Подробности

Опубликовано: 11.12.2024 12:03

Американское космическое агентство планирует в конце февраля следующего года запустить новую астрофизическую обсерваторию под названием SPHEREx – Spectro-Photometer for the History of the Universe, Epoch of Reionization and Ices Explorer. Эта обсерватория должна дать представление о том, что происходило во Вселенной после Большого взрыва. Она измерит излучение близких и удаленных галактик, а также будет искать в Млечном пути химические элементы, необходимые для существования известной науке жизни.

Для запуска SPHEREx будет использована ракета-носитель Falcon 9 компании SpaceX. Пуск состоится с базы Космических войск США Ванденберг в Калифорнии.

SPHEREx – малый космический аппарат массой около 180 кг. Он будет работать на полярной орбите Земли высотой 700 км. Ему предстоит отсканировать и построить полную 360-градусную стереокарту неба, которая будет содержать сотни миллионов звезд и галактик, в 102 цветах, каждый из которых соответствует своей длине волны света.

Построенная спутником карта будет использована учеными для решения трех научных задач. Первая – сбор информации о периоде инфляции, когда, как считается, менее чем за секунду после Большого взрыва пространство Вселенной увеличилось в триллионы раз. Информация о распределении сотен миллионов галактик по нашему небу позволит лучше понять, что привело к инфляции и какие физические явления могли стоять за этим событием.

Вторая задача обсерватории SPHEREx – измерять совокупное излучение от близких и далеких галактик, включая свечение от скрытых галактик, которые невозможно наблюдать отдельно. Эти данные позволят составить более полную картину всех источников излучения во Вселенной.

Наконец, еще одна научная цель миссии – это поиск в нашей галактике Млечный Путь молекул водяного льда. углекислого газа и других элементов, важных для существования жизни. Информация о распределении этих элементов по галактике даст ученым представление о том, насколько вероятным является их присутствие при формировании новых планет.

В качестве дополнительной нагрузки вместе с SPHEREx будет запущена миссия PUNCH, состоящая из четырех небольших спутников. Они будут вести наблюдения за солнечной короной и собирать информацию о том, как вещество и энергия короны превращается в солнечный ветер.

Подробности

Опубликовано: 09.12.2024 12:15

5 декабря космическое агентство США сообщило, что переносит сроки запуска пилотируемых экспедиций «Артемида-2» и «Артемида-3» по одноименной программе. Согласно новому графику, облет Луны четырьмя астронавтами, ранее планировавшийся на сентябрь 2025 года, был отодвинут на апрель 2026. Это приведет также к сдвигу пилотируемой высадки на Луну: третья миссия по программе «Артемида» перенесена с сентября 2026 на середину 2027 года.

Это не первая задержка при реализации перспективной американской пилотируемой программы. При запуске программы «Артемида» в 2017 году предполагалось, что экспедиция на поверхность Луны будет запущена до конца 2024 года. Более того, в 2011 году, когда была утверждена разработка сверхтяжелой ракеты SLS и корабля «Орион», облет Луны, тогда называвшийся EM-2 (Exploration Mission 2) и позднее переименованный в Artemis 2, был запланирован на 2018 год.

Официальной причиной очередного переноса стали проблемы с лобовым теплозащитным экраном корабля «Орион», выявленные в его первом полете в конце 2022 года. Хотя корабль выполнил безопасную посадку в океан, его лобовой экран получил сильные повреждения, которые не были предсказаны теоретическими расчетами. Расследование ситуации с теплозащитным покрытием продолжалось полтора года и завершилось только в октябре.

Специалисты НАСА связали деградацию экрана с траекторией двойного входа в атмосферу, которая используется для сброса энергии космическим кораблем. При этом подходе капсула при возвращении на Землю погружается в атмосферу, а затем «отскакивает» от нее, сбросив часть скорости, и после этого вновь погружается, на этот раз завершая процесс снижения. НАСА считает, что после первого входа во внешних слоях теплозащитного экрана сохранялось больше тепла, чем ожидалось, и в порах щита оказались заперты пузырьки газа. Они спровоцировали рост внутреннего давления и растрескивание внешнего слоя щита. Этот вывод был основан на глубоком практическом исследовании и подтвержден независимой экспертной группой. Недочеты в программе наземных испытаний не позволили НАСА и компании Lockheed Martin выявить проблему до полета.

