Амбициозная космическая миссия «Новые горизонты» (Now Horizons) на окраину Солнечной системы была запущена в 2006 году. Ожидается, что зонд пролетит мимо карликовой планеты Плутон летом 2015 года, однако вторая цель для исследования в поясе Койпера до сих пор не определена. Подробнее о трудностях, которые возникли у специалистов при планировании миссии, можно прочитать здесь.

Поясом Койпера называют внешнюю область Солнечной системы за орбитой Нептуна на расстоянии приблизительно 30-55 а. е. от Солнца. Он примерно в 20 раз шире и в 20—200 раз массивнее астероидного пояса между Марсом и Юпитером. Пояс состоит из малых тел, сложенных льдами метана, аммиака и воды. Кроме того, в поясе Койпера могут существовать карликовые планеты, самой известной из которых является Плутон.

Летом к поиску объектов на окраине Солнечной системы, лежащих на достижимом расстоянии от траектории полета зонда «Новые горизонты», подключился космический телескоп Хаббл. С его помощью удалось найти несколько объектов, которые с трудом удовлетворяют необходимым критериям. Чем удобнее расположен объект, тем быстрее до него доберется зонд и тем подробнее сможет изучить, поэтому поиски не прекратились. Сейчас НАСА объявило об обнаружении еще трех тел в поясе Койпера, одно из которых оказалось легкодоступным.

Сообщается, что три новых потенциальных цели расположены на расстоянии 1,6 млрд км за орбитой Плутона и имеют линейные размеры от 25 до 55 км. Эти величины в 10 раз больше размеров средней кометы, но не превышают 1-2% диаметра Плутона.

Стоит отметить, что в прошлом объекты в поясе Койпера ни разу не исследовались автоматическими станциями.

Ссылка: space.com

Обсудить

Американский зонд MESSENGER сделал фотографию водяного льда в кратере на северном полюсе Меркурия. Предполагается, что лед попал туда совсем недавно и продолжает накапливаться.

Более 20 лет назад радарные наблюдения, сделанные с Земли, выявили признаки существования льда на полюсах Меркурия. Это стало для ученых неожиданностью, поскольку температура поверхности самой близкой к Солнцу планеты достигает 427 градусов Цельсия. Уже в 2012 году тот же зонд MESSENGER, находящийся на орбите Меркурия, косвенно подтвердил ранние наблюдения. Работающие с аппаратом ученые использовали данные водородного нейтронного спектрометра и лазерного высотомера для измерения коэффициента отражения поверхности планеты. Компьютерное моделирование показало, что в затененных областях температурные условия позволяют накапливаться льду.

Новые снимки MESSENGER-а, сделанные в оптическом диапазоне, стали первым прямым подтверждением того, что на Меркурии существует небольшое количество льда. Изучение фотографий может дать ученым много новой информации. В частности, текстура поверхности льда на дне 113-километрового кратера Прокофьева свидетельствует о том, что материал попал туда по геологическим меркам недавно, а не накапливался в ходе формирования планеты. Снимки других кратеров подтверждают это предположение. На них хорошо выделяются темные пятна, – предположительно, лед с большим содержанием органического материала – с резкими границами между различными типами отложений. При постепенном накоплении в течение миллиардов лет четкие границы бы отсутствовали.

Интересно, что лунные отложения льда, хотя они тоже расположены на полюсах, выглядят иначе. До сих пор неизвестно, существуют ли на спутнике Луны массивы льда, или вода распределена в грунте. Как и когда вода попала на различные тела Солнечной системы, остается важным вопросом для ученых.

На снимке – кратер Кандинского около северного полюса Меркурия, предположительно, содержащий водяной лед. Фотография, обведенная желтой линией, получена при помощи широкоугольной камеры зонда MESSENGER. В правой части изображения показан тот же снимок после коррекции яркости и контрастности, что позволяет выделить детали на дне кратера.

