"Хаббл" показал самое большое из известных хаотичных мест рождения планет

С помощью космического телескопа "Хаббл" астрономы получили изображение протопланетного диска вокруг молодой звезды, с диаметром в 40 раз большим, чем наша Солнечная система. Об этом рассказывают в NASA. Впервые в видимом свете "Хаббл" раскрыл, что протопланетный диск является неожиданно хаотичным и турбулентным, с прядями материала, простирающимися гораздо дальше над и под диском, чем астрономы видели в любой подобной системе. Что удивительно, более растянутые нити видны только с одной стороны диска. Выводы были опубликованы в "The Astrophysical Journal" 23 декабря. Расположенный примерно в 1000 световых лет от Земли, IRAS 23077+6707, получивший прозвище "Чивито Дракулы", простирается почти на 650 миллиардов километров — в 40 раз больше диаметра нашей Солнечной системы, учитывая внешний край пояса Койпера, состоящего из кометных тел. Диск скрывает молодую звезду внутри него, которая, по мнению ученых, может быть горячей массивной звездой, но не исключается и вариант с парой звезд. И этот огромный диск является не только крупнейшим известным планетообразующим диском, но и одним из самых необычных.

Image: NASA, ESA, STScI, Kristina Monsch (CfA); 

Image Processing: Joseph DePasquale (STScI)

«Уровень детализации, который мы видим, является редким в изображениях протопланетных дисков, и эти новые изображения от телескопа "Хаббл" показывают, что расплодники планет могут быть гораздо более активными и хаотичными, чем мы ожидали», — сказала главная автор статьи Кристина Монш из Гарвард-Смитсоновского Центра астрофизики (CfA).

Она добавила: «Мы видим этот диск почти с края, и его тонкие верхние слои и асимметричные особенности особенно впечатляют. Как "Хаббл", так и космический телескоп Джеймса Уэбба NASA заметили подобные структуры в других дисках, но IRAS 23077+6707 предоставляет нам исключительную перспективу — позволяет проследить его подструктуры в видимом свете с беспрецедентным уровнем детализации. Это делает систему уникальной, новой лабораторией для изучения формирования планет и сред, в которых это происходит».

Прозвище "Чивито Дракулы" шутливо отражает происхождение его исследователей — один из них родом из Трансильвании, а другой — из Уругвая, где национальным блюдом является сэндвич под названием "чивито". Диск, расположенный под углом, напоминает гамбургер с темной центральной полосой, окруженной верхними и нижними слоями светящейся пыли и газа.

Загадочная асимметрия

Исключительная высота этих особенностей была не единственной вещью, которая привлекла внимание астрономов. Новые изображения показали, что вертикальные нитевидные объекты появляются только на одной стороне диска, тогда как другая сторона имеет острый край и не имеет видимых нитей. Эта странная, асимметричная структура свидетельствует о том, что диск формируется под воздействием динамических процессов, таких как недавнее поступление пыли и газа или взаимодействие с окружающей средой.

«Мы были поражены, увидев, насколько асимметричным является этот диск», — сказал соавтор исследования Джошуа Беннет Ловелл, также ученый CfA. «Хаббл дал нам возможность с первых рядов наблюдать за хаотическими процессами, формирующими диски во время образования новых планет — процессами, которые мы еще не до конца понимаем, но теперь можем изучать совершенно по-новому».

Все планетные системы образуются из дисков газа и пыли, окружающих молодые звезды. Со временем газ аккрецирует на звезду, а из оставшегося материала образуются планеты. IRAS 23077+6707 может представлять собой увеличенную версию нашей ранней Солнечной системы, с массой диска, которая, по оценкам, в 10–30 раз превышает массу Юпитера — достаточно материала для формирования нескольких газовых гигантов. Это, а также новые открытия, делает его исключительным случаем для изучения рождения планетных систем.

«Теоретически, IRAS 23077+6707 может содержать огромную планетную систему», — говорит Монш. «Хотя формирование планет в таких массивных средах может отличаться, основные процессы, вероятно, схожи. Сейчас у нас больше вопросов, чем ответов, но эти новые изображения являются отправной точкой для понимания того, как формируются планеты со временем и в разных средах».

"Хаббл"

Космический телескоп "Хаббл" работает уже более трех десятилетий и продолжает делать революционные открытия, которые формируют наше фундаментальное понимание Вселенной. "Хаббл" — это проект международного сотрудничества между NASA и ESA (Европейским космическим агентством). Космический центр NASA им. Годдарда в Гринбелте, штат Мэриленд, управляет работой телескопа и миссиями. Компания Lockheed Martin Space, базирующаяся в Денвере, также поддерживает миссии в Годдарде. Институт космического телескопа в Балтиморе, управляемый Ассоциацией университетов по исследованиям в астрономии, проводит научные операции с «Хабблом» для NASA.

«Уэбб» идентифицировал самую раннюю из известных сверхновых

Космический телескоп Джеймса Уэбба определил источник чрезвычайно яркой вспышки света, известной как гамма-всплеск: это была сверхновая, взорвавшаяся, когда Вселенной было всего 730 миллионов лет. Об открытии сообщают в NASA. Этим наблюдением Уэбб также побил собственный рекорд: предыдущая сверхновая, возглавлявшая рейтинг, взорвалась, когда Вселенной было 1,8 миллиарда лет. «Только Уэбб мог непосредственно показать, что этот свет исходит от сверхновой — массивной коллапсирующей звезды», — сказал Эндрю Леван, ведущий автор одной из двух новых статей в журнале Astronomy and Astrophysics Letters и профессор Радбоудского университета в Неймегене в Нидерландах и Университета Варвика в Великобритании. «Это наблюдение также демонстрирует, что мы можем использовать Уэбб для поиска отдельных звезд, когда Вселенной было всего 5% от ее нынешнего возраста», - добавил он. Хотя гамма-всплеск при коллапсе массивной звезды обычно длится от нескольких секунд до нескольких минут, сверхновая ярчеет в течение нескольких недель, а затем медленно тускнеет. В отличие от этого, эта сверхновая ярчела в течение месяцев. Поскольку она взорвалась так рано в истории Вселенной, ее свет растянулся по мере расширения космоса в течение миллиардов лет. С растяжением света растягивается и время, необходимое для развертывания событий. Наблюдения Уэбба были намеренно проведены через три с половиной месяца после окончания гамма-всплеска, поскольку ожидалось, что в это время сверхновая будет самой яркой.

На этой иллюстрации изображена сверхновая GRB 250314A во время взрыва (слева) и через три месяца после него (справа), когда ее наблюдал телескоп Уэбба. Звездные скопления вверху слева представляют ее галактику. Artwork: NASA, ESA, CSA, STScI, Leah Hustak (STScI)

«Уэбб обеспечил быстрое и чувствительное наблюдение, которое нам было нужно», — сказал Бенджамин Шнайдер, соавтор и постдокторский исследователь в Лаборатории астрофизики Марселя во Франции.

