На каких планетах были космонавты: GISMETEO: Семь небесных тел, покоренных человеком — События

«Космонавты» вернулись из 520-дневного «полета на Марс»

• Павел Аксенов
• Би-би-си, Москва

3 ноября 2011

Обновлено 4 ноября 2011

Подпишитесь на нашу рассылку ”Контекст”: она поможет вам разобраться в событиях.

Автор фото, AFP

Подпись к фото,

У необычного эксперимента появилась масса поклонников и немало противников

В пятницу закончился 520-дневый эксперимент «Марс-500», в ходе которого шесть человек находились в замкнутом пространстве, имитируя длительную экспедицию на Марс.

Они проводили эксперименты по выращиванию растений в специальных установках, и даже, надев скафандры, выходили на «поверхность Марса», созданную в специальном павильоне.

Но главной работой для них было все-таки следить за состоянием собственного здоровья — как физического, так и психологического.

Ведь основной задачей эксперимента было изучение того, как влияет длительное пребывание в замкнутом пространстве на состояние человека.

Этот эксперимент вызвал немало упреков. Критики отмечают, что в ходе него не были созданы условия, хотя бы отдаленно имитирующие полет на Марс:на Земле невозможно создать невесомость, на экипаж не воздействовала радиация и магнитные поля, наконец, чисто психологически все шестеро «космонавтов» знали, что за стеной находятся люди и их могут в любой момент вывести из «корабля».

С другой стороны — и об этом говорят как скептики, так и сторонники этого проекта — он без сомнения стал предметом интереса и обычных людей, и специалистов, причем интерес первых для авторов эксперимента может быть даже более важен, чем внимание со стороны ученых.

Взаперти

520-суточный «полет» на Марс — последняя, и самая продолжительная часть эксперимента. До этого проводились еще два менее продолжительных этапа — 14-ти и 105-суточая «экспедиции».

Пропустить Подкаст и продолжить чтение.

Подкаст

Что это было?

Мы быстро, просто и понятно объясняем, что случилось, почему это важно и что будет дальше.

эпизоды

Конец истории Подкаст

Это были технические опыты — в ходе первого надо было выяснить, насколько подходят для такого эксперимента построенные декорации космического корабля и пригодны ли они для жизни. Во время второго тестировалась аппаратура для связи с экипажем, различные приборы и механизмы.

Список из 10 основных задач, изначально поставленных перед экспериментаторами, включал в себя, прежде всего, исследования того, как влияет на здоровье космонавтов длительное пребывание в замкнутом пространстве во время полета к другой планете.

Исследовалось не только физическое самочувствие, но и психологическое, а также тестировалась различная аппаратура, предназначенная для контроля состояния экипажа.

Разумеется, в ходе эксперимента «Марс-500» было невозможно полностью воссоздать и физические условия полета, и психологические, но даже простая 500-дневная изоляция, как показал эксперимент, дело с психологической точки зрения совсем непростое.

«Самых элементарных вещей не хватает — голубого неба, не знаю, танцев по вечерам — я это всегда любил. Семьи рядом нет, а я по ней очень скучаю», — рассказывал после года пребывания взаперти итальянец Диего Урбина.

Специалисты из разных стран, которые наблюдали за экспериментом, рассказывают, что участники переживали непростые ситуации, но всегда старались поддерживать друг друга.

«То, чего мы никак не могли предугадать — это как они будут справляться с ежедневной рутинной работой. Но они подходили к этому довольно изобретательно — на Хэлоуин, например, они придумали костюмы из какого-то научного оборудования, на Рождество построили небольшой вертеп, а китайский Новый год отметили национальными песнями. И это помогало им справляться с монотонным трудом», — рассказывает один из менеджеров проекта Дженифер Нго-Ан.

Подобие полета

Автор фото, AFP ESA

Подпись к фото,

Перед окончанием эксперимента в отсеке включили голубые огни, чтобы глаза участников привыкли к дневному свету

Этот эксперимент критиковали и раньше, причем среди критиков были не только «наземные» специалисты и ученые, но даже космонавты, например, Валентин Лебедев.

Как рассказал в интервью Би-би-си эксперт в области космоса Вадим Лукашевич, с точки зрения поставленных научных задач эксперимент бессмысленен.

«Не были созданы все условия космического полета. Нет невесомости, и на Земле ее создать невозможно. Если мы говорим о полете на Марс, а не просто о полутора годах в космосе, то возникает радиационная опасность, потому что полет протекает вне радиационного пояса Земли, который защищает космонавтов на МКС. Наконец, третий фактор. Если мы говорим о полете на Марс, то мы должны предусматривать замкнутую систему жизнеобеспечения — по воде, по питанию, по кислороду», — сказал Лукашевич.

Надо сказать, что некоторые элементы замкнутой системы жизнеобеспечения все-таки были задействованы, например, установка по выращиванию в условиях невесомости свежей зелени. Ее автор — Марк Беляковский из Института медико-биологических проблем РАН — был заместителем начальника эксперимента «Марс-500».

В интервью Би-би-си он рассказал, что ценность эксперимента от таких приблизительных условий не становится меньше, поскольку этот опыт является лишь проверкой некоторых сторон экспедиции на Марс. Он перечислил те области, в которых проводились исследования.

«Очень серьезными были исследования в области психофизиологии, психиатрии, сердечно-сосудистой физиологии, вопросы санитарно-гигиенические, организационные, связанные с логистикой, разработкой питания, расчета необходимых материалов, оборудования», — сказал ученый.

Эксперимент «Марс-500» проводился под эгидой Института медико-биологических проблем РАН, однако к нему присоединились также Европейское и Китайское космические агентства, которые прислали своих представителей. Вместе с ними работали специалисты из Южной Кореи, США, Малайзии и других стран.

По словам Марка Беляковского, тот факт, что этот, изначально исключительно российский, эксперимент стал международным, сам по себе создал такие организационные трудности, преодоление которых также дало существенный опыт.

Возвращение космической гонки

В любом случае, несомненным достоинством этого эксперимента, с этим согласны его авторы, участники и сторонники, а также критики, является тот факт, что он привлек к себе внимание многих людей в самых разных странах.

Ценность общественного интереса в деле освоения космоса не оспаривает практически никто. «Эксперимент привлек внимание к пилотируемой космонавтике, к будущему», — сказал Марк Беляковский.

Вадим Лукашевич вспомнил о временах советско-американской «большой космической гонки», когда амбиции двух стран привели к бурному развитию космических исследований. Теперь, считает он, такая цель, как Марс, может вернуть устремление в космос тех лет.

«Американцы догоняли Гагарина, мы догоняли Армстронга. Была какая-то состязательность. Тогда американцы сказали: «летим на Луну», и мы начали думать, что это хорошо, а потом они сказали «на Марс». Сейчас мы думаем об Америке, подозреваем, что они больше нас чего-то могут… А они думают о нас», — сказал эксперт.

Между тем, не одна Россия проводит наземные эксперименты по подготовке экспедиции на Марс. Такую цель перед собой поставили, как минимум, американская NASA и европейская ESA. И, хотя конкретных планов таких полетов пока никто не составляет, первые наземные эксперименты уже проходят.

Одновременно с российским «Марс-500» в провинции Рио-Тинто на юге Испании в местности, необычная геология и химический состав пород которой делает ее похожей на Марс, уже проходят испытания скафандров и различных марсоходов.

Высадка на саму планету — дело отдаленного будущего. Пока что многие страны решают более простые задачи. Только в следующем году к Марсу должны отправиться два аппарата — российский «Фобос-Грунт» и американский Mars Science Laboratory.

Европе продвигаться в таких исследованиях пока что мешает финансовый кризис. Однако решить эту проблему европейцы намерены с помощью Роскосмоса: они уже направили официальное приглашение к сотрудничеству российскому ведомству.

Впрочем, как считает Марк Беляковский, пилотируемая миссия на Марс, которая рано или поздно все равно состоится, в любом случае будет международной — в одиночку прийти к финишу в марсианской гонке невозможно.

Победа Маска, история Красной планеты и отряд космонавтов для Луны. Что произошло в космосе в 2018 году

© esa.int. Орбитальный модуль Trace Gas Orbiter

05 Янв 2019, 13:50

Темная сторона Луны, печать тканей в невесомости и электромобиль Илона Маска на орбите — Тайга.

инфо подводит «космические» итоги 2018 года.

Первый старт ракеты Falcon Heavy

6 февраля произошло одно из самых ожидаемых событий 2018 года в космонавтике — первый пуск ракеты-носителя Falcon Heavy, самого грузоподъемного, мощного и тяжелого носителя из эксплуатируемых в настоящее время. Falcon Heavy — ракета частной компании (но поддерживаемой государством) SpaceX — одна из крупнейших в истории мировой космонавтики ракет-носителей наряду с Saturn V и системой SpaceShuttle, а также советскими Н-1 и «Энергия». В качестве полезного груза на гелиоцентрическую орбиту был выведен красный электромобиль Илона Маска — Tesla Roadster.

Межпланетные исследования

21 апреля на орбите Марса приступил к научной работе орбитальный модуль Trace Gas Orbiter (TGO) европейско-российского проекта ExoMars 2016. Цель изысканий — поиск следов метана и окиси углерода, так называемых маркеров геологической и биологической активности.

Половина научных приборов TGO — ACS и FREND — созданы в Институте космических исследований РАН. Нейтронный детектор FREND регистрирует и картографирует потоки нейтронов, исходящие с поверхности Марса, а состоящий из трех инфракрасных спектрометров и блока управления ACS анализирует атмосферу планеты и оценивает распределение веществ в атмосфере по высоте.

18 апреля NASA запустила новейшую космическую обсерваторию TESS для поиска экзопланет транзитным методом. 25 июля TESS приступила к работе.

140766 зачем нужны спутниковые фотографии

5 мая в направлении Марса был запущен посадочный зонд InSight для изучения внутреннего строения планеты и тепловых свойств ее коры. Оборудованный сейсмометром InSight должен дать ответы на ключевые вопросы, связанные с внутренней структурой Марса и историей формирования Красной планеты и других планет земной группы и схожих с ними экзопланет.

12 августа стартовал Солнечный зонд имени Паркера (Parker Solar Probe), который впервые в истории достигнет ближайших окрестностей Солнца и погрузится в солнечную корону — внешнюю часть атмосферы звезды. Исследования позволят ответить на фундаментальные вопросы солнечной физики: почему температура короны в сотни раз выше, чем на поверхности Солнца, и каков механизм ускорения солнечного ветра, достигающего гелиопаузы — границы околосолнечного и межзвездного пространства.

27 июня японский межпланетный зонд «Хаябуса-2» достиг Рюгу — астероида класса С. 21 сентября от «Хаябусы-2» отделились два поверхностных зонда Rover-1A и Rover-1B и десантировались на поверхность Рюгу, совершив первую в истории успешную посадку на астероид. Посадка самой «Хаябусы-2» на углеродистый астероид Рюгу намечена на начало 2019 года, а в конце 2020 года межпланетный зонд доставит астероидное вещество на Землю.

19 октября к Меркурию был запущен межпланетный комплекс BepiColombo, который будет исследовать внутреннее строение первой планеты от Солнца, ее магнитосферу и изучать процессы на поверхности самой маленькой планеты земной группы.

Из Солнечной системы в межзвездное пространство

10 декабря NASA сообщила, что аппарат для исследования дальних планет Солнечной системы Voyager-2 преодолел гелиопаузу и вошел в межзвездное пространство.

Запущенный в 1977 году Voyager-2 стал вторым в истории рукотворным объектом, который пересек почти всю Солнечную систему и вышел за ее пределы (зонд-близнец Voyager-1 покинул нашу систему в 2013 году).

Сейчас Voyager-2 удален от Земли на примерно 18 млрд км. Ученые все еще держат связь с ним, однако для получения ответа от межзвездного путешественника нужно ждать более 16 часов.

«Темная» сторона Луны

7 декабря китайцы запустили автоматическую станцию «Чанъэ-4». В начале января 2019 года она впервые в истории совершила мягкую посадку на обратную сторону спутника и начала изучать не видимую с Земли часть Луны напрямую с поверхности. Кроме того, станция должна также взять образцы грунта, которые доставит на Землю.

Итоги набора в российский отряд космонавтов

10 августа были обнародованы итоги второго открытого набора (2017–2018 годов) в отряд космонавтов Роскосмоса. Утверждено восемь кандидатов в космонавты. Ими стали три военных летчика, один пилот гражданской авиации и четверо инженеров. Кроме подготовки для полета на МКС счастливчики изучат новый проектируемый российский корабль «Федерация» и, возможно, первыми из россиян полетят к Луне.

144004

Печать живых тканей в космосе

В начале декабря Россия первой в мире провела эксперимент по печати живых тканей в условиях невесомости. Сделал это на МКС космонавт Олег Кононенко, напечатав на МКС с помощью магнитного 3D-биопринтера хрящевую ткань человека и ткань щитовидной железы мыши. Напечатанные образцы были доставлены специалистам на спускаемом аппарате «Союза МС-09», приземлившегося в Казахстане 20 декабря.

Юбилейные даты мировой и советской космонавтики

Не забудем и про две крупные даты, которые Россия и мир отметили в 2018 году.

20 ноября прошло ровно 20 лет со дня запуска в космос первого модуля МКС — функционально-грузового блока «Заря», первого «кирпичика», с которого началось строительство международной станции.

А 30 лет назад — 15 ноября 1988 года — совершил свой первый и последний беспилотный полет советский многоразовый корабль «Буран». Корабль дважды обогнул Землю и осуществил первую в истории автоматическую посадку крылатого космического аппарата на посадочный комплекс Байконура.

Евгений Рыжков, специально для Тайги.инфо

Новости из рубрики:

Новости СМИ2

Расплата за романтику. Об изнанке профессии космонавта

01.08.2022 | 10:30

Shutterstock

Возможность жизни на других планетах уже не кажется чем-то нереальным. Но в других условиях и человек станет другим. Что ждет тех, кто решится покорять космос и что с ними происходит прямо сейчас? 

В космонавты отбирают самых крепких, здоровых, выносливых и психически уравновешенных людей. Но даже они, ступая на Землю после месяцев орбитальной жизни, испытывают ощущения, будто были прикованы к постели. 

— Отекает слизистая носа, становиться трудно дышать.

— Кожа отшелушивается, ходишь и чувствуешь ногами любые ворсинки на ковре, это больно и неприятно.

— Такое ощущение, что тебе повесили гири на ноги, дали гантели в руки, и ты каждое движение прям чувствуешь, преодолеваешь этот вес.

Так описывают космонавты свое состояние после пребывания в невесомости. 

Фантаст Александр Беляев еще в первой половине XX века предвосхитил будущее, поразительно точно описав в повести «Звезда КЭЦ» одну из самых серьезных проблем пребывания космонавтов на борту МКС — потерю кальция и атрофию мышц. 

В невесомости не нужны сильные мышцы и сильное сердце, не нужен крепкий скелет, вестибулярный аппарат тоже не особенно нужен. И, естественно, все, что у нас в организме не используется, подвергается атрофии, сначала оно просто не используется, потом начинает терять свои функции. Дальше все зависит только от длительности воздействия,— заведующая отделом сенсомоторной физиологии и профилактики ИМБП Елена Томиловская.

А ведь уже через каких-то 20 лет, с развитием индустрии космических путешествий в топе новой эры освоения неизведанных пространств, будут космо-специальности — космобиолог и космогеолог, менеджер космотуризма и космодиспетчер, проектировщик жизненного цикла космических сооружений. Представителям этих профессий придется годами жить в условиях невесомости на борту орбитальных космических аппаратов. 

