"Можеше да осветява площ с размерите на футболен стадион": Как Русия изстреля гигантско космическо огледало през 1993 г

С мелите опити на Владимир Сиромятников да освети Сибир с космическо огледало привлякоха световното внимание през 1993г. 

На пръв поглед идеята звучи като сюжет от филм за Джеймс Бонд: изстрелване на гигантско огледало в орбита, което да впрегне слънчевите лъчи и да ги пренасочи към определена цел на Земята. И все пак именно това се опита да направи руската космическа агенция Роскосмос с проекта Знамя (от руски – „знаме“) на 4 февруари 1993 г.

Въпреки футуристичния си характер, целта на проекта далеч не беше зловеща. Както водещата Кейт Белингам обясни по BBC Tomorrow’s World преди старта на Знамя, той е създаден „да освети арктическите градове в Сибир през тъмните зимни месеци“. По същество той трябваше да „включи“ Слънцето за полярните региони на Русия след залеза.

Макар и иновативна, идеята за използване на огледала в космоса за отразяване на слънчева светлина върху земната повърхност не е нова. Още през 1923 г. германският ракетен пионер Херман Оберт я представя в книгата си "Ракетата в планетарното пространство". Въпреки че докторската му дисертация по тази тема била отхвърлена от Хайделбергския университет като „твърде неправдоподобна“, самостоятелно публикуваното му изследване доказвало математически как една ракета може да напусне земната орбита.

Сред идеите, изложени в книгата, била и концепцията за мрежа от колосални, регулируеми вдлъбнати огледала, които могат да пренасочват слънчевата светлина към определени точки на Земята. Оберт предполагал, че подобно осветление може да предотвратява бедствия – например да помогне за откриването на айсберги и по този начин да предотврати трагедии като потъването на Титаник през 1912 г. Освен това той спекулирал, че космическите огледала могат да разтопяват ледени блокове, разчиствайки морски пътища, или дори да влияят на метеорологичните условия на планетата.

През Втората световна война идеята за космическо огледало била възприета отново – този път с далеч по-зловеща цел. В германския изследователски център за оръжия в Хилерслебен учени разработвали проект за ужасяващо орбитално оръжие, наречено Sonnengewehr („Слънчево оръдие“). Според доклад на списание Time от 1945 г. заловени германски учени разказали на американските служби, че оръжието било замислено да пренасочва слънчевата светлина, за да предизвиква пожари в градове или да изварява езера. Макар че американските следователи били скептични, германските инженери вярвали, че технологията може да бъде реализирана в рамките на 50 години.

I think the concept would be better as a light light

The Znamya mirror was 20 meters and about as bright as a full moon.
Znamya 2.5 was expected to be as bright as 10 full moons, but it didn't deploy and burned up.

As bright as 10 moons is, it's not feasible for power right now pic.twitter.com/dbjzYybdkt

— tikkaqrow.bsky.social (@TikkaQrow) August 25, 2024

През 1970-те години концепцията отново изплувала, този път благодарение на друг германски инженер – д-р Крафт Ерике. Бивш член на екипа, разработил ракетите V-2 през Втората световна война, Ерике се предал на САЩ и станал част от Операция Paperclip – програма, с която 1600 германски учени, инженери и техници били прехвърлени в Америка, за да работят по нейната космическа програма.

През 1978 г. Ерике публикувал статия, в която детайлно описвал как гигантски орбитални огледала могат да осветяват нощното небе, позволявайки на фермерите да обработват нивите си денонощно, или да насочват слънчева светлина към соларни панели, генерирайки електричество при поискване. Той нарекъл този проект Power Soletta.

Ерике, който от детството си бил ентусиаст на космическите пътувания и поддръжник на колонизацията на други планети, починал през 1984 г., без да види идеята си реализирана.

Въпреки това той получил своето последно космическо пътуване – през 1997 г. кремираните му останки били изстреляни в орбита заедно с тези на създателя на Стар Трек Джийн Родънбъри и психолога Тимъти Лиъри.