Ссылка: space.com

Обсудить

Новый американский зонд, предназначенный для исследования атмосферы Марса, прибыл к планете 21 сентября. Предполагается, что настройка и проверка приборов космического аппарата продлится до конца октября. Кроме того, он, вместе с остальными зондами на орбите Марса, готовится к встрече с кометой C/2013 A1 19 октября. Чтобы защититься от потока частиц в хвосте кометы, MAVEN должен будет во время ее пролета мимо Марса оказаться с другой стороны планеты.

Работающие с зондом специалисты заявляют, что все научные приборы были включены, хотя их проверки не завершены. Уже опробованные инструменты продемонстрировали характеристики, не уступающие заявленным или превосходящие их. К настоящему моменту MAVEN провел первое исследование того, как солнечная буря влияет не атмосферу Марса. Его результаты публикует НАСА на своем сайте.

Поток высокоэнергетических солнечных частиц возникает в периоды активности нашей звезды и при коронарных вспышках. Земля защищена от этого излучения сильным магнитным полем, но в открытом космосе оно приводят к выходу из строя электроники. Ученые считают, что солнечной излучение было одним из факторов, которые привели к утрате Марсом своей атмосферы. Вспышка, которую наблюдал MAVEN, произошла 26 сентября, а высокоэнергетические протоны достигли Марса через три дня.

Атомы водорода и кислорода находятся в верхних слоях атмосферы Марса, откуда тяжелые молекулы легко уносятся в космос. MAVEN отследил насыщенность атмосферы этими атомами при помощи ультрафиолетового спектрографа IUVS, который детектирует отраженный от углерода, кислорода и водорода свет. На снимках хорошо видно, как уменьшается количество тяжелых молекул в атмосфере Марса на стороне взаимодействия с протонами солнечного ветра. Ученые уже объявили полученные фотографии рекордными по точности и разрешению.

Выполнение основной научной программы миссии MAVEN начнется через две недели, когда завершится тестирование научных приборов.

Ссылка: www.nasa.gov

Обсудить

Завершить постройку российского сегмента Международной космической станции планируется с запуском научно-энергетического модуля, разработкой которого с 2011 года занимается РКК «Энергия». Сейчас российский сегмент состоит из двух полноценных модулей «Звезда» и «Заря» (ФГБ), а также трех малых модулей «Пирс», «Поиск», «Рассвет». Предполагается, что в дальнейшем стыковочный шлюз «Пирс» будет затоплен, а его место займет Многофункциональный лабораторный модуль «Наука» (МЛМ, ФГБ-2). К МЛМ будет пристыкован узловой модуль, а к последнему – научно-энергетический (НЭМ). В отличие от МЛМ, который построен в корпусе дублера модуля «Заря», научно-энергетический модуль создается «с нуля» и является абсолютно новой разработкой.

Запуск модуля «Наука» многократно переносился. Сейчас космический аппарат находится в ГКНПЦ им. Хруничева и ожидает замены топливных трубопроводов, в которых при проверке был обнаружен мусор. Небольшой узловой модуль (УМ) разработки РКК «Энергия» уже готов и ожидает своей очереди на запуск. Разработка НЭМ находится на этапе технического проектирования. Согласно последней информации, МЛМ и УМ должны быть запущены в 2017 году. НЭМ планируется отправить в космос в 2017 или 2018 году с космодрома Байконур при помощи ракеты-носителя «Протон-М».


Первый компоновочный макет НЭМ

На новый научно-энергетический модуль руководство космической отрасли возлагает большие надежды. Он является энергетически самодостаточным, оборудован системой жизнеобеспечения, предполагаемый обитаемый объем модуля составит 200 куб. м. Неоднократно высказывалось мнение, что на основе НЭМа может быть создан модуль для окололунной орбитальной станции или станции в точке Лагранжа системы Земля-Луна. Заказ на эскизное проектирование такого модуля для дальнего космоса предусмотрен в проекте Федеральной космической программы до 2025 года, который сейчас находится на согласовании в правительстве. Между тем, существует мнение, что работа над новым модулем протекает не так гладко, как хотелось бы. РКК «Энергия» рассчитывала широко привлекать субподрядчиков, в том числе зарубежных. Сейчас использование в проекте иностранных комплектующих и электроники стало невозможным по политическим причинам. В частности, РКК «Энергия» пришлось отказаться от идеи заказать корпус модуля в Европе. По последним данным, предполагается, что корпус будет построен с РКЦ «Прогресс», однако до сих пор неясно, имеет ли самарское предприятие производственные мощности для создания модуля нужного диаметра (4,35 м).