Это не болезнь, но суровая адаптация

Специалисты Института медико–биологических проблем Российской академии наук изменения, происходящие с организмом человека в невесомости болезнью не называют, считая адаптацией к новым условиям. И продолжают исследования всех систем организма космонавтов, участвующих так или иначе в этой адаптации. 

Тем не менее. Что происходит с космонавтами во время и после пребывания в космосе? 

Остеопороз и растягивание позвоночника

За полгода космонавт может потерять до 7 % кальция, поэтому плотность кальция в костях им измеряют после каждого полета.  

Насчет того, чтобы кости стали совсем жидкими, я сомневаюсь, но то, что они ослабнут — совершенно точно, — специалист ИМБП Елена Томиловская.

В невесомости и тело космонавта, и все предметы, с которыми он взаимодействует, лишены веса. Это приводит к мышечной атрофии. В том числе, слабеют мышцы, обеспечивающие плотное прилегание позвонков друг к другу. 

А это — сразу две проблемы. Во-первых, позвоночник растягивается. Известны случаи, когда рост увеличивался до 6-7 см. Космонавты могут не поместиться в кресло спасательной капсулы, сконструированное до полета индивидуально под них.  Во-вторых, после возвращения земная гравитация буквально расплющивает позвоночник, повышая риск возникновения грыж. 

— После полета ни в коем случае нельзя бегать, эту ошибку я сделал после первого полета. Пробежал немного и на следующий день коленки были как тыквы, — космонавт Михаил Корниенко.

Чтобы избежать мышечной атрофии, на борту МКС приходится нагружать мышцы искусственно, надевая специальный костюм «Пингвин», создающий физические нагрузки на мышечную систему.  

Потеря кратковременной памяти

Длительное пребывание в невесомости влияет на вестибулярный аппарат, кровоснабжение и головной мозг. Многие космонавты отмечают кратковременную потерю памяти. 

— Даже не то, что не помнишь, что тебе говорили, а ты не помнишь, что вообще был факт разговора! Некоторые изменения в коре головного мозга напоминают болезнь Альцгеймера. Отлично помнишь детство, обучение, кто что делал, но теряется оперативная, короткая память,— космонавт Олег Котов.

Поэтому все важные дела на день принято записывать.  

Ухудшение зрения

Продолжительное нахождение в космосе воздействует и на глаза. Впервые проблемы со зрением обнаружили у американского астронавта НАСА Джона Филлипса, который в 2005 году провел на борту МКС шесть месяцев. На ухудшение зрения жаловался и астронавт Скотт Келли, который провел на МКС год.

Нейроокулярный синдром включает в себя несколько симптомов: отек зрительного нерва и сетчатки,  изменение формы глаза, уплощение его, изменения в рефракции, — Ольга Манько, руководитель лаборатории физиологии и психофизиологии зрительной системы ИМБП.

По одной из гипотез, нейроокулярный синдром развивается из-за разницы между глазным давлением, которое в условиях невесомости понижается, и внутричерепным, которое, наоборот, увеличивается — из-за притока крови к голове. Сейчас эту проблему исследуют в ИМБП.

Ну хорошо, с физиологией понятно. А что с моральным духом? 

До Земли далеко 

За стеклом иллюминатора — черная бездна с точками звезд. Никаких привычных глазу земных пейзажей и движений. И так вчера, сегодня, завтра. Замкнутое пространство, разлука с близкими, физические нагрузки и огромная ответственность — как возможно выдержать все эти реалии и сохранить моральных дух и здоровую психику? 

— Я никогда не задумывался о том, что изоляция — мощнейший фактор, который воздействует на людей. А ведь даже самый приятный человек в какие-то моменты начинает тебя бесить. Ты не  можешь выбрать экипаж. Никуда не сходить, кота не потискать! Семьи рядом, друзей, — не будет! Работа без выходных! — космонавт Сергей Рязанский.

Конечно, перед каждым полетом космонавтов специально обучают абстрагироваться от эмоций. 

Существует правило трех «О». Описание. Объяснение. Оценка. Сначала надо разобраться, описать поведение человека в конфликтной ситуации. Потом объяснить его, почему он так делает? Может быть, его мама с папой с пеленок так воспитали, и по-другому у них не умеют. И третье — оценка. И это правило трех «О» наизусь заучивает каждый космонавт.

Основная идея — любые конфликтные ситуации должны решаться только в пользу корабля и полетного задания, ради которого прилетел экипаж. 

Выдержать помогает и частичка дома. У каждого космонавта есть свое личное пространство, индивидуальная каюта, где можно закрыть глаза и представить родную улицу, квартиру, близких. У многих с собой фотографии родных. Это помогает поддерживать связь с домом.  

Сейчас ученые находятся в процессе создания контента виртуальной реальности, с помощью которых можно будет, например, погулять по любимому саду.

— Я психологов попросил прислать звуки природы, где птички, петух поет, гроза. Достаточно громко это играло в модуле — гром гремит, дождь льется, вот реальная гроза! — Скотт* прилетает, у него глаза по пять копеек: «Ты где это взял?! Дай!» Так мы остаток экспедиции летали под грозу. Очень хорошая отдушина такая, — космонавт Михаил Корниенко.

Но самой большой психологической разгрузкой покорители космоса считают разговоры с близкими. Сейчас звонки с МКС на Землю вполне доступны. А вот в межпланетном полете, на значительном удалении, возможности поговорить с родными в режиме реального времени не будет. К примеру, задержка при полете к Марсу может достигать 20-ти минут в один конец. То есть, чтобы получить ответное «привет», придется ждать 40 минут.

Новый облик человека

Раз это адаптация, значит, нас ждут и другие изменения?

И если в условиях невесомости главное — руки, значит, ноги постепенно атрофируются? Память станет слабее, глазные яблоки уплощенными, зрение ухудшится? Человек перейдет на внутривенное питание, а значит, атрофируются жевательные мышцы и зубы… 

Неужели это и есть наше будущее?  К счастью, нет! Российские специалисты по космической медицине уже придумали, как создать на борту обитаемого модуля искусственную силу тяжести. Для предотвращения резкого оттока крови к ногам при высадке на поверхность другой планеты, где есть сила тяжести, создана центрифуга короткого радиуса, позволяющая поддерживать нормальное кровоснабжение головного мозга.

Есть вероятность, что технология сможет применяться и в земной медицине, например, для лечения людей с сахарным диабетом, для реабилитации людей, которые провели в горизонтальном положении долгое время, и при других патологиях, — старший научный сотрудник лаборатории физиологии ускорений и искусственной силы тяжести ИМБП Алексей Сальников.

Чем полезна невесомость

Хорошо, мы узнали чем невесомость вредит человеку, но может быть, в ней есть и что-то хорошее? Ответ: — Да. И это очень интересно.

— В невесомости мы можем делать уникальные вещи: выращивать идеальные кристаллы или большие молекулы белков, создавать и получать новые материалы. Недавно российская компания послала в космос первый в мире 3D-биопринтер, и впервые они смогли условно напечатать щитовидную железу и хрящ. То есть технология в будущем может стать революцией в медицине. И эти вещи возможны только в невесомости,— космонавт Сергей Рязанский.

Миссия выполнима?

Будет ли жизнь на Марсе, Юпитере или любых других планетах, покажет время и научные достижения. Пока же вопрос о строительстве инопланетных городов не рассматривается. Ученым еще предстоит понять сможет ли человек размножаться в невесомости и приспособится к жизни на других планетах.  

 Исследования на крысах и японских перепелах не показали однозначно, что можно успешно размножаться в невесомости или, наоборот, что нельзя. Были случаи, когда не происходило оплодотворения или неправильно шло внутриутробное развитие или птенцы не могли вылупится из яйца. На данный момент человек размножаться в космосе не готов, это факт, — Елена Томиловская. 

По–видимому, земная гравитация необходима для нормального развития эмбрионов у млекопитающих. По крайней мере, до тех пор, пока мы не научимся создавать искусственную силу тяжести.  

Если марсиан нет, нужно их создать

Вопрос не в том, как космос изменит людей, а как людям придется изменить себя ради завоевания космоса. Нужны ответы — как улучшить здоровье, как увеличить продолжительность жизни, как достичь физического бессмертия. 

* Скотт — Скотт Келли, американский астронавт, участник четырех космических полетов, вместе с Михаилом Корниенко провел на орбите почти год в 2015-2016 годах. Целью экспедиции был сбор данных о реакции человеческого организма на длительное пребывание в космосе — (прим.ред.).

В статье использованы материалы программы «Человек космический» телеканала «Доктор».

• Космическая гонка

• Хтоническое

• Остальные теги

Расскажите друзьям

• 21. 09.2022 | 18:05

  • Раскопки
  • Что было раньше

  Обнаружен прямой бивень слона, бродившего по Евразии 500 000 лет назад

• 21.09.2022 | 17:50

  • Что было раньше

  Археологи нашли древние анальгетики в кувшинах возрастом раннего бронзового века

• 21.09.2022 | 16:48

  Ученые определили, какой запах человека привлекает опасных комаров

• 20. 09.2022 | 18:10

  • Внеземное

  Орбита похожей на Солнце звезды указала на ближайшую к Земле черную дыру

• 20.09.2022 | 15:22

  • Внеземное

  Найдены новые доказательства жизни в океане спутника Сатурна

• Федеральный портал «Российское образование»

  Московский школьник создал перчатку, которая может распознавать жестовый язык

• Nouchka De Keyser et al./Science Advances, 2022

  Химики выяснили, почему на натюрморте Абрахама Миньона выцвел всего один цветок

• Science X

  Инженеры научили предметы левитировать с помощью звуковых волн

• Laia Reverte Salisa / University of Bonn

  Найдена молекула, ускоряющая сжигание жира

• Shutterstock

  Растения нарушают известные правила биохимии, «принимая решения» о выбросе СО2

Хотите быть в курсе последних событий в науке?

Оставьте ваш email и подпишитесь на нашу рассылку

Ваш e-mail

Нажимая на кнопку «Подписаться», вы соглашаетесь на обработку персональных данных

Марс дал глоток воздуха – Коммерсантъ FM – Коммерсантъ

Колонизация Марса стала ближе на один шаг. О новых перспективах ученые заговорили после того, как впервые в истории марсоход Perseverance смог добыть кислород из атмосферы Красной планеты. Аппарат извлек около 5,5 г вещества — из полученного объема можно создать воздушную смесь, которой хватит для дыхания человека на 10 минут. “Ъ FM” поговорил с учеными и специалистами космической отрасли о том, что значит эксперимент для последующих марсианских миссий.

Фото: AP

Фото: AP

Добывать и выращивать все необходимое первые колонизаторы Красной планеты в основном будут сами. Так считают не только поклонники фильма «Марсианин» с Мэттом Дэймоном, но и аналитики, составляющие прогнозы для NASA. Ведь доставка продуктов для астронавтов в данном случае обойдется недешево. Стратегия выживания на Марсе называется «использование ресурсов на месте» и уже применяется, например, на МКС: путем электролиза из воды там космонавты получают кислород. И теперь впервые в истории его удалось извлечь из марсианской атмосферы. Аппарат MOXIE, установленный на марсоходе NASA Perseverance, добыл около 5,5 г кислорода — этого хватит примерно на 10 минут дыхания.

Результаты эксперимента означают, что от исследования Марса человечество переходит к его непосредственному освоению, считает кандидат технических наук, эксперт в сфере космонавтики Вадим Лукашевич: «Получение кислорода на Марсе очень важно для будущего пребывания человека, если мы реально собираемся на эту планету. Кислород можно получать либо из воды, которая есть на Марсе в виде льда, либо напрямую из атмосферы, которая на 97% состоит из углекислого газа. Разделив CO2 на углерод и кислород, мы имеем атомарный кислород для дыхания.

Идея очевидная, но тот факт, что они сделали это сейчас, говорит о том, что мы уже переходим от изучения Марса до каких-то конкретных экспериментов, которые будут иметь практическое применение в будущем. Марсоход Perseverance очень интересен и имеет много таких “примочек” для публики. Не нем есть микрофоны, которые могут записать звуки Красной планеты и почти телевидение. Впервые мы получаем прямые кадры с другой планеты. До сих пор все видео монтировалось на Земле.

Изучать-то Марс можно и с поверхности, но если мы говорим об освоении, то эксперимент с кислородом — очень интересное событие».

Марсианские миссии обходятся недешево: так, стоимость проекта Perseverance составила $2,4 млрд, а на предыдущую программу — Curiosity — в NASA потратили $2,5 млрд. При этом больше половины из всех попыток отправить к Марсу исследовательские аппараты заканчивались неудачно: некоторые проваливались на этапе запуска. Однако уже можно сказать, что расходы на миссию марсохода Perseverance были оправданы, отмечает член-корреспондент Российской академии космонавтики имени Циолковского Андрей Ионин: «Иногда говорят, давайте Марс роботами осваивать. На мой взгляд, если речь идет об автоматических механизмах, то это не освоение, а изучение.

Технике кислород не нужен, а это — история про людей.

Во время освоения космоса будут идти два процесса: с одной стороны — изучение других небесных тел, а с другой — подготовка человека для жизни вне Земли. Поэтому, может быть, марсианскому человеку будущего понадобиться уже меньше кислорода, чем сейчас. Освоение космоса требует колоссальной энергии, а никакого углеводорода в космосе нет.

Человечеству на первых порах понадобится энергия для химических двигателей. Кислород же нужен для таких агрегатов только до тех пор, пока мы не научимся делать ядерные двигатели».

В NASA считают, что результаты эксперимента приближают высадку на Марс. О перспективах колонизации планеты всерьез говорит генеральный директор SpaceX Илон Маск. Он пообещал, что первый человек ступит на поверхность Марса в 2026 году.

Даже если кислород регулярно можно будет получать из атмосферы, речи о долговременном пребывании на планете пока идти не может, отмечает популяризатор космонавтики Виталий Егоров, известный как блогер Зеленый кот: «Создать на Марсе посещаемые научные станции для работы вахтовым методом, куда астронавты будут прилетать на несколько месяцев или лет, вполне реально. Если же говорить о колониях, то тут все сложнее.

Вероятно, там придется прокапывать коммуникации, или искать пещеры и использовать их. Все-таки длительное воздействие радиации может привести к серьезным проблемам со здоровьем, но не за месяцы, а за годы и десятилетия. Илон Маск, который строит ракету для полетов на эту планету, работает и над солнечными батареями, подземными тоннелями, вакуумными поездами — все это может найти свое применение на Марсе».

Аппараты к Марсу запускают не только американцы. Почти одновременно с Perseverance, туда прибыли еще два космических аппарата: робот ОАЭ «Надежда», и китайский аппарат «Тяньвэнь-1». Последний планирует спустить модуль на поверхность Марса в начале лета.

Космические аппараты за пределами Солнечной системы

Люди прочно обосновались на низкой околоземной орбите — сейчас наши космонавты работают на борту МКС, которая «бегает» вокруг Земли на удалении примерно 400 км от планеты. Дальше всего забирались астронавты американской программы «Аполлон», которые высаживались на поверхность Луны: среднее расстояние до нашей небесной соседки — 380 тысяч километров. К другим планетам человек пока только мечтает отправиться, зато уже долгие годы их изучают при помощи автоматических межпланетных станций (АМС). Некоторые космические аппараты запускались с тем расчетом, что после изучения Солнечной системы они выйдут в межзвездное пространство и отправятся дальше. Таких аппаратов всего пять: «Пионер-10», «Пионер-11», «Вояджер-1», «Вояджер-2», а также «Новые горизонты». Все они были разработаны и запущены в США. На сегодняшний день только вышеупомянутые «Пионеры» и «Вояджеры» покинули Солнечную систему, но и с ними не всё так просто.

