tayna24.space
Недавнее падение на Землю неудачного советского зонда, предназначенного для исследования Венеры в 1970-х годах, превратилось в настоящий детектив.
Различные компьютерные модели использовались для прогнозирования его входа в атмосферу. Но почему их расчеты различались? И как можно улучшить точность предсказаний времени и места падения космических объектов?
Ученые считают, что долгая и непростая история аппарата «Космос-482» может пролить свет на эти вопросы. Давайте разберемся.
Падение в океан
10 мая этого года спускаемый аппарат «Космос-482» весом около 495 кг, вероятно, упал в воды океана.
Согласно расчетам специалистов ЦНИИмаш (входит в состав Роскосмоса), аппарат вошел в плотные слои атмосферы и рухнул в Индийский океан к западу от Джакарты.
Зонд был запущен весной 1972 года для изучения Венеры, но из-за неисправности разгонного блока ракеты остался на высокой эллиптической орбите вокруг Земли, постепенно приближаясь к планете.
«Космос-482» был частью дуэта венерианских миссий. Его «близнец», «Венера-8», стартовал на несколько дней раньше и успешно достиг цели, став первой станцией, совершившей посадку на освещенной стороне Венеры и передавшей данные о температуре и давлении на поверхности планеты.
Потерянный в космосе
А вот зонд, не сумевший покинуть околоземную орбиту, получил название «Космос-482».
Как сообщает Институт космических исследований РАН (ИКИ), через несколько месяцев после запуска аппарат был намеренно разделен на спускаемый модуль и полетный модуль. Последний сошел с орбиты (упал на Землю) в 1981 году.
Что касается спускаемого модуля, Олег Кораблев, заведующий отделом физики планет ИКИ, отметил, что он должен был обладать достаточной теплозащитой.
«Если его найдут, было бы очень интересно изучить, чтобы понять влияние длительного воздействия космической радиации на конструкционные материалы», — сказал Кораблев.
А он плавает?
Российский историк космонавтики Павел Шубин выдвинул предположение, что посадочный модуль «Космос-482» может до сих пор плавать в океане.
Шубин нанес последнюю орбиту станции на карту морских путей, отметив точку входа в атмосферу и возможную траекторию падения.
«Капсула не имеет аэродинамических качеств, поэтому должна была упасть строго по траектории. Возможно, ее кто-то найдет. Вопрос в плавучести станции. Она на пределе, но, похоже, должна держаться на воде. Если утонет — шансов обнаружить почти нет. Хотя она выдерживает давление до километра глубины», — пишет Шубин.
Так что главный вопрос: «А он вообще плавает?»
Прогнозы и расхождения
Марко Лангбрук, эксперт по отслеживанию спутников из Делфтского технического университета (Нидерланды), вместе с астродинамиком Домиником Дирксом разработал открытый инструмент Tudat для моделирования космических траекторий. С его помощью они пытались предсказать время и место падения зонда.
В своей статье для The Space Review Лангбрук и Диркс разбирают историю падения «Космос-482» и причины расхождений в расчетах.
«И вот он наконец вошел в атмосферу. Главный вопрос: где и когда именно?»
Разные организации — Минобороны США, Европейское космическое агентство (ESA) и The Aerospace Corporation — давали немного отличающиеся прогнозы.
Лангбрук считает, что спускаемый аппарат, скорее всего, пережил вход в атмосферу целым и упал со скоростью 65–70 м/с после торможения.
«Возможно, однажды на пляже Австралии или Индии найдут странный объект с кириллическими надписями», — шутят авторы.
Фотосвидетельства
Ральф Вандеберг, нидерландский астрофотограф, специализируется на съемке малых космических объектов. Он анализировал снимки «Космос-482», начиная с 2011 года, и обнаружил, что к спускаемому аппарату было прикреплено «нечто» — возможно, парашют.
Однако после входа в атмосферу этот элемент исчез.
Почему так сложно предсказать падение?
«Прогнозирование входа в атмосферу — сложная задача. Объект движется очень быстро, и даже небольшая ошибка в расчетах означает сотни или тысячи километров на поверхности Земли», — объясняет Марлон Сордж, директор Центра изучения орбитального и возвращаемого мусора (CORDS).
Кроме того, «мешают законы физики»: солнечная активность влияет на плотность атмосферы, что меняет траекторию падения.
Грегори Хеннинг, руководитель проектов CORDS, добавляет:
**«Мы не знаем в реальном времени, как ведет себя объект. Кувыркается ли он? Распадается на части? Или стабилен? Неизвестно, какую площадь поверхности он подставляет под набегающий поток».
Сферическая форма спускаемого аппарата «Космос-482» делала его «нестандартным» для расчетов. Ведь он был создан для входа в атмосферу Венеры — куда более плотную и агрессивную.
«Он рассчитан на 300 G перегрузки и давление в 100 атмосфер. Если он пережил вход в земную атмосферу, то, скорее всего, не разрушился, а значит, не было яркого огненного шара, как при других падениях», — говорит Сордж.
Главные проблемы моделирования
«Все модели ошибочны, но некоторые полезны», — отмечает Даррен Макнайт, эксперт LeoLabs.
С начала космической эры прогнозирование входа объектов в атмосферу остается сложной задачей из-за трех ключевых факторов:
-
Изменчивость плотности атмосферы (солнечная активность, время суток, сезонные колебания).
-
Ориентация объекта (если он вращается, это может создавать подъемную силу и задерживать падение).
-
Процессы разрушения (плавление, испарение, распад на части).
«Когда объект достигает «магической высоты» в 80 км, начинается сильный нагрев. Его ориентация критически важна для точного расчета», — говорит Макнайт.
Иногда объект даже «прыгает» в верхних слоях атмосферы, как камень по воде, что еще больше усложняет прогноз.
«За последние десятилетия в этой области прогресс был минимальным», — заключает эксперт.
Падение «Космос-482» в очередной раз показало, насколько сложно точно предсказать судьбу космического объекта. Но каждый такой случай помогает ученым улучшить модели и, возможно, в будущем делать более точные прогнозы.
А пока загадочный советский зонд, если он действительно уцелел, может где-то плавать в океане — молчаливый свидетель космической эпохи.
