Есть ли конец у космоса: Начало без конца. Ученые рассказали, есть ли предел у космоса

«Колонизация космоса — это билет в один конец» – Огонек № 20 (5565) от 27.05.2019

Есть у России шанс выиграть вторую лунную гонку, в которой с ней конкурируют не одна, а целых четыре державы? Что за жизнь может скрываться под плотным кольцом облаков на Венере? Есть ли шанс защититься от жесткого космического излучения? Как укрыться от выбросов солнечного вещества и чем оно нам грозит? О космических перспективах России и человечества в эксклюзивном интервью «Огоньку» рассказал научный руководитель Института космических исследований (ИКИ) РАН академик Лев Зелёный.

У российской космонавтики есть шанс вернуть былое лидерство. Если, конечно, звезды сойдутся

Фото: Евгений Гурко, Коммерсантъ  /  купить фото

Беседовала Елена Кудрявцева

«Огонек» в рамках совместного медиапроекта со Сколковским институтом науки и технологий продолжает публикацию цикла интервью с ведущими отечественными физиками. В № 37 за 2018 год была опубликована беседа с Владимиром Захаровым; в № 39 за 2018 год — с Ильдаром Габитовым; в № 45 за 2018 год — с Валерием Рубаковым; в № 2 за 2019 год — с Альбертом Насибулиным, в № 11 за 2019 год — с Алексеем Старобинским.

В кабинете главного российского специалиста по исследованию космоса висит большая, в полстены, репродукция картины «Новая планета» художника Константина Юона из Третьяковки, написанной в 1921-м, посреди разрухи и хаоса. Маленькие темные фигурки мечутся на фоне черно-желтого неба и воздевают руки к грозно нависающим над ними планетам.

— Картина написана по мотивам 1917-го, вероятно, так художник чувствовал разлитое в воздухе напряжение,— говорит академик Лев Зелёный.— Но если отвлечься от времени, она про то, что космические факторы чрезвычайно активно влияют на нас. Я большой поклонник выдающегося русского ученого Александра Чижевского, который одним из первых начал развивать мысль, что все процессы на Земле, включая революции, нашествия саранчи, эпидемии и погодные катаклизмы, моделируются солнечной активностью. Александр Леонидович предвосхитил открытие солнечного ветра, существование которого было доказано лишь с началом работы первых спутников. Сегодня мы имеем огромное количество статистических подтверждений этого тезиса, понимаем все нюансы воздействий Солнца на различные технические системы, но вот полностью разгадать механизмы этого воздействия на человека пока не можем. Именно этой наукой, кстати, я занимаюсь большую часть жизни.

— И как называется эта наука?

— Физика солнечной и космической плазмы. У нас в Институте космических исследований не первый год проходит конференция, по итогам которой мы издаем сборник «Плазменная гелеобиофизика». Название отражает наши главные темы. С одной стороны, мы занимаемся физикой Солнца: вспышками, выбросами корональной массы (речь идет о выбросах вещества из солнечной короны.— «О»), протуберанцами и солнечными магнитными полями. С другой — смотрим, как эти процессы отражаются на Земле: изучаем магнитные бури, полярное сияние, космическую погоду, влияние космоса на человека. Эти явления важно знать не только для решения абстрактных физических задач, но и с чисто практической точки зрения.

—А сам посыл о тесной взаимосвязи между космосом и различными, в том числе и социальными, процессами на Земле сегодня принят учеными?

— Это и по сей день вызывает споры. У нас по этой тематике защищалась Тамара Бреус. Защита проходила очень тяжело, шел уже девятый час обсуждений, но в конце вышел главный врач Московской скорой помощи и сказал: «Вы можете спорить о том, как именно это работает, но, когда дается прогноз большой магнитной активности, я своим сотрудникам отгулы и отпуска не даю, потому что точно вызовов будет на 25–30 процентов больше».

— А что такое прогноз магнитной активности?

— Во время солнечной активности происходят мощные выбросы солнечного вещества в космос. Они достигают Земли за несколько дней, проникают в нашу магнитосферу, создают сильные токи, которые меняют магнитное поле на поверхности Земли. Прогнозом таких явлений, а пока они еще не точные, занят ряд лабораторий, в основном Институт прикладной геофизики Росгидромета. Своя служба у авиаторов, у Роскосмоса, у военных. Мы тоже, но в рамках фундаментальной науки: изучаем механизмы глобальных космических процессов и их влияние на Землю.

— А зачем такое прогнозировать в принципе, Лев Матвеевич? Ведь солнечные выбросы — это не дождь, от которого можно защититься, прихватив зонт из дома.

— Прогнозировать нужно. Если прямое влияние солнечных выбросов на человека мы можем продемонстрировать только статистически, то их влияние на технику постоянно фиксируем и его механизмы в целом понимаем. Представьте: в 2015-м после магнитной бури в Швеции пропали с радаров самолеты над южной частью страны. Началась паника, диспетчеры экстренно сажали все самолеты… Огромный вред несут такие выбросы спутникам, особенно тем, которые находятся на геостационарных орбитах и слабо защищены магнитным полем. При мощных выбросах у них в лучшем случае сбивается телеметрия, в худшем — они целиком выходят из строя. Это крайне важно учитывать, ведь значительная часть этих космических аппаратов имеет двойное назначение.

— А почему на Земле в первую очередь страдают северные районы? Читала, что недавно буря вывела из строя светофоры и те сами начали переключаться с красного на зеленый…

— Да, магнитное поле Земли сейчас (!) так устроено (магнитный и географический полюса находятся относительно недалеко друг от друга), что потоки солнечных частиц попадают в окрестности магнитных полюсов, достигают атмосферы Земли и создают особые овалы полярных сияний в Северном и Южном полушариях, которые целиком даже можно увидеть только из космоса. Для России до последнего десятилетия это было не так актуально, как, скажем, для Канады, потому что у нас на Севере не было сильно развитой инфраструктуры, за исключением Мурманска и Архангельска. Теперь это важно, тем более что к России со скоростью примерно 20 километров в год движется Северный магнитный полюс. С начала XVII века он располагался на границах с нынешней канадской Арктикой, а теперь эта магнитная шапка, «нахлобученная» на Землю, движется к нам. Это добавит нагрузку на инфраструктуру и таит угрозу для всех протяженных технических систем, от ЛЭП до нефтепроводов, которые, по сути, представляют собой очень длинные проводники.

Я люблю пошутить, что, как говорил Владимир Ильич, в ХХ веке центр революционной активности сместился в Россию, а в ХХI веке к нам пожаловал уже и центр магнитной активности.

—И что можно сделать?

— Повлиять на Солнце мы, конечно, не можем, но, если заранее выключать спутники, они будут менее уязвимы. То же и с наземной инфраструктурой, если в особо острые моменты выключать нагрузку, дополнительное магнитное поле не будет перегружать системы и аварий не будет. Сейчас это научились регулировать. В 2000-м, когда активность Солнца была очень высока, пострадало много спутников. Но некоторые удалось сохранить как раз благодаря прогнозам: их ввели в спящий режим на время прохождения облака частиц и тем сэкономили десятки миллионов долларов.

Под солнечным парусом

—Главный предмет вашего научного интереса — космическая плазма. Как далеко продвинулась наука в ее изучении?

— Первые открытия были сделаны почти 60 лет назад, после запуска первого искусственного спутника: выход научных приборов в космос позволил «прикоснуться» к космической среде. До этого ученые совершенно не представляли, как она будет себя вести. А самое громкое открытие тех лет, славу которого до сих пор не могут поделить российские и американские ученые, связано с обнаружением радиационных поясов Земли. Сейчас их называют пояса Ван Аллена и Вернова. А чуть позже, в 1959–1961 годах, советские автоматические станции «Луна-1», «Луна-2» и «Венера-1» впервые экспериментально — при прямом измерении параметров межпланетной плазмы — подтвердили существование солнечного ветра.

Лев Зеленый — физик с мировым именем, академик РАН, один из самых цитируемых российских ученых

Фото: Евгений Гурко, Коммерсантъ

— Вы тогда занимались наукой?

— Я пришел в Институт космических исследований в конце 1960-х. Помню, мне попалась книжка «Солнечный ветер»: она меня захватила, и я уже представлял себе яхты с парусами, скользящие между Землей и Солнцем. Правда, потом оказалось, что солнечный ветер — это поток плазмы, который до того разрежен, что содержит всего несколько частиц в кубическом сантиметре. Поэтому он паруса надувать не может, а вот давление света — может. Так что научное и инженерное сообщество сегодня вполне серьезно рассматривает идеи яхт на солнечных парусах.

В то время в физику космической плазмы пришло много выдающихся ученых, до того занимавшихся проблемой управляемого термоядерного синтеза. Задачи были в чем-то схожи: в обоих случаях речь шла о высокотемпературной, достаточно разреженной плазме. Но, как известно, удержать плазму сколько-нибудь значимое время, чтобы началась термоядерная реакция, идущая с выделением громадной энергии, ученым не удается даже сейчас в самых современных устройствах — токамаках. И многим стало понятно: нужно уходить в смежные области. Тут как раз начался период экспериментов в космосе, благодаря которым можно было понять, как ведет себя плазма в космосе. Это очень красивая физика, которой я начал в те годы заниматься под руководством тогда еще молодого доктора наук, а потом и академика Альберта Галеева.

— Один из самых известных экспериментов в этой области — «Интербол». Что он дал науке?

— Этот эксперимент в 2000-е годы открыл эру многоспутниковых измерений. Понимаете, когда вы измеряете космическую среду в одной точке, установить причинно-следственные связи невозможно: все течет, все меняется и в пространстве, и во времени. А вот с помощью четырех космических аппаратов мы изучали, как солнечный ветер движется в межпланетном пространстве и как это отражается на магнитосфере Земли. Удалось измерить магнитные поля, которые солнечная плазма создает в различных областях космического пространства. А исследование таких тонких физических моментов дало толчок развитию прогноза космической погоды. Правда, как обычно, выяснялось, что на самом деле все намного интереснее и сложнее, чем мы думали поначалу. В целом проект дал очень много для понимания структуры магнитосферы и в особенности процесса пересоединения. Эти исследования продолжаются уже в более малых масштабах, с помощью многоспутниковых систем космических аппаратов европейского проекта CLUSTER и проекта MMS NASA.

