За последние десятилетия астрономия проделала большой путь. Мы многое узнали о Солнечной системе, нашей галактике и Вселенной в целом. Несмотря на это, такая важная характеристика, как масса Млечного пути, все еще оценивается весьма приблизительно. Считается, что наша галактика состоит из 100 млрд звезд и имеет диаметр 100-200 тысяч световых лет. Огромное количество звезд и гигантские масштабы галактики усложняют подсчет ее массы. Сейчас разброс оценки общей ее массы составляет от 0,8 до 1,5 триллионов масс Солнца.

Ученые из США и Великобритании использовали новый метод, позволяющий проанализировать плотность галактики. Они отслеживали потоки звезд, вращающиеся вокруг Млечного пути, но за его пределами. Такие потоки образуются при распаде шаровых скоплений. Отмечается, что, теоретически, их можно использовать не только для оценки массы галактики, но и для уточнения положения Солнца внутри нее.

«Шаровые скопления – это небольшие группы от нескольких тысяч до миллионов звезд. Они образовались, когда Вселенная была еще очень молодой». – говорит Андреас Коппер из Колумбийского университета. – «Эти скопления вращаются вокруг Млечного пути и постепенно распадаются в течение многих миллиардов лет, оставляя за собой специфический хвост». Этот след, условно напоминающий инверсионный след самолета, хорошо различается на фоне остальных звезд.

Ученые использовали данные наблюдения за северным полушарием, собранные за 10 лет экспериментом «Слоановский цифровой обзор неба» (Sloan Digital Sky Survey). Они испробовали свою методику на шаровом скоплении, известном как Паломар 5, которое было открыто еще в 2001 году. В результате глубокого анализа данных ученым удалось установить хорошо выраженные и регулярные прогибы в потоке звезд, вызванные неравномерностью гравитационного поля галактики. Моделирование на суперкомпьютере позволило создать ограниченный массив моделей нашей галактики в радиусе 60 тысяч световых лет. В этом объеме масса Млечного пути составляет, с учетом всех возможных моделей, 0,21 трлн масс Солнца с точностью до 20%.

Для выделения прогибов на потоке Паломар 5 в данных астрономических наблюдений были использованы новые продвинутые статистические алгоритмы. Предыдущие попытки применить этот метод давали слишком неоднозначные результаты.

В будущем астрономы надеются применить свой метод к другим шаровым скоплениям вокруг Млечного пути, чтобы создать точную гравитационную модель всей нашей галактики. Это, в свою очередь, позволит уточнить наши знания о ее составе, истории происхождения и взаимодействии с другими галактиками.

Ссылка: phys.org

Обсудить

НАСА опубликовало новые фотографии спутника Сатурна Гипериона, сделанные зондом «Кассини». Подробнее об этом небесном теле можно прочитать здесь.

Обсудить

t

В мае 2015 года на саммите Humans To Mars («Люди – к Марсу») в Вашингтоне американское космическое агентство рассказало о новой концепции развития, которая должна в конечном итоге привести к высадке на Фобос в 2033 году и полету на Марс в 2039. Она была разработана учеными из различных научных организаций НАСА, включая Лабораторию реактивного движения. В ходе подготовки концепции специалисты проанализировали различные варианты организации марсианских экспедиций. Согласно результатам их работы, схема полета с использованием исключительно земных ресурсов является крайне неэффективной и потребует доставки на Марс посадочного аппарата массой 90 тонн с полезной нагрузкой 40 т (с двумя астронавтами). Также были рассмотрены варианты с использованием марсианских и лунных ресурсов. Они представляют более гибкие возможности, в том числе возможность использования нескольких посадочных аппаратов (см. схему).

2 июня на сайте НАСА была опубликована статья, подтверждающая, что схема полета на Марс с использованием добытых в космосе ресурсов становится основной. Исследователи Космического центра им. Кеннеди во Флориде уже начали изучать возможности по сбору и переработке ресурсов на космических телах. Как отмечает Жозефин Бернетт, глава дирекции новых программ по изучению исследовательских полетов и технологий (Exploration Research and Technology Programs) в Центре им. Кеннеди, использование местных ресурсов позволит людям по-настоящему закрепиться в космосе. Джек Фокс, возглавляющий подразделение научных и технологических проектов этой дирекции, заявляет, что масса запускаемых с нашей планеты грузов при наличии добывающей инфраструктуры за пределами Земли может уменьшиться на 40%.