Первый полноразмерный проектно-компоновочный макет НЭМ был создан специалистами РКК «Энергия» летом 2013 года в ходе работы над эскизным проектом. Он использовался для оценки правильности выбора рабочих мест и функциональных зон. Сейчас начался монтаж второго, более точного и совершенного эргономического макета НЭМ. Об этом сообщил в своем блоге инженер-испытатель РКК «Энергия» Марк Серов. Конструкция корпуса и элементов интерьера будет близка к летном образцу. Новый макет будет использован для экспериментальной отработки действий экипажа при выполнении типовых операций, управлении бортовыми системами и оборудованием.

Обсудить

Работа над сверхтяжелой ракетой-носителем SLS (Space Launch System, Система космических запусков) в США перешла к завершающему этапу, на котором начинается производство первого испытательного изделия. SLS состоит из водородно-кислородной первой ступени, двух твердотопливных ускорителей и верхней ступени, которая, по американской традиции, одновременно будет играть роль разгонного блока и двигательного модуля при запуске экспедиций в дальний космос. Первый пуск SLS в 70-тонной модификации «Блок I» запланирован на 2018 год. На этой конфигурации планируется использовать верхнюю ступень ICPS (Interim Cryogenic Propulsion Stage, временная криогенная ступень), по сути являющуюся копией второй ступени ракеты Delta IV. В официальных планах НАСА значится увеличение грузоподъемности до 130 тонн (модификация «Блок II»). Для достижения этой цели потребуется абсолютно новая, очень мощная вторая ступень EDS (Earth Departure Stage, ступень для полетов за пределы системы Земли), однако, как отмечается, ее стоимость так велика, что «Блок II» может появиться не ранее 2031 года.

70-тонная ракета сможет запускать космические аппараты массой до 24 т на орбиту Луны, до 2,9 т к спутнику Юпитера Европе, 1,8 т к Титану и только 130 кг к Урану. Этого явно не достаточно для запуска крупных пилотируемых миссий в дальний космос, какие были анонсированы НАСА на следующее десятилетие. Возможно, именно в связи с этим в 2013 году началась работа над новой верхней ступенью для конфигурации «Блок IB» – EUS (Exploration Upper Stage, Верхняя ступень для исследовательских миссий). Она позволит увеличить выводимую на орбиту массу до 105 тонн. Полет в 2018 году может стать первым и последним для 70-тонной конфигурации SLS. Хотя представители НАСА официально это опровергли, во всей внутренней документации, включая полученную по формальному запросу на раскрытие информации (RFI, Request for Information Release), говорится о том, что уже в 2021 году космическое агентство хочет произвести пуск SLS «Блок IB».

На 2021 год запланирована первая пилотируемая миссия на SLS в рамках испытаний корабля «Орион» (Orion), известная как EM-2 (Exploration Mission 2, Исследовательская миссия 2). В ходе экспедиции американские астронавты должны будут облететь Луну (с выходом на орбиту) и вернуться на Землю. Тонкость заключается в том, что использование для пилотируемого пуска ракеты в неопробованной конфигурации считается слишком рискованным. Для решения проблемы, как предполагается, НАСА может осуществить дополнительный запуск автоматической миссии на SLS между EM-1 (2018) и EM-2, что, несомненно, приведет к сдвигу пилотируемого полета как минимум на год, но позволит провести сертификацию носителя в модификации «Блок IB» для пилотируемых полетов.

