Подробности

Опубликовано: 16.01.2015 12:43

15 января американская межпланетная станция New Horizons («Новые горизонты»), движущаяся к окраинам Солнечной системы, официально приступила к программе изучения самой известной карликовой планеты – Плутона. Кульминацией работы станет 14 июля, день, когда New Horizons пролетит в менее чем 10 тысячах километров от этого космического тела.

Миссия New Horizons, обошедшаяся американскому космическому агентству в 700 млн долларов, была запущена в 2006 году. Набрав скорость 16,26 км в секунду, космический аппарат поставил рекорд по разгону на ракетных двигателях и по абсолютной скорости движения. Несмотря на это, по скорости удаления от Солнца новый зонд уступает запущенному в 1977 году «Вояжеру-1». Основная цель миссии – изучение с пролетной траектории Плутона, крупнейшей карликовой планеты в поясе Койпера, и его пяти спутников. Наиболее активный период работы всех научных приборов продлится одни сутки – 14 июля 2015 года. Научные задачи зонда включают картографирование состава и температуры поверхности Плутона и крупнейшего спутника Харона, изучение их геологического строения, а также атмосферы Плутона. Наконец, New Horizons попытается найти у Плутона следы колец и другие, не обнаруженные ранее спутники.

Предполагается, что после пролета карликовой планеты New Horizons отправится к более отдаленному объекту в поясе Койпера. Плутон можно считать типичной карликовой планетой внешнего пояса Солнечной системы, однако большая часть вещества там, как предполагается, находится в виде небольших обломков льда неправильной формы, напоминающих что-то среднее между астероидами и кометами. Цель зонда еще не выбрана, однако, благодаря телескопу Хаббл, основные два кандидата уже подобраны. Один из них зонд окажется в досягаемости инструментов зонда в 2019 году. В случае успеха миссии, ученые впервые получат подробные снимки Плутона, а затем впервые смогут напрямую изучить типичный для окраины Солнечной системы объект.

Хотя сегодня расстояние от зонда до Плутона в 1,4 раза больше, чем от Солнца до Земли, научные наблюдения в рамках программы первой фазы сближения уже начались. Большая часть фотографий, полученных в ближайшее время, будет использоваться для коррекции курса аппарата в марте, однако некоторые из них предполагается использовать для получения научных данных. Кроме того, датчики плазмы и пыли зонда New Horizons проведут анализ среды в поясе Койпера.

Вторая фаза научной работы начнется в апреле, а в мае снимки Плутона по разрешению должны превзойти фотографии, сделанные телескопом Хаббл.

Подробности

Опубликовано: 16.01.2015 10:40

11 января компания SpaceX впервые попыталась осуществить посадку первой ступени ракеты Falcon 9 на баржу в Атлантическом океане. Операция ззакончилась неудачно: как позже было объявлено, в системе управления решетчатыми стабилизирующими крыльями незадолго до посадки закончилась гидравлическая жидкость, в результате чего они не могли выполнять свою функцию, и ракета села на баржу под большим углом. Сегодня основатель компании SpaceX Илон Маск опубликовал в своем твиттере четыре фотографии неудачной посадки, судя по которым, посадка закончилась взрывным разрушением ступени.

Следующая попытка осуществить такую же операцию запланирована на 31 января.

Крылья потеряли энергию и застопорились. Двигатели пытались парировать, но...

Ракета села жестко под углом 45 гр., разбив опоры и двигатели.

Остатки керосина и кислорода смешались.

В результате произошло полное непредвиденное разрушение аппарата. Корабль не получил повреждений.

‹ ›

Подробности

Опубликовано: 15.01.2015 11:12

Тяжелый пилотируемый луноход и 14-модульная база на третьем этапе развития.