Применяемый на «Орионе» материал Avcoat был изначально разработан для лунных кораблей программы «Аполлон», однако новый корабль отличается геометрией «плиток», из которых состоит лобовой экран. Кроме того, изменилась и технология изготовления Avcoat. В рамках расследования были также протестированы плитки из Avcoat с повышенной проницаемостью, которая позволяет газам свободно выходить. Они успешно прошли испытания и не разрушились под воздействием высокой температуры.

Теплозащитный экран для экспедиции «Артемида-2» уже изготовлен, и НАСА решило его не переделывать. Вместо этого будет переработана траектория входа космического корабля в атмосферу Земли. Продолжительность фазы «скачка» в атмосфере сократится. По мнению экспертов, этого будет достаточно, чтобы растрескивание не привело к разрушению материала.

Другие проблемы, выявленные в первом полете «Ориона», уже устранены.

При новой президентской администрации в США на посту главы НАСА текущего администратора Билла Нельсона должен сменить бизнесмен Джаред Айзекман, тесно сотрудничавший со SpaceX. Выбор этой кандидатуры вызвал дискуссию о возможном отказе от сверхтяжелой ракеты SLS, который может повлечь и отказ либо от корабля «Орион», либо от всей программы «Артемида» в ее нынешнем виде.

Различные элементы инфраструктуры для лунной программы создаются в США на протяжении более чем десяти лет. К ней можно отнести сверхтяжелую ракету SLS и корабль «Орион», а также окололунную станцию Gateway, которая разрабатывается с привлечением международных партнеров, лунный взлетно-посадочный комплекс Starship компании SpaceX и ЛВПК «второго этапа» от Blue Origin. Также на ранней стадии проработки существует проект грузового корабля Dragon XL от SpaceX для снабжения Gateway. Из-за регулярного пересмотра целей все разрабатываемые элементы инфраструктуры плохо стыкуются между собой. Кроме того, они смешались в большой узел, распутать который будет непросто.

Относительно ракеты-носителя SLS в космической отрасли США сложились пессимистичные ожидания: она очень дорогая, требует больших вложений в ближайшей перспективе и станет ненужной, если будет введен в эксплуатацию Starship даже в частично многоразовом виде. Однако использовать Starship для запуска «Ориона» не получится, а сам корабль «Орион» заменить нечем. В ближайшие годы не стоит рассчитывать на то, что Starship будет сертифицирован для доставки с орбиты на Землю людей. Идея «пересадить» корабль «Орион» на ракету-носитель New Glenn компании Blue Origin, которая в 2,5 раза уступает по грузоподъемности SLS, вряд ли реализуема на практике. Без «Ориона» вся лунная программа США сдвинется на 2030-е годы. В это же время, Китай определился со своей лунной транспортной инфраструктурой и последовательно ее разрабатывает, имея все шансы опередить США. Вряд ли американская администрация готова с этим смириться.

Переоценивать возможности администратора НАСА круто и полностью перевернуть политику агентства тоже не стоит. Такая крупная бюрократическая структура как НАСА обладает большой инерцией, и менять будущие планы гораздо проще, чем активные проекты на поздней стадии реализации. Например, для НАСА гораздо проще отказаться от развития SLS (т. е. от модификаций Block 1B и, тем более, Block 2) и объявить ракету временным решением до появления пилотируемой версии Starship, чем закрывать SLS прямо сейчас.

Разорвать текущие контракты с частными компаниями и международными партнерами на постройку окололунной станции Gateway тоже будет непросто. Конечно, Айзекман может попытаться это сделать, но это не значит, что у него получится. И, прежде чем делать далекоидущие выводы, стоит дождаться хотя бы, пока будущий глава НАСА публично озвучит свои планы.

