Подробности

Опубликовано: 16.02.2015 12:52

Вот уже больше месяца космическая исследовательская станция Dawn («Рассвет») выполняет маневр сближения с карликовой планетой Церера, которая является крупнейшим телом в поясе астероидов. Цереру, масса которой в 25 раз меньше массы Луны, можно считать одним из интереснейших мест во внутренней Солнечной системе.

Пояс астероидов отделяет каменистые планеты земной группы от внешних планет, четырех газовых гигантов – Юпитера, Сатурна Урана и Нептуна. Он почти полностью состоит из крупных булыжников неправильной формы с линейными размерами до нескольких километров, но встречаются объекты в десятки и даже сотни км диаметром. Диаметр Цереры составляет более 900 км. Этого достаточно, чтобы гравитационные силы придали ей округлую – или, как совсем недавно выяснилось, относительно округлую – форму.

Поверхность Цереры, а ее площадь примерно равна Индии, может считаться достаточно теплой. Температура на ней может достигать -38 градусов Цельсия, однако в среднем составляет -106 градусов. День на карликовой планете длится 9 часов 4 минуты, а вот год в 4,6 раза больше земного, поскольку она находится в 2,77 раза дальше от Солнца.

Согласно нынешним представлениям геологов, недра Цереры холодные. В центре находится большое твердое ядро, а вокруг него – мантия мощностью около 100 км, состоящая из водяного льда. Предполагается, что верхняя кора сложена глинистыми и слюдяными силикатами, серпентинами и карбонатными породами: доломитом и сидеритом. На старых снимках телескопа Хаббл она имеет розоватый цвет. Внимание ученых давно привлекало светлее пятно в северном полушарии. Последние снимки зонда Dawn подтверждают гипотезу о том, что это свежий кратер, на дне которого выступает ледяная мантия. Более того, зонд обнаружил на Церере множество светлых пятен поменьше.

Предполагается, что следующий снимок Цереры от зонда Dawn будет опубликован 16-17 февраля. Он будет почти в два раза подробнее предыдущего, сделанного 12 дней назад. Уже сейчас, однако, можно сказать, что Церера значительно отличается от других изученных нами тел Солнечной системы. Ее форма является относительно округлой, однако планета имеет рекордно неровный по отношению к размерам рельеф, что делает ее похожей на астероид. В южном полушарии присутствуют четко выраженные ударные кратеры, но по всей планете встречаются формы рельефа без явно ударного происхождения. По всей видимости, это наложенные друг на друга и сглаженные временем кратеры.

В прошлом Цереру часто сравнивали со спутниками Сатурна, поверхность которых покрыта льдом. Энцелад, например, даже меньше Цереры, как и Мимас, однако они имеют ровную поверхность. Можно предположить, что разница вызвана двумя факторами. Во-первых, поверхность Цереры не ледяная. Она покрыта коркой из твердых пород, которая затрудняет проявление пластичных свойств льда и выравнивание поверхности после столкновений с астероидами. Во-вторых, и это может быть основной причиной, приливные силы, возникающие из-за взаимодействия с Сатурном, разогревают недра его спутников. Предполагается, что внутри Энцелада даже существует жидкий океан неглубокого залегания. Нагрев также приводит к выравниваю поверхности. Точнее понять, как формировалась внешняя часть Цереры, мы сможем уже в ближайшие недели благодаря новым рекордно подробным снимкам.

Следующий вопрос, на который должен ответить Dawn, касается цвета Цереры. Как уже упоминалось выше, на снимках телескопа Хаббл с увеличенной контрастностью она имела розоватые, серые и белые пятна. Это нетипично для преимущественно серых астероидов. К счастью, на зонде Dawn установлена камера с цветными фильтрами, которая может делать снимки в видимом диапазоне. Она начнет работу после выхода зонда на орбиту Цереры, т. е. в апреле 2015 года.

Подробности

Опубликовано: 13.02.2015 18:25

Почти все, что мы знаем о Титане, стало известно благодаря работе американской автоматической станции «Кассини» (Cassini). Плотная углеводородная атмосфера планеты плохо пропускает видимый свет, поэтому для изучения поверхности Титана используется установленный на «Кассини» радар. За 10 лет работы была картографирована почти половина поверхности спутника. Ученые нашли на нем песчаные дюны, возвышенности, реки и заполненные метановыми морями низины.

Недавно Антуан Лукас, аспирант Калифорнийского технологического института, предложил новую методику обработки шума на радиолокационных изображениях «Кассини». Она позволяет значительно увеличить четкость снимков. По словам Лукаса, шум на изображениях «Кассини» сильно мешал в его работе. Зная, что существуют математические модели обработки шума, он начал изучать публикации по математике, которые обычно не интересуют ученых, напрямую работающих с практическими данными. В конце концов он установил связь с командой ученых из Франции, которая работала над алгоритмом снижения зашумленности изображений. В результате их совместной работы и появилась методика, позднее успешно примененная на практике.