През 1980-те години НАСА многократно разглежда концепцията за генериране на слънчева енергия чрез орбитална огледална система, наречена Соларес. Въпреки правителствения интерес, проектът така и не успява да осигури финансиране. В Русия обаче идеята за слънчевите огледала намира по-благоприятна почва.

Плаване през космоса

Progress but someone stuck a mirror on it (Znamya-2) pic.twitter.com/K9fVg1zYUy

— Saturn Shuttle 🥜 (@Saturn_Shuttle) January 18, 2024

По това време руският учен Владимир Сиромятников проучва възможността за прикрепяне на големи отразяващи слънчеви платна към космически кораб. Той е пионер в областта на космическото инженерство, като има ключова роля в разработката на ракетата Восток – първия в света пилотиран космически кораб, който извежда Юрий Гагарин в орбита през 1961 г. Освен това Сиромятников създава революционен механизъм за скачване на космически кораби – Androgynous Peripheral Assembly System (APAS).

Неговата система е използвана през юли 1975 г. в тестовия проект Аполо-Союз – първия съвместен космически полет между САЩ и СССР по време на Студената война. Тогава американски модул с трима астронавти успешно се свързва със съветската капсула Союз, носеща двама космонавти. По-късно APAS става ключова технология за скачването на американските совалки с руската космическа станция Мир и продължава да се използва и днес за скачване на модулите на Международната космическа станция (МКС).

Сиромятников вярва, че ако слънчевите платна бъдат прикрепени към космически кораб, те биха могли да използват слънчевата енергия по същия начин, по който корабните платна използват вятъра. Ако тези отразяващи повърхности бъдат наклонени под правилния ъгъл, фотоните – частици светлина, излъчвани от Слънцето – могат да се отразяват от огледалните платна и да изтласкват кораба напред в пространството, без нужда от гориво.

От космически платна към орбитално огледало

The Znamya 2 was a 20-metre wide space solar mirror. take a hard long look into this before judgement.. pic.twitter.com/5ypIClchfr

— Mobile Truck Repair (@MTRRoadside) January 30, 2023

Въпреки това, в постсъветска Русия финансирането на амбициозни космически проекти като този на Сиромятников е затруднено, освен ако не могат да демонстрират ясна икономическа полза. Осъзнавайки тази реалност, той пренасочва концепцията си: вместо да използва слънчевите платна за задвижване, той предлага те да служат като гигантско космическо огледало.

Идеята му е проста, но революционна – ако слънчевите платна се разположат в орбита и се контролират с помощта на тласкачи, те могат да отразяват слънчевата светлина към полярните региони на Русия, които остават обгърнати в мрак през дългите зимни месеци. Допълнителната светлина би удължила работния ден, повишила селскостопанската продуктивност и намалила разходите за електричество и отопление, подобрявайки качеството на живот в тези труднодостъпни райони.

Тази идея печели подкрепата на руското правителство. С финансовата помощ на Консорциума на космическата регата – обединение на руски държавни компании и агенции – и под наблюдението на космическата агенция Роскосмос, Сиромятников започва работа по превръщането на космическото огледало Знамя в реалност.

Първият построен прототип, Знамя 1, не е изпратен в космоса, а остава на Земята за тестове, които позволяват на Сиромятников да изглади всички технически предизвикателства. Първият модел, предназначен за изстрелване в орбита, е Знамя 2. Неговото огледало е изработено от тънки листове алуминизиран Mylar – лек, но силно отразяващ материал, за който се смяташе, че е достатъчно издръжлив, за да устои на суровите условия в космоса.

Конструкцията на Знамя 2 предвиждаше осемсекционно разгъване в кръгла форма, като този процес се управляваше от въртящ се централен барабанен механизъм. Огледалото трябваше да се задържи в разтворено състояние благодарение на центробежната сила.

