Подтвержден переход «Voyager 2» в царство звёзд!

«Voyager 2» стал вторым космическим аппаратом, достигшим пространства за пределами гелиосферы. Анализ данных о плотности плазмы, полученных инструментом на борту космического аппарата NASA «Voyager 2», подтвердил, что он вошел в межзвездное пространство в ноябре 2018 года на расстоянии в 119 астрономических единиц от Солнца, став вторым рукотворным объектом после «Voyager 1», преодолевшим границу гелиосферы. Выводы об условиях в этой среде, которые не полностью совпали с ожидаемыми, представлены пятью (раз, два, три, четыре, пять) статьями в журнале Nature. «Оказалось, что старая идея о постепенном исчезновении влияния солнечного ветра по мере продвижения в межзвездное пространство просто не соответствует действительности. Данные с «Voyager 2» подтвердили полученную ранее информацию от «Voyager 1» о существовании удивительно четкой границы», – рассказывает Дон Гурнетт из Айовского университета (США), ведущий автор одного из исследований. «Voyager 2» стал вторым космическим аппаратом, достигшим пространства за пределами гелиосферы. Он был запущен в 1977 году незадолго до своего близнеца «Voyager 1», который совершил переход в межзвездную среду в 2012 году, передав ценные данные о гелиопаузе. Однако из-за повреждения инструмента «Plasma Science Experiment» на борту «Voyager 1» еще в 1980 году, зонд не смог собрать полную информацию о неизведанных ранее регионах.

К счастью, на борту «Voyager 2» инструмент «Plasma Science Experiment» работает штатно, и 5 ноября 2018 года он зафиксировал переход космического аппарата из среды с горячей плазмой низкой плотности, характерной для солнечного ветра, к холодной плазме с более высокой плотностью, свойственной межзвездному пространству.

Согласно полученным данным, зонд преодолел гелиопаузу менее чем за один день, при этом он пересек неизвестный ранее слой, где взаимодействуют солнечный и межзвездный ветры. «Voyager 1» не передавал данных об этом «новом» участке, и это различие, по мнению астрономов, может быть связано с изменениями уровня активности Солнца или различными траекториями космических аппаратов.

«Это как смотреть на слона под микроскопом. Два человека подходят к нему и проводят два разных исследования, не представляя, что происходит между точками их измерений. Поэтому мы прибегаем к моделям, которые помогают извлечь недоступную нам информацию о гелиосфере, основываясь на двух местах ее пересечения. Имеющиеся у нас данные рисуют примерно симметричную и сферическую область, однако не исключено, что она является кометообразной с хвостом на несколько тысяч астрономических единиц, и разрешить эти дебаты помогут только будущие наблюдения обоих зондов», – заключил Билл Керт из Айовского университета, соавтор одного из исследований.

Стоит отметить, что, хотя «Voyager 1» и «Voyager 2» покинули гелиосферу, они все еще не вышли за пределы Солнечной системы и не сделают этого в ближайшее время. Считается, что ее граница находится за внешним краем Облака Оорта, совокупности небольших объектов, которые подвержены воздействию гравитации нашей звезды. Ширина Облака Оорта точно не известна, но, по оценкам ученых, она начинается на расстоянии около 1000 астрономических единиц от Солнца и простирается примерно до 100 000 астрономических единиц. «Voyager 2» потребуется около 300 лет, чтобы достичь внутреннего края Облака Оорта, и, возможно, 30 000 лет, чтобы выйти за его пределы.

Аппарат «Вояджер-2», возможно, приближается к межзвездному пространству

Зонд НАСА Voyager 2 («Вояджер-2»), в настоящее время находящийся на пути к межзвездному пространству, зафиксировал рост интенсивности космических лучей, идущих из-за пределов Солнечной системы. Запущенный в космос в 1977 г., зонд Voyager 2 находится на расстоянии чуть менее 17,7 миллиона километров от Земли, что эквивалентно 118 расстояниям от Земли до Солнца. Начиная с 2007 г., зонд двигался сквозь крайний внешний слой гелиосферы – огромного «пузыря», окружающего Солнце и планеты, в пределах которого доминируют солнечный материал и магнитные поля. Ученые миссии Voyager 2 ожидали увидеть признаки того, что аппарат достигнет внешней границы гелиосферы, называемой гелиопаузой. Когда аппарат Voyager 2 выйдет за пределы гелиосферы, он станет вторым в мире искусственным объектом, после «Вояджера-1», когда-либо входившим в межзвездное пространство. Во второй половине августа бортовой инструмент зонда Voyager 2 под названием Cosmic Ray Subsystem зафиксировал 5-процентный рост уровня интенсивности космических лучей, достигающих аппарата, по сравнению с началом августа. Инструмент Low-Energy Charged Particle зонда зарегистрировал аналогичный рост интенсивности высокоэнергетических космических лучей.

Космические лучи представляют собой быстродвижущиеся частицы родом из-за пределов Солнечной системы. Часть этих космических лучей блокируется гелиосферой, поэтому считается, что на границе с межзвездным пространством должен наблюдаться резкий рост интенсивности космических лучей.

В мае 2012 г. аппарат Voyager 1 испытал аналогичный рост интенсивности космических лучей, и затем, спустя три месяца, пересек гелиопаузу и вышел в межзвездное пространство. Однако, согласно ученым, такой 5-процентный рост интенсивности космических лучей не является однозначным признаком выхода аппарата из гелиосферы. На самом деле, аппарат Voyager 2 может покинуть пределы гелиосферы намного позже. Большая разница во времени пересечения гелиопаузы для двух аппаратов-близнецов может объясняться разной активностью Солнца и соответственно – разными размерами «пузыря» гелиосферы, пояснили ученые.

