«Персеверанс» записал щелчки лазера по камням на Марсе

Команда марсохода «Персеверанс» опубликовала первые результаты работы инструмента SuperCam, с помощью которого он дистанционно определяет состав грунта и камней на Марсе. Инструмент смог выяснить состав камня-мишени и записать щелчки лазера по камням при помощи микрофона, сообщается на сайте NASA. SuperCam представляет собой 10-килограммовый инструмент для дистанционного (до 7-12 метров) исследования химического и минерального состава камней и грунта на Марсе, а также поиска органических соединений, могущих указывать на существование микробиологической жизни в прошлом планеты. В состав SuperCam входит лазерно-искровой эмиссионный спектрометр, оснащенный красным лазером, Рамановский спектрометр, оснащенный зеленым лазером, спектрометр ближнего инфракрасного диапазона, а также оптическая камера, позволяющая получать цветные снимки высокого разрешения, и микрофон. Все эти приборы находятся в «голове» марсохода «Персеверанс», установленной на мачте. В начале марта 2021 года марсоход начал проверку и калибровку инструмента SuperCam. Для этого были выбраны два цели. Первая, получившая обозначение «Máaz» («Марс» на языке навахо), находилась на расстоянии 3,17 метра от ровера. Анализ данных показал, что это либо цельная вулканическая порода, либо она состоит из мелких зерен вулканического происхождения, которые слиплись в присутствии жидкой воды. 

Общий вид цели Maaz

Вторая цель, получившая обозначение «Yeehgo» («прилежный» на языке навахо), находилась на расстоянии 3,32 метра от ровера и представляет собой валун, на котором заметны яркие вкрапления.

Общий вид цели «Yeehgo»

Команда ровера помимо снимков, сделанных инструментом SuperCam, также опубликовала звуки работы инструмента, записанные микрофоном 2 марта. На записи слышны 30 моментов попадания лазерного импульса по камням, некоторые из них звучат немного громче, чем другие, что может дать ученым информацию о твердости валуна.

Звуки работы лазерного инструмента

«Персеверанс» работает на Марсе с середины февраля, он будет вести обширные геологические исследования, в том числе в рамках астробиологии, изучать климат Марса, опробует технологии, необходимые для будущих пилотируемых полетов к планете, а также соберет образцы грунта в пробирки для последующей доставки на Землю в ходе предстоящей программы MSR (Mars Sample Return Mission). Марсоход работает у высохшей дельты реки в кратере Езеро, место его высадки команда миссии неофициально назвала в честь писательницы-фантаста Октавии Батлер (Octavia E. Butler).

Ультратонкий парус может ускорить путешествие к другим звездным системам

Крошечный парус, изготовленный из тончайшего материала - графена толщиной в один атом углерода, - прошел первоначальные испытания, призванные показать, что он может быть жизнеспособным материалом для изготовления солнечных парусов для космических кораблей будущего. Легкие паруса - одна из самых многообещающих существующих технологий космического полета, которая может позволить нам достичь других звездных систем в течение десятилетий. Традиционные космические корабли везут топливо для своих путешествий и используют сложные орбитальные маневры вокруг других планет. Но вес топлива затрудняет их запуск, а сложные маневры в полете значительно удлиняют поездку. Солнечные паруса не нуждаются в топливе. Таким образом, оснащенные ими космические корабли намного легче и легче запускаются. Два космических корабля за последние десять лет уже продемонстрировали эту технологию, но они использовали паруса из полиимида и майлара, полиэфирной пленки. Графен намного легче. Чтобы проверить, можно ли использовать его в качестве паруса, исследователи использовали кусок размером всего 3 миллиметра. Они разместили его в вакууме и направили на него несколько лазерных лучей, чтобы посмотреть, будет ли он работать как солнечный парус. Работающий 1-ваттный лазер заставил парус ускоряться до 1 м/с2, аналогично ускорению офисного лифта, но для солнечных парусов ускорение продолжается до тех пор, пока солнечный свет продолжает светить в паруса, давая космическому кораблю набирать все более и более высокую скорость.

«Создание графена относительно просто и может быть легко масштабировано до парусов шириной в километр, хотя развертывание гигантского паруса будет серьезной проблемой», - говорит Сантьяго Картамил-Буэно, руководитель группы GrapheneSail и директор SCALE Nanotech, исследовательская компания, работающая в Эстонии и Германии.

SCALE Nanotech в настоящее время ищет стратегических партнеров для расширения технологий для возможного испытания в космосе. В настоящее время разработка продукции для технологии паруса работает через Бизнес-инкубатор ЕКА в Гессене и Баден-Вюртемберге, Германия.