Гамма-всплески чрезвычайно редки. Те, которые длятся несколько секунд, могут быть вызваны столкновением двух нейтронных звезд или нейтронной звезды и черной дыры. Более длительные всплески, как этот, который длился около 10 секунд, часто связаны с взрывной гибелью массивных звезд.

Немедленное, оперативное исследование источника

Первое сообщение прозвучало 14 марта. Новость о гамма-всплеске из очень удаленного источника поступила от миссии SVOM (Космический многополосный астрономический монитор переменных объектов), Франко-Китайского телескопа, запущенного в 2024 году и предназначенного для обнаружения быстротечных событий.

В течение полутора часов обсерватория NASA Нейла Геррелса Свифта точно определила местоположение источника рентгеновского излучения на небе. Это позволило провести дальнейшие наблюдения, которые помогли определить расстояние для Уэбба.

Одиннадцать часов спустя был задействован Северный оптический телескоп на Канарских островах, который обнаружил послесвечение гамма-всплеска в инфракрасном свете, что указывало на то, что гамма-излучение может быть связано с очень удаленным объектом.

Через четыре часа Очень большой телескоп Европейской южной обсерватории в Чили оценил, что объект существовал через 730 миллионов лет после Большого взрыва.

«За последние 50 лет было обнаружено лишь несколько гамма-всплесков, произошедших в первый миллиард лет существования Вселенной, — говорит Леван. — Это событие является очень редким и очень интересным».

Удивительное сходство с расположенными поблизости от нас сверхновыми

Поскольку это самая древняя и самая удаленная сверхновая, обнаруженная на сегодняшний день, исследователи сравнили ее с тем, что им хорошо известно — современными сверхновыми, расположенными поблизости от нас. Оказалось, что они очень похожи, что удивило ученых.

Почему? О первом миллиарде лет существования Вселенной до сих пор известно очень мало. Ранние звезды, вероятно, содержали меньше тяжелых элементов, были более массивными и имели более короткий жизненный цикл. Они также существовали в эпоху реионизации, когда газ между галактиками был в основном непрозрачным для высокоэнергетического света.

«Мы подошли к этому с открытым умом», — сказал Ниал Танвир, соавтор и профессор Лестерского университета в Великобритании. «И вот, Уэбб показал, что эта сверхновая выглядит точно так же, как современные сверхновые». Прежде чем исследователи смогут определить, почему такая ранняя сверхновая похожа на приближенные сверхновые, нужно больше данных, чтобы выявить мельчайшие различия.
Первый взгляд на галактику, в которой находится сверхновая

«Наблюдения Уэбба указывают на то, что эта удаленная галактика похожа на другие галактики, существовавшие в то же время», — сказал Эмерик Ле Флок, соавтор и астроном из центра CEA Paris-Saclay (Комиссариат по атомной энергии и альтернативным источникам энергии в Париж-Сакле) во Франции. Поскольку свет галактики смешан в нескольких пикселях, что делает галактику похожей на покрасневшее пятно, то, что мы можем о ней узнать, все еще ограничено. Сам факт ее наблюдения является прорывом.

Исследователи уже составили планы по повторному привлечению телескопа Уэбба к международной программе по изучению гамма-всплесков, излучаемых объектами в ранней Вселенной. Команда получила разрешение на наблюдение за событиями с помощью телескопа Уэбба и теперь имеет новую цель: узнать больше о галактиках в далекой Вселенной, фиксируя послесвечение самих гамма-всплесков. «Это свечение поможет Уэббу видеть больше и даст нам «отпечаток» галактики», — сказал Леван.
Уэбб

Космический телескоп Джеймса Уэбба — это ведущая космическая научная обсерватория в мире. Уэбб разгадывает тайны нашей Солнечной системы, смотрит за пределы дальних миров вокруг других звезд и исследует таинственные структуры и происхождение нашей Вселенной и нашего места в ней. Уэбб — это международная программа, возглавляемая NASA вместе со своими партнерами, ESA (Европейским космическим агентством) и CSA (Канадским космическим агентством).

Обнаружены «свежие» органические вещества из океана Энцелада, которые могут указывать на химическую или биохимическую активность

Исследователи тщательно изучили информацию, собранную из ледяных зерен, которые были получены во время близкого и сверхбыстрого пролета «Кассини» сквозь выброс из гейзера ледяного спутника Сатурна. Об этом рассказывают в NASA. Исследуемые ледяные частицы были собраны всего в 21 километре от поверхности спутника и стали первым случаем, когда ученые наблюдали такое разнообразие органических веществ в свежих частицах, выброшенных из подземных вод Энцелада. Опубликованные в журнале Nature Astronomy, эти результаты свидетельствуют о важном шаге в направлении подтверждения активной органической химии под поверхностью спутника. Это тот вид химической активности, который может поддерживать соединения, важные для биологических процессов и необходимые для жизни на Земле. Помимо увеличения разнообразия обнаруженных органических веществ, это исследование добавило новый слой к предыдущим результатам путем анализа частиц, собранных космическим аппаратом «Кассини» во время пролета непосредственно сквозь выброс из гейзера — это почти то же самое, что погрузиться непосредственно в океан спутника.

«Ранее мы обнаруживали органические вещества в кристаллах льда, которые были многолетними и, вероятно, претерпели изменения под воздействием интенсивной радиационной среды, окружавшей их», — сказал Нозаир Хаваджа из Свободного университета Берлина, главный автор исследования. «Эти новые органические соединения были всего нескольких минут от рождения, они были обнаружены во льду, который был свежим из океана под поверхностью Энцелада».

Ученые знали из предыдущего анализа данных «Кассини», что органические соединения, содержащие азот и кислород, присутствовали в частицах из кольца Е Сатурна, слабого, широкого внешнего пояса вокруг планеты, питаемого ледяным материалом, который расходится веером от гейзеров Энцелада. Но в новом исследовании были проанализированы ледяные зерна из самого гейзера спутника — другими словами, зерна, найденные ближе всего к их подповерхностному происхождению.

«Эти молекулы, которые мы нашли в свежевыброшенном материале, доказывают, что сложные органические молекулы, обнаруженные «Кассини» в кольце Е Сатурна, являются не просто продуктом длительного воздействия космоса, а легко доступны в океане Энцелада», — сказал соавтор исследования Фрэнк Постберг, также из Свободного университета Берлина.

Данные были собраны и отправлены на Землю еще в 2008 году, когда частицы льда попали на прибор «Космический пылеанализатор» «Кассини». Помимо того, что эти ледяные зерна были непосредственно взяты из гейзера, они имели еще одно преимущество: они были разбиты на мелкие частицы, когда попали на прибор во время быстрого пролета космического аппарата со скоростью 18 километров в секунду относительно спутника.

Энергия удара испарила ледяные зерна и ионизировала значительную их часть. Эти ионы были обследованы масс-спектрометром прибора на их химический состав.