НАСА интересуют два направления добычи ресурсов. Как выяснилось в последние десятилетия, на Луне есть вода. Она может использоваться для бытовых нужд, утоления жажды и выращивания пищи. Составляющие элементы воды – водород и кислород – одновременно и топливо для ракетных двигателей, и источник электричества. На Марсе тоже присутствует вода, а также там есть атмосфера из углекислого газа. Его можно использовать для получения кислорода. Кроме того, рассматривается возможность добычи другого топлива на Марсе, – метана. Наконец, и на Луне, и на Марсе есть обычный грунт. Он пригодится для строительства технических и жилых помещений. Отмечается также, что источником металлов в космосе могут стать астероиды.

В Космическом центре им. Кеннеди для планируемого НАСА зонда по поиску лунных ресурсов разрабатывается прибор RESOLVE (Regolith and Environment Science and Oxygen and Lunar Volatiles Extraction – Изучение реголита и окружающей среды, добыча кислорода и летучих веществ). Задачей исследовательского аппарата станут картирование лунных ресурсов, короткое бурение, изучение извлеченных образцов и эксперименты с добычей полезных веществ. Фокс отмечает: «RESOLVE – это важный первый шаг к долговременной пилотируемой деятельности. Заключается он в извлечение воды из-под поверхности Луны». Добыча водорода и кислорода на Луне может сделать ее космической заправочной станцией, которая позволит совершать полеты к другим планетам.

Еще одна перспективная разработка американских инженеров – планетоход RASSOR (Regolith Advanced Surface System Operations Robot, Роботизированная система для работы с реголитом). «Задача RASSOR – проведение земляных работ на сложной территории». – говорит Фокс. – «Он оборудован ковшом для зачерпывания и переноса реголита. Его можно использовать и для отбора образцов, и для расчистки посадочной площадки для космических кораблей. Поскольку аппарат первого поколения показал себя очень хорошо, мы сейчас работаем над роботом RASSOR 2, который станет легче и энергетически эффективнее». В лунном реголите содержится много вулканического базальта. Во многом благодаря этому, он является неплохим строительным материалом. «Строительные материалы, содержащие базальт и связующий агент, имеют в 2-3 раза лучшее сопротивление сжатию, чем обычный цементный бетон». – говорит Фокс.

Задачи по добыче ископаемых и строительству на Луне включают возведение взлетных и посадочных площадок, различных помещений, добычу реголита для производства кислорода и добычу водяного льда из затененных кратеров. Первый эксперимент по добыче ресурсов на Марсе состоится в начале следующего десятилетия. На марсоходе, пока известном как «Марс 2020», будет установлен экспериментальный прибор по извлечению кислорода из углекислой атмосферы планеты. Сейчас специалисты американского космического агентства прорабатывают проект большой камеры для выращивания пищи для астронавтов. Для изучения того, как растения ведут себя в условиях космоса, на МКС проводится эксперимент Veggie.

Рассказывая о своих планах, НАСА старательно избегает заявлений о высадке на Луну. В 2011 году США отказались от лунных планов в пользу Марса, и сейчас никто не хочет делать шаг назад – по крайней мере, официально. Между тем, создать добывающую инфраструктуру на спутнике Земли без присутствия человека будет просто невозможно. Если НАСА не очень менять свою политику, у него остается один выход. Почти в каждом заявлении представителей агентства проскакивает упоминание о том, что США надеются на помощь других космических агентств и американских коммерческих компаний в освоении Луны. Известно, что Европейское космическое агентство считает следующим шагом космонавтики базу на Луне. Оно может продолжить сотрудничество в пилотируемой космонавтике с НАСА, разработав лунный посадочный аппарат. Интерес к полетам на Луну, при наличии государственного заказа, наверняка появится и у частных компаний вроде SpaceX. В результате, если строительством на Луне и добычей там ресурсов займутся астронавты ЕКА или гражданские специалисты, формально НАСА не придется возвращаться на Луну. А заодно этот проект даст работу «новым частникам» после окончания службы МКС.

Ссылка: www.nasa.gov

Обсудить

Специальный технологический демонстратор НАСА LDSD (Low Density Supersonic Decelerator, Сверхзвуковое тормозящее устройство низкой плотности) готовится к своему второму испытанию. Оно должно состояться во вторник 2 мая между 20:30 и 22:00 мск на Тихоокеанской военной базе США на Гавайях. В зависимости от погоды, испытания могут переноситься вплоть до 12 июня. Если до этого срока тест не состоится, что очень маловероятно, он будет перенесен на 7-17 июля.

Традиционно для посадки космических аппаратов на Марс Лаборатория реактивного движения НАСА использует большие парашюты, ведущие свою родословную от парашютов космических аппаратов «Викинг» – первых посадочных исследовательских станций, успешно выполнивших свою научную программу на Марсе в 1976 году. Эта система имеет существенные ограничения по массе, доставляемой на поверхность планеты, а также по выбору регионов и точности посадки. На данный момент, самым тяжелым аппаратом, доставленным на поверхность Марса, стал 900-килограммовый марсоход Curiosity. Обычно ученые, планируя миссию, выбирают одну из интересных площадок в низинах Марса, чтобы десантный модуль успел затормозить. Точность посадки составляет до 10 и более километров.