Внутренние кольца Сатурна скоро исчезнут

Данные, собранные зондом «Кассини» в последние мгновения жизни, указывают на то, что материя внешних колец Сатурна очень быстро падает в его атмосферу. Это приведет к их исчезновению в ближайшее время. «Оказалось, что кольца Сатурна не просто «моросят», падая в атмосферу планеты, а порождают самый настоящий ливень. Лед, капли воды и пыль движутся так быстро, что каждую секунду Сатурн «съедает» примерно 10-45 тонн материи колец», — заявил Хантер Уайт (Hunter Waite) из Юго-западного исследовательского института в Боулдере (США). Межпланетная станция «Кассини», проработавшая в космосе почти 20 лет, закончила свою жизнь в сентябре прошлого года, «нырнув» в атмосферу Сатурна. Завершая миссию подобным образом, ученые НАСА надеялись раскрыть тайну того, как возникло магнитное поле «властелина колец» и понять, как он взаимодействует с этими скоплениями газа и пыли. Свои последние мгновения жизни, как рассказывал Уайт еще перед гибелью зонда, «Кассини» провел в особой зоне сатурнианской атмосферы, где существует экзотический «дождь» из микрокапель воды и частичек пыли, постепенно падающих на Сатурн из ближайших к нему колец.

Следы этого дождя, по словам ученого, были найдены в спектре атмосферы Сатурна еще в 1980 годах зондами «Вояджер», однако до падения «Кассини» астрономы не были уверены в том, что этот непрерывный поток пыли и воды порождается кольцами, а не какими-то внутренними процессами в недрах «властелина колец».

Последний нырок «Кассини», как отмечал Уайт в прошлом году, выступая в Институте космических исследований РАН в Москве, доказал это и открыл нечто новое, к чему ученые не были готовы – кольца оказались похожими по составу на материю комет. Они содержали в себе большие количества органики, кислорода и аммиака, вступавшей в сложные реакции во время падения «дождя» на Сатурн.

Вдобавок, судя по замерам пылеуловителей и спектрометров «Кассини», число частиц льда и пыли, падающих на планету, на несколько порядков превышало то, что предсказывали теории, описывающие устройство колец и их взаимодействие с Сатурном.

Подобные наблюдения, как отмечает Уайт, говорят о том, что кольца D и C, расположенные ближе всего к планете, могут исчезнуть за мгновения по космическим меркам. Кольцо D, ближайший сосед Сатурна, будет полностью «высосано» им уже через 7-60 тысяч лет, если его не будет подпитывать кольцо C.

Само кольцо С, содержащее в себе на порядки больше материи, исчезнет чуть позже, но все равно очень быстро – через 700 тысяч или 7 миллионов лет, в зависимости от выбранного сценария. Все это говорит о том, что «властелин колец» далеко не всегда обладал ими, и гораздо чаще разрушал свои луны, чем это принято считать сейчас. Это ставит перед ученым новые вопросы о том, как появились кольца и как долго они существовали в прошлом, заключают Уайт и его коллеги.

Три космических миссии НАСА получают свои первые научные данные

Продолжающиеся исследования нашей Солнечной системы и пространства, находящегося за ее границами, получают новый толчок к развитию на этой неделе, поскольку три ключевых миссии НАСА подтвердили не только свою работоспособность, но и исключительность своего научного потенциала. 17 сентября 2018 г. миссия Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS) провела свои первые научные наблюдения. Позднее на этой неделе две новейшие миссии, пополнившие собой флотилию гелиофизических космических аппаратов НАСА – зонд Parker Solar Probe, первая в истории человечества миссия, которая «коснется» Солнца, и спутник GOLD, миссия, которая изучает динамическую границу между Землей и космосом – передали на Землю свои первые научные данные. Часть данных, собранных с первой «научной» орбиты космического аппарата TESS, включает подробную картину южного неба, съемка которого производилась при помощи всех четырех широкоугольных камер «охотника за планетами». На этом снимке представлено огромное количество звезд и других объектов, включая системы, в которых ранее уже были выявлены экзопланеты, то есть планеты, расположенные за пределами нашей Солнечной системы. Аппарат TESS проведет ближайшие два года, наблюдая за ближайшими к нам, самыми яркими звездами в поисках периодических спадов яркости светил, известных как транзиты. Такие транзиты указывают на прохождение перед звездой планеты. Ожидается, что, используя этот метод, можно будет обнаружить при помощи спутника TESS тысячи новых планет.

Две другие миссии, предоставившие свои первые научные данные на минувшей неделе, направлены на изучение гигантской системы Земля-Солнце, в которой доминируют частицы и энергия магнитных полей нашей звезды и которая является предметом изучения гелиофизики. Зонд Parker Solar Probe поможет понять, как атмосфера Солнца влияет на мощность потоков частиц, извергаемых в космос; миссия GOLD отслеживает изменения параметров области пространства рядом с Землей, которые в основном связаны с изменением солнечной активности. Эти две космические миссии помогут гелиофизикам глубже понять нашу звезду и влияние, оказываемое ею на окружающее космическое пространство – и в частности, на атмосферы планет и искусственные объекты, построенные человеком.