Авторы исследования смогли проанализировать мельчайшие фрагменты — меньше тысячной доли миллиметра, даже меньше вируса гриппа — и обнаружить органические соединения, которых они ранее не видели в частицах из гейзеров.

Среди новообнаруженных были соединения из семейств алифатических и циклических эфиров и эфиров, некоторые из которых имели двойные связи в молекулярной структуре. Вместе с подтвержденными ароматическими соединениями, содержащими азот и кислород, эти соединения могут образовывать строительные блоки для поддержания химических реакций и процессов, которые могли бы привести к более сложной органической химии — такой, которая интересует астробиологию и сужает фокус поиска жизни в Солнечной системе.

После пролета через облако от гейзера космический аппарат, управляемый Лабораторией реактивного движения NASA в Южной Калифорнии, исследовал сложную систему Сатурна еще почти десять лет.

Количество зарегистрированных NASA планет за пределами Солнечной системы достигло 6 тысяч

Официальное количество экзопланет, которые отслеживает NASA, достигло 6000. Эта веха подчеркивает ускорение темпов открытий, происходящих чуть более чем через три десятилетия после обнаружения первых экзопланет. Об этом сообщают в американском Национальном управлении по аэронавтике и исследованию космического пространства (NASA). Подтвержденные планеты добавляются в список на постоянной основе учеными со всего мира, поэтому ни одна планета не считается 6000-й. Эту цифру отслеживает Институт наук об экзопланетах NASA (NExScI), базирующийся в Калифорнийском технологическом институте в Пасадене. В дополнение к этому существует еще более 8000 планет-кандидатов, которые ждут подтверждения. Эта веха наступила через 30 лет после открытия первой экзопланеты вокруг звезды, похожей на наше Солнце, в 1995 году. (До этого было обнаружено несколько планет вокруг звезд, исчерпавших все свое топливо и коллапсировавших.) Хотя исследователи считают, что в нашей галактике Млечный Путь есть миллиарды планет, их поиск остается слишком сложным.

Помимо открытия многих отдельных планет с интересными характеристиками, по мере роста общего количества известных экзопланет, ученые могут сравнить общую популяцию планет с планетами нашей Солнечной системы.

Например, хотя в Солнечной системе одинаковое количество каменистых и гигантских планет, как представляется, каменистые планеты более распространены во Вселенной. Исследователи также обнаружили ряд планет, которые полностью отличаются от планет нашей Солнечной системы.

 Есть:

планеты типа горячий Юпитер, которые вращаются ближе к своей материнской звезде, чем Меркурий вращается вокруг Солнца;

планеты, которые вращаются вокруг двух звезд, ни одной звезды и планеты, покрытые лавой;

некоторые с плотностью пенопласта;

а другие с облаками, состоящими из драгоценных камней.

«Каждый из различных типов планет, которые мы открываем, дает нам информацию об условиях, при которых могут образовываться планеты, и, в конечном итоге, о том, насколько распространены могут быть планеты, подобные Земле, и где мы должны их искать», — сказала Дон Гелино, руководитель программы NASA по исследованию экзопланет (ExEP), базирующейся в Лаборатории реактивного движения агентства в Южной Калифорнии. «Если мы хотим узнать, одиноки ли мы во Вселенной, все эти знания чрезвычайно важны».

Менее 100 экзопланет были непосредственно сфотографированы, поскольку большинство планет настолько тусклые, что теряются в свете своей материнской звезды. Другие четыре метода обнаружения планет являются косвенными. Например, с помощью метода транзита астрономы ищут звезду, которая на короткое время тускнеет, когда орбитальная планета проходит перед ней.

Чтобы учесть возможность того, что за определенным сигналом стоит что-то другое, чем экзопланета, большинство кандидатов в экзопланеты должны быть подтверждены дальнейшими наблюдениями, часто с помощью дополнительного телескопа, а это требует времени. Вот почему в архиве экзопланет NASA (который ведет NExScI) есть длинный список кандидатов, ожидающих подтверждения.

«Нам действительно нужно, чтобы все сообщество работало вместе, если мы хотим максимизировать наши инвестиции в эти миссии, которые выявляют кандидатов в экзопланеты», — сказала Аврора Кессели, заместитель руководителя научной группы архива экзопланет NASA. «Значительная часть того, что мы делаем в NExScI, — это создание инструментов, которые помогают сообществу обнаруживать кандидаты на планеты и превращать их в подтвержденные планеты».

Темпы открытия экзопланет ускорились в последние годы (всего три года назад база данных насчитывала 5000 подтвержденных экзопланет), и эта тенденция, вероятно, сохранится. Ученые ожидают получить тысячи дополнительных кандидатов в экзопланеты от миссии Gaia Европейского космического агентства, которая находит планеты с помощью техники, называемой астрометрией, и от будущего космического телескопа NASA Нэнси Грейс Роман, который откроет тысячи новых экзопланет, главным образом с помощью техники, называемой гравитационным микролинзированием.

В NASA собираются сосредоточить изучение экзопланет на поиске каменистых планет, похожих на Землю, и исследовании их атмосфер на наличие биосигнатур — любых характеристик, элементов, молекул, веществ или особенностей, которые могут быть использованы как доказательства прошлой или современной жизни.

Но для изучения атмосфер планет, размер и температура которых схожи с Землей, нужны новые технологии. В частности, ученым нужны лучшие инструменты для блокирования отблесков звезды, вокруг которой вращается планета. А в случае планеты, подобной Земле, блики будут значительными: Солнце примерно в 10 миллиардов раз ярче Земли, что будет более чем достаточно, чтобы заглушить свет нашей родной планеты, если смотреть на нее с большого расстояния.

NASA имеет две основные инициативы, чтобы попытаться преодолеть это препятствие. Телескоп Нэнси Грейс Роман будет оснащен технологическим демонстрационным инструментом под названием Коронограф Роман, который будет тестировать новые технологии для блокировки света звезд и делать тусклые планеты видимыми. При максимальной производительности коронограф должен быть способен получать непосредственное изображение планеты размером и температурой Юпитера, вращающейся вокруг звезды, подобной нашему Солнцу, и на подобном расстоянии от этой звезды. Благодаря микролинзовому исследованию и коронографическим наблюдениям Роман раскроет новые детали о разнообразии планетарных систем, показывая, насколько распространены системы, подобные нашей, в галактике.

Для создания коронографа, способного обнаруживать планеты, подобные Земле, необходимы дополнительные достижения в технологии коронографии. NASA работает над концепцией такой миссии, которая пока называется «Обсерватория пригодных для жизни миров».

