50 років дослідження космосу: головні досягнення ESA

30 травня 1975 року десять країн-засновниць підписали Конвенцію про створення Європейського космічного агентства (European Space Agency, ESA). Відтоді до них приєдналися ще 23 держави-члени, троє асоційованих учасників, чотири держави-партнери та Канада. У 2025 році ESA святкувало не тільки своє 50-річчя, а й півстолітній ювілей розробки та впровадження космічних інновацій. Саме ця організація визначає, який сьогодні вигляд мають європейська космічна інфраструктура та економіка, а також в якому напрямку їм розвиватися далі.

Видання MaxPolyakov.space розглядає найяскравіші та найважливіші досягнення Європейського космічного агентства за його півстолітню історію.

Незалежний доступ до космосу

Більшість досягнень ESA були б неможливими без незалежного доступу в космос. На момент створення Європейського космічного агентства всього шість країн світу мали власні ракети-носії та досвід виведення апаратів на орбіту: США, СРСР, Франція, Японія, Китай і Велика Британія. Для ESA переломний момент настав за чотири роки після створення. З 1979 року агентство має власні ракетні системи — 24 грудня у космос вирушила перша ракета сімейства Ariane. А останньою на момент публікації цього матеріалу стала Ariane 6, яка стартувала 9 липня 2024 року. З 2012 року до Ariane приєдналося сімейство ракет Vega для транспортування невеликих корисних навантажень (дебютний запуск відбувся 2022 року).

Незалежний доступ до космосу забезпечив ESA гарантовану автономію від інших національних космічних програм. Європейці відтоді самостійно планували запуски для цивільних і оборонних завдань, розвивали більше наукових і комерційних проєктів. Тепер ракети регулярно стартують з космодрому Куру у Французькій Гвіані, щоразу наголошуючи, що Європа давно стала повноцінним гравцем в освоєнні космосу.

Будівництво європейського космодрому у Французькій Гвіані

Від дня заснування ESA здійснило вже понад 300 запусків, і всі — з космодрому Куру, звідки стартувала ракета Ariane 1. Офіційна назва космодрому звучить як Гвіанський космічний центр. Розташований він у Французькій Гвіані, де займає 60-кілометрову смугу завширшки близько 20 км узбережжя Атлантичного океану. Це місце вибрали під космодром у 1961 році, але будівництво було розпочате тільки в 1965-му з ініціативи Французького космічного агентства (Centre national d’études spatiales, CNES). Через три роки космодром вперше використали за призначенням, а в 1975-му CNES із ESA домовилися експлуатувати його спільно.

Сьогодні ESA фінансує дві третини фіксованих витрат на утримання космодрому Куру, контролює дотримання контракту CNES і бере участь у стратегічному плануванні. Значна частина витрат йде на обслуговування пускових установок для Ariane і Vega, що охоплює всю необхідну інфраструктуру для складання ракет-носіїв на Землі та їхнього запуску на орбіту.

Розробка супутникової навігації для авіації EGNOS

EGNOS, Європейська геостаціонарна навігаційна служба, стала першим в Європі проєктом в області супутникової навігації і попередницею Galileo. EGNOS підвищує надійність супутникових сигналів на території Європи та деяких сусідніх країн, забезпечує дуже точну синхронізацію з UTC, підтримує вертикальне наведення і працює в найскладніших погодних умовах. Це робить її незамінною там, де важлива безпомилковість позиціонування й цілісність переданих даних — наприклад, в авіації EGNOS покращує безпеку й доступність аеропортів.

Сервіс запрацював у 2009-му, і того ж року права власності на нього відійшли Європейській комісії. Сертифікований модуль для застосування в авіації та інших критично важливих застосунках EGNOS Safety of Life став доступним через два роки. Сьогодні інфраструктура навігаційної служби об’єднує понад сорок станцій RIMS, кілька навігаційних наземних станцій, два центри управління польотами, Центр координації, сервісний центр і транспондери сигналів на трьох геостаціонарних супутниках SATCOM.

