Содержание
NASA запустит зонд далеко за пределы Солнечной системы
Учёные собираются запустить космический аппарат глубоко в межзвёздное пространство. Он побывает там, где ещё не был ни один исследовательский зонд, и буквально увидит Солнечную систему снаружи.
Учёные собираются запустить космический аппарат глубоко в межзвёздное пространство. Он побывает там, где ещё не был ни один исследовательский зонд, и буквально увидит Солнечную систему снаружи. Миссия, старт которой планируется на начало 2030-х годов, называется просто и даже скромно «Межзвёздный зонд» (Interstellar probe).
Путешествия за грань
Где пролегают границы Солнечной системы? На этот вопрос можно ответить по-разному. Но зачастую Солнечную систему отождествляют с гелиосферой – областью пространства, из которой солнечный ветер выдувает межзвёздный газ. Её граница находится примерно в ста астрономических единицах от Солнца (одна а.е. равна расстоянию от Солнца до Земли).
За всю историю космических миссий лишь пять из них были запущены по траекториям, позволяющим покинуть Солнечную систему и отправиться в межзвёздные бездны.
Это «Пионер-10» и «Пионер-11», «Вояджер-1» и «Вояджер-2», а также «Новые горизонты».
Траектории «Пионеров» не предназначались для максимально быстрого выхода из гелиосферы. Поэтому эти зонды, запущенные в 1972 и 1973 годах, всё ещё не покинули владения Солнца. И в любом случае они давно потеряли связь с Землёй. Аппарат «Новые горизонты», стартовавший в 2006 году, ещё не приблизился к границам Солнечной системы. По приблизительным оценкам, он сделает это в середине 2040-х годов. Точнее сказать трудно, поскольку граница гелиосферы имеет сложную и не до конца изученную форму, которая к тому же зависит от текущей солнечной активности. Конструкторы не слишком рассчитывают, что к тому моменту радиоизотопный генератор на борту зонда всё ещё будет обеспечивать его энергией.
На данный момент единственными аппаратами, пересёкшими границы гелиосферы, являются «Вояджер-1» (в 2012 году) и «Вояджер-2» (в 2018 году). Оба зонда всё ещё выходят на связь. Значительная часть их научных приборов работает, хотя некоторые пришлось отключить из-за нехватки энергии.
Тот факт, что запущенные в 1977 году «Вояджеры» остались работоспособными к моменту выхода из Солнечной системы – огромная удача. Проектировщики этих миссий не слишком надеялись на неё. Основной задачей «Вояджеров» (с которой они блестяще справились) было изучение планет Солнечной системы.
В результате единственные аппараты, передающие данные из межзвёздной среды, имеют на борту куда меньше приборов для её изучения, чем хотелось бы астрономам. К тому же эти инструменты созданы по технологиям 1970-х годов и не столь совершенны, как современная техника.
Есть и ещё одно важное обстоятельство. «Вояджер-1» сегодня находится в 152 а.е. от Солнца, а «Вояджер-2» – в 127 а.е. Это уже не гелиосфера, но и не межзвёздное пространство «в чистом виде». Там, где сейчас находятся два самых далёких посланца Земли, всё ещё весьма ощутимо влияние Солнца. И нет надежды, что «Вояджеры» покинут эту переходную зону до середины 2020-х годов, когда у них окончательно истощатся запасы энергии.
Разумеется, всё это не обесценивает уникальные данные, собираемые аппаратами-близнецами. Но учёные мечтают о новой миссии, которая будет лучше оснащена и заберётся куда дальше в межзвёздное пространство. И, похоже, скоро эта мечта сбудется благодаря проекту Interstellar probe.
Новый зонд призван разгадать волнующие тайны Вселенной.
Иллюстрация Johns Hopkins APL.
Interstellar: нырок в бездну
Проектировщики «Межзвёздного зонда» решили не изобретать велосипед и взять за основу прекрасно показавший себя аппарат «Новые горизонты». Двигатели, генераторы, средства связи и прочие технические системы будут скопированы с него, возможно, с некоторыми улучшениями. Однако «Интерстеллар» будет кардинально отличаться от предшественников набором научных инструментов.