Космический зонд New Horizons максимально приблизится к астероиду в 2019 году

Американский космический зонд New Horizons 1 января 2019 года приблизится на максимально близкое расстояние к астероиду 2014 MU69, сообщил 19 сентября научный руководитель миссии Алан Стерн. В NASA пока не знают, насколько близко аппарат может подойти к астероиду, но ученые уверены, что расстояние сближения будет меньше, чем с Плутоном в 2015 году. Тогда New Horizons приблизился к планете на 12,5 тыс. км. «Мы находимся за миллиард милей до Плутона, круглосуточно движемся со скоростью 2 тысячи миль в час (3218 тыс. км/ч) на пути к первому пролету мимо тела в Поясе Койпера. И мы сделаем это 1 января, мы приблизимся, сфотографируем, узнаем, из чего он состоит, узнаем, есть ли у него луны или кольца, многое другое, и это всего лишь 100 дней от сегодняшнего дня». Астероид 2014 MU69 был открыт в 2014 году с помощью орбитального телескопа «Хаббл». В 2018 году его переименовали в Ultima Thule («Край света»). Об астероиде почти ничего не известно, по данным ученых, он представляет собой строительный материал карликовых планет наподобие Плутона.

Зонд New Horizons считается самым скоростным из всех запущенных когда-либо космических аппаратов. Он был запущен в 2006 году и уже успел пройти мимо Юпитера, передав уникальные данные на Землю.

11 августа НАСА планирует запуск новой миссии для наблюдения Солнца

11 августа НАСА планирует отправку в космос первого космического аппарата, способного приблизиться к Солнцу на расстояние, меньшее, чем радиус орбиты Меркурия, и коснуться края огненной солнечной короны. Оснащенный инструментами, разработанными и построенными в Калифорнийском университете в Беркли, США, зонд Parker Solar Probe достигнет научной цели, к которой исследователи стремятся уже долгие годы: подойти к Солнцу настолько близко, чтобы стало возможным разглядеть, как происходит перетекание материала с поверхности Солнца в его корону, имеющую температуру порядка 2 миллионов Кельвинов, а также как происходит формирование солнечного ветра, который непрерывно бомбардирует нашу планету. Этот солнечный зонд будет двигаться быстрее, чем любой другой космический аппарат в истории – его максимальная скорость составит 700000 километров в час. Зонд подойдет к Солнцу на расстояние не более 4,5 диаметра нашего светила в 2024 г., во время максимального сближения с нашим светилом. Зонд оснащен тепловым экраном, который будет защищать его датчики от нагрева Солнцем, способным на таком расстоянии разогревать объекты до 1400 градусов Цельсия – температуры, при которой можно разливать чугун.

Зонд будет измерять параметры частиц солнечного ветра, потоков заряженных частиц, идущих от Солнца. По достижении окрестностей Земли высокоэнергетические частицы солнечного ветра могут представлять угрозу для астронавтов и спутников, находящихся на орбите. Аппарат также позволит ответить на ряд фундаментальных вопросов, стоящих перед физикой Солнца, например, почему корона Солнца, расположенная дальше от его ядра, чем видимая поверхность, имеет намного более высокую температуру.

Запуск зонда планируется рано утром в субботу, 11 августа, с базы ВВС США, расположенной на мысе Канаверал, штат Флорида, США, при помощи ракеты-носителя Delta IV Heavy производства компании United Launch Alliance.

«Снег» на комете 67P/Чурюмова — Герасименко

На изображении, которое можно увидеть ниже, запечатлена поверхность кометы 67P/Чурюмова — Герасименко, вокруг которой кружила автоматическая межпланетная станция «Розетта» Европейского космического агентства (ЕКА). Сам аппарат был уничтожен в результате контролируемого столкновения с кометой в сентябре 2016 года, однако за время, проведенное на орбите кометы, зонд успел сделать множество снимков изучаемого объекта с помощью своей узкоугольной телекамеры OSIRIS (Optical, Spectroscopic, and Infrared Remote Imaging System). Фотографии были получены 1 июня 2016 года, а опубликованы в свободном доступе только 22 марта этого года. На основе этих снимков пользователь «Твиттера» с ником landru79 создал GIF-изображение. На полученной анимированной картинке можно отметить сразу три характерные особенности. Расположенные на заднем фоне звезды, принадлежащие, по словам старшего научного советника ЕКА, созвездию Большого Пса; светлые полосы, которые остаются от высокозаряженных частиц, попадающих в объектив камеры, и выглядят как падающий снег; а также, вероятнее всего, пыль от самой кометы.

Космический аппарат «Розетта» был запущен в 2004 году. В 2014 году зонд достиг кометы и высадил на ее поверхность (впервые в истории) двухтонный исследовательский посадочный модуль «Филы». В целом посадка прошла успешно, однако аппарат прикометился не там, где нужно. Проблема оказалась в том, что «Филы» сел в тень отвесной скалы, где не смог собирать солнечную энергию. В итоге посадочный модуль проработал всего 60 часов, собирая информацию о комете и отправляя эти данные на Землю, пока не закончился заряд в его аккумуляторах, которые должны были получать новую энергию благодаря солнечным панелям.

Но даже несмотря на столь скоротечную научную работу, оба аппарата предоставили беспрецедентные данные о комете 67P/Чурюмова — Герасименко. Посадочный модуль обнаружил в газах, которые выбрасывает комета, органические соединения, а также успел заснять Марс с расстояния в 1000 километров, когда комета пролетала экстремально близко мимо нашего космического соседа. Орбитальный аппарат, в свою очередь, заснял комету во всевозможных ракурсах.