Академик Лев Зелёный рядом с космическим аппаратом «Прогноз». Такие спутники были частью проекта «Интербол»

Фото: Евгений Гурко, Коммерсантъ

— А что такое пересоединение?

— Это важнейший процесс, от него зависит, как конкретно будет двигаться космическая плазма, например мощный поток солнечной плазмы. Представьте груженый товарный поезд, который во время войны должен доставить снаряды. И вот, скажем, партизан, как часто мы видели в военных фильмах, пробирается на станцию и переключает стрелку. От этого малого усилия зависит исход всей операции: получат ли враги снаряды или поезд пойдет в тупик и разобьется. Так вот, пересоединение — тонкий процесс именно такого рода. Стрелка здесь — небольшая область, где земное магнитное поле взаимодействует с магнитными полями, которое солнечный ветер приносит от Солнца. От того, как пройдет это взаимодействие, зависит, обрушится ли вся мощь солнечного ветра на Землю или отклонится в сторону и аккуратно обойдет земную магнитосферу с боковых сторон. Это как волшебный ключик, который открывает или запирает ворота для входа мощнейшего потока солнечной энергии. В первом случае мы получим сильные магнитные бури, излишнюю нагрузку на линии электропередачи, поврежденные спутники, недомогания у множества людей, во втором все останется более или менее спокойным. В первом случае нужно срочно обеспечить сохранность важных технических систем. Надо, конечно, сказать, что в первом случае природа вознаграждает нас величественной мистерией полярных сияний, переливающихся всеми красками и заполняющими почти все северное небо.

— Можно ли измерить эти процессы и дать прогноз?

— Сложность в том, что параметры этого потока нужно измерить прямо перед тем, как он устремится к Земле. Для этого спутник нужно «подвесить» в особых точках, где гравитация Земли и Солнца примерно равны. Тогда прогноз космической погоды, который обычно очень приблизителен, повышается почти до стопроцентной точности. Правда, сделать его можно минут за 40 до события. Сейчас есть несколько американских космических аппаратов, которые проводят такие измерения. Мы пользуемся зарубежными данными, хотя ИКИ не раз предлагал сделать отечественный спутник для такого прогноза.

— Можно ли увеличить время предсказания?

— Есть несколько идей, например, мы предлагали разместить ближе к Солнцу аппарат с большим солнечным парусом. Солнечное давление на этот парус будет эффективно уменьшать гравитационное притяжение Солнца, и позиция, где можно разместить такой монитор солнечного ветра, сместится ближе к Солнцу. Это, в принципе, позволит увеличить время прогноза примерно вдвое. Основная проблема — сделать парус. Мы построили экспериментальную модель вместе с НПО им. Лавочкина. Солнечный парус представлял собой тонкую — в 5 микрон толщиной — полиэфирную пленку, покрытую с одной стороны субмикронным слоем алюминия. К сожалению, вся конструкция канула в Лету: аппарат погиб при запуске и утонул в Баренцевом море, а сделать новый нет средств.

— Одно из направлений вашей работы связано с суббурями. Что это за явление?

— Это возмущения геомагнитного поля Земли, которые рождаются в хвосте магнитосферы — очень протяженной области за Землей, образующейся при вытягивании силовых линий магнитного поля Земли в антисолнечном направлении. Мы смогли объяснить это уникальное природное явление, связав его со свойствами токовых слоев, которые образуются в центре магнитосферного хвоста. В 1970-х годах считалось, что хвост магнитосферы — это, по сути, один толстый токовый слой. Сейчас понятно, что он напоминает гигантскую космическую матрешку: тонкий слой электронных токов вложен внутрь более широкого тока протонов, затем в слой ионов кислорода и, наконец, внутрь плазменного слоя. Иными словами, чтобы определить, как будут развиваться события и как долго такой слой сможет удерживать накопленную магнитную энергию, прежде чем произойдет взрыв (начнется магнитная суббуря), нужно изучать, как ведет себя самый глубинный слой частиц. Интересно, что эта теория верна не только для Земли, но и для других планет. Благодаря недавним данным, полученным со спутников, мы теперь знаем, что подобные слои есть и у Марса, и у Венеры. Иначе говоря, речь идет об универсальном явления, присущим плазме вообще.

В один конец

— Как вы относитесь к мнению, что сегодня пилотируемая космонавтика не нужна в принципе? Вы ведь и сами подчеркиваете: космос — слишком агрессивная для человека среда.

— Вопрос хороший, но на него нет простого ответа. Космос действительно враждебная среда, и человек никогда не сможет к ней приспособиться. Я дружу с известным патриотом лунных поселений Бернардом Фоингом (исполнительный директор Международной рабочей группы по Луне ЕКА.— «О»). Мы с ним часто спорим о том, как будет проходить освоение Луны. На мой взгляд, перелет на любое небесное тело и тем более его колонизация — это дорога в один конец. Если человек проживет в поселении на Луне хотя бы год, он уже не сможет вернуться на Землю. Это описал еще Герберт Уэллс в книге «Первые люди на Луне». Как известно, на Луне намного слабее гравитация, и, чтобы остаться в прежней физической форме, человек вместо работы будет проводить все время в мучительных тренировках. Если этого не делать, мы получим иное человечество: чтобы потомки первых переселенцев смогли вновь жить на Земле, им понадобятся особые экзоскелеты.

В общем, я думаю, что ближний космос, включая Луну и Марс, станут неким пространством для частичного освоения человеком, а более дальние космические объекты нам недоступны в принципе. Мы не только не сможем их колонизировать, но и даже добраться до них. К Юпитеру, Сатурну и его спутнику — Титану нужно отправлять роботов, а затем на основе изображений, полученных в этих полетах, создавать дополненную виртуальную реальность.

— Для России сегодня в приоритете Луна. Что, кроме слабой гравитации, препятствует ее освоению?

— Радиация и токсичная лунная пыль. Последнее — специфическое явление. Луна бомбардируется крупными и мелкими метеоритами, которые, как садовник граблями, рыхлят ее поверхность. За миллиарды лет она покрылась слоем такого раздробленного и разрыхленного вещества. Частицы лунной пыли совсем небольшие, размером с долю микрона, но в отличие от частиц земной пыли у них очень острые края, а сами пылинки по форме напоминают японские метательные ножи. Потому что на Земле есть сглаживающее влияние воздуха, а там — вакуум. А самое опасное в лунной пыли — токсичность для человека. Ее свойства сейчас изучают медики, но образцов пыли недостаточно, поэтому делают аналоги.

— Когда об этой проблеме заговорили впервые?

— Я еще школьником читал «Лунную пыль» Артура Кларка — о том, как космический аппарат тонет в океане рыхлой лунной пыли. Интересно, что когда в СССР разрабатывали модели первых лунных станций, то всерьез рассматривали возможность существования океанов из пыли. Так что некоторые станции были спроектированы как поплавки. Но затем наш легендарный конструктор Сергей Королёв написал на таком чертеже: «Не надо, Луна твердая». Как он это понял — неизвестно, видимо, сработала интуиция. Хотя сейчас мы знаем: на Луне есть и многометровые моря пыли, но в этих местах пока никто не садился.

— Как повела себя пыль во время посадки «Аполлонов»?

— Она немного, на несколько сантиметров, подмялась. Но с проблемой пыли столкнулись сами космонавты. Они писали, что это какое-то странное вещество, пахнущее серой, как бы и твердое, и мягкое одновременно, очень липкое, будто частицы связаны друг с другом. В итоге они никак не могли избавиться от пыли, она набилась во все щели корабля, в скафандры, оказалась на рубашках, вызывала раздражения на коже.

— А почему липкая? На Земле же пыль рассыпчатая.

— Это очень интересный вопрос. Дело в том, что на Луне мы имеем дело с особой пылью, частицы которой заряжены, фактически это пылевая плазма. Луна постоянно бомбардируется частицами солнечного ветра — заряженными протонами и ионами. Фотоны солнечного электромагнитного излучения также выбивают электроны из атомов в поверхностном слое и из самих пылинок, поэтому и поверхность Луны, и висящая над ней пыль электризуются, то есть приобретают электрический заряд и соответственно потенциал. А вот на темной стороне Луны такого потенциала нет. Из-за такой разницы вблизи терминатора (условная линия, разделяющая светлую и темную стороны Луны.— «О») происходят постоянные движения вещества, напоминающие бури. При этом, поскольку сами пылинки тоже электризуются, над заряженной поверхностью Луны «левитируют» заряженные частички пыли. Но в отличие от обычной плазмы, где есть ионы и электроны, в этой плазме — заряженные пылевые частички, которые в миллиарды раз тяжелее протона и соответственно имеют громадный (по сравнению с электроном) электрический заряд. То есть, когда мы говорим о поверхности Луны, точнее, об экзосфере Луны, нужно понимать, что это очень сложная система, где все заряжено: и пылинки, и поверхность, и человек, который будет там находиться. Мы планируем, что в рамках лунной миссии отправим приборы, которые будут исследовать свойства самих пылинок и электрические поля, которые при этом создаются.

Академик Зеленый — один из самых авторитетных ученых мира в области физики космической плазмы, физики солнечно-земных связей, нелинейной динамики и исследования планет

Фото: Евгений Гурко, Коммерсантъ

— Вы говорите, что пыль плохо изучена. Но неужели ее не было в 300 килограммах грунта, которые доставили с Луны американцы? Или дело в том, что они не особо делятся образцами?

— Немного пыли там, конечно, есть, и именно поэтому мы кое-что знаем о ее свойствах и элементном составе, но пыль надо изучать в динамике. Именно это мы и собираемся делать на наших посадочных аппаратах. После доставок лунного грунта тремя советскими аппаратами и полетов «Аполлонов» было соглашение между Американской академией наук и отечественным Институтом геохимии им.  Вернадского об обмене фрагментами лунного вещества. Речь шла, конечно, о граммах: к лунному веществу относятся очень аккуратно. Другое дело, что сегодня, спустя 50 лет, в этих самых образцах можно найти удивительные вещи. Например, в грунте, доставленном нашими «Лунами», обнаружены микроскопические водные вкрапления, что совершенно неожиданно для тех приэкваториальных областей, откуда доставлялся грунт. Новые методы анализа могут существенно изменить наши представления о происхождении Луны.

