Подробности

Опубликовано: 16.12.2014 12:40

Американский исследовательский аппарат MAVEN прибыл на орбиту Марса в сентябре 2014 года и примерно месяц назад начал научную работу. Главная цель миссии – изучение атмосферы планеты и ее эволюции. Ученых интересует, как из некогда плотной атмосферы Марса получилась крайне разряженная современная.

За месяц работы MAVEN, измеряя состав верхних слоев атмосферы и области электрически заряженных частиц, смог отследить процесс, который позволяет протонам солнечного ветра проникать через ионосферу Марса. «Мы обнаружили часть звеньев в цепи, которая начинается с воздействия солнечного ветра Марса и, в конечном итоге, приводит к потере атмосферы». – говорит Брюс Джаковский, возглавляющий научную группу зонда MAVEN в Университете Колорадо. – «К концу миссии мы сможем построить полную картину этого процесса».

На каждом витке вокруг Марса космический аппарат погружается в ионосферу – слой заряженных ионов, окружающий планету, начинающийся на высоте около 120 км и простирающийся до 500 км. Ионосфера служит своеобразным щитом, останавливая электрически заряженные высокоэнергетические частицы солнечного ветра. Долгое время считалось, что инструменты MAVEN смогут фиксировать влияние солнечного ветра только до погружения в ионосферу, однако выяснилось, что это не так. Данные с установленного на зонде анализатора ионов свидетельствуют о том, что частицы солнечного ветра проникают вглубь ионосферы и атмосферы Марса.

Предполагается, что взаимодействия, возникающие в верхних слоях атмосферы, превращают поток солнечных частиц в нейтральную форму, которая не взаимодействует с ионосферой. Глубоко внутри слоя ионосферы поток этих частиц возвращается к заряженной форме, причем характеристики солнечного ветра сохраняются неизменными. Механизм переходов пока что остается загадкой, но уже можно сказать, что именно действие солнечного ветра приводит к потере Марсом атмосферы.

Ионный масс-спектрометр и анализатор нейтральных газов, установленный на MAVEN, анализирует состав атмосферы и ионосферы на разных высотах. Этот прибор позволил установить, что многочисленные газы в ионной и нейтральной формах имеют четко выделяемую структуру на большой высоте, но в нижних слоях перемешаны. Этот факт также потребует времени на объяснение.

Подробности

Опубликовано: 15.12.2014 15:09

В ноябре 2014 года в СМИ просочилась информация о том, что головной институт Роскосмоса, ЦНИИМаш, подготовил проект высокоширотной низкоорбитальной станции. Предполагается, что ее развертывание начнется до 2020 года, причем основу станции составят модули, предназначавшиеся для МКС. Из международного же проекта Россия выйдет в 2020 году. Многие эксперты подвергли идею ЦНИИМаша резкой критике.

Несмотря на то, что источники в Роскосмосе опровергли слухи о новой станции спустя считанные часы после первых новостей о ней, 15 декабря глава Федерального космического агентства Олег Остапенко сменил тон. Он заявил, что рассматривает проект создания высокоширотной орбитальной станции как шаг вперед для отечественной космонавтики и подтвердил, что за основу взято предложение ЦНИИМаш. По словам Остапенко, создающиеся для МКС модули, возможно, будут использованы при строительстве российской высокоширотной орбитальной станции. «Если Россия откажется от продления эксплуатации МКС, использовать создающиеся для нее модули [в составе станции] нецелесообразно». - уточнил он.

К сожалению, глава космического агентства не пояснил, в чем заключается принципиальная новизна новой низкоорбитальной станции после того, как наша страна построила уже девять таких. Одним из основных направлений критики МКС является малое количество проводимых на станции научных экспериментов. Специалисты связывают его с отсутствием специализированного лабораторного модуля. Согласно текущим планам, многофункциональный модуль «Наука» должен быть запущен к МКС в 2017 году. Если будет принято решение переоборудовать его в базовый модуль новой станции, возможность заниматься исследованиями на орбите появится у российских ученых в лучшем случае в следующем десятилетии.

Подробности

Опубликовано: 15.12.2014 10:51

Считается, что современный рельеф Марса сформировался под действием активно действующих на планете ветров. Согласно новому исследованию, в прошлом на соседней планете действовало гораздо больше геоморфологических процессов, включая эндогенные (тектонические) и экзогенные (в первую очередь – деятельность воды).

Геологическая служба США на основе изображений, предоставленных НАСА, построила геологическую карту (полноразмерное изображение) западной части каньона Расселина Искренности (Candor Chasma). Он находится внутри хорошо известной долины Маринер. Долина, длина которой составляет более 4 тысяч км, является крупнейшей структурой марсианского рельефа. Условия ее образования и эволюции до сих пор остаются предметом дискуссии.