Прежде всего необходимо понять, где граница нашей планетной системы. Нет конкретной физической черты со шлагбаумом и знаком «Вы покидаете Солнечную систему». Ее граница даже не определена официально Международным астрономическим союзом. Можно считать границей орбиту наиболее удаленной от Солнца планеты — на сегодняшний день это Нептун. Однако это не вполне корректно, так как за орбитой Нептуна находятся пояс Койпера, где сосредоточены ледяные объекты, и облако Оорта, откуда к нам прилетают долгопериодические кометы. Объекты этих областей тоже обращаются вокруг нашей звезды и гравитационно к ней привязаны, то есть они тоже входят в Солнечную систему. Можно считать «краем» системы гелиопаузу. От любой звезды исходит поток заряженных частиц высоких энергий. Солнце не исключение, и для него такой поток называется солнечным ветром. Область, где солнечный ветер уравновешивается подобными частицами от других звезд, и называется гелиопауза. Также можно рассмотреть гравитационную границу Солнечной системы — предположим, что граница проходит там, где уравновешиваются гравитационные влияния Солнца и ближайшей к нему звезды, то есть на расстоянии 2 с небольшим световых года.

Все четыре космических аппарата программ «Пионер» и «Вояджер», о которых мы говорим сегодня, еще в 1990-е улетели за Нептун, не так давно преодолели гелиопаузу, а вот на то, чтобы подойти к гравитационной границе, им потребуются десятки тысяч лет.

Программа «Пионер» была рассчитана на изучение Луны, межпланетного пространства, комет и непосредственно планет Солнечной системы. «Пионер-10» и «Пионер-11» запускались в 1972 и 1973 годах соответственно с конкретной целью изучить дальние планеты. Благодаря этим аппаратам астрономы впервые получили детальные снимки Юпитера, Сатурна и их крупнейших спутников. Планеты-гиганты (Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун) лежат за пределами Главного пояса астероидов, расположенного между Марсом и Юпитером. Поскольку раньше к этим внешним планетам аппараты не запускались, вопрос преодоления пояса астероидов без вреда для научных приборов стоял достаточно остро. Концентрация каменных глыб в поясе была доподлинно неизвестна, но оказалось, что лавировать между ними, как в остросюжетной фантастике, необходимости нет. Расстояния между астероидами Главного пояса оцениваются в тысячи и даже сотни тысяч километров, и риск столкновения аппарата с одним из них минимален. Теперь мы это знаем как раз благодаря «Пионерам».

«Вояджеры» полетели в 1977 году, причем второй отправился в свое путешествие раньше первого. «Вояджер-2» был запущен 20 августа, а «Вояджер-1» — 5 сентября. Это не случайность и не ошибка: траектории космических аппаратов были рассчитаны таким образом, что «Вояджер-1» обгонял своего собрата уже в декабре 1977 года, на расстоянии 124,7 млн км от Земли вырывался вперед и оправдывал свое название. «Вояджер-2» стал первым космическим аппаратом, который показал нам, как выглядят Уран и Нептун вблизи.

Фотографии и данные различных научных измерений нет необходимости возвращать на Землю физически. Информация передавалась посредством радиосигнала. На возвращение «Пионеров» и «Вояджеров» на Землю пришлось бы потратить огромное количество энергии, но, поскольку это нам не нужно, еще на этапе планирования миссий было решено, что аппараты продолжат движение от Солнца и постепенно покинут нашу систему. Хотя расстояния между звездами огромны, ученые оптимистично предположили, что по дороге исследовательским зондам может встретиться разумная жизнь. «Пионеры» и Вояджеры» снабжались посланиями представителям внеземных цивилизаций. «Пионеры» несли золотые пластинки с изображением самого космического аппарата, мужчины и женщины в одном масштабе с ним, атома водорода и планет Солнечной системы с указанием места Земли в ней. На обоих «Пионерах» пластинки были одинаковыми.

Послания «Вояджера» были посложнее и снабжались инструкцией по воспроизведению. Это уже полноценный мультимедианоситель, на который были записаны самые популярные песни и мелодии всех времен и народов, приветствия на 55 мировых языках, звуки земной природы и работающей техники (например, звук старта ракеты), а также множество изображений нашей планеты. Здесь тоже послания на первом и втором «Вояджерах» не отличаются друг от друга.

В создании посланий принимал участие Карл Саган, знаменитый астроном и популяризатор науки, автор фантастического романа «Контакт». Его научно-популярная книга «Бледная голубая точка», вышедшая в 1994 году, названа в честь фотографии, которую сделал «Вояджер-1». Сам Карл Саган предложил снять Землю с рекордного расстояния. В 1990 году «Вояджер-1» делает фотографию нашей планеты, находясь на удалении в 5,9 миллиарда километров от нее, а Саган дает знаменитому снимку название Pale blue dot («Бледная голубая точка»).

Мы не обойдем вниманием еще один космический аппарат, который пока далек от гелиопаузы, но отчаянно к ней стремится, — «Новые горизонты». Эта американская автоматическая межпланетная станция была запущена в 2006 году для изучения Плутона и транснептуновых объектов (то есть тех, что находятся в поясе Койпера, за орбитой Нептуна). В 2015-м аппарат сделал самые детальные на сегодняшний день снимки Плутона. О том, когда и почему Плутон перестали считать планетой, вы можете узнать в нашем блоге: https://cosmos.vdnh.ru/izdoma/rassledovanie-ubiystva-plutona/

Текущее положение пяти упомянутых сегодня аппаратов можно отслеживать здесь: https://www.heavens-above.com/SolarEscape.aspx?lat=0&lng=0&loc=Unspecified&alt=0&tz=UCT

«Пионер-10» движется в диаметрально противоположную курсам других зондов сторону, но по пройденному расстоянию «Вояджер-1» уже его обогнал, а в 2023 году и «Вояджер-2» обгонит первую отправленную к дальним планетам АМС. Правда, мы только предполагаем, что с «Пионерами» все в порядке — связи с ними нет. Наладить контакт с «Пионером-10» не получается с 2003 года, а «Пионер-11» и вовсе перестал передавать сигнал в 1995 году.

Узнать больше об этих и не только космических аппаратах можно в центре «Космонавтика и авиация» на тематической экскурсии «Планеты Солнечной системы». Ждем вас в гости!

Показать содержимое по тегу: Космос

Одним из значимых событий нашей страны и всего мира является первый полёт человека в космос, совершённый советским космонавтом Юрием Алексеевичем Гагариным.

Кого готовили для первого полёта в космос? Каковы были особенности этой подготовки? Почему именно Ю. А. Гагарин полетел в космос первым? Как изменились требования к современным космонавтам? В чём особенность профессии «Космонавт»? Обсуждение этих и других вопросов, связанных с историей космонавтики, вы найдёте в методических материалах тематического занятия (классного часа) «Покорение космоса».

Автор: С. В. Тесёлкина

Рекомендации по работе с материалами тематического занятия (классного часа) «Покорение космоса»,
посвящённого Дню космонавтики, для обучающихся 5–7-х классов

Вариант проведения занятия [PDF] [DOCX]

Презентация [PDF] [PPTX]

Приложения (задания для обучающихся) [PDF] [DOCX]

Материал для учителя [PDF] [DOCX]

Цель: формирование у обучающихся чувств гражданственности и патриотизма.

Задачи:

• систематизировать знания обучающихся об истории освоения космоса;
• расширить представление школьников о профессии «Космонавт»;
• сформировать положительный эмоциональный отклик обучающихся к полученным знаниям.

Методический материал носит рекомендательный характер; учитель, принимая во внимание особенности каждого класса, может варьировать вопросы, их количество, менять этапы занятия.

Задание: Познакомьтесь с ключевыми понятиями классного часа и определите его тему.

Перечень ключевых понятий: вселенная, покорение космоса, полёт, открытие, человек.

Тема классного часа: «Покорение космоса».

Вопрос: Почему космос так манил и продолжает манить человека?

Космос всегда притягивал своей таинственностью, неизведанностью, загадочностью и возможностью встретить внеземную жизнь. Люди многого ждут от космоса и думают о возможности существования иных миров. Причин для этого много: и естественное любопытство, и стремление к новизне, и надежда побывать в других мирах.

Учитель: Первый отряд космонавтов СССР был сформирован в феврале-апреле 1960 года. Официальное название отряда – «Группа ВВС № 1». Претендентов отбирал сам Сергей Павлович Королёв, советский учёный, инженер-конструктор, главный организатор производства ракетно-космической техники и ракетного оружия СССР и основоположник практической космонавтики. Важны были рост, вес и здоровье: возраст не дол­жен был превышать 30 лет, вес – 72 кг, а рост – 170 см.

Вопрос: Почему именно такие физиологические характеристики будущих космонавтов были важны при отборе претендентов?

При таких характеристиках космонавт мог поместиться в первом космическом корабле «Восток», так как размеры и вес корабля были сильно ограничены мощностью ракеты-носителя.

Задание: Предположите, каковы были требования к личностным и профессиональным данным первых кандидатов в космонавты.

Учитель: По мнению Королёва, в космос должны были лететь опытные лётчики. Вот что говорил по этому поводу сам Сергей Павлович: «Для такого дела лучше всего подготовлены летчики и, в первую очередь, летчики реактивной истребительной авиации. Летчик-истребитель — это и есть требуемый универсал. Он летает в стратосфере на одноместном скоростном самолете. Он и пилот, и штурман, и связист, и бортинженер. Немаловажно и то, что он — кадровый военный, а значит, обладает ещё и такими необходимыми для будущего космонавта качествами, как собранность, дисциплинированность, непреклонное стремление к поставленной цели».  

Требования к кандидатам в космонавты Королёв сформулировал так: не старше 30 лет, безупречное состояние здоровья, высокая психическая устойчивость и общая выносливость организма, отличная лётная успеваемость, волевой характер, трудолюбие и любознательность.

Учитель: Численный состав первых кандидатов в космонавты составлял 20 человек (Группа ВВС № 1).

Задание: Предположите, что объединяло людей, вошедших в двадцатку избранных.

Всех претендентов на совершение первого полёта в космос объединяло стремление стать настоящим лётчиком-космонавтом. Юрий Гагарин, вспоминая о тех, кому суждено было войти в отряд космонавтов, сказал: «Славные подобрались у нас ребята… Есть одно, что роднит всех, — это стремление стать настоящим лётчиком, космонавтом. Космос зовёт всех! И будет звать. Как вечный зов». 

Учитель: В самом начале подготовки никто из двадцати человек не мог даже предположить, кому из них предстоит открыть дорогу к звёздам, и только потом, когда полёт стал реальностью, когда определились сроки этого полёта, выделилась группа из шести человек.

В шестерку лучших вошли В. С. Варламов, Ю. А. Гагарин, А. Я. Карташов, А. Г. Николаев, П. Р. Попович и Г. С. Титов; они получили приоритет на тренировках и доступ к первому тренажёру «Востока». Остальные слушатели готовились по менее интенсивной программе».

Задание: Предположите, из каких тренировок состояла программа подготовки будущих космонавтов.

Учитель: Первую группу космонавтов тренировали так, как не тренировали никого более, т. е. подвергали невероятно сложным испытаниям.

Задание. Предположите, с чем это связано.

Учёные не знали о том, с чем столкнётся человек на орбите, поэтому первые советские космонавты должны были быть сверхлюдьми. Врачи искали предел выносливости, порог выживаемости. Тогда считалось, что только через мучительные тренировки можно понять, как будет вести себя человек в космосе, в невесомости, на огромных скоростях или в невыносимой жаре, один на один со Вселенной.

Учитель: Различные тренировки космонавты первого отряда проходили сотни, тысячи раз: на бегущей дорожке, во вращавшемся вокруг своей оси «кресле Барани», на специальных «качелях Хилова», в барокамерах, на центрифуге и т.  д. Каждое испытание имело свою цель.

Задание: На основании данных таблицы, данной в приложении № 1, определите цель использования каждого представленного тренажёра.

Задание: Предположите, почему эти люди шли на такие тяжёлые испытания.

В характеристиках каждого из них было записано про «любовь к Родине» и «стремление принести максимально возможную пользу Отчизне». И это был не пустой звук. Несомненно, каждый из них был, прежде всего, патриотом своей страны. Ещё одна мотивация исходила из их профессиональной принадлежности. Пилоты военной реактивной авиации не мыслили своего существования без адреналина.

Учитель: И вот настало время сделать выбор. Кто полетит в космос первым? Выбор был достаточно сложным. Кто выбрал Гагарина? За какие такие особые качества, по каким критериям?

Наверное, мы никогда не узнали бы этого, если бы бывший старший инженер-экспериментатор ОКБ-456 (г. Химки), которое занималось испытаниями ракетных двигателей, Михаил Руденко не встретился в 1970 году с матерью Юрия Гагарина и не попросил бы её дать ответ на эти вопросы. В интервью корреспонденту еженедельника «Интерфакс ВРЕМЯ» М. Руденко передал смысл этого рассказа и поделился своими знаниями о событиях, происходящих в период подготовки первого отряда космонавтов.

Задание: Познакомьтесь с небольшим эпизодом рассказа М. Руденко (приложение № 2) и из его содержания определите, почему среди других кандидатов С. П. Королёв выбрал для совершения первого полёта Юрия Гагарина.

Благодаря своим отважным ответам все другие будущие космонавты потеряли шанс полететь первыми. Слушая ответы претендентов, конструктор понял, что, находясь в неестественных условиях — на борту космического корабля, только Гагарин сказал честно и откровенно о том, что он почувствовал и испытал, а не сымпровизировал на ходу. А это, по мнению конструктора, было необычайно важным. Таким образом, экзамен на честность прошёл один Юрий Гагарин. На его честность Королев и сделал ставку.

Учитель: И вот свершилось великое событие для нашей страны и всего мира! 12 апреля 1961 года в 10 часов 02 минуты советское радио возвестило миру о первом в истории полёте человека в космос.

Задание. Посмотрите видеофрагмент. Представьте и опишите эмоции, которые могли испытывать люди, впервые узнавшие из сообщения Информбюро о свершившемся полёте Гагарина.

Практически вся страна в этот день замерла у радиоприёмников. Прохожие стояли у «тарелок» уличных радиоточек, рабочие выключали станки, школьники забыли об уроках. Все люди были горды и восхищены, ведь первый космонавт — наш, советский!

Учитель: Ликование людей было огромным, и это ликование рождало стихи и песни. Пример тому — стихотворение Александра Трифоновича Твардовского.

Ах, этот день двенадцатый апреля,

Как он пронёсся по людским сердцам.
Казалось, мир невольно стал добрее,

Своей победой потрясённый сам.
Какой гремел он музыкой вселенской,

Тот праздник, в пёстром пламени знамён,
Когда безвестный сын земли смоленской
Землёй-планетой был усыновлён.

Вопрос: Почему поэту казалось, что мир стал добрее?

Все люди были счастливы, они улыбались, поздравляли друг друга, и от этих искренних улыбок становилось тепло и радостно на душе.

Учитель: За свой героизм и самоотверженность Юрий Гагарин был удостоен многих высоких государственных наград СССР и мира, среди которых: орден Ленина, медали СССР, ордена многих стран мира, Золотая медаль им. К. Э. Циолковского АН СССР, золотые медали и почётные дипломы международной ассоциации (ЛИУС) «Человек в космосе».

