Новости космоса

В частности, ученые установили, что если большая полуось орбиты Меркурия в ближайшие 140 миллионов лет изменится хотя бы на 0,38 миллиметра, то через 4 миллиарда лет воздействие Юпитера многократно увеличит это изменение и приведет к полной дестабилизации орбиты Меркурия. Это, в свою очередь, вызовет "сбои" в движении остальных планет земного типа. В результате Марс или Венера вполне могут врезаться в Землю.

В настоящее время орбиты планет достаточно стабильны, однако так было не всегда. Например, считается, что Луна появилась в результате столкновения Земли с крупным небесным телом размером с Марс. Кроме этого предполагается, что ось вращения Урана наклонена к плоскости орбиты столь сильно (он вращается почти на боку) из-за произошедшего в прошлом столкновения с каким-то космическим объектом.

В настоящее время астрономы занимаются поиском останков небесного тела, вероятно породившего Луну. Их предполагается искать в так называемых лагранжевых точках L4 и L5 системы Земля-Солнце. Для этого будут использоваться космические аппараты STEREO, которые в настоящее время приближаются к этим точкам.

Данный сбой является далеко не первым. Аналогичное событие произошло в феврале 2009 года. Специалисты космического агентства полагают, что причиной перезагрузок компьютера является воздействие космических лучей на электронику аппарата.

В декабре 2008 года Американское космическое агентство заявило о завершении миссии MRO. При этом специалисты планируют, что зонд проработает на орбите еще как минимум два года. За время миссии Mars Reconnaissance Orbiter собрал и передал на Землю данных о Красной планет больше, чем все предыдущие аппараты вместе взятые. В частности, с помощью инструментов орбитального зонда ученым удалось обнаружить залежи льда в средних широтах Марса.

Наблюдения осложнял тот факт, что звезда окружена облаком пыли. Именно поэтому исследователи следили за Бетельгейзе в инфракрасном диапазоне - подобное излучение лучше проникает сквозь пыль.

В результате ученым удалось установить, что с 1993 года видимый размер диска звезды уменьшился на 15 процентов. Объяснить подобное поведение астрономы пока не могут, но выдвигают несколько гипотез. Согласно одной из них, ученые видят периодические колебания диаметра звезды с длинным периодом. Это означает, что через некоторое время Бетельгейзе должна начать возвращаться к своему прежнему размеру.

Согласно другой гипотезе, изменение диаметра является просто видимостью, артефактом наблюдений. Дело в том, что звезды не являются сферически симметричными - крупные светила могут иметь достаточно неправильную форму. При вращении подобного объекта может создаваться впечатление, что его диаметр меняется со временем, однако в действительности он просто поворачивается другим боком. Наконец, третья, самая впечатляющая гипотеза утверждает, что звезда начинает гибнуть. Согласно современным представлениям в конце жизни красные гиганты взрываются в результате гравитационного коллапса с формированием черной дыры или нейтронной звезды.

По словам исследователей, выяснить, какая из гипотез верна, помогут дальнейшие наблюдения.

Метод микролинзирования основан на том факте, что, согласно теории относительности, массивные объекты способны отклонять движение светового луча. Таким образом, например, крупная звезда, проходящая между наблюдателем на Земле и далеким источником света, способна влиять на видимый блеск источника. Более того, если у звезды присутствует планета, то кривая зависимости блеска от времени имеет некоторые особенности.

Данные особенности, указывающие на наличие планеты, исследователям удалось обнаружить у кривой блеска события PA-99-N2, которое было зарегистрировано в 2004 году. Изначально явление было интерпретировано как результат "работы" двойной звездной системы. Новые расчеты показывают, что в данном случае линзу создавала звезда, вокруг которой вращается планета-гигант с массой около 6 юпитерианских.

Отметим, что недавно исследователям впервые удалось обнаружить планету вокруг звезды при помощи астрометрического метода. Этот метод основан на длительном наблюдении траектории движения звезды. Дело в том, что движение планеты оказывает влияние на траекторию звезды, заставляя последнюю колебаться.

