Новости космоса

"Представьте себе - наша Луна окружена оболочкой льда, толщина которого 800 километров. Это типичный массивный спутник типа Ганимеда, или Каллисто, или Титана. Лед грязный, через него идет электрический ток, поскольку все это движется в магнитном поле, в магнитосфере планеты-гиганта. И лед, в частности, неплохой проводник, если грязный еще - тем более. И происходит электролиз льда", - говорит Дробышевский.

По его словам, включения во льду имеют, как правило, электронную или дырочную проводимость, а лед имеет протонную проводимость.

"Протон подходит к границе включения, он вынужден брать электрон. Выделяется свободный водород. Происходит электролиз льда, причем объемный, не в виде пузырей выделяется газ, а в виде твердого раствора во льду содержится в этих оболочках. И когда такая концентрация водорода с кислородом во льду достигает 15-20% - это взрывчатка. Она способна детонировать", - поясняет ученый.

Дробышевский отметил, что один такой взрыв уже произошел относительно недавно, а именно взрыв ледяной оболочки спутника Сатурна - Титана, около 10 тысяч лет назад. Взрыв, в частности, привел к возникновению атмосферы Титана, ледяных колец Сатурна, появлению некоторых короткопериодических комет.

А так как из всех спутников внешних планет у спутника Юпитера Каллисто самая старая ледяная оболочка. Это означает, что она еще не взрывалась и может быть в высокой степени насыщена продуктами электролиза льда - водородом и кислородом. В случае их детонации последствия могут быть фатальными для жителей Земли, подытожил ученый.

"Апофис следует рассматривать как объект, на котором можно и одновременно необходимо начать отрабатывать элементы всего комплекса конструктивных активных мер противодействия, диктуемых проблемой астероидной опасности в целом", - отмечается в материалах, распространенных на проходящей в Москве международной конференции "100 лет Тунгусскому феномену: прошлое, настоящее, будущее".

С помощью целевой миссии ученые надеются уточнить орбиту астероида, оценить его физические и структурные характеристики, а также провести демонстрационные эксперименты по изменению орбиты астероида малым длительным энергетическим воздействием.

В НПО имени Лавочкина разрабатывают аппарат, продумывают его "начинку" - научную аппаратуру, а также рассматривают различные планы перелета.

Если миссия пройдет успешно, ученые всего мира смогут значительно повысить точность слежения за астероидом Апофис, надежнее прогнозировать исходящую от него реальную угрозу и оценить возможности увода этого небесного тела с поражающей траектории, убеждены в НПО.

Согласно банку данных эволюции орбит небесных тел, в ближайшие 120 лет Земле могут угрожать 6 астероидов, однако Апофис представляет наибольшую угрозу, так как он пролетит в опасной близости от нашей планеты.

В настоящее время принято считать потенциально опасным астероидом такой, для которого минимальное расстояние между его орбитой и орбитой Земли составляет менее 0,05 астрономических единиц (7,5 млн км), а диаметр - около 100 м

Толщина одного паруса составляет примерно 1/30 толщины человеческого волоса. Импульсы, которые будут улавливаться в результате "ударов" фотонов будут передаваться космическому кораблю, который в свою очередь сможет развивать скорость. Как полагают ученые, при помощи солнечных парусов корабли смогут развивать более высокую скорость, нежели в случае с химическим топливом, таким образом, перспектива межпланетных путешествий и изучение самых дальних планет Солнечной системы становится вполне реальной.

Для того, чтобы космический корабль получил достаточный импульс потребуется парус длиной от 80 до 160 метров, кроме того, размер паруса также зависит от массы корабля.

Прототип солнечного паруса, который планируется вывести на орбиту при помощи Falcon 1, получил название NanoSail-D (НаноПарус), так как имеет вес менее 4,5 кг, состоит всего из 4 сегментов и имеет площадь около 4,5 метров, не считая площади центрального хаба.

В перспективе NanoSail-D должен выступать в качестве паруса для наноспутников, создаваемых в Калифорнийском политехническом институте. Данные спутники будут работать на высоте от 330 до 685 км над землей.