— Каким образом?

— Сегодня считается, что Луна — это, по сути, наш седьмой континент. Скорее всего она сформировалась в результате сильного столкновения Земли с каким-то другим крупным телом (иногда его называют планетой Тейя), которое как ножом срезало верхние земные слои и отбросило их в космическое пространство.

— С этими открытиями и связан нынешний ажиотаж вокруг Луны? Ведь про нее забыли почти на полвека…

— Все развивается по спирали, мы вернулись в ту же точку на новом витке.

Все понимают: лунная гонка 1970-х в каком-то смысле была преждевременной. То, что в итоге столь много получилось и у США, и у СССР, просто фантастика. Но на том марафоне обе сверхдержавы реально выдохлись.

Сегодня же Луна стала неким входным билетом в космический клуб. Для азиатских «тигров» вроде Китая, Индии, Японии — это повод заявить о себе как о космической державе. Пока Китай с его успешной посадкой аппарата на обратной стороне — лидер лунных исследований, а нам остается только завидовать, тем более что мы прекрасно знаем коллег из Китая, они много раз были у нас в институте.

—Считается, что и китайцы неохотно взаимодействуют с конкурентами.

— Это не совсем так, они предлагали поставить на свой аппарат наши приборы, но у нас, к сожалению, опять все увязло в бюрократических согласованиях в родном Роскосмосе. Мы еще будем работать с китайцами, но постепенно они становятся самодостаточными.

Не так давно, кстати, была возможность подать заявки на индийский аппарат, который летит к нашей любимой Венере. В результате российское участие было одобрено. Индийцы часто приглашают западных исследователей к сотрудничеству, их лунный аппарат «Чандраян» дал очень хорошие результаты. Он успешно доставил на орбиту Луны американские приборы, что для Индии великое достижение.

— Есть ли разница в конечной цели исследований Луны Россией, США, Китаем и Индией?

— У каждого свои цели и при этом все жалуются, что у них на эти цели не хватает денег. Для NASA до недавнего времени Луна не была приоритетом, так как США шли широким фронтом, не обходя вниманием ни один космический объект. Но, похоже, с приходом Трампа ситуация изменилась и значительная добавка к бюджету выделена как раз на новые полеты космонавтов на Луну. Китай объявил целью построение на Луне своего поселения. А для России Луна — научная цель номер один. Основной наш интерес связан с полюсами Луны, где обнаружены запасы льда. Для России это стратегически правильно, потому что таким широким фронтом, как хотелось бы, наша страна идти не может. Надо выбрать направление, где мы сможем стать одним из лидеров.

— А как же проект «Спектр Рентген-Гамма» (СРГ) с его главной миссией — созданием карты Вселенной? Он должен быть запущен уже в июне этого года.

— Давайте смотреть на вещи трезво, мы можем успешно работать на этом поле, но все-таки технология астрономических экспериментов ушла так далеко, что нам в ближайшее время тут стать лидерами трудно. В проекте СРГ все-таки главный прибор — немецкий телескоп eROSIT. Но СРГ, я уверен, станет ярким событием, ведь в тандеме, дополняя друг друга, eROSIT будет работать вместе с российским рентгеновским телескопом АРТ-ХС.

Также я всегда был большим сторонником исследования Европы — спутника Юпитера. Это уникальное небесное тело, на котором подо льдом находится настоящий океан. В начале 2000-х мы всерьез занимались разработкой проекта посадки аппарата на Европу. Но сейчас оказалось: там такая страшная радиация, что у нас нет электроники, способной ее выдерживать. А вот Луна нам подходит идеально.

Эксперимент «Интербол» (на заднем плане — аппарат из этого проекта) в 2000-е годы открыл эру многоспутниковых измерений

Фото: Евгений Гурко, Коммерсантъ

— Чем же она подходит, если мы там были последний раз полвека назад?

— У России до сих пор два больших преимущества: пилотируемая космонавтика и космическая медицина. Исторически у наших медиков учится весь мир, включая американцев и китайцев. Мы разработали методы, которые позволяют человеку возвращаться в работоспособном состоянии после длительных полетов. Первый дублер Валентины Терешковой, Валентина Пономарева, в воспоминаниях пишет, что после 18-дневного полета Севастьянова и Николаева в 1970-м их буквально вынимали из корабля, самостоятельно выйти они не смогли. А теперь посмотрите, какой путь прошла наука! Меня потрясло, в какой прекрасной форме вернулись (это было 2 марта 2016-го.— «О») после 340 дней на орбите Михаил Корниенко и Скотт Келли. В посольстве США был прием в честь их возвращения, и мало того что они выглядели очень бодрыми, так Келли еще первым делом после полета попросил встречи со своей девушкой. А это о многом говорит!

Другое наше преимущество в том, что на Луну мы уже садились. Всего отцы — основатели советской космонавтики запустили на Луну 24 автоматических аппарата, большая часть которых разбилась: некоторые на старте, некоторые о поверхность Луны. Но технологию отработали, несколько раз сели мягко, доставили два прекрасных лунохода, три раза привезли грунт на Землю. Тогда страна не жалела на это денег. Сейчас нам такое даже не снится: при запуске утопили аппарат «Фобос-Грунт» и следующего полета к Марсу пришлось ждать довольно долго. В этих условиях Луна хороша реализуемостью и важна практически.

— Какая часть новой российской лунной программы, на ваш взгляд, самая интересная?

— Один этап нельзя отделить от другого. В Федеральной космической программе до 2025 года уже запланирован запуск трех аппаратов — «Луны-25, 26, 27», нумерация которых подчеркивает преемственность с последним советским проектом «Луна-24» (1976). На 2021 год запланирован запуск первого аппарата, который будет отрабатывать технологию посадки. Речь идет о посадке в приполярные районы Луны, которые нам особо интересны, а баллистически это гораздо сложнее посадки в экваториальных районах, где и наши, и американские аппараты садились раньше.

Аппарат «Луна-26» — орбитальный. Он, в частности, будет исследовать взаимодействие Луны с солнечным ветром, магнитные и гравитационные аномалии, частицы пыли, которые достигают орбиты. Также он выберет место посадки для следующей «Луны-27». Это будет уже более серьезная конструкция. На ней установят буровую установку, которую создают наши коллеги из ЕКА.

— Почему нам важно попасть под поверхность?

— Верхние слои Луны очень сильно изуродованы радиацией и метеоритами. Поэтому вечная мерзлота, то есть лед и другие летучие вещества, которые нас интересуют, должны находиться где-то под поверхностью. Верхний слой грунта как одеялом укутывает их и защищает от громадных перепадов температуры на поверхности. Возможно, достаточно будет глубины всего в 1–1,5 метра, потому что лунный грунт — реголит — очень хороший теплоизолятор.

— Но ведь советские «Луны» уже бурили Луну?

— Да, на «Луне-20» и «Луне-24» были тогда простые буровые установки, которые просто вынимали колонку грунта и доставляли ее на Землю. Тогда еще не знали про включения водяного льда. Понятно, что работающая дрель при бурении разогревается и все летучие вещества, включая лед, испаряются. Поэтому сейчас у нас задача сложнее, ведь речь идет о так называемом криогенном бурении.

— «Луна-27» доставит образцы на Землю?

— Нет, она будет исследовать грунт на месте с помощью масс-спектрометров. В земные лаборатории его доставит уже следующая станция — «Луна-28».

— Как регулируется статус внеземного пространства? По договору о космосе 1967 года невозможно получить новую государственную территорию посредством водружения флага. Но там ни слова нет об эксплуатации естественных ресурсов Луны и иных небесных тел.

— По имеющимся договоренностям у Луны тот же статус, как у Антарктиды, которая является общим континентом человечества, там нет границ. Каждый имеет право построить станцию, но так, чтобы не мешать другому. На Луне до недавнего времени действовал тот же принцип. Но с началом второй лунной гонки, нынешней, какие-то частные фирмы начали продавать территории на Луне. Почему-то в Люксембурге появились законы, позволяющие отдавать участки Луны в собственность. Пока это считается юридически ничтожным, но прецедент налицо.

Мало того. США объявили области Луны вокруг посадок «Аполлонов» заповедником. А заповедник — это уже определенный юридический статус. Вопрос сейчас вовсю обсуждается в Вене в Международном комитете по использованию космического пространства, где работают наши дипломаты и эксперты из Института прикладной математики РАН. Недавно мы встречались с проректором МГИМО, которого эта тема заинтересовала и с дипломатической точки зрения. Словом, вопрос на слуху.

— А что за инициатива международной группы по «электромагнитному заповеднику» на Луне?

— Речь идет о создании особого пространства на обратной стороне Луны, где было бы запрещено строительство любой технической инфраструктуры, которая фонит и мешает вслушиваться в электромагнитные шумы Вселенной. Ведь на Земле и около нее пространство заполнено радиоспамом от миллионов радиостанций, спутников и мобильных телефонов. Но пока создание такого заповедника — это скорее пожелание ученых, которое озвучил итальянский радиоастроном Чезаре Макконе.

Венерианские хроники

— Вокруг Венеры, насколько я понимаю, все не так определенно? Зато интерес подстегивают сенсации, пишут о неких живых существах, обнаруженных на кадрах, присланных советскими посадочными аппаратами еще в 1970-е…

— Да, буквально на днях в престижном журнале «Успехи физических наук» вышла статья о результатах новой обработки архивных данных телевизионных экспериментов, выполненных на поверхности Венеры в ходе советских миссий «Венера» в 1975–1982 годах (их, кстати, так никто и не повторил). Хочется добрым словом вспомнить создателя телевизионных систем для этих аппаратов Арнольда Сергеевича Селиванова, совсем недавно ушедшего от нас. Уникальные архивные данные были обработаны с использованием новых методов, что значительно улучшило детализацию. В результате на фотографиях обнаружено до 18 гипотетических живых существ — это некие объекты со сложной и правильной структурой, которые, предположительно, способны очень медленно двигаться. Они довольно большие и в целом могут свидетельствовать о существовании жизни на Венере в физических условиях, радикально отличающихся от земных. Поэтому сейчас Венера приобретает дополнительное значение с точки зрения проверок таких странных на первый взгляд идей.

