Ay Küresi: Rus bilim insanları Dünya'nın uydusuna sıra dışı bir keşif gezisi hazırlıyor

İlginçtir ki, bu yılın 1 Nisan'ında, bilimsel merkezlerden biri, küçük uydularını Ay'a göndermeyi Telegram kanalında şaka yollu duyurdu. Ancak tesadüfen (ya da belki de yıldızlar bu şekilde hizalanmıştı) şaka gerçek bir projeye dönüştü. Gerçek şu ki, aynı zamanlarda, Keldysh Uygulamalı Matematik Enstitüsü'ndeki bölüm başkanı Mikhail Ovchinnikov, Moskovsky Komsomolets'e verdiği bir röportajda, karmaşık balistik hesaplamalar sayesinde, asgari maliyetlerle, küçük uyduları uzun bir yörünge boyunca Ay'a göndermenin mümkün olduğunu ciddi bir şekilde anlattı. Evet, mesafeyi üç günde değil, birkaç ayda kat edecekler, ancak bilim insanları acele etmiyor, ciddi projelerin hayata geçirilmesini onlarca yıldır bekliyorlar!

Genel olarak, gazetemizin katılımı olmadan, bilim insanları birbirlerini dinlediler ve yeteneklerinin bir "envanterini" çıkardılar. Birleşirlerse, tüm dünyaya derin uzayın keşfi için beş (!) yerli teknolojiyi gösterebilecekleri ve başlamadan önce gereken sürenin sadece iki yıl olacağı ortaya çıktı!

Bilindiği üzere, herhangi bir görev, teknolojileri test etmenin ve bilimsel ekiplerin yeterliliğini sürdürmenin yanı sıra, net bir hedefe de ihtiyaç duyar. Uzun vadeli gezegenler arası seyahatin yeni projesinin ideologlarına göre, böyle bir hedef var. Bu, piksel başına 25-30 santimetrelik rekor bir çözünürlüğe sahip olacak olan Ay'ın 3B modelinin derlenmesidir (şu anda yalnızca yarım metre çözünürlüğe sahip haritalar bulunmaktadır). İlk yerleşimcilerin Dünya'nın doğal uydusuna varışında, ay denizlerinin, vadilerinin ve kutuplarının küçük ayrıntılarının bir görüntüsünün bulunduğu böyle bir harita, bir yerleşim üssü inşa etmek ve bir yol ağı düzenlemek için en iyi yeri seçmeden önce onlar için çok faydalı olacaktır.

Balistik: Yedi mil ve bir sapma

O halde, IPM RAS'ın uzay aracını (SC) daha uzun yörüngelere gönderme önerisini hatırlayalım. Konsept, 100-160 kilogram ağırlığındaki (yakıt ağırlığı dahil) küçük SC'leri ele alıyor. Altı ay boyunca hedefe uçacaklar, ancak onları Ay'a ulaştırmak için gereken fonlar bir miktar daha az olacak.

Nasıl para tasarrufu yapabiliriz? Öncelikle, küçük bir uydunun fırlatma için ayrı bir rokete ihtiyacı yoktur - aynı anda başka, daha ağır bir cihazla fırlatılabilir. Daha sonra, uzay aracını karmaşık bir yörünge boyunca seçilen gezegene getirecek olan hafif bir elektrikli jet motoru (ERE) devreye girecektir. Rusya, plazma ERE'lerin üretiminde dünya lideridir, çünkü bunlar burada 1960'lardan beri geliştirilmektedir. Plazma tarafından tahrik edilirler ve saniyede onlarca kilometreye kadar hızlandırılırlar. Keldysh Center'da bu tür motorlardan oluşan bir ürün yelpazesi bulunmaktadır.

Mikhail Ovchinnikov'un daha önce MK'ye açıkladığı gibi, matematiksel hesaplamalara göre, manevra kabiliyetine sahip küçük bir cihazla Ay'a uçmak için Dünya'dan... Güneş'e fırlatılması gerekecek. Hesaplama, ışık kaynağımızın belirli bir anda ek bir hızlandırıcı görevi göreceği ve cihazı yerçekimiyle Ay yörüngesine "iteceği" yönünde. Bu, tiz anahtarına çok benzeyen oldukça karmaşık bir "bypass" yörüngesi olacak, ancak cihazın fırlatmadan altı ay sonra hedefe ulaşması garantili.

Balistik uzmanları, bu yaklaşımın elektrikli tahrik sistemine sahip küçük araçların Ay'a veya Mars'a uçmasına olanak sağlayacağını iddia ediyor.

Astronomi: Cihazları Dünya'dan kim "yönlendirecek"?

Dünya'dan gönderilen cihazları 1,5 milyon kilometrelik bir mesafeden (ilk aşamada Dünya'dan uçmaları gereken mesafe bu kadar) gözlemlemek için uzmanların uzaydaki yerlerini bir kilometreye kadar doğrulukla bilmeleri ve hızlarını saniyede 1 milimetreye kadar kontrol etmeleri gerekiyor! Bunu hayal etmek bile zor! Ancak bilim insanlarımız bu tür teknolojileri çoktan geliştirdiler. Astronomik Araştırma Merkezi, gök cisimlerini bu mesafelerde izlemek için gerekli tüm optik-elektronik araçlara sahiptir. Teorik olarak küçük gezegenler arası uyduların "rehberlik" edeceği teleskoplu yerler Kislovodsk ve Blagoveshchensk bölgesinde yer almaktadır. Bu arada, merkezin başkanı Vladimir Agapov'a göre Blagoveshchensk, gözlemler için açık gece saati sayısı bakımından ülkedeki en iyi yerlerden birine sahiptir: oradaki iklim, yılda 300 gün gökyüzünde tek bir bulut olmamasını sağlar.