NASA планирует реализовать две крупные миссии по изучению Солнца

В новом десятилетнем гелиофизическом обзоре научного сообщества NASA рекомендовано реализовать две амбициозные миссии по изучению Солнца. Каждая из них имеет стоимость около двух миллиардов долларов. В обсуждении проектов приняли участие представители агентства, а также NOAA, Национального научного фонда и других представителей сообщества. Подобные десятилетние обзоры проводятся по каждой из сфер исследований NASA и служат ориентиром для разработки крупных дорогих миссий. Один из предложенных проектов – миссия Links. Она предполагает запуск более чем двух десятков космических аппаратов на разные орбиты для изучения магнитосферы и ее динамики. Рекомендовано начать разработку в 2027 году и запустить в 2035-м. Программа обойдется в 1,86 миллиарда долларов и позволит детально исследовать функционирование магнитосферы Земли на разных уровнях и ее взаимодействие с солнечным ветром. Другая миссия – Solar Polar Orbiter (SPO). Она предполагает запуск зонда по сложной траектории с большим наклонением, чтобы он мог пролетать над полюсами Солнца и сфотографировать их. Для этого потребовались бы гравитационные маневры у Земли и Юпитера. Стоимость такого проекта составит 2,08 миллиарда долларов. Работы могут начаться в 2029 году, а запуск – в 2037-м. Информация, собранная SPO, дала бы уникальные сведения о регионах Солнца, которые недоступны для изучения.

В то же время многие в сообществе скептически относятся к перспективам этих проектов. В первую очередь из-за бюджетных ограничений. Они, например, привели к тому, что на грани отмены оказалась миссия, предложенная в предыдущем десятилетнем гелиофизическом обзоре - Geospace Dynamics Constellation (GDC). Она предполагает запуск шести аппаратов для изучения взаимодействия магнитосферы с верхними слоями атмосферы и детализации исследований космической погоды. Ее стоимость оценивается в 1,2 миллиарда долларов.

Однако в годовом бюджете NASA на всю гелиофизику заложено около 800 миллионов долларов. Авторы обзора предлагают увеличить сумму до 1 миллиарда в 2026 году и в дальнейшем наращивать на 8,25 процента ежегодно.

Вот так выглядит будущий охотник за тёмной энергией и материей – телескоп Roman

На днях оптическая часть аппарата была доставлена в центр им. Годдарда. Там ее установят на космический аппарат, после чего вся конструкция пройдет серию тестов. Запуск Roman назначен на май 2027 года. Он будет вести наблюдения в ближнем инфракрасном диапазоне. Основные задачи — изучение влияния темной энергии и материи на галактики, поиск сверхновых, гравитационных линз и черных дыр, а также изучение экзопланет. Стоит отметить, что у телескопа Roman интересная история: его оптические компоненты, включая 2,4-метровое зеркало, в 2012 году были подарены NASA национальным управлением военно-космической разведки США. Такие телескопы установлены на разведывательных спутниках KH-11. Если взглянуть на их предполагаемый дизайн, несложно заметить, что они очень напоминают телескоп Hubble. Или точнее Hubble напоминает их. Считается, что дизайн KH-11 сильно повлиял на конструкцию Hubble и решение оснастить его 2,4-метровым зеркалом.

Nokia поможет Axiom Space создать систему связи для новых лунных скафандров

Компания Axiom Space, создающая по заказу NASA скафандры для высадки на Луну в рамках программы Artemis, объявила, что сотрудничает с Nokia в вопросе создания системы связи 4G/LTE, которой будут обеспечены костюмы астронавтов. Технология под названием Lunar Surface Communications System (LSCS) представляет из себя базовую станцию, которая будет располагаться на посадочном модуле, и клиентские блоки в каждом скафандре. Эта система связи будет дублировать существующие линии UHF и Wi-Fi, увеличивая пропускную способность канала. Астронавт сможет использовать все эти линии или выбирать подходящую в зависимости от задач и условий. Это расширяет возможности связи между ним и базой, в том числе по передаче видео высокого качества в онлайн-режиме. Система предназначена для работы на расстоянии до двух километров от посадочного модуля. Хотя в Nokia отмечают, что наземные испытания показывают превышение этой дистанции, которую NASA считает минимальной необходимой. Впервые на Луне прототип системы будет протестирован в рамках миссии Intuitive Machines IM-2, запланированной на конец этого года. Там система будет обеспечивать связь между посадочной платформой, ровером компании Lunar Outpost и роботом-«хоппером». При этом у Nokia уже есть идеи о том, как усовершенствовать систему, добившись большего радиуса действия.

В Axiom Space рассказали, что компания переходит к критическому анализу конструкции скафандров, поскольку все научные проекты и исследования, связанные с разработкой, завершены. Этот важный этап разработки продлится до начала следующего года. После него компания может приступить к конкретным шагам по производству.

Кроме того, поскольку компания Collins Aerospace отказалась от участия в проекте по созданию новых скафандров для выхода в открытый космос с МКС и орбитальных станций, Axiom Space ускорит со своей стороны разработку такой версии своих костюмов, предназначенных изначально для поверхности Луны. Планируется адаптировать их и под выход в открытый космос.

Rocket Lab провела первые огневые испытания нового двигателя Archimedes

Компания Rocket Lab сообщила, что успешно провела огневые испытания нового метанового двигателя Archimedes на тестовом стенде NASA в Космическом центре Стенниса. В сообщении компании говорится, что силовая установка достигла мощности в 102 процента от номинальной. В Rocket Lab отметили, что испытывался не прототип, а готовый к полету образец. Отдельные компоненты двигателя уже находятся на стадии сертификации. В компании надеются быстро сертифицировать и всю силовую установку. Она станет основной для новой ракеты компании Neutron, которую в Rocket Lab видят как возможного конкурента Falcon 9 от SpaceX. Успешные первые огневые испытания Archimedes означают, что компания пока не сместит график, который подразумевает первый старт Neutron в середине 2025 года. Сейчас эксплуатируемой ракетой Rocket Lab является легкий носитель Electron. Он выполнил девять пусков в 2024 году. Изначально планировалось, что за год будет совершено 22 старта, но теперь компания нацелена на 18, поскольку заказчики не успевают обеспечить ракету нагрузкой вовремя.

NASA надеется вернуть Starliner с МКС до середины августа

Инженеры Boeing и NASA продолжают разбираться с проблемами, возникшими в ходе испытательного пилотируемого полета корабля Starliner на МКС. Астронавты Бутч Уилмор и Суни Уильямс отправились в полет 5 июня и должны были провести на станции около восьми дней. Однако при сближении с МКС автоматика корабля отключила пять из 28 мелких двигателей ориентации из-за перегрева. Позднее четыре из них частично восстановили тягу, и Starliner удалось пристыковаться к станции. Также при сближении возникла утечка гелия в этих двигателях ориентации. В середине июня инженерам удалось снова включить двигатели и сделать их тягу близкой к номинальной. Однако возвращать Уилмора и Уильямс NASA не спешило, поскольку хотело лучше разобраться с возможными рисками. Стоит отметить, что батареи Starliner были сертифицированы перед полетом на 45 суток работы. Эти 45 суток истекают 20 июля. Однако маловероятно, что корабль вернется на Землю до этой даты. При этом в Boeing и NASA уверены, что даже более позднее возвращение не приведет к проблемам. 28 двигателей ориентации не используются при сходе с орбиты. Для этого предусмотрены более мощные двигатели, с которыми проблем не было. Но двигатели ориентации нужны для мелких маневров после отстыковки и перед сходом с орбиты. Что касается утечки гелия, то даже с учетом этого на борту корабля останется его достаточно для работы с запасом, чтобы обеспечить спуск с орбиты. Сейчас главная цель инженеров – изучить перегрев двигателей.