Учитель: Покорение человеком космоса, начавшееся в XX веке, активно продолжается в наше время. Развиваются технологии, всё больше исследований и экспериментов проводится за пределами земной атмосферы. По статистическим данным, на 1 января 2017 года в космосе побывало около 569 человек, из них 60 человек — женщины. Первой женщиной-космонавтом стала Валентина Терешкова. Она отправилась на орбиту 16 июня 1963 года на корабле «Восток-6» и облетела землю 48 раз, проведя на борту почти трое суток. Её позывной как командира корабля был «Чайка», а фразой при взлёте стала: «Эй! Небо! Сними шляпу!». После полёта Терешкову удостоили звания Героя Советского Союза, а другие государства наградили женщину-космонавта десятками наград. 6 марта 2017 года ей исполнилось 80 лет.

Учитель: Сегодня космонавт – это такая же профессия, как и профессия врача, учителя, следователя. Но всё-таки она уникальна.

Вопрос: Как вы считаете, почему?

Из 40 000 профессий, существующих на Земле, она одна из самых трудных, опасных и ответственных.

Учитель: На сегодняшний день существует три специальности космонавтов: космонавт-испытатель, космонавт-инженер, космонавт-исследователь.

Задание: Сопоставьте названия специальностей с их описаниями, данными в приложении № 3. 

Вопрос: Как вы считаете, любой ли человек может стать космонавтом?

Чтобы получить профессию космонавта, нужно пройти множество испытаний и специальную подготовку в подмосковном Звездном городке, где находится Научно-исследовательский испытательный центр подготовки космонавтов. Сюда при хорошем состоянии здоровья и успеваемости можно подать заявление в отряд космонавтов, даже будучи студентом. На сайте Научно-исследовательского испытательного центра подготовки космонавтов размещеноВременное положение по проведению открытого конкурса по отбору кандидатов в космонавты.

Задание: Прочитайте фрагмент современных требований к профессиональной компетентности соискателя на должность космонавта (приложение № 4) и определите, какие предметы школьной программы являются приоритетными для освоения данной профессии.

Приоритетными предметами являются русский и английский языки, история, информатика, физика.

Задание. Предположите, как знания этих предметов могут пригодиться космонавту.

• Полёт космонавтов предусматривает выполнение различных задач, требующих совместного коллективного решения, что без знания русского языка невозможно.
• Управление полётом ракеты осуществляется с помощью компьютера, поэтому знания информатики для космонавта обязательны.
• «Без прошлого нет будущего», и каждый космонавт должен знать историю развития космонавтики, чтобы в своей профессии опираться на опыт предшественников, а история космонавтики — это часть истории нашей страны.
• Знать устройство ракеты, законы гравитации, законы движения небесных тел должен каждый космонавт, без этих знаний невозможна его работа, а это всё физика.
• Сегодня в космическом пространстве проводится большое количество международных исследований, в процессе работы происходит общение космонавтов разных стран и общаются они на английском языке, т. к. именно этот язык является международным.

Учитель: Современные критерии отбора кандидатов в космонавты значительно изменились.

Задание. Сравните представленные на слайде критерии отбора первых космонавтов и космонавтов нашего времени. Предположите, с чем связаны изменения критериев отбора.

Это связано с изменениями, произошедшими в российской космонавтике.  

Учитель: Ежегодно 12 апреля наша страна отмечает День космонавтики. Этот праздник отмечается в соответствии со статьёй 1.1 Федерального закона от 13 марта 1995 года № 32-ФЗ «О днях воинской славы и памятных датах России».

Вопросы:

Какие дни в истории нашего государства считаются памятными?

Почему к таким дням относится День космонавтики?

Дополнительные материалы:

Сетевое интернет-издание  «Слово учителю». Юбилейный урок «55 лет со дня первого полёта в космос» (здесь).

Ничейная земля: куда на Марсе должны отправиться астронавты?

Марсиане вторглись в Хьюстон утром в октябре прошлого года, хотя на самом деле некоторые из них уже жили там. Будучи домом для отряда астронавтов НАСА в Космическом центре Джонсона и финансируемого НАСА Лунного и планетарного института, Хьюстон, вероятно, имеет самую высокую плотность честолюбивых марсиан на душу населения на Земле. Остальные марсиане представляли собой разношерстную команду ученых, инженеров, врачей и бюрократов, приехавших со всей страны и даже со всего мира, чтобы заполнить аудиторию Института на историческом семинаре. Все они были там, чтобы обсудить свою общую мечту: отправить людей на высушенную замороженную планету-пустыню по соседству, которая, помимо нашей, остается самым гостеприимным миром в известной вселенной.

Примерно через 20 лет, если верить текущим графикам, эта мечта, наконец, станет реальностью. Размещенные в капсуле для экипажа под названием «Орион», астронавты НАСА отправятся на орбиту на усовершенствованной версии системы космического запуска, ракете больше, чем «Сатурн-5», которая доставила их предшественников на Луну. На орбите они состыкуются с другими космическими аппаратами, в том числе с обитателями дальнего космоса, а затем улетят, оставив Землю далеко позади. Спустя несколько месяцев они прибудут на Марс, спустившись на планету в посадочном модуле для среды обитания. Они проведут до нескольких сотен дней на поверхности, строя базу, исследуя окрестности и производя ракетное топливо. В конце их пребывания это ракетное топливо будет питать корабль для восхождения на Марс, который доставит первых пионеров обратно в среду обитания в дальний космос, а затем на Землю. База останется для использования и расширения будущими экипажами в рамках более широкой «Эволюционной марсианской кампании».

В целом первое путешествие туда и обратно займет около трех лет и станет частью более крупной программы стоимостью в несколько сотен миллиардов долларов. НАСА уже лихорадочно работает над этим грандиозным предприятием; 20 лет, оказывается, не так много, чтобы организовать экспедицию на другую планету. В случае успеха этот многолетний спринт станет знаменательным моментом в освоении космоса и в истории человечества, поскольку наш вид впервые устанавливает прочное присутствие в другом мире и, возможно, находит убедительные доказательства того, что мы не одиноки во Вселенной.

И все же, несмотря на все эти тщательно разработанные планы и их эпохальные последствия, усилия все еще кажутся чем-то причудливым, потому что все еще есть одна ключевая недостающая деталь: реальное место — а не целая планета — где может произойти следующее и величайшее приключение человечества. по-настоящему начать. То есть посадочная площадка.

Джим Грин, директор отдела планетологии НАСА, выступает на первом семинаре по посадочной площадке/зоне исследования для пилотируемых миссий на поверхность Марса. По словам Грина, через десять лет президент США выберет место посадки из шорт-листа НАСА. «Это будет момент, когда мы поймем, что летим на Марс».
Предоставлено: НАСА/Билл Ингаллс

Составление карты марсианского будущего

Имея немногим более половины радиуса Земли и одну десятую ее массы, Марс обладает примерно одной третью площади поверхности нашего мира — планетарная недвижимость примерно эквивалентна всей площади Земли. континенты. Вряд ли кто-то из них был тщательно исследован: обойдите Манхэттен по периметру и проедьте 5 км, и вы пересечете больше поверхности Земли, чем все наши марсоходы вместе взятые. Однако это не помешало марсианам составить длинный список мест, куда они хотят отправиться.

В залитой солнцем ротонде за пределами аудитории Института Луны и планет они разместили перманентные маркеры и две большие глянцевые карты Марса на раскладных столиках. Каждый участник подписал карты, как будто делегат подписывает межпланетную Декларацию независимости, обычно отмечая место, куда, как он или она надеялся, люди отправятся первыми. Вскоре на обеих картах накопились толстые группы подписей, отмечающих 45 потенциальных «зон исследований» или EZ. Каждая зона EZ представляла собой круг шириной 200 километров, что почти в 20 раз превышало площадь обширного города Хьюстон. Этот диаметр показывает, как далеко, по мнению планировщиков НАСА, астронавты могут перемещаться в ходе нескольких длительных миссий. Каждая EZ содержала центральную посадочную площадку, окруженную областями, представляющими интерес для научных исследований или сбора ресурсов.

Этот анимационный ролик НАСА, созданный в преддверии семинара, изображает одну из многих возможных концепций марсианской базы, построенной в ходе нескольких экспедиций в «зону исследований» или ЗЗ.

Организаторы семинара предоставили сторонникам каждой ЭЗ 15-минутное время для выступления, чтобы изложить свою позицию, сжав обсуждение всей планеты в четвертьчасовые фрагменты, растянутые на три дня. Во всяком случае, почти вся планета. Среди подписей, разбросанных по карте, на каракулях виднелись пустоты — места, куда ни один человек не ступил бы в ближайшее время, если вообще когда-либо. В ходе семинара пустоты стали более четкими: ни одна пилотируемая миссия не приближалась к полюсам ближе, чем на 50 градусов широты, и никакие посадочные площадки не находились выше или ниже двух километров от того места, которое на выжженном Марсе считалось бы «морским». уровень.» На больших высотах атмосфера будет слишком разреженной, чтобы парашюты могли замедлить спускающийся космический корабль, а на более низких высотах более густой воздух может содержать достаточно пыли, чтобы помешать плавной посадке ракеты. Зоны, расположенные слишком далеко на севере или юге, также могут создать проблемы для ракет. Без дополнительного толчка от экваториального вращения планеты экипажу, возвращающемуся на орбиту вблизи полюсов, пришлось бы сжигать больше топлива, что опасно уменьшало бы их погрешность. На полюсах находится большая часть доказанных резервуаров водяного льда на планете, но чтобы получить к ним доступ, астронавтам придется пережить зимы в постоянной темноте и температурах ниже -150 градусов по Цельсию.

На этой топографической карте Марса показаны все ЗО шириной 200 км, рассмотренные на семинаре, а также подписи участников семинара. Высокие широты, выделенные серым цветом вверху и внизу карты, считаются слишком опасными для высадки людей в ближайшем будущем, как и районы с большой высотой. Самые низкие возвышения окрашены в фиолетовый и синий цвета, а самые высокие — в белый и коричневый.
Авторы и права: NASA/JPL-Caltech/Lindsay Hays/MOLA Science Team

Некоторых участников семинара раздражали эти ограничения, но никого из присутствовавших астронавтов это не раздражало. Похоже, они смотрели на Марс не как на безжизненный мир, который нужно исследовать, а как на дремлющего зверя, которого когда-нибудь могут приказать тыкать палкой. Хитрость заключалась в том, чтобы ткнуть зверя, не умирая, а один из самых верных способов умереть — ткнуть не в то место. Самые восторженные призывы к походам к полярным шапкам или набегам на горные вершины и глубокие пещеры неизбежно исходили от горстки ученых и инженеров, которым никогда не пришлось бы самим заниматься этими опасными делами. В частном порядке один участник издевался над ними, называя их «парнями из «Все, что ты должен сделать»» после мантры, которую они неизменно повторяли, прежде чем предлагать упрощенные решения смертельных проблем, с которыми экипажи могут столкнуться на Марсе. Хотя оно было организовано для того, чтобы привести марсиан к какому-то примерному согласию, собрание, возможно, больше всего преуспело в том, чтобы выявить их разногласия.

Помимо греческого хора племени «Всё, что ты должен сделать», были также Земляне, которые предпочитали выбирать места на основе личных, но скудных данных с марсоходов, и Смотрители, которые выбирали свои места, используя исчерпывающие, но скудные данные. -дальние данные с орбитальных аппаратов. Были Старые Верующие, которые хотели вернуться в хорошо изученные места, и были Первопроходцы, которые хотели пойти куда угодно, но не в знакомые фавориты. Были Яркие, которые хотели строить жилища на залитой солнцем поверхности, и были Норольщики, предпочитавшие устраивать их под землей.

Однако самым большим расколом в мастерской оказался раскол, возникший между двумя фракциями, спорившими о том, как относиться к Марсу, когда и если они туда доберутся. Защитники природы были готовы препятствовать исследованиям человека ради сохранения первозданной природы на планете; Колонисты хотели разведать и заселить Марс как в научных, так и в экономических целях. Их столкновение ознаменовало раннюю битву, которая когда-нибудь может стать войной за будущее планеты.

Самое похожее на Землю место на Марсе

Марс не всегда был ледяной пустыней. Если смотреть с орбиты, то большая часть поверхности свидетельствует о том, что когда-то планета была очень похожа на Землю: мир проточной воды, покрытый реками, озерами и морями. Марс не был мертворожденным; каким-то образом он уступил младенческой смертности. Сейчас исследователи считают, что несколько миллиардов лет назад его атмосфера стала настолько разреженной и холодной, что почти вся вода уплыла в космос или замерзла под землей или на полюсах. В то время Земля только зеленела с первыми проблесками фотосинтеза, но любая биосфера на Марсе уже целую вечность находилась в красном цвете. Любая поверхностная жизнь была бы вынуждена отступить на окраины планеты, обреченные на существование в недрах планеты. Выяснение того, умерла ли одна планета, в то время как другая жила, и почему, является центральной задачей большинства наук, ориентированных на Марс, и путем к поиску каких-либо земных убежищ, все еще остающихся в этом бесплодном мире.

На семинаре выступает геолог Аризонского университета и директор научной группы HiRISE Альфред Макьюэн. На протяжении всей своей карьеры Макьюэн создал некоторые из самых знаковых изображений Марса, в том числе, возможно, самое широко распространенное изображение планеты в истории — мозаику, сосредоточенную на извилистом комплексе каньонов Долины Маринер в мире.
Авторы и права: НАСА/Билл Ингаллс

Человек, который, возможно, лучше всех знает Марс, — это геолог из Аризонского университета Альфред МакИвен. У Макьюэна длинное морщинистое лицо за короткой седой бородкой, страсть к гавайским рубашкам и лаконичный ум, сухой, как марсианский воздух. Он возглавляет научную группу по созданию камеры под названием HiRISE (научный эксперимент с визуализацией высокого разрешения) на орбитальном аппарате NASA Mars Reconnaissance Orbiter, который прибыл на Красную планету в 2006 году. размером с обычный футбольный мяч. Его изображения Марса настолько хороши, что превосходят изображения Земли, полученные с современных коммерческих спутников. Когда бы и где бы люди ни ступали на Марс, орлиные глаза HiRISE — и Макьюэна тоже — почти наверняка были там первыми. И поэтому марсиане слушают, когда хозяин HiRISE, глава надзирателей, решает говорить.

Возможно, не случайно Макьюэн выступил с первой презентацией семинара по ЗО, превознося достоинства ЗО в восточной части ущелья под названием Мелас Ущелье. Ущелье Мелас находится в глубинах Долины Маринер, гигантской трещины, образованной извергающимися вулканами, потоками воды и ревущими ветрами, которые прорезают целое полушарие Марса вблизи его экватора.

Предпочитаемая Макьюэном EZ погружается на несколько километров глубже, чем окружающие регионы, преодолевая ограничения НАСА для приемлемой малой высоты. Он объяснил, что когда-то ущелье Мелас содержало большие объемы воды, а сегодня оно содержит то, что на Марсе составляет большие объемы воздуха. Он может похвастаться одним из самых высоких атмосферных давлений на планете, что в сочетании с обильным экваториальным солнечным светом означает, что в долгие летние дни температура поверхности может легко превысить точку замерзания воды. Melas Chasma ароматен по марсианским меркам. Это одно из самых похожих на Землю мест на Марсе.

Используя обработанные изображения HiRISE в сочетании с другими орбитальными данными, Макьюэн приводит доводы в пользу добычи полезных ископаемых, богатых водой, на склонах дна древнего озера в Восточной ущелье Мелас, его любимой ЗО в глубинах долины Маринерис.
Авторы и права: НАСА/Билл Ингаллс

В стенах ущелья, по словам Макьюэна, ждет своего рассказа полная история того, как сформировалась Долина Маринер, заложенная в тысячах слоев горных пород, которые укладываются на сотни метров вдоль холмистой топографии каньона. , каждый слой — страница каменного учебника. «У него потрясающая геология, — сказал мне Макьюэн. «Отложения внутреннего слоя, древние коренные породы, отложения древних озер, песчаные дюны, оползни». Пошлите астронавтов, чтобы они раскололи скалы ущелья Мелас, и вы сможете заглянуть глубоко в прошлое прежнего, более теплого и влажного мира и, возможно, даже узнать, жило ли там когда-либо что-либо.