Запуск глобальної навігаційної системи Galileo

Galileo — найбільше в Європі угруповання, 24 супутники якого розташовані в трьох орбітальних площинах на висоті 23 000 км. Однойменна глобальна супутникова система працює з грудня 2016 року, і безпосередньо розробкою та підтримкою займається саме ESA. Galileo вчетверо точніша за GPS, її точність позиціонування становить всього один метр, а більшість послуг надаються безкоштовно в усьому світі. Система обслуговує понад 4 млрд пристроїв (телефонів, смарт-годинників і навігаторів), допомагає в рятувально-пошукових заходах і дуже корисна в безпілотних автомобілях. Ще одна служба із захищеними каналами передачі даних доступна оборонним відомствам, службам цивільного захисту та поліції авторизованих держав-членів ЄС.

Artemis — перший лазерний зв’язок між орбітами

12 липня 2001 року ESA запустило Artemis — європейський супутник-ретранслятор даних з лазерним терміналом для швидкої передачі між орбітами. Він забезпечив перший у світі лазерний міжсупутниковий зв’язок між низькою і високою навколоземними орбітами. Успішна реалізація проєкту Artemis продемонструвала здатність супутників і безпілотників до обміну інформацією, а також відкрила шлях до реалізації наступних європейських ретрансляторів даних.

За чотири місяці, 30 листопада, відбулося перше в історії надсилання зображення лазерною лінією зв’язку з одного супутника на інший. Тоді термінали, розміщені на Artemis і SPOT 4, зуміли обмінятися зображеннями високої чіткості зі швидкістю 50 Мбіт/с. Для Європи цей досвід підтвердив можливість передавати великі обсяги даних між орбітами практично в режимі реального часу і без прив’язки до зони видимості наземних станцій. А пізніше напрацювання Artemis лягли в основу Європейської системи обміну даними між геостаціонарними супутниками (European Data Relay System, EDRS), яка використовує лазерні термінали для зв’язку з метеорологічними, навігаційними та спостережними супутниками, передаючи потокові дані на Землю через геостаціонарні ретранслятори.

Детальне картографування Сонця

Спільно з NASA Європейське космічне агентство реалізувало місії, що дозволили скласти повну мапу Сонця, включно з віддаленими полярними регіонами, відстежити сонячні спалахи та корональні викиди маси. Першою стала місія Ulysses, що стартувала 1990 року. Під час неї супутник пролетів над полюсами Сонця на полярній орбіті, виміряв магнітні поля й силу сонячного вітру. Це допомогло створити перші тривимірні моделі полярних зон і зрозуміти, як Сонце впливає на прилеглий до нього космічний простір. Наступною була місія SOHO (Solar and Heliospheric Observatory, з 1995 року) — вона доповнила картину, виявивши понад 5000 комет, які наближалися до Сонця. І, нарешті, Solar Orbiter, запущена в 2020-му, вийшла на найближчу до Сонця орбіту і зробила знімки полярних областей у високій роздільній здатності.

Внесок у захист Землі від астероїдів

У 2026 році космічний апарат Hera, що належить ESA, має наблизитися до Діморфа — єдиного астероїда, орбіту якого змінила людина. Це сталося у вересні 2022 року, коли апарат NASA DART контрольовано зіткнувся з небесним тілом, скоротивши його орбіту приблизно на 33 хвилини. Hera допоможе вченим детально вивчити наслідки того удару — зміни форми, структури, розмірів астероїда, — щоб підтвердити ефективність такого методу впливу і в майбутньому краще захищати Землю від астероїдів. Паралельно ESA у взаємодії з міжнародними партнерами через свій Координаційний центр з навколоземних об’єктів (Near Earth Object Coordination Centre, NEOCC) безперервно відстежує тисячі астероїдів з метою уточнення ризиків.

Участь у розробці хартії Zero Debris Charter

У 2023 році місія ESA Aeolus з вимірювання профілів вітру в атмосфері завершилася керованим спуском, попри те, що конструктивно супутник не був для цього призначений. Його вдалося плавно знижувати доти, доки він майже повністю не згорів у атмосфері над безлюдною Антарктидою. Таким чином Європейське космічне агентство показало свою прихильність концепції Zero Debris Charte — так назвали хартію про повну відмову від створення космічного сміття до 2030 року, ініційовану ESA. Станом на 2025 рік її підписали понад 180 сторін із 33 країн.

