Спуститься с небес: как технологии космоса влияют на нашу жизнь
Интерес человечества к космосу существовал задолго до фильмов Кристофера Нолана и «Космической Одиссеи 2001 года». Еще в Древней Греции Пифагор описал космос как «мир, существующий вокруг человека». И даже с учетом профессиональных терминов и определений, которыми обросла астрономия за сотни лет, нельзя сказать, что Пифагор был не прав. За годы исследований космос действительно стал миром, существующим вокруг нас, причем миром гораздо менее далеким, чем кажется.
В 1957 году Советский Союз запустил в космос «Спутник-1» — первый искусственный спутник Земли. Дебютный полет подарил мировой науке не только День начала космической эры человечества, но и множество данных о верхних слоях атмосферы Земли и космическом пространстве. Сегодня человечество сталкивается с плодами этих знаний каждый день, не осознавая этого. Космические технологии живут в каждом доме и даже на полках магазинов, помогают нам быть на связи и делать любое «далеко» немного ближе.
«Космос действительно стал одним из главных символов мировой поп-культуры, и любое новое высказывание — это вызов для автора. С другой стороны, отчасти поэтому проекты о космосе заведомо интересны для многих посетителей», — говорит Николай Алутин, куратор выставки «При чем тут космос» в Музее криптографии. Выставка рассказывает о том, как космические технологии стали частью повседневной жизни и в чем выражается эта «космическая повседневность».
Маршрут перестроен: как космос указывает путь и спасает жизни
Сложно представить жизнь в городе без систем навигации. Бумажные карты становятся рудиментом, а топографический кретинизм легко лечится функцией «проложить маршрут». GPS — одна из технологий, которая появилась благодаря изучению спутниковой связи. Во время полета «Спутника-1» американские ученые под руководством Ричарда Кершнера заметили, что чем ближе находится спутник, тем выше частота его сигналов, и наоборот. На основе этого наблюдения удалось создать систему GPS (Global Positioning System), которая может определять местоположение объектов в мировой системе координат. Технологию работы GPS, ГЛОНАСС и других системах навигации подробно раскрывает раздел «Навигация» выставки «При чем тут космос».
Спутниковая связь определяет не только работу навигационных систем, но и обеспечивает безопасность. Например, крупнейшая поисково-спасательная система Коспас-Сарсат тоже функционирует благодаря спутникам. Именно Коспас-Сарсат позволяет отслеживать местоположение самолетов и кораблей во время бедствий. Система была запущена в 1982 году, и, по данным на 2017 год, за это время с помощью спутниковой связи удалось спасти более 46 тысяч человек.
Безопасность жителей планеты обеспечивают не только конкретные поисково-спасательные системы, но и постоянное дистанционное зондирование Земли. Землетрясение в Гаити в 2010 году, тайфун Хайян на Филиппинах и наводнение в Краснодарском крае — во время стихийных бедствий по всему миру в мониторинге ситуации участвует Международная хартия по космосу и крупным катастрофам. Это соглашение, которое объединяет 18 космических агентств и позволяет оперативно получать спутниковые фотоснимки. Только за сентябрь 2024 года спутники хартии активировали 8 раз. Благодаря дистанционному зондированию можно комплексно взглянуть на последствия катастрофы, принять решения о дальнейших действиях и спасти тех, кого еще можно спасти.
На самом деле, технология спутниковой связи не незаменима в современном мире, но только на некоторых участках Земли.
«Я бы сказал, что жители крупных городов в целом неплохо бы прожили и без космоса, а вот безопасность и качество жизни людей в удаленных и малонаселенных районах, людей, путешествующих в океане, в горах или в тайге сильно бы пострадали.
Нормальную навигацию и связь для таких удаленных районов обеспечивают только спутники, и нередко эти технологии буквально спасают жизни. Посмотрите, например, статистику системы Коспас-Сарсат. Люди в удаленных районах без спутников остались бы без хорошей связи и без навигации», — поделился Илья Ферапонтов, научный консультант выставки «При чем тут космос».