Для этого на полигоне Уайт-Сэндс в Нью-Мексико тестировались аналогичные двигатели. Наземная команда повторяла последовательность включений, которые были проведены на орбите. Задачей было воссоздание перегрева, чтобы оценить, привел ли он к каким-то повреждениям двигателей – это ключевой вопрос безопасности, который интересует NASA в данный момент. Однако достичь необходимой температуры не удалось. Тесты должны быть продолжены.

Boeing уже предпринял около 30 шагов по минимизации утечки гелия и оптимизации работы двигателей. При этом отмечены некоторые конструкционные особенности. Например, блоки, в которых расположены двигатели, сработали как термосы, удерживая тепло, что способствовало перегреву.

В NASA пока не называют дату возвращения Starliner. Ожидается, что это должно случиться до середины августа, потому что на этот срок назначен полет корабля Crew Dragon на МКС. Он должен пристыковаться к порту, который сейчас занят Starliner. В Boeing и NASA пока не рассматривают возможность возвращения Уилмора и Уильямс на корабле Crew Dragon. Там уверены, что Starliner сможет вернуть безопасно астронавтов на Землю.

Задержка с возвращением Starliner снижает шансы ввода корабля в эксплуатацию к началу следующего года, как это было запланировано. После возвращения должны быть проанализированы показатели испытательного полета перед выдачей сертификата соответствия.

Телескоп Уэбб сделал снимок красочной космической бабочки

NASA показало новый снимок космического телескопа Уэбб, на котором видна туманность в виде бабочки или песочных часов. При этом в центре туманности виден красный фейерверк, который является сильным извержением протозвезды в сердце сине-белого газового облака или туманности под названием L1527. Туманность находится на расстоянии 460 световых лет от нас. В центре туманности находится яркая протозвезда возрастом примерно 100 000 лет. Для сравнения Солнце существует уже 4,5 млрд лет. На самом деле, звездный объект в центре туманности еще даже не является полноценной звездой. Эти космические фейерверки отмечают процесс, с помощью которого протозвезда превращается в звезду на главной последовательности, такой же как Солнце. Звезды рождаются из огромных молекулярных облаков, когда сверхплотные участки набирают все большую массу и в конечном итоге сжимаются под действием собственной гравитации. Так возникает протозвезда, которая затем продолжает собирать материю, которая осталось от молекулярного облака. Этот процесс продолжается до тех пор, пока протозвезда не наберет достаточно массы, чтобы давление и температура в ее ядре стали достаточно большими для запуска термоядерного синтеза водорода. Таким образом создается энергия и тепло, необходимые для жизни звезды на главной последовательности.

В центре туманности находится яркая протозвезда возрастом примерно 100 000 лет. Для сравнения Солнце существует уже 4,5 млрд лет. На самом деле, звездный объект в центре туманности еще даже не является полноценной звездой. Эти космические фейерверки отмечают процесс, с помощью которого протозвезда превращается в звезду на главной последовательности, такой же как Солнце

На изображении, сделанном камерой телескопа Уэбб среднего инфракрасного диапазона, белые и синие части туманности, которые берут свое начало в центре, представляют собой потоки газа. Их выпускает протозвезда, когда набирает массу. Эти потоки вызывают ударные волны в молекулярном газе вокруг протозвезды. Выбросы вещества также придают туманности такой внешний вид и возбуждают молекулы в межзвездном пространстве, заставляя его светиться в инфракрасном диапазоне.

В центре космической бабочки видна темная линия, которая представляет собой диск из материи, окружающий протозвезду, из которого она берет вещество для роста. Красным цветом в центре изображена протозвезда и окружающий ее плотный диск из пыли и газа. Рядом с красной областью, в белой области, находится больше пыли, а также углеводородов и ионизированного неона. Синим цветом показано распространение полициклических ароматических углеводородов.

Это не первая попытка астрономов сделать снимок туманности L1527 и ее протозвезды. Полтора года назад за этими объектами телескоп Уэбб наблюдал с помощью камеры ближнего инфракрасного диапазона. По цветовой гамме и детализации этот снимок отличается от новой фотографии.

Поскольку протозвезда L1527 продолжает стареть и превращаться в зрелую звезду на главной последовательности, она будет продолжать поглощать материю вокруг себя. Растущая звезда также выпустит энергетические струи и излучение, которые оттолкнут большую часть остатка молекулярного облака. В результате многие структуры на снимке исчезнут и звезду будет намного легче увидеть.

Астрономы получили больше информации о том, как центральная протозвезда влияет на окружающую ее туманность. Еще больше звезд рождаются в комплексе молекулярных облаков Тельца, где находится L1527. Звезды, подобные этой, могут повлиять на этот комплекс и предотвратить образование других звезд, разрушая более широкое молекулярное облако.

ESA заказало у Airbus спутник для отслеживания космической погоды

Европейское космическое агентство (ESA) подписало контракт с Airbus на строительство научного спутника Vigil, который будет изучать Солнце. Стоимость контракта составила 369 миллионов долларов. Заниматься работой над аппаратом будет британское подразделение Airbus. Запуск Vigil запланирован на 2031 год. Он будет работать в точке Лагранжа L5 системы Солнце – Земля. Таким образом, спутник разделит орбиту вокруг Солнца с Землей, но в 60 градусах от нашей планеты. Это позволит ему наблюдать за Солнцем с ракурса, который не виден со стороны Земли, причем за теми участками звезды, которые позднее повернутся в сторону планеты. Это позволит заранее оценивать активность Солнца и прогнозировать факторы воздействия его на космическую погоду у Земли. Аппарат будет работать в постоянном режиме, проводя мониторинг состояния Солнца. На его борту разместят шесть научных инструментов. Четыре из них будут предоставлены европейскими исследователями, еще два – NOAA и NASA. Первое предоставит коронограф, а второе – прибор для изучения корональной активности, работающий в экстремальном ультрафиолетовом диапазоне. На него NASA потратит 45 миллионов долларов.