Верхушка такой башни двигалась бы со скоростью 11 километров в секунду - такая скорость получила название второй космической. Именно с такой скоростью летят запущенные с Земли на другие планеты аппараты. А значит, их можно было бы запускать прямо с вершины башни.

Идея Циолковского при всей своей заманчивости была абсолютно нереализуема: даже сделанный из самой прочной стали лифт не смог бы выдержать собственный вес. Второе рождение космический лифт получил в 1960 году, теперь уже не в России, а в Советском Союзе. В интервью газете "Комсомольская правда" ленинградский инженер Юрий Арцутанов изложил новую концепцию "пуповины", связывающей Землю и небо.


Константин Эдуардович Циолковский. Фото с сайта nmspacemuseum.org

Арцутанов отказался от громоздких и тяжелых конструкций. По его замыслу, лифт должен был состоять из тонкой нити, один конец которой закреплен на поверхности нашей планеты, а к другому привязан противовес на орбите. В натянутом состоянии нить будет поддерживать центробежная сила: на высоте около 35 тысяч километров она компенсирует силу притяжения Земли, и противовес неподвижно зависнет над одной точкой. Благодаря этому же закону на орбитах удерживаются спутники.

Сборка нити будет осуществляться поэтапно. Сначала спутник, находящийся на геостационарной орбите, выпустит первую нить "тоньше человеческого волоса". Свободный конец нити нужно закрепить на "первом этаже" - на Земле. Чтобы превратить эту тоненькую затравку в полноценный трос, на нить необходимо выпустить специальных роботов-пауков. Двигаясь по нити, они будут навивать на нее дополнительные слои материала.

"Комсомольская правда" не является признанным научным изданием. Кроме того, газета выходит только на русском языке. Эти два обстоятельства не позволили идее Арцутанова получить широкую известность. Международное научное сообщество всерьез задумалось о лифте, ведущем в космос, в 1966 году, когда посвященная этому проекту статья вышла в журнале Science. Помимо обоснования нитевой конструкции лифта, авторы предложили возможные материалы, из которых можно эту нить "спрясть". В числе прочих упоминались графит, кварц и алмаз.

Далекая от науки, но интересующаяся научной фантастикой публика узнала о космическом лифте и об инженере Арцутанове в 1979 году, когда вышел роман британского ученого и писателя-фантаста Артура Кларка "Фонтаны рая". В предисловии к роману Кларк признавался, что и сам пытался рассчитать параметры лифта на почтовом конверте в 1964 году, но отбросил эту идею как бесперспективную. Позже писатель сокрушался, что у него под рукой не оказалось конверта побольше.

Не считая технических проблем по разработке троса и кабины, космический лифт придется защищать от гроз, спутников и космического мусора. Минимизировать воздействие атмосферных явлений должен помочь правильный выбор места закрепления троса. Наиболее благоприятным считается район экватора. Чтобы лифт мог уворачиваться от летающих по небу мелко- и крупногабаритных предметов, нижний конец троса планируется закрепить не на суше, а на подвижной океанической платформе.

Помимо ведущей в космос нити, и Кларк, и Арцутанов, и авторы статьи в Science раздумывали над собственно кабиной лифта. Для того чтобы поднять ее на высоту 35 тысяч километров над Землей, предлагалось, например, использовать энергию Солнца, лазеров, микроволновых лучей. Спуск кабины тоже является непростой задачей: если просто отпустить ее вниз, она сгорит от трения об атмосферу, не пройдя и половины пути.

Инженеры и ученые вяло предлагали различные варианты преодоления этих трудностей, но занимались этим, скорее, из академического интереса. До 1991 года у конструкторов лифта не было идей, из чего сделать основную деталь - трос. Без троса все остальные расчеты были просто упражнениями в прикладной математике.