Инновационной станет и траектория, которая позволит ему покинуть Солнечную систему всего за 15 лет (а не за 35–40 лет, как «Вояджерам»). Это позволит сэкономить радиоактивное вещество в генераторе и химическое топливо в двигателях для основной задачи: исследования межзвёздной среды.
Планируется, что аппарат проработает не менее 50 лет и за это время удалится от Солнца на тысячу (!) астрономических единиц. Это почти всемеро дальше, чем находится «Вояджер-1» на данный момент. В связи с этим «Интерстеллар» покинет не только гелиосферу, но и её окрестности. Он окончательно выйдет из сферы влияния Солнца и впервые исследует межзвёздную среду в её первозданном виде.
Миссия, перед которой ставится такая смелая цель, будет вооружена научной аппаратурой, что называется, до зубов. На её борту будут инструменты для регистрации заряженных частиц разной энергии, нейтральных атомов, магнитных полей и волн в плазме. Кроме того, она будет фиксировать частицы межзвёздной пыли, попадающие в ловушки, и наблюдать излучаемые этой пылью инфракрасные волны.
Разработчики подчёркивают, что все технологии, необходимые для создания этой миссии, уже существуют на сегодняшний день.
Зонд «Новые горизонты» станет прообразом аппарата, которому предстоит удалиться от Солнца на рекордное расстояние.
Иллюстрация NASA/JHUAPL/SwRI.
Вопросы, ответы и снова вопросы
Аппарат последовательно изучит далёкие окраины Солнечной системы, границы гелиосферы, переходную зону за их пределами и глубокое межзвёздное пространство. И на этом пути он должен дать ответы на многие вопросы «жизни, Вселенной и вообще».
Так, межпланетная пыль далеко за орбитой Плутона поможет заглянуть в далёкое прошлое. Ведь она представляет собой мельчайшие обломки тел, возникших в первые сто миллионов лет существования Солнечной системы и с тех пор почти не изменившихся.
Кстати, не исключено, что межзвёздному зонду встретится на пути какой-нибудь из небольших ледяных объектов, которыми изобилуют окраины Солнечной системы. «Интерстеллар» не слишком приспособлен для наблюдения небесных тел, но в случае такой удачи он, несомненно, изучит неожиданного визави всеми доступными средствами.
После этого межзвёздный зонд тщательно исследует границы гелиосферы. Данные «Вояджеров» очень интересны, но они зачастую оказываются сюрпризом для специалистов и выглядят как дразнящие намёки на что-то, чего мы не знаем. Чтобы объяснить их, теоретики выдвигают гипотезы, которые трудно проверить с помощью самих «Вояджеров». Новый зонд, лучше оснащённый приборами, должен помочь человечеству наконец разобраться, что же происходит на рубежах владений Солнца.
Важно, что аппарат будет «смотреть» не только вперёд, в космические дали, но и назад, на Солнечную систему, чтобы буквально увидеть её со стороны. Правда, при этом будет использоваться не фотокамера, а детектор атомов, движущихся сквозь космическое пространство.
Возможно, новые данные позволят наконец поставить точку в вопросе о форме гелиосферы. Астрономам трудно её определить, находясь чуть ли не в самом центре этого космического пузыря. На основе скудных и косвенных данных разные научные группы порой приходят к противоречащим друг другу выводам. К тому же теоретикам зачастую непросто бывает объяснить с точки зрения законов физики, как гелиосфера может иметь ту или иную предполагаемую форму.
Наконец, в своё время зонд окажется в глубокой межзвёздной среде, куда, повторим, ещё не проникал ни один рукотворный объект. Любая информация о ней будет бесценна для учёных.
В частности, астрономы хотят проверить гипотезу, что Солнечная система сейчас находится у самого края Местного межзвёздного облака и через шесть тысяч лет выйдет из него.
Это не только академический вопрос: изменившееся окружение может повлиять на способность гелиосферы задерживать опасные космические лучи, приходящие с просторов Вселенной. С другой стороны, Солнце вошло в Местное межзвёздное облако не так уж давно даже по меркам возраста нашего вида, так что выход за его пределы вряд ли существенно изменит жизнь на Земле.