NASA отобрало четыре миссии, которые могут быть реализованы в новой программе по исследованию Земли

Агентство начало отбор научных миссий по новой программе, нацеленной на изучение Земли Earth System Explorer. Из предложенных исследовательскими институтами и научными группами проектов было отобрано четыре. Они получат по 5 миллионов долларов для разработки концепций в течение одного года. После этого две миссии отберут для реализации. Одну запустят в 2030 году, другую – в 2032-м. Максимальная стоимость каждого проекта не должна превышать 310 миллионов долларов без учета запуска. Был отобран проект Stratosphere Troposphere Response using Infrared Vertically-Resolved Light Explorer (STRIVE), который предполагает изучение температуры, состава и содержания аэрозолей в вертикальном срезе атмосферы от верхних слоев тропосферы до мезосферы. Также в финал попал проект Ocean Dynamics and Surface Exchange with the Atmosphere (ODYSEA), который предполагает одновременное изучение океанских течений и ветров для лучшего понимания взаимодействия атмосферы и океанов. Третьим проектом стал Earth Dynamics Geodetic Explorer (EDGE), который должен составить трехмерные схемы наземных экосистем, включая распределение льдов. Четвертый проект The Carbon Investigation (Carbon-I) – это миссия по измерению концентрации различных парниковых газов природного и антропогенного происхождения.

Программа Earth System Explorer была запущена в 2018 году. Планировалось, что уже к 2020 году будут отобраны кандидаты на получение грантов, но этот процесс отложили из-за бюджетных ограничений. Эта программа дополнит более мелкую линейку спутников и инструментов Earth Venture.

Третьей программой NASA по исследованию Земли является Earth System Observatory. Это система спутников, которые будут выведены вместе с международными партнерами для создания мощной сети по всестороннему изучению нашей планеты. Агентство в рамках этой программы планирует в 2031 году запустить миссию Atmosphere Observing System – Cloud (AOS-Cloud) стоимостью 400 миллионов долларов без учета запуска.

Кроме того, NASA приняло решение запустить небольшую демонстрационную миссию Gravitational Reference Advanced Technology Test In Space (GRATTIS) стоимостью 12 миллионов долларов. Это будет небольшой аппарат для тестирования нового датчика по измерению гравитационного поля Земли. В будущем такие датчики смогут обеспечить оценку распределения льдов, подземных вод и других важных параметров. Платформу для датчика предоставит компания Apex Space, а запустят его в 2026 году на ракете Falcon 9.

Europa Clipper сможет найти признаки внеземной жизни даже в частице льда

В октябре 2024 года NASA планирует отправить к спутнику Юпитера Европе космический аппарат, чтобы узнать, обладает ли юпитерианская луна условиями, пригодными для жизни. Однако зонд будет нести научный инструмент, который, как показали авторы нового исследования, способен обнаружить известную нам форму жизни, если она, конечно, там есть. Прибор может находить бактериальную клетку или ее фрагменты в крупицах льда, которые выбиваются в космос при ударах микрометеоритов. Иными словами, этот научный прибор — надежда в поиске внеземной жизни на ледяных спутниках. Европа — четвертый по размеру спутник Юпитера. Считается, что поверхность этой луны полностью безжизненна: атмосферное давление там составляет всего одну триллионную часть земного, а средняя температура — минус 160 градусов Цельсия. Однако за десятки лет наблюдений астрономы установили, что эта луна покрыта ледяной корой льда толщиной не менее 20 километров, под которой скрывается соленый жидкий океан. Его глубину исследователи оценили в 100 километров, а общий объем воды — вдвое больше, чем во всех океанах Земли. Только неизвестно, присутствуют ли в нем химические вещества, необходимые для развития живых организмов. Чтобы выяснить, обладает ли Европа условиями, пригодными для жизни, NASA собирается запустить к ней космическую станцию Europa Clipper, которая будет изучать спутник с расстояния. Аппарат отправят на вытянутую, «петляющую» орбиту вокруг Юпитера, благодаря чему зонд сможет часто сближаться с юпитерианской луной — совершит 44-49 близких облетов. Запуск Europa Clipper намечен на октябрь 2024 года, а прибытие к Европе — на апрель 2030-го. Планируется, что зонд будет исследовать спутник 109 дней.

На автоматическую станцию инженеры уже установили все научные инструменты. Всего их девять. Они будут проводить картографирование поверхности Европы, изучать ледяную оболочку, подповерхностный океан, водяной пар (гейзеры), прорывающийся сквозь лед, а также разреженную атмосферу, состоящую преимущественно из пыли и продуктов радиолиза частичек льда, которые выбиваются в космос при ударах микрометеоритов.

Все приборы разрабатывали лишь с одной целью — помочь ученым понять, что за условия существуют на Европе и подходят ли они для развития жизни. То есть «научная начинка» Europa Clipper изначально не предполагала сам поиск внеземных живых организмов.

Но группа инженеров из США и Германии под руководством Фрэнка Постберга (Frank Postberg) из Свободного университета Берлина сделала неожиданное открытие. Ученые обнаружили, что один из инструментов зонда, над которым они работали, — анализатор поверхностной пыли Surface Dust Analyzer (SUDA), — может находить бактериальные клетки и их фрагменты (ДНК, РНК, цитоплазматическая мембрана), потенциально указывающие на присутствие жизни. Прибор способен искать такие следы в отдельных частицах льда, выброшенных с поверхности. Результаты работы опубликованы в журнале Science Advances.

Прибор SUDA — масс-спектрометр, который будет изучать состав малых твердых частиц, выбрасываемых из недр Европы как после удара микрометеоритов, так и гейзерами. Постберг и его коллеги испытали инструмент в вакуумной камере, чтобы больше узнать о его возможностях.

С помощью экспериментальной установки исследователи посылали в вакууме тонкую струю жидкой воды с высокой кинетической энергией, где она ударялась о SUDA и распадалась на капли. Предварительно в воду ученые поместили образцы бактерии Sphingopyxis alaskensis, обитающей в водах Аляски. Эти бактерии могут выживать в холодной среде и при ограниченном количестве питательных веществ, что делает их наилучшим кандидатом на роль «внеземной жизни», которая может существовать на ледяных спутниках Сатурна или Юпитера.

Затем Постберг применил луч лазера, чтобы «разбить» капли еще на более мелкие фрагменты и таким образом сымитировал крупицы льда, которые после попадали на детектор SUDA. Исследователи обнаружили, что прибор может находить в этих крупицах фрагментированный клеточный материал, включая жирные кислоты, которыми богаты клеточные мембраны, а также аминокислоты.

«Мы показали, что SUDA может обнаружить клеточный материал всего в одной из сотен тысяч ледяных частиц, которые ударяются о ваш прибор в космосе со скоростью от четырех до шести километров в секунду. То есть мы сможем отличать клеточный материал от других органических молекул и солей», — объяснил Постберг.

В ближайшее время авторы исследования проведут аналогичный эксперимент, но уже с другими видами клеточных культур.

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.