В космическом центре НАСА им Маршалла сообщили, что после вывода на орбиту NanoSail-D должен будет проработать как минимум 14 дней.

Конечно, солнечным парусам еще предстоит пройти множество тестов, таких как тест на высокую температуру, тест на солнечную радиацию, на вибрацию и другие. Тем не менее, ученые полны оптимизма относительно концепции новых космических двигателей.

Отдельно стоит отметить, что подобные эксперименты проводят не только в НАСА. В августе 2004 года японские исследователи разместили 2 прототипа парусов в космосе, а в сентябре того же года на базе российской ракеты был осуществлен вывод на орбиту еще одного 30-метрового прототипа солнечных парусов, который провел в космосе около двух недель, после чего был сожжен при входе в земную атмосферу.

Любопытно, что SOHO был спроектирован и построен отнюдь не для кометного поиска. Его полное название Solar and Heliospheric Observatory – Обсерватория для наблюдения Солнца и гелиосферы. Он был запущен с мыса Канаверал 2 декабря 1995 года и с тех пор успешно работает на околосолнечной орбите, двигаясь в полутора миллионах километрах от Земли.



Почти двухтонная автоматическая станция несет на борту 12 приборов, которые собирают информацию о солнечном ветре, состоянии солнечной атмосферы и глубинных слоев Солнца и активности солнечной короны. Однако случилось так, что SOHO стал хотя и невольным, но сверхрезультативным помощником охотников за кометами, которые просматривают его снимки именно с этой целью. И этот поиск будет продолжаться до тех пор, пока SOHO сохранит работоспособность.

Космический зонд SOHO
_//sohowww.nascom.nasa.gov/hotshots/

Уже несколько раз астрономы без особой радости обнаруживали удаляющиеся от Земли астероиды, которые потенциально могли бы представлять угрозу для планеты, - и которые не были обнаружены заранее, несмотря на все усилия.
Теперь охоту на такие астероиды решено переместить в космос. Аппарат Near Earth Object Surveillance Satellite (NEOSSat) будет иметь довольно скромные габариты и вес всего 65 кг, а потому он относится к классу так называемых микроспутников. По своим габаритам Neossat напоминает объемный чемодан для вещей. Основным его компонентом станет телескоп с 15-сантиметровым зеркалом (у многих любительских телескопов зеркала имеют большие размеры), с помощью которого аппарат будет отслеживать потенциально опасные объекты.
В основном он будет ориентирован на отслеживание астероидов, находящихся на орбитах между Землёй и Солнцем; именно их труднее всего отслеживать с Земли, поскольку с точки зрения наземных наблюдателей такие объекты всегда располагаются близко к солнечному диску, так что увидеть их можно только сразу после захода Солнца или незадолго до восхода - свечение атмосферы затрудняет их наблюдение. NEOSSat сможет их увидеть без особого труда, поскольку будет находиться за пределами атмосферы планеты.
Программа NEOSSat (общей стоимостью около 10 миллионов долларов, что для подобного проекта очень немного) частично спонсируется Министерством национальной обороны Канады, у которого свой интерес в программе: с помощью NEOSSat, канадские военные намереваются обкатать технологию обнаружения другие спутников на орбите Земли.
Планируется, что спутник будет выведен на орбиту к 2010 году и будет работать в паре с орбитальным аппаратом NESS (Near Earth Space Surveillance).

По своей конструкции аппарат довольно похож на спутник MOST (Microvariability and Oscillation of STars), предназначенный для определения возраста галактик и звезд. В Университете Калгари, отвечающем за научное курирование миссии, рассказывают, что орбита Neossat будет расположена на высоте 700 км над землей, причем она будет полярной, то есть Neossat будет будет пролетать над планетой не с востока на запад, а с севера на юг. На один облет вокруг планеты спутнику потребуется 50 минут. Питание аппарата будет обеспечено за счет солнечных батарей.

Neossat
_www.neossat.ca/

Эта комета была обнаружена в далёком 1902 году и с тех пор появляется "на экранах радаров" каждые пять лет – например, в очередном возвращении она прошла перигелий 23 марта 2008 года.

