Подробности

Опубликовано: 03.02.2015 10:32

Администрация президента США представила вчера проект бюджета на 2016 фискальный год (начинается на три месяца раньше календарного). Космическое агентство запросило в следующем году более 18,5 млрд долларов, что на 0,5 млрд больше расходов НАСА в 2015 году. Если бюджет пройдет согласования без сокращений, космические расходы США увеличатся третий год подряд после самой низкой точки, достигнутой в 2013 году. Тогда космическое агентство получило всего 16,9 млрд долларов.

Значительнее всего рост финансирования должен коснуться коммерческих космических программ. На них НАСА хочет потратить в 2016 году 1,2 млрд после 0,8 млрд расходов в 2015 году. Расходы на разработку сверхтяжелой ракеты SLS и корабля для дальнего космоса «Орион» должны сократиться почти на 400 млн до 2,9 млрд. Это и не удивительно, если учесть, что разработка приближается к финалу. Спускаемый аппарат корабля в основном готов и прошел испытания в 2014 году, а разработку служебного модуля для него финансирует Европейское космическое агентство. Как отмечается, предложенный объем финансирования позволит осуществить миссию EM-1 (беспилотный облет Луны) в ноябре 2018 года. Статья расходов на науку должна вырасти до 5,3 млрд, финансирование МКС – до 4 млрд.

На проект миссии к спутнику Юпитера Европе предполагается выделить всего 30 млн долларов. Для сравнения, в 2015 году проект получит 100 млн. Как известно, подповерхностные океаны Европы являются самым перспективным местом в Солнечной системе для поисков внеземной жизни. Различные концепции миссий по изучению этого спутника разрабатываются уже более 15 лет. В прошлом году НАСА официально объявило о решении запустить космический исследовательский аппарат, получивший название Europa Clipper («Европа-Клиппер»). Аналогично аппарату Cassini («Кассини»), работающему в системе Сатурна, Europa Clipper будет находиться на орбите Юпитера, совершая время от времени пролеты мимо его спутников. Из-за того, что крупнейшая планета Солнечной системы окружена мощными радиоактивными магнитными поясами, Europa Clipper должен быть очень устойчивым к космическому излучению. Ракета-носитель и дата запуска миссии еще не выбраны, однако специалисты рассматривают возможность запустить аппарат в космос уже в следующем десятилетии на ракете SLS. Использование сверхтяжелого носителя позволит сократить время перелета до Юпитера с 8 до 2-3 лет. В предварительном расписании SLS миссия к Юпитеру стоит в 2022 году с резервной датой в 2023, однако из-за сокращений бюджета более вероятным кажется вариант использования одной из двух ракет, которые планируются к запуску в 2025 году.

В бюджетном предложении почти ничего не говорится о миссии ARM по доставке астероида на лунную орбиту. Выступая вчера в Космическом центре им. Кеннеди, глава НАСА Чарльз Болден отметил, что агентство еще не определилось с концепцией этой миссии. Эксперты сейчас рассматривают два варианта. Согласно одному, автоматический аппарат должен захватить небольшой свободнолетающий астероид диаметром до нескольких метров. Вторая концепция предполагает захват крупного камня с поверхности большого астероида. Ранее НАСА обещало выбрать один вариант в середине декабря 2014 года, однако оглашение решения было перенесено. По словам Болдена, «решение будет принято скоро». Финансовый руководитель НАСА Дэвид Радзановский уточнил, что ранее предполагалось сделать выбор до конца февраля, но теперь, по всей видимости, речь идет уже о второй половине марта.

В последнее время миссия ARM часто подвергается критике со стороны руководства НАСА. Космические чиновники высказывают мнение, что для достижения стратегической цели американской космонавтики – экспедиции на Марс – нужны другие миссии, позволяющие отрабатывать ключевые технологии пилотируемых полетов, а доставка астероида на орбиту Луны, как и полет к нему, являются распылением сил и средств.

Подробности

Опубликовано: 02.02.2015 10:33

Марс под тонким слоям рыжеватого песка имеет много разных цветов. Марсоход Curiosity находил бледно-серые и почти белые породы, а с орбиты зонды наблюдают почти черные древние лавовые потоки. Ученые считают, что метеорит, найденный в марокканской пустыне в 2011 году, может быть обломком темной марсианской коры.

Камень массой 320 граммов получил наименование NWA 7034 и неформальное имя Black Beauty («Черная красота»). Предполагается, что это кусок сцементированной базальной брекчии возрастом около 4,4 млрд лет. Таким образом, NWA 7034 может стать одним из старейших метеоритов, найденных на Земле.