Из отчета по запросу на раскрытие информации стали известны характеристики EUS. Ее длина не должна будет превышать 18 метров – это ограничение накладывается высотой башни обслуживания. Диаметр водородного бака составит 8,4 м, кислородного – 5,5 м. Согласно последним данным из документации НАСА, на ступени EUS планируется установить четыре двигателя RL10-C1 производства Aerojet Rocketdyne. Это новая модификация кислородно-водородых двигателей RL10, предназначенная для разгонных блоков «Центавр». Ее испытания планируется начать в конце 2014 года. По требованию компаний-подрядчиков, НАСА до 24 октября будет ожидать от производителей предложений по двигателям для EUS. Конкурс включает целый список условий. Альтернативные двигатели должны подходить под указанные в эскизной документации интерфейсы верхней ступени, они должны обладать минимальной стоимостью и временем, необходимым на разработку. Необходимая тяга двигателей EUS – от 106 кН (10,8 тс) до 156 кН (15,9 тс) в вакууме. Они должны будут выдерживать в течение полета до трех периодов работы с перерывами между включениями до 5 суток. Наконец, двигатели должны удовлетворять всем требованиям для их сертификации в ракете пилотируемого класса.

Проект ракеты-носителя SLS остается одним из самых затратных в бюджете НАСА. Согласно неофициальным подсчетам, на разработку и запуски ракеты и корабля «Орион» до 2025 года будет потрачено около 35 млрд долларов. Сейчас манифест пусков SLS включает три миссии: EM-1 в 2018, EM-2 в 2021, и экспедицию по исследованию астероида на лунной орбите в середине 2020-х. Эксперты настаивают на том, что необходимо обеспечить ежегодные пуски SLS, иначе поддержание наземной инфраструктуры для этой ракеты приведет к резкому увеличению стоимости пуска.

Обсудить

Новое исследование предполагает, что масса темной материи в нашей галактике может быть в два раза меньше, чем считалось ранее. Исследование может объяснить недостаток галактик-спутников Млечного пути, который оставался загадкой для ученых последние 15 лет.

Темная материя – гипотетическое вещество, не взаимодействующее с электромагнитными волнами и потому невидимое для наблюдателей. Несколько десятилетий назад астрономы обнаружили, что массы видимого вещества в нашей галактике недостаточно для того, чтобы гравитационные силы удерживали звезды вместе. Тогда и появилось предположение о том, что некая невидимая материя увеличивает гравитационное поле Млечного пути и других галактик. Сейчас считается, что звезды, планеты, астероиды и пыль составляют только 4% массы Вселенной. Еще 25% приходится на темную материю, остальное – на темную энергию.

Для оценки массы темной материи ученые из Университета Западной Австралии использовали технику, которую разработал британский астроном Джеймс Джинс (James Jeans) в 1915 году. Они изучали скорость звезд, движущихся в окраинных областях нашей галактики на расстоянии более 5х1015 км от Солнечной системы. В новом исследовании ученым удалось провести эти измерения с рекордной точностью. Согласно результатам подсчетов, масса темной материи в Млечном пути должна составлять около 8x1011 масс Солнца. Ранее считалось, что в нашей галактике содержится темной материи в 2-2,5 раза больше.

Измерения австралийских ученых помогают объяснить загадку, которая давно не давала покоя ученым. Согласно наиболее распространенной теории формирования и эволюции галактик, которая известна как теория Лямбда холодной темной материи (λ-CDM), около Млечного пути должно быть достаточно много спутниковых галактик, видимых невооруженным глазом. Мы же знаем только три таких: Большое и Малое Магеллановы облака, а также карликовая галактика Стрельца. Несоответствие разрешается, если предположить, что масса темной материи в два раза ниже, чем считалось ранее: около Млечного пути находится примерно столько галактик, сколько и предсказывает теория, хотя, по словам астрофизика Джеранта Льюиса (Geraint Lewis) из Университета Сиднея, некоторые проблемы еще остаются.

