Франция в космосе (стр. 1 из 3)
В марте мы простились с гордостью нашей космонавтики - орбитальной станцией “Мир”. Но не прекращаются дискуссии о месте России в будущих исследованиях Земли и остальных планет, Солнца и других объектов Вселенной с помощью космических аппаратов. Насколько широки и разнообразны планы мирового научного сообщества в этой области, можно судить по материалам 33-й Научной ассамблеи международной организации COSPAR (Committee for Space Research - Комитет по исследованию космоса). Достижения и перспективы американской астронавтики общеизвестны и разрекламированы. А как обстоят дела во Франции - второй (если не считать Россию) после США космической державе в мире, имеющей собственные космодром и ракеты-носители? В отчете на ассамблее французы подробно проинформировали о космической деятельности своей страны за последнее время и о ее намерениях на ближайшие годы (The French Scientific Space Program. Report to COSPAR at 33rd Scientific Assembly. Warsaw, July 2000.). Предлагаем вашему вниманию краткий обзор этого отчета.
Свою насыщенную программу исследований франзузские ученые нацеливают на:
более глубокое понимание законов физики, в особенности роли сил гравитации в соотношении с другими формами фундаментальных взаимодействий;
познание эволюции Вселенной (зарождения галактик и звезд, их динамики, образования планетных систем);
поиск планет за пределами Солнечной системы;
изучение Солнца и гелиосферы, магнитосферы Земли и ее конфигурации, солнечно-земных связей;
исследование планет и малых тел нашей системы;
экзобиологические наблюдения с конечной задачей выяснить, при каких обстоятельствах возникла жизнь на Земле и может ли она существовать на иных планетах.
По этим направлениям Франция и работает самостоятельно, и активно участвует в мероприятиях ESA (European Space Agency - Европейское космическое агентство) и NASA (National Aeronautic and Space Administration - Национальный комитет по аэронавтике и исследованию космического пространства США).
На передних рубежах астрофизики
Одна из самых захватывающих задач астрофизики - напрямую зарегистрировать гравитационные волны, предсказанные еще А.Эйнштейном, о реальности которых мы пока судим лишь по косвенным признакам. Общеевропейский проект “Lisa”, задуманный для ее решения, предполагает запустить на гелиоцентрическую орбиту три спутника. Они сложат равносторонний треугольник со стороной 5·106 км, летящий вслед за Землей, отставая от нее на 20 сут, и образуют огромный гравитационный интерферометр, который займется поиском волн в полосе частот 10–4-10-1 Гц (спутники будут оптически связаны друг с другом, а контролироваться будет разность фаз у сигналов, прошедших разными путями). Наряду со специалистами из других стран в этом проекте заняты и французские ученые.
Эффекты общей теории относительности призван наблюдать и проект ACES (Atomic Clock Ensemble in Space - Комплект атомных часов в космосе). В нем намечается использовать новые методы лазерного “охлаждения” атомов в условиях микрогравитации (на спутнике) для высокоточного измерения времени атомными часами. Ожидается, что по сравнению с аналогичными часами, работающими в земных условиях в Парижской обсерватории, удастся выиграть в точности на порядок величины. Главными участниками эксперимента станут Парижская обсерватория, Лаборатория атомных часов в Орсе, Национальное метрологическое бюро в Париже, Обсерватория Лазурного берега, а также Невшательская обсерватория (Швейцария). Приборы будут размещены на борту ISS (International Space Station - Международная космическая станция), которая, как известно, уже строится на орбите.
Заметную роль играют французы и в международном проекте AMS (Alpha-Magnetic Spectrometer - Альфа-магнитный спектрометр), направленном на непосредственный поиск антиматерии в космосе (Галактионов Ю.В., Тинг С., Черноплеков Н.А. Поиски антивещества в космосе: эксперимент АМС // Природа. 1999. №12. С.3-11).
Французским в основном является проект “Microscope”, призванный проверить важнейшее положение теории гравитации - принцип эквивалентности гравитационной и инертной масс, согласно которому все тела независимо от массы приобретают в данном поле тяготения одинаковое ускорение. Соответствующий спутник с двумя дифференциальными акселерометрами должен быть запущен в 2004 г., а дальнейшим шагом в плане повышения точности измерений станет реализация проекта STEP (Satellite Test for the Equivalence Principle - Спутниковая проверка принципа эквивалентности), рассматриваемого ныне в NASA и ESA.
Микроспутник “Microscope” в будущем полете.
Масса спутника - менее 120 кг, размеры - 80´60´80 см3.
Основную информацию о Вселенной мы черпаем из данных по электромагнитному излучению. И тут французские исследования охватывают всю шкалу его частот.