Астрид Орр из исследовательской программы ЕКА говорит: «Этот проект является прекрасным примером научных исследований, которые могут быть выполнены в невесомости, не покидая Землю».

«Брать графен и стрелять в него лазерами очень интересно. Думать, что это исследование может помочь ученым посылать аппараты через солнечную систему и, если посмеем мечтать, в отдаленные звездные системы в ближайшие годы - это наша вишенка на торте».

Новый лазер дает самый «чистый» поток света в космосе

Команда исследователей из Массачусетского технологического института, США, создала самый «чистый» лазер в мире. Это устройство, являющееся достаточно компактным для использования в космосе, производит поток света, который изменяется со временем намного медленнее, чем поток света любого другого лазера, когда-либо созданного человеком. В обычных условиях колебания температуры и другие факторы окружающей среды приводят к тому, что длина волны потока света, испускаемого лазером, начинает меняться. Диапазон такого изменения длины волны лазера ученые называют «шириной линии» и измеряют в герцах, или циклах, в секунду. Другие современные лазеры, построенные на высоком технологическом уровне, позволяют, как правило, достичь ширины линии от 1000 до 10000 герц. Ширина линии нового лазера составляет всего лишь 20 герц. Для того, чтобы достичь такой невероятной спектральной чистоты потока излучения, испускаемого лазером, исследователи использовали 2 метра оптического волокна, которое известно тем, что позволяет сформировать поток излучения с очень малой шириной линии. Дополнительного сужения линии лазерного излучения исследователи добились при помощи механизма отрицательной обратной связи, состоящего в том, что лазер постоянно сравнивает текущую длину волны с последней зафиксированной ранее длиной волны и корректирует ее до достижения необходимого уровня.

Согласно авторам исследования, этот инновационный лазер может найти применение в детекторах гравитационных волн космического базирования.

Исследование опубликовано в журнале Optica; главный автор Уильям Лоу (William Loh).

В «Роскосмосе» предложили переделать алтайский телескоп в лазерную пушку

Российские ученые работают над проектом создания лазера, способного уничтожать находящийся на орбите космический мусор - доклад научно-производственной корпорации «Системы прецизионного приборостроения» (НПК СПП, входит в состав «Роскосмоса»). Основой для орбитальной лазерной пушки может стать строящийся оптический телескоп Алтайского оптико-лазерного центра имени Титова. В НПК СПП подтвердили подлинность доклада. Задачей лазера должно стать «удаление обнаруживаемых объектов космического мусора на низких орбитах». Лазер будет действовать вместе с оптической системой обнаружения объектов. После того как система обнаружит объект на орбите, на него с Земли будет направляться мощный лазерный импульс, который будет буквально испарять его поверхность (метод лазерной абляции). Источником импульсов должен стать твердотельный генератор разработки Санкт-Петербургского национального исследовательского университета информационных технологий, механики и оптики (ИТМО).

Базой для системы должен стать оптический телескоп Алтайского оптико-лазерного центра имени Титова. Сейчас этот телескоп с диаметром зеркала в 3 м находится на стадии строительства. Сам центр расположен в нескольких километрах от села Саввушка Змеиногорского района Алтайского края. На настоящий момент его задачей является контроль навигационных параметров космических аппаратов, траекторий запусков на орбиту, получение детальных изображений орбитальных объектов с поверхности Земли.

Алтайский центр входит в структуру НПК СПП. Эта же корпорация является головной организацией, занимающейся созданием Российской сети лазерных станций. Информация об этом проекте размещена на сайте НПК СПП. «Лазерные станции используются для решения задач наземного автоматизированного комплекса управления группировкой отечественных космических аппаратов (КА). В настоящее время на постоянной основе работают пять станций, в течение ближайших лет количество станций в сети планируется довести до 20…25», — говорится в описании сети лазерных станций. Сейчас лазерные станции расположены в подмосковном Щелково, в поселке Нижний Архыз в Карачаево-Черкесии, на Байконуре, в Комсомольске-на Амуре и в Змеиногорске, где и планируется создать систему уничтожения космического мусора. В информации о центре в Змеиногорске указано, что строительство нового телескопа с диаметром зеркала в 3,12 м ведется на высоте 650 м.

Ранее, в середине мая, стало известно, что рабочая группа международных экспертов на совещании в Институте космических исследований обсудила возможность размещения лазерной пушки на Международной космической станции. Это позволило бы уничтожать небольшие объекты, угрожающие безопасности космонавтов. Сейчас МКС вынуждена менять орбиту с помощью двигателей отдельных модулей, чтобы избежать столкновения с космическим мусором.