Подробности

Опубликовано: 06.12.2024 12:32

Шесть лет назад завершила работу американская автоматическая межпланетная станция Dawn («Рассвет»), собравшая информацию об астероиде Веста и карликовой планете Церера – крупнейших телах в поясе астероидов. Ученые до сих пор продолжают анализ огромного массива данных о Церере, собранных зондом, а дебаты среди планетологов о ее происхождении и эволюции не утихают.

Новое исследование, опубликованное в журнале The Planetary Science Journal, выявило 11 новых регионов, в которых предполагается наличие подповерхностных резервуаров органических веществ.

Органические соединения вблизи кратера Эрнутет в северном полушарии Цереры были обнаружены еще в 2017 году, что сразу вызвало дискуссию об их происхождении. Ведущая гипотеза предполагает экзогенное происхождение, т. е. привнос веществ на Цереру на астероидах с других тел Солнечной системы. Однако новое исследование рассматривает альтернативное объяснение: образование органики под поверхностью карликовой планеты, где она была защищена от воздействия солнечной радиации. Если эта гипотеза верна, то на Церере присутствуют внутренние источники энергии, которые, в теории, могли бы поддерживать и биологические процессы.

Карликовыми планетами называют тела, сформировавшие округлую форму, но недостаточно массивные, чтобы расчистить свою орбиту от других объектов. Церера считается крупнейшим телом в Главном поясе астероидов, а также самым богатым водой телом во внутренней Солнечной системе после Земли. Кроме того, по своим физическим и химическим свойствам Церера близка к метеоритам, богатым углеродными соединениями – углеродистыми хондритам.

В новом исследовании использовался новый метод спектрального анализа смеси (SMA) для интерпретации сложных спектральных данных на снимках зонда Dawn. На первом этапе ученые подвергли анализу снимки спектрометра FC2, которые имеют высокое пространственное разрешение, но низкое спектральное разрешение. Этот подход позволил выделить 11 новых областей вблизи экватора, в которых предполагается наличие органических соединений.

Затем был проведен углубленный спектральный анализ найденных областей по данным со спектрометра VIR, который обеспечивал высокое спектральное разрешение снимков, но более низкое пространственное разрешение. Среди районов-кандидатов область между бассейнами Урвара и Ялод была выделена по наиболее убедительным доказательствам наличия органики. Что примечательно, органические соединения в этом районе четко связаны с веществом, которое было выброшено на поверхность Цереры из ее недр в результате удара метеорита.

Ученые по размеру кратера предполагают, что этот удар был одним из самых сильных из тех, что переживала Церера, и потому на поверхность должно было попасть вещество из более глубоких слоев карликовой планеты, чем в других районах. Если наличие органики удастся подтвердить, эти особенности укажут на ее эндогенное происхождение.

Подробности

Опубликовано: 04.12.2024 12:15

Европейская ракета легкого класса Vega C, полеты которой приостанавливались на два года, будет готова к пуску сегодня ночью. Старт Vega C со спутником радиолокационной разведки Sentinel-1C запланирован на ночь с 4 на 5 декабря в 0:20 мск.

Эта дата была объявлена компанией Arianespasce 27 ноября одновременно с анонсом переноса пуска на один день. Перенос с 3 на 4 декабря (по европейскому времени) произошел из-за необходимости провести «дополнительные проверки и мероприятия из соображений предосторожности». На специальной пресс-конференции представители компании-оператора запуска не представили подробностей о возникшей проблеме, но назвали ее незначительной.

Руководство Arianespace и итальянской компании Avia, которая занимается разработкой и производством ракет «Вега», выразили уверенность, что первый полет Vega C после переделки пройдет успешно.