НАСА имеет амбициозную программу изучения Марса при помощи автоматических и даже пилотируемых космических аппаратов. Для реализации этих планов необходимо разработать новую технологию посадки на Марс. Именно на эту роль претендует LDSD. Технически он представляет собой два устройства. Первое – SIAD, сверхзвуковое трансформируемое аэродинамическое тормозящее устройство. При вхождении посадочного аппарата в атмосферу оно надувается газовой смесью. Из-за большой площади надутого щита, аэродинамическое торможение позволяет сбросить скорость с 3,5-4 до 1,5-2 Махов. Разрабатываются две версии надувного тормозного устройства – SIAD-R диаметром 6 м для роботизированных миссий и восьмиметровый SIAD-E для пилотируемых экспедиций. После трансформируемого щита за сброс скорости отвечает новый рекордно большой парашют диаметром 30,5 м. Он должен затормозить посадочный аппарат с 1,5-2 Махов до дозвуковой скорости.

Предполагается, что разработанные в рамках проекта LDSD технологии позволят увеличить возможности по доставке грузов на Марс с нынешних 1-1,5 т до 2-3 т, в зависимости от диаметра используемого тормозного щита. Точность посадки вырастет до 1-3 км, а количество доступных для посадки регионов Марса кардинальным образом увеличится.

По программе испытаний, LDSD при помощи высотного воздушного шара будет поднят на высоту около 36,6 км. Затем он использует собственный твердотопливный двигатель, чтобы набрать скорость 4 Маха и увеличить высоту до 55 км. На этой высоте плотность земной атмосферы сравнима с плотностью атмосферы Марса. После этого произойдет раскрытие надувного тормозного щита. Через некоторое время, в процессе снижения на скорости около 2,5 Маха, будет введен в действие парашют. Если он успешно выполнит свою работу, LDSD приземлится в Тихий океан на расстоянии нескольких десятков километров от старта.

Первые испытания LDSD в июне 2014 года официально были признаны успешными, однако парашют со своей задачей не справился – практически сразу после раскрытия он порвался. Разработчики надеются, что за год им удалось устранить все выявленные недостатки конструкции. Если технология подтвердит свою надежность в этом и последующем испытаниях, она может быть использована для посадки исследовательского аппарата на Марс уже в начале 2020-х годов.

UPD. Испытания перенесены на среду, 3 июня.

UPD 2. Море все еще неспокойное, испытания перенесены на четверг 4 июня.

Ссылка: blogs.nasa.gov/ldsd

Обсудить

Космический аппарат LightSail-1, предназначенный для испытания технологии солнечного паруса, был запущен 20 мая на ракете «Атлас 5». Он построен по заказу некоммерческой неправительственной организации Планетарное общество. Вскоре связь с аппаратом была потеряна из-за программной ошибки.

Директор Планетарного общества Билл Най сегодня написал: «Наш LightSail отозвался! Он жив! Как и предсказывали инженеры, аппарат перезагрузился. Все в восторге. Мы были готовы ждать еще три недели, а теперь команда уже готовит исправленную программу для загрузки на спутник. После анализа полученных с орбиты телеметрических данных мы примем решение об отправке новой программы и раскрытии паруса – и примем его очень скоро. В ближайшие два дня будет больше новостей. И я надеюсь, что теперь все будет хорошо.»

Связь со спутником отсутствовала восемь дней. Все это время специалисты надеялись на перезагрузку бортового компьютера в результате попадания заряженной частицы.

Ссылка: www.planetary.org

Обсудить

Днем 31 мая автоматическая межпланетная станция «Кассини», работающая на орбите Сатурна с 2004 года, пролетит на расстоянии около 34 тысяч км над одним из спутников своей планеты – Гиперионом. Это любопытное небесное тело имеет неправильную форму. Из-за этого, а также из-за того, что спутник находится на сильно вытянутой орбите, продолжительность суток на нем очень непостоянна. Кроме того, Гиперион находится в орбитальном резонансе с Титаном.

Поверхность спутника покрыта кратерами. Судя по наличию пятен разных цветов, верхние слои пород на Гиперионе имеют разный состав. Из-за низкой плотности Гипериона считается также, что он как минимум наполовину состоит из водяного льда.

Ученые надеются увидеть на новых снимках часть поверхности Гипериона, которую ранее наблюдать вблизи не удавалось, однако из-за хаотичного вращения спутника сложно сказать, оправдаются ли их ожидания. В прошлом камеры «Кассини» снимали Гипериона примерно с одной стороны. Рекордно близкий пролет Кассини около спутника произошел 26 сентября 2005 года. Тогда расстояние между ними составило 505 км, а научный зонд получил прекрасную фотографию, показанную ниже.