Марсотрясение: космический зонд измерит пульс Красной планеты

Через месяц NASA запустит к Марсу автоматический аппарат InSight с сейсмометром на борту. Главная задача миссии — зафиксировать подземные толчки, марсотрясения. Ученые рассчитывают узнать, что внутри у Красной планеты, и почему их особенно интересует состояние ее ядра. Космические станции запускают к Марсу с 1970-х годов. Десятки аппаратов наблюдали за планетой с орбиты и исследовали ее непосредственно на поверхности. Пять успешно завершили свои миссии, два марсохода работают до сих пор. Зачем понадобился еще один посадочный модуль? В NASA задумали миссию InSight в 2010 году, взяв за основу платформу аппарата "Феникс", совершившего успешную посадку на Марс в 2008 году. "Феникс" искал воду и микроорганизмы, InSight, оборудованный свайной установкой и геофизическими инструментами, предназначен для изучения недр планеты. Сейсмометр SEIS (Seismic Experiment for Interior Structure, то есть "сейсмический эксперимент для исследования внутреннего строения") зарегистрирует любое марсотрясение, вызванное внутренним напряжением недр или падением крупного метеорита, установит его силу и эпицентр. Датчики давления, ветра, температуры изучат пылевые бури, которые, как предполагается, тоже генерируют сейсмические волны в марсианской коре — внешней твердой оболочке планеты. Прибор зафиксирует также колебания коры из-за приливных сил спутника планеты — Фобоса.

На поверхности Марса не наблюдали тектонической активности. Предыдущие миссии не были оборудованы сейсмографами — кроме "Викингов", но их данные сомнительны. Прибор SEIS настолько чувствительный, что уловит малейшие колебания. Анализируя эти данные, ученые надеются узнать, из чего состоит Марс, есть ли у него внутри резервуары расплавленного вещества и жидкой воды.

Прибору HP3 (Heat Flow and Physical Properties Probe — зондирование теплового потока и физических свойств) предстоит заняться внутренней активностью Марса. Тепловой поток покажет, остыла планета полностью или внутри еще что-то теплится. Это словно измерить скорость остывания автомобильного мотора. Щуп прибора внедрится на небывалую до сих пор глубину — пять метров. Благодаря HP3 исследователи рассчитывают понять, сформировался ли Марс так же, как Земля, Луна и другие планеты Солнечной системы.

Кроме того, InSight проведет интересный эксперимент, записывая с помощью радиоантенн свои точные координаты, чтобы оценить колебания Марса на солнечной орбите. Их сила зависит от внутреннего строения и состава планеты — не в последнюю очередь от состояния ядра. Это похоже на разницу между сырым и сваренным вкрутую куриным яйцом — если крутануть его на столе, сразу видно, сырое оно или вареное. Ученые предполагают, что ядро Марса богато железом, возможно, никелем. Но неясно, жидкое оно или твердое и какие еще элементы в нем содержатся.

Что известно о строении Марса

Считается, что Марс, как и большинство планет Солнечной системы, состоит из слоев твердого вещества. По аналогии с Землей у Марса их как минимум три: кора, мантия и ядро. Поскольку у Красной планеты есть слабое магнитное поле, то, вероятно, в центре расположено металлическое ядро, скорее всего, железное. На это указывают и данные о средней плотности вещества планеты, поступившие от орбитальных аппаратов.

Есть гипотеза, что ядро Марса изначально было жидким. В ее пользу говорит намагниченность горных пород возрастом четыре миллиарда лет, зафиксированная орбитальной станцией Mars Global Surveyor. Ядро затвердело за полмиллиарда лет, то есть, по геологическим меркам, довольно быстро. Магнитное поле ослабело, стало прерывистым. Но есть и другая точка зрения, основанная на модельных расчетах и опытах в лаборатории: ядро Марса — жидкое или частично жидкое, как у Земли.

Размеры ядра неизвестны. Чтобы это выяснить, "необходима серия миссий посадочных модулей на Марс, оборудованных сейсмографами", — писали американские ученые в 2005 году в статье в Science.

По аналогии с Землей предполагают, что в мантии Красной планеты, расположенной между ядром и корой, много кремния. Вероятно, она более богата железом, чем мантия Земли, — об этом свидетельствует состав марсианских метеоритов и базальтов, на которые примарсились роверы Spirit и Opportunity.

Определив момент инерции планеты — величину, характеризующую вращение твердого тела, — вычислили среднюю плотность Марса: 3935 килограммов на кубометр, что на 37% меньше плотности Земли. Это позволило оценить толщину марсианской коры — 30-80 километров.

Точнее пока ничего сказать нельзя, поскольку нет сейсмических данных. Этот пробел и восполнит миссия InSight. И тогда, возможно, ученые получат ответ на самый главный вопрос: почему так похожий на Землю Марс потерял атмосферу, магнитное поле и воду, а вместе с тем — и условия для зарождения жизни.

Послание к марсианам

Станция InSight отправится к Марсу 5 мая 2018 года с военного космодрома Ванденберг в Калифорнии. Кроме научной программы, аппарат выполнит важную общественную функцию: доставит на Красную планету два микрочипа, на которых записаны почти 2,4 миллиона имен землян, в том числе более 60 тысяч россиян.