Однако есть существенный камень преткновения. Цена, которую приходится платить за приятную температуру марсианских тропиков, — это высохшая корка, на которой любой обнаженный или неглубоко погребенный водяной лед должен был сублимировать в слабый воздух. Несмотря на все свои геологические богатства, в Меласской ущелье отсутствуют какие-либо очевидные резервуары, которые могли бы поддерживать жизнь экипажа и обеспечивать топливом их ракету, возвращающуюся домой. Решение Макьюэна состоит в том, чтобы выжать воду из камней. Миллиарды лет назад, когда его вода дрейфовала в космос или замерзала в виде льда на полюсах, какая-то небольшая часть марсианской влаги вместо этого должна была быть заперта в минералах в горных породах. Изображения с HiRISE и других приборов позволяют предположить, что Melas Chasma богат полигидратированными сульфатами, минералами, которые по объему наполовину состоят из воды. Выкопайте яму для бассейна олимпийских размеров в слое полигидратированных сульфатов, и теоретически вы могли бы заполнить ее наполовину водой, собранной из обломков. «Добывать воду легко, — сказал Макьюэн другим марсианам. «Вам просто нужно нагреть его выше 150 градусов по Цельсию». Это примерно температура духовки для выпечки хлеба. «Просто ради интереса, — сказал Макьюэн, — он использовал спутниковые снимки, чтобы оценить объем отложений гидратированных сульфатов в своей ЗО и, исходя из этого, количество содержащейся в них воды. Он получил тысячу кубических километров — достаточно, чтобы дважды наполнить озеро Эри.

Чтобы найти иголку, уберите стог сена.

Возможность добычи камней для воды — находка для контингента Старых Верных. Большинство из них также являются землянами, членами прошлых и нынешних команд марсоходов и спускаемых аппаратов. Они хотят «идти туда, куда вы знаете», посылать людей идти по следам, разведанным их роботами. Почти все эти роботы приземлились вблизи экватора Марса, поэтому экваториальные места доминируют в списках пожеланий землян и старых верных. Но аргументы в пользу отправки людей в эти наиболее изученные и предположительно самые безопасные места выдерживают критику только в том случае, если там можно найти воду.

Несколько докладчиков на семинаре хотели отправить людей в кратер Гейла, где марсоход Curiosity с ядерной установкой теперь собирает образцы почвы, нюхает воздух и поражает камни лазерами. Самым оптимистичным был главный картограф Curiosity, коренастый и трезвый геолог по имени Фред Калеф из Лаборатории реактивного движения НАСА, который выступал за Гейла во время своей презентации.

Этот мозаичный автопортрет, состоящий из 57 отдельных изображений, сделанный марсоходом НАСА Curiosity, показывает робота, сидящего на краю базальтовой песчаной дюны в кратере Гейла, предполагаемой ЗО. Такие дюны потенциально могут содержать достаточно адсорбированной воды, чтобы люди-исследователи могли использовать ее в качестве ресурса.
Авторы и права: NASA/JPL-Caltech/MSSS

Марсоход уже прошел через древние русла рек, аллювиальные конусы выноса и другие свидетельства того, что Гейл мог поддерживать жизнь в далеком прошлом. Калеф думал, что Гейл сможет поддерживать человеческую жизнь и в будущем, и наметил амбициозную сеть лагерей, коммуникационных башен и траверсов для ряда миссий. Последние исследования марсоходом сланцевых полей дюн Гейла показали, что они состоят из базальтового песка, который может удалять водяной пар даже из очень сухого воздуха. Калеф подсчитал, что от 10 000 до миллиона метрических тонн адсорбированной воды находились в дюнах, просто ожидая, когда их испарят.

Во время сеанса вопросов и ответов после презентации Гейла стало ясно, что не все были в таком восторге, особенно первопроходцы. «Я очень разочарован Марсом», — сказал Пол Найлз, высокий худощавый планетолог НАСА из Космического центра имени Джонсона, который работал над миссией агентства «Феникс». — Я не хочу возвращаться к Гейлу, — продолжал Найлз. «Мы не видели там захватывающих вещей — или, по крайней мере, того, что я действительно надеялся увидеть».

У Найлза и других первопроходцев не было недостатка в альтернативах EZ. Во-первых, были кандидаты, занявшие второе место для роботизированных миссий, приэкваториальные участки с признаками теплого, влажного прошлого и такими названиями, как кратер Эберсвальде, Долина Морт и кратер Джезеро. Потом были более отдаленные возможности. Найлз хотел посетить Арам-Хаос, гигантский кратер, испещренный паутинными трещинами, где ландшафт рухнул, как разбитая яичная скорлупа, вероятно, из-за внезапного осушения древнего подземного озера. Научный сотрудник Лаборатории реактивного движения Лаура Кербер лоббировала создание людьми баз на образованных ветром хребтах Аполлинарис-Сульчи, окаменевших отложениях пенистого, возможно, пропитанного льдом вулканического пепла размером примерно с континентальную часть США. По видеозаписи из Украины, исследователь Валерий Яколев объяснил, как холмы Zephyria Planum, вероятно, содержали достаточно воды, чтобы поддерживать колонию из 10 000 человек в течение 500 лет.

На этой мозаике в искусственных цветах, полученной с помощью системы тепловизионной визуализации на орбитальном аппарате НАСА «Марс Одиссей», показана раздробленная «территория хаоса» предполагаемого EZ Aram Chaos, образовавшаяся в результате осушения древнего подземного озера. Мозаика покрывает почти 300 квадратных километров с разрешением 100 метров. Изрезанные скалистые участки отображаются более теплыми цветами, а более гладкие участки, покрытые песком или пылью, отображаются более холодными тонами.
Авторы и права: NASA/JPL-Caltech/Arizona State University

Для Джейкоба Бличера, откровенного вулканолога из Центра космических полетов имени Годдарда НАСА, преданность Old Faithful знакомым местам была «ситуацией, когда мы нашли иглу, но мы полностью убрали стог сена». По его словам, если НАСА не инвестирует в более дорогие и трудоемкие роботизированные миссии-предшественники в нетрадиционных, экзотических местах, оно рискует попасть в ловушку выкачивания сухого колодца, исчерпав свой марсианский бюджет, чтобы снова и снова возвращаться в одно среднее место только потому, что это целесообразно. «Забудьте о марсианских деньгах, эти миссии-предшественники могли сожрать все деньги [в НАСА], если они захотят!» — усмехнулся Майк Зайберт, драчливый инженер из Лаборатории реактивного движения. Зайберт был Старым Верным и одним из водителей марсохода Оппортьюнити. Он надеялся сэкономить деньги, отправив людей в район приземления «Оппортьюнити», в регион под названием Meridiani Planum. «Если мы не хотим покинуть остальную часть Солнечной системы, чтобы встать на землю на Марсе, — сказал Зайберт, — нам, возможно, придется начать с той иголки, которая у нас есть, а не с того, что может быть где-то еще в стоге сена. ”

Одним из возможных путей продвижения вперед может быть отправка НАСА нового орбитального аппарата на Марс в начале следующего десятилетия, уже в 2022 году; один оснащен еще лучшими камерами для изучения поверхности и георадаром, чтобы заглянуть глубоко под нее. Этот орбитальный аппарат мог бы заполнить пробелы между Смотрителями и Землянами, Старыми Верными и Первопроходцами, открыв большую часть планеты для серьезного рассмотрения. Такая миссия еще не включена в бюджет НАСА. Семинар был первым пробным шагом марсиан к изменению этого положения.

Бомбардировка ледников для получения кубиков льда

В отличие от Землян и Старых Верных, большинство Первопроходцев вообще не хотели приземляться вблизи экватора. Вместо этого они надеялись отправить людей в более прохладные средние широты, где HiRISE и другие инструменты обнаружили ландшафты, сформированные подповерхностным льдом. Примерно половина EZ семинара находилась в высоких средних широтах, особенно в богатых льдом северных низменностях. «Если вы хотите выпить чего-нибудь холодного на Марсе, если вы хотите чего-нибудь выпить, ледниковый лед средних широт и погребенный подземный лед — единственный существующий доказанный резервуар», — сказал Джо Леви собравшимся во время своей презентации. Он хотел отправить астронавтов на край бассейна Эллады, гигантского ударного кратера в южных средних широтах. Леви, геолог из Техасского университета в Остине, использовал спутниковые данные для подсчета и изучения особенностей, называемых лопастными фартуками обломков, которые, как считается, представляют собой подповерхностные ледники, наблюдаемые в средних широтах. В конце проекта он насчитал более 11 000, большинство из которых, вероятно, содержало миллиарды тонн водяного льда.

На этом изображении HiRISE в искусственных цветах погребенные ледники, называемые «лопастными фартуками обломков», стекают по склонам столовых гор Deuteronilus Mensae, предполагаемой ЗО в богатых льдом средних широтах северного полушария Марса. Изображение покрывает около одного квадратного километра местности и фиксирует детали размером до 30 сантиметров в поперечнике.
Авторы и права: НАСА/Лаборатория реактивного движения-Калтех/Университет Аризоны

«Вы можете выбрать, откуда вам нужны кубики льда, и просто начать колоть», — сказал Леви. Или, что более провокационно, вы можете взорвать небольшую бомбу на леднике, чтобы выкопать «практически неограниченную шахту для льда». Слабая марсианская атмосфера могла тогда выполнять большую часть извлечения и очистки бесплатно, сублимируя открытый лед в водяной пар, который можно было сконденсировать и собрать с помощью оборудования, едва ли более сложного, чем брезент. Несколько зрителей пожали плечами или покачали головами — Леви свернул на территорию «Все, что ты должен сделать». Добыча ледников для питьевой воды и топлива, продолжал Леви, также создаст ледяные пещеры для размещения экипажей и оборудования, изолируя их от опасностей космических лучей и пыльных бурь. Леви был землекопом, марсианином, который считал, что лучшие на планете перспективы для существующей жизни, человеческой или иной, находятся в недрах. Когда-нибудь, как предполагали Роющие, возможно, исследуя пещеру для нового человеческого поселения, астронавт может наткнуться на последние живые остатки древней биосферы Марса, искривленные временем и одиночеством в какую-то призрачную одноклеточную форму.

Естественно, здесь есть напряжение. Поскольку лед Марса может быть как объектом кропотливого изучения, так и массовым ресурсом, который можно добывать — даже жить в нем, — астронавт в среде обитания, невинно принимая душ или выпивая стакан воды, может непреднамеренно смыть научные открытия в канализацию или подвергнуть экипаж воздействию инопланетян. патогены пробудились от замороженной спячки. Окончательный арбитр того, куда люди отправятся на Марс, может оказаться не связанным с проблемами ракетной техники, а скорее с управлением угрозой потустороннего перекрестного загрязнения — тем, что НАСА и другие космические агентства называют «планетарной защитой». На семинаре типично подтянутый и опрятный астронавт НАСА по имени Стэн Лав выбрал более разговорный термин: «кути». 900:03 Астронавт НАСА Стэн Лав говорит на семинаре о требованиях безопасности, которыми следует руководствоваться при выборе EZ. «[Астронавтов] не волнует идентичность места», — говорит Лав. «Но нас глубоко заботит, убьет ли нас сайт, и сможем ли мы, попав туда, выполнить какую-либо работу».
Авторы и права: НАСА/Билл Ингаллс

«Мы будем постоянно выпускать наружу бактерии и вирусы, пока находимся на Марсе», — сказала Лав. «Если мы не можем справиться с этим, мы не должны идти… Вы не только не можете предотвратить утечку людей на Марс, вы не можете предотвратить возвращение Марса в среду обитания вместе с вами».

Марсиане столкнулись с загадкой, сказала Лав. Человеческие миссии на планету преподносились публике как поиски жизни, а не только величественных скальных образований. Жизнь «это то, что приводит людей в восторг — и помните, налогоплательщики финансируют нас, поэтому мы должны работать над тем, что они считают интересным», — сказал он. «Миссия будет менее интересной, если мы отправимся на место, которое, как мы знаем, является биологически безопасным. У тебя очень сложный выбор».

Бюрократическая волокита для Красной планеты

Для горстки ученых, посвятивших свою карьеру изучению планетарной защиты, выбор совсем не сложен — люди просто не должны уходить, если они не могут сделать это, не распространяя межпланетную чушь. Они предостерегающие защитники природы Марса.

Только один защитник природы, Энди Спрай из Лаборатории реактивного движения, представил эту точку зрения. Седые волосы Спрай и глаза с тяжелыми веками подчеркивали его утомленное миром, почти отеческое поведение; он был неохотным, но последовательным сопровождающим, столкнувшимся с неблагодарной задачей разубедить громогласную армию исследователей, стремящихся бросить осторожность на ветер марсианских ветров. «Прямо сейчас у нас нет понимания, как безопасно отправить человеческую миссию на Марс, не загрязнив планету каким-либо образом сверх того, что мы понимаем», — сказал он мне. У Спрай были похожие опасения по поводу заражения самой Земли и отправленных ею исследователей. Будь то на Земле или в среде обитания на Марсе, со всем, что потенциально может содержать инопланетный биологический материал, с Красной планеты следует обращаться очень осторожно. «Подумайте об Эболе», — сказал он марсианам.

Энди Спрай, специалист по планетарной защите из Лаборатории реактивного движения, рассказывает на семинаре о сложности борьбы с межпланетным биологическим загрязнением. «В настоящее время невозможно предоставить количественные рекомендации по планетарной защите», — говорит Спрай. «Потому что у нас нет необходимой информации о Марсе, а наши знания о жизни на Земле неполны».
Авторы и права: НАСА/Билл Ингаллс

В своем стремлении избежать биологической катастрофы защитники природы опираются на закон, в частности, на Договор Организации Объединенных Наций по космосу от 1967, которая запрещает «вредное загрязнение» небесных тел в результате исследований человека. Международная организация под названием COSPAR (Комитет по космическим исследованиям) устанавливает протоколы планетарной защиты, которым должны следовать США, Европа, Россия и другие подписавшие договор космические державы. Эти протоколы требуют, чтобы даже роботы, отправленные на Марс, подвергались процедурам стерилизации, которые могут увеличить стоимость миссии на десятки или даже сотни миллионов долларов. Все это делает защитников природы, планетарных защитников, решительно непопулярными среди честолюбивых марсиан. «Не всем нравится думать о людях как о своих злейших научных врагах», — сказал бывший сотрудник НАСА по планетарной защите Джон Раммел, профессор Университета Восточной Каролины, который не присутствовал на семинаре. «Но если вы не предпримете шаги по ограничению загрязнения, связанного с деятельностью человека, причины для исследования Марса испарятся, как мороз на Равнине Утопии летним днем».

Равнина Утопия, усыпанная камнями вулканическая равнина в северной низменности, была местом, где в 1976 году приземлился один из двух посадочных аппаратов НАСА «Викинг» (другой приземлился на другой стороне планеты, ближе к экватору, в месте под названием Хрис Равнина). Спускаемые аппараты «Викинг» были первыми, кто передал изображения с поверхности. На этих изображениях было видно окрашенное в сепию окружение, в котором изо дня в день и из года в год происходило так мало событий, что наиболее заметными изменениями были едва заметные приходы и уходы микронных слоев водяного инея. «Викинги» также были (и остаются) самыми дорогостоящими и амбициозными миссиями, когда-либо отправленными на Марс. Неся автоматизированные химические лаборатории, предназначенные для поиска жизни, они были построены так, чтобы выдержать строгую стерилизацию перед запуском. После 30-часового запекания в духовке при температуре 125 градусов Цельсия общая микробная нагрузка каждого посадочного модуля «Викинг» сократилась до не более 300 000 бактериальных спор — чуть более половины бактерий, которые можно было бы обнаружить в одной точечной колонии, растущей в чашке Петри.