Среди прочего «Интерстеллар» изучит инфракрасное излучение межзвёздной пыли, которое расскажет об эпохе формирования первых звёзд и галактик. Наблюдать эти волны с орбиты Земли практически невозможно, так как они «засвечиваются» излучением нашей собственной межпланетной пыли.
Перечислять результаты, ожидаемые от «Интерстеллара», можно ещё долго. Но уже ясно, что эта миссия станет настоящим прорывом в изучении Солнечной системы и её места в Галактике и Вселенной. Впрочем, наверняка каждый полученный ответ будет сопровождаться массой новых вопросов, как это обычно и бывает в науке.
К слову, ранее мы рассказывали о том, как озадачили учёных данные о давлении на границах Солнечной системы и количестве света во Вселенной, полученные дальними космическими миссиями.
Больше новостей из мира науки вы найдёте в разделе «Наука» на медиаплатформе «Смотрим».
Журнал планетарной науки — IOPscience
Поиск статей
Выберите журнал (обязательно)
2D Матер. (2014 – настоящее время) Acta Phys. Грех. (Зарубежный Эдн) (1992 — 1999) Adv. Нац. Науки: наноски. нанотехнологии. (2010 – настоящее время) Заявл. физ. Экспресс (2008 – настоящее время)Biofabrication (2009 – настоящее время)Bioinspir. Биомим. (2006 – настоящее время) Биомед. Матер. (2006 – настоящее время) Биомед. физ. англ. Экспресс (2015 — настоящее время)Br. Дж. Заявл. физ. (1950 — 1967)Чин. Дж. Астрон. Астрофиз. (2001 — 2008)Чин. Дж. Хим. физ. (1987 — 2007)Чин. Дж. Хим. физ. (2008 — 2012)Китайская физ. (2000 — 2007)Китайская физ. B (2008-настоящее время)Chinese Phys. C (2008-настоящее время)Chinese Phys. лат. (1984 — настоящее время)Класс. Квантовая Грав. (1984 — настоящее время) клин. физ. Физиол. Изм. (1980 — 1992)Горючее. Теория Моделирования (1997 — 2004) Общ. Теор. физ. (1982 — настоящее время) Вычисл. науч. Диск. (2008 — 2015)Конверг. науч. физ. Онкол. (2015 — 2018)Распредел. Сист. инж. (1993 — 1999)ECS Adv. (2022 — настоящее время)ЭКС Электрохим. лат. (2012 — 2015)ECS J. Solid State Sci. Технол. (2012 – настоящее время)ECS Sens. Plus (2022 – настоящее время)ECS Solid State Lett. (2012 — 2015)ECS Trans. (2005 — настоящее время)ЭПЛ (1986 — настоящее время)Электрохим. соц. Интерфейс (1992 — настоящее время)Электрохим. Твердотельное письмо. (1998 — 2012)Электрон. Структура (2019 — настоящее время)Инж. Рез. Экспресс (2019 – настоящее время)Окружающая среда. Рез. коммун. (2018 – настоящее время)Окружающая среда. Рез. лат. (2006 – настоящее время)Окружающая среда. Рез.: Климат (2022 – настоящее время)Окружающая среда. Рез.: Экол. (2022 — настоящее время)Окружающая среда. Рез.: Здоровье (2022 – настоящее время) Окружающая среда. Рез.: Инфраструктура. Поддерживать. (2021 — настоящее время)Евр. Дж. Физ. (1980 — настоящее время) Флекс. Распечатать. Электрон. (2015 – настоящее время)Fluid Dyn. Рез. (1986 — настоящее время) Функц. Композиции Структура (2018 – настоящее время)IOP Conf. Сер.: Земная среда. науч. (2008 – настоящее время) IOP Conf. Сер.: Матер. науч. англ. (2009 г.