Снимки, послужившие основой для геологической карты, были получены благодаря камере высокого разрешения HiRISE, установленной на спутнике MRO (Mars Reconnaissance Orbiter). Согласно выводам геологов, в далеком прошлом землетрясения привели к образованию серии низких холмов из мягких донных отложений марсианских озер. «Эта карта показывает, что когда-то местом отложения осадочных горных пород была западная часть Расселены Искренности, в которой располагалось несколько мелких озер. Нанесенные ветром песок и пыль скапливались в этих озерах. Сегодня мы можем видеть мощные слои осадочных пород, находящиеся в этом районе». – говорит Крис Окубо из Астрогеологического научного центра, один из авторов опубликованной карты.

Землетрясения, возникавшие вдоль линии крупных тектонических разломов, привели к разуплотнению обводненных пород. В результате сформировалась серия холмов, хорошо заметная на снимках зонда MRO.

Подробности

Опубликовано: 14.12.2014 13:15

Спутник Луны считают естественной целью космонавтики на ближайшие десятилетия. Об этом заявляли представители российского космического агентства, а Китай уже активно начинает подготовку к экспедиции на Луну. Давайте в это воскресенье обсудим типичные ошибки, которые совершают эксперты при составлении долгосрочной стратегии полетов на Луну.

1. Низкоорбитальная станция не нужна. Экспедиция на Луну – весьма затратное мероприятие, а ресурсы космической отрасли очень ограничены. Если распылять средства на несколько проектов, существует большая вероятность в конечном итоге остаться без Луны. Часто низкоорбитальную станцию называют промежуточным звеном на пути в дальний космос, но это не более чем красивое название. Практического смысла такая станция не имеет, и при полетах к Луне она никак задействована не будет.

2. Нельзя начинать освоение Луны с создания окололунной орбитальной станции (ЛОС). Считается, что перевалочный пункт на орбите земного спутника поможет удешевить грузопоток и сократить расходы на снабжение базы на поверхности Луны. Но в долгосрочной программе освоения Луны, подготовленной в России, начать строительство окололунной станции предполагается в 2028 году, а базы на поверхности – в 2040 годах. Таким образом, более 10 лет предполагается расходовать миллиарды долларов на строительство и содержание бесполезной станции: даже технологии поддержания жизни на орбите Луны неприменимы при проектировании базы.

ЛОС – действительно не бесполезная затея. Но целью ее строительства должно быть сокращение издержек на содержание крупной лунной базы. И только.

3. Ракета грузоподъемностью более 100 тонн не нужна. Как известно, НАСА занимается разработкой сверхтяжелой ракеты SLS, которая в перспективе сможет выводить на орбиту Земли до 130 тонн. Аналогичную ракету собирается создать к 2030 году и Китай. Роскосмос заявил о планах создания ракеты-носителя грузоподъемностью до 90-100 тонн к концу 2020-х («первый этап»), но к 2040 году ее грузоподъемность должна вырасти до 150-160 тонн («второй этап»). Тонкость заключается в том, что американцам 130-тонная ракета нужна для подготовки полета на Марс, а китайцы просто копируют идеи НАСА, как раньше копировали идеи советской космической отрасли.

Роскосмос заявляет, что 150-тонная ракета сможет отправить экспедицию на поверхность Луны в один пуск, тогда как одна 90-тонная ракета позволит совершать полеты только на орбиту Луны, а для высадки на поверхность потребуются два пуска. Это верно, но давайте рассмотрим два случая. Если цель полета на Луну – «флаговтык», т. е. демонстрация достижений национальной космической отрасли, то вряд ли имеет смысл тратить десятки миллиардов долларов на ракету, слетать которой предстоит 1-2 раза. Если же цель стратегии – постройка базы, обитаемой или посещаемой, на поверхности Луны, то необходимость запускать экспедиции к ней одним пуском ракеты также отсутствует. Все проекты лунных баз предполагают переход в долгосрочной перспективе к использованию местных ресурсов, в том числе топлива. Следовательно, по мере развития базы, отпадет необходимость возить топливо для старта с Луны, и носитель «второго этапа» станет лишним. На начальном же периоде строительства базы потребуется инфраструктура снабжения, включающая автоматические аппараты для доставки грузов на Луну, но без возможности возвращения на орбиту. Их же можно использовать для доставки топлива и дозаправки пилотируемых кораблей. Это даже упростит переход к использованию местных ресурсов в дальнейшем.

Многие СМИ на этой неделе писали о том, что планы Роскосмоса по освоению Луны потребуют 12,5 трлн рублей до 2050 года. Но в 2006-2015 годах российская космонавтика получает менее одного трлн рублей, за следующее десятилетие она в лучшем случае получит около двух. Шансы, что у космического агентства действительно появится более 10 трлн, практически отсутствуют. К счастью, при разумном планировании стоимость лунной базы можно сократить в десятки раз.