31 декабря российские и даже некоторые зарубежные информационные ресурсы опубликовали информацию о проекте «Луна Семь», который был предложен «Лин Индастриал» – небольшой российской фирмой, специализирующейся на ракетах-носителях сверхлегкого класса. Многие специалисты и любители космонавтики восприняли идею негативно либо просто не восприняли всерьез, однако мало кто попытался разобраться в предложенной концепции. Скорее всего, «Луна Семь» никогда не появится в действительности, и, возможно, для ее реализации в проект пришлось бы внести изменения, но она проработана достаточно хорошо, чтобы показать: создание человеческого поселения на Луне возможно без вложения громадных средств, и уж точно дешевле Чемпионата мира по футболу или Олимпийских игр.

Прежде чем говорить о стоимости, давайте для начала разберемся, как выглядит база на Луне в представлении «Лин Индастриал».

Предполагается, что транспортная инфраструктура Земля-Луна будет состоять из четырех элементов. Первые два – это ракета-носитель на базе «Ангары-А5» с тяжелой кислородно-водородной верхней ступенью вместо УРМ-2 и разгонного блока и универсальный посадочный аппарат «Фрегат-Л». Его предлагается создать на базе разгонного блока «Фрегат» НПО им. Лавочкина, модифицировав двигательную установку и систему управления и добавив посадочные амортизаторы. Связка ракеты и «Фрегата-Л» сможет использоваться для доставки до 3,6 т груза на поверхность Луны. Оставшиеся два элемента инфраструктуры используют «Фрегат-Л». Лунный пилотируемый корабль вписан в корпусы бытового отсека и спускаемого аппарата корабля «Союз ТМА», а вместо агрегатного отсека на нем установлен универсальный двигательно-посадочный модуль «Фрегат-Л». Четвертый элемент – заправщик, который представляет собой «Фрегат-Л» с дополнительным кольцом топливных баков.

Заправка пилотируемого корабля на поверхности Луны.

Как уже говорилось выше, выбранная транспортная инфраструктура позволяет доставлять на поверхность Луны грузы массой до 3,6 т. В эти ограничения вписываются небольшие модули лунной базы длиной около 5 м и диаметром 3 м, солнечная электростанция мощностью 15 кВт, малые (инженерные) и один тяжелый пилотируемый луноход с грунтометом для засыпки базы, а также пилотируемый корабль без топлива на обратную дорогу. Для того, чтобы доставить двух человек на Луну и вернуть их обратно, потребуется три пуска «Ангары-А5»: один доставит на Луну корабль, еще два – модули-заправщики.

Прежде чем отправлять на Луну технику и людей, важно определиться с местом для будущей базы. Критериев подбора района много. Все специалисты сходятся в том, что база должна располагаться на Южном полюсе Луны, где много постоянно затененных кратеров. Предполагается, что в них может сохраняться водяной лед, очень полезный ресурс для содержания базы, а значит, поселение нужно строить рядом с одним из таких кратеров. Кроме того, на лунных полюсах есть так называемые пики вечного света – возвышенности, где почти постоянно светит Солнце, а ночь составляет всего несколько недель в год. Для сравнения, на большей части Луны ночи длятся по две недели и занимают половину года. Третий критерий – площадка для базы должна быть ровной. К сожалению, на южном полюсе Луны довольно сложный рельеф. Если учесть все три критерия, то перспективных мест для устройства базы остается не так уж много. Разработчики «Луны Семь» выбрали (подробности в презентации) гору Малаперт – возвышенность на видимой стороне Луны вблизи Южного полюса.

Расположение модулей базы на втором этапе (по схеме В.П. Бармина).

До первой экспедиции к Луне придется доставить спутник связи, а на ее поверхность – посадочные маяки для обеспечения приемлемой точности посадки, луноходы, электростанцию и каркас будущей крыши. На первом этапе лунная база должна состоять из пяти модулей: служебного, двух жилых, научного и складского. В последнем будут храниться запасы системы жизнеобеспечения базы. Модули предполагается оборудовать подвижными шлюзами для стыковки на неровной поверхности и мотор-колесами на аккумуляторах, позволяющих пройти до 700 м. В связи с необходимостью экономить средства, длительность пребывания на базе экспедиции из двух человек составит один год. Небольшая гравитация и минимизация облучения космической радиацией за счет наличия грунтовой крыши позволят создать для экипажа более комфортные бытовые условия, чем на МКС.