Ракета-носитель возьмет также на борт два малых спутника (кубсата). Они последуют за станцией до орбиты Красной планеты, чтобы передавать оттуда данные с приборов посадочного модуля на орбитальный аппарат Mars Reconnaissance Orbiter. Это ускорит доставку сигнала на Землю.

Через полгода полета, 26 ноября, InSight совершит посадку на равнине Элизий, чуть севернее экватора восточного полушария Марса. Аппарат рассчитан на два года работы.

Произведена корректировка траектории зонда НАСА в Поясе Койпера

Двигатели космического аппарата НАСА New Horizons («Новые горизонты») были кратковременно, на 2,5 минуты, включены в субботу, 9 декабря, для корректировки курса на древний объект Пояса Койпера под названием 2014 MU69, мимо которого плутонианский зонд НАСА пройдет чуть более чем через один год, считая от настоящего момента. Телеметрия, подтверждающая, что маневр прошел в штатном режиме, была получена диспетчерами миссии New Horizons в 8:00 UTC при помощи радиостанций сети Deep Space Network (DSN) НАСА. Радиосигнал прошел в космосе 6,1 миллиарда километров, прежде чем достичь нашей планеты, двигаясь со скоростью света, и продолжительность этого путешествия составила 5 часов 41 минуту. Под управлением команд, хранящихся в памяти бортового компьютера, зонд New Horizons включил двигатели на 152 секунды, изменив свою скорость примерно на 151 сантиметр в секунду. Этот маневр позволил оптимизировать маршрут до объекта MU69, при этом максимально сближение аппарата с этим объектом теперь ожидается в 5:33 UTC 1 января 2019 г. Первичный пролет состоится на расстоянии около 3500 километров от объекта MU69.

Субботний маневр был последней корректировкой курса на всем протяжении долгого путешествия зонда от Плутона в сторону объекта MU69. Следующая корректировка траектории ожидается теперь лишь на походе к MU69 в октябре 2018 г. 21 декабря этого года команда аппарата New Horizons переведет его в «спящий режим», в котором он будет пребывать до июня следующего года. В настоящее время зонд движется в космосе в сторону от Солнца со скоростью 51156 километров в час, или 1,2 миллиона километров в сутки.

НАСА сообщило об условиях для существования жизни на спутнике Сатурна

Ученые НАСА сообщили в четверг об обнаружении на спутнике Сатурна Энцеладе признаков наличия подходящих для существования жизни условий. К такому выводу специалисты пришли, основываясь на данных о подледном океане Энцелада, переданных зондом НАСА «Кассини». По словам экспертов, данные указывают на то, что подо льдом у спутника проходят химические реакции, необходимые для поддержания жизни микробов.

Ученые напоминают, что зонд ранее зафиксировал на Энцеладе наличие водорода. Они считают, что он образовался при гидротермальных реакциях на дне океана. По их мнению, поступившая информация показывает возможность формирования на спутнике Сатурна метана. В свою очередь, его наличие делает возможным существование в воде микробов.

Исследователи отмечают, что сам факт возможности жизни на Энцеладе — важное открытие, учитывая, что он находится на очень большом расстоянии от Солнца.

Что ожидает зонд New Horizons после Плутона

Руководители миссии New Horizons рассказали о том, что ожидает зонд в будущем, как долго он проработает и какие открытия на поверхности Плутона больше всего поменяли работу проекта и удивили ученых, а также показали первую цветную карту карликовой планеты. "Благодаря New Horizons, у нас сегодня есть целая астрономическая обсерватория, расположенная внутри пояса Койпера, самой малоизученной части Солнечной системы и населенной объектами, которые невозможно увидеть с Земли из-за их тусклости и малых размеров", — заявил Алан Стерн, руководитель миссии New Horizons.

Зонд New Horizons является ветераном по меркам земной космической программы — он был запущен в космос больше 11 лет назад, 19 января 2006 года. После запуска с мыса Канаверал он стал самым быстрым космическим аппаратом, когда-либо стартовавшим с Земли, двигаясь со скоростью в 58,5 тысячи километров в час.

Тем не менее, абсолютный рекорд скорости, как признает Стерн, он так и не поставил – зонды "Вояджер", покидающие пределы Солнечной системы, движутся сейчас быстрее благодаря более удачным гравитационным маневрам на орбите Юпитера и других планет-гигантов.

В июле 2015 года он прибыл в систему Плутона, пролетев всего в 13 тысячах километров от карликовой планеты и получив массу детальнейших фотографий его поверхности и его спутников. Эти снимки и данные навсегда перевернули наши представления о Плутоне – он оказался чрезвычайно сложным и "живым" миром, чья поверхность постоянно обновляется и меняется, и он не является не безжизненной ледышкой на краю Солнечной системы, как считали ученые ранее.

"Наше знаменитое фото синего неба Плутона является демонстрацией того, как легко делать новые открытия и полностью менять представления о космосе, если просто отправить камеру или обсерваторию к интересующему вас объекту. Мы десятилетиями пытались раскрыть тайны атмосферы Плутона, а New Horizons выбил из него ответ на этот вопрос за секунду, словно отняв конфетку у маленького ребенка", — продолжает астроном.

По его словам, его больше всего удивили два главных открытия зонда, касающихся недр Плутона и того, как родилась эта карликовая планета.