Для досягнення нульового рівня космічного сміття ESA рекомендує ефективніше його утилізувати (передусім через кероване зведення з орбіти), скорочувати тривалість перебування супутників у космосі та запобігати передчасному їх руйнуванню. Проблема космічного сміття дійсно стоїть гостро — ми вже писали про те, як нові технології та стартапи допомагають очистити орбіту, а ініціатива ESA доповнює ці зусилля і сприяє їхньому масштабуванню на всю галузь.

Перша посадка на комету

У листопаді 2014 року мільйони людей у прямому ефірі спостерігали за спуском посадкового модуля Philae на ядро комети 67P/Чурюмова–Герасименко, розташованої за 510 млн км від Землі. Вперше в історії космосу це здійснив саме європейський космічний апарат під час місії ESA Rosetta, загалом передавши понад 60 годин записів та інших даних з поверхні комети. До цього Rosetta встановила ще один рекорд: вперше вийшла на орбіту комети. Черговий подібний запуск запланований на 2029 рік — на роль наступного “мисливця за кометами” ESA обрало міжпланетний зонд Comet Interceptor.

Ви можете дізнатися більше про політ і посадку Rosetta з цього короткого відео:

 Перетворення шатла на орбітальну лабораторію

ESA відіграло важливу роль у реалізації програми NASA Space Shuttle, яка тривала з 1981 до 2011 року. Європейський модуль Spacelab перетворив шатл на міністанцію і дозволив проводити хімічні, фізичні та біологічні експерименти на орбіті задовго до запуску МКС.

Форма Spacelab у вигляді циліндра завдовжки 6,7 м з діаметром 4,1 м сприяла перевезенню до трьох тонн корисного навантаження за один політ шатла. З 1983 року ця лабораторія взяла участь у 16 місіях, плюс до цього ще вісім разів побували в космосі її окремі контейнери з науковими приладами (останній — у 1998-му). Для ESA це був перший і водночас успішний досвід — деякі напрацювання пізніше використовувалися на МКС, а також у космічних кораблях ATV та Cygnus.

Будівництво модуля Cupola для МКС

На замовлення ESA італійська компанія Alenia Spazio збудувала для МКС оглядовий модуль Cupola з найбільшими вікнами в космосі — ці сім прозорих ілюмінаторів досі незамінні для спостереження за Землею та керування роботизованим маніпулятором Canadarm2. Також тут встановлено камеру Nightpod, що допомагає астронавтам робити чіткіші знімки в нічний час. За договором від 1998 року Європейське агентство взяло на себе проєктування й будівництво Cupola, а NASA натомість надало йому право на транспортування п’яти корисних вантажів.

Мапування Чумацького Шляху

Після 13 років розробки космічний телескоп Gaia в грудні 2013 року нарешті дістався на гало-орбіту за півтора мільйони років від Землі. ESA витратило кілька сотень мільйонів євро на розробку, щоб скласти найточнішу тривимірну мапу нашої галактики з координатами понад 2 млрд зір Чумацького Шляху. І все це — за допомогою апарата розмірами 4,6×2,3 м і обертовим захисним екраном площею 100 м². Таких результатів вдалося досягти завдяки найбільшому цифровому сенсору, який коли-небудь створювався для місій у космосі. Ще одним завданням, яке телескоп Gaia виконував аж до січня 2025 року, було спостереження за сотнями тисяч астероїдів Сонячної системи.

Перший 3D-друк металевих деталей на МКС

У 2024 році на 3D-принтері, розробленому спільно ESA й Airbus, вперше в космосі була надрукована металева деталь. Раніше на МКС уже виготовляли методом друку полімерні деталі, але метал вимагав температур набагато вище і дотримання суворих заходів безпеки для захисту станції та екіпажу від надмірного тепла. Процес друку контролювало Французьке космічне агентство з центру управління корисними вантажами МКС. А два оператори — представники Airbus і CNES, забезпечували безперебійність процесу. Спочатку з нержавіючої сталі вдалося надрукувати двовимірну букву S, а потім отримати 3D-конструкцію, послідовно наносячи шар за шаром.