Чтобы выдерживать нагрузки по регулярному подъему и спуску космических грузов, прочность троса должна лежать в пределах от 65 до 120 гигапаскалей. Этот параметр для большинства видов стали (которые, к тому же, очень тяжелые) не превосходит 5 гигапаскалей, для кевлара - 2,5-4 гигапаскалей, у кварцевого волокна чуть превосходит 20 гигапаскалей.

В 1991 году были изобретены нанотрубки - полые цилиндры, стенки которых выполнены из одного слоя атомов углерода. Быстро выяснилось, что нанотрубки могут применяться практически везде, в том числе и в космическом лифтостроении. Теоретически, трос, построенный из нанотрубок, может быть в 3-5 раз прочнее, чем требуется для надежной работы.

Поправки на реальность

С появлением технологий, обещающих воплотить мечту в реальность, разработка различных моделей космических лифтов активизировалось. Например, этим проектом уже несколько лет занимаются в Институте передовых концепций NASA (Institute for Advanced Concepts - NIAC). С 2005 года Американское космическое агентство поддерживает проведение соревнований "Космический лифт". Участники должны представить жюри проекты лифтов в миниатюре.

Стремление перевести космический лифт из разряда фантастических идей в практическое русло объясняется не только гигантоманией и мечтательностью конструкторов. Подобное сооружение, приспособленное для доставки грузов на орбиты (разной высоты) Земли, смогло бы заменить опасные и чрезвычайно дорогие запуски шаттлов и "одноразовых" космических кораблей. Космический лифт как средство полетов на небольшие расстояния также предпочтительнее с точки зрения сохранения окружающей среды. При его работе не выделяются токсичные продукты сгорания топлива и не остается отработанных запчастей.

Условия конкурса год от года становились все более суровыми. В 2006 году требовалось показать судьям конструкцию, состоящую из 60-метрового троса и кабинки, способной подниматься со скоростью не меньше одного метра в секунду. В соревнованиях 2007 года требования были еще жестче: длина троса должна была составлять 100 метров, а скорость кабины - не менее двух метров в секунду. В 2008 году дистанция возросла до 1 километра, а скорость - до пяти метров в секунду (для второго места было достаточно двух метров в секунду).

Призовой фонд соревнований постепенно увеличивался: ни один участник не мог выполнить необходимых требований. В 2009 году устроители конкурса решили поддержать энтузиазм участников и оставили прошлогоднее задание.

Некоторые ученые решили пойти другим путем и заменить ставшую уже традиционной конструкцию лифта на надувную башню. Башню планируется составлять из отдельных блоков, накачанных гелием. Пока авторы теоретически просчитали возможность создания 15-километровой башни и построили маленькую 7-метровую башенку. Высота подобных конструкций вряд ли сможет преодолеть порог в 200 километров, но для начала и это неплохо.

Мечтать не вредно

Несмотря на активную работу множества исследователей, пока космический лифт является проектом скорее фантастическим, чем научным. Протяженность самых длинных синтезированных на сегодняшний день нанотрубок не превышает нескольких десятков миллиметров. Кроме того, пока тросы, сделанные из нанотрубок, проигрывают в прочности тросам, изготовленным из других материалов. Тем не менее, ученые продолжают трудиться над созданием космического лифта. Попутно они изобретают новые материалы и невольно создают новые технологии. Так что даже если попытки дотянуться до неба и не увенчаются успехом, они принесут реальную пользу на Земле.

Компактные галактики являются одной из загадок современной астрономии. Дело в том, что исследователи находят достаточно много этих объектов на ранних этапах развития Вселенной. Однако на поздних этапах они отсутствуют. Что произошло с галактиками в ходе развития Вселенной, ученые пока не в состоянии объяснить. Однако у них имеется несколько гипотез.

Согласно одной из них, галактики стали сливаться друг с другом, становясь больше. Согласно другой, эти объекты сами раздулись в результате внутренних процессов. Однако обе данные гипотезы противоречат полученным в 2008 году результатам наблюдений, в которых было установлено, что компактные галактики существовали еще спустя 3,7 миллиарда лет после Большого Взрыва. Это означает, что на "распухание" этих объектов остается меньше времени, чем считалось до сих пор, и по расчетам его оказывается недостаточно.

