Подробности

Опубликовано: 25.11.2015 10:42

Вчера в европейском космическом центре во Французской Гвиане была завершена сборка головной части ракеты «Вега». На 7:15 мск 2 декабря запланирован запуск на орбиту экспериментального научного спутника LISA Pathfinder, цель которого – продемонстрировать работоспособность технологий, необходимых для поиска гравитационных волн методом лазерной интерферометрии в космосе.

Гравитационные волны – одно из последних предсказаний Общей теории относительности, которые пока не удалось подтвердить экспериментально. Упрощенно говоря, гравитационные волны представляют собой распространяющиеся с определенной скоростью флуктуации пространства, которые создаются массивными объектами. Косвенно в пользу существования этого явления 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.

Существуют различные наземные установки для поиска гравитационных волн, например детектор LIGO в США или VIRGO в Европе. В марте 2014 года американские ученые, работающие с детектором BICEP2 в Антарктиде, объявили, что обнаружили в реликтовом излучении Вселенной свет с B-модой поляризации, что указывает на существование гравитационных волн. Увы, год спустя открытие было подвергнуто сомнению.

Существует концепция первого космического детектора гравитационных волн – лазерного интерферометра eLISA (Evolved Laser Interferometer Space Antenna), состоящего из связанных в сеть трех космических аппаратов. Он сможет находить гравитационные волны, создаваемые сверхмассивными черными дырами, напрямую измеряя «длину» их рукавов. Чтобы исключить влияние негравитационных сил и солнечного ветра, научная аппаратура космических аппаратов будет «плавать» внутри контейнеров без жесткого закрепления на платформе. Для измерения расстояния между спутниками и их координат спутников потребуются сверхточные датчики. Кроме того, необходимо управлять ориентацией космических аппаратов с очень высокой точностью. Проект является назвать крайне сложным с технической точки зрения. Из-за этого – а также из-за недофинансирования – его реализация может состояться только в 2030-х годах.

Целью аппарата LISA Pathfinder станет не поиск гравитационных волн как таковых, а проверка некоторых технологий, необходимых для проекта eLISA. На нем планируется отработать последние технологии по минимизации влияния внешних сил на научные приборы. Эта система получила название DFACS – Drag-Free Attitude Control System (безинерционная система управления положением). С ее помощью аппарат будет поддерживать свое положение относительно двух золото-платиновых массовых имитаторов научных приборов, на которые не должны воздействовать никакие внешние силы. Аккуратная ориентация в пространстве будет обеспечиваться газовыми рулевыми двигателями, разработанными для телескопа Gaia.

LISA Pathfinder имеет массу 1910 кг. Дорога до рабочей орбиты вокруг Солнца в точке Лагранжа L1 и период предварительных проверок оборудования займут три месяца. На научные операции отведено полгода.

Подробности

Опубликовано: 24.11.2015 14:47

Американская компания Blue Origin опубликовала видео испытаний многоразовой суборбитальной системы New Shepard, которые состоялись вчера в Техасе. New Shepard состоит из одноступенчатой ракеты с кислородно-водородным двигателем BE-3 и герметичного командного отсека. Ракета подняла капсулу на высоту около 100,5 км, что немногим выше неофициальной границы космоса (100 км). На этой высоте произошло разделение отсеков. Капсула приземлилась на парашюте, а ракета успешно совершила вертикальную реактивную посадку на специально подготовленный полигон.

Подробнее о многоразовом пилотируемом проекте Blue Origin можно прочитать здесь

Видеозапись испытаний показана ниже.

Подробности

Опубликовано: 24.11.2015 11:12

На расстоянии, в три раза превышающем расстояние от Солнца до Плутона, астрономы обнаружили объект V774104 – потенциальную карликовую планету. Заметка об этом событии была опубликована в журнале Science. Новый объект был обнаружен на снимках 8-метрового телескопа японской обсерватории Субару на Гавайях. В ходе этого же обзора неба было обнаружено еще около десятка объектов на расстоянии от 80 до 90 а. е. от Солнца, На уточнение их орбит потребуется не менее года. Пока же можно сказать, что V774104 имеет диаметр от 500 до 1000 км, т. е. больше Цереры, но меньше Плутона. С нынешней грубой оценкой орбиты этого тела можно предполагать, что оно относится к необычной группе объектов, на орбиты которых в прошлом, вероятно, повлияла пролетавшая мимо звезда, странствующая планета или гипотетическая крупная планета, существующая или существовавшая на еще не изведанных окраинах Солнечной системы.

