воскресенье, 17 марта 2024 г.

Скафандры нуждаются в серьезной модернизации для будущих исследований космоса

Люди давно мечтали побывать на Луне и других планетах, таких как Марс. Начиная с 1960-х годов космические путешественники надевают скафандры, призванные защитить их от вакуума космоса, и отправляются в неизвестность. Однако миссия Polaris Dawn, в рамках которой должен состояться первый выход в открытый космос, организованный частной компанией, была отложена. Причиной тому стали сложности с проектированием и разработкой подходящего скафандра. Лунные скафандры также являются одним из ключевых элементов программы НАСА Artemis. В отчете, опубликованном в ноябре 2023 года, говорится, что подрядчику, изготавливающему скафандры, приходится пересматривать дизайн, предоставленный НАСА, что может привести к задержкам. Скафандры больше не считаются просто средством защиты. Вместо этого они стали важнейшим способом повышения производительности труда астронавтов. Для этого необходимо переосмыслить не только сами скафандры, но и технологии, которые их поддерживают. В современных скафандрах наряду с мультисенсорными камерами, термодатчиками и датчиками приближения установлен целый ряд мощных телекоммуникационных технологий для связи астронавтов с космическими станциями и наземными службами управления.


Ситуационная осведомленность - понимание ключевых элементов окружающей среды, таких как состояние здоровья астронавта, - является основным принципом конструкции современного скафандра и критически важна для безопасности оператора. Способность скафандра отслеживать частоту сердечных сокращений и другие жизненно важные показатели необходима в вакууме, где требуется постоянный контроль уровня кислорода.

Однако не приведет ли повышение уровня ситуационной осведомленности к тому, что скафандр будет слишком тяжелым для эффективного передвижения?

Когда Илон Маск впервые намекнул на проблемы со скафандром для внекорабельной деятельности для Polaris Dawn в презентации SpaceX в январе, он говорил не о трудностях с подключаемой технологией, а о переделке "скафандра, чтобы вы действительно могли в нем передвигаться".

Однако, говоря о мобильности скафандра, необходимо учитывать задачи, которые нужно решить с его помощью.

До появления современных скафандров астронавты "Аполлона" с трудом справлялись с заданиями. При сборе образцов с поверхности Луны с помощью ручного бура астронавтам было сложно создать достаточную силу, направленную вниз, чтобы противостоять слабой гравитации Луны. Эта проблема была решена только после изобретения бура для нулевой гравитации несколько десятилетий спустя.

Частичным решением проблемы могут стать нынешние исследования пневматических экзоскелетов, обеспечивающих поддержку, необходимую для передвижения в условиях низкой гравитации. Однако новые скафандры могут потребовать взаимодействия с дополнительным оборудованием вне скафандра. Это также потребует от скафандров большей мобильности.

Перекладывание задач, которые раньше выполняли люди, на роботов станет частью будущего освоения космоса. Это основной способ, с помощью которого инженеры также смогут повысить мобильность астронавтов в скафандрах.

Например, когда астронавт выходит в открытый космос, чтобы проверить состояние части космической станции и произвести возможный ремонт, его поддерживает роботизированная рука, которая не дает ему улететь в космос. Несмотря на наличие шарниров, эта рука является жесткой и может ограничивать движения астронавта.

В настоящее время изучается подход, позволяющий расширить диапазон движений, - это робот-скалолаз, который крепится как к астронавту, так и к космической станции, и которым человек может управлять через скафандр. Это позволит астронавту передвигаться быстрее и с большим диапазоном движений, чем раньше, что позволит ему добраться до труднодоступных мест, например, углов, и отремонтировать их.

Хотя в конечном итоге роботы сами смогут оценить ущерб, нанесенный космической станции, и отремонтировать ее, из-за возможных сбоев в нормальной работе люди должны быть готовы вмешаться.

Для тех видов деятельности, которые мы хотим осуществить в будущем, такое сотрудничество человека и робота будет играть важную роль. Строительство базы на Луне будет включать в себя работы, которые человек не сможет выполнить в одиночку. Современные скафандры должны будут обеспечивать интерфейс для работы с новыми технологиями, и мы можем ожидать, что скафандры будут развиваться вместе с робототехникой.