Прямая регистрация ядерных реакций, в ходе которых во Вселенной образуются элементы, будут проводиться на аппарате INTEGRAL (International Gamma-Ray Astrophysics Laboratory - Международная астрофизическая лаборатория по измерению гамма-излучения) (запуск предположительно в апреле 2002 г.), в рамках общеевропейской программы “Horizon-2000”. Для исследования гамма-излучения в нашей Галактике и за ее пределами, несущего информацию о таких реакциях, Франция изготовит специальный спектрометр и изображающую систему. В рамках этой программы уже ведется регистрация рентгеновского излучения разнообразных источников - от молодых звезд до активных ядер удаленных галактик. Работу выполняет французская рентгеновская камера EPIC (European Photon Image Camera - Европейская фотонная камера) на борту запущенного NASA спутника “Newton”.
Большой объем информации о межзвездном пространстве и процессах ядерного синтеза получен при помощи французского спектрометра с очень высоким разрешением в дальнем ультрафиолете на космической лаборатории “Fuse” (запущена NASA в 1999 г.). Однако реликтового дейтерия пока обнаружить не удалось.
Новая программа дальнейшего исследования ультрафиолетового излучения “Galex” поможет лучше понять процессы образования звезд и в нашей Галактике, и вне ее. Значительная часть оборудования - из Франции.
По результатам успешно завершенной программы HIPPARCOS (High Precision Parallax and Coordinate Satellite - Спутник для высокоточного измерения параллаксов и координат) (Гончаров Г.А. Тени звезд // Природа. 1999. №5. С.35-41) с французским участием создан астрономический каталог, охватывающий 118 тыс. звездных объектов и указывающий их координаты с рекордной точностью до 0.001’.
В 1998 г. закончила свою работу Инфракрасная спутниковая обсерватория ISO (Infrared Satellite Observatory), накопив (с участием Франции) большой объем данных об излучении различных небесных объектов - от планет и комет до сверхъярких в этом диапазоне галактик.
А в 1999 г. с космодрома NASA был запущен спутник по французскому проекту PRONAOS (Progamme Nationale d’Observation SubmillimeЂtrique - Национальная программа наблюдений в субмиллиметровом диапазоне). С его помощью исследуются излучение холодных космических источников, физико-химические процессы в межзвездном пространстве: в межзвездных облаках и зонах, где рождаются звезды.
На очереди - новые исследования в далекой инфракрасной и субмиллиметровой областях спектра с космических аппаратов “First” и “Plank-Surveyor”, запуск которых в точку Лагранжа L2 ESA назначило на 2007 г.
В объективе - Солнечная система
Марс. Этот наш ближайший сосед привлекает к себе особое внимание ученых. После неудачи программы “Mars-96” ESA ускорило работы по проекту “Mars Express”. Теперь запуск аппарата назначен на 2003 г.; на его борту устанавливаются приборы того же типа, что и на предыдущем, плюс британский посадочный отсек “Beagle-2” (задача которого - поиск признаков жизни на Красной планете) и французская камера “Omega”, работающая в инфракрасной и видимой частях спектра (для изучения поверхности Марса и его атмосферы).
Зонд «Beagle-2», который будет доставлен на Марс аппаратом «Mars Express».
В правом нижнем углу видна бурильная система
и конец механической руки манипулятора.
В американской программе “Mars Global Surveyor” французские приборы измеряют магнитное и гравитационное поля Марса. К настоящему времени получены изображения с высоким разрешением и интересные данные по альтиметрии и гравиметрии.
Для восполнения потери аппаратов “Mars Climate Orbiter” и “Mars Polar Lander” предусматривается до 2003 г., используя “окна” наилучшей достижимости Марса, направить к нему еще один или два зонда с французскими гамма-спектрометрами нового поколения. На борту аппарата, предназначенного для посадки в районе полюса, будет малый французский марсоход “Marie Curie”. Он идентичен американскому “Sojourner”, погибшему в 1999 г., и будет отбирать образцы породы для их последующего (в 2008-2010 гг.) изучения на Земле. Запуск осуществится принадлежащей ESA ракетой “Ariane-5”. Исследование климатических условий на Марсе и его внутреннего строения будет проведено учеными Финляндии, Германии и Бельгии под руководством французских специалистов. Франция также отвечает за разработку микроспутников Марса массой по 200 кг каждый, которые будут использованы для связи с Землей или для научных наблюдений.
Распределение магнитного поля, окружающего Марс,
полученное при помощи «Mars Global Surveyor».
Сатурн, Титан, Юпитер. Еще в октябре 1997 г. был запущен международный аппарат “Cassini-Huygens”, задача которого - исследование в течение четырех лет системы Сатурна, в особенности его гигантского спутника Титана, вполне сопоставимого по размеру с Марсом. Атмосфера Титана, как полагают, сходна с атмосферой Земли на ранней стадии ее эволюции. Окрестностей Сатурна аппарат достигнет в июне 2004 г. Планируется детальное изучение газовой оболочки спутника, его магнитосферы, для чего “Cassini”, находясь на орбите, сбросит над Титаном созданный европейскими специалистами зонд “Huygens”. Помимо прочего, предстоит проследить за химическими реакциями и выяснить, присутствуют ли там органические молекулы, аналогичные тем, что могли сыграть свою роль в создании предбиологической обстановки у нас на Земле. Восемь экспериментов из этой программы проводятся французской стороной.