Создание радиационной защиты – один из важнейших и наиболее сложных этапов строительства базы. Существует много возможных вариантов конструкции, и для выбора из них оптимального приходится учитывать кучу факторов: объем необходимого труда космонавтов в процессе строительства защиты, количество необходимой для строительства техники, сложность этой техники, эффективность защиты, накладываемые ей ограничения на эксплуатацию базы, инженерные риски и т. д. Например, простейшая засыпка жилых модулей реголитом не только потребует собрать и перебросить огромное количество грунта – она попросту невозможна. Рассыпчатый лунный грунт заблокирует шлюзы. Следовательно, потребуется доставлять и устанавливать заграждения, а это увеличивает объемы ручного труда и стоимость защиты. Разработчики «Луны Семь» остановились на конструкции раскладной решетчатой крыши из углепластиковых прутьев. Аналогичная технология используется в некоторых раскрывающихся радарах космических аппаратов. Космонавтам придется следить закрепить две стороны крыши на земле, а засыпкой займется автоматический луноход.

Отвергнутые варианты радиационной защиты лунной базы.

На втором этапе база будет дооснащаться электростанциями, жилыми, лабораторными и складскими модулями. Это позволит увеличить размер экипажа до 4 человек. Кроме того, предполагается начать эксперименты с использованием лунных ресурсов. В первую очередь важно научиться добывать лед – источник воды, кислорода и водорода. В дальнейшем это позволит не только сократить объем грузов, присылаемых с Земли, но и заправлять пилотируемые корабли местным топливом, а не доставленным заранее. Для этого, однако, их придется перевести на кислород-водородные двигатели.

Малый луноход.

В презентации проекта «Луна Семь» приводится количественная сводка необходимых ракет. Предполагается, что для создания и эксплуатации базы в течение пяти лет потребуется 34 ракеты «Ангара-А5». Расчетная стоимость проекта – около 10 млрд долларов, т. е. в среднем 2,5 млрд в год. Для сравнения, годовой бюджет Минобороны составляет около 70 млрд, современный бюджет Роскосмоса – 3 млрд.

Электростанция (15 кВт).

«Лунные» предложения РАН и предприятий российской космической отрасли не успели оформиться в полноценную концепцию до того, как планы поменялись (по последней информации, Роскосмос уже не очень интересуется Луной). Несмотря на это, общие черты этих предложений ясны.

Предполагалось, что основным пилотируемым кораблем новой амбициозной программы станет разрабатываемый в РКК «Энегрия» перспективный транспортный корабль нового поколения (ПТК НП), также известный как ППТС. Его масса в околоземной модификации составляет более 14 тонн, в лунной – 20 тонн. Для его запуска на лунную орбиту предполагается построить сверхтяжелую ракету-носитель грузоподъемностью от 90 т. ПТК НП не способен совершать посадку на безатмосферные тела. Чтобы доставить к Луне посадочный аппарат, понадобится еще одна такая ракета. Можно осуществить два пуска, и в начале экспедиции состыковать ПТК НП с посадочным аппаратом на орбите Земли, либо сразу запускать их одним пуском 150-тонной ракеты. Это уже так называемый «сверхтяжелый носитель второго этапа». Кроме мощной ракеты для доставки грузов и пилотируемых комплексов на орбиту Луны потребуется сверхтяжелый разгонный блок с двумя двигательными установками: кислородно-водородной (основной) и гидразиновой (тормозной). Масса его в заправленном состоянии должна составлять около 70 тонн (именно поэтому для доставки 20-тонного ПТК НП на орбиту Луны нужен 90-тонный носитель).

Характеристики ПТК НП со сверхтяжелым разгонным блоком.

Точного плана развертывания лунной базы в предложениях РАН и организаций отрасли не существовало, но предполагалось, что в конце 2020-х начнется отработка лунной техники. космонавты в ПТК НП посетят орбиту Луны и отработают там стыковку с автоматическими модулями. По предложению НПО им. Лавочкина, во время такого пилотируемого полета космонавты могли бы забрать образцы грунта, заранее отобранные луноходом и доставленные на орбиту автоматическим взлетно-посадочным аппаратом. Предполагалось и проведение дозаправки такого аппарата – фактически, базового элемента будущего лунного посадочного корабля.