Отношения между людьми и роботами меняются. Они выйдут за рамки выходов в открытый космос и прежнего использования роботов в качестве ограниченных инструментов. Такие задачи, как строительство лунных поселений, разведка месторождений полезных ископаемых на Луне и эффективный ремонт модулей космических станций, могут быть решены только с помощью робототехники.

Современные скафандры станут ключевой основой этого сотрудничества, формируя интерфейс, с помощью которого астронавты и роботы смогут работать вместе для достижения общих целей.

пятница, 15 марта 2024 г.

"Уэбб" помог учёным измерить скорость расширения Вселенной и подтвердил кризис в космологии

Астрономы, используя снимки с орбитального телескопа JWST, доказали, что так называемый космологический кризис действительно существует, и это не ошибка, возникшая при обработке данных телескопа "Хаббл". Об этом сообщила пресс-служба JWST. Профессор университета Джона Хопкинса в Балтиморе Адам Рисс и другие астрономы пришли к такому выводу, проведя наблюдения за более чем тысячами переменными звездами-цефеидами, расположенными в шести относительно близких к нам галактиках, где недавно произошли вспышки сверхновых первого типа. Эти звезды и космические катаклизмы используются астрономами для определения точных расстояний между Землей и далекими объектами космоса. Рисс и другие астрономы уже наблюдали за этими объектами при помощи телескопа "Хаббл" для вычисления скорости расширения Вселенной, что привело к возникновению "космологического кризиса". Ученые перепроверили результаты этих замеров и расчетов при помощи телескопа JWST, который обладает значительно более высоким разрешением и чувствительностью, чем "Хаббл". Проведенные при помощи JWST замеры подтвердили результат, полученный Риссом и другими астрономами в прошлом, а также повысили точность результатов замеров в 2.5 раза и повысили уровень статистической достоверности до отметки в одну случайную ошибку на примерно четыре квадрильона попыток. Это практически исключает возможность того, что измерения "Хаббла" являются некорректными и что "космологический кризис" был вызван случайными совпадениями или ошибками.


Подтверждение его существования, как надеются Рисс и другие астрономы, привлечет еще больше внимания к изучению скоростей расширения современной и древней Вселенной, а также промежуточных этапов ее эволюции, которые пока слабо изучены. Эти глубины космоса станут более доступными для наблюдений благодаря успешному запуску орбитальной обсерватории "Евклид" и скорому запуску телескопа WFIRST в мае 2027 года, заключили астрономы.

четверг, 14 марта 2024 г.

NASA показало сообщение, которое отправит на Европу с зондом Europa Clipper

В октябре миссия Europa Clipper отправится в более чем пятилетнее путешествие в систему Юпитера. Там зонд совершит не менее 49 пролётов около Европы и попробует отыскать следы внеземной жизни. Этот ледяной мир считается одним из наиболее перспективных для таких поисков в Солнечной системе. Под поверхностью луны скрывается огромный океан, где есть достаточно тепла и химических элементов для поддержания жизни. Свои большие надежды, связанные с Европой, команда миссии отразила и в символическом грузе, который аппарат доставит к спутнику Юпитера. Это танталовая пластина размером 18 на 28 сантиметров. Она будет закрывать блок с инструментами. На ней выгравировали несколько элементов: стихотворение, портрет учёного, изображение бутылки, уравнение Дрейка и зашифрованный диапазон радиочастот, который считается идеальным для межзвёздной связи благодаря низкому фоновому шуму. На другой стороне пластины находится преобразованное в графический вид слово «вода» на 103 разных языках, а также символ, обозначающий воду на языке жестов. Тут же разместят микрочип с записью имён более 2,6 миллиона человек, которые оставляли соответствующую заявку на специальном сайте миссии.



Нанесённое на пластину стихотворение написала американская поэтесса Ада Лаймон, и оно посвящено Европе. А портрет изображает планетолога Рона Грили, который около двух десятилетий назад начал разработку миссии к ледяному спутнику Юпитера. Его работу NASA считает основополагающей для проекта Europa Clipper.

Пластины с информацией о человечестве и Солнечной системе ранее отправлялись NASA на борту аппаратов «Вояджер» и «Пионер». Но эти зонды двигаются в межзвёздное пространство. Тогда как «Европа Клиппер» останется в системе Юпитера. Поэтому данное послание носит скорее символический характер и адресовано потомкам.