«Мы не можем объяснить орбиты этих объектов исходя из текущих представлений о Солнечной системе», – сказал Скотт Шепард, астроном из Научного института Карнеги в Вашингтоне (Округ Колумбия), представляя открытие на конференции Американского астрономического общества 10 ноября. Сейчас V774104 находится на расстоянии 15,4 млрд км от Солнча, что соответствует 103 астрономическим единицам.

Сравнительно недавно открытый класс небесных тел, перигелии орбит (минимальное расстояние до Солнца) которых лежат за пределами внешнего края пояса Койпера, называют седноидами. Влияние ни одной из известных планет Солнечной Системы не может объяснить образование таких орбит. Пока подтверждено существование лишь двух таких тел – Седны и 2012 VP113. Чем больше седноидов найдут астрономы, тем проще будет определить их происхождение. В частности, можно будет сказать, есть ли за орбитой Нептуна ещё одна неизвестная планета. Влияние ее гравитации может объяснить неоднородности в распределении орбит небесных тел и появление класса седноидов. Согласно другой гипотезе, седноиды представляют собой планетезимали первоначального околозвездного облака, из которого появилось Солнце с планетами.

Нет уверенности в том, что V774104 и другие обнаруженные с ним объекты являются седноидами. Транснептуновые карликовые планеты, перигелии которых находятся внутри пояса Койпера, относятся к более распространенной группе объектов. Их орбиты объясняются влиянием Нептуна. Со своей стороны, Седна и 2012 VP113 никогда не приближаются к Солнцу ближе чем на 50 а. е., а апогелии их орбит достигают 1000 а. е. Шепард называет их «объектам внутреннего облака Оорта», чтобы отличать от ледяных объектов пояса Койпера в 30-50 а. е. от Солнца. Облако Оорта – гипотетическая область на окраине Солнечной системы, заполненная редкими ледяными телами. Считается, что она является источником навещающих нас долгопериодических комет. Пока что нет прямых наблюдений, которые подтверждают существование этого облака.

Астроном-планетолог Майк Браун из Калифорнийского технологического института, не имеющий отношения к новому исследованию, говорит, что он очарован странными и удаленными объектами Солнечной системы. По его словам, они несут отпечаток прошлых событий, решить загадку которых нам еще только предстоит. Браун также отмечает, что, пока Шепард не уточнил орбиту V774104, делать выводы о важности его открытия рано. С другой стороны, он не без грусти признает, что открытая им в 2005 году карликовая планета Эрида с афелием (апогелием) 97 а. е. больше не может считаться самым удаленным объектом Солнечной системы.

Подробности

Опубликовано: 22.11.2015 12:36

Новый космический корабль «Орион» (Orion) разрабатывается в США по заказу НАСА с 2007 года. По первоначальным планам американского космического агентства, его предполагалось использовать для запуска астронавтов к Луне в рамках амбициозной программы «Созвездие» (Constellation). Программа была закрыта в 2010 году, но разработка пилотируемого корабля продолжилась. Теперь его цель – доставлять астронавтов в окололунное пространство, где будут собираться перелетные комплексы марсианских экспедиций в 2030-2040-х годах.

Полет за пределы земной орбиты означает, что возвращающемуся кораблю придется входить в атмосферу нашей планеты со второй космической скоростью – она составляет 11,2 км в секунду. Высокая скорость накладывает особые требования на характеристики теплового щита, который защищает спускаемый аппарат от перегрева при трении о воздух.

Первые испытания «Ориона», известные как EFT-1 (Exploration Flight Test 1), прошли 5 декабря 2014 года. Ракета-носитель Deltv IV Heavy подняла апогей орбиты спускаемого аппарата корабля до 5900 км, в атмосферу Земли он вошел на втором витке со скоростью 8,9 км в секунду. Испытания были признаны успешными, хоть и с некоторыми оговорками.