„По време на полета рефлекторът е плътно увит около тялото на кораба. За да го разгърне, корабът трябва да се завърти бързо, изтласквайки го като чадър“, обяснява Белингам в интервю за BBC през 1992 г. „На тази височина 20-метровият рефлектор ще може да улови слънчевите лъчи, които обикновено заобикалят Земята, и да ги отрази към тъмната страна на нашата планета.“

Планът за бъдещето

Сиромятников предвиждаше поредица от изстрелвания на Знамя, като всяка следваща версия щеше да разполага с по-голямо огледало. Всяко от тях щеше да изгори при повторното навлизане в земната атмосфера, но междувременно руските инженери щяха да анализират поведението на тънките отразяващи листове в космоса и да усъвършенстват дизайна.

Крайната цел е изграждането на постоянна версия на Знамя с масивен 200-метров рефлектор, който да остане в орбита около Земята.

По-ярко от Луната

Амбициозният дългосрочен план включва създаването на мрежа от 36 гигантски космически огледала, които да могат да се въртят, за да насочват отразената светлина към избрани зони.

„В ясна нощ един космически рефлектор би могъл да освети площ с размерите на футболен стадион, осигурявайки леко облекчение от дългите зимни нощи“, каза Белингам.

Множеството рефлектори можеха да работят заедно, за да усилят яркостта или да покрият по-обширни региони. Изчисленията показваха, че комбинираната решетка от космически огледала би могла да отразява светлина, 50 пъти по-ярка от Луната, и да осветява площ с диаметър до 90 км.

Изстрелването

На 27 октомври 1992 г. проектът беше готов за изпълнение. Безпилотният космически кораб Прогрес М-15 излетя от космодрума Байконур в Казахстан, носейки на борда Знамя 2.

След скачването си с руската космическа станция Мир, екипажът монтира барабана със сгънатите отразяващи слънчеви листове на корпуса на Прогрес. Първоначално разгъването на Знамя 2 беше планирано за края на годината, но тестовете за други предстоящи мисии наложиха отлагане.

На 4 февруари 1993 г. екипажът на Мир най-накрая беше готов да задейства плана.

Автономният космически кораб Прогрес се откачи от Мир и, след като се отдалечи на около 150 метра, започна да се върти. Огледалото се разгъна като гигантски вентилатор, улавяйки слънчевите лъчи и насочвайки ги обратно към Земята.

The Znamya 2 was a 20-metre wide space solar mirror. Znamya-2 was launched aboard Progress M-15 from Baikonur on 27 October 1992.

Credit: Roscosmos pic.twitter.com/ixUJBzYCQL

— Universal Curiosity (@UniverCurious) December 26, 2019

Отразената светлина имаше яркост, приблизително равна на пълнолуние, и създаде светлинен лъч с ширина около 5 км. Движещ се със скорост от пет мили в секунда (8 км/сек), този светлинен лъч прелетя от Южна Франция през Швейцария, Германия и Полша до Западна Русия. Екипажът на Мир успя да види слаб лъч светлина, докато преминаваше над Европа. Макар че голяма част от континента беше покрита с облаци в този ден, някои хора на Земята съобщиха, че са зърнали проблясък на светлина.

След няколко часа космическото огледало навлезе обратно в атмосферата и изгоря над Канада.

Успех или предизвикателство?

В Русия експериментът Знамя 2 беше приветстван като технически успех, но разкри и значителни предизвикателства. Отразената светлина се оказа по-слаба и по-разпръсната от очакваното, което намали ефективността ѝ за осветяване на големи площи. Освен това стабилността на Знамя 2 в орбитални условия беше трудно постижима, а бързото движение на светлинния лъч по земната повърхност ограничаваше практическото му приложение.

Въпреки това мисията предостави ценни прозрения, които насърчиха Сиромятников да продължи с планирания експеримент Знамя 2.5. Този път огледалото щеше да бъде с диаметър 25 метра, отразявайки светлина с интензитет между пет и десет пълнолуния и създавайки осветена зона с ширина 8 км

Основната цел беше да се контролира посоката на отразения лъч, така че той да може да остане фокусиран върху дадена точка на Земята за няколко минути, докато Знамя 2.5 се движи в орбита. Два града в Северна Америка, както и няколко в Европа, бяха избрани да бъдат осветени по време на 24-часовия експеримент.