Группа небольших новых луноходов НАСА готова к запуску

Завершены строительство и испытания луноходов CADRE, которые вместе составят карту лунной поверхности. Три небольших лунохода, которые будут исследовать Луну синхронно друг с другом, готовятся к запуску. Инженеры Лаборатории реактивного движения НАСА в Южной Калифорнии недавно закончили сборку роботов, а затем подвергли их серии суровых испытаний, чтобы убедиться, что они переживут полет на ракете в космос и путешествия в суровых лунных условиях. Луноходы и сопутствующее оборудование будут установлены на посадочный модуль, направляющийся в область Рейнер Гамма на Луне. Они проведут светлое время лунных суток — что эквивалентно примерно 14 земным дням — проводя автономные исследования, составляя карты и используя радар, который будет заглядывать под поверхность Луны. Цель состоит в том, чтобы показать, что группа роботизированных космических аппаратов может работать вместе для выполнения задач и записи данных без явных команд от диспетчеров миссии на Земле. Если проект увенчается успехом, будущие миссии могут включать в себя группы роботов, рассредоточенных для проведения одновременных научных измерений. Инженеры потратили долгие часы на тест-драйв луноходов и устранение ошибок, чтобы доработать оборудование, провести его тестирование и подготовить к интеграции с посадочным модулем.

Оборудование будет отправлено в Intuitive Machines для установки на посадочный модуль Nova-C, который будет запущен на ракете SpaceX Falcon 9 из Космического центра Кеннеди НАСА во Флориде.

SpaceX и NASA протестировали систему стыковки кораблей Starship и Orion

NASA и компания SpaceX в Космическом центре имени Джонсона завершили серию из более чем двухсот наземных испытаний соединения систем стыковки пилотируемых кораблей Orion и Starship. Отрабатывались разные варианты стыковки в зависимости от угла захода на нее и скорости. Данные с полномасштабных испытаний объединят с компьютерными моделями, чтобы получить полное представление о том, как системы двух кораблей будут работать. Стыковка Orion и Starship потребуется при высадке людей на Луну в районе Южного полюса. Orion доставит экипаж на орбиту Луны, где произойдет стыковка, а Lunar Starship совершит посадку на поверхность спутника Земли. В применяемой схеме активную часть стыковочного механизма на себе несет Starship, а пассивную – Orion. Ее разрабатывал подрядчик NASA Lockheed Martin. А система мягкого захвата Starship основана на стыковочном механизме корабля Crew Dragon. С ее помощью он будет стыковаться не только с Orion, но и с окололунной станцией Gateway. Планомерно SpaceX еще до первого успешного орбитального запуска Starship выполняет различные задачи в рамках контракта с NASA по программе HLS, подразумевающей создание лунного пилотируемого посадочного аппарата. Последняя оценка агентства предполагает, что SpaceX выполнила более 30 этапов программы, что касается аппаратного обеспечения, начиная от выработки электроэнергии и систем навигации, заканчивая системами жизнеобеспечения.

Зонд New Horizons обнаружил, что пояс Койпера простирается значительно дальше, чем считалось ранее

Далеко за орбитами Нептуна и Плутона зонд NASA New Horizons завершил проход пояса Койпера. Точнее, так думали в NASA. Сейчас аппарат находится на удалении 58 а.е. (8,7 млрд км) от Солнца. От дальней границы пояса Койпера, как мы его себе представляли, зонд ушёл вглубь системы как минимум на 3 а.е. (449 млн км). Вот только данные с приборов говорят, что зонд всё ещё продолжает движение в неожиданно плотном облаке межпланетной пыли, словно он ещё не покинул пояс. Данные о размерах частиц пыли и частоте их встреч на пути зонда собирает прибор SDC (Venetia Burney Student Dust Counter). Датчик состоит из 2 эталонных и 12 научных пленочных детекторов из поливинилиденфторида. Прибор вычисляет изменения поверхностной плотности заряда на проводящих пленках, которые возникают в процессе ударов пылинок о плёнку. Модели предсказывали, что после преодоления отметки 55 а.е. (8,2 млрд км) плотность пыли начнёт резко снижаться, ведь крупных объектов там уже не будет и, следовательно, не будет частых столкновений — инициаторов образования пыли. Прибор SDC, как следует из наблюдений и проделанной на их основе научной работы, продолжает фиксировать повышенное содержание пыли в пространстве. К такому результату могут вести несколько путей. Во-первых, пояс Койпера может оказаться намного шире, чем мы до сих пор считали. Во-вторых, давление солнечного излучения в данной области может быть усилено присутствием большего объёма ледяных обломков (воды, метана и других газов), испаряющихся в процессе фотораспыления.

Работа "Новых горизонтов" тем временем продолжается

Миссия New Horizons была продлена в октябре 2023 года. Ожидается, что у него будет достаточно топлива и энергии, чтобы работать до 2040 года на расстоянии более 100 АЕ от Солнца. На таком расстоянии SDC сможет даже зафиксировать переход зонда в область, где в пылевой среде преобладают межзвездные частицы. Это означает, что вместе с дополнительными наблюдениями с помощью телескопов с Земли у "Новых горизонтов" есть уникальная возможность узнать больше о ОПК, источниках пыли и протяженности пояса Койпера. Но также и о межзвездной пыли, а значит, и о пылевых дисках вокруг других звезд. "Эти новые научные результаты, полученные с помощью New Horizons, могут стать первым случаем, когда космический аппарат обнаружил новую популяцию тел в нашей Солнечной системе", — сказал Алан Стерн, руководитель миссии New Horizons. "Не терпится увидеть, как далеко удастся зайти за пределы этих высоких уровней пыли в поясе Койпера".

Конец эпохи: что случилось с «Вояджер-1» и что будет дальше?

За последние полвека учёные получили огромный объём информации о Вселенной, включая как данные о Солнечной системе и её объектах, так и о дальнем космосе. Большую работу проделали космические аппараты, без них астрономы до сих пор гадали бы, например, что из себя представляет Европа, спутник Юпитера, или какова поверхность Плутона. «Вояджер-1» и «Вояджер-2» — именно такие аппараты, ставшие надёжными инструментами изучения космоса и служащие человечеству вот уже почти 50 лет. К сожалению, ничто не вечно, и у первого «близнеца» сейчас серьёзные технические проблемы, которые уже вряд ли получится решить. С чего всё началось - 5 сентября 1977 года «Вояджер-1» впервые отправил данные со своих приборов на Землю, и с тех пор поток информации не прекращает поступать, за исключением небольших перерывов. Зонд должен был изучать Юпитер и Сатурн, причём считалось, что он проработает всего несколько лет, после чего системы прекратят функционировать. Но всё оказалось иначе — срок службы двух аппаратов превысил расчётный в десять раз. «Вояджер-1» пролетел мимо Юпитера в 1979 году, после чего посетил и окрестности Сатурна в 1980 г. Он вместе со своим «близнецом» внёс огромный вклад в изучение Солнечной системы, предоставив подробную информацию об атмосфере планет-гигантов, о спутниках и кольцах.

В частности, «Вояджеры» передали снимки вулканов на Ио (причём действующих), сфотографировали ледяной покров Европы, кольца Сатурна, циклоны Нептуна и многое другое. Информацию, переданную ими, до сих пор изучают.

В 1988 году «Вояджер-1» стал самым отдалённым от Земли аппаратом, созданным руками человека. К сожалению, последние несколько десятков лет зонды работают, что называется, на истощение, поскольку мощность термоэлектрических генераторов постоянно падает.