«Это великолепная техника, а Антуан проделал отличную работу». – говорит Рэнди Кирк из команды, работающей с радарными снимками «Кассини». – «Теперь мы можем надежно исключать со снимков объекты, которых там на самом деле нет». По словам Кирка, в первую очередь анализу будут подвергаться наиболее важные изображения, поскольку очистка снимков от шума требует большого объема вычислений.

Методика значительно расширит объем данных, которые можно получать из радиолокационных снимков. Повысится точность трехмерных карт рельефа, русла рек и береговые линии морей можно будет определять точнее. Анализ снимков дюн даст больше информации о дующих на планете ветрах. В результате ученые смогут намного больше сказать о процессах, формирующих поверхность Титана. Кроме того, Лукас полагает, распределение самого шума на снимках может содержать информацию о подповерхностном слое Титана.

Подробности

Опубликовано: 12.02.2015 08:03

Сегодня ночью ракета-носитель Falcon 9 компании SpaceX вывела в космос солнечную обсерваторию DSCOVR. Этот запуск первоначально планировался на январь, но был перенесен. Первая попытка 9 февраля не состоялась из-за отказа радара наземных служб, а 10 февраля пуску ракеты помешал сильный ветер в районе космодрома.

Теперь космическому аппарату DSCOVR предстоит проделать 100-дневный путь до точки Лагранжа L1 системы Земля-Солнце. Хотя этот аппарат достаточно любопытен сам по себе, гораздо больше внимания привлекла вторая попытка компании SpaceX осуществить посадку первой ступени ракеты на баржу. От нее пришлось отказаться с самого начала. Плавучая посадочная платформа способна поддерживать стабильное положение при волнении на море до 5 м, тогда как этой ночью из-за шторма высота волн достигала 8 м. Как сообщил в своем твиттере Илон Маск, первая ступень Falcon 9 опустилась в океан в 10 м от баржи. Основатель SpaceX заявляет, что ее положение в момент посадки было вертикальным. Убедиться в этом можно будет только после публикации видеозаписи с баржи. Третья по счету попытка вернуть ступень может состояться в апреле во время очередного запуска грузового корабля Dragon к МКС.

Существует очень распространенное мнение, что повторное использование ракет не окупится, а примером служат американские космические шаттлы, для которых стоимость запуска к концу эксплуатации достигала 700-800 млн долларов.

Проблема в том, что шаттл – не подходящий объект для аналогии. Это абсолютно уникальная система. В обычном случае большая ракета, состоящая из двух или трех ступеней, поднимает в космос маленький космический корабль массой на два порядка ее меньше. Шаттл же – это многоразовый космический корабль (или, формально, ракетно-космическая система). Т. е. мощный крылатый комплекс выводит в космос сам себя. И именно это делает его таким дорогим. Значительные средства при эксплуатации шаттлов уходили на регулярную проверку гигантских размеров теплозащиты и обслуживание водородных двигателей, установленных на орбитальных модулях (т. е. на тех самолетах, которые мы привыкли видеть). Идея с многоразовыми боковыми ускорителями шаттлов не окупилась по трем причинам. Во-первых, они получали повреждения при ударе о поверхность океана, несмотря на использование парашютов. Во-вторых, соленая вода разъедала конструкции. В-третьих, перезаправка твердым топливом является сложной и дорогой операцией.

Проект многоразовости от SpaceX устроен совсем иначе. Сейчас американцы хотят использовать повторно только первые ступени ракет, которые не набирают орбитальную скорость и могут обходиться без большой теплозащиты. Заправка жидким кислородом и керосином – дело нескольких часов, а реактивная посадка позволяет избежать повреждений от удара о землю.

Есть и обоснованные сомнения насчет проекта Илона Маска. Некоторые специалисты указывают на то, что керосиновые двигатели малопригодны для создания многоразовых ракет из-за образования в них сажи, которую придется вычищать, а гораздо перспективнее выглядят метановые двигатели. Это верно. Но у нас есть примеры испытательных аппаратов Grasshopper и Falcon-9R, которые в сумме пережили полтора десятка полетов – правда, на небольшую высоту. Кроме того, в 1980-х годах у советских инженеров существовала идея сделать многоразовыми боковые ускорители ракеты «Энергия», также использующие керосиновые двигатели. Стоит, однако, иметь в виду, намного дальше идеи проект не ушел.

