З „Колумбусом” – у Всесвіт, або скільки коштує невагомість

Нестримна радість охопила й усіх у Центрі керування польотами в німецькому місті Дармштадті. 7 лютого шатл „Атлантис” нарешті знявся в небо над Флоридою з лабораторним модулем європейців на борту. Кілька разів запуск відкладали через технічні проблеми. І ось – урочистий момент. Очі Жан-Жака Дордена, генерального директора ESA - Європейської космічної агенції - сяяли від щастя:

„Це просто неймовірно! Я чекав на цей старт цілих 20 років. Невже наш „Колумбус” справді на орбіті?.. Коли два десятиліття тому я почав працювати в ESA, переді мною поставили завдання: пришвидшити реалізацію проекту зі створення першої європейської орбітальної лабораторії. Тепер це реальність. Європа – повноправний партнер на Міжнародній космічній станції, а перед науковцями відкрилася можливість проводити унікальні досліди.”

Уже місяць, як зістикований з МКС „Колумбус” обертається навколо Землі на висоті 350 кілометрів. В алюмінієвому циліндрі діаметром чотири з половиною метри й завдовжки майже сім немає вікон, бо вся внутрішня поверхня, до останнього сантиметра, зайнята комп’ютерами та шафами з обладнанням, якому позаздрить будь-який земна лабораторія. На „Колумбусі” їх десять. У той час, як один з астронавтів експериментуватиме, наприклад, з газами або рідинами в умовах невагомості, де вода без проблем змішується з олією, колега поруч зможе вивчати, як впливає відсутність земного тяжіння на ріст кристалів або на утворення протеїну в клітинах рослин. У розпорядженні астронавтів - інкубатор, сонячна обсерваторія, морозильна камера, незабаром з’явиться ще й невеличка плавильна піч. Модульна система дозволятиме відсилати окремі лабораторії на Землю, а замість них доставляти на орбіту нові - удосконалені або іншого профілю. За попередніми планами, „Колумбус” перебуватиме на МКС щонайменше до 2020-го року. Європейська космічна агенція витратила на цей престижний проект 800 мільйонів євро. Кожен рік експлуатації означатиме додаткових 80 мільйонів. Однак чи виправдані такі інвестиції, запитують деякі експерти. Крім американської та європейської лабораторій на МКС найближчим часом з’явиться ще й японська. Хто працюватиме з усіма цими приладами, якщо США припинять запускати свої застарілі кораблі багаторазового використання, й людей на орбіту зможе транспортувати хіба що російський „Союз”? Постійний екіпаж МКС – усього троє астронавтів. Їм і без наукових дослідів не бракує роботи. Чимало шухляд у лабораторних шафах так і залишаться невідчиненими, кажуть критики. А експерименти з невагомістю цілком можливо проводити й на Землі...

Цілих 9 секунд без гравітації

...Знайти, де розташований Бременський університет, не важко. На рівнинній місцевості здалеку помітна висока вузька біла вежа. Вона завершується скляною пірамідою й тому дуже нагадує загострений олівець. У середині цієї 150-метрової споруди – нічого. Точніше, майже нічого.

„Ми перебуваємо за пультом управління Бременської вежі вільного падіння. За кілька хвилин пролунає команда, й капсулу можна буде відпускати”,

- пояснює науковець Торстен Лутц. Усе, що міститься в капсулі, теж летітиме вниз з однаковою швидкістю, а, отже, всередині неї буде відсутня сила тяжіння.