Результати порівняння зразків, надрукованих на Міжнародній космічній станції і на Землі, допоможуть оцінити вплив мікрогравітації на якість друку. Однак успішний досвід ESA вже показав: пілотовані місії незабаром можуть стати більш незалежними саме завдяки організації процесу виробництва просто на орбіті.

Внесок у розвиток системи точного часу

Космічні операції вимагають високої точності в усьому, включно з часовою шкалою. Сьогодні ESA користується власним стандартом часу, точність якого досягає декількох мільярдних часток секунди. У 2012 році з ініціативи Центру космічних досліджень ESA (ECOS) запрацювала ще одна лабораторія, яка передавала результати вимірювань часу до Міжнародного бюро мір і ваг у Парижі для визначення максимально точного значення часу UTC. А через дев’ять років ECOS почав створювати власну шкалу часу за допомогою пари атомних годинників. Сьогодні ці два набори вимірювань синхронізовані й відомі як UTC (ESA).

Створення європейського корпусу астронавтів

Вперше астронавт з Європи побував у космосі в 1983 році — це право дісталося Ульфу Мербольду, який став фахівцем з корисного навантаження в першій місії Spacelab. Через п’ятнадцять років держави-члени ESA, які взяли участь у проєкті МКС, об’єднали своїх астронавтів з наявною основною командою Європейського космічного агентства. Так з’явився єдиний Європейський корпус астронавтів (European Astronaut Centre, EAC) зі штаб-квартирою в Кельні (Німеччина). Сьогодні тут готують до польотів європейських і міжнародних астронавтів, навчають працювати з обладнанням, встановленим на МКС, проводять тренування в центрах партнерів (США, Канада, Японія), використовуючи такі технології, як віртуальна реальність і цифрові двійники для імітації місій.

ESERO: підвищення обізнаності дітей про космос

Європейський офіс ресурсів космічної освіти (European Space Education Resource Office, ESERO) активно підтримує дошкільну, шкільну та університетську освіту, стимулюючи інтерес до природничих наук, техніки й інженерії. Діяльність ESERO охоплює безліч національних і регіональних тренінгів для викладачів, розробку навчальних матеріалів для STEM-програм і підвищення обізнаності про кар’єрні перспективи в космічній сфері. Офіси організації відкриті в 22 державах-членах ESA і працюють на базі провідних університетів, обсерваторій і наукових центрів.

Запуск Envisat — найбільшої місії зі спостереження за Землею

На момент запуску в 2002 році Envisat став найбільшим супутником, відправленим у космос ESA для спостереження за Землею. Восьмитонний апарат розміром з автобус працював на висоті близько 800 км до 2012 року, коли зв’язок із ним був остаточно втрачений. Але за це плідне десятиліття йому вдалося зробити великий внесок у дослідження атмосфери, океанів і льодовиків. Дані, отримані Envisat, стали основою для оцінки стихійних лих і клімату. Наприклад, у 2004 році супутник допоміг картографувати збитки, заподіяні цунамі в Азії, а за рік відстежив наближення до Нового Орлеану урагану “Катріна”. Також зібрана Envisat інформація знадобилася у багатьох пізніших проєктах з моніторингу навколишнього середовища і послужила поштовхом до створення системи Copernicus. Сьогодні дані Envisat — у вільному доступі для всіх охочих.

Вклад у створення телескопів Hubble і James Webb

У 1990 році телескоп Hubble здійснив справжню революцію в астрономії завдяки своїй здатності робити високодеталізовані зображення космосу без спотворень. Щоб у майбутньому мати гарантований час для спостережень за допомогою цього космічного приладу, ESA надало NASA сонячні батареї для обсерваторії та забезпечило їхню подальшу інженерну підтримку. А пізніше компанію Hubble склав телескоп James Webb — йому вдалося отримати зображення галактик з моменту зародження космосу 13,5 млрд років тому. І знову ESA стало корисним, вивівши його на орбіту на ракеті Ariane 5 з точністю, що дозволила уникнути втрат палива, таким чином істотно продовживши термін служби обсерваторії.