- настоящее время) IOP SciNotes (2020 — настоящее время) Int. Дж. Экстрем. Произв. (2019 – настоящее время)Обратные задачи (1985 – настоящее время)Изв. Мат. (1995 — настоящее время)Дж. Дыхание Рез. (2007 — настоящее время)Дж. Космол. Астропарт. физ. (2003 — настоящее время)Дж. Электрохим. соц. (1902 — настоящее время) Дж. Геофиз. англ. (2004 — 2018)Дж. Физика высоких энергий. (1997 — 2009)Дж. Инст. (2006 — настоящее время)Дж. микромех. Микроангл. (1991 — настоящее время)Дж. Нейронная инженер. (2004 — настоящее время)Дж. Нукл. Энергия, Часть C Плазменная физика. (1959 — 1966)Дж. Опц. (1977 — 1998)Дж. Опц. (2010 — настоящее время)Дж. Опц. A: Чистый Appl. Опц. (1999 — 2009)Ж. Опц. B: Квантовый полукласс. Опц. (1999 — 2005)Дж. физ. A: Общая физ. (1968 — 1972)Дж. физ. А: Математика. Ген. (1975 — 2006) Дж. физ. А: Математика. Нукл. Ген. (1973 — 1974) Дж. физ. А: Математика. Теор. (2007 — настоящее время)Дж. физ. Летучая мышь. Мол. Опц. физ. (1988 — настоящее время)Дж. физ. Летучая мышь. Мол. физ. (1968 — 1987)Дж. физ. C: Физика твердого тела. (1968 — 1988)Дж. физ. коммун. (2017 — настоящее время)Дж. физ. Сложный. (2019 — настоящее время)Дж. физ. Д: заявл. физ. (1968 — настоящее время)Дж. физ. Э: наук. Инструм. (1968 — 1989)Дж. физ. Энергия (2018 – настоящее время)Дж. физ. Ф: Мет. физ. (1971 — 1988) Дж. физ. Г: Нукл. Часть. физ. (1989 — настоящее время)Дж. физ. Г: Нукл. физ. (1975 — 1988)Дж. физ. Матер. (2018 — настоящее время)Дж. физ. Фотоника (2018 – настоящее время)Дж. физ.: Конденс. Материя (1989 — настоящее время) Дж. физ.: конф. сер. (2004 — настоящее время)Дж. Радиол. прот. (1988 — настоящее время)Дж. науч. Инструм. (1923 — 1967)Дж. Полуконд. (2009 – настоящее время)Дж. соц. Радиол. прот. (1981 — 1987)Дж. Стат. мех. (2004 — настоящее время)Дж. Турбулентность (2000 — 2004)Япония. Дж. Заявл. физ. (1962 — настоящее время) Лазерная физика. (2013 — настоящее время)Лазерная физика. лат. (2004 — н.в.) Мах. Уч.: научн. Технол. (2019- настоящее время) Матер. Фьючерсы (2022 – настоящее время)Матер. Квантовая технология. (2020 — настоящее время)Матер. Рез. Экспресс (2014 – настоящее время)Матем. Изв. (1967 — 1992) Матем. СССР сб. (1967 — 1993) Изм. науч. Технол. (1990 – настоящее время) Знакомьтесь. Абстр. (2002 — настоящее время) Прил. методы. флуоресц. (2013 – настоящее время)Метрология (1965 – настоящее время)Моделирование Simul. Матер. науч. англ. (1992 — настоящее время)Многофункциональный. Матер. (2018 — 2022)Nano Express (2020 — настоящее время)Nano Futures (2017 — настоящее время)Нанотехнологии (1990 — настоящее время)Network: Comput. Нейронная система. (1990 — 2004) Нейроморф. вычисл. англ. (2021 – настоящее время) New J. Phys. (1998 — настоящее время)Нелинейность (1988 — настоящее время)Nouvelle Revue d’Optique (1973 — 1976)Nouvelle Revue d’Optique Appliquée (1970 — 1972)Nucl. Fusion (1960-настоящее время)PASP (1889-настоящее время)Phys. биол. (2004 — настоящее время)Физ. Бык. (1950 — 1988)Физ. Образовательный (1966 — настоящее время)Физ. Мед. биол. (1956 — настоящее время)Физ. Скр. (1970 — настоящее время)Физ. Мир (1988 — настоящее время)УФН. (1993 — настоящее время)Физика в технике (1973 — 1988)Физиол. Изм. (1993 — настоящее