Подробности

Опубликовано: 12.12.2014 09:59

Европейский радиотелескоп-интерферометр ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array, Атакамский большой миллиметровый/субмиллиметровый массив) изучил звезду HL Тельца (HL Tauri) и газопылевой диск вокруг нее в рекордном качестве.

HL Тельца – молодая звезда, находящаяся в 450 световых годах от Солнца. На снимке ALMA диск вокруг нее разделен на ряд концентрических колец с промежутками между ними. «Эти детали почти наверняка являются результатом присутствия планетообразных тел, формирующихся в диске», – заявил Стюарт Кордер, заместитель директора обсерватории ALMA. Он добавил, что диск HL Тельца выглядит гораздо более развитым, чем ожидали ученые у молодой звезды. Считается, что вещество вокруг звезды структурируется на более поздних этапах развития.

Звезды рождаются в облаках газа и пыли, где концентрация вещества достаточно высока для действия гравитационных сил. Постепенно из этого вещества образуются плотные горячие ядра будущих звезд, в которых начинаются ядерные реакции с выделением энергии. Коконы из газа и пыли, остающиеся после образования новых звезд, постепенно преобразуются в протопланетные диски. Мелкие частицы в этих дисках активно движутся, сталкиваются и слипаются, образуя все более крупные комки вещества. В конце концов, появляются астероиды, кометы и планеты. Молодые планеты разрушают диск и образуют в нем кольца, промежутки и дыры, которые и удалось наблюдать астрономам при помощи обсерватории ALMA.

Отмечается, что снимок системы HL Тельца стал рекордно подробным благодаря тому, что радиообсерватория, все еще находящаяся в процессе строительства, впервые была использована в конфигурации, близкой к окончательной. На изображении различимы беспрецедентно мелкие детали и структуры протопланетного диска.

Подробности

Опубликовано: 11.12.2014 10:41

Сразу после образования наша планета была безжизненным и раскаленным местом. В таких температурных условиях вода не могла накапливаться – более того, она бы быстро испарялась в космос с поверхности нашей планеты. Ученые считают, что Земля получила свои водные ресурсы во время так называемой поздней «тяжелой бомбардировки» различными малыми телами Солнечной системы 3,6-3,8 млрд лет назад.

Примерно на 10 тысяч молекул обычной воды на Земле приходится три молекулы так называемой тяжелой воды, в которой атомы водорода замещены атомами дейтерия. Последние отличаются от обычного водорода наличием дополнительного нейтрона в ядре. Соотношение обычной и тяжелой воды на Земле и на других телах Солнечной системы использовалось учеными для того, чтобы определить родственные нашим океанам объекты.

Традиционно источником воды считались кометы – тела, состоящие преимущественно из водяного льда. В 1986 году европейский исследовательский аппарат «Джотто» не без помощи советских межпланетных станций «Вега-1» и «Вега-2» пролетел вблизи ядра кометы Галлея. Приборы на борту аппарата показали, что доля тяжелой воды на ней примерно в два раза больше, чем на Земле. Комета Галлея прилетела из облака Оорта – большого скопления ледяных тел на далеких окраинах Солнечной системы на расстоянии от 5 до 100 тысяч астрономических единиц от Солнца. После миссии «Джотто» надежды ученых были связаны с другим местом скопления ледяных тел – поясом Койпера, который находится гораздо ближе к нам (30-55 а. е.).

В 2011 году европейская космическая обсерватория «Гершель» успешно просканировала комету 103P/Хартли из пояса Койпера. Выяснилось, что соотношение водорода и дейтерия на ней практически совпадает с Земным. Но в 2014 году прибор ROSINA, установленный на опять же европейском аппарате «Розетта», установил, что доля дейтерия во льду кометы 67P Чурюмова-Герасименко в три раза выше, чем на Земле. Комета 67P также прилетела из пояса Койпера.

Теперь ученые предполагают, что источником воды на Земле были астероиды. Да, сейчас они практически сухие, но в прошлом ситуация могли быть иной. За прошедшие миллиарды лет существования астероиды потеряли воду в результате воздействия солнечного тепла и ветра. Предполагается, что пролить свет на эту проблему сможет изучение тел в астероидном поясе, содержащих водяной лед.

Разница между кометами 67P Чурюмова-Герасименко и 103P/Хартли означает, что тела в поясе Койпера отличаются друг от друга гораздо сильнее, чем считалось раньше. Вполне вероятно, что их водяной состав зависит от области формирования: кометы, образовавшиеся ближе к Солнцу, будут иметь меньше дейтерия. В ближайшем будущем комета 67P продолжит сближаться с Солнцем, а зонд «Розетта» продолжит работу на ее орбите. Ученые рассчитывают, что им удастся очень подробно изучить влияние нашей звезды на атомный состав кометного льда.