Облачно, осадки в виде…
Ответить на вопрос «Что надеть сегодня?» тоже помогают космические технологии, а именно метеоспутники. Они позволяют составлять не только прогноз погоды, но и полную картину погодных условий Земли. Метеорологические спутники ежедневно контролируют температуру поверхности Земли и океана и помогают метеорологам делать выводы о долгосрочных изменениях климата. По словам Ильи Ферапонтова, отсутствие метеоспутников можно компенсировать, например, разветвленной сетью наземных метеостанций и метеорологическими аэростатами для изучения атмосферы, но лишь до определенной степени. «Есть такие районы, где метеостанций мало или вовсе нет. Не будь спутников, о поведении атмосферы в этих районах приходилось бы только гадать, и это ухудшало бы точность прогнозов», — комментирует Ферапонтов.
О том, как спутники помогают нам прогнозировать погоду и следить за состоянием планеты, рассказывает раздел «Дистанционное зондирование Земли» выставки «При чем тут космос». Экспозиция показывает, какие метеорологические системы используются сейчас, в том числе во внепланетной метеорологии, и какими инструментами пользовались ученые еще до появления спутников.
Рассмотреть космические аппараты, которые спасают жизни, определяют состояние атмосферы и обеспечивают комфорт землян, можно буквально на расстоянии вытянутой руки с помощью инсталляции «Звездное небо». Это большая проекционная стена со спутниками, летящими по разным траекториям. Каждый посетитель выставки может остановить любой понравившийся спутник и узнать все о его запуске, цели полета и принадлежности.
Как найти связь там, где ее нет?
Интернет и телефонная связь, как правило, не ассоциируются с работой спутников. В повседневной жизни чаще используется сотовая или кабельная связь, но у нее есть свои ограничения. Спутниковые телефоны — ими действительно пользуются до сих пор — могут устанавливать контакт между абонентами практически в любых условиях. В отличие от сотового, спутниковый телефон передает сигнал сначала на спутник, а затем на наземную станцию: так сигнал попадает к нужному абоненту. Несмотря на то что спутниковый телефон не всегда дает возможность скачать любимую игру или включить подходящий плейлист, именно этот вид связи способен обеспечить контакт из любой точки земного шара. По такому же принципу работает спутниковый интернет.
Николай Алутин рассказал, как феномен спутниковой связи представлен на выставке: «В разделе “Связь” можно познакомиться с проектами российских и зарубежных спутниковых компаний, которые работают над обеспечением высокоскоростного доступа к интернету, телефонии и телевидению даже в самых отдаленных уголках планеты. А инсталляция, посвященная проблемам лингвистики, расскажет, как ученые создавали и отправляли послание внеземным цивилизациям, расшифровать которое можно только одним способом».
Одна из разработок 2024 года — абонентский терминал от БЮРО 1440. Такое устройство можно установить в любой точке под открытым небом: от крыши автомобиля до жилого дома. Спутник, находясь в зоне над терминалом, сможет установить с ним соединение, а затем начать обмен данными. Абонентский терминал, а также инженерный образец спутника 1-й миссии БЮРО 1440 и ключевые технологии спутников миссии «Рассвет-2» представлены в одном из залов «При чем тут космос». «Эти аппараты являются подтверждением того, что технологическая революция происходит у нас на глазах. В ближайшее время мы анонсируем экскурсии от разработчиков аэрокосмической компании БЮРО 1440. Можно будет услышать про новейшие космические аппараты из первых уст», — сообщила «Снобу» директор Музея криптографии Лидия Лобанова.
Что объединяет космический корабль и антипригарные сковороды
Кроме спутниковой связи, навигации и GPS, космические технологии применяют и в «глубоком быту». Например, антипригарные покрытия для сковородок появились благодаря использованию тефлона в космосе. В первую очередь тефлон применяли для теплоизоляции космических кораблей. Позже ученые выяснили, что материал обладает очень низким коэффициентом трения, и именно это сделало тефлон оптимальным материалом для покрытия сковородок.