„З одного боку, можна використовувати просто падіння. Тоді умови як у космосі – ми називаємо це псевдоневагомість - тривають чотири цілих сімдесят чотири сотих секунди. З другого, три роки тому в нас з’явилася катапульта. З її допомогою ми позбуваємося земної гравітації на дев’ять з половиню секунд, і це значно розширює коло дослідів”, -

розповідає директор Центру прикладних космічних технологій та мікрогравітації Ганс Рат. Крім Бремена, лише в США та в Японії існують такі „вежі падіння” або, як їх іще називають „вежі скидання”. Звичайно, не тому, що їх важко побудувати, а через складне комп’ютерне обладнання та спеціальні камери, які потрібні для документування отриманих у невагомості даних. У Бремені фахівці спостерігають процес падіння на семи моніторах. Нинішнім дослідом керує науковець Брюссельського університету Андрій Ведерников. Його цікавить, що відбуватиметься в скляній капсулі з мікроскопічними частинками - кожна всього тисячну частку міліметра завбільшки:

„Таким чином ми симулюємо умови, що панували в космосі на первинній стадії утворення планет. Адже всі великі тверді тіла спочатку були сумішшю мікрочастинок, пилом. Зіштовхуючись, вони поступово „склеювалися”, збільшуючись розміром. І, зрештою, колись утворили тверду масу, якої було достатньо для виникнення власної сили тяжіння. Як на Землі.”

Зрозуміло, що секунди в вежі дають лише приблизне уявлення про процеси, які в природі тривали тисячі років. Але й цей короткий проміжок часу невагомості є важливою підказкою для науковців, хоч і обходиться це „задоволення” недешево: падіння однієї-єдиної капсули коштує до кількох тисяч євро...

13 хвилин невагомості за 3 мільйони євро

...Північ Швеції. До найближчого містечка Кіруна - 50 кілометрів. Куди не кинь оком – соснові ліси. Серед них дорога, що веде до кількох прямокутних будівель, великих параболічних антен та двох пускових установок. Звідси в небо стартують науково-дослідні ракети Texus та Maxus. Керує програмою уповноважений EADS, Європейського аерокосмічного оборонного концерну, Андреас Шутте:

„За засадою дії, ці ракети не відрізняються від тих, що ними стріляють у Новорічну ніч. Згоряючи, двигун виштовхує капсулу з дослідним матеріалом на параболічну траєкторію з піком висоти 250 або 720 кілометрів. Більша ракета забезпечує 12-13 хвилин падіння, а, отже, й невагомості, менша, Maxus, – до шести. Як тільки капсула полишає орбіту і входить в атмосферу, розкривається парашут. Гелікоптери знаходять потім металевий корпус десь у радіусі 80-ох кілометрів від місця запуску.”

За минулі тридцять років гуркіт реактивних двигунів порушував тишу на півночі Шведського королівства понад 80 разів. Вартість кожного старту - майже три мільйони євро. „Цієї зими, - веде далі Андреас Шутте, - ми відправили в космос навіть живих „пасажирів”:

„Цікавий біологічний дослід провів університет німецького міста Гоенгайм. Серед інших матеріалів на Texus-і подорожували 72 акваріумні рибки.”

Вивчаючи, як вплинула невагомість на їхній вестибулярний апарат, науковці сподіваються дізнатися, чому, потрапляючи на Міжнародну космічну станцію, астронавти потерпають від головного болю, нудоти, втрати орієнтації. Німцеві Гансу Шлегелю орбітальна хвороба завадила навіть одразу розпочати довгоочікуване введення „Колумбуса” в експлуатацію...

Ще один відомий спосіб створити невагомість - це маневр „парабола” на спеціальних тренувальних літаках. Перебуваючи в салоні, дослідник може кілька десятків секунд сам працювати в умовах відсутності гравітації. У принципі так само, як і на МКС... „Але критики помиляються в одному, - заперечує генеральний директор Європейської космічної агенції, Жан-Жак Дорден. - Ми вклали в „Колумбус” багато років праці й сотні мільйонів євро передусім не для того, аби експериментувати досхочу без земного тяжіння”:

„Пілотовані космічні польоти – це частина історії людства, а не тільки вивчення фізичних законів Всесвіту. Сівши на коня, людина стала подорожувати континентами. Вітрила перенесли її через океан. Літаки підняли в небо... „Колумбус” невипадково назвали на честь Христофора Колумба. Він, як відомо, відкрив Америку, а ця лабораторія допоможе нам опановувати нові космічні світи.”

За матеріалами радіостанції Deutschlandfunk