Согласно первоначальному плану, который был предложен компанией Lockheed Martin в 2006 году, для теплоизоляции «Ориона» предполагалось использовать сегментированное покрытие из материала PICA, который был изобретен в 1990-х годах Исследовательским центром НАСА им. Эймса. Сейчас усовершенствованная версия этого покрытия используется, например, на грузовых космических кораблях «Дракон» (Dragon) компании SpaceX и будет использована на пилотируемых кораблях этой компании. Как отмечал основатель SpaceX Илон Маск, его корабли при необходимости будут способны возвращаться на Землю из дальнего космоса.

В конце 2007 года компанией Boeing, которая выступала в качестве субподрядчика Lockheed Martin, был изготовлен прототип теплозащитного щита из PICA. Однако в апреле 2009 года для экономии массы спускаемого аппарата и снижения его стоимости было принято решение заменить PICA на AVCOAT – абляционный материал, созданный еще для лунных кораблей «Аполлон». Лобовой экран нового щита был сделан моноблочным, а не сегментированным.

Во время EFT-1 корпус спускаемого аппарата «Ориона» был покрыт именно таким теплозащитным покрытием. В 2018 году корабль должен будет облететь Луну и вернуться на Землю со скоростью почти 11 км в секунду (полет будет проходить без выхода на орбиту Луны). Специалисты, однако, отмечают, что максимальная температура нагрева в атмосфере при увеличении скорости с 8,9 до 11 км/с растет экспоненциально. Это не должно стать проблемой для AVCOAT, но конструкция теплозащитного щита к 2018 году все-таки изменится по сравнению со щитом того корабля, который отправился в космос год назад.

Во-первых, теплозащитный экран станет полностью сегментированным, он будет состоять из 180 блоков. Это необходимо для упрощения производства и сборки экрана. Подложка экрана, состоящая из титанового скелета с покрытием из углепластика, также будет модернизирована с целью облегчения.

Во-вторых, сверху щит будет покрыт теплоизоляционным материалом. Продолжительность полета корабля в миссии EM-1 (Exploration Mission 1) в 2018 году составит три недели, а во время последующих миссий в 2020-х годах корабль будет находиться в окололунном пространстве в течение месяцев. Теплоизоляционное покрытие необходимо, чтобы снижать тепловые потери космического аппарата в тени и препятствовать перегреву на Солнце. По своему строению теплоизоляционный слой будет похож на теплозащитный экран с дополнительным серебряным покрытием сверху. Благодаря металлическому покрытию «Орион» станет еще больше похож на лунные корабли 1960-х годов. Разработчики отмечают, что дополнительная защита создаст еще один барьер для радиации, с которой придется столкнуться астронавтам в открытом космосе, а особенно – при пролете через радиационные пояса Земли.

Первое фото: прототип лобового теплозащитного экрана для корабля «Орион», изготовленный компанией Boeing в 2007 году из материала PICA. Второе и третье фото: лобовой щит корабля «Орион» из материала AVCOAT, применявшийся во время тестового полета 5.12.2014. Четвертое фото: сборка сегментированного щита для корабля, который облетит Луну во время миссии EM-1 в 2018 году.

1. Прототип плиточного щита из PICA, 2007 г.

2. Монолитный щит из AVCOAT, 2013 г.

3. Монолитный щит из AVCOAT, 2014 г.

4. Плиточный щит из AVCOAT, 2015 г.

‹ ›

Подробности

Опубликовано: 20.11.2015 19:51

Согласно новым данным, тонкие, продольные следы на поверхности Фобоса свидетельствуют о ранних признаках того, что этот объект разваливается на части.

Фобос – маленькая луна, которая расположена к Марсу ближе, чем какой-либо другой спутник к своей планете. За каждые 100 лет она приближается к Марсу на 2 метра. По мере того, как спутник приближается, влияние гравитации Марса на него усиливается, и, согласно проведенным исследованиям, гравитация разрушит напоминающий картофелину спутник на части через 30-50 миллионов лет.

«Мы думаем, что Фобос уже начал разрушаться, и первые признаки этого распада – образование этих канав», – говорит Терри Харфорд, научный помощник из Центра космических полетов им. Годдарда в Мэриленде, автор данной работы.