Сиромятников беше обнадежден от напредъка на своя екип и изстрелването беше планирано за октомври 1998 г.

„Ние сме пионери в тази област“, заяви той пред The Moscow Times през юли 1998 г. „Ако експериментът върви по план, предлагаме в бъдеще да изпратим още десетки кораби в космоса на постоянна основа.“

Проблеми на Земята

Em 1993, a Rússia abriu no espaço o Znamya 2, um espelho solar espacial com 20 metros de diâmetro, que foi aberto perto da MIR. A ideia era testar uma tecnologia para iluminar as cidades que ficam muito tempo na escuridão na Sibéria. by @Interplanetypod pic.twitter.com/BbiNe9JSza

— Sacani (Space Today) - AKA Gordão Foguetes (@SpaceToday1) February 17, 2020

Още преди Знамя 2.5 да бъде изстрелян, руските космически власти започнаха да получават оплаквания. Астрономите се тревожеха, че огледалото ще „замърси“ нощното небе, заслепявайки телескопите и нарушавайки наблюдението на звездите. Кралското астрономическо дружество дори протестира пред генералния директор на Консорциума за космическа регата.

Еколози също изразиха опасения, че изкуствената светлина може да обърка животните и растенията, нарушавайки естествените им ритми.

Въпреки тези възражения, проектът Знамя привлече значително глобално внимание.

„Помислете какво ще означава това за бъдещето на човечеството“, каза Сиромятников пред The Moscow Times. „Няма повече сметки за ток, няма повече дълги, тъмни зими. Това е сериозен пробив за технологиите.“

Фатална грешка

На 5 февруари 1999 г., под наблюдението на контрола на мисията в Москва, Знамя 2.5 беше подготвен за разгръщане.

Първоначално всичко вървеше по план. Огледалото, сгънато като хармоника, беше прикрепено към Прогрес, който безпрепятствено се откачи от Мир. След като достигна необходимата позиция, корабът активира тласкачите си и започна да се върти, за да разпъне отразяващите листове.

Но точно в този момент по погрешка беше изпратена допълнителна команда, която нареди на Прогрес да разгърне антената, използвана за комуникация при маневри за скачване. В резултат тънките отразяващи листове се заплетоха в нея.

От контрола на мисията в Москва гледаха с ужас кадрите от Мир – заплетеното огледало висеше безпомощно в орбитата. Незабавно бяха изпратени команди за прибиране на антената, но вече беше късно. Част от фолиото беше здраво увито около антената, разкъсвайки огледалото на няколко места.

Втори отчаян опит да се освободи огледалото беше направен час по-късно, но неуспешно.

Разочаровани, инженерите разбраха, че Знамя 2.5 никога няма да бъде разгърнато. Корабът беше оставен да навлезе в атмосферата, където изгоря над Тихия океан на следващия ден.

„Настроението тук е много потиснато“, каза Валери Линдин, говорител на контрола на мисията в Москва, пред BBC по това време.

Краят на една мечта

С разрушаването на Знамя 2.5 не само приключи експериментът, но и се сложи край на идеята за космическо огледало.

Планираното Знамя 3 със 70-метрова отразяваща повърхност, което трябваше да бъде изстреляно през 2001 г., така и не осигури финансиране и никога не беше построено.

Сиромятников, широко признат за един от водещите космически инженери на своето поколение, почина през 2006 г. Неговата мечта за слънчеви платна и огледала остана неосъществена.

„Провалът беше особено болезнен заради огромния световен интерес, който експериментът предизвика“, каза Линдин пред BBC през 1999 г. „Забравихме стария принцип на руските космически програми – първо да направим нещо, а да се хвалим с него едва след това.“

Не пропускайте най-важните новини - последвайте ни в Google News Showcase