Предыдущий полет ракеты Vega C состоялся в декабре 2022 года и закончился аварией. Аварийная комиссия постановила, что в прогаре двигателя второй ступени Zefiro-40 был виноват некачественный углерод-углеродный композит, поставленный украинским подрядчиком. Avio поменяла поставщика материала, но на испытаниях в июне 2023 года сопло двигателя вновь разрушилось. После этого Avio признала, что проблема кроется в конструкции самого сопла Zefiro-40. На перепроектирование двигателя, включая сопло и форсунки, ушел почти год. Квалификационные испытания нового двигателя включали два тестовых прожига, второй из которых состоялся 3 октября. По результатам испытаний ракета была допущена к полету.

Параллельно с работой над двигателем отдельная команда инженеров провела повторный анализ всей конструкции Vega C для оценки ее надежности и эффективности. Все рекомендованные специалистами изменения были внесены в конструкцию ракеты.

Возвращение Vega C к полетам происходит через пять месяцев после первого пуска тяжелой ракеты-носителя Ariane 6. Таким образом, во второй половине этого года Европе сумело вернуть независимый доступ в космос. До этого более года из-за отсутствия собственных средств выведения ЕКА было вынуждено запускать европейские космические аппараты на ракетах Falcon 9 американской компании SpaceX.

Космический аппарат Sentinel-1C был построен компанией Thales Alenia Space для группировки спутников радиолокационной съемки Copernicus, которая создается и эксплуатируется ЕКА под патронажем Еврокомиссии. Предполагается, что на орбите новый спутник заменит Seintel-1B, который вышел из строя почти три года назад и был объявлен окончательно утерянным в августе 2022 года. Sentinel-1C присоединится к существующему, но устаревшему космическому аппарату Sentinel-1A.

От более старых моделей Sentinel-1C отличается добавлением аппаратуры AIS (автоматической идентификационной системы) для отслеживания морских судов. Ожидается, что новый спутник будет введен в эксплуатацию через 3-6 месяцев после завершения орбитальных испытаний.

Подробности

Опубликовано: 02.12.2024 12:06

Астероиды образовались на ранних этапах формирования Солнечной системы. Хотя многие из них находятся в Главном поясе астероидов между Юпитером и Марсом, некоторые астероиды имеют иные орбиты, в том числе проходящие вблизи Земли. Исследование околоземных астероидов позволяет ученым узнать, какой была Солнечная система на заре своего существования. Одним из таких астероидов является (162173) Рюгу. В 2018 году его изучала японская автоматическая станция «Хаябуса-2», и в 2020 году она доставила на Землю образец пород с поверхности Рюгу.

Как и любые тела в космосе, астероиды регулярно подвергаются ударам микрометеоритов и различного мусора. В новом исследовании, опубликованном в журнале The Astrophysical Journal, ученые из Японии оценили воздействие мельчайших частиц на астероид Рюгу. В своем исследовании они использовали данные, собранные «Хаябусой-2».

Лабораторное исследование образцов пород, доставленных с астероида Рюгу, показало отчетливую картину дегидратации филлосиликатов. К этой группе относятся слоистые силикатнные минералы, такие как богатый магнием серпентин. В образцах, доставленных «Хаябусой-2», наблюдается нетипичная картина с разрывом молекулярных связей между включенными атомами кислорода и водорода – это и называется дегидратацией. Предложенное японскими учеными объяснение гласит, что к этому могло привести воздействие микроскопических метеороидов размером до 2 нанометров. Частицы такого размера могут быть разогнаны до очень высокой скорости магнитными полями, создаваемыми плазмой солнечного ветра. Эта плазма состоит, в основном, из протонов, скорость которых достигает 400 км/с.

Для оценки того, как взаимодействуют атомы кремния, магния, кислорода и водорода, входящие в состав серпентина, использовались расчетные молекулярные динамические модели, поскольку химические реакции происходят в субнаносекундных временных масштабах, т. е. слишком быстро, чтобы наблюдать их напрямую. Моделирование показало, что при ударе микрочастицы со скоростью 20 км/с разрывается приблизительно 200 кислородно-водородных связей. При этом образуется ударный кратера диаметром 4,4 нанометра. Если скорость частицы увеличить до 300 км/с, она породит 2000 разрывов кислородно-водородных связей.