По плану РАН, составленному при ведущем участии Института космических исследований, впервые российский космонавт должен поставить ногу на лунный грунт в 2030-х годах. В то же время на орбите земного спутника должна появиться небольшая посещаемая или постоянно обитаемая станция. Предполагается, что люди установят на Луне научное оборудование, совершат несколько разведочных, исследовательских или инженерных (т. е. ремонтных) миссий на поверхности, но основную работу будут вести автоматические станции. Наконец, в 2040-х годах предлагается начать возведение обитаемой базы. Она в предложениях по лунной программе Роскосмоса не описана, однако там есть ссылки на более ранние проработки РКК «Энергия».

В представлении ведущей организации отрасли лунная база строится по четырехлучевой схеме с узловым модулем в центре. Она должна состоять из 12 модулей массой до 10 тонн каждый. Это позволит содержать на Луне постоянный экипаж из 3-6 человек. Метод защиты от радиации можно назвать вкопанно-засыпным. До начала строительных работ автоматический бульдозер должен выкопать две пересекающиеся под прямым углом канавы, в которые будут заведены модули базы. Сверху их предполагается засыпать метровым слоем реголита. Для снабжения лунного поселения энергией потребуется ядерный реактор.

Концепция лунной базы РКК «Энегрия».

Оценка затрат на все перечисленные проекты до 2050 года – более 200 млрд долларов (в среднем 5,7 млрд в год).

Из этого краткого обзора уже можно понять, что 20-кратная разница в оценках стоимости базы – это не банальная ошибка в расчетах «артековских фантазеров». Во-первых, речь идет о двух абсолютно разных концепциях. Роскосмос, фактически, предложил не план лунной базы, а гораздо более широкую программу, отдельной строкой в которой прописано создание базы – и то, в неопределенном будущем. Одна только присутствующая в государственной программе окололунная орбитальная станция потребует сотен миллиардов рублей на разработку и эксплуатацию, не говоря уж об автоматических исследованиях Луны и научной программе 2030-х годов.

Во-вторых, стоимость во многом определяется временем. Как известно, в технически сложных проектах затраты имеют свойство возрастать с увеличением продолжительности разработки. Другими словами, чем дольше мы проектируем что-то, тем больше на него потратим. Хорошим примером этого свойства являются ракеты семейства «Ангара» разработки ГКНПЦ им. Хруничева. По разным оценкам, за более чем 15 лет разработки на проект было потрачено от 100 до 160 млрд рублей, но основная причина таких расходов – не неэффективность КБ «Салют», а нерегулярность финансирования, которое долгое время поступало урвыками и в недостаточном объеме. Можно отметить, что заявленный срок реализации «Луны Семь» (пять лет с первого пуска до базы второго этапа) выглядит чрезмерно оптимистичным, и это может отказать негативное влияние на ее стоимость.

В-третьих, Роскосмос намеревался использовать в лунной программе только новую технику, а ее создание – дорогое удовольствие. Например, согласно независимым оценкам, разработка сверхтяжелой ракеты Space Launch System грузоподъемностью 70 и 105 тонн обойдется НАСА в более чем 25 млрд долларов (1,5 трлн рублей). Роскосмос же хочет носитель грузоподъемностью 90/150 тонн. Не удивительно, что в отправленном на доработку проекте Федеральной космической программы предполагался двукратный рост бюджета Роскосмоса к 2025 году. И это при том, что к середине следующего десятилетия не предполагалось даже окончить проектирование сверхтяжелой ракеты, не говоря уж о каких-то полетах к Луне.