Yıldızlı gökyüzünün fonunda, gökbilimcilerimiz düşük yörüngedeki bir nesnenin koordinatlarını 0,1 yay saniyesine kadar bir hatayla belirleyebilirler. 1,5 milyon kilometrelik bir mesafede, hata tam olarak 1 km olacaktır. Geriye sadece cihazı görmek kalır ve bu çok zordur. Ancak, Agapov'un dediği gibi, meydan okumaya ve bunu yapmaya hazırlar.

Ay'da ayak izleri var mı?

Şimdi bu projenin en ilgi çekici kısmına geçelim - Ay'ın yüzeyini filme almak. Anlaşıldığı üzere, ülkemizde hem 60 kilometre yükseklikten hem de 120 kilometrelik bir ay yörüngesinden 25-30 santimetre çözünürlükte fotoğraf çekebilen uzay kameraları geliştiricileri var. Ayrıca gezegenlerin yüzeyinin sözde fotogrametrik modellerini oluşturanlar da var - bunlar, milyonlarca ayrı kareden şekilleri, boyutları ve mekansal konumları dikkate alınarak oluşturulan nesnelerin üç boyutlu modelleridir.

– Mevcut gök cisimlerinin 3 boyutlu modellerinin bizim yazılımımız kullanılarak oluşturulduğunu çok az kişi biliyor, – uyduları üreten şirketin başkanı Aleksey Semenov bana açıklıyor. – Şimdi, dedikleri gibi, Ay haritasının en iyi versiyonunu yapmak Tanrı'nın isteğidir.

Fotogrametri teknolojisinin geliştiricilerinden Vitaliy Kokhanovski, bu tür çalışmalara çarpıcı bir örnek veriyor: Çuryumov-Gerasimenko kuyruklu yıldızının üç boyutlu yeniden inşası.

Ona göre, yüksek çözünürlük sayesinde bilim insanları ilk kez bu kuyruklu yıldızın 20 ila 47 metre derinlikteki yeraltı boşluklarını keşfettiler ve su buzunun varlığına dair işaretler buldular. Bu boşluklar, yeraltı boşluklarına doğrudan erişebilecek potansiyel bir uzay sondası için ilgi çekicidir. Ayrıca, görüntüler ve termal modelle birlikte 3B model sayesinde, kuyruklu yıldızın derinliklerinden püsküren bir plazma jetinin görünümü ile bu buzlu boşluklardan birinin tabanındaki güneş ışınımı arasında bir bağlantı kuruldu.

Yukarıda söylendiği gibi, Ay'ın yüzeyinin yarım metrelik bir çözünürlüğe sahip üç boyutlu bir modeli zaten var. Bilim adamlarımız, balistik kameralı uyduları Ay'a "fırlatılırsa" 25-30 santimetrelik bir çözünürlüğe sahip daha doğru bir model yapacaklarına söz veriyorlar. Ayrıntılı küresini "dikmek" için yörüngede 197 gün çalışmaları gerekecek ve 42 milyondan fazla fotoğraf elde edilecek. Ve muhataplarım, böyle bir doğrulukla, sadece Ay'ın gelecekteki fatihlerine yardım etmekle kalmayıp, yüzyılın anlaşmazlığının nedenini - "Amerikalılar Ay'da mıydı, değil miydi?" - unutmak mümkün olacak - fotoğraflar, Ay toprak regolitinde bıraktıkları tüm izleri gösterecek.

Ancak geliştiricilerin Moskova bölgesinin 3D haritasında kimin izlerini gördüğünü merak ediyorum? Kısa bir süre önce uzmanlar, dronlar kullanarak Moskova bölgesinin benzer bir modelini yaptılar. 134 günde 35 bin kilometrekarelik bir alan fotoğraflandı, 5 milyon görüntü elde edildi. Zaman açısından çalışma, Ay'ı filme almaya benziyordu. Uzmanlara göre fark, esas olarak nesneye olan mesafede.

Bu arada, Kokhanovsky'ye göre, Ay'a benzer Mars'taki çalışmalar daha kısa bir sürede -74 gün ve daha az resimle- yaklaşık 4 milyon yapılabilir. Ve "Marslı" çalışmalarının etkisi daha muhteşem olabilir. Gerçek şu ki, şu anda sadece 5 metre çözünürlüğe sahip bir Kızıl Gezegen haritası var. Bu çözünürlüğü iki katına, 2,5 metreye çıkarmak çok daha kolay ve fark daha belirgin. Bu doğruluğu nasıl buluyorsun, Elon Musk?

Ay'ın (veya Mars'ın) yörüngesinde çalışmanın işe yaramayacağı bir diğer teknoloji ise Dünya'ya veri iletimiyle ilgilidir. Sonuçta, en az 400 bin kilometrelik bir mesafeden gelmeleri gerekir!

Proje organizatörleri, Amerikalı uzmanlar için benzer bir çalışma yapmış birini aramaya başladıklarında, kendi yurttaşlarıyla karşılaştılar. Bu, 11 yıl önce, 4 Kelvin sıvı helyum sıcaklığında çalışan tek fotonlu bir dedektöre dayalı olarak uzaydan bir veri iletim kanalı için dünyanın en iyi alıcısını yaratan Moskova Pedagoji Üniversitesi'nden Grigory Naumovich Goltsman'dan başkası değildi. Onun yardımıyla, ay yörüngesinden 1 Gbit/s hızında gelen ışık darbelerini tespit etmek mümkün - sanki yakınlarda, alçak Dünya yörüngesindeymiş gibi aynı hızda. Bu da önemli bir teknoloji ve elimizde olması iyi.