— Насколько радикально эти условия отличаются?

— Средняя температура поверхности Венеры — 462°C. Этого хватит, чтобы расплавить свинец, а атмосферное давление в 92 раза выше, чем на Земле на уровне моря (9,2 МПа). Атмосфера Венеры состоит из углекислого газа (96 процентов) и азота (почти 4 процента). Водяной пар и кислород содержатся в ней в следовых количествах (0,02 и 0,1 процента). Добавьте 20-километровый слой облаков из серной кислоты и вы получите адекватную картину венерианской природы.

— Но для возникновения жизни нужна вода…

— Это земная жизнь образовалась на водной основе, но кто сказал, что это единственный возможный вариант? Сегодня рассматриваются разные химические компоненты, стабильные в области высоких температур, на которых гипотетически может быть основана жизнь на Венере. Мы обсуждали эту гипотезу с коллегами академика Валентина Пармона из Института катализа РАН. Установок, имитирующих химические условия Венеры, пока нет. Но есть схожие. Так, сегодня известно, что при высоких давлениях свойства химических веществ кардинально меняются. Если вы будете долго нагревать воду, она сначала нагреется, потом испарится, а потом превратится в особую среду, которая называется флюид. Это некая смесь воды и пара. Затем химики стали думать, чем можно было бы заменить воду как универсальный растворитель, и оказалось, что таковым может стать перегретый углекислый газ. Его флюид представляет собой смесь пара и жидкости. Потом оказалось, что углерод тоже можно заменить соединениями азота. Кто сказал, что основа жизни должна быть обязательно белковой и построена на углероде? Жизнь — это самоорганизация, и она может возникать почти в любых условиях и строиться на других принципах. Азот для этого вполне подходит. Вы слышали про черных курильщиков? Это вулканы на дне земных океанов, где возникла своего рода параллельная жизнь, никак не связанная с фотосинтезом и углеродом. Если смотреть шире на эти вещи, можно предположить, что жизнь нужно искать не только на землеподобных планетах, потому что в данном случае мы ищем самих себя. Ее надо искать и на планетах с другими свойствами. А выглядеть жизнь может как угодно, в том числе и как океан, описанный Станиславом Лемом в «Солярисе». В любом случае нужно попытаться более точно имитировать условия на Венере в земных лабораториях (и наши коллеги из Новосибирска планируют это сделать) и готовить новую миссию на Венеру. Для России это вполне реальная перспектива после Луны и Марса.

Вся карьера академика Зеленого связана с ИКИ РАН, директором которого он был с 2002 по 2017 год

Фото: Евгений Гурко, Коммерсантъ

—Расскажите об Объединенной научной рабочей группе по изучению Венеры.

— Наша группа начала работать еще в 2013-м и с переменным успехом встречалась вплоть до последнего времени. Детали совместной работы должен был обсудить руководитель Роскосмоса Д.О. Рогозин с новым руководством NASA во время своего визита в США. Хотя визит пока не состоялся, мы обсуждаем с представителями Госкорпорации начало полноценного финансирование проектных работ уже в следующем году. Замечу, что «Венера-Д» — первый крупный совместный с NASA научный проект. Основные элементы миссии «Венера-Д» — российские (посадочный и орбитальный аппараты).

— Американцы предлагали сконструировать гигантские дирижабли, которые будут парить на высоте 50 километров над Венерой….

— Да, было такое очень интересное предложение, но пока технически оно нереализуемо. Сейчас американцы предполагают доставить на поверхность метеорологические станции, которые будут в течение нескольких месяцев собирать данные по скорости ветра, давлению, температуре воздуха и т.д. Очень интересно, если будет возможность измерять эти параметры достаточно долго. Наша посадочная станция должна будет сесть на поверхность, провести за несколько часов серию важнейших измерений и в том числе получить и передать на Землю набор высококачественных изображений.

— А оптика выдержит такие условия?

— Ну, в 1970-м советский аппарат «Венера-7» впервые осуществил мягкую посадку на Венере и успешно проработал там почти час. А в 1975-м «Венера-9» передала на Землю фотографии. На этот раз аппарат должен проработать тоже несколько часов, но с гораздо более совершенным приборным комплексом. Этого достаточно, чтобы с хорошим пространственным и временным разрешением снять панорамы и действительно подтвердить или опровергнуть существование там каких-либо загадочных движущихся объектов. Узкое горлышко здесь в том, как передать картинки такого высокого качества на Землю. Сейчас мы обсуждаем, как сделать линии канала связи этого посадочного аппарата с Землей через ретрансляционный спутник. Вообще, научные данные со всех аппаратов будут передаваться на орбитальный аппарат, а с орбитального — на Землю. Мы собираемся использовать российские станции, работающие в Х-диапазоне радиоспектра. Возможно, привлечем для передачи данных и американские станции, работающие в К-диапазоне. Это позволит в несколько раз увеличить объем передаваемой информации. В России таких станций пока нет.

— Есть информация, что в США создают электронику для аппаратов, которые будут жить на поверхности Венеры месяцами.

— Наш первоначальный проект в 2003-м тоже предполагал создание посадочного аппарата, который должен был прожить на поверхности Венеры несколько суток. Однако оказалось, что в РФ не производится электроники, способной работать при температуре 500°C. Да и не только в России. Американцы делают прототипы сверхустойчивой кремниевой электроники, но до ее внедрения еще далеко. Работы ведутся в Гленновском исследовательском центре NASA. Там в 14-тонном контейнере из нержавеющей стали моделируется сверхвысокое давление в атмосфере из полужидкого углекислого газа (96,5 процента) и температуры до 460°C — как над Венерой. Но я подчеркиваю, что миссия планируется так, что за несколько часов, которые наш посадочный аппарат продержится на Венере, он успеет на новом уровне провести все необходимые измерения и получить качественные изображения всего, что будет находиться в окрестности аппарата.

— Как вы думаете, есть все-таки надежда осуществить этот проект?

— Пока есть, в 2017-м состоялись две замечательные международные конференции по моделированию условий на Венере, одна в Гленн-центре, вторая в Москве. В 2019-м планируем провести международную конференцию, чтобы обсудить выбор мест посадки для «Венеры-Д», а также вопросы астробиологии — возможности существования жизни в облачном слое Венеры. Температура и давление в нижнем облачном слое мало отличаются от условий на поверхности Земли. Известен целый ряд земных бактерий, способных жить в концентрированном растворе кислоты.

Вернуться на Марс

— Известно, что Сергей Королёв увлеченно работал над марсианским проектом, в 1962-м даже представил Проект межпланетного комплекса — с жилым отсеком, оранжереей, фермой, библиотекой… Что если бы СССР не вступил в лунную гонку, мы уже побывали бы на Марсе?

— Такое мнение иногда встречается, но оно очень наивно. Королев — великий человек, действительно мечтал о Марсе, но тогда мы не смогли сделать такую тяжелую ракету, чтобы добраться даже до Луны. А попасть на Марс без сверхтяжелой ракеты было бы невозможно.

К тому же тогда не понимали всех опасностей, связанных с долгим полетом человека. В первую очередь речь о космическом изучении. Королев думал, что проблему можно решить, прикрываясь водяными баками. Сейчас это выглядит, конечно, наивно. А как быть с обратным полетом? Новые данные о радиации показывают, что все гораздо сложнее. Помимо радиации, вызванной электромагнитными излучениями и частицами, ускоряемыми при солнечных вспышках, в космосе есть излучение, остающееся после вспышек сверхновых звезд, и это, в частности, тяжелые заряженные частицы, ускоренные до чрезвычайно высоких энергий. Недавно на нашем совете по космосу РАН специалисты Института медико-биологических проблем РАН и ОИЯИ рассказали об опытах в подмосковной Дубне.

Эксперименты показывают, что после облучения мышей такими мощными высокоэнергичными частицами, они теряют когнитивные функции, забывают элементарные навыки, не могут найти миску в хорошо знакомом лабиринте. Причем нарушения происходят практически сразу же после радиационного удара. Вряд ли после этого человек сможет управлять кораблем. Конечно, это вызывает скепсис по возможности пилотируемого полета на Марс Так что теперь в любом случае нам нужно проводить исследования на высших животных. Впрочем, и без этого ясно, что дорога впереди очень длинная, а открытых вопросов очень много.

Где кончается Вселенная? Клуб почемучек

Приветствую всех читателей  в очередном пятничном выпуске “Клуба почемучек“! Сегодня я отвечаю на вопрос Миланы:

Помните, я уже отвечала на вопрос “Где находится Край Света?” . Тогда мы все вместе выяснили, что краев у нашего света нет, ведь планета Земля круглая.  Но ведь Землей наш мир не ограничивается. В холодной пустоте Космоса вращаются тысячи, миллиарды таких Земель как наша. Все они, а еще и звезды, и туманности, и облака космического газа, и даже загадочная “темная материя” составляют нашу Вселенную. А есть ли конец у Вселенной? Или она бесконечна?

Ученые утверждают, что в любой точке нашего мира можно очертить вокруг нее пространство, свойства которого будут точно таким же, как в этой точке.

Для иллюстрации возьмем лист бумаги – это будет наша Вселенная. И нарисуем на ней человечка.
Если человечек нарисован посередине, то в окружности вокруг него будет пространство нашей Вселенной – белая бумага.
А вот если человечек нарисован на краю, то в круге окажется не только бумага, но и часть стола. А это невозможно по разным сложным математическим и физическим рассуждениям.

Значит, таких краев, как у листа бумаги, у Вселенной нет.
И наша Вселенная может выглядеть как бесконечно большой лист бумаги. В какую бы сторону не пошел наш человечек, до края он бы не дошел.