"Мы не думали, что планета размером с Северную Америку может быть настолько же сложной, как Марс или Земля. Еще больше нас удивило то, что недра Плутона были и сегодня являются "живыми" с геологической точки зрения – на нем появляются новые формы рельефа, на его поверхности текут ледники и возникают прочие формы активности. Мы не думали, что такое может происходить на небольшой планете, которая уже должна была остыть за это время. Оба этих открытия полностью перевернули наши представления о планетологии и разожгли наш интерес", — поясняет ученый.

Как вспоминает Стерн, Плутон манит не только планетологов, геологов или астрономов, но и простую публику — в тот день, когда New Horizons пролетал мимо Плутона, на сайте НАСА было более двух миллиардов просмотров, а фотографии и новости о зонде вышли в топ всех социальных сетей и агрегаторов новостей.

Открытие многих этих неожиданных структур, таких как ледниковые "реки", текущие по равнинам Спутника, привело к расширению научной команды New Horizons, так как Стерну и его коллегам пришлось просить помощи у ученых, занимающихся изучением ледников и вулканов на Земле, Марсе и других планетах.

Миссия века и "простая формальность"

На этой неделе зонду исполнилось 11 лет, и НАСА отметило эту почти "круглую дату", опубликовав первый цветной ролик сближения New Horizons с Плутоном, составленный из ста отдельных черно-белых фотографий его поверхности, и создав первую полную карту поверхности карликовой планеты.

На этой карте, как рассказывает Стерн, можно увидеть не только крупные черты рельефа, подобные равнинам Спутника, знаменитому "сердцу" Плутона, но и так же все остальные объекты, в том числе и криовулкан у южной оконечности "сердца", открытые учеными за последние полтора года. Данный атлас, по словам ученого, составлен из самых высококачественных фотографий Плутона, и создание новой, более детальной карты потребует отправки новой миссии к карликовой планете.

"Если бы у нас была возможность, то мы бы отправили на Плутон ровер, подобный марсоходам НАСА. Создание такой миссии стало бы делом всей жизни для меня – если бы у нас был шанс не только сблизиться с Плутоном, но и выйти на его орбиту и посадить "плутоноход" на его поверхность. Если бы у нас была возможность двигаться по поверхности Плутона и изучать его в разных точках, то тогда такой проект был бы действительно достойным называться "миссией 21 века". И я знаю, что остальные ученые тоже так считают", — продолжает Стерн.

Все имена равнин, гор, впадин и прочих структур на этой карте, как всегда подчеркивают в НАСА, являются предварительными. Право на их определение действительно принадлежит Стерну, его команде и НАСА, но для того, чтобы они стали официальными, необходима "простая формальность" – разрешение со стороны Международного астрономического союза.

Эта организация известна крайней неторопливостью – только в этом году МАС присвоил имена двум сотням звезд, которые были известны человечеству с незапамятных времен. Поэтому можно ожидать, что процесс официального присвоения имен "сердцу" Плутона и другим чертам рельефа может затянуться на очень долгое время.

"Пока мы не можем даже передать имена в МАС, так как нужно сначала завершить первый шаг этого многоступенчатого процесса – получить одобрение на тематику, которой должны соответствовать имена объектов на Плутоне. Мы отправили наши предложения в Союз, и теперь он должен сделать следующий шаг, и только тогда мы сможем отправить те имена, которые есть на карте", — поясняет руководитель миссии.

За гранью карты

На изучении Плутона жизнь зонда не останавливается – по оценкам Глена Фонтейна (Glen Fountain), со-руководителя миссии New Horizons, радиоизотопные источники питания аппарата, работающие на российском ядерном топливе, проработают еще как минимум 20 лет, до середины 2030 годов. Сейчас зонд движется в сторону койперовского объекта 2014 MU69 – крупного астероида диаметром в примерно 60 километров.

Этот непримечательный и небольшой объект, как объяснила Келси Сингер (Kelsi Singer), один из геологов в научной команде New Horizons, интересен ученым по той причине, что он представляет собой "комок" первичной материи, из которой сформировался Плутон, все планеты-гиганты и прочие объекты Солнечной системы. Таким образом, его изучение при помощи инструментов New Horizons прольет свет на то, как родилась Земля, откуда взялись "кирпичики жизни" и почему все планеты Солнечной системы выглядят так, какими мы их видим сегодня.

По ее словам, мы сегодня почти ничего не знаем о 2014 MU69, в том числе и орбиту этого астероида. Поэтому ученые сегодня постоянно следят за движением этого объекта вокруг Солнца, уточняя и корректируя его траекторию движения. Как считают в НАСА, New Horizons может потребоваться до десяти орбитальных маневров для того, чтобы выйти на корректный курс сближения с 2014 MU69. Первый из них, по словам руководителей миссии, будет проведен уже 1 февраля этого года.

Сейчас New Horizons прошел примерно 40% пути до 2014 MU69, и он достигнет "экватора" этого путешествия в апреле 2017 года. Когда зонд долетит до астероида в январе 2019 года, он пролетит около шести миллиардов километров с момента старта, попадая в абсолютно неизученный и неизвестный нам космос за пределами орбиты Плутона.

Из-за столь огромных расстояний сигнал с Земли будет достигать New Horizons с огромной задержкой — около 6 часов, и возвращаться назад столь же большое время. Из-за этого и крайне низкой скорости передачи данных — около 500 бит в секунду, ученые разработают программу наблюдений и отправят соответствующие команды на зонд задолго до того, как он сблизится с 2014 MU69.