Конкурс приурочен к 40-летию первой высадки человека на Луну. Напомним, что 20 июля 1969 года американский астронавт Нил Армстронг стал первым человеком, который ступил на поверхность естественного спутника Земли. При этом он произнес историческую фразу: "Это один маленький шаг для человека, но гигантский скачок для всего человечества".

В настоящее время пользователи уже добавили около 500 собственных вариантов высказывания. Среди них встречаются как достаточно серьезные (The Universe just got a bit smaller today - "Сегодня вселенная стала чуточку меньше"), так и шутливые (I wonder what kinda cheese it is - "Интересно, что это за сыр?").

Совсем недавно ученые установили, что во время высадки Нил Армстронг произнес свою фразу неправильно - он забыл употребить в одном месте артикль. По словам исследователей, это указывает на то, что знаменитое высказывание было спонтанным и не подготавливалось заранее.

Температура облака составляет примерно 18 градусов по Кельвину. В настоящее время никаких термоядерных процессов внутри скопления не происходит, однако ученые полагают, что, спустя всего 50 тысяч лет (совсем немного по астрономическим мерках) из этого облака сформируется массивная звезда или несколько звезд.

По словам исследователей, наблюдение за данной туманностью поможет прояснить многие детали рождения гигантских звезд с массой более 100 солнечных. Обычные звезды небольшой массы появляются в результате гравитационного коллапса газопылевого облака. Однако с их массивными собратьями все сложнее. Дело в том, что, когда внутри молодого облака запускаются термоядерные процессы, излучение молодой звезды препятствует дальнейшему падению материи на светило.

В 2008 году исследователям удалось доказать, что сложные гравитационные эффекты, которые возникают в окрестности молодых звезд способны создавать "лазейки", через которые пыль и газ попадают на звезду. Открытие было сделано при помощи компьютерного моделирования.

Аппарат был запущен 14 сентября 2007 года, 4 октября он был выведен на лунную орбиту. С его помощью специалисты изучали гравитационные свойства естественного спутника Земли, а также особенности его геологического развития.

В частности, используя "Кагуя" в паре с другим японским зондом "Окина", ученые выявили неравномерность гравитационного поля Луны. Как оказалось, плотность "темной" стороны спутника, которой он повернут в обратную от Земли сторону, превосходит плотность видимой стороны.

По мнению специалистов, возможная причина такой аномалии кроется в том, что "темная" сторона Луны долгое время была холоднее той, что повернута к Земле. Тем не менее, что вызвало такую разницу плотностей, ученые объяснить не могут.

Падение на Луну раньше уже становилось финальной стадией миссии других спутников. Так, в начале 2009 года в Луну врезался уже упомянутый зонд "Окина".

Вспышку, которая возникла в результате столкновения "Кагуя" с Луной, можно было наблюдать с Земли с использованием телескопа. В России ее можно было увидеть только с территории восточнее Уральских гор.

Такие спектры (спектры пропускания) обычно снимают в те моменты, когда планеты проходят на фоне своих звезд; в случае с Землей это, разумеется, невозможно, и авторы решили исследовать излучение, отраженное от поверхности Луны во время лунного затмения. Как выяснилось в ходе обработки, полученный спектр содержал явные «биологические» черты (признаки наличия озона, молекулярного кислорода, воды, диоксида углерода и метана), а также следы молекулярного азота и «отпечатки» ионосферы Земли.

«Теперь мы точно знаем, как выглядит спектр пропускания атмосферы планеты, на которой существует жизнь, — заключает ведущий автор исследования Энрик Палле (Enric Pallé) из Института астрофизики на Канарских островах. — А значит, и отыскать похожую экзопланету будет гораздо проще».