Исследование камня, результаты которого опубликованы в журнале Icarus, проводилось учеными Брауновского университета и Университета Нью-Мексико. Сложность заключалась в том, что марокканский камень сильно отличается от других найденных на Земле марсианских метеоритов. Исследователи провели полный мультиспектральный анализ NWA 7034, а затем сравнили полученную информацию с данными, собранными марсианским орбитальным зондом MRO (Mars Reconnaissance Orbiter).

«Обычные методы делают измерения на локальных участках образца. Нам же хотелось провести усредненный анализ всего камня. Когда он был завершен, мы сопоставили полученные результаты с орбитальными данными», – говорит Кевин Кеннон, аспирант Брауновского университета и ведущий автор исследования.

Ученым удалось подтвердить, что NWA 7034 действительно попал на Землю с Марса. Кроме того, они обнаружили признаки того, что марсианская кора в древности подвергалась активной метеоритной бомбардировке.

Подробности

Опубликовано: 01.02.2015 12:19

Очередное исследование, в котором использовались данные космического телескопа Планк и наземного эксперимента BICEP в Антарктиде, опровергло недавнее обнаружение гравитационных волн.

Вселенная возникла примерно 13,8 млрд лет назад. После образования она была чрезвычайно горячей, плотной и однородной. Но, по мере остывания Вселенной, вещество приобретало более сложные формы и структурировалось в галактики, звезды, планеты и другие известные нам объекты. Со времен спустя примерно 380 тысяч лет после Большого взрыва осталось слабое, так называемое реликтовое микроволновое излучение. В этом излучении ученые ищут следы инфляции, т. е. расширения пространства.

В зависимости от источника, свет может иметь разную поляризацию. Световая волна является поперечной, т. е. колебания она распространяются не вдоль прямой, как в случае с продольными волнами, а поперечно направлению движения – т. е. в плоскости, или даже в пространстве, когда вектор амплитуды описывает сложную фигуру. Если плоскости распространения волн или описываемые вектором фигуры наклонены одинаково, говорят, что свет поляризован. В зависимости от источника света во Вселенной, он может обладать различным видом поляризации. Реликтовое излучение имеет поляризацию двух типов: E-моды (круговые и радиальные колебания) и B-моды (более сложные). Считается, что B-мода возникла в первичных гравитационных волнах и подтверждает инфляцию Вселенной.

Упрощенно говоря, гравитационные волны – это распространяющиеся с определенной скоростью флуктуации пространства, вызванные массивными объектами. Гравитационные волны были предсказаны Общей теории относительности, однако пока они не получили прямого наблюдательного подтверждения. Косвенно в пользу их существования свидетельствуют наблюдения эволюции двойных радиопульсаров, но для уверенности ученым необходимо зарегистрировать сигнал напрямую. Проблема заключается в том, что возможностей даже самых чувствительных современных детекторов не достаточно для того, чтобы зафиксировать очень слабый эффект воздействия гравитационных волн на среду.

Европейский космический телескоп Планк, запущенный в 2009 году, более четырех лет картографировал реликтовое микроволновое излучение со всего видимого неба с беспрецедентной точностью. В марте 2014 года большое открытие было сделано американскими учеными, которые работают на детекторе BICEP2 в Антарктиде. Эта обсерватория собирает данные о микроволновом излучении с длиной волны 100/150 гигагерц на узком участке неба. Физикам удалось обнаружить B-моду поляризации реликтового излучения с доверительной вероятностью более пяти сигма. Этого достаточно для того, чтобы официально объявить об открытии. В исследовании использовались также данные другого инструмента BICEP, массива Кек.

Карты микроволнового и субмиллиметрового излучения по данным телескопа Планк.

Между тем, существует другой возможный источник света с B-модой поляризации: наша галактика. В Млечном пути находятся газ и пыль, излучающие свет тех же частот, что и реликтовое излучение. Этот свет волей-неволей фиксируется нашими детекторами, и для его отделения необходим очень внимательный анализ. «Когда мы обнаружили сигнал [B-моды поляризации] в наших данных, мы использовали для анализа модель эмиссии галактической пыли, существовавшую в то время», – говорит Джон Ковак, главный исследователь эксперимента BICEP2 в Гарвардском университете. – «Считалось, что на изучаемом нами участке неба пылевое излучение значительно слабее реликтового».