Как отмечает Сингер, программа работы New Horizons будет аналогичной тому, как зонд изучал Плутон — он включит инструменты за день до сближения, получит множество цветных, черно-белых и трехмерных фотографий 2014 MU69, и сделает то же самое при удалении от планеты. Самые удачные фотографии, по словам ученых, позволят рассмотреть объекты размером с небоскреб. Как надеются в НАСА, зонд пролетит на расстоянии в всего три тысячи километров от поверхности 2014 MU69.

Кроме того, на пути к данному астероиду New Horizons получит фотографии около двух десятков других объектов, которые помогут ученым понять, как сформировался 2014 MU69 и к какому семейству астероидов они принадлежат. Эти снимки, по словам Стерна, дополнительно помогут команде New Horizons понять, есть ли какие-то препятствия на пути зонда и избежать их при необходимости.

В целом, ученые не ожидают, что New Horizons встретит какие-то серьезные проблемы за границами карты "изученного космоса" и надеются, что фотографии и данные по устройству 2014 MU69 помогут нам приоткрыть тайну рождения Солнечной системы и то, как могут формироваться двойники Земли за ее пределами.

«Вояджеры» продолжают совершать удивительные открытия

В августе 2012 года космический зонд «Вояджер-1» стал первым рукотворным космическим аппаратом, добравшимся туда, куда ранее никто и никогда не добирался: он достиг так называемой «гелиопаузы» — внешних границ гелиосферы Солнца — и вошел в межзвездное пространство. Перед тем как «Вояджер-1» покинул «пузырь» Солнечного воздействия, он собрал немало интересных данных. Теперь космический аппарат «Вояджер-2» совершает то же самое путешествие – проходит через внешний слой нашей гелиосферы, направляясь в неизвестность. Однако через пять лет он сможет предоставить совсем иные по сравнению с «Вояджером-1» данные.

«Тот участок границы, где «Вояджер-2» покидает гелиосферу, несколько отличается от того участка, где был «Вояджер-1». Поэтому сравнивать и экстраполировать данные здесь не имеет смысла», — начал объяснение Эд Стоун, бывший директор Лаборатории реактивных движений NASA, выступая на Конференции геофизического союза на прошлой неделе.

Тем не менее Стоун все же привел некоторое сравнение, правда без каких-либо утверждений. Работать в проекте космической миссии «Вояджер-1» он начал еще с 1972 года, поэтому прекрасно понимает, насколько собранные зондами данные уникальны для науки. В рамках своего выступления он рассказал о разнице между тем, что увидел «Вояджер1» и «Вояджер-2», проходя внешние границы гелиосферы и предоставляя беспрецедентно уникальные данные о внешней структуре «пузыря», который мы называем своим домом.

В центре этого «пузыря» находится наше Солнце, излучающее потоки высокозаряженных частиц, называемых солнечным ветром. Как только эти потоки становятся более рассеянными, они формируют вокруг нашей системы что-то вроде «планетарной атмосферы», пузыря, оболочки, если хотите, которая называется гелиосферой.

Как и в случае атмосферы Земли, гелиосфера отделяет благодаря магнитному полю те объекты и материю, которые находятся внутри этого пузыря, от тех объектов и материи, которые находятся за ее пределами. В этом случае речь идет о межзвездном ветре, состоящем из различных частиц, оставленных после себя мертвыми звездами. Грубо говоря – магнитное поле Солнца создает гигантский пузырь размером около 100 астрономических единиц (1 а. е. = дистанция между Солнцем и Землей).

Диаграмма гелиосферы с приблизительной траекторией движения космических аппаратов «Вояджер-1» и «Вояджер-2»

Однако гелиосфера не герметична. Межзвездное пространство и гелиосфера находятся в постоянном взаимодействии, как правило, на уровне малоизученного нами региона, носящего название «гелиощит». Именно этот отрезок пространства в настоящий момент преодолевает космический зонд «Вояджер-2». В рамках своего выступления на конференции и в последующих интервью Стоун рассказал о том, что полученная от зонда информация позволяет по-новому взглянуть на то, что происходит в этом отрезке космоса.

Когда «Вояджер-1», двигаясь к северу от солнечного экватора, пересек гелеощит между 2004-2012 годами, он стал свидетелем возросшего количества высокозаряженных частиц, называемых галактическими космическими лучами. Однако когда «Вояджер-2» стал пересекать гелеощит с южной части солнечного экватора, этих лучей он не заметил.

«В случае с «Вояджером-1» объем галактических космических лучей увеличился вдвое, как только мы пересекли последний рубеж. В случае «Вояджера-2» — интенсивность частиц все время оставалась на одинаковом уровне», — говорит Стоун.

Стоун предполагает, что такая разница может объясняться тем, что в настоящий момент мы находимся в более активной фазе солнечного цикла. Галактические космические лучи весьма активны. И их число, пересекающих границы нашей системы, резко возрастает со снижением активности солнечного ветра. Вполне вероятно, что свидетелем именно такого явления и оказался «Вояджер-1», когда пересекал границу.

«Когда «Вояджер-1» находился в среде гелиощита, то здесь наблюдалась относительно низкая солнечная активность. Когда к гелиощиту подобрался «Вояджер-2», эта активность была выше. Благодаря этим данным мы теперь больше знаем о том, насколько сильным может быть барьер нашего пузыря», — делится Стоун.