Сегодня любой ищущий жизнь робот, направляющийся на Марс, по-прежнему не превышает 300 000 бактериальных автостопщиков, как и викинги. Эксперты по планетарной защите подсчитали, что эти ограничения дадут безбилетным микробам шанс на успешное размножение и распространение лишь примерно один к 10 000. Критики на семинаре отметили, что эти «расчеты» немногим лучше слепых догадок. Ограничения, установленные для «Викингов», основывались на том, насколько чистым НАСА могло получить космический корабль в 1970-х годов, а не насколько эффективны эти уровни чистоты на Марсе. В зависимости от того, кого вы спросите и как скоро они хотят добраться до Марса, стандарты стерилизации викингов являются либо смехотворно неадекватными мерами безопасности, либо смехотворно дорогим излишеством.

Сидя в аудитории, Дэйв Битти, главный научный сотрудник Лаборатории реактивного движения, занимающийся исследованием Марса, отметил небольшую проблему, связанную со стандартами для целей семинара. Согласно некоторым исследованиям, сказал Битти, средний человек содержит около 100 триллионов бактерий внутри или на своем теле — в 10 раз больше, чем количество человеческих клеток. Если ограничения на приземляемое оборудование распространяются и на астронавтов, продолжил Битти, то «посадка человека [на Марс] невозможна в соответствии с нынешней политикой планетарной защиты».

— Верно, — ответил Спрай. «Из-за того, что вы только что сказали, парадигма должна измениться, если мы когда-либо собираемся приземляться на человека. По сути, мы нарушаем лимит очков, просто отправляя одного человека, не говоря уже о четырех или шести».

Spry представляет диаграмму «Областей пробелов в знаниях», которую эксперты по планетарной защите настаивают заполнить, прежде чем можно будет установить какие-либо значимые ограничения на уровни микробного загрязнения для пилотируемых миссий.
Авторы и права: Ли Биллингс

Для изменения парадигмы потребуются серьезные прорывы в наших способностях контролировать микробные сообщества и управлять ими, будь то на Земле или Марсе. Чтобы проиллюстрировать масштаб задачи, Спрай показал на проекционном экране диаграмму «областей пробелов в знаниях». Диаграмма содержала около 25 блоков с цветовой кодировкой, большинство из которых было заполнено таким количеством слов, что сокращенный до нужного размера текст был слишком мал для чтения марсианами. В каком-то смысле это не имело значения, потому что обескураживающее сообщение Спрай уже было ясно: планетарная защита может в конечном итоге потребовать столько же времени, энергии и денег, сколько и фактическая отправка первых людей на Марс.

Ничья земля

Одно недавнее открытие больше всего усложнило вопрос выбора места посадки: Марс больше нельзя считать холодной и сухой пустыней эпохи викингов. Похоже, что на планете очень много так называемых «особых регионов» — областей, определенных КОСПАР как теплые и достаточно влажные для процветания земных или, предположительно, марсианских микробов. В совместном обзоре Национальной академии наук и Европейского научного фонда в 2015 году авторы отметили, что необходимость планетарной защиты может на неопределенный срок «помешать людям приземлиться или войти» в любые и все особые регионы Марса. И чем ближе мы смотрим на Марс, тем больше особых областей мы находим.

Альфред Макьюэн и его команда HiRISE в 2011 году обнаружили, что некоторые части Марса изобилуют особенностями, называемыми «повторяющимися линиями наклона» или RSL — тонкими темными линиями, которые тянутся вниз с высоты на освещенных солнцем сторонах определенных кратеров и холмы. Они приливы и отливы в зависимости от времени года и солнечного света, темнея и увеличиваясь на метр в день, когда условия самые теплые, что позволяет предположить, что они образованы ручьями воды на поверхности или непосредственно под ней. В сентябре 2015 года НАСА объявило, что данные другого прибора убедительно связывают присутствие RSL с гидратированными солями, которые могут образовываться только в присутствии воды. По всей планете было выявлено более 200 сайтов-кандидатов на RSL, из которых более 50 подтверждены. Все они являются потенциальными особыми регионами и, таким образом, недоступны для всех марсоходов, находящихся в настоящее время на планете.

Длинные темные полосы, называемые «повторяющимися линиями склона», тянутся на сотни метров вниз по стенкам марсианского кратера Гарни на этом изображении в перспективе, построенном на основе данных HiRISE. Исследователи полагают, что полосы, широко распространенные на поверхности Марса, каким-то образом образуются потоками жидкой воды.
Авторы и права: НАСА/Лаборатория реактивного движения-Калтех/Университет Аризоны

На семинаре Макьюэн предположил, что эти особенности могут исходить от солей, которые производят рассолы, поглощая следы водяного пара из атмосферы, а это означает, что типичный RSL почти не содержит воды. вообще. Вторая теория исходила от Стива Клиффорда, старшего научного сотрудника Лунного и планетарного института с квадратной челюстью. Клиффорд вместо этого думал, что RSL могут появиться в результате таяния богатого солью льда в почве. Дэвид Стиллман, долговязый исследователь с детским лицом из Юго-Западного научно-исследовательского института, представил третий и самый захватывающий вариант. Основываясь на противоречивом анализе изображений HiRISE, который он провел со своим коллегой Робертом Гриммом, Стиллман считает, что RSL являются продуктом по существу глобального распространения водоносных горизонтов под давлением. По словам Стиллмана, HiRISE и другие спутники наблюдали стоки из природных источников, которые поднимаются через трещины в скалах, когда солнечный свет тает на ледяных пробках.

Теория Стиллмана далека от пуленепробиваемой, но если она подтвердится, она полностью изменит наше представление о Марсе и перспективах отправки туда людей. Команде не нужно было обжигать камни или плавить лед, чтобы получить воду — вместо этого они могли просто проложить трубы вдоль и под фронтом потока RSL. Вода будет стекать по трубам вниз к месту обитания, где ее можно будет очистить и использовать. Но водоносные горизонты, охватывающие весь земной шар, также могут представлять собой потенциальную среду обитания для существующей местной жизни, эффективно создавая огромные Особые регионы прямо под поверхностью, которые могут навсегда запретить доступ человека к огромным участкам планеты. Кажется, что RSL суждено стать либо воплощением самых смелых мечтаний марсиан, либо источником их самых страшных кошмаров.

Многопланетный прецедент

После трехдневных дебатов на семинаре не было никакого конкретного, согласованного списка избранных мест, а было только обещание начать создание одного из них в недалеком будущем. По словам марсиан, необходимы дополнительные данные. Больше времени. Больше денег. Больше подготовки.

Первые следы на Марсе близко или далеко? Когда и где приземлятся люди? Когда бы и где бы люди ни посещали Красную планету, они, скорее всего, живут и работают в регионе, впервые предложенном участниками семинара, собравшимися здесь на групповой фотографии.
Фото: NASA/Bill Ingalls

Менее чем через месяц после семинара в своем выступлении на ежегодном собрании Американского геофизического союза (AGU) Илон Маск, миллиардер, основатель космической транспортной компании SpaceX, дал понять, что он устал ждать. По словам Маска, поверхность планеты, вероятно, стерильна, и все, что живет глубже, должно быть в безопасности от людей. Мнение Маска отражает его устремления: он насквозь колониален, его целью является создание самодостаточных поселений на Марсе и революционных ракет для этого. Если НАСА и другие неуклюжие национальные космические агентства будут скованы межпланетными защитниками природы, как предполагалось в его комментариях, более гибкие частные корпорации, такие как SpaceX, не должны быть такими.

Для Маска и многих ему подобных быстрое достижение Марса означает нечто большее, чем научный поиск знаний; это страховой полис, гарантирующий будущее человечества. Как ни трагично это может быть, говорят колонисты, возможность растаптывания инопланетных микробов под межпланетными следами человечества бесконечно предпочтительнее, чем позволить угаснуть одинокой искре разума Земли. «Сейчас впервые в истории Земли открыто окно, через которое мы можем продлить жизнь на другую планету», — сказал Маск собравшимся в AGU. «Это окно может быть открыто в течение долгого времени — и мы надеемся, что это так — но оно также может быть открыто в течение короткого времени. Я думаю, что мудрее всего сделать жизнь многопланетной, пока мы можем».

Позже я спросил Клиффорда, что он думает о таких идеях и не раздражает ли его принцип планетарной защиты. Не слишком ли защитники природы замедлили исследование Марса? Он ответил, что темп может и, возможно, должен быть еще медленнее. Марс никуда не денется, независимо от того, подходит ли к концу эра космических полетов нашей цивилизации. По словам Клиффорда, проблема полета на Марс — это больше вопрос этики, чем науки или техники. Новое начало нового мира было бы бесполезным, если бы мы только экспортировали наши старые ошибки с Земли.

— В медицине главный закон — не навреди, — сказал он. «Такую позицию мы должны занять при исследовании Марса. Марс — это первое место, где мы действительно попытаемся обнаружить местную инопланетную жизнь, возможно, первое место за пределами Земли, где мы попытаемся жить, и это создаст прецедент, который мы возьмем с собой в остальную часть планеты. Солнечной системы, может быть, даже за ее пределами. Если где-то на Марсе и существует жизнь, то ей удалось выжить там миллиарды лет. Что такое наше любопытство по сравнению с этим? Дает ли это нам право вторгаться без крайней осторожности? Я не уверен, что возможная гибель первой инопланетной жизни, которую мы когда-либо обнаружили, является наследием, которое мы хотим создать».

Системы питания и водоснабжения Астронавты должны будут путешествовать в такие места, как Марс

Если людям предстоит путешествовать в отдаленные места в космосе, такие как Луна или Марс, им понадобятся способы жить в течение длительных периодов времени. И одна из ключевых проблем этого заключается в том, как иметь безопасную пищу и воду, чтобы есть и пить вдали от Земли.

На Международной космической станции (МКС) астронавты могут получать пополнение запасов с Земли с помощью грузовых кораблей, посещающих космическую станцию. Путь туда занимает всего шесть часов. Но время полета до Марса составляет минимум восемь месяцев. И если вы находитесь на Красной планете, вам нужно идти в одиночку.

Ученые работают над решением этой проблемы. Они искали способы, с помощью которых астронавты могли бы производить собственную чистую воду и выращивать себе еду. И что не менее важно, они следят за тем, чтобы любой риск заражения был снижен, чтобы астронавты были в максимальной безопасности и здоровы во время длительных миссий.

Чистая вода

Питьевая вода — это то, что многие из нас считают само собой разумеющимся на Земле, но в космических полетах ее труднее найти. МКС перерабатывает большую часть своей воды с помощью химикатов, но она по-прежнему зависит от значительных поставок воды с Земли, чтобы дать своим астронавтам доступ к чистой воде.

Проект под названием BIOWYSE надеялся найти решение проблемы с водой для длительных миссий. В рамках проекта рассматривались способы хранения воды в течение длительных периодов времени, мониторинга ее в режиме реального времени на наличие микробов, а затем, когда это необходимо, раздачи чистой питьевой воды путем обеззараживания воды ультрафиолетовым светом, а не химическими веществами.

«Нам нужна была система, в которой вы берете все от А до Я, от хранения воды до ее доступности для питья», — сказал д-р Эммануил Детсис, координатор BIOWYSE. «Это означает, что вы храните воду, можете следить за ее биозагрязнением, при необходимости можете дезинфицировать и, наконец, доставляете в чашку для питья».

Конечным результатом стала полностью автоматизированная машина, способная выполнять все эти задачи. «Когда кто-то хочет пить воду, вы нажимаете на кнопку», — сказал доктор Детсис. Вода проверяется, при необходимости обеззараживается, затем доставляется. «Это как кулер для воды», — сказал он.

Ученые изучают, как обеззараживать воду, которая долгое время хранилась в космосе, с помощью ультрафиолетового излучения, а не химических веществ. Изображение предоставлено консорциумом BIOWYSE

Машина может даже анализировать образцы с влажных поверхностей внутри космического корабля, чтобы определить, были ли они загрязнены и опасны для космонавтов. «В закрытой среде обитания у вас начинает накапливаться влажность, и у вас могут быть углы или области, где они не чистые», — сказал доктор Детсис. «Поэтому мы разработали что-то, что могло бы быстро проверить эти области».

В рамках проекта был разработан прототип этой машины на Земле длиной около метра, с идеей, что ее уменьшенную версию можно будет использовать где-нибудь, например, на МКС. В конечном счете, однако, мысль заключалась в том, что такая система, как BIOWYSE, может быть полезна для будущих исследований, и прототип остается доступным для любых применимых миссий в будущем.

«Система разработана с учетом будущих мест обитания», — сказал доктор Детсис. «Итак, космическая станция вокруг Луны или полевая лаборатория на Марсе в ближайшие десятилетия. Это места, где вода могла застояться некоторое время до прибытия экипажа».

Самодостаточность

Воду трудно найти, но в Солнечной системе ее достаточно. На Луне и Марсе есть лед, который теоретически можно превратить в питьевую воду. Но более сложная перспектива самообеспечения — еда — любую еду для космонавтов нужно привозить с Земли.

Есть некоторые развивающиеся идеи о том, как выращивать еду без постоянных миссий по пополнению запасов. В течение нескольких лет на МКС астронавты использовали такие машины, как Европейская модульная система выращивания (EMCS), запущенная в 2006 году, для исследования роста таких растений, как кресс-салат. ECMS была заменена аналогичной машиной под названием Biolab в 2018 году9.0003

Доктор Анн-Ирен Киттанг Йост из Центра междисциплинарных исследований в области космоса (CIRiS) в Норвегии была координатором проекта TIME SCALE, в рамках которого рассматривались способы разработки новой системы выращивания растений, безопасных для употребления в пищу в пространство. По ее словам, когда доктор Киттанг Йост начала проект, система EMCS уже десять лет находилась в космосе, и пришло время ее модернизировать.

»

‘Нам (нужны) современные технологии для выращивания пищи для будущих космических исследований на Луну и Марс’ 9.0003 Dr Ann-Iren Kittang Jost, Центр междисциплинарных исследований в области космоса, Норвегия

ШКАЛА ВРЕМЕНИ была направлена ​​на создание метода повторного использования воды и питательных веществ внутри будущей культивационной машины, а также более легкого контроля за здоровьем растений, чтобы разработать идею «оранжереи» в космосе.

«Нам (нужны) современные технологии для выращивания пищи для будущих космических исследований на Луну и Марс», — сказала она, а также новые идеи. «Мы взяли (ECMS) в качестве отправной точки для определения концепций и технологий, чтобы узнать больше о выращивании сельскохозяйственных культур и растений в условиях микрогравитации».

TIME SCALE представили машину, в которой было бы больше места для выращивания растений, чем в EMCS размером с чемодан, и с большим количеством функций. «Мы построили прототип, демонстрирующий, что мы можем перерабатывать питательные вещества и выращивать там салат», — сказал доктор Киттанг Йост. «Мы могли бы производить их и следить за питательными веществами в воде. Мы доказали свою концепцию».