В-четвертых, выбранная транспортная инфраструктура государственной программы выглядит не совсем оптимальной. Например, ПТК НП по своим характеристикам неплохой корабль, но он слишком велик для трехдневного полета к Луне. ПТК НП больше напоминает американский корабль «Орион», предназначенный для полетов к астероидам и другим планетам. Вместе с трансформируемым бытовым отсеком от той же РКК «Энергия» этот корабль мог бы отправиться в облет Венеры или Марса, но его размеры делают лунные экспедиции слишком тяжелыми, а следовательно – дорогими. Именно поэтому в схеме «Луны Семь» для полета на Луну и обратно достаточно вывести 80 тонн на низкую орбиту Земли, а в государственной программе нужно там же иметь около 150 тонн. Другой пример неоптимальности – сверхтяжелый буксир с двумя двигательными установками для доставки грузов с орбиты Земли на орбиту Луны. Тормозные двигатели нужны ему для доставки на лунную орбиту модулей станции и других грузов, не способных выдать тормозной импульс самостоятельно, но при пилотируемых полетах двигательная установка ПТК НП остается незадействованной. В результате, для простого запуска на орбиту Луны 20-тонного корабля нам необходимо вывести в космос около 90 тонн, тогда как НАСА собиралась отправить туда же 21-тонный «Орион» 70-тонной ракетой SLS (правда, сейчас в планах американского космического агентства такая миссия отсутствует).

Проект Федеральной космической программы на ближайшее десятилетие, подготовленный в год назад, осенью был отправлен на доработку. Слухи утверждают, что расходы на космонавтику придется сократить на 10-20%. Следовательно, слишком дорогая даже при высоких ценах на нефть официальная лунная программа становится абсолютно неподъемной. Буквально в ближайшие недели будет решаться, какая часть техники для «лунной инфраструктуры» останется в планах Роскосмоса, а какая будет благополучно забыта. И если за пилотируемый корабль ПТК НП можно не волноваться – слишком много сил в него вложено, – то ракета-носитель сверхтяжелого класса – как раз тот проект, который имеет смысл пересмотреть. Необходимость в носителе грузоподъемностью более 100 тонн была плохо обоснована. В условиях сокращения расходов вместо распыления сил следует сосредоточиться на одном направлении. Если даже основным долгосрочным проектом Роскосмоса станет лунная база, как видно из проекта «Луна Семь», сверхтяжелая ракета для нее вовсе не является необходимостью.

Оптимальным выходом могла бы стать модульная ракета, строящаяся по принципу «Ангары», но в масштабе американской Falcon 9/Falcon Heavy. Ее грузоподъемность в одномодульном, трехмодульном и пятимодульном вариантах составила бы 15, 30 и 70 тонн, а при модернизации замена верхней ступени на водородную позволила бы довести максимальную массу выводимого груза до 90 тонн. Применение в такой ракете метановых двигателей даст задел для многоразовости, если она станет экономически оправданной. Наконец, самая легкая ракета из этой линейки позволила бы загрузить морскую платформу Sea Launch, которая сейчас простаивает из-за отсутствия ракет «Зенит».

Развернутая база проекта «Луна Семь» (крыша не показана для наглядности; каркас не соответствует запланированному).

Подробности

Опубликовано: 14.01.2015 14:33

Сегодня в 11:44 мск из системы сработала сигнализация в связи с предпологаемой утечкой аммиака из системы охлаждения модулей американского сегмента МКС в атмосферу станции. Экипаж перешел в российский сегмент станции, впоследствии изолированный от американского. Сообщается, что концентрация примесей в атмосфере российского сегмента МКС находится в пределах допустимых значений.

Согласно данным службы информационной политики Роскосмоса, сейчас Центр управления полетами в Хьюстоне анализирует ситуацию о состоянии МКС, чтобы выработать план дальнейших действий.

Это не первая утечка аммиака из системы охлаждения МКС. В прошлый раз авария произошла в 9 мая 2013 года. Тогда, однако, ситуация была намного проще, поскольку ядовитое вещество не попало в атмосферу станции. Астронавты НАСА заметили утечку из внешнего контура на камерах наблюдения за внешней поверхностью МКС. Охлаждение было переведено на исправный контур вплоть до замены неисправного блока, ради чего потребовался выход астронавтов в открытый космос.