Но то, что он не найдет края еще не значит, что Вселенная бесконечна неограниченно. Возьмем наш лист бумаги и соединим его противоположные концы. У нас получится замкнутая поверхность которая бесконечна по своей длине (на высоту пока не обращаем внимания).

Если человечек пойдет вдоль этой поверхности он будет идти и идти без конца, пока не придет в начальную точку. Для него его Вселенная бесконечна в длину, но она занимает определенный объем нашего трехмерного пространства и ограничена им. Очень интересен вариант такого пространства, моделируемый лентой Мёбиуса – она получается, если полоску бумаги склеить, повернув одну из сторон изнанкой.
Человечек, выйдя из точки на этой ленте, пройдет по ней  и снова вернется в эту точку. Но уже с другой стороны ленты!
Я склеила такую ленту и попросила Катю проследить путь человечка фломастером. Для ребенка это выглядит как настоящее чудо! 😉

Кстати, с разными вариантами бумажных колец есть очень интересные и очень простые фокусы. Их можно посмотреть у меня в блоге.

Но вернемся к нашему миру – полоске бумаги. Если мы склеим края по ширине, а потом мысленно возьмем верх и низ и соединим их, то у нас получится фигура бесконечная и в высоту и в длину.
Математики ее называют “тор”, а мы ребенку можем сказать “бублик”.
Человечек, гуляющий по такому бублику никогда не попадет на край, хотя бублик вовсе не тянется без конца во все стороны, а его площадь очень даже конечна.

И плоскость, и тор, и другие замкнутые фигуры (например, шар) топологически эквивалентны. То есть равнозначны с точки зрения топологии (науки о связях в пространстве). Мы с Катей смоделировали Вселенную-шар, нарисовав нашего человечка на воздушном шарике. Путь человечка вперед по прямой можно проследить, рисуя его ручкой. Мы увидим, что, обойдя шар, человечек вернется в исходную точку, так и не найдя края у своего мира.

И это только три варианта бесконечности. На самом деле их очень много! И ученые до сих пор не могут ничего окончательного сказать о форме нашей Вселенной. Есть научные теории, которые утверждают, что Вселенная – додекаэдр (объемный шестиугольник). Есть даже такие, которые считают Вселенную по форме похожей на пастушеский рожок. А может, она тор?

Чтобы узнать достоверно, какой же формы Вселенная, ученым надо продолжать астрономические наблюдения и исследования. Например, очень важным параметром для определения формы нашего пространства является его плотность.  В зависимости от того, какое значение она примет, мы можем узнать, плоская ли наша Вселенная как лист бумаги, или имеет кривизну как шар, или бублик.
К сожалению, даже последние эксперименты по измерению плотности материи не дают четкого ответа. Но результат их очень близок к тому, при котором наша Вселенная окажется бесконечной плоскостью. Как-то скучно выходит. Я лично за бублик;)

В любом случае физически мы никогда бы не могли достигнуть края Вселенной, если бы даже такой существовал. Ведь Вселенная еще и расширяется. И как бы мы не спешили бежать, ехать или лететь по ней, она всегда увеличивается быстрее, чем мы достигнем крайней точки.

Надеюсь, Милана, вашим детям будет хоть немного понятнее, что такое бесконечность Вселенной  🙂

Википедия: ru.wikipedia.org/wiki/Вселенная
Вселенная имеет смысл! vokrugsveta.ru/vs/article/7620/
Геометрия Вселенной znanie-sila.ru/golden/issue_47.html
Какую форму имеет наша Вселенная? wsyachina.narod.ru/astronomy/configuration_universe.html
Какова форма Вселенной unnatural.ru/universe-shape

В следующем выпуске “Клуба почемучек” читайте ответ на вопрос Юлии “Чем отличаются зебра и лошадь?“

Какой будет конец Вселенной? – Мир Знаний

Конец света — традиционная тема в мифологии. Викинги считали, что Рагнарёк, или «рок богов», будет сопровождаться ледяным опустошением. В индуистской мифологии все вещество и энергия разрывает на куски Шива-Разрушитель, у ацтеков же церемония Нового огня превратила в ритуал разрушение и новое созидание Вселенной. Эта тема так же является благодатной почвой для игры воображения писателей-фантастов.

ГЕОМЕТРИЯ ПРОСТРАНСТВА

Вплоть до прошлого века ученые полагали, что Вселенная существовала всегда и конца ей не будет. После открытия Эдвином Хабблом расширяющегося космоса астрономы начали всерьез задумываться над этим вопросом. Хаббл доказал, что Большой взрыв обоснован и правдоподобен, и что пространство и время появились всего 13,7 млрд лет назад. Если у Вселенной есть точная дата рождения, значит, будущем она может погибнуть. Вопрос — как?

В зависимости от того, сколько в среднем есть массы, Вселенная имеет три возможные формы — их называют плоской, открытой или закрытой.

ТЕПЛОВАЯ СМЕРТЬ

В открытой Вселенной расширение длится бесконечно. В плоской модели Вселенной расширение продолжается, но замедляется, поскольку гравитационный эффект массы сопротивляется ее расширению. В обоих случаях исходом Вселенной может быть тепловая смерть, впервые предложенная физиком и математиком Уильямом Томсоном, известным как лорд Кельвин.

Кельвин придерживался мнения, что в закрытых системах (включая Вселенную) энергия выравнивается и распределяется, пока не достигает универсального термодинамического равновесия — т. н. энтропии, когда во Вселенной больше нет энергии, поддерживающей ее в рабочем состоянии.

Повсюду в вечности энергия преобразуется в механическое движение, а затем в тепло, которое медленно рассеивается, по мере
того как Вселенная приближается (но никогда не достигнет) абсолютного нуля, самой холодной из возможных температур. Открытие космического микроволнового фонового излучения (реликтового излучения), или остаточного свечения от Большого взрыва, похоже, подтверждает эту гипотезу. Вселенная была бесконечно горячей, когда случился Большой взрыв, но с тех пор она остыла до нескольких градусов выше абсолютного нуля.

ГЕОМЕТРИЯ ПРОСТРАНСТВА

Теория относительности Эйнштейна ввела понятие искривленного пространства. Она переопределила гравитацию как искажение пространства-времени, вызываемое массивными объектами. Ученые говорят о геометрии космоса и используют двухмерные термины для описания трехмерной Вселенной. Ее судьба зависит от того, несет ли баланс между гравитацией и расширением пространству отрицательную, положительную или нулевую кривизну:

ОТРИЦАТЕЛЬНАЯ КРИВИЗНА: Вселенная открыта и будет расширяться бесконечно.
ПОЛОЖИТЕЛЬНАЯ КРИВИЗНА: Вселенная закрыта и, в конце концов, обвалится сама на себя.
НУЛЕВАЯ КРИВИЗНА: Вселенная плоская и будет расширяться с убывающей скоростью.

РАЗОРВАННОЕ ПРОСТРАНСТВО

В 1998 году ученых повергло в шок заявление специалистов из Космологического проекта по изучению сверхновых о том, что расширение Вселенной не является ни постоянным, ни замедляющимся, а наоборот — ускоряется. Для объяснения этого феномена ученые ввели понятие особой формы антигравитации, которую назвали темной энергией.

Физик Роберт Колдуэлл из Дартмутского колледжа (одного из старейших университетов США) выдвинул предположение, что если бы Вселенная продолжала расширяться с растущей скоростью, материя могла бы достичь таких колоссальных скоростей, что ее раскромсало бы на субатомные частицы и радиацию. Эта теория, известная как Большой разрыв, имеет отголоски в индуистской мифологии.

Но пока никто не знает, что такое темная энергия, как она функционирует и даже существует ли она вообще. Гипотеза об ее существовании выросла из наблюдений за сверхновыми типа 1а, считавшимися объектами с фиксированной светимостью, дистанцию до которых, как предполагалось, можно точно измерить. Далекие сверхновые оказались более тусклыми, чем ожидалось, что указывало на большее расстояние до них, чем предыдущие расчеты космического расширения.

Но может быть, далекие сверхновые вели себя не так, как расположенные ближе? Тогда расширение Вселенной не ускоряется, и темная энергия становится излишней. Кроме того, Вселенная может быть достаточно плотной, чтобы сопротивляться расширению, и тогда выигрывает третий сценарий — модель закрытой Вселенной.

ВРЕМЯ ХЛОПКА

В какой-то момент в будущем гравитационное притяжение всей материи может остановить расширение Вселенной, и начнется «схлопывание» в обратную сторону. Вселенная свалится сама на себя (коллапсирует) до бесконечно малой плотной массы,
называемой сингулярностью, которая и существовала в тот момент, когда случился Большой взрыв. Эту теорию назвали Большим сжатием. Существует также вероятность, что вслед за этим Вселенная возродится в результате нового Большого взрыва — Большого отскока. В 2008 году физики-теоретики Абэй Аштекар, Алехандро Коричи и Парамприт Сингх предложили модель теории Большого отскока, которая добавляет к этому понятию еще и вес.

Эта теория получила название циклической модели Вселенной, которую впервые предложил советский математик и физик А. А. Фридман (1888-1925) еще в 1922 году, а в 1934 году ее развил американский физик Ричард Толмен (1881-1948).

МНОГОМИРИЕ

А может быть, правы были ацтеки? Идея о цикличности Вселенной появляется и во многих других мифологиях. Вполне вероятно, что современное состояние Вселенной — единственное, при котором возможно существование разумной жизни. Такой подход называют антропным принципом, он также применим к более обшей теории космологии, именуемой мультимирием.

Космический телескоп Уэбба в 100 раз мощнее Хаббла.

Это изменит астрономию.

Исследование странных новых миров. Понимание происхождения Вселенной. Поиски жизни в галактике. Это не сюжет нового фантастического фильма, а цели миссии космического телескопа Джеймса Уэбба, долгожданного преемника космического телескопа Хаббла.

На Рождество НАСА запустило Webb из Французской Гвианы в партнерстве с Европейским космическим агентством и Канадским космическим агентством. Сейчас телескоп находится на пути к точке, находящейся почти в миллионе миль от Земли.