У человечества нет опыта создания многоразовых космических ракет. Космос все еще остается достаточно сложным и с технической, и с экономической точек зрения, и теоретических знаний отдельного специалиста не достаточно для качественного прогноза. А значит, предсказания насчет экономического успеха проекта SpaceX являются не более чем спекуляциями. Окажется многоразовость выгодной или нет, покажет только практика.

Подробности

Опубликовано: 11.02.2015 16:44

Ракета-носитель «Вега», стартовавшая с космодрома Куру сегодня в 16:40:12 мск, вывела на суборбитальную траекторию испытательный многоразовый аппарат IXV. Программа испытаний предусматривает полет длительностью около 100 минут, который закончится мягкой посадкой в Тихом океане. На сейте Европейского космического агентства ведется прямая трансляция события.

Старт был отложен на 40 минут из-за проблем с наземным оборудованием на стартовом комплексе.

UPD. Аппарат совершил посадку в Тихом океане. По предварительным данным, испытания можно считать в целом успешными.

Подробности

Опубликовано: 10.02.2015 10:30

Проект IXV (Intermediate eXperimental Vehicle) разрабатывается с 2007 года для испытания технологий аэродинамического возвращения с орбиты на Землю. Основным разработчиком аппарата является итальянское подразделение Thales Alenia Space. Масса IXV составляет около 2 т, длина 5 м, ширина – 2,2 м. Программа испытаний предусматривает запуск IXV на легкой ракете «Вега» по суборбитальной траектории. Максимальная высота подъема испытательного аппарата составит 450 км, скорость вхождения в атмосферу – 7,5 км в секунду. Это лишь немного меньше первой космической скорости, которая необходима для выхода на орбиту Земли – 7,9 км в секунду. IXV спроектирован для возвращения в воды Тихого океана, а не на посадочную полосу.

По первоначальному плану, пуск ракеты «Вега» с IXV должен был состояться 18 ноября, однако за месяц до наступления этой даты он был перенесен на 2015 год. В качестве причины официально были названы опасения за безопасность полета на участке движения ракеты вблизи южноамериканского космодрома Куру.

9 февраля компания-оператор пусковых услуг и производитель ракет «Вега» Arianespace подтвердила, что все условия для пуска 11 февраля выполняются. Стартовое окно для пуска – с 16:00 до 17:43 мск, старт планируется на открывающей границе окна. За ходом испытания можно будет следить по видеотрансляции и в твиттере.

В будущем ЕКА предполагает использовать технологию IXV при создании многоразового автоматического космического аппарата для обслуживания орбитальной инфраструктуры и спутников нового поколения. Также его можно будет использовать для проведения научных опытов в условиях микрогравитации и для наблюдений Земли.

Схема миссии:

Подробности

Опубликовано: 09.02.2015 12:57

Спустя несколько сотен миллионов лет после Большого взрыва Вселенную пронзил свет первых галактик и звезд. Новые данные европейской космической обсерватории Планк, изучающей микроволновое реликтовое излучение, свидетельствуют о том, что звезды начали светить позже, чем считалось ранее.

«Хотя 100 миллионов лет кажутся незначительными по сравнению с возрастом Вселенной, который составляет почти 14 миллиардов лет, они могли существенно повлиять на процесс образования первых звезд», – говорится в заявлении Марко Берсанелли из Университета Милана, участника коллаборации телескопа Планк.

Ранняя Вселенная была заполнена слабопроницаемым газом из атомов водорода, который не пропускал излучение с большими длинами волн. Протоны солнечного ветра, источником которых были первые звезды, галактики и квазары, расчистили этот «туман». Согласно данным телескопа Хаббл, Вселенная стала полностью прозрачной через 900 млн лет после большого взрыва. Сложнее сказать, когда начался этот процесс.

Планк не позволяет найти отдельные звезды, образовавшиеся в то время, однако может найти период начала повторной ионизации космического пространства. Согласно ранним данным наблюдений телескопа Планк, ионизация Вселенной началась спустя 450 лет после Большого взрыва. Новый анализ уточненных данных свидетельствует о том, что это произошло на 100 млн лет позже. Именно ионизацию, т. е. наполнение пространства протонами, связывают с началом деятельности звезд и галактик. На ранних этапах развития Вселенной ее состав и динамика вещества менялись достаточно быстро. Если процесс образования звезд начался позже, чем считалось ранее, он происходил в других условиях, и это астрофизикам придется учесть в своих гипотезах.

«Как и любой физический процесс, реионизация шла на протяжении некоторого времени». – говорит Франуса Буше из Парижского института астрофизики. – «В дальнейшем мы намерены определить ее продолжительность. Это позволит точно сказать, когда 20% Вселенной было реионизировано, 30%, 50%, и когда процесс был полностью завершен. Это наша окончательная цель».