При этом оно содержит информацию, которая могла бы быть полезной инопланетянам. Например, уравнение Дрейка используется для оценки числа потенциально активных, способных выйти на контакт цивилизаций в галактике Млечный путь. А диапазон радиочастот, пригодных для межзвёздного общения, зашифровали в виде атома с электронами, что не потребует для нашедшего знаний языка.

понедельник, 11 марта 2024 г.

Астрономы исследовали переменность звезды AB Doradus A

Индийские астрономы провели долгосрочные рентгеновские наблюдения за близлежащей сверхбыстро вращающейся активной звездой AB Doradus A. Результаты наблюдений, опубликованные 29 февраля на сервере препринтов arXiv, дают важнейшее представление о краткосрочной и долгосрочной переменности этой звезды. AB Doradus A (сокращенно AB Dor A) расположена на расстоянии около 48,4 световых лет от нас. Это звезда класса K0 в созвездии Золотой Рыбы. AB Doradus A недавно вышла на главную последовательность. По размеру она похожа на Солнце, а ее масса составляет примерно 0,86 солнечной массы. Звезда имеет период вращения около 0,51 дня и демонстрирует сильную магнитную активность со средней рентгеновской светимостью в пределах одного нониллиона эрг/с. AB Dor A часто вспыхивает и демонстрирует периодическое повышение активности. Одно из предыдущих фотометрических исследований этой звезды показало, что она демонстрирует как минимум два различных типа циклов активности: один с периодом 5-7 лет, когда активность переключается между двумя активными долготами, и другой с периодом 19-22 года, похожий на 11-летний солнечный цикл.


Поэтому, чтобы пролить свет на циклы активности AB Doradus A, Гурприт Сингх и Дживан К. Пандей из Исследовательского института наблюдательных наук Арьябхатты (ARIES) в Индии проанализировали данные, полученные со спутника ЕКА XMM-Newton, который регулярно наблюдает за этой звездой.

Исследование подтвердило, что на AB Doradus A наблюдаются частые вспышки, составляющие в среднем 57 % от общего времени наблюдений. Анализ кривых блеска в состоянии покоя выявил наличие вращательной модуляции в большинстве периодов наблюдений.

На основе корональных изображений AB Doradus A астрономы определили наличие двух различных активных долгот, расположенных на расстоянии 180 градусов друг от друга. Оказалось, что эти активные долготы демонстрируют миграцию и вариации своей относительной яркости, причем одна активная долгота доминирует над другой.

Проанализировав долгосрочную рентгеновскую кривую блеска AB Doradus A, исследователи выделили периоды примерно в 3,6, 5,4 и 19,2 года. Они предполагают, что период в 5,4 года связан с рентгеновским триггерным циклом, а период в 19,2 года может соответствовать долгосрочному циклу. Однако авторы статьи добавили, что исследование требует подтверждения с помощью долгосрочных рентгеновских наблюдений с достаточной периодичностью.

суббота, 9 марта 2024 г.

Впервые составлена карта распределения воды в протопланетном диске молодой звезды

Астрономы приблизились к пониманию того, как вода оказалась на Земле. Существуют две доминирующие гипотезы. Одна предполагает, что воду на нашу планету из внешних областей Солнечной системы принесли астероиды и кометы, а другая – что Земля сформировалась уже в богатом водой районе. Новое открытие говорит в пользу второй гипотезы. С помощью обсерватории ALMA астрономы изучали молодую звезду HL Тельца, которая находится на расстоянии 450 световых лет от нас. Она очень молода и содержит вокруг себя протопланетный диск, который расположен под удобным для наблюдения углом. Первые наблюдения показали, что в диске существуют просветы, которые характерны для формирования планет. В спектре был замечен след водяного пара. Чтобы понять его объем и распределение, авторы исследования провели дополнительные наблюдения на разных длинах волн. В результате они обнаружили обилие водяного пара в области, где формируются планеты. Значительное количество воды обнаружено во внутренней области протопланетного диска – до расстояния в 17 а.е. от звезды. Там должны формироваться планеты, подобные Земле. Этот регион содержит как минимум в 3,7 раза больше воды, чем можно найти во всех земных океанах. Это позволяет предположить, что и в области формирования Земли в прошлом содержалось достаточно много воды, которая могла остаться на нашей планете.