В пути телескоп должен совершить сложный механический маневр: собрать себя. Телескоп настолько велик, что его нужно было запускать в сложенном виде внутри ракеты. В течение нескольких недель ему необходимо развернуть различные компоненты, от солнцезащитного козырька до зеркал. По данным НАСА, более 300 потенциальных технических проблем или «отказов в одной точке» потенциально могут погубить миссию.

Но когда он полностью выйдет в космос, Уэбб откроет новую эру астрономии, говорят ученые, и покажет человечеству то, чего оно никогда раньше не видело.

«Уэбб представляет собой кульминацию десятилетий, если не столетий, астрономии», — говорит Сара Сигер, планетолог и астрофизик из Массачусетского технологического института. «Мы очень долго этого ждали».

Ученые начали думать о продолжении еще до запуска космического телескопа «Хаббл» в 1990 году. После более чем трех десятилетий в космосе неясно, как долго этот революционный спутник сможет сканировать и фотографировать Вселенную.

Изначально предполагалось, что Webb будет запущен в 2010 году и будет стоить около 1 миллиарда долларов. Его цена взлетела до 10 миллиардов долларов, и это уже давно просрочено. Но ожидание того стоит, по крайней мере, по мнению ученых, ожидающих новых и откровенных проблесков нашей Вселенной.

«С Уэббом мы приближаемся к краю наблюдаемой Вселенной, — говорит Кейтлин Кейси, доцент астрономии Техасского университета в Остине. «И да, мы рады видеть, что там».

«Уэбб» превзойдет «Хаббл» по нескольким параметрам. Он позволит астрономам заглянуть не только дальше в космос, но и в прошлое: он будет искать первые звезды и галактики во Вселенной. Это позволит ученым провести тщательные исследования многочисленных экзопланет — планет, которые вращаются вокруг звезд, отличных от нашего Солнца, — и даже приступить к поиску там признаков жизни.

Уэбб — это машина для ответов на оставшиеся без ответа вопросы о Вселенной, для исследования того, что до сих пор оставалось неисследованным. Вот руководство к тому, на что способен Webb.

Золотое зеркало Уэбба — гигантский скачок для телескопов такого рода.

Это два изображения Столпов Творения с телескопа Хаббл. Справа показано, как это выглядит в инфракрасном диапазоне, что ближе к тому, что увидит телескоп Уэбба. НАСА, ЕКА, Группа наследия Хаббла (STScI/AURA), А. Нота (ESA/STScI) и научная группа Вестерлунд-2

Запуск космического телескопа «Хаббл», названного в честь знаменитого астронома Эдвина Хаббла, сам по себе стал огромным скачком вперед в астрономии. Здесь, на Земле, астрономы ищут отдаленные горные вершины и пустыни, чтобы построить крупные телескопы, чтобы получить наилучшие шансы увидеть темное небо вдали от загрязнений и ярких огней. Но их вид все еще омрачен легкой дымкой и свечением земной атмосферы. Как объясняет НАСА, космос — это «высшая вершина горы». Нет лучшего вида на космос, чем из космоса.

Хаббл так много значил за 30 лет своего существования. Во-первых, он прислал нам незабываемые, потрясающе красивые изображения, такие как туманность Лагуна и Столпы Творения.

Космический телескоп Хаббл запечатлел туманность Лагуна в 2018 году. НАСА, ЕКА и STScI

Он также рассказал нам о возрасте Вселенной, о том, что происходит, когда звезды взрываются, о черных дырах. Это помогло установить многие границы, которые Уэбб надеется раздвинуть. Самое главное, его наблюдения привели ученых к мысли, что Вселенная расширяется с ускорением, движимая чем-то настолько таинственным, что ученые называют это просто «темной энергией».

Уэбб, как ни странно, назван в честь человека, возглавлявшего НАСА в течение десятилетия, предшествовавшего высадке на Луну. Джеймс Уэбб, его тезка, был государственным чиновником в то время, когда федеральная политика предусматривала увольнение сотрудников-геев. В то время как нынешний администратор НАСА Билл Нельсон сказал, что агентство «на данный момент не нашло доказательств, оправдывающих изменение названия космического телескопа Джеймса Уэбба», более 1700 человек подписали петицию, обвиняющую Уэбба в соучастии в дискриминационной политике.

Не говоря уже о тезке, технологические достижения новейшего телескопа НАСА бесспорны. Он настроен на то, чтобы сделать успех Хаббла еще на шаг впереди.

«Мы получим телескоп примерно в 100 раз более мощный, чем «Хаббл», — говорит Эмбер Строун, астрофизик из НАСА, работающая над Webb.

Сравнение основного зеркала телескопа Уэбба и телескопа Хаббла с человеком в качестве эталона. Майкл Макклэр/Аарон Э. Лепш/Кристофер Ким через Центр космических полетов Годдарда НАСА

Как?

Уэбб лучше Хаббла по двум ключевым параметрам. Во-первых, это размер: «Хаббл» был размером со школьный автобус, тогда как «Уэбб» больше походил на теннисный корт. «Эта штука огромна, — говорит Строун. «Уэбб, безусловно, самый большой телескоп, который НАСА когда-либо пыталось отправить в космос».

Но важен не только общий размер устройства. Когда дело доходит до телескопов-рефлекторов, ключевым компонентом является размер изогнутого зеркала. «Зеркало телескопа можно представить как легкое ведро», — говорит Строун. Чем больше света вы сможете собрать в это ведро, тем более тусклые и далекие вещи вы сможете увидеть во Вселенной.

Зеркало Хаббла имело впечатляющие 7,8 фута в диаметре. Красивые золотистые зеркала Уэбба имеют диаметр 21,3 фута. В целом, это более чем в шесть раз превышает светособирающую площадь.

НАСА

Что это означает на практике? Что ж, рассмотрим одно из самых известных изображений Хаббла — Глубокое поле. В 1995 году ученые заставили «Хаббл» смотреть в крошечный участок неба (размером примерно с булавочную головку, которую держат на расстоянии вытянутой руки от зрителя) и захватывать как можно больше света из этой точки.

Вернувшееся изображение было поразительным. Хаббл обнаружил тысячи галактик на этом крошечном участке неба, помогая нам уточнить количество галактик, которые, как считается, существуют во Вселенной.

Изображение Deep Field, полученное Хабблом, показывает, что даже на крошечном участке неба есть тысячи галактик. НАСА, ЕКА, Р. Боуэнс и Г. Иллингворт

Эта фотография также показала большую силу Хаббла — как машины времени. В астрономии чем дальше находятся предметы, тем они старше (потому что свет из далеких мест занимает очень долго лететь до Земли). Это означает, что это глубокое поле Хаббла — это не только снимок космоса: он также содержит историю нашей Вселенной. Галактики на этом изображении предстают перед нами такими, какими они были миллиарды лет назад.

«Что сделает Уэбб, так это возьмет это поле и пойдет еще дальше», — объясняет Кейси из UT Austin. «Таким образом, крошечные пятнышки света на заднем плане «Глубокого поля Хаббла» станут ярче и станут более детальными, мы сможем увидеть спиральные рукава, мы сможем увидеть структуру, а затем мы получим больше пятнышек свет еще дальше в прошлом. С Уэббом мы заглядываем в прошлое».

С Уэббом такие астрономы, как Кейси, смогут заглянуть так далеко в прошлое, что потенциально смогут обнаружить самые первые звезды и галактики. Хаббл видел свет примерно через 400 миллионов лет после Большого взрыва, которому потребовалось около 13,3 миллиарда лет, чтобы добраться до нас.

«Это далеко! Но у Уэбба есть возможность перенести нас на 250 миллионов лет после Большого взрыва», — объясняет Кейси, которому было разрешено работать с космическим телескопом Уэбба. «Может показаться, что разница невелика. Что такое несколько сотен миллионов лет между друзьями? На самом деле, это разница между тем, чтобы увидеть первые звезды, которые когда-либо зажглись, [и] прибыть слишком поздно после похорон».

Астрономы называют этот период, когда первый звездный свет осветил Вселенную, «космическим рассветом». С Уэббом человечество сможет впервые увидеть его.

Мир нуждается в большем количестве чудес

Информационный бюллетень «Необъяснимое» проведет вас через самые увлекательные, оставшиеся без ответа вопросы в науке — и умопомрачительные способы, которыми ученые пытаются на них ответить. Зарегистрироваться Сегодня.

За этим стоят барьеры, через которые не может видеть даже Уэбб. До первого звездного света Вселенная была окутана «плотным туманом первичного газа», как объясняет Национальный научный фонд. С этого времени, которое называют космическими темными веками, в наши телескопы не попадает свет.

(Существует некоторое фоновое излучение Большого Взрыва, называемое космическим микроволновым фоном, слабое свечение, которое светит нам из дотемных веков. Но по большей части темные века — это белое пятно на нашей временной шкале Вселенной. .)

Кейси и другие астрономы надеются, что Уэбб поможет им понять конец темных веков и выяснить, почему этот туман рассеялся, возвещая космический рассвет. Ученые подозревают, что это сделал звездный свет от самых ранних галактик.

«Если у вас есть облако газа, и оно сталкивается с энергетическим светом, этот энергетический свет ионизирует этот газ и диссоциирует это облако», — говорит Кейси. «И поэтому, если этот свет только что включился, он попадает в этот газ и действительно превращает всю вселенную из темного места в светлое».

Телескоп Уэбба видит инфракрасный свет, который может быть очень, очень старым

Космический телескоп Джеймса Уэбба, строящийся в 2016 году. НАСА/Крис Ганн

Другим преимуществом Webb является тип собираемого света.

Свет бывает самых разных видов. Человеческий глаз может видеть только узкую полосу, известную как видимый свет, но Вселенная содержит очень много света за пределами этого диапазона, включая более высокочастотные и высокоэнергетические формы: ультрафиолетовые и гамма-лучи. Кроме того, есть низкоэнергетический свет с более длинными волнами: инфракрасный, микроволны, радио.