время)Физика плазмы. (1967 — 1983)Физика плазмы. Контроль. Fusion (1984 — настоящее время) Plasma Res. Экспресс (2018 — 2022)Plasma Sci. Технол. (1999 — настоящее время) Plasma Sources Sci. Технол. (1992 — настоящее время)Тр. — Электрохим. соц. (1967 — 2005) Тез. физ. соц. (1926 — 1948) Тез. физ. соц. (1958 — 1967) Тез. физ. соц. А (1949 — 1957) Тр. физ. соц. Б (1949 — 1957) Учеб. физ. соц. Лондон (1874 — 1925) прог. Биомед. англ. (2018 — настоящее время)Прог. Энергия (2018 – настоящее время)Общественное понимание. науч. (1992 — 2002) Чистый Appl. Опц. (1992 — 1998)Количественные финансы (2001 — 2004)Квантовая электрон. (1993 — настоящее время)Квантовая опт. (1989 — 1994)Квантовая наука. Технол. (2015 – настоящее время)Квантовый полукласс. Опц. (1995 — 1998)Респ. прог. физ. (1934 — настоящее время) Рез. Астрон. Астрофиз. (2009 – настоящее время)Научные записки ААН (2017 – настоящее время)Обозрение физики в технике (1970 – 1972)Росс. акад. науч. сб. Мат. (1993 — 1995)Рус. хим. Преп. (1960 — н.в.) рус. Мат. Surv. (1960 — настоящее время)Российская акад. науч. Изв. Мат. (1993 — 1995)Сб. Мат. (1995 — настоящее время)Наук. Технол. Доп. Матер. (2000 — 2015)Полусекунда. науч. Технол. (1986 — настоящее время)Умный Матер. Структура (1992 — настоящее время) сов. Дж. Квантовый электрон. (1971 — 1992)Сов. физ. Усп. (1958 — 1992)Суперконд. науч. Технол. (1988 — настоящее время)Прибой. Топогр.: Метрол. Prop. (2013 — настоящее время) The Astronomical Journal (1849 — настоящее время) Astrophysical Journal (1996 — настоящее время) The Astrophysical Journal Letters (1995–2009) The Astrophysical Journal Letters (2010 — настоящее время) Серия дополнений к Astrophysical Journal (1996 — настоящее время) ) The Planetary Science Journal (2020 – настоящее время) Trans. Являюсь. Электрохим. соц. (1930 — 1930) Пер. Электрохим. соц. (1931 — 1948) Пер. Опц. соц. (1899 — 1932) Пер. Матер. Рез. (2014–2018)Waves Random Media (1991–2004)Номер тома:
Номер выпуска (если известен):
Номер статьи или страницы:
За пределами нашей Солнечной системы находится более 5000 миров, подтверждает НАСА
Подпишитесь на информационный бюллетень CNN по теории чудес. Исследуйте вселенную, узнавая новости об удивительных открытиях, научных достижениях и многом другом .
Си-Эн-Эн
—
По данным НАСА, в настоящее время существует более 5000 подтвержденных планет за пределами нашей Солнечной системы.
Последнее добавление 65 экзопланет в Архив экзопланет НАСА способствовало научной вехе, отмеченной в понедельник. Этот архив является домом для открытий экзопланет из рецензируемых научных работ, которые были подтверждены с использованием нескольких методов обнаружения планет.
«Это не просто число», — заявила Джесси Кристиансен, научный руководитель архива и научный сотрудник Института экзопланет НАСА в Калифорнийском технологическом институте в Пасадене. «Каждый из них — это новый мир, совершенно новая планета. Я в восторге от каждого из них, потому что мы ничего о них не знаем».
На этой иллюстрации можно увидеть различные типы экзопланет. Ученые открыли первые экзопланеты в 1990-х годах.