Космический телескоп Планк, о котором говорилось выше, изучал небо в девяти микроволновых и субмиллиметровых диапазонах, для семи из которых определялась поляризация. Тщательный анализ этих данных можно использовать для того, чтобы отделить реликтовое излучение от галактического. На начало года участок неба, изучавшийся экспериментом BICEP, считался относительно чистым, но опубликованные в сентябре 2014 года карты эмиссии поляризованного света, порожденного галактической пылью, показали, что вклад этого изучения может быть гораздо более значительным даже на чистых участках.

Команды ученых, работающие с Планком и на экспериментах BICEP, решили объединить свои усилия, чтобы исключить из собранных в Антарктиде данных загрязнение пылевым излучением. Кроме того, к настоящему времени стали доступны данные, собранные массивом Кек в 2012 и 2013 годах. В результате, после вычета вклада галактической пыли, уверенности в обнаружении B-моды реликтового излучения у ученых больше нет. «К сожалению, мы теперь не можем подтвердить, что зафиксировали признак расширения Вселенной», – констатирует Жан-Лу Пуже из Института астрофизики космоса в Орсе, работающий с данными телескопа Планк.

Кроме этого, ученые обнаружили дополнительный слабый источник излучения с B-модой поляризации. Впервые сигнал был замечен в 2013 году. Он не является подтверждением инфляционной теории, а указывает на то, что сеть массивных космических структур, заполняющих Вселенную, отклоняет траектории фотонов реликтового излучения на пути к нам. Этот эффект называется гравитационным линзрованием. Подтвердить наличие сигнала удалось по совместным данным обсерватории Планк, экспериментов BICEP2 и массива Кек.

Искажение траектори реликтового излучения эффектом гравитационного линзирования.

Подробности

Опубликовано: 29.01.2015 10:58

Автоматическая межпланетная станция «Кассини» (Cassini) с 2004 года является спутником Сатурна. Зонд получил громадное количество научных данных о самой планете и ее многочисленных спутниках. В декабре 2013 года станция совершила очередной пролет мимо Титана, загадочного мира с плотной атмосферой, широко известного своими метановыми реками и морями. Особенностью этих наблюдений было то, что Титан в декабре 2013 года находился достаточно далеко от Сатурна, за пределами магнитосферы планеты-гиганта. Благодаря этому, зонд собрал данные о том, как спутник, не имеющий собственного магнитного поля, взаимодействует с солнечным ветром.

Солнечный ветер – это быстрый поток исходящих от Солнца положительно заряженных частиц. Он обтекает планеты подобно тому, как река обходит находящиеся в ее русле острова. Ученых интересует, как процесс взаимодействия ветра с телами Солнечной системы влияет на плотность и состав их атмосфер. Существует общепринятое мнение, что атмосфера Марса, не имеющего магнитного поля, была «сдута» с планеты солнечным ветром. Титан примерно 95% времени проводит внутри магнитосферы Сатурна, которая защищает его от прямого воздействия солнечных протонов. Возможно, именно этим объясняется наличие полноценной атмосферы: давление у поверхности Титана почти в два раза превышает атмосферное давление на Земле.

Титан имеет достаточно большие размеры, чтобы считаться планетой, обладай он собственной независимой орбитой. «Выяснилось, что Титан взаимодействует с солнечным ветром так же, как взаимодействовал бы Марс, удаленный на такое же расстояние от Солнца», – говорит Цезарь Бертуччи из Института астрономии и космической физики в Буэнос-Айресе, ведущий автор исследования. – «Мы ожидали, что Титан в таком состоянии будет вести себя иначе, и, конечно, были удивлены».

В течение всей миссии «Кассини» ученые регулярно использовали установленный на зонде магнитометр для наблюдения за Титаном, однако не обнаруживали искривления магнитного поля Сатурна вблизи спутника. В своем обычном состоянии Титан полностью обволакивается магнитосферой планеты-гиганта. Во время пролета 1 декабря 2013 года, когда Титан ненадолго удалился за пределы магнитосферы Сатурна, магнитометр «Кассини» смог получить данные о его взаимодействии с солнечным ветром. Из-за того, что в верхних слоях атмосферы Титана происходят сложные химические реакции, ученые рассчитывали увидеть какое-то необычное событие. Однако магнитометр зафиксировал обычную ударную волну, сдувающую атмосферу спутника. Аналогичный процесс происходит на Марсе, кометах и других безмагнитосферных телах.

Исследователи делают вывод, что для изучения различных по своему устройству планет могут использоваться одинаковые инструменты и методики. Следующим объектом для изучения, который не обладает собственным магнитным полем, станет карликовая планета Плутон, мимо которой зонд «Новые горизонты» (New Horizons) пролетит в июле 2015 года.