Ещё в 1990 году Скотт Мессенджер (Scott Messenger) из космического центра Джонсона (Johnson Space Center) предложил новый метод сбора космических пылевых частиц, доставленных космическими объектами, в том числе и кометой Григга – Шьеллерупа.

Разработка соответствующей аппаратуры и её установка на сверхвысотный самолёт-лабораторию ER-2 заняли более 10 лет – первый материал из хвоста кометы был добыт только в 2003 году.


Для сбора пылевого вещества кометы 26P/Grigg-Skjellerup был использован стратосферный самолёт-разведчик Lockheed U-2, переоборудованный в научно-исследовательскую модификацию ER-2 (фото NASA).

Однако и этого оказалось недостаточно: полученные в ходе эксперимента частицы были крошечными – менее трёх десятитысячных долей сантиметра. Для их детального исследования пришлось строить новый трансмиссионный электронный микроскоп и разрабатывать ряд уникальных методик анализа – эти исследования заняли ещё пять лет.

В своём пресс-релизе NASA сообщает, что обнаруженный минерал химически представляет собой силицид марганца и назван браунлитом (Brownleeite) – в честь Дональда Браунли (Donald E. Brownlee), который первым начал проводить исследования межпланетного вещества.

По словам соавтора исследования Линдсей Келлер (Lindsay Keller) из центра Джонсона, обнаруженный материал достаточно необычный и был определённо сформирован вне Солнечной системы ещё до образования планет.

Источник резкого всплеска рентгена — объект 3C279, находящийся на расстоянии более 5 миллиардов световых лет от нас. Согласно данным учёных, этот объект представляет собой квазар (об этих объектах читайте в наших материалах: 1, 2, 3, 4).

В центре этого квазара, как и любого другого, находится активное галактическое ядро, представляющее собой сверхмассивную чёрную дыру. Она поглощает окружающее вещество, при этом испуская электромагнитное излучение в диапазоне от радиоволн до жёсткого рентгена.

Основная часть всех этих лучей, в принципе, может легко проходить через вещество Вселенной. Особенность рентгена в том, что он существенно ослабляется из-за его взаимодействия с фотонами реликтового фонового излучения.

Из теоретических оценок, существовавших до сих пор, следовало, что очень далёкие объекты, излучающие в рентгеновском диапазоне, из-за этого не могут быть зафиксированы. Но обнаружение вспышки квазара 3C279 заставило усомниться в этом, ведь он замечен на расстоянии, соизмеримым с половиной радиуса видимой части Вселенной, что прежде считалось невозможным.

Из открытия следует вывод о том, что Вселенная в целом гораздо более разреженная и более прозрачная, чем это считалось ранее, — по крайней мере для рентгена.

Подробнее об объекте и результатах его изучения читайте в статье, опубликованной в Science.

Космический зонд Кассини, находящийся в данным момент возле Сатурна, 30 июня завершил четырехлетний основной период работы во время которого ядерные реакторы аппарата гарантировано вырабатывали электроэнергию, необходимую для работы космического корабля. Однако в НАСА говорят, что пока аппарат "жив" специалисты бросать его не собираются и продолжат с ним работу.

"Это решение значимо не только с научной точки зрения, ведь оно означает, что человечество продолжит разгадывать секреты Сатурна. Продление полета является следствием успеха миссии", - говорит Джим Грин (Jim Green), руководитель научного отдела планетарных исследований НАСА в Вашингтоне. "Мы провели замечательную миссию, очень богатую событиями в плане научных открытий, которые мы сделали, – добавляет Боб Митчелл (Bob Mitchell), менеджер программы Кассини из лаборатории Реактивного движения НАСА в Пасадене, Калифорния, – Мы невероятно горды, что выполнили все задачи, которые мы намеревались решить в самом начале. Мы ответили на старые загадки и подняли довольно много новых вопросов, таким образом, наш полет продолжается".

Напомним, что миссия Кассини-Гюйгенс является совместным проектом НАСА, Итальянского и Европейского космических агентств. Запущены аппараты были 15 октября 1997 года с космодрома им Кеннеди, США, до выхода на рабочее расстояние аппараты преодолели почти 3,8 млрд км. Зонд Гюйгенс в 2005 году отделился от главного аппарата и выполнил успешный спуск в атмосфере спутника Сатурна - Титана.