НАСА/Лаборатория реактивного движения-Калифорнийский технологический институт
В настоящее время мы живем в золотой век открытия экзопланет. Хотя существование планет за пределами нашей Солнечной системы ранее предполагалось и определенно изображалось в научной фантастике, эти миры были впервые обнаружены только в 1990-х годах.
Разнообразие экзопланет представляет собой популяции планет, в отличие от всего, что можно найти в нашей Солнечной системе. Среди них каменистые миры больше Земли, называемые суперземлями, мини-Нептуны больше Земли, но меньше Нептуна, а также раскаленные Юпитеры, которые затмевают самую большую планету нашей Солнечной системы и вращаются близко к своим звездам.
Ученые также обнаружили планеты, которые вращаются вокруг более чем одной звезды, и даже некоторые вокруг остатков мертвых звезд, называемых белыми карликами.
На данный момент из подтвержденных экзопланет 30% являются газовыми гигантами, 31% — суперземлями и 35% — нептуноподобными. Всего 4% — это земные или каменистые планеты, такие как Земля или Марс.
Впечатление художника от экзопланеты WASP-121 b. Относится к классу горячих юпитеров. Из-за близости к центральной звезде вращение планеты приливно привязано к ее орбите вокруг нее. В результате одно из полушарий WASP-121 b всегда обращено к звезде, нагревая ее до температуры до 3000 градусов по Цельсию. Ночная сторона всегда ориентирована в сторону холодного космоса, поэтому там на 1500 градусов по Цельсию прохладнее.
Патрисия Кляйн/MPIA
Погода на этой экзопланете включает в себя металлические облака и дождь из драгоценных камней.
Предыдущие открытия экзопланет были сделаны благодаря охотящимся за планетами телескопам и спутникам, таким как космический телескоп Спитцер, космический телескоп Кеплер и спутник для исследования транзитных экзопланет.
Когда Кристиансен был аспирантом в начале 2000-х, было известно всего около 100 экзопланет.
«Отчасти поэтому я хотел заняться этой областью — потому что это было совершенно новым и настолько захватывающим, что люди находили планеты вокруг других звезд», — сказал Кристиансен в ходе сеанса вопросов и ответов, которым поделился Калифорнийский технологический институт. «Теперь экзопланеты почти обычные. Мой коллега Дэвид Чиарди (главный научный сотрудник Архива экзопланет НАСА) на днях отметил, что половина ныне живущих людей никогда не жила в мире, где мы ничего не знали об экзопланетах».
По словам Кристиансена, Кеплер помог ученым открыть около двух третей из 5000 подтвержденных планет.
В новой группе из 65 планет многие являются планетами суперземли и субнептуна, наряду с некоторыми горячими планетами размером с Юпитер. Есть также две планеты размером с Землю, но они имеют температуру около 620 градусов по Фаренгейту (327 градусов по Цельсию), поэтому больше похожи на «горячие камни», чем на обитаемые планеты, сказал Кристиансен.
Она также отметила, что одна из них представляет собой систему с пятью планетами, вращающимися вокруг небольшого холодного красного карлика, мало чем отличающуюся от системы TRAPPIST-1, где у подобной звезды есть семь каменистых планет.
Новые телескопы только увеличат потенциал открытия экзопланет. Космический телескоп Джеймса Уэбба, запущенный в декабре, сможет заглянуть сквозь атмосферы экзопланет.
Телескоп Уэбба собирается беспрецедентно взглянуть на эти интригующие экзопланеты.
Телескоп Уэбба готов детально изучить систему TRAPPIST.
Космический телескоп Нэнси Грейс Роман будет запущен в 2027 году и поможет в поиске экзопланет с помощью различных методов. Миссия Европейского космического агентства ARIEL, запуск которой запланирован на 2029 год., будет изучать атмосферы экзопланет.
Хотя ученые подтвердили существование более 5000 экзопланет, в галактике Млечный Путь их, вероятно, сотни миллиардов.
«Из 5000 известных экзопланет 4900 расположены в пределах нескольких тысяч световых лет от нас, — сказал Кристиансен.