В 2017 году основные его двигатели отказали, и Земля активировала маневровые двигатели аппарата — впервые за 40 лет. Выяснилось, что деградировали системы коррекции ориентации аппарата, вместо них учёные попробовали использовать двигатель коррекции траектории, простаивавший 37 лет. Удивительно, но запуск показал, что всё хорошо, это позволило предположить увеличение срока службы аппарата ещё на 2-3 года. Забегая вперёд, скажем, что инженеры оказались правы.

Технические проблемы

Перебои в работе оборудования зондов возникали многократно, но каждый раз инженерам и учёным удавалось их решить. Но в 2022 году начались серьёзные проблемы с передачей телеметрии «Вояджером-1». Тогда аппарат стал отправлять странные данные о своём положении — последовательность нулей или 377.

Инженеры NASA объяснили, что всё это связано с AACS (подсистемой пространственной ориентации и маневрированием). Несмотря на то, что зондом всё ещё можно было управлять «вручную», он потерял представление о том, где находится в текущий момент. Скорее всего, причина заключается в негативном воздействии жёсткого излучения на навигационную систему устройства.

Тогда высказывалось даже предположение о влиянии тёмной материи или вещества с отрицательной массой на земной аппарат. Конечно, доказать или опровергнуть это мы не можем, но факт остаётся фактом — навигационная система стала сбоить. Инженерам проекта удалось решить проблему, отправив телеметрию через другой компьютер аппарата.

Но в декабре 2023 года ситуация повторилась. Блок телеметрической модуляции стал отправлять в ЦУП странный двоичный код. В NASA предположили, что проблема в FDS. Это один из трёх компьютеров зонда, работающий вместе с центральным блоком управления и контроля, а также устройством, отвечающим за ориентацию и наведение. Он также управляет сбором различной информации сети датчиков аппарата и объединяет всё это в данные в двоичном коде. А телекоммуникационный блок отправляет информацию на Землю. Возможно, проблема вызвана повреждением памяти в FDS.

Учёные перезагрузили систему, но ничего не получилось — зонд продолжал передавать на Землю невразумительные данные.

«Если мы вернём аппарат к жизни, это будет величайшим чудом. Мы определённо не собираемся складывать руки. Есть и другие методы, которые мы можем попробовать. Но случившееся, безусловно, самая серьёзная поломка с тех пор, как я стала менеджером проекта», — заявила руководитель миссии Сюзанна Додд.

Аппарат нормально принимает данные с Земли и «понимает» их, но это пока ничем не помогает вернуть обмен информацией. Сейчас сотрудники проекта продолжают передавать команды «Вояджеру-1», надеясь на локализацию проблемы при помощи коррекции памяти компьютера. Если в течение нескольких недель ничего не выйдет, то зонд можно будет считать потерянным. Конечно, Земля продолжит получать тот самый поток невразумительных данных, что позволит понять, работает ещё аппарат или нет. Но научной ценности информация уже не несёт.

На текущий момент «Вояджер-1» находится на расстоянии 24 365 306 285 км от Земли и продолжает своё путешествие со скоростью 61 тыс. км/ч. Сейчас для получения ответа от аппарата приходится ждать около 45 часов, настолько велико расстояние.

Не всё потеряно

Близнец зонда, «Вояджер-2», продолжает работать. В 2023 году срок его службы продлили на несколько лет. В частности, учёные решили проблему падения мощности топливного элемента, отключив обогрев систем, которые уже не нужны для поддержания полёта.

Чем дальше улетают аппараты, тем более ценную информацию они передают, поэтому в NASA очень заинтересованы в продолжении работы устройств. Насколько можно понять, системы «Вояджер-2» функционируют стабильно, и пока что никаких критических сбоев нет. В начале 2023 года учёные проанализировали информацию с зонда — оказалось, что всё идёт по плану.

Хотелось бы надеяться, что «Вояджер-2» проработает ещё несколько лет, до момента окончательной потери мощности топливным элементом, и мы сможем узнать ещё много интересного. И конечно, пожелаем удачи NASA с восстановлением работоспособности «Вояджера-1».

Зонд Juno сфотографировал извержение вулкана на Ио

3 февраля зонд NASA совершил 58-е сближение с Юпитером. Но главной целью наблюдений был спутник планеты-гиганта Ио. Juno удалось сблизиться с ним на дистанцию до 1500 километров, что позволило собрать ценные научные данные, а также сделать серию снимков с помощью камеры JunoCam. Некоторые из них уже были загружены и обработаны. В частности, на одном из снимков, сделанных с расстояния около 8 тысяч км, Ио словно освещен по-разному с двух сторон. Одну половину спутника освещает Солнце, а детали темной стороны можно рассмотреть благодаря отраженному свету от Юпитера, хотя «шум» в этой части фото сильнее. На другом снимке видны два выброса от вулканов, которые поднимаются над поверхностью Ио. Команда миссии Juno продолжает получать и анализировать данные, собранные зондом.

Команда астрономов исследовала остаток сверхновой 30 Doradus B

На этом красочном снимке изображен остаток сверхновой 30 Doradus B (сокращенно 30 Dor B). Он является частью более крупной области космоса, где звезды непрерывно формировались в течение последних 8-10 миллионов лет. В этом регионе, расположенном в Большом Магеллановом облаке, множество темных газовых облаков, молодых звезд и перегретого газа. Новое изображение 30 Dor B было получено путем объединения рентгеновских данных обсерватории НАСА "Чандра" (фиолетовый), оптических данных 4-метрового телескопа Бланко в Чили (оранжевый и голубой) и инфракрасных данных космического телескопа НАСА "Спитцер" (красный). Оптические данные с космического телескопа НАСА "Хаббл" также были добавлены в черно-белом варианте. Команда астрономов во главе с Вэй-Ань Ченом из Национального Тайваньского университета в Тайбэе использовала более двух миллионов секунд времени наблюдения "Чандры" 30 Dor B для анализа. Астрономы обнаружили слабую оболочку, которая является источником рентгеновского излучения. Она простирается примерно на 130 световых лет в поперечнике. Данные "Чандры" также показывают, что 30 Dor B содержит потоки частиц, уносящихся от пульсара. Они создают туманность пульсарного ветра.

Объединив данные "Чандры" с данными "Хаббла" и других телескопов, исследователи определили, что ни один взрыв сверхновой не может объяснить то, что мы видим. Как пульсар, так и яркие рентгеновские лучи, наблюдаемые в центре 30 Dor B, вероятно, возникли в результате взрыва сверхновой после коллапса массивной звезды около 5000 лет назад. Однако более крупная тусклая рентгеновская оболочка слишком велика, чтобы образоваться в результате взрыва той же сверхновой.

Команда считает, что в 30 Dor B произошло по меньшей мере два взрыва сверхновых, причем рентгеновская оболочка образовалась от другой сверхновой более 5000 лет назад. Также вполне возможно, что в прошлом взрывов было еще больше.