Как и в случае с Biolab и ECMS, прототип был разработан для использования вращающейся центрифуги для моделирования гравитации на Луне и Марсе, например, для измерения поглощения растениями питательных веществ или воды. Такие идеи могут быть полезны не только для космических путешествий, но и для людей на Земле. «Важно найти синергию с проблемами, с которыми мы сталкиваемся на местах», — сказал д-р Киттанг Йост. И это включает в себя поиск способов повторного использования питательных веществ и воды в наших собственных теплицах, например, путем улучшения сенсорных технологий и разработки более эффективных способов мониторинга питательных веществ и здоровья растений.

Миры

Чтобы путешествовать и даже жить на таких мирах, как Луна и Марс, подобные технологии будут иметь решающее значение, позволяя астронавтам быть самодостаточными, когда они находятся далеко от Земли. Очень важно убедиться, что вода, хранящаяся в этих местах, обеззаражена и безопасна для питья.

«Это не будет похоже на МКС, — сказал доктор Детсис. «У вас не будет постоянной команды все время. Будет период, когда лаборатория может быть пуста, и в ней не будет команды до тех пор, пока не прибудет следующая смена через три или четыре месяца (или дольше). Там будут оставаться вода и другие ресурсы, и в них могут скапливаться микроорганизмы».

Доктор Киттанг Йост говорит, что с точки зрения производства безопасных продуктов питания мы приближаемся к цели создания системы, которую можно будет использовать в будущих миссиях. — Мы совсем близко, — сказала она. «Конечно, это вызов. Но строительство теплицы вполне возможно».

Исследование, описанное в этой статье, финансировалось ЕС. Если вам понравилась эта статья, поделитесь ею в социальных сетях.

Ученые публикуют «список желаний» НАСА, который включает в себя путешествие к Урану и луне Сатурна: NPR

Зонд, который приземлится на спутнике Сатурна Энцеладе, показанном здесь в ложном цвете, является одним из приоритетов, изложенных в новом отчете.

НАСА/Лаборатория реактивного движения/Институт космических наук

скрыть заголовок

переключить заголовок

НАСА/Лаборатория реактивного движения/Институт космических наук

Зонд, который совершит посадку на Энцеладе, спутнике Сатурна, показан здесь в искусственном цвете, является одним из приоритетов, изложенных в новом отчете.

НАСА/Лаборатория реактивного движения/Институт космических наук

Роботизированная миссия на орбиту Урана. Зонд, который может приземлиться на потенциально жизнеобеспечивающем спутнике Сатурна. И лучший план для астронавтов заниматься высококачественной наукой на Луне.

Это один из главных приоритетов, изложенных в новом отчете влиятельной группы, которая консультирует НАСА о том, куда смело двигаться в следующем десятилетии, с 2023 по 2032 год.

Каждые десять лет престижные Национальные академии наук, инженерии и медицины собирают комитеты космических экспертов для изучения области планетарной науки и достижения консенсуса в отношении наилучшего способа исследования странных новых миров для НАСА.

Некоторые предметы из их последнего списка желаний кажутся знакомыми, но другие совершенно новые. И хотя отчет рисует оптимистичную картину отрасли в целом, есть намеки на беспокойство по поводу будущих бюджетных ограничений.

НАСА хочет привезти домой нетронутые образцы марсианской породы, собранные марсоходом; концепция этого художника показывает один план по их спасению с красной планеты.

НАСА/Лаборатория реактивного движения-Калифорнийский технологический институт

скрыть заголовок

переключить заголовок

НАСА/Лаборатория реактивного движения-Калифорнийский технологический институт

НАСА хочет доставить домой нетронутые образцы марсианской породы, собранные марсоходом; концепция этого художника показывает один план по их спасению с красной планеты.

НАСА/Лаборатория реактивного движения-Калифорнийский технологический институт

Извлечение марсианских пород является «высшим научным приоритетом»

В последний раз, в 2011 году, эксперты-консультанты сказали НАСА собрать интересную подборку горных пород на Марсе, а затем работать над тем, чтобы доставить эти нетронутые образцы обратно на Землю для химического анализа. Это может показать, была ли когда-либо жизнь на красной планете. Они также выступали за миссию на Европу, спутник Юпитера, который, кажется, имеет океан воды под своей ледяной поверхностью.

НАСА приняло эти цели и добилось прогресса, но ученые-планетологи начали беспокоиться, что перерасход средств может поставить под угрозу возможность посещения других манящих мест Солнечной системы.

«Сейчас в планетарной науке в США мы находимся на рекордном уровне финансирования», — говорит Кейси Дрейер, старший советник по космической политике некоммерческой организации The Planetary Society, которая занимается продвижением космических исследований. «Но я думаю, что в то же время нас сжимают две крупные миссии: Mars Sample Return и Europa Clipper».

Доставка домой камней с красной планеты должна оставаться «высшим научным приоритетом роботизированных исследований НАСА в этом десятилетии», согласно новому 780-страничному отчету о результатах работы группы экспертов.

«Комитет решительно поддерживает возвращение образцов с Марса. Эта концепция существует уже давно, она имеет большую научную обоснованность и поддержку», — сказал NPR сопредседатель руководящего комитета Филип Кристенсен из Университета штата Аризона.

Но в отчете также говорится, что если цена значительно превысит 5,3 миллиарда долларов или если расходы съедят более 35% бюджета НАСА на планетарную науку в любой конкретный год, НАСА должно искать дополнительные деньги у Конгресса, а не брать средства от других достойных миссий — например, к Урану и Энцеладу.

В 1986 году космический аппарат НАСА «Вояджер-2» пролетел мимо Урана, который можно увидеть на изображении, полученном космическим телескопом Хаббла.

НАСА / Научный институт космического телескопа

скрыть заголовок

переключить заголовок

НАСА / Научный институт космического телескопа

Ледяные гиганты могут преподнести сюрпризы

Путешествие на Уран может помочь ученым понять ледяных гигантов.

В отличие от каменистых планет, таких как Марс, и газовых гигантов, таких как Юпитер, ледяные гиганты Уран и Нептун никогда не изучались с помощью специальной миссии для их вывода на орбиту и изучения.

Уран, седьмая планета от Солнца, когда-либо посещал только зонд НАСА «Вояджер-2», который пролетел в 1986 году, пройдя около 50 000 миль.

В последние годы обнаружение планет в инопланетных солнечных системах показывает, что ледяные планеты-гиганты являются «вероятно, самым распространенным классом планет во Вселенной», — говорит Робин Кануп из Юго-Западного исследовательского института, сопредседатель руководящего комитета. «Мы видели в этой миссии абсолютно преобразующую, прорывную науку, потому что мы так мало знаем об этих системах. Мы уверены, что нас ждет много сюрпризов, когда мы туда доберемся».

В океаническом мире могут быть признаки жизни

Энцелад, один из спутников Сатурна, является еще одним интересным местом с научной точки зрения.

Считается, что под ледяной коркой, как и на Европе, есть океан жидкой воды, но эта луна посылает в космос шлейфы этого материала, облегчая получение образцов, которые возникли глубоко внутри. В новом отчете рекомендуется отправить зонд, который может прибыть туда в начале 2050-х годов, приземлиться на поверхность и искать доказательства жизни в свежем материале шлейфа, который падает на нее дождем.

«Энцелад — логичный кандидат на поиски доказательств существования современной жизни», — говорит Кристенсен. «С точки зрения океанских миров, он, безусловно, самый активный и доступный».

Снова полет на Луну

Консультанты говорят, что НАСА должно серьезно заняться наукой в ​​рамках многомиллиардных усилий по возвращению астронавтов на Луну, называемых программой Артемиды.

Они отмечают, что неспособность сделать это до сих пор означает, что научная отдача от первых полетов астронавтов «будет не такой значительной, как могла бы быть, и может быть минимальной».

«Мы считаем программу Artemis перспективной и преобразующей, и мы хотим, чтобы она сопровождалась преобразующей наукой», — говорит Кануп.

Но группа обнаружила, что в НАСА не хватает организации и подотчетности для включения высокоприоритетной науки в планирование высадки на Луну. Исследования планет проводились десятилетиями с помощью роботов, и в организационной структуре агентства они отделены от пилотируемых космических полетов.

«Давайте займемся наукой на Луне, — говорит Кристенсен, — и объединим «роботизированную и человеческую части НАСА в действительно прочное партнерство».

Защита Земли и другие приоритеты

В отчете рассказывается о множестве более мелких миссий по Солнечной системе, которые заслуживают внимания, таких как посещение карликовой планеты Церера и Титана, крупнейшего спутника Сатурна.

И это дает заметное признание усилиям по защите Земли от потенциально опасных космических камней.

НАСА должно «полностью поддерживать» телескоп под названием «Обзор околоземных объектов», который предназначен для поиска этих опасных камней, говорится в отчете. Этот телескоп недавно столкнулся с сокращением бюджета и задержками.

«Защита Земли важна, — говорит Бетани Элманн, планетолог из Калифорнийского технологического института, входившая в состав руководящего комитета, — и при этом мы можем добиться хороших научных результатов».

Могут ли люди посетить Венеру? — Новости @ Северо-Восточный

Прямо здесь, в нашей Солнечной системе, царит ад, и группа северо-восточных студентов хочет отправить людей-исследователей, чтобы проверить его. Фото НАСА/JPL

Новости @ Северо-восточная домашняя страница

Могут ли люди посетить Венеру? Вот план сделать именно это.

0%

Далее

Венера общеизвестно токсична и мучительно горяча. Толстый, чрезвычайно кислый облачный слой покрывает скалистую планету, улавливая столько тепла, что температура поверхности достигает почти 900 градусов по Фаренгейту. Этого более чем достаточно, чтобы расплавить свинец.

Атмосфера Венеры настолько тяжелая, что давление на поверхности планеты более чем в 90 раз превышает земное. Это похоже на давление на глубине около 3300 футов в океане на нашей планете. На поверхности Венеры нет жидкой воды, а тысячи массивных вулканов, некоторые из которых все еще активны, отмечают нашу соседнюю планету.

Венера — настоящий ад.

Но группа северо-восточных студентов хочет послать людей-исследователей, чтобы проверить это. И их план принес им признание НАСА.

Их концепция миссии была выбрана в качестве финалиста в программе NASA Revolutionary Aerospace Systems Concepts — Academic Linkage , ежегодном конкурсе инженеров-проектировщиков университетского уровня для разработки инновационных решений для продвижения человека в освоении космоса. Команда продемонстрирует свой план миссии в конкурсном обзоре дизайна, представленном НАСА и лидерам аэрокосмической отрасли в июне.

«НАСА и другие космические организации отправились на Луну и Марс, которые являются тихими и холодными местами, тогда как Венера… там так много всего происходит, и это полностью отличается от того, к чему мы привыкли», — говорит Белен Оу, ведущий инженер. для проекта и по специальности машиностроение на Северо-Востоке. «По сути, это похоже на то, как я себе представляю ад. Это вызов».

Руководитель проекта К. Диллон Льюис (слева) и Мэтью Шретер работают над моделью проекта VALHALLA в Студенческом центре Карри. Фото Руби Валлау/Northeast University

Команда состоит из 14 членов клуба студентов Северо-восточного университета по исследованию и освоению космоса . Миссия, которая официально называется «Исследование атмосферы и земли Венеры: подход с малой задержкой с помощью человека», дает подходящую аббревиатуру: ВАЛЬГАЛЛА, намек на загробный дворец убитых воинов в скандинавской мифологии, которым правит бог Один. .

Миссия не поместит людей на поверхность Венеры — это невозможно сделать, не убив их. Вместо этого люди будут летать мимо планеты, чтобы поближе рассмотреть планету сверху, и управлять командой дронов, которые будут спускаться глубоко в жаркую атмосферу планеты и спускаться на поверхность.

Миссия будет состоять из двух волн. Перед пролетом людей космический корабль, получивший название «Фрейя » (в соответствии со скандинавской мифологией), должен был развернуть набор дронов-разведчиков, названных «Вороны». «Вороны» обследуют участки на Венере, чтобы ученые миссии могли лучше определить, куда отправить дроны для более тщательного изучения.

Затем, когда люди подберутся достаточно близко к Венере на своем космическом корабле Один, они прикажут Фрейе выпустить следующих механических посланников для спуска на поверхность Венеры: Волков. Каждый дрон Wolf будет оснащен камерами и датчиками для максимально подробного изучения поверхности, атмосферы и климата планеты, прежде чем он станет бесполезным в суровых венерианских условиях.

«Это просто жонглирование всеми этими различными ограничениями, чтобы получить идеальную середину: «Хорошо, все эти системы работают достаточно хорошо, чтобы продержаться три часа, может быть, пять, если нам повезет», — говорит Оу. «Это вопрос игры с вопросом: «Что выйдет из строя в первую очередь и как мы это исправим?»

Вот почему присутствие человека поблизости будет иметь решающее значение для миссии», — говорит К. Диллон Льюис, руководитель проекта VALHALLA и информатика и физика по специальности на Северо-Востоке. «Если вы находитесь рядом с Венерой и у вас там есть люди, вы можете быстрее принимать решения, действовать быстрее, и, особенно в отношении науки, если вы видите что-то интересное на Венере, они могут отреагировать на это намного, намного быстрее, чем если бы мы увидеть это на Земле».

Свету может потребоваться около 13 минут, чтобы добраться от Венеры до Земли, а это означает, что любая информация, полученная от миссии посланника, будет иметь как минимум такую ​​задержку. Но когда Один пролетит мимо Венеры, команда говорит, что данные могут появиться перед человеческими глазами всего за 10 секунд.

«Людям намного проще распознавать интересные научные особенности, чем машинное обучение или какой-то алгоритм, особенно на ранних этапах исследования», — говорит Льюис. «Я имею в виду, что мы не знаем, как выглядит поверхность, поэтому, если у нас на борту есть геологи, которые работают с ними, они могут заметить интересные особенности и подойти к ним, посмотреть на них, может быть, изучить их более подробно».

Венеру часто считают близнецом Земли, потому что эти два космических соседа похожи по размеру и оба состоят из скал. И ученые считают, что планета когда-то была намного больше похожа на нашу, но окружающая среда изменилась, и в результате процесса, называемого безудержным парниковым эффектом , Венера превратилась в ад, каким она является сегодня.

Изучение истории Венеры может иметь значение для понимания эволюции нашей собственной атмосферы здесь, на Земле, говорит Меган Галлахер, научный руководитель группы VALHALLA и специалист по биоинженерии в Северо-Восточном университете.

В дополнение к исследованию тайн Венеры, эта миссия доставит астронавтов в космос глубже, чем когда-либо до этого. При этом это предоставит ценную возможность изучить влияние космических путешествий на здоровье человека с учетом будущих поездок в другие места Солнечной системы. Таким образом, астронавтам также будет поручено проверять и контролировать свою физическую форму, здоровье, состав крови и другие показатели.

Команда VALHALLA представит свою концепцию миссии вместе с инженерными, научными и бюджетными планами НАСА и другим лидерам аэрокосмической отрасли 16 июня.

«Временами это кажется немного сюрреалистичным. Это — это НАСА», — говорит Галлахер. «Это просто поражает вас:« О, это огромное дело »».

Темы

Научная технология

аэрокосмический
Колледж науки
НАСА
пространство
Студенты за исследование и освоение космоса
Венера

Кредиты

Ева Боткина-Ковацки.

Почему НАСА игнорирует Венеру?

Две недели назад НАСА объявило о выборе двух новых миссий для исследования Солнечной системы. Психея полетит к одноименному металлическому астероиду, а Люси будет исследовать «троянские астероиды», которые путешествуют по орбитальному пути Юпитера. Миссии будут способствовать нашему пониманию происхождения Солнечной системы, и, по общему мнению, это достойные миссии. Однако, выбрав их, НАСА упустило шанс вернуться на Венеру, планету, остро нуждающуюся в исследовании.