Підтвердження ефекту, передбаченого теорією відносності Ейнштейна

ESA провело унікальне дослідження гравітаційного червоного зсуву, використовуючи пару супутників Galileo, які через помилку запуску опинилися на нестабільних орбітах. За допомогою мінливого гравітаційного поля і надточних атомних годинників учені змогли виміряти зміну довжини хвиль світла під впливом гравітації з точністю в п’ять разів вищою, ніж у попередніх експериментах. Цей результат підтвердив ключовий передбачений ефект загальної теорії відносності Ейнштейна і розширив межі точних космічних вимірювань. У майбутньому ESA планує доповнити ці дослідження завдяки місії Atomic Clock Ensemble in Space (ACES) на МКС, яка ще ретельніше виміряє плин часу в космосі для подальших перевірок фундаментальної фізики.

Участь у діяльності найвіддаленішої дослідницької бази в Антарктиді

Дослідницька станція Concordia розташована в одному з найвіддаленіших куточків Антарктики. Тут, за 950 км від берегової лінії і на висоті 3233 м над рівнем моря (це далі від людства, ніж астронавти на МКС!), учені вивчають здатність адаптуватися до екстремального холоду, ізоляції, тривалої темряви і нестачі кисню. ESA підтримує й регулярно направляє дослідників на станцію Concordia, щоб більш ефективно і безпечно планувати тривале перебування людей у космосі.

ESA: що далі?

За останні п’ять десятиліть ESA значно зросло і нині розробляє сміливіші та масштабніші проєкти. Кількість держав-учасниць також збільшується: останньою на момент виходу матеріалу до організації доєдналася Словенія — в січні 2025 року. У перспективі членство в ESA може отримати й Україна — 2023 року Кабінет міністрів затвердив відповідний план дій щодо інтеграції, що передбачає початок переговорного процесу і підготовку до укладення угоди.

Для обох сторін це може стати початком взаємовигідної співпраці: Україна має достатній досвід проєктування ракет, розробки та запуску моніторингових супутників Землі (EOS SAR і EOS Data Analytics) і команду кваліфікованих космічних інженерів. А українська компанія SETS вже кілька років успішно розробляє нові види іонних двигунів для корекції орбіти космічних апаратів, що допомагає їх зводити з орбіти відповідно до концепції Zero Debris Charter.

За п’ятдесят років існування ESA отримало незалежний доступ до космосу, розжилося власним космодромом і супутниковим угрупованням, запустило найбільшу місію зі спостереження за Землею, активно підтримує космічні стартапи й готує європейських астронавтів до роботи на МКС. Однак накопичилися і проблеми: як внутрішні, так і зовнішні — наприклад, загострилося суперництво з Китаєм, Індією та Японією. Ці країни інтенсивно розвивають власні космічні програми, у зв’язку з чим ESA змушене виділяти все більше фінансів, щоб не відставати від конкурентів.

На тлі цього вельми оптимістичний вигляд у планів ESA щодо розширення європейської інфраструктури для космічних запусків за рахунок космопорту в Норвегії, запуску ракети Ariane 6, розвитку програми European Launcher Challenge та участі в реалізації місії Artemis II. Також розроблено заходи, що дозволяють знизити залежність Європи від США у військово-космічній сфері, і затверджена довгострокова стратегія до 2040 року. Вона охоплює найважливіші сфери, де ESA може відіграти важливу роль, включно з подальшим моніторингом Землі та її клімату, продовженням місій з дослідження космосу, а також зусиллями зі стимулювання зростання й підвищення конкурентоспроможності Європи в комерційному космічному секторі. Все це дозволить зміцнити позиції ESA на міжнародній арені і зробити його одним із ключових гравців у освоєнні космосу на найближчі десятиліття.

А наостанок пропонуємо подивитися відео до 50-річчя Європейського космічного агентства:

Джерело: MaxPolyakov.space

Читайте також:

Історіястворення Європейського космічного агентства

Історія ESA: планетарні місії та космічні програми 

Проєкти майбутніх космічних станцій