К наиболее важным открытиям аппаратов можно отнести: обнаружение трех спутников Сатурна, после чего их количество возросло до 60, обнаружение водяных гейзеров на Энцеладе, детальное изучение крупнейшего спутника Сатурна Титана. Титан оказался похож на нашу планету с одной лишь разницей: роль воды на Титане выполняют жидкий метан и этан.

Всего за время работы Кассини сделал 140 тыс. снимков, совершил 43 облета вокруг Титана и 12 облетов вокруг других спутников.

С июня 2006 по октябрь 2007 года сенсоры обоих аппаратов обнаружили энергетически нейтральные атомы, исходящие из того же региона, где солнечный ветер выходит за пределы Солнечной системы. "Составление карты региона посредством нейтральных или незаряженных атомов, знаменует собой новый вид астрономии", - говорит процессор физики Университета Калифорнии Роберт Лин. "При помощи обычных телескопов невозможно получить карту данного региона гелиосферы", - отмечает он.

Гелиосфера представляет собой космический "пузырь", который создается солнечными ветрами. Гелиосфера простирается от Солнца, далеко за орбиту Плутона во все стороны. Однако если в области планет солнечные ветры обладают значительной энергией и движутся со скоростью более 400 км/сек, то за орбитой Плутона, скорость частиц ветра значительно снижается, так как они встречаются с газами в межзвездной среде. Как только скорость солнечного ветра падает ниже скорости звука в вакууме, частицы меняют направление. Этот дозвуковой регион именуется внешней границей Солнечной системы.

При помощи нового открытия у специалистов появляется возможность определить необходимые объемы энергии, которые замедляют скорость солнечного ветра.

Исследователи установили, что новая популяция ионов в гелиосфере содержит примерно 70% поглощенной энергии солнечного ветра. Также специалистам удалось установить, что зафиксированные аппаратами STEREO нейтральные атомы ранее были зараженными ионами, разогретыми на внутренней границе Солнечной системы, однако потерявшими свой заряд во время контакта с межзвездной средой.

По словам представителей НАСА, подобный обмен зарядом между горячими ионами и нейтральными атомами газов генерирует энергетически нейтральные атомы, которые ранее были зафиксированы возле Солнца и планет, в частности у Юпитера и Земли.

В конце 2008 года НАСА намерено запустить аппарат IBEX (Interstellar Boundary Explorer), который должен более детально и тщательно составить карту границ Солнечной системы.

Загадка, почему солнечная корона более горяча, чем фотосфера Солнца, с середины двадцатого столетия заставляла физиков Солнца напряженно трудиться, и в результате с помощью современных обсерваторий и продвинутых теоретических моделей, теперь мы имеем довольно хорошую идею о том, что вызывает этот процесс. Таким образом, проблема решена? Не совсем.


Корональные петли, наблюдаемые аппаратом NASA «Transition Region And Coronal Explorer» (TRACE).

Итак, почему физики солнца столь заинтересованы солнечной короной?

Измерения частиц короны говорят нам, что атмосфера Солнца фактически более горяча, чем поверхность Солнца. Традиционные взгляды сказали бы, что это неправильно; ведь иначе были бы нарушены все виды физических законов. Воздух вокруг лампочки не более горяч, чем непосредственно колба, высокая температура от объекта уменьшается с расстоянием. Если вы замерзли, вы же не уйдёте от огня, вы наоборот приблизитесь к нему!

Это не только академическое любопытство. Космическая погода рождается в более солнечной короне; понимание механизмов стоящих за её нагреванием имеет всесторонние значения для того, чтобы предсказывать вспышки на солнце. Рентгеновское и ультрафиолетовое излучение от солнечной короны затрагивают Землю и ее атмосферу. Такое затрагивание может даже заставить спутники сменить орбиту (атмосфера Земли, становясь при контакте более горячей, расширяется и становится и на высоте более плотной). Когда это происходит, спутники выталкиваются на другие орбиты. Точно предсказание этой "космической погоды" дает спутниковым операторам больше времени, чтобы ответить на или предотвратить проблемы, которые потенциально могут вызвать прерывания и отключения электричества.