Кроме этого, австралийским ученым удалось экспериментально подтвердить четвертую космическую скорость (т. е. скорость, которую необходимо набрать телу, чтобы преодолеть силу гравитационного поля галактики) в районе Солнца. Она составляет 550 км в секунду. Для сравнения, чтобы покинуть Землю, достаточно двигаться со скоростью 11,2 км в секунду.

Ссылка: phys.org

Обсудить

На ежегодном Исследовательском научном форуме, который был организован Исследовательским центром НАСА им. Эймса, были представлены концепции двух миссий, посвященных поиску и извлечению лунных ресурсов. Как известно, на земном спутнике имеется вода – вещество, которое может использоваться не только по прямому предназначению, но и для снабжения местных поселений кислородом и ракетным топливом. Хотя НАСА не планирует строить базу на Луне, опыт по поиску и извлечению ресурсов на другом космическом теле может пригодиться агентству при организации марсианской миссии. Необходимо отметить, что обе предложенные миссии пока что находятся на раннем этапе проработки и не были официально одобрены американским космическим агентством.

Простой и доступный космический аппарат был предложен учеными из Центра космических полетов Маршалла в Алабаме. Небольшой орбитальный зонд Lunar Flashlight (Лунный маяк) формата «кубосат» предполагается запустить в качестве попутной нагрузки в первом испытательном полете сверхтяжелой ракеты SLS в 2018 году. Любопытно, что для достижения лунной орбиты инженеры хотят использовать солнечный парус площадью 80 кв. м.

Продолжительность миссии на высокой орбите Луны замет год, столько же времени предполагается потратить да медленный спуск до сверхнизкой орбиты. На высоте около 20 км зонд сделает около 80 витков вокруг спутника Земли. Солнечный парус будет использоваться в качестве зеркала для подсвечивания постоянно затененных областей Луны, а пассивный инфракрасный спектрометр по отраженному свету сможет определить содержание водяного льда на поверхности Луны.

В ходе этой миссии можно будет подтвердить или опровергнуть наличие массивов льда на поверхности Луны. Переработка таких залежей возможна без значительных усилий, поэтому они являются наиболее привлекательными для будущих колонистов. Согласно другим предположениям, частицы льда могут быть перемешаны с лунным реголитом или, хуже того, молекулы воды могут входить в структуру молекул лунного грунта. Добывать такую воду было бы намного сложнее.

Вторая миссия, которая в случае утверждения также может быть реализована в 2018 году, предполагает отправку лунохода и называется RPM (Resource Prospector Mission, Миссия по разведке ресурсов). Местом ее работы стает полярный район Луны. Луноход займется картированием концентрации водорода на поверхности Луны и небольшой глубине в двух местах, удаленных друг от друга на не менее чем один километр. Аппарат предлагается оборудовать нейтронным детектором для обнаружения водорода на глубине до 1 м и спектрометром в ближнем инфракрасном диапазоне для поисков поверхностного льда.

Для снабжения аппарата энергией будут использоваться солнечные батареи, а мощный аккумулятор позволит работать в течение как минимум одной недели в условиях постоянно затененных площадок в кратерах и пещерах.

Два эксперимента на RPM предлагается посвятить изучению механизмов добычи ресурсов. Разработчики предлагают установить на луноходе буровую установку с глубиной бурения до 1 м и специальную печь, в которой отобранные из-под поверхности образцы грунта будут нагреваться до выделения летучих веществ, таких как водяной пар.

Второй демонстрационный эксперимент – прибор ISRU (In-situ Resource Utilization, использование местных ресурсов), аналогичный по своим целям такому же эксперименту миссии Марс-2020. Он будет отбирать кислород из лунного реголита и использовать его вместе с собственными запасами водорода для синтеза воды.

Тема использования ресурсов других тел Солнечной системы для снабжения космических экспедиций обсуждается уже много десятков лет. При помощи двух описанных выше миссий американские инженеры хотят сделать первые шаги этом направлении. Отмечается, что многие предложенные технологии найдут применение не только на Луне, но и на Марсе, который объявлен официальной целью долгосрочной программы НАСА.

Ссылка: www.space.com

Обсудить