Ученые также рассмотрели влияние на серпентин перепадов температуры. Освещенная Солнцем поверхность Рюгу прогревается до 37-67 ⁰C, но на затененной стороне температура падает до -73 ⁰C. Тем не менее, исследование не показало сколько-нибудь заметной дегидратации минералов при изменении температуры. С другой стороны, ученым удалось показать, что кинетическая энергия от удара высокоскоростной микроскопической частицей поднимает температуру до более чем 700 ⁰C. Это важный фактор, поскольку серпентин становится нестабильным при температурах выше 600 ⁰C.

Подробности

Опубликовано: 29.11.2024 12:25

В июле 2024 года НАСА объявило, что откажется от запуска большого исследовательского лунохода VIPER (Volatiles Investigating Polar Exploration Rover). Он был предназначен для поиска водяного льда на постоянно затененных участках поверхности Луны вблизи ее южного полюса. Поскольку космический аппарат к этому моменту был уже построен, это решение стало неожиданностью и большим разочарованием для научной команды миссии. Мотивируя свое решение, НАСА сослалось на серьезный перерасход средств и опасения, что ожидаемый перенос даты старта с 2025 года на более поздний срок приведет к еще большим расходам, которые повредят другим научным миссиям. Сэкономленные благодаря отказу от VIPER финансы НАСА хочет вложить в программу по созданию частных лунных посадочных станций Commercial Lunar Payload Services (CLPS).

В сентябре Комитет по науке нижней палаты американского парламента направил НАСА письмо с требованием объяснить отмену миссии VIPER. НАСА ответило на этот вопрос 11 октября, а теперь представленные агентством аргументы опубликовал журнал SpaceNews.

Перед отменой миссии НАСА рассматривало три сценария. Первый сценарий предполагал, что запуск VIPER на посадочном модуле Griffin компании Astrobotic, как и планировалось, состоится осенью 2025 года. В этом случае на завершение миссии агентству требовалось $104 млн, из которых $20 млн уже было заложено в бюджет нынешнего года, и еще $20 млн требовалось на покрытие возможного перерасхода средств при постройке и испытаниях модуля Griffin. НАСА подсчитало, что такие дополнительные требования к финансированию миссии VIPER приведут к отмене одной миссии по программе CLPS и переносу еще одной на год. При этом шансы того, что миссия будет готова к запуску в 2025 году, оценивались как низкие.

Второй сценарий предполагал отсрочку запуска VIPER на один год – до сентября 2026 года. Перенос потребовал бы дополнительного выделения $50 млн на VIPER и $40 млн на Griffin, что привело бы к отмене двух миссий CLPS и годовой задержке для двух других миссий.

Третий сценарий предусматривал использование альтернативного посадочного модуля вместо Griffin для доставки лунохода на поверхность Луны. В этом случае старт миссии не смог бы состояться и в 2026 году, а «неопределенность» относительно успеха посадки все равно оставалась. Расходы на создание нового модуля НАСА оценило в $350-550 млн. Такие расходы потребовали бы отмены четырех миссий по программе CLPS, и еще три пришлось бы перенести на несколько лет.

У агентства также были сомнения и в том, что сам луноход VIPER успешно пройдет испытания и будет готов к запуску в 2025 году, и потому, в итоге, любому из этих сценариев НАСА предпочло отмену миссии VIPER. Вопреки скептицизму НАСА, уже после отмены миссии испытания лунохода прошли полностью успешно.

Сейчас НАСА рассматривает 11 заявок от частных партнеров, которые хотели бы забрать луноход и использовать его самостоятельно. Сообщить новости о ходе переговоров агентство обещало в начале 2025 года.

Решение отменить VIPER вызвало резкую критику как со стороны ученых, так и со стороны сторонников коммерческого освоения космоса: и те и те считают, что VIPER предлагал уникальный шанс собрать информацию о лунном льде и возможности его использования в будущих пилотируемых экспедициях.