Еще одна космическая разработка, которая укрепила свои позиции в повседневной жизни человека, — memory foam, или «пена с эффектом памяти», знакомая по подушкам и матрасам с ортопедическим эффектом. Пена сделана на основе вязкоупругого пенополиуретана и позволяет равномерно распределять вес и давление. Изначально разработка использовалась в проектировании сидений для космонавтов. Технология помогала снизить нагрузку на тело человека при взлете и посадке космического корабля. В повседневной жизни человек не сталкивается с такой проблемой, однако memory foam нашла свое место и на Земле.
Космические технологии также повлияли на производство упаковок для пищевой продукции. Технология вакуумной упаковки широко применялась в разработке продуктов питания для космонавтов. В космических условиях особенно важно контролировать влажность и газообмен: для этого была создана технология модифицированной газовой атмосферы (MAP). С ее помощью замедляется процесс окисления и продукты хранятся дольше. В повседневной жизни такой тип упаковки используют для кофе, мясных и других скоропортящихся продуктов. И даже упаковки от чипсов, которые совсем не ассоциируются с космосом, созданы благодаря этой изначально космической технологии.
На выставке «При чем тут космос» представлены другие привычные человеку объекты, созданные на основе космических разработок. Среди них — кроссовки с амортизацией. Пена с эффектом памяти снижала нагрузку на тело человека во время нахождения в космическом корабле. Именно благодаря этой разработке появились кроссовки с амортизационной — практически полой — подошвой, например буквально «воздушные» Nike Air.
Еще одна космическая технология, которая стала органичной частью жизни человека, — это миниатюрная камера смартфона. Несмотря на то что она совсем не кажется «миниатюрной» постоянным пользователям гаджетов, изначально цифровые камеры были гораздо больше и использовались именно в космической отрасли. Выход в открытый космос в 1965 году и высадку Нила Армстронга на Луну удалось запечатлеть с помощью фотоаппарата фирмы Hasselblad. Позже камеры значительно усовершенствовали и сделали меньше. Настолько, что эта разработка стала частью любых смартфонов. Кроме самой камеры технология космических съемок повлияла и на создание привычных инструментов фотографии: зума, улучшения качества фото, создания контрастов и регулировки четкости.
В обратный путь: с Земли на орбиту
Разработка космических технологий уже изменила повседневную жизнь человечества на разных уровнях. Перечислить все примеры — от солнечной батареи до изотермических одеял — почти невозможно. Однако перспективы внедрения космоса в нашу повседневность не так однозначны.
«Я бы сказал, что сейчас начинается обратный процесс — “земные” разработки постепенно возвращаются в космос. Приход множества частных компаний в отрасль заставляет сокращать издержки и, например, вместо дорогой (очень дорогой) космической электроники использовать бытовую. Яркий пример: спутник STRaND-1, где в качестве бортового компьютера использовался сотовый телефон», — говорит Илья Ферапонтов.
Будущему космических разработок посвящен целый раздел выставки «При чем тут космос». «Здесь можно узнать об идеях и планах по освоению космоса недавнего прошлого, которые не были реализованы, и о текущих проектах — вполне осуществимых и более фантастических», — рассказывает Николай Алутин.
Среди пока не сбывшихся концепций космического будущего — проект «Острова» Джерарда О’Нила. «Островами» ученый называл станции-поселения в космосе, где гравитация близка к земной. Благодаря подходящему атмосферному давлению и даже имитации солнечного света на Островах могли бы жить люди, предполагал О’Нил. На данный момент разработка не вышла за пределы фантастических фильмов.
Илья Ферапонтов считает, что «главную революцию космические технологии совершили в космосе». Однако с ее последствиями человек сталкивается каждый день. Узнать, какой была бы жизнь человечества без космических технологий, и оценить, насколько бытовыми стали эти разработки, можно на интерактивной инсталляции «Жизнь без космоса». Экспозиция изображает пять бытовых ситуаций, в которых человек пользуется следствиями космических разработок. Переключив тумблер, каждый может увидеть, как изменилось бы положение героев без аппаратов и данных с орбиты, и представить, что было бы, если бы тумблер переключили всему человечеству.
Автор: Полина Карасева