Полная версия отчета исследователей опубликована в журнале Nature.

Подготовлено по материалам EurekAlert!.

Запуск шаттла к МКС с мыса Канаверал состоится 13 июня в 7:17 по местному времени (15:17 по московскому). Состоящий из семи человек экипаж "Индевора" доставит и установит на станцию последний фрагмент японской научной лаборатории стоимостью около 1 миллиарда долларов. В ходе миссии запланированы пять выходов в космос, полет будет продолжаться 16 дней.

Как напоминает агентство Associated Press, когда семеро астронавтов "Индевора" окажутся на МКС, впервые на орбите соберутся одновременно 13 человек.

До конца 2010 года NASA планирует восемь запусков шаттлов, после чего миссия челноков будет завершена. В последующие пять лет американских астронавтов на МКС будут доставлять российские "Союзы", а в 2015 году начнется эксплуатация космического корабля нового поколения "Орион".

Не все звезды одинаково пригодны

Однако переносить условия Солнечной системы на другие звезды оказалось затруднительно. Далеко не все звезды похожи на Солнце: ученые уже нашли немало планет и вокруг светил, совершенно непохожих на него.

Например, вопрос о том, возможна ли жизнь на планетах, которые обращаются вокруг пульсаров или иных экзотических объектов, не стоит. Они практически не дают тепла и света, но зато создают мощный поток радиации. Но, например, красные карлики теоретически могли бы дать достаточно света и тепла для жизни. А так как их довольно много, то вопрос о потенциальной обитаемости подобных звездных систем является далеко не праздным.

На расстоянии в 150 млн километров (такова дистанция от Земли до Солнца) от красного карлика жить нельзя: слишком холодно. Если подобраться ближе, на три миллиона километров, то становится заметно теплее, но вот достаточно ли только тепла и света для жизни?

Радиация и приливы против парникового эффекта

Геологи в XX веке совершили переворот в науке, установив внутреннее устройство Земли. Ученые, которые пытались оценить пригодность для жизни других планет, решили использовать эти знания и обратили внимание на геологическую активность.

Исследователям известно, что поверхность планеты сложена из плит, каждая из которых несет на себе зачастую целый континент. Известно и то, что эти плиты медленно движутся. Известно даже то, что именно приводит континенты в движение: виной всему радиоактивный распад и приливы.

Радиоактивный распад, вопреки часто встречающемуся мнению, идет во многих горных породах. Гранит, например, содержит незначительные примеси урана и тория. На поверхности это не приводит к каким-либо последствиям, но внутри планеты, где отвод тепла затруднен тысячами километров горных пород, эти реакции приводят к разогреву.

Кроме того, под воздействием притяжения со стороны звезды и собственных спутников планета немного сжимается и растягивается, причем движение небесных тел вызывает смену растяжения сжатием и наоборот. Механическая энергия переходит в тепло, превращая твердые горные породы в жидкую магму.

Магма начинает двигаться внутри планеты (разогреваясь в глубине и поднимаясь вверх), и ее потоки сдвигают сравнительно тонкую кору. Эта сила магматических течений движет континенты, а недавнее исследование связало с ними и появление жизни.

По мнению ученых, связь такова: на плитах накапливаются осадочные породы, которые поглотили из атмосферы углекислый газ. На Земле из-за глубинных потоков магмы дно Тихого океана уходит под Южную Америку и погружается в мантию. Это движение уносит с собой избыток углекислого газа, а гравитация Луны и Солнца спасает планету от перегрева.

Где возможно движение плит?

Венера, которая достаточно близко к Солнцу, оказывается непригодна, в том числе и потому, что у нее нет спутников и движения плит. Ее недра активны, на поверхности происходят извержения вулканов, но выбрасываемый углекислый газ не уходит обратно в мантию. В итоге вся атмосфера Венеры практически полностью состоит из парникового газа, а на поверхности планеты установилась температура около 500 градусов.

