юпитера

Луна-16

Наступила эпоха роботизации космических аппаратов. Благодаря полету Советской АМС «Луна-16» к спутнику Земли 12 сентября 1970 года, приоритетными научно-техническими достижениями стали: возвращение «Луны-16» на Землю после мягкой посадки. АМС доставил на поверхность спутника космическую ракету «Луна — Земля» с возвращаемым аппаратом. Кроме того, “Луна-16” автоматически стартовала с Луны и доставила на Землю лунный грунт.

В свою очередь NASA разработали уникальный космический аппарат «Пионер-10» — первый аппарат, который обходился без управления человеком. «Пионер-10» вышел в космос 2 марта в 1972 года. А уже в 1973 году пересек астероидный пояс. Главным достижением «Пионера» стал пролет мимо газового гиганта — аппарат пролетел близко к Юпитеру и сфотографировал планету. Некоторое время спустя к нему присоединился «Пионер-11», созданный для исследования Сатурна. Благодаря данным, полученным от «Пионера-10» мы узнали состав атмосферы Юпитера, уточнили масса планеты и измерили её магнитное поле.

Но самое изумительным в «Пионере-10» это анодированная золотом алюминия пластинка, установленная на корпусе аппарата. Ее размер составляет 220 на 152 миллиметра, а изображены на ней символистические данные о нашей планете, ее расположении и человечестве. Первая жена выдающего американского астронома и популяризатора науки Карла Сагана — Линда Саган стала автором рисунка.

Изображение на пластине «Пионера-10»

На пластине изображены: человеческие фигуры — мужчина и женщина на фоне контура аппарата, два базовых состояния атома водорода, Солнце и его положение относительно центра Галактики и расстояние до ближайших четырнадцати пульсаров. Также схематически изображена Солнечная система.

После пролета Юпитера маршрут «Пионера-10» был довольно насыщенным: в 1976 году аппарат пересек орбиту Сатурна, а орбиту Урана уже в 1979 году. 25 апреля 1983 года «Пионер-10» прошел орбиту Плутона, а 13 июня того же года пересек орбиту самой отдаленной планеты Солнечной системы — Нептуна. Дальнейшая судьба «Пионера-10» неизвестна, однако предполагается, что выйдя за пределы Солнечной системы он продолжит полет по направлению к Альдебарану.

Первая успешная посадка на Марс

Сегодня мы не задумываясь читаем новости об исследовании Красной планеты, которую вовсю бороздят марсоходы. А между тем, первыми космическими аппаратами, совершившими успешную посадку на Марс стали «Викинг-1» и «Викинг-2». «Викинги» состояли из орбитальной станции — искусственного спутника Марса и спускаемого аппарата с автоматической марсианской станцией.

Карл Саган и макет АМС станции «Викинг»

Аппараты проводили исследования с околомарсианской орбиты, а также на поверхности планеты. С мыса Канаверал «Викинг-1» была запущена 20 августа 1975 года, а «Викинг-2» 9 сентября. Впервые мир увидел фотографии Красной планеты высокого качества именно благодаря «Викингам». На снимках красовалась пустынная местность с красноватой почвой, усеянной камнями. Розовый цвет неба, ставший таковым из-за света, рассеянного красными частицами пыли в атмосфере, будоражил умы миллионов.

Заснеженная пустыня на Марсе (Викинг-2)

Обе станции взяли образцы почвы в качестве проб для анализа на наличие жизни. Несмотря на то, что однозначных следов жизни на Марсе обнаружить не удалось, результаты все же оказались неожиданными, так как была выявлена относительно высокая химическая активность грунта. Это объясняется химическими реакциями в веществе богатой железом почвы. Программа исследований «Викингов» должна была длиться 90 дней, однако каждый аппарат проработал значительно больше этого срока.

Знакомство с Солнечной системой

Умные машины, расширившие горизонты до далеких миров стали воплощением технологий начала 1970-х. Речь, безусловно, идет о зондах «Вояджер-1» и «Вояджер-2», открывших человечеству Солнечную систему. До запуска этих аппаратов мы практически ничего не знали о большинстве планет Солнечной системы. За последующие десятилетия «Вояджеры» представят первые детальные данные о многих мирах, изучив их с близкого расстояния.

Аппараты серии «Вояджер» — это высокоавтономные роботы, оснащённые научными приборами, а также собственными энергетическими установками, компьютерами и системами управления. Основной миссией «Вояджеров» было исследование Юпитера и Сатурна. Их миссия продолжилась и после исследования газовых гигантов. Запущенные с мыса Канаверал в августе и сентябре 1977 года, «Вояджеры» проводят исследования там, куда казалось, мы никогда не сможем добраться.