Подробности

Опубликовано: 28.01.2015 15:39

Личное мнение.

Вчера новостные агентства сообщили о том, что в 2015 году расходы на российскую космонавтику планируется сократить на 10%. Между тем, по словам нового главы Роскосмоса Игоря Комарова, до конца февраля руководство отрасли должно определиться с основными направлениями работы на последующие десять лет. Известно также, что Федеральная космическая программа (ФКП) на 2016-2025 годы должна быть принята в ближайшие 5-6 месяцев.

Летом и осенью 2014 года в СМИ попали выдержки из подготовленного ранее проекта ФКП. Предполагалось, что до конца 2025 года на космонавтику будут потрачены рекордные 2,3 трлн рублей. Вполне очевидно, что в нынешних условиях, несмотря на оптимистичные заявления некоторых чиновников об окончании кризиса через пару лет, долгосрочная программа финансирования космонавтики также сократится. При этом сокращение ФКП относительно первого проекта на 10% можно считать еще оптимистичным вариантом. Не удивительно, что сейчас звучат разговоры об отказе от анонсированных амбициозных планов. Чиновники все чаще говорят о том, что космонавтика должна сосредоточиться на приземленных задачах.

Ирония заключается в том, что перспективные проекты, а также расходы на научные исследования, уже давно не занимают сколько-нибудь значительную часть расходов Роскосмоса, и представленный в прошлом проект ФКП от этого правила не отступил. Например, на активно рекламировавшуюся лунную базу предполагалось за 10 лет потратить 15,2 млрд рублей из общих расходов на научно-исследовательские и опытно-конструкторские работы в 1,5 трлн. Разумеется, отказ об этих несущественных трат не позволит добиться экономии.

С другой стороны, в проекте ФКП хватает крупных статей расхода на проекты, перспективность которых вызывает сомнения. Среди них - Перспективная пилотируемая орбитальная инфраструктура (ППОИ) за 52 млрд. На систему борьбы с астероидной опасностью, которая все равно не сможет стать достаточно эффективной, планировалось потратить еще 50 млн. Менее очевидные претенденты на вычеркивание из проекта – НИОКР по сверхтяжелой ракете-носителю (214 млрд) и по ракетному комплексу с многоразовой первой ступенью (93 млрд). Ракета-носитель сверхтяжелого класса является желательным, но вовсе не необходимым элементом перспективной космической инфраструктуры. Многоразовость средств выведения грузов – важное направление, но о нем будет говориться ниже.

Есть в старом проекте ФКП достаточно много любопытных научно-исследовательских работ, целесообразность которых вызывает сомнения. Не могу не отметить «Системные технико-экономические исследования перспектив развития ракетно-космической техники и ракетно-космической промышленности» за 20,4 млрд (фактически по цене космического телескопа!). На похожие «предпроектные исследования по обоснованию и реализации целевых программ», смысл которых от меня ускользает, предполагалось потратить 10 млрд.

Наконец, хватает там и просто дублирующих статей расходов, появившихся не иначе как от богатой жизни. Проект по созданию аппарата «Ликвидатор» для расчистки геостационарной орбиты за 10 млрд – идея хорошая, но не жизненно необходимая. Не понятно, зачем нужен космический аппарат «Бион-М» за 6 млрд, если все приготовленные для него эксперименты можно выполнить на многофункциональном свободнолетающем модуле «ОКА-Т» (8,9 млрд). Необходимость разработки сверхлегкой ракеты, а также ее стоимость (6 млрд – на порядок больше необходимого, если сравнивать с частными инициативами) не обоснована. Наконец, вполне можно отказаться и от кислородно-керосинового разгонного блока, который стал бы аналогом уже существующего надежного «Фрегата».

Кроме перечисленного, в проекте оставались крупные расходные статьи по созданию группировок спутников связи и дистанционного зондирования Земли суммарной стоимостью много сотен млрд рублей. Игорь Комаров ясно дал понять, что считает прикладную космонавтику приоритетом. Однако стоит ли сохранять «богатый» план расходов на нее, если за это придется платить стагнацией в отрасли? Не думаю. Число аппаратов можно сократить, а расходы на них урезать на 5-10%.

После перечисленных сокращений (а при желании можно сэкономить еще больше, урезая небольшие научно-исследовательские работы), ФКП уменьшается примерно на 20-25%. Более того, давайте вспомним, что из бюджета Роскосмоса средства идут не только на НИОКР. Пропорционально уменьшая остальные статьи, можно высвободить еще больше средств. При этом в программе сохранятся такие важные проекты как МКС до 2024 года (с учетом развертывания российского сегмента), перспективный пилотируемый корабль, лунные автоматические станции и космические телескопы серии «Спектр».