Итак, проблема нагревания короны - интересная проблема, и солнечные физики идут по следу ответа на вопрос, почему корона настолько горяча. Магнитные петли короны являются центральным подозреваемым в этом явления; они испытывают быстрое нагревание до температуры от десятков тысяч (в хромосфере) до десятков миллионов градусов (в короне) на очень коротком расстоянии. Температурный градиент действует поперек тонкой области перехода, который изменяется по толщине, но не может быть больше нескольких сотен километров.

Эти яркие петли горячей солнечной плазмы можно легко увидеть. Однако сами механизмы, ответственные за нагрев петель, оказывается, трудно обнаружить. Особенно трудно понять динамику "промежуточной температуры" - петли короны с плазмой, нагретой приблизительно до одного миллиона Кельвинов. Мы становимся всё ближе к решению этой загадки, которая поможет космическим погодным предсказаниям, но мы должны ещё понять, почему теория не совпадает с наблюдением.

Некоторое время мнения физиков Солнца разделилось. Плазма петли кроны нагрета неустойчивым магнетизмом по всей длине петли короны? Или они нагреты некоторым другим устойчивым нагреванием происходящим чуть ниже в короне? Или верны оба варианта?



"В последние годы стало ясным, что нагревание короны является динамическим процессом, но несогласованности между наблюдениями и теоретическими моделями были главным источником головной боли. Мы теперь обнаружили два возможных решения этой дилеммы: либо энергия испускается импульсивно с правильным соотношением ускоренных частиц и прямого нагревания, либо энергия испускается постепенно очень близко к солнечной поверхности", – рассказывает Джеймс Климчук, астрофизик из лаборатории физики Солнца в центре космических полетов Годдарда в Гринбелте.

Кажется, что импульсивные взрывы энергии, названные нановспышками, дают ключ к пониманию этого процесса. Они были предсказаны теорией, для поддержания устойчивой температуры корональной петли - 1 миллион Кельвинов. Мы знаем, значение этой температуры, поскольку петли испускают излучение на экстремальных ультрафиолетовых длинах волн (EUV), и многие обсерватории были построены или запущены в космос с инструментами, чувствительными к этой длине волны. Например, инструмент для регистрации EUV: «Imaging Telescope» на борту «Solar and Heliospheric Observatory», аппарат Transition Region and Coronal Explorer (TRACE), и новый японский аппарат Ксинод. Большинство крупных открытий в области коронарной петли произошли после запуска TRACE в 1998 году. Нановспышки очень трудно наблюдать непосредственно, поскольку они происходят в масштабах, столь маленьких, что они не могут быть обнаружены современным инструментарием. Однако, мы близки, и существуют свидетельства, указывающие на эти энергичные события.

"Нановспышка может выпустить свою энергию по-разному, включая ускорение частиц, и как мы теперь понимаем, правильное соединение ускорения частиц с прямым нагревов является одним из путей объяснения наблюдений", – рассказывает Климчук. Другая возможность состоит в том, что испускание энергии происходит постепенно, но очень близко к поверхности солнца. В этом случае, феномен под названием «теплового неравновесия» заставляет петли проходить периодические припадки динамического поведения. Последние компьютерные моделирования предлагают, что эти солнечные истерики могут также объяснить наблюдаемые странности.

Медленно, но верно, теоретические модели и наблюдения объединяются, и кажется что, наконец, после 60 лет попыток, физики Солнца близки к пониманию нагревающихся механизмов короны. Однако существует вероятность, что в процессе нагревания участвуют и другие механизмы…

Немного цифр:

Нановспышки происходят на любой высоте корональных петлях. Хотя их можно назвать нано, по Земным стандартам, это огромные взрывы. Нановспышки испускают энергию 1024-1026 эргов (1017-1019 джоуля). Это - эквивалент приблизительно 1 600 - 160 000 атомных бомб сброшенных на Хиросиму (15 килотонн), таким образом, нет ничего нано в этих взрывах короны! Но по сравнению со стандартными рентгеновскими вспышками Солнца (6×1025 джоулей) (более чем 100 миллиардов атомных бомб), это действительно нано.