Судя по онлайн-диаграмме состояния системы охлаждения, приведенной ниже, в контуре B произошло резкое снижение количества аммиака. Падение давления продолжается. Специалисты не могут пока назвать действенного способа удаления аммиака из атмосферы станции. Нельзя исключать и возможность эвакуации экипажа, однако пока ЦУП необходимость такого шага отрицает.

UPD 14:54. Для устранения последствий утечки аммиака потребуется внеплановый выход космонавтов в открытый космос, сообщает РИА «Новости» со ссылкой на ЦУП. Подробностей пока нет.

UPD 15:07. По неофициальным данным, в малом исследовательском модуле «Поиск» российского сегмента МКС дважды сработали датчики дыма. Оба срабатывания признаны ложными.

У НАСА пока нет подтверждения утечке аммиака. Специалисты ждут дополнительных данных для анализа. Сообщается, что глава Роскосмоса Олег Остапенко намерен в ближайшие минуты выйти на связь с экипажем МКС.

UPD 15:21. Давление в неисправном контуре системы охлаждения снято, сообщает РИА «Новости» со ссылкой на НАСА. Сейчас экипаж дистационно прооверяет состояние атмосферы в американском сегменте МКС.

По неформальному предположению Игоря Лисова, редактора журнала «Новсти космонавтики», наблюдаемая разница параметров в контурах может быть связана с остановкой насосов. Американский ЦУП не спешит с операцией по стравливанию аммиака из контура B, поскольку это действие необратимое. Пока что специалисты из Хьюстона не исключают, что наблюдаемая потеря аммиака и азота объясняется ошибками датчиков или температурные эффектами.

UPD 15:35. В 15:55 мск НАСА выпустит заявление на канале НАСА-ТВ о ситуации на МКС. Подчеркивается, что у американских специалистов нет подтвердения тому, что аммиак попал в атмосферу станции. ЦУП-Х склоняется к предположению, что сигнализация могла сработать из-за ошибки датчиков или блока системы управления.

UPD 15:57. Американские астронавты Барри Уилмор и Терри Вёрст, а также итальянка Саманта Кристофоретти останутся ночевать в российском сегменте из-за утечки аммиака на американском сегменте МКС. В телесообщении НАСА вновь говорится о том, что реальность утечки аммиака не подтверждена. Через несколько часов может состояться дополнительный брифинг с последними новостями о ситуации на МКС.

В ближайшее время специалисты попробуют включить все ранее отключенные системы станции, после чего станет возможно раскрытие люка и возвращение американских челнов экипажа к нормальной раббте в своем сегменте.

UPD 17:11. НАСА уведомило членов экипажа МКС, что окончательной версией произошедшего является сбой датчика или системы управления. Сейчас специалисты ЦУП-Х продолжают удаленную проверку систем на станции. Второй брифинг на НАСА-ТВ состоится в 19:00 мск.

Экипаж МКС готовится взять пробы воздуха на американском сегменте с помощью специальных газоанализаторов, сообщает РИА «Новости» со ссылкой на ЦУП-М. «Сейчас совместно нашими и американскими специалистами вырабатывается процедура, по которой будет осуществляться обратный вход в американский сегмент. Для начала с помощью специального переносного оборудования, показывающего концентрацию вредных веществ в атмосфере на борту, будут взяты пробы воздуха». – сказал представитель ЦУП. Предполагается, что аварийный сигнал мог быть спровоцирован скачком давления, неисправностью датчика или проблемой с компьютерным реле.

UPD 17:37. Описание ситуации по версии портала Universe Today. Операторы ЦУПа в Хьюстоне заметили рост давления в водяном контуре системы терморегулирования B, а затем - рост давления внутри станции. В худшем из возможных сценариев такая последовательность событий может означать утечку аммиака. Действуя в соответствии с правилами, требующими исходить из худшего варианта, они дали указание экипажу укрыться в российской сегменте станции и изолировать его от американского на тот период, пока проводится анализ ситуации.