Хаббл мог наблюдать небольшое количество инфракрасного света, но Уэбб пошел гораздо дальше. НАСА и Дж. Олмстед (STScI)

Космический телескоп Хаббл собирает видимый свет, ультрафиолет и немного инфракрасного излучения. Уэбб — это прежде всего инфракрасный телескоп, поэтому он видит свет с большей длиной волны, чем то, что могут видеть наши глаза. Это кажется занудным и техническим, но на самом деле это то, что позволяет Уэббу заглянуть во времени дальше, чем Хаббл.

Инфракрасный свет часто является очень старым светом из-за явления, называемого красным смещением. Когда источник света удаляется от зрителя, он растягивается, превращаясь во все более и более длинные волны, становясь все краснее. (Верно и обратное: по мере приближения источника света длины волн укорачиваются, становясь голубее.) Это похоже на то, что происходит, когда мимо проносится сирена: высота звука увеличивается по мере приближения сирены, а затем снижается по мере ее удаления.

Поскольку пространство постоянно расширяется, самые удаленные от нас объекты во Вселенной удаляются от нас. «И по мере того, как свет проходит через пространство от этих далеких галактик, свет буквально растягивается за счет расширения пространства», — говорит Строун.

По мере того как Вселенная расширяется, она растягивает длины световых волн вместе с собой — процесс, называемый красным смещением. Чем дальше находится объект, тем больше растягивается свет от него к тому времени, когда он достигает нас. НАСА/Лаборатория реактивного движения-Калифорнийский технологический институт/Р. Hurt (Калтех-IPAC)

Представьте себе звезду, которая очень далеко. Свет от этой звезды может начинаться в видимом спектре, но на пути к нам он растягивается. Он становится все краснее и краснее. «Поэтому, когда мы видим отдаленные галактики с помощью Хаббла, они похожи на эти маленькие, крошечные красные самородки», — говорит Строун. В конце концов, эти очень далекие старые галактики становятся настолько красными, что исчезают в инфракрасном спектре. Уэбб может видеть этот древний свет, ставший невидимым для человеческого глаза.

Инфракрасный свет можно использовать и в других целях. Это действительно хороший тип света, который можно использовать для наблюдения за экзопланетами. Например, если бы вы находились на планете, которая вращается вокруг другой звезды, и хотели бы увидеть Землю, видимый свет был бы не лучшим выбором.

«Пик Земли находится в инфракрасном диапазоне», — говорит астроном Лаборатории прикладной физики Джона Хопкинса Кевин Стивенсон, который планирует использовать Webb в своих исследованиях. Поэтому, если мы хотим иметь возможность изучать планету, похожую на Землю, в другой солнечной системе, «что мы действительно хотим делать, так это наблюдать в инфракрасном диапазоне, потому что именно там излучается свет с Земли».

Исследователи экзопланет, такие как Стивенсон, собираются использовать Webb для анализа атмосфер этих миров: Webb способен определять некоторые химические вещества в их атмосферах. «Мы можем обнаружить воду, CO, CO2, метан», — говорит Стивенсон. Хотя сами по себе они не являются окончательными признаками жизни, они могут начать задавать увлекательные вопросы: что создало этот метан и углекислый газ? Может это была жизнь?

«Мы все хотим найти другую Землю, не так ли?» — говорит Стивенсон. «Перспектива ответить на вопрос «одиноки ли мы?» была чем-то, что мы задавали себе на протяжении веков. И я думаю, что с Джеймсом Уэббом это даст нам первую возможность действительно ответить на этот вопрос».

Этот гаджет стоимостью 10 миллиардов долларов лучше не ломать

Ученые явно рвутся вперед, но революция Уэбба затянулась. Одной из причин всех задержек с запуском была путаница с подрядчиками. Но главный источник всех этих факторов, по словам Строна из НАСА, — это сложность самого Уэбба.

«Из-за того, что он такой большой, нет ракет, достаточно больших, чтобы запустить его в полностью развернутом виде», — говорит Строун. Вот почему телескоп пришлось сложить, чтобы он поместился внутри ракеты. «Так что весь процесс создания развертываемого в космосе телескопа является источником множества инженерных проблем».

Ставки повышают тот факт, что в то время как Хаббл был запущен примерно на 340 миль над Землей, Уэбб будет находиться на расстоянии почти в миллион миль — в четыре раза больше расстояния от Земли до Луны.

Это означает, что Webb будет непригоден для человеческих рук, если он сломается. Это страшно, учитывая историю Хаббла. Вскоре после запуска «Хаббла» в 1990 году инженеры поняли, что проблема в его зеркале; Первоначальные изображения телескопа оказались нечеткими, и астронавтам пришлось запускать космический шаттл, чтобы исправить это. С Уэббом это невозможно. Это просто должно работать.

Это будет далеко не зря. Поскольку Уэбб — это инфракрасный телескоп, его нужно держать в холоде. Сама Земля теплая и светится в инфракрасном диапазоне. «Все теплое светится в инфракрасном свете, — говорит Строун. «Если бы телескоп был теплым, он бы просто светился и видел себя».

Вебб будет вращаться вокруг так называемой точки Лагранжа. Это точка в космосе, где телескоп может оставаться холодным и, что очень важно, также оставаться на одной линии с Землей, поскольку оба вращаются вокруг Солнца.

Орбита космического телескопа Джеймса Уэбба, если смотреть с северного полюса Солнца и с точки зрения Земли. Майкл Макклэр/Аарон Э. Лепш/Джош Мастерс через Центр космических полетов Годдарда НАСА

Примечательно, что любой ученый со всего мира может подать заявку на использование космического телескопа Уэбба при условии, что он напишет проектное предложение, прошедшее экспертную оценку. Это довольно конкурентоспособно. В 2020 году Научный институт космического телескопа, который управляет космическими телескопами Университета Джона Хопкинса в Мэриленде, объявил о приеме предложений для первого запуска наблюдений Уэбба. Около четверти предложений были приняты.

«Кажется, что часть меня все еще ошеломлена», — говорит Лиза Данг, аспирантка Университета Макгилла, которая была одной из немногих счастливчиков, получивших разрешение на использование Webb. «А другая часть — это синдром самозванца — эти данные должны быть действительно удивительными».

Данг должен изучить одну из самых экстремальных планет из когда-либо обнаруженных: K2-141 b, планету в 202 световых годах от Земли и так близко к своей родительской звезде, что ее поверхность, как полагают, покрыта океаном лавы. Если у него есть облака, они, вероятно, состоят из испарившейся породы, которая затем может вызвать «каменный дождь». Мало что известно об этой лавовой планете, но Дэнг будет использовать Уэбб, чтобы изучить ее атмосферу и посмотреть, что возможно в этом экстремальном мире.

Выиграв проектное предложение, «я впервые почувствовал себя астрономом», — говорит Данг. «Но это также внезапно делает K2-141 b очень реальным».

Это сила беспрецедентного телескопа, такого как Webb. Это поможет таким астрономам, как Данг, заполнить пробелы в космосе.

«Это дико, если подумать, что мы можем собрать воедино историю того, что произошло еще до того, как Земля или Солнце появились», — говорит Кейси.

Если все пойдет по плану, такого рода прорывы могут произойти в течение нескольких месяцев.

Обновление от 4 января : Эта история была дополнена новостями о запуске космического телескопа Джеймса Уэбба и полемике вокруг названия телескопа.

Наша цель в этом месяце

Сейчас не время для платного доступа. Настало время указать на то, что скрыто на виду (например, сотни отрицателей выборов в бюллетенях по всей стране), четко объяснить ответы на вопросы избирателей и дать людям инструменты, необходимые им для активного участия в американской политике. демократия. Подарки читателям помогают сделать наши журналистские статьи, основанные на исследованиях, бесплатными для всех. К концу сентября мы планируем добавить 5000 новых финансовых спонсоров в наше сообщество сторонников Vox. Поможете ли вы нам достичь нашей цели, сделав подарок сегодня?

Международная космическая станция встретит свой конец в 2031 году.

Где она потерпит крушение и что займет ее место?

Часы тикают для Международной космической станции, и НАСА на прошлой неделе объявило о планах позволить ей вернуться на Землю в 2031 году. он погружается в океан и разбивается вдребезги.

Этот день ознаменует конец 32-летнего периода строительства космической станции, экспериментов, фотографии и — с ноября 2000 года — непрерывного проживания людей, облетающих планету каждые 9 лет.0 минут или около того.

В канун Нового года НАСА продлило работу космической станции с 2024 до 2030 года.

Учитывая десятилетия международного сотрудничества космической станции, не говоря уже о деньгах, необходимых для ее запуска и запуска (это самый дорогой объект из когда-либо построенных). — почему его утащат и уничтожат?

И когда он исчезнет, ​​что придет на его место?

Почему МКС выводится из эксплуатации?

Международное внимание космической станции было «замечательным во многих отношениях», говорит Дункан Стил, космический ученый из Xerra Earth Observation Institute в Новой Зеландии.

США и Россия объявили о планах совместного строительства в 1993 году, а японские, канадские и европейские космические агентства подписали соглашение позже.

Первый сегмент космической станции, модуль управления «Заря», был запущен на борту российской ракеты «Протон» с космодрома Байконур, Казахстан, в 1998 году.

За прошедшие годы были добавлены, удалены и заменены тонны деталей.

Загрузка

«Но, — говорит доктор Стил, — никогда не предполагалось, что космическая станция будет постоянной».

Отчасти потому, что он просто засоряется и изнашивается.

На борту живут не только люди. Бактерии, грибки и другие микробы выживают и процветают там.

американских астронавта отпраздновали День Благодарения на космической станции в 2019 году, возможно, благодаря противомикробным препаратам? (Поставляется: НАСА)

«Представьте, что вы живете в доме на колесах, и вы не можете открыть окна, но вам нужно содержать его в чистоте», — говорит доктор Стил.

«Внутри космической станции есть колонии бактерий, которые мы не обязательно видим, но вы можете ожидать, что они вызовут всевозможные проблемы.

«Когда так много переработанного воздуха… он может попасть в электронику и так далее.»

Внешние поверхности тоже изнашиваются.

Космическая станция вращается на высоте около 400 км над поверхностью Земли.