Новые фотографии будут переданы на Землю в течение 1-2 суток после съемки.

Ссылка: www.jpl.nasa.gov

Обсудить

27 мая американское космическое агентство опубликовало пресс-релиз, информирующий о заказе миссии по доставке астронавтов на МКС в рамках программы CCDev (Commercial Crew Develepment, Разработка коммерческих пилотируемых средств) у компании Boeing. Корабль CST-100 вместе с астронавтами НАСА должен будет прибыть на станцию в конце 2017 года. Вскоре будет определен и срок запуска пилотируемой миссии SpaceX – второй компании, участвующая в программе CCDev на финальном этапе. Необходимо отметить, что здесь речь идет о регулярных полетах, т. к. график испытаний, включающий по одному автоматическому и одному пилотируемому полету МКС, компании составляют самостоятельно. SpaceX планирует свои испытательные запуски на декабрь 2016 и апрель 2017 года, Boeing – на апрель и июнь 2017.

До 2024 года космическая деятельность НАСА будет сосредоточена на орбите Земли, однако в дальнейшем ситуация должна измениться. За последние годы у ученых и специалистов, работающих на НАСА, сформировалось обобщенное видение стратегии пилотируемой космонавтики на следующее десятилетие. Предполагается, что НАСА будет готовиться к путешествию на Марс, отрабатывая технику и прикладную медицину во время поначалу краткосрочных, а затем долгосрочных полетов на орбиту Луны. Не исключено также, что астронавты НАСА до 2030 года или в начале 2030-х совершат полет к астероиду на его собственной орбите. Эта амбициозная и сложная миссия займет более года.

Для полетов в окололунное пространство НАСА намерено использовать новый пилотируемый корабль «Орион». Его обитаемый объем заключен в один спускаемый аппарат. Таким образом, для выхода в открытый космос астронавтам, отбирающим образцы с астероида на лунной орбите в середине 2020-х (миссия ARM), придется произвести разгерметизацию корабля, а это не очень удобно. Другой недостаток «Ориона» – малый срок автономного полета, ограничивающий продолжительность миссии тремя неделями. Исправить ситуацию мог бы дополнительный жилой модуль, аналогичный бытовому отсеку кораблей «Союз».

Сейчас рамках программы НАСА NextSTEP (Космические технологии будущего для партнерства в пилотируемых полетах) прорабатываются концепции технологий, которые потребуются для организации космических полетов в 2020-х годах. Всего американское космическое агентство выбрало 12 частных компаний, которые займутся развитием технологий и проработкой технических концепций. Семь из этих компаний будут работать над различными обитаемыми системами. Все они в течение года получат от 400 тысяч до 1 млн долларов.

Среди претендентов – компания Orbital ATK (возникла в результате слияния Orbital Sciences и ATK). Она предлагает разработать расширенный жилой модуль, который можно использовать как с кораблем «Орион», так и в качестве модуля посещаемой космической станции (изображение выше). За основу Orbital ATK хочет взять увеличенную версию грузового корабля Cygnus («Лебедь»), который совершил три успешных полета к МКС. Использование такого дополнительного отсека позволит увеличить продолжительность полета до двух месяцев.

Свой проект есть и у гиганта американской промышленности, корпорации Lockheed Martin. Она выдвинула идею использовать особую модифицированную версию грузового модуля «Экзолайнер» с многоразовым буксиром «Юпитер» (изображение внизу). Примечательно, что эта система, существующая пока только в проекте, участвует в новом конкурсе на снабжение припасами МКС, т. е. является конкурентом кораблю Cygnus.

Весьма вероятно, что для облета Марса, который может состояться в первой половине 2030-х годов, будет использован трансформируемый обитаемый модуль. Такие системы в США разрабатывает еще одна частная корпорация – Bigelow Aerospace.

В то же время, нельзя не отметить, что во второй половине 2020-х годов частная пилотируемая космонавтика может сделать большой шаг назад. НАСА не собирается создавать новую станцию, не считая возможного посещаемого форпоста на орбите Луны. Поэтому после завершения программы МКС компании, имеющие возможность запускать людей в космос, останутся без государственного заказчика. Ключевой вопрос, который определит судьбу выбранного сейчас курса НАСА – смогут ли они выжить в таких условиях, не растеряв наработанный потенциал. Надеяться можно на появление при поддержке НАСА частной низкоорбитальной станции Bigelow или общее удешевление полетов в космос, которое сделает космический туризм окупаемым. В этом случае компания SpaceX, как минимум, сможет перепрофилироваться на организацию туров в облет Луны.

Космическая лента

Обсудить