Факт того, что наше Солнце способно снижать свой максимум активности, может в конечном итоге помочь объяснить еще одно несоответствие. Дело в том, что данные «Вояджера-2» указывают на то, что внутри гелиощита солнечный ветер может приобретать закрученную форму и отклоняться от общего потока, образуя очень длинный хвост, похожий на хвост кометы.

По крайней мере именно это и ожидали увидеть ученые, согласно нашему теоретическому пониманию того, что происходит с солнечным ветром, когда он сталкивается с межзвездным ветром. Однако «Вояджер-1» таких изменений в направлении солнечного ветра не наблюдал.

«Когда «Вояджер-1» попал в зону застоя, скорость ветра замедлилась, но при этом его направление не поменялось. Однако «Вояджер-2» наблюдал совсем иную картину», — говорит Стоун.

Космический аппарат «Вояджер-1», находящийся на расстоянии 137 астрономических единиц от Солнца, направляется в сторону созвездия Змееносца, что на севере от солнечного экватора. «Вояджер-2» находится на расстоянии 113 астрономических единиц от родной звезды и ускоряется в сторону созвездия Павлина, что на юге. Стоун подозревает, что «Вояджер-2» войдет в межзвездное пространство в течение года или двух, однако в этом пока никто не уверен. «Мы ожидаем скорое пересечение «Вояджером-2» гелиопаузы, однако зная то, что было с «Вояджером-1», мы понимаем, сейчас второй аппарат находится совсем в ином месте, не похожем на то, что было в случае с первым зондом», — говорит Стоун.

Однако ожидания Стоуна, кажется, совсем не волнуют, и он готов дождаться результатов.

«Мы изучаем взаимодействие звезд с тем, что находится снаружи их систем. Раньше у нас были только идеи и модели, но теперь есть реальные данные».

Если вас интересует вопрос о том, насколько долго зонды смогут держать с нами связь, то объясним. РИТЭГи обоих космических аппаратов работают на базе плутония-238, чей период полураспада составляет 88 лет. Жестокая реальность заключается в том, что с каждым годом у зондов остается меньше питания для работы, по сравнению с каждым предыдущим годом.

«Мы уже полностью отключили множество вещей и продолжим выключать остальные до тех пор, пока зонды будут в состоянии продолжать свое движение», — говорит Стоун.

Если все пойдет, как было запланировано, то у обоих зондов в запасе еще пара десятков лет до тех пор, пока они не канут в пустоту. А пока до этих дней миссия космических аппаратов «Вояджер-1» и «Вояджер-2» будет продолжать дарить нам новые знания о нашем космическом «пузыре» и бесконечной неизвестности, что лежит за его пределами.

Альфа Центавра b и a – две ближайшие к нам звезды-соседки

Миссия НАСА «Юнона» готовится совершить пролет мимо Юпитера 11 декабря

Сегодня, в воскресенье 11 декабря, в 17:04 UTC космический аппарат НАСА «Юнона» (Juno) совершит свой третий по счету пролет мимо Юпитера с целью сбора научной информации. В точке максимального сближения с гигантской планетой «Юнона» будет находиться на высоте 4150 километров над уровнем облаков атмосферы газового гиганта, двигаясь при этом со скоростью примерно 57,8 километра в секунду по отношению к планете. Семь из восьми научных инструментов аппарата «Юнона» будут включены и настроены на сбор научных данных во время пролета.

«В этот раз мы впервые планируем использовать все возможности аппарата «Юнона» для исследований внутреннего строения Юпитера через измерение его гравитационного поля, - сказал Скотт Болдон (Scott Bolton), руководитель проекта «Юнона» из Юго-Западного исследовательского института в Сан Антонио, штат Техас, США. – Мы с нетерпением ждем результатов, которые могут многое рассказать нам о прошлом и будущем Юпитера».

В настоящее время научная команда миссии вновь рассматривает возможность сократить орбитальный период аппарата с 53,4 суток до 14 суток. Изначально запланированная на 19 октября, эта операция была отложена из-за нештатного функционирования клапанов, обеспечивающих герметизацию топливной системы аппарата. Однако окончательное решение о возможности перехода аппарата на более низкую орбиту над Юпитером до сих пор не принято, поскольку риск повторного возникновения неисправности все же довольно велик.

Зонд «Юнона» подлетел на наиболее близкое к Юпитеру расстояние

Космический аппарат активировал все свое исследовательское оборудование. Автоматическая межпланетная станция «Юнона» (Juno) успешно выполнила свой первый из 36 орбитальных облетов Юпитера. Во время наибольшего сближения с планетой «Юнона» находилась на высоте около 4,2 тыс. км над ее поверхностью. Как сообщают в НАСА, это ближайшее расстояние к Юпитеру, на котором когда-либо находился объект с Земли.

В то время, Juno двигался со скоростью 208 тыс. километров в час относительно планеты. Во время миссии «Юноны» до февраля 2018 года планируется совершить 35 более близких к Юпитеру облетов. Совершенный пролет был первым, во время которого «Юнона» активировала полный набор научных инструментов. Первые изображения, добытые «Юноной», опубликуют в ближайшие недели.

На межпланетную траекторию «Юнона», задачей которой является изучение Юпитера с полярной орбиты искусственного спутника планеты, была выведена 5 июля 2011 года. Она стала вторым искусственным спутником после «Галилео» и девятым космическим аппаратом, достигшим Юпитера.

Ни один из предыдущих космических аппаратов не подлетал настолько близко к Юпитеру. Интенсивные радиационные пояса планеты могли разрушить незащищенную электронику.