После отсечения расходов в соответствии с планом секвестра бюджета, остается от 200 до 300 млрд рублей. Это и есть та сумма, которую мы можем потратить на перспективные проекты до 2025 года. Если отказаться от распыления сил, в такую сумму можно вместить одну узконаправленную, но реалистичную программу. Какую именно – должны решать эксперты. Очевидно, что в расходы придется включить ракету-носитель повышенной грузоподъемности, она понадобится независимо от выбранного направления развития. Это может быть носитель с полезной нагрузкой до 50 тонн. Использование двигателей, работающих на метане, позволит создать задел для перехода к многоразовым блокам первой ступени ракеты в будущем. Некоторую сумму важно потратить на развитие средств исследования Солнечной системы дополнительно к уже заявленным расходам, поскольку в этом направлении Россия отстала от большинства космических стран. На оставшиеся средства можно во второй половине действия ФКП вместе с ЕКА и даже с китайцами начать строительство лунной базы. Можно вместо нее обойтись станцией на лунной орбите (технологии поддержания жизни в дальнем космосе заинтересуют НАСА). А можно начать строительство принципиально новой околоземной станции – например, с искусственной гравитацией.

В зависимости от глубины кризиса, обычно выделяют три формы планирования. В худшем случае, когда денег не хватает катастрофически, приходится минимизировать ущерб, выбирая менее важные направления, которые понесут основной урон. Если ситуация не критичная, но на развитие средства отсутствуют, можно разработать план консервации текущего положения вещей. Наконец, в менее тяжелых условиях бывает достаточно отказаться от незначительных направлений и сконцентрироваться на одном ключевом. Этот вариант можно назвать «оптимизационным». В последние дни некоторые эксперты предлагают заморозить развитие космонавтики, оставив ей лишь чисто прикладные функции. Между тем, возможности для развития отрасли все еще сохраняются. Сейчас в мировой космонавтике период стагнации сменяется периодом активного движения вперед. НАСА готовится перейти к освоению дальнего космоса, американские компании работают над удешевлением вывода грузов в космос, Китай смотрит в сторону Луны. Если развитие российской космонавтики будет заморожено на десять лет, мы из категории хоть и слабых, но передовых космических стран окончательно переместимся в категорию стран второго эшелона. И нагнать потом лидеров будет очень сложно. Если вообще возможно.

Подробности

Опубликовано: 28.01.2015 10:33

Ученые, работающие с данными космического телескопа Кеплер, подтвердили существование пяти новых планет. Все они по своим размерам не больше Венеры, а образовались спустя примерно 2,8 млрд лет после Большого взрыва, т. е. 11 млрд лет назад. Для сравнения, возраст Земли составляет около 4,6 млрд лет.

Пять экзопланет вращаются вокруг звезды Кеплер-444, возраст которой насчитывает 11,2 млрд лет. Звезда удалена от Солнца на 117 световых лет, что позволяет считать ее относительно близким объектом. О химическом составе планет сведений нет, но из-за небольших размеров ученые считают их телами с твердой (во всяком случае, на ночной стороне) поверхностью.

К сожалению, ни одна из экзопланет даже в теории не может поддерживать жизнь, аналогичную нашей. Период их обращения вокруг звезды составляет менее 10 дней, а это значит, что дневная поверхность планет должна быть раскалена до очень высоких температур. Астрономы отмечают, обнаружение древней звездной системы с каменистыми планетами дает надежду обнаружить в будущем такие же системы, но более приспособленные для жизни. «Теперь мы знаем, что на протяжении всех 13,8 млрд лет существования Вселенной образовывались планеты земного размера, которые могли бы предоставлять условия для существования древней жизни в нашей галактике». – говорит Тьяго Кампанте из Бирмингемского университета, ведущий автор исследования.

Для определения размеров экзопланет использовался метод астросейсмологии. Телескоп Кеплер может выделять изменения яркости звезд, вызванные звуковыми волнами внутри звезды и влияющие на ее светимость и температуру. По этим данным ученые могут определить размеры, массу и возраст светила, а чем точнее известны эти характеристики, тем точнее можно определить размеры вращающихся вокруг звезды планет. «Для самой маленькой планеты в системе Кеплер-444, которая лишь слегка больше Меркурия, мы измерили диаметр с погрешностью всего около 100 км». – отмечает другой автор исследования, Даниэль Хабер из Университета Сиднея.