Бледная голубая точка

Продолжая свое более чем 40-летнее путешествие, каждый из зондов находится намного дальше от Земли и Солнца, чем Плутон. 14 февраля 1990 года, после того как «Вояджер-1» завершил основную миссию, NASA отправило зонду команду развернуться и сделать фотографии планет Солнечной системы. Одной из фотографий, полученных между 14 февраля и 6 июня 1990 года, было изображение Земли, представленной на зернистом снимке «бледно-голубой точкой». Идея развернуть аппарат принадлежала Карлу Сагану, впоследствии написавшему одноименную книгу.

В августе 2012 года зонд «Вояджер-1» пересек границу Солнечной системы - гелиопаузу, став первым искусственным объектом в межзвездном пространстве. «Вояджер-2» вышел в межзвездное пространство 5 ноября 2018 года. Оба космических аппарата все еще отправляют на Землю научную информацию.

Пластина и футляр Вояджера

Как и их предшественник «Пионер-10» оба «Вояджера» оснащены золотыми пластинками, призванными сообщить о нас внеземным формам жизни, что могут встретиться на их пути. Ученые записали информацию на позолоченную пластинку фонографическим способом. Её прикрепили к корпусу аппарата и для сохранности закрыли специальным футляром.

Содержание записи было одобрено комитетом NASA во главе с Карлом Саганом. Доктор Саган и его коллеги собрали 115 изображений и различные естественные звуки. К этому они добавили музыкальные произведения разных культур и эпох, а также приветствия людей Земли на пятидесяти пяти языках.

Первая космическая станция

В то время, как США отправляли в космос умнейшие машины, инженеры СССР бросили свои силы на создание первой в мире орбитальной станции. Запущенная на орбиту Земли в 1986 году, космическая станция Мир стала легендой, отражая все победы Советского Союза в космической отрасли и предвосхищая грядущие исследования.

Космическая станция «Мир»

Станция провела на орбите 15 лет —в три раза больше запланированного срока. “Мир” пережила крах СССР, приняла множество членов экипажа и иностранных гостей, пострадала от опасных пожаров, почти катастрофического столкновения и затемненных периодов неконтролируемого падения.

Несмотря на развал Советского Союза в 1991 году, как американские, так и советско-российские ученые продолжили свою работу, отправляя космонавтов на станцию. Сотрудничество “Шаттл-Мир” проложило путь для NASA и Российского космического агентства (Роскосмос) к становлению основными партнерами в программе Международной космической станции, впервые запустившей модули в 1998 году и продолжающей исследования сегодня.

Взгляд в будущее

Электрический свет, автомобиль, самолет и радио казались человечеству невероятными техническими достижениями. Но на рубеже XIX-XX веков два человека предвидели изобретения гораздо более амбициозные. Ими были школьный учитель из Российской провинции, почти глухой Константин Циолковский и профессор заштатного американского колледжа Массачусетс Роберт Годдард. Современники считали мечты Циолковского и Годдарда о том, как ракеты будут совершать межпланетные и межзвездные путешествия постыдными. Их часто поднимали на смех и нередко называли сумасшедшими.

Тем не менее, шаг за шагом, они разрабатывали фундаментальную физику и ее приложения. Их машины постепенно обретали форму, а их мечты в конечном итоге оказались заразительными. Опираясь на их работы человек впервые вышел в открытый космос, обогнул Землю и ступил на поверхность Луны. С каждым днем наши аппараты и машины становятся умнее. Сегодня они рассредоточены по Солнечной системе. Мы открываем новые миры и разглядываем их, а ближайшую к нам планету населяют роботы. Карл Саган считал, что это одна из причин, по которой в нашем времени есть нечто поистине эпохальное, если рассматривать его в долгосрочной астрономической перспективе.

Роберт Годдард предполагал, что «плавание в межпланетном пространстве должно быть освоено, чтобы обеспечить сохранения человечества». Константин Циолковский высказывал схожее суждение: «Бесчисленные планеты, — земли — есть острова беспредельного эфирного океана. Человек занимает один из них. Но почему он не может пользоваться и другими, а также могуществом бесчисленных солнц? Когда истощится энергия Солнца, разумное начало оставит его, чтобы направиться к другому светилу, недавно загоревшемуся, еще во цвете силы».

Размышляя о будущем, нельзя не процитировать слова человека, посвятившего свою жизнь исследованию космоса. В книге «Голубая точка. Космическое будущее человечества» Саган написал слова, как нельзя лучше описывающие истинное положение вещей:

«Заглянуть в будущее невозможно, особенно на несколько веков вперед. Сегодня мы только начинаем осознавать беспрецедентные вызовы, которые бросают нам технологии. Когда мы сможем послать наши аппараты и сами отправиться вслед за ними, вдаль от планет — когда действительно выйдем на просторы Вселенной, — нам предстоит столкнуться с феноменами, не сравнимыми с чем-либо виденным ранее».

Но это будет совсем другая история.

Используемые материалы:

Автор: Любовь Соковикова