Изначально исследователи подозревали, что «канавы» на Фобосе образовались в результате его столкновения с другим космическим объектом, которое чуть не разрушило спутник на части. Однако этой гипотезе противоречит тот факт, что «канавы» исходят не из самого кратера Стикни, образовавшегося при столкновении. Они концентрируются на другом, близлежащем участке поверхности. Есть и другая гипотеза, согласно которой вещество выбитое с Марса ударами крупных метеоритов, ударялось о поверхность Фобоса и прорывало в ней эти «канавы».

Тем не менее, новая модель, которую спроектировали Харфорд и его коллеги, показывает, что «канавы» на Фобосе больше напоминают следы «тонких, продольных повреждений». Такое предположение выдвигалось еще в 1970-1980-е годы.

Исследователи предполагают, что по мере того, как Марс и Фобос становятся ближе, сила гравитации образует напряжение внутри меньшего тела, которое и вызывает растрескивание. Эта теория появилась, когда космический аппарат «Викинг» впервые передал изображения Фобоса. Однако в те времена ученые считали, что Фобос является достаточно твердым телом, а потому постепенное разрушение спутника марсианской гравитацией представлялось маловероятным. Официальные представители НАСА сообщают, что, согласно последним исследованиям, Фобос покрыт мощным слоем рыхлой пыли толщиной около 100 метров.

Ученые также отметили, что некоторые «канавы» выглядят более свежими, чем другие, что хорошо объясняет теорию о «тонких, продольных повреждениях». Кроме того, ученые добавляют, что такой подход может оказаться применимым при анализе сценариев развития спутников Нептуна и Тритона. Они притягивается к своим планетам аналогичным образом. Многие экзопланеты, находящиеся на сверхнизких орбитах, тоже могут испытывать разрушительное гравитационное влияние своих звезд.

Результаты исследования были представлены 10 ноября на ежегодном съезде Американского астрономического общества в Нэшнл Харбор (штат Мэриленд).

Подробности

Опубликовано: 19.11.2015 11:04

Американские ученые провели съемку системы молодой звезды LkCa 15, на которой запечатлен газопылевой диск с формирующимися в нем планетами. Статья об этом исследовании была опубликована в журнале Nature 18 ноября. Данная съемка стала первым случаем, когда находящиеся в процессе формирования из газа и пыли планеты удалось сфотографировать напрямую.

Звезда LkCa 15 находится в 450 световых годах от нас. Она, как и Солнце, относится к типу желтых карликов, но возраст LkCa 15 составляет всего 2 млн лет (для сравнения, наша звезда появилась около 4,6 млрд лет назад). Вокруг LkCa 15, как это часто бывает у молодых звезд, находится диск из вращающегося горячего газа и пыли. Из этого вещества, как считают ученые, и образуются планеты.

В ходе предыдущих исследований в газопылевом диске около звезды LkCa 15 были отмечены пробелы. Считается, что такие следы создают планеты, которые «расчищают» пространство вокруг своих орбит. Более того, асимметрии и тепловые аномалии в газе свидетельствовали о влиянии планет на диск. В 2011 году по этим косвенным признакам ученые сделали вывод о существовании планеты LkCa 15b – газового гиганта, расположенного на расстоянии 16 астрономических единиц от звезды (в Солнечной системе он находился бы между орбитами Сатурна и Урана).

Сейчас ученые из Аризонского университета получили снимки системы LkCa 15, сделанные 8,4-метровым Большим бинокулярным телескопом (LBT, Large Binocular Telescope) с адаптивной оптикой. На фотографиях на предполагаемой орбите LkCa 15b были зафиксированы альфа-водородные фотоны, которые должны выделяться при падении сильно нагретого вещества на молодые планеты. Это стало подтверждением наличия планеты на этой орбите. Более того, в другом промежутке в газопылевом диске была обнаружена планета LkCa 15c. Ученые предполагают, что около этой звезды есть и третья планета – LkCa 15d.

Таким образом, гипотеза, связывающая строение газопылевых дисков в молодых звездных системах с наличием в них планет, получила веское подтверждение. В дальнейшем наблюдение за дисками более удаленных звезд, для которых провести прямую съемку не представляется возможным, позволит с большой вероятностью предполагать наличие около них планет.