Учёные как дети – любят поиграть в кубики. Кубики, правда, у них особенные – спутники формата кубсат. Это действительно куб с ребром 10 сантиметров, куда втиснуты солнечные батареи, научные приборы и вся необходимая электроника. Первый из них был запущен в 2003 году, а в прошлом году свой спутник появился и у МГУ имени Ломоносова.
Небольшие спутники вошли в моду уже давно. Неудивительно: ведь современные технологии позволяют вместить электронную "начинку" космического скитальца в очень скромные габариты. Маленький аппарат не очень трудно создать – это по силам даже студентам. А ракета-носитель может вывести на орбиту вместо одного тяжелого спутника целый рой крошечных, но отлично выполняющих свою работу.
В мае 2017 года NASA объявило, что профинансирует десять миссий с участием кубсатов. Недавно агентство выпустило более подробную информацию об одной из них – проекте BOLAS. Оказалось, что это игра не только в кубики, но и в верёвочку.
Чтобы разглядеть Луну как можно лучше, нужно подобраться к ней поближе – это естественно. Но на малой высоте зонд будет испытывать сильное тяготение. К тому же на таком расстоянии в игру вступят неоднородности массы, скрытые под поверхностью Луны. Их добавочная гравитация неизбежно приведёт к падению аппарата. Lunar Reconnaissance Orbiter в начале своей миссии держался на высоте в 50 километров. Он неминуемо упал бы, если бы не выполнял манёвры с помощью двигателей. BOLAS представляет собой два модуля из 12 кубсатов каждый. Понятно, что в такое "транспортное средство" приличный топливный бак не поместится.
Инженеры нашли изящное решение. Как только спутник достигает высоты 100 километров над поверхностью Луны, он разделяется надвое. Верхняя часть устремляется ввысь и добирается до отметки 190 километров, а нижняя, почти такая же, опускается всего до 9,6 километров. Воедино их связывает трос длиной более 180 километров. Центр масс системы оказывается почти в ста километрах над Луной и на проблемы с неоднородностями массы, такие существенные вблизи поверхности, в буквальном смысле поглядывает свысока.
Схема напоминает проекты "космических лифтов", некоторые из которых даже запатентованы. Но если провесить трос из космоса до поверхности родной планеты – дело будущего, то для маленькой и лишённой атмосферы Луны это возможно уже сейчас.
BOLAS проведёт на орбите год. Всё это время он будет подробно изучать, как в кору Луны внедряется водород солнечного ветра. Как на этот процесс влияет время суток, состав лунного грунта, рельеф, местные магнитные поля? На эти вопросы предстоит ответить зонду.
Одна из его задач – исследовать интригующие структуры, известные как "лунные завихрения" (lunar swirls). Это фигуры из светлых полос на тёмном фоне, иногда причудливой формы. Известно, что светлые участки не так сильно подверглись эрозии, как окружающие их более тёмные породы.
Есть разные предположения о том, как образовались эти примечательные детали лунной поверхности. Одни учёные предполагают, что всему виной локальные магнитные поля, которые защищают "светлую сторону" от разрушительного воздействия солнечного ветра. По другой гипотезе, магнитные поля сортируют мельчайшую пыль, поднятую ударами микрометеоритов. Ещё одна точка зрения объявляет "завихрения" следами кометных ударов.
Имеющихся данных недостаточно, чтобы предпочесть одну из гипотез. Одна из задач BOLAS и состоит в том, чтобы данных стало достаточно.
Отметим, что CubeSat – не единственный формат небольших космических аппаратов. 23 июня 2017 года запущены шесть зондов Sprite. Каждый из них весит всего четыре грамма, но имеет собственные солнечные батареи, приборы и радиопередатчик. Это самый маленький аппарат за всю историю космических запусков. "Спрайты" уже передавали на Землю радиосигналы – мол, всё хорошо, работаем, скучаем без вас.
На аппараты, подобные Sprite, возлагаются огромные надежды. Не так давно мир облетела новость: известный космолог Стивен Хокинг, российский бизнесмен Юрий Миллер и основатель Facebook (запрещена в РФ) Марк Цукерберг собираются отправить к звёздам корабль. Под парусом. Правда, наполнять паруса будет не ветер, а лазерный луч с Земли, а масса космической каравеллы составит несколько граммов. Проект вызвал неоднозначную реакцию. Некоторые специалисты считают, что лазерный луч такой мощности просто испарит зонд, а если каким-то чудом он и долетит, с ним невозможно будет связаться: для этого понадобятся такие приборы, что они и сами разглядели бы Альфу Центавра не хуже посланца с Земли.
Неизвестно, покорятся ли крошке-зонду межзвёздные дали, но несомненно одно: наступает эпоха маленьких аппаратов для изучения большого космоса. Спутники размером с бутылку воды и даже с почтовую марку скоро перестанут нас удивлять. Даже если они соединены очень, очень длинными тросами.