На сегодняшний день на Международной космической станции было совершено 246 выходов в открытый космос. (Прилагается: НАСА)

Любые объекты ниже 500 км естественным образом падают обратно на Землю, поэтому космическую станцию ​​регулярно повышают, чтобы противодействовать этому эффекту.

Это означает, что на пути космической станции не слишком много космического мусора (хотя это не совсем ясно).

ABC Science на YouTube

Хотите узнать больше о науке, а также о здоровье, окружающей среде, технологиях и многом другом? Подпишитесь на наш канал.

Читать дальше

Но то, что есть в изобилии на высоте 400 км, это атомы кислорода. Они составляют около 96 процентов атмосферы на низкой околоземной орбите.

«Атомы кислорода очень сильно окисляются, и космическая станция летит со скоростью около 7,8 км в секунду через эту очень разреженную атмосферу из атомов кислорода», — сказал доктор Стил.

«И это на самом деле разъедает снаружи.»

Стыковка и расстыковка транспортных средств, перевозящих припасы и людей туда и обратно, может создать нагрузку на конструкцию космической станции, и за эти годы были залатаны различные трещины и утечки.

Постоянное техническое обслуживание, необходимое для поддержания станции в рабочем состоянии и поддержки жителей, обходится дорого, поэтому отказ от космической станции сэкономит много денег.

Например, НАСА оценивает экономию «примерно в 1,3 миллиарда долларов в 2031 году с увеличением до 1,8 миллиарда долларов к 2033 году».

Как спустится МКС и где она приземлится?

Спуск космической станции не будет случайным падением на Землю.

После того, как космическая станция будет опорожнена и лишена всего, что необходимо спасти, наземные операторы будут управлять ее спуском с помощью двигателей, постепенно направляя ее на курс к возможной катастрофе.

Место его последнего упокоения будет погружено в участок воды, называемый кладбищем космических кораблей (более официально именуемый Южно-Тихоокеанская необитаемая территория).

Место последнего упокоения космической станции будет примерно в 2700 км от любой земли. (Карты Google)

Сотни космических кораблей плюхнулись в эту зону – самое удаленное от земли место.

Январь 2031 года — примерное время, когда все это начнется, но точное время, когда операторы начнут маневры спуска, все еще неизвестно.

И все действительно зависит от того, что делает Солнце в это время.

Если солнечные вспышки указывают на Землю, они могут нарушать радиосигналы, используемые для навигации или связи. (Прилагается: НАСА)

Когда он активен, на его поверхности появляются солнечные пятна и вспышки, а атмосфера Земли нагревается и расширяется.

Если более плотная нижняя атмосфера раздувается на расстояние более 400 км, космическая станция должна справляться с большим сопротивлением, и она падает быстрее.

«Это заставляет объекты возвращаться в атмосферу, и космическая станция особенно подвержена этому», — сказал доктор Стил.

Что придет на смену?

Международная космическая станция — единственная полностью действующая и пригодная для жизни космическая станция на данный момент, но она была не первой и уж точно не последней.

Среди обитателей кладбища космических кораблей есть остатки старой американской космической станции «Скайлэб», а также несколько советских космических станций, запущенных в 1970-х и 80-х годах, в том числе первая в мире модульная космическая станция «Мир».

«Мир», работавший на низкой околоземной орбите с 1986 по 2001 год, проложил путь к Международной космической станции. (Поставляется: НАСА)

Россия, построившая и эксплуатирующая одну часть Международной космической станции, планирует через пять-шесть лет разработать и развернуть собственное предприятие — Российскую орбитальную станцию ​​обслуживания.

По сообщению российского информационного агентства ТАСС, НАСА и Роскосмос все еще ведут переговоры о работе Международной космической станции до 2030 года и о том, будет ли по-прежнему участвовать Россия.

Уже строящаяся космическая станция – китайский Тяньгун, первая часть которой была запущена в апреле прошлого года.

(Это третья китайская космическая станция — страна запустила «Тяньгун-1» и «Тяньгун-2» в 2011 и 2016 годах соответственно, — но эта последняя итерация — первая, имеющая модульную конструкцию.) 900:03 Тяньхэ, основной модуль китайской космической станции, запущен с космодрома Вэньчан в китайской провинции Хайнань в апреле прошлого года. (Getty Images: VCG)

Китай никогда не был частью Международной космической станции. В 2011 году американские политики приняли Поправку Вольфа, которая почти полностью запретила сотрудничество между НАСА и китайскими организациями, ссылаясь на проблемы прав человека и национальной безопасности.

Азиатская космическая гонка — это тоже гонка вооружений?

Пул стран, использующих огромные суммы наличных денег в рамках новой космической гонки, становится все больше. Но эксперты опасаются, что это также может быть признаком новой гонки вооружений.

Подробнее

Но другие агентства, например, Европейское космическое агентство, сотрудничали с Китаем и продолжают это делать.

А как насчет НАСА?

Взяв курс на дальний космос, космическое агентство США финансирует коммерческих партнеров и передает свою деятельность на околоземную орбиту таким компаниям, как Blue Origin Джеффа Безоса и Lockheed Martin.

Компания Axiom Space уже получила разрешение на присоединение модулей к космической станции, которая в конечном итоге отсоединится и станет их собственной низкоорбитальной установкой.

Энрико Палермо, глава Австралийского космического агентства, говорит, что этот новый комплекс космических станций, особенно принадлежащих коммерческим операторам, «открывает потрясающие возможности для австралийского космического сектора».

«У нашей отрасли будет ряд вариантов, отвечающих их потребностям, и ускоренный доступ к космосу, что обеспечит максимальное использование наших возможностей в области исследований и разработок.»

Хотите больше науки со всей Азбуки?

• Следуйте за нами в Твиттере
• Подпишитесь на YouTube

Наука в вашем почтовом ящике

Получайте все последние научные новости со всей ABC.

Email address

Posted  6 Feb 2022 6 Feb 2022 Sun 6 Feb 2022 at 6:30pm , updated  000Z»> 16 Mar 2022 16 Mar 2022 Wed 16 Mar 2022 at 11:53pm

Международная космическая станция будет выведена из эксплуатации и упадет в Тихий океан

Си-Эн-Эн
—

НАСА намерено продолжать эксплуатацию Международной космической станции до конца 2030 года, после чего МКС потерпит крушение в отдаленной части Тихого океана, известной как Точка Немо, согласно недавно опубликованным планам, определяющим ее будущее.

Запущенная в 2000 году космическая лаборатория пролетела по орбите на высоте 227 морских миль над Землей, на ее борту находятся более 200 астронавтов из 19 разных стран, что свидетельствует о постоянном присутствии человека в космосе.

НАСА заявило, что коммерческие космические платформы заменят МКС в качестве места для сотрудничества и научных исследований.

«Частный сектор технически и финансово способен разрабатывать и эксплуатировать коммерческие низкоорбитальные направления при содействии НАСА. Мы с нетерпением ждем возможности поделиться извлеченными уроками и опытом работы с частным сектором, чтобы помочь им разработать безопасные, надежные и рентабельные направления в космосе», — заявил Фил Макалистер, директор по коммерческому космосу в штаб-квартире НАСА.

«Доклад, который мы представили Конгрессу, подробно описывает наш всеобъемлющий план по обеспечению плавного перехода к коммерческим направлениям после вывода из эксплуатации Международной космической станции в 2030 году».

В отчете о переходе Международной космической станции НАСА сообщило, что МКС должна была упасть на Землю в районе, известном как необитаемый район южной части Тихого океана, также известный как Точка Немо. В отчете говорится, что в его бюджетной оценке предполагалось, что сход с орбиты произойдет в январе 2031 года.

Названная в честь моряка-подводника из романа Жюля Верна «Двадцать тысяч лье под водой», точка Немо — это точка в океане, которая находится дальше всего от суши и была водной могилой для многих других космических аппаратов.

Этот район находится примерно в 3000 милях от восточного побережья Новой Зеландии и в 2000 милях к северу от Антарктиды, и, по оценкам, космические державы, такие как США, Россия, Япония и европейские страны, затопили там более 263 единиц космического мусора с 19 века. 71.

В отчете говорится, что МКС выполнит маневры тяги, которые обеспечат «безопасный вход в атмосферу».

МКС не будет останавливаться на достигнутом в ближайшие восемь лет. Согласно отчету, НАСА заявило о целях на следующее десятилетие, включая использование МКС в качестве «аналога транзитной миссии на Марс».

«Международная космическая станция вступает в свое третье и самое продуктивное десятилетие как новаторская научная платформа в условиях микрогравитации», — говорится в заявлении Робин Гейтенс, директора Международной космической станции в штаб-квартире НАСА.

«Это третье десятилетие является одним из результатов, основанных на нашем успешном глобальном партнерстве по проверке технологий разведки и исследований человека для поддержки исследования дальнего космоса, продолжения возвращения человечеству медицинских и экологических преимуществ и закладки основы для коммерческого будущего в области низкой Земли. орбита».

Международная космическая станция изображена с корабля SpaceX Crew Dragon Endeavour во время облета орбитальной лаборатории, который произошел после ее отстыковки от обращенного к космосу порта модуля Harmony 8 ноября 2021 года. Орбитальный комплекс летел на высоте 263 мили над землей. Маршалловы острова в Тихом океане, когда была сделана эта фотография.

НАСА

Напряженность в отношениях с Россией беспокоит бывших астронавтов США по поводу партнерства в космосе

cms.cnn.com/_components/paragraph/instances/paragraph_E2E28D89-5223-1B9E-D76B-B9DA8CA1A5F9@published» data-editable=»text» data-component-name=»paragraph»>
«Мы с нетерпением ждем возможности максимизировать эти доходы от космической станции до 2030 года, планируя последующий переход к коммерческим космическим направлениям».

Космическая станция стала домом для многих научных открытий. Первый предмет, напечатанный на космической станции в 3D, появился в 2014 году. Астронавт НАСА Кейт Рубинс впервые секвенировала ДНК в космосе в 2016 году. А пятое состояние вещества, называемое конденсатом Бозе-Эйнштейна, было получено в космосе с помощью Лаборатория холодного атома НАСА на станции в 2018 году.

Астронавты научились выращивать салат и листовую зелень в космосе.