Марс же слишком далеко удалился от Солнца. Это не просто привело к уменьшению потока тепла, но и не позволило недрам Марса разогреться за счет приливных сил. Если бы они нагрелись немногим больше, то вулканы планеты могли бы ожить, выбросить в атмосферу дополнительный углекислый газ и превратить холодный (средняя температура – минус 50 градусов) мир в пригодный для жизни аналог Земли.

На ряде спутников планет-гигантов приливные силы могут вовсе растопить внутренние слои их ледяной оболочки. Согласно данным, которые получили межпланетные аппараты, внутри этих спутников могут быть гигантские океаны глубиной до нескольких десятков километров. Вода, органические вещества и тепло – этого, теоретически, достаточно для жизни.

Работа исследователей, рассмотревших приливные силы, позволяет внести дополнительное требование к обитаемости планет. Потенциальная родина инопланетной жизни не просто находится на определенном расстоянии от звезды: она еще и расположена рядом с небесными телами, которые могут обеспечить приливы.

Напомним, из-за подобной проблемы, также обнаруженной во время заправки, в марте 2009 года был отложен старт "Дискавери". Тогда специалистам NASA потребовалось несколько дней на устранение неисправности.

Шаттл "Индевор" с семью членами экипажа должен доставить на МКС третий и последний модуль японской научной лаборатории "Кибо". Для завершения установки модуля астронавты совершат пять выходов в открытый космос; миссия шаттла будет продолжаться 16 дней.




Совсем недавно постоянный экипаж МКС увеличился с трех до шести человек. Канадский резидент станции Боб Тёрск пошутил на днях, что управляться с таким коллективом — все равно что пасти котов.

Население МКС будет составлять тринадцать человек в течение двух недель. Несмотря на тесноту, космические власти вынуждены пойти на это, так как сборку станции необходимо завершить к концу следующего года. Запланировано пять выходов в космос. Астронавты добавят заключительный сегмент к громадной японской лаборатории и выполнят рутинную работу по техническому обслуживанию МКС.

Сейчас орбитальный дом состоит из девяти жилых отсеков, двух санузлов, пары кухонь и двух микроспортзалов. К этому можно добавить санузел, кухню и тренажеры, имеющиеся на шаттле.

В число тринадцати войдут семь американцев, по паре русских и канадцев, один бельгиец и один японец. Возраст членов экипажа колеблется от 37 до 55 лет. Двенадцать мужчин, одна женщина. Пять военных. Четыре физика. Сын советского космонавта. Спецназовец, отличившийся в Афганистане. Мать почти шестилетнего мальчика, названного в честь одного из астронавтов, разбившихся на шаттле «Колумбия».

"Обычные" черные дыры образуются на конечной стадии эволюции массивных звезд. Когда термоядерные реакции "выжигают" все "горючее" звезды, сила газового давления не может больше противостоять гравитации и светило "схлопывается", возникает черная дыра. Ее гравитация столь высока, что оторваться от нее можно только превысив скорость света. Никакое излучение или объект не может выйти из черной дыры, преодолеть горизонт событий - сферу, где вторая космическая скорость становится равна световой.

Группа Штейнхойера создала такую же "ловушку" для звуковых волн в конденсате Бозе-Эйнштейна. Так называют состояние сверхохлажденного газа, в котором большое число атомов достигает минимальной энергии и квантовые эффекты начинают проявляться на макроуровне.

В этом экзотическом веществе ученые создали поток с нарастающей скоростью, а горизонтом событий в "звуковой" черной дыре стала граница, где эта скорость становилась сверхзвуковой.

Кроме того, ученые проанализировали аналог процесса "испарения" черных дыр - эффект, открытый британским физиком Стивеном Хокингом. В соответствии с ним, пары частица-античастица вблизи черной дыры могут разойтись у черной дыры так, что одна из них попадет за горизонт событий, а другая уйдет, унося энергию.

Похожие процессы в звуковой черной дыре происходят с фононами - квазичастицами, представляющими собой кванты колебательного движения.