Прошло уже целое поколение с тех пор, как агентство проложило курс на вторую планету от Солнца, и с учетом того, что эта последняя возможность миссии упущена, самым ранним сроком экспедиции, которая может быть запущена (в результате какого-то будущего процесса отбора), будет 2027 год — почти 40 лет с момента нашего последнего визита.

На протяжении веков невозможно было представить, что Венера окажется в таком затруднительном положении. В 18 веке Венера была организующей силой международной науки. Когда человечество, наконец, смогло протянуть руки к Солнечной системе, первым местом, куда оно потянулось, была Венера. Это была наша первая успешная планетарная встреча за пределами Земли, и это была первая планета, на которой разбились люди. Позже он примет нашу первую изящную посадку.

Венера и Земля практически близнецы. Они похожи по размеру, плотности, гравитации и внешнему виду. Они оба находятся в обитаемой зоне нашей звезды. Во всей галактике ученые не обнаружили других соседних планет, которые имели бы такое сходство. И все же где-то по пути Земля превратилась в космический рай для жизни, какой мы ее знаем, а Венера превратилась в пылающий ад. Под облаками серной кислоты цвета сиены парниковый эффект стал апокалиптическим. При температуре 850 градусов по Фаренгейту его поверхность горячее, чем Меркурий, хотя сама планета находится намного дальше от Солнца. Кусок свинца растаял бы на поверхности Венеры, как лед тает на Земле.

За последние годы космический телескоп Кеплер обнаружил более 3000 планет вокруг других звезд, многие из которых вращаются в обитаемых зонах, где вода может быть стабильной на поверхности планеты. Эти «Земли 2.0» — всего лишь пиксели света, находящиеся на расстоянии многих световых лет, и их трудно изучать. Удобно, что Земля 2.0 находится по соседству с нашей. Венера была океаническим миром на протяжении большей части своей истории. Поняв эту историю, ее сравнение с Землей и то, как она потеряла свою пригодность для жизни, мы могли бы лучше понять потенциально обитаемые экзомиры.

Кроме того, поскольку ученые и законодатели борются с изменением климата, они могут обратиться к Венере. «Я не хочу сказать, что Земля может превратиться в Венеру из-за глобального потепления», — говорит Боб Гримм, директор отдела космических исследований Юго-Западного научно-исследовательского института и председатель Группы анализа исследования Венеры. «Этого не произойдет. Чтобы сделать атмосферу Венеры такой адской, требуется много углекислого газа. Но это лежит в континууме, в спектре того, как CO2 в атмосфере влияет на планетарные климаты. Земля не собирается превращаться в Венеру, но у Венеры есть уроки по эволюции климата для Земли, на которые мы должны обратить внимание».

Так многому предстоит научиться на планете, расположенной так близко к Земле, почему же тогда НАСА остановило исследование Венеры? С одной стороны, денег не хватает. НАСА получает половину 1 процента федерального бюджета, и лишь часть этой суммы идет на науку о планетах. Во-вторых, исследовать другого нашего соседа, Марс, гораздо проще, чем Венеру. Марс не плавит свинец. Продолжительность жизни марсоходов сейчас измеряется десятилетиями. Между тем, любая роботизированная миссия на поверхность Венеры будет короткой и жестокой. Более того, у Марса есть романтическая привлекательность, которой никогда не будет у Венеры. Люди однажды ступят на Марс и, возможно, поселятся там.

Третьим и, возможно, самым разрушительным фактором, препятствующим исследованию Венеры, является настойчивое стремление НАСА найти доказательства существования внеземной жизни. Вопрос о том, одни ли мы во Вселенной, слишком мучителен, чтобы агентство могло ему сопротивляться. Вот почему эти марсоходы в первую очередь находятся на Марсе: чтобы определить обитаемость, а с марсоходом Mars 2020 — найти жителей. Лозунгом марсианской программы уже давно является «следуй за водой», потому что там, где есть вода, может быть и жизнь. Недавно созданная агентством программа Ocean Worlds преследует схожие цели, и некоторые полушутя говорят, что мы должны отправиться на Европу, чтобы «следовать за китами».

Помимо планет и лун, последнее увлечение НАСА малыми телами также напрямую связано с вопросом о жизни. Многие ученые считают, что воду впервые принесли на Землю астероиды и что астероиды и кометы доставили нам основные строительные блоки жизни: аминокислоты и их предшественники. Все это оставляет бедную палящую Венеру в дураках. Его поверхность почти наверняка безжизненна, и в лучшем случае существует ничтожная вероятность наличия бактерий в его облаках.

«Если вы сосредоточитесь только на Марсе, если вы сосредоточитесь только на Европе, вы этого не поймете».

Эллен Стофан, которая две недели назад ушла с поста главного научного сотрудника НАСА, говорит, что изучение экзопланет вводит Венеру в миссию НАСА, ориентированную на жизнь. «Мы находимся в фазе рассмотрения этих внесолнечных планет и говорим: теперь подождите минутку — Венера может рассказать нам что-то действительно важное о том, почему Земля пригодна для жизни, а Венера — нет».

В начале истории Венеры, объясняет она, на поверхности этой планеты был океан. Развивалась ли жизнь в этот промежуток времени? Земля была пригодна для жизни около 3,9миллиард лет. Марс был пригоден для жизни примерно 500 миллионов лет. Сегодня Европа может быть обитаема. «Это вопрос, над которым мы сейчас действительно бьемся, — говорит Стофан. «Дело не только в том, являетесь ли вы потенциально обитаемой планетой, но и в том, как долго длился этот период обитаемости? Жизнь захватила? Оно сохранилось?» Венера помогает ответить на эти вопросы.

«Если вы сосредоточитесь только на Марсе, если вы сосредоточитесь только на Европе, вы этого не поймете. Нам нужна более широкая программа», — говорит она.

НАСА не может позволить себе добавить в свой портфель еще одну многомиллиардную миссию. Поэтому сообщество Венеры сосредоточилось на сложных миссиях класса Discovery стоимостью 450 миллионов долларов. В последнем процессе отбора Discovery шансы были в их пользу. Десятки концепций были сужены до последних пяти, и двумя из этих финалистов были миссии на Венеру. Когда НАСА объявило, что затем профинансирует две миссии «Дискавери», казалось, что Венера должна увидеть наше возвращение. В худшем случае будет одобрена одна миссия на Венеру, но после 28 лет бездействия этого будет достаточно.

Когда НАСА объявило о выборе двух миссий к астероидам и нулевой миссии к Венере. Стофан, исследователь Венеры, которая отказалась от участия в процессе, говорит, что она была искренне удивлена ​​результатами, хотя описывает миссии на астероиды как «действительно отличные» с превосходными главными исследователями. В будущем она опасается, что НАСА скоро обнаружит, что у нее не останется никого, кто имел бы опыт работы с венерианскими миссиями, а в мире не останется никого, кто когда-либо действительно работал на поверхности Венеры. «Меня очень беспокоит то, что опыт все еще существует, но он уходит. Если у нас не будет миссий на Венеру, ее точно не будет. Мы что-то потеряем. Мы потеряем эту возможность, и это очень прискорбно».

Планетарное исследование — скоропортящийся навык на институциональном уровне. НАСА хорошо справляется с посадкой космических аппаратов на Марс, потому что его инженеры делают это уже давно. Инженерные трофеи успеха, уроки, извлеченные из неудач, и « Мы не сделали этого в прошлый раз, потому что… » разговоры за чашкой кофе и на совещаниях так же важны для возможностей исследования, как и сохраненные чертежи AutoCAD.

В случае с Венерой главная проблема, стоящая перед инженерами, — безжалостная тепловая среда планеты. Когда венерианские ученые формулируют новые предложения по посадочной миссии, они обращаются к людям, которые работали на NASA Pioneer-Venus, который отправил зонды на поверхность Венеры в 1978. Разговаривают с русскими, высадившими зонды «Венера» ​​и «Вега». Другими словами, они разговаривают с людьми, которые действительно выполнили свою работу. Но ветеранов поверхности Венеры становится все меньше.

Дэвид Гринспун, старший научный сотрудник Института планетарных наук и автор книги «Земля в руках человека» , также указывает на то, как отсутствие миссий на Венеру влияет на планетарное научное сообщество в целом. «Существует странный эффект обратной связи: когда у вас где-то есть куча миссий, вы создаете сообщество ученых, которые инвестируют и заинтересованы в выполнении таких миссий. Вы воспитали целое поколение аспирантов, чьи советники работали над марсианскими миссиями, которые впоследствии стали новыми учеными в сообществе, и они хотят предложить полеты на Марс.

Он продолжает: «Сообщество Венеры сократилось, потому что там не было никаких миссий, поэтому не было финансирования, поэтому не так много людей писали статьи, обучали студентов, проводили встречи — сообщество как-то рассеялся и немного засох». Против возвращения на Венеру также работает упор НАСА на «наследие» при разработке миссии. «Так вы избегаете риска», — говорит Гринспун, который также был соисследователем одного из предложений по Венере, переданных НАСА. «Вы используете проверенные технологии. Наследием для предложений входа на Венеру [атмосферных] является Pioneer-Venus в 1979! Понятно, что если вы чем-то не занимаетесь, то специалистов в этом меньше».

Все надежды еще не потеряны. Европейское и японское космические агентства осуществили очень успешные орбитальные миссии к Венере в 2005 и 2010 годах соответственно. Эти миссии продвинули науку об атмосфере Венеры и предоставили сообществу новые данные для публикации статей. Однако сейчас необходима наземная миссия, которая поможет объяснить невероятно сложное взаимодействие венерианской поверхности и атмосферы. Следующим шансом ученых для одобрения концепции миссии является объявление о возможности миссии среднего класса New Frontiers, опубликованное в прошлом месяце НАСА.

«​Я очень рад, что другие народы подстраховываются, и кто-то с Земли обратил внимание на Венеру, — говорит Гринспун. Однако, чтобы привлечь внимание, в котором он нуждается, кому-то придется построить посадочный модуль. У НАСА есть технические возможности для этого, но окно закрывается. Когда он закроется, у нас останется множество идей, стопка выцветающих чертежей и никакой уверенности.

Уран: Почему мы должны посетить самую нелюбимую планету

Загрузка

Космическая станция | Космос

Уран: почему мы должны посетить самую нелюбимую планету

Ричард Холлингем, 25 августа 2014 г.

Уран всегда оставался за бортом, когда дело доходило до миссий к нашим ближайшим соседям. Но сейчас предпринимаются серьезные попытки посетить этот ядовитый газовый гигант, пишет Ричард Холлингем.

T

Объект бесчисленных шуток, Уран почти наверняка самая нелюбимая планета в нашей Солнечной системе. Кажется, всегда упускают из виду, когда рассылаются приглашения на миссии.

Космические корабли отправлены к Меркурию, Марсу, Венере, Сатурну и Юпитеру. Есть даже один на пути к Плутону, не являющемуся планетой. Уран только когда-либо подходил для планетарного эквивалента президентского пролета мимо, когда «Вояджер-2» промчался мимо на пути к краю Солнечной системы в 1986 году. an-us» в вежливых астрономических кругах) не заслуживает своей унылой или комической репутации. На самом деле это одна из самых интересных, захватывающих и совершенно странных планет, которые мы знаем.

«Уран действительно выделяется, — говорит планетолог из Оксфордского университета Ли Флетчер. «Это чудак среди имеющейся у нас коллекции типов планет».

Космический зонд NASA «Вояджер-2» пролетел мимо Урана в 1986 году (Science Photo Library)

Обладая объемом в 60 раз больше Земли, Уран представляет собой сжатую массу токсичных газов, включая метан, аммиак и сероводород, окружающую небольшое каменное ядро .

«У нас нет твердой поверхности ни на одной из этих планет-гигантов, — говорит Флетчер. «Нет резких границ, не на чем стоять или плыть, но есть непрерывный переход от газа к жидкости и к какому-то твердому веществу».

«Интересная» атмосфера

Уран, окруженный 26 маленькими лунами, несколькими слабыми кольцами и слабым магнитным полем, кажется перевернутым на бок. У каждой планеты есть небольшой наклон, когда она вращается — это дает нам наши времена года — но, в отличие от любой другой планеты в Солнечной системе, Уран вращается вокруг оси, направленной почти прямо на Солнце. Что-то, что Флетчер описывает как «действительно странное».

«Представьте себе мир, где зима длится 42 земных года, и вы не видите Солнца ни разу за это время», — говорит он. «У вас есть такая ситуация, когда атмосфера не нагревается десятилетиями, и это может привести к некоторым действительно интересным атмосферным свойствам».

Флетчер входит в состав международной команды, которая считает, что Уран слишком долго оставался без внимания. Эта группа космических ученых и инженеров из Европы, Соединенных Штатов и ряда других стран, включая Японию, работает над предложением миссии стоимостью 600 миллионов долларов для Европейского космического агентства (ЕКА) с целью отправки космического зонда в течение следующего 10 лет, чтобы понять, почему Уран такой странный. Миссия исследует атмосферу, магнитное поле и сделает подробные снимки этого странного мира.

Уран имеет объем в 60 раз больше Земли (Science Photo Library)

Сравнивая древний бульон из законсервированных газов в атмосфере Урана с Землей или Юпитером, они также надеются лучше понять, какими были условия, когда формировалась Солнечная система.

«Думайте об Уране как о недостающем звене, — говорит Флетчер. «Миссия, которая смогла исследовать внутреннюю структуру планеты, определить состав атмосферы и понять, как развивается атмосфера, позволила бы нам собрать головоломку о том, как формируются планеты».

«Я бы сказал, — добавляет он, — что если мы не можем понять, как сформировались планеты в нашей Солнечной системе, будет довольно сложно сделать то же самое для планет вокруг других звезд».

Эпическое путешествие

Однако есть веская причина, по которой за всю историю освоения космоса только одна миссия посетила Уран: это чрезвычайно сложно.

Для начала планета находится почти в трех миллиардах километров (1,8 миллиарда миль) от Солнца — в 20 раз дальше, чем Земля. В результате любому космическому кораблю потребуется до 15 лет, чтобы добраться туда.

Поскольку солнечный свет на таком расстоянии настолько слаб, что миссия не солнечная, ей придется использовать ядерный источник энергии, который сложнее построить и эксплуатировать.

Европейское космическое агентство (ЕКА) дало ученым срок до января 2015 года для разработки плана миссии (ЕКА/Википедия)

Существует также вопрос о том, как вы общаетесь и получаете данные с космического корабля, который до сих пор прочь. Поместить гигантскую тарелку сбоку или построить огромный приемник на Земле? Или оба?

Другим серьезным препятствием является задача сохранить вместе миссию, инженерную и эксплуатационную группы в течение примерно десяти лет между запуском и прибытием на планету.

Все это еще до того, как вы начнете думать, какие инструменты поставить на борт.

«Глобальный импульс»

Несмотря на то, что космические агентства считают миссию Урана приоритетом, предыдущие предложения ЕКА и НАСА бесследно провалились, включая план европейской команды 2010 года, известный как «Первооткрыватель Урана». Так что же заставляет их думать, что этот последний отличается?

«В 2010 году мы не проработали все детали, — признается Крис Арридж из Университетского колледжа Лондона, один из руководителей команды Урана, в разговоре со мной на совещании по планированию миссии в Вашингтоне, округ Колумбия.

«На этот раз у нас очень хорошо развито понимание науки, которой мы хотим заниматься, и инструментов, которые мы хотим взять с собой».

У ученых есть время до января 2015 года, чтобы представить в ЕКА подробное предложение о миссии. «Это огромный объем работы — нам нужно продумать все, от того, какую ракету мы запускаем, до того, на какую орбиту мы выходим и какие инструменты мы берем с собой», — говорит Арридж.