UPD 23:31. Праздник закончился. Астронавты возвращаются в американский сегмент и принимаются за работу. Отмечается, что научные эксперименты из-за потерянного дня не пострадали.

Подробности

Опубликовано: 14.01.2015 10:36

В США продолжается 225 съезд Американского астрономического общества. На днях ученые, работающие с космической рентгеновской обсерваторией Чандра, представили результаты своих наблюдений за последний год.

Наиболее интересные события произошли осенью. Рекордный всплеск энергии в районе сверхмассивной черной дыры в центре нашей галактики известной как Стрелец А*, был зафиксирован 14 сентября. Он превысил фоновое рентгеновское излучение в 400 раз, а предыдущий рекорд, поставленный в 2012 году, был превышен в три раза. Повторная вспышка произошла 22 октября, она превзошла фоновые показатели в 200 раз.

Всплеск рентгеновского изучения был зафиксирован случайно. Обсерватория наблюдала за Стрельцом А* в ожидании другого события. На это же время было предсказано прохождение газового облака G2 около черной дыры, и некоторые астрономы считали, что часть вещества из облака упадет в черную дыру, также вызвав рентгеновское свечение. Как ни странно, этого не произошло. Астрономы уверены, что зафиксированные вспышки не имеют отношения к G2, т. к. не соответствуют времени сближения газопылевого облака со сверхмассивной черной дырой.

У астрономов есть два предположения, объясняющие происхождение наблюдаемых мощных выбросов. Как известно, вспышки на Солнце происходят, когда в магнитном поле нашей звезды возникают уплотнения или завихрения. Аналогичные процессы могут происходить и в магнитном поле сверхмассивной черной дыры. Второе предположение связывает зафиксированные выбросы рентгеновского излучения с падением в черную дыру крупного объекта. Речь может идти, например, о крупном астероиде, разорванном на части гравитацией сверхмассивного объекта. Обломки вращались вокруг черной дыры в течение нескольких часов, постепенно падая в нее. Примерно такое время астрономы наблюдали вспышку.

Подробности

Опубликовано: 13.01.2015 12:47

Команда ученых из Италии впервые провела эксперимент по прямому измерению кривизны гравитационного поля. Их работа опубликована в журнале Physical Review Letters.

На протяжении последних десятилетий создано много способов измерения гравитации. В наиболее распространенном из них сила тяжести измеряется на разных высотах, а затем вычисляется градиент по разности найденных потенциалов и расстоянию между точками замеров. Один из последних способов использует метод атомной интерферометрии, основанный на волновых свойствах атома и позволяющий вычислять расстояния с беспрецедентной точностью. В новом эксперименте команда ученых использовала этот способ, чтобы вычислить влияние массы на градиент гравитационного поля.

Измерение силы тяжести в двух не очень отдаленных точках позволяет определить градиент этой силы. Измерение в трех точках можно использовать для того, чтобы найти кривизну (т. е. скорость изменения) градиента. Эта идея была высказана еще в 2002 году, однако соответствующий эксперимент удалось провести только недавно.

В рамках опыта команда итальянских ученых разместила три пучка частиц на разных высотах в однометровой трубе. Верхняя половина трубы была намеренно утяжелена вольфрамовыми грузами, чтобы создать изменения в гравитационном поле. Атомы облучались импульсами лазера, который делил их на две группы: часть атомов поглощала протоны излучения, часть оставалась в невозбужденном состоянии. Получившие энергию атомы первой группы падали на различное расстояние за измеренный промежуток времени. В результате между их квантовыми волновыми колебаниями возникала разница. Двумя дополнительными импульсами лазера ученые заставили группы атомов перемешиваться и интерферировать между собой. Измерения интерференции позволили вычислить гравитационное ускорение и кривизну, которая оказалась близка к теоретически предсказанной – 1,4х10^{-5 1}/_с²м. На графике гравитационного ускорения отобразилось влияние вольфрамовых утяжелителей.

Исследователи полагают, что их метод в дальнейшем позволит уточнить значение гравитационной постоянной G.