Изучение дальнего космоса


Идею космических обсерваторий выдвигали Константин Циолковский в статье «Свободное пространство» (1883), Герман Оберт в работе «Ракета в межпланетное пространство» (1923) и Макс Валье в книге «Полёт в мировое пространство» (1924). После этого астрономические наблюдения с околоземной орбиты стали часто описывать в научно-популярной литературе и фантастике: достаточно вспомнить роман Александра Беляева «Звезда КЭЦ» (1936).

Впрочем, первые попытки провести наблюдения на больших высотах предпринимались задолго до начала космических полётов. Например, известно, что во время полного солнечного затмения 19 июня 1936 года московский астроном Пётр Куликовский поднялся на субстратостате, чтобы сфотографировать корону Солнца. Для американской астрономии практическим шагом к орбитальным телескопам стала программа «Стратоскоп» (Stratoscope), развитием которой руководил знаменитый астрофизик Мартин Шварцшильд.

Первый телескоп с диаметром главного зеркала 30,5 см, созданный в рамках программы, поднялся в воздух 22 августа 1957 года и достиг высоты 25,3 км. Там блок приборов начал автоматическую съёмку нашего светила в высоком разрешении, а киноплёнку затем проявили на земле. Результат эксперимента впечатлил учёных, и программа получила развитие: изучение Солнца и других объектов стратоскопами продолжалось до 1971 года, после чего они уступили место более совершенным инструментам.


Практическая космонавтика успешно развивалась, и инженеры сделали следующий шаг: начали проектировать орбитальные телескопы. Американские специалисты разработали серию спутников под названием ОАО (Orbital Astronomical Observatory), которые могли наводиться на любое небесное тело и с высочайшей точностью удерживать его в «поле зрения» приборов. Спутник ОАО-1, выведенный в космос 8 апреля 1966 года, не смог раскрыть солнечные батареи и начать программу наблюдений.

Зато ОАО-2 (Stargazer), стартовавший в декабре 1968 года, успешно проработал больше четырёх лет. Последний аппарат этой серии, ОАО-3, названный «Коперником» (Copernicus), был запущен в августе 1972 года, а эксплуатировали его девять лет.

В составе орбитальной станции Skylab (Sky Laboratory) работала большая многоспектральная обсерватория ATM (Apollo Telescope Mount). С её помощью астронавты опять же изучали Солнце. Их наблюдения заставили астрономов пересмотреть отношение к нашему светилу: раньше считалось, что это более или менее спокойное небесное тело с однородной гелиосферой, а на самом деле структура его газовой оболочки оказалась сложной и изменчивой. Кроме того, ATM использовалась для слежения за кометой Когоутека — результаты этих наблюдений помогли подтвердить теорию о том, как именно за пределами Солнечной системы формируются кометы.


Советские учёные обрели возможность вести астрономические наблюдения в космосе с началом эксплуатации станций «Салют». На «Салюте-1» был установлен ультрафиолетовый телескоп «Орион», разработанный Бюраканской астрофизической обсерваторией. Космонавты использовали его, чтобы получить спектрограммы Веги и Агены (беты Центавра) — благодаря этому удалось уточнить теоретическую модель фотосферы высокотемпературных звёзд.

Телескоп «Орион-2» отправился в космос на борту корабля «Союз-13» в декабре 1973 года. Экипажу удалось снять около 10 тысяч спектрограмм тусклых или далёких звёзд — с блеском более десятой звёздной величины. На обработку полученной информации потребовалось целое десятилетие: каталог, составленный по данным «Ориона-2», увидел свет только в 1984 году.

На «Салюте-4» использовался солнечный телескоп ОСТ, автоматическая система наведения которого оказалась бракованной. Космонавты перешли на ручное управление — почти как в старых фантастических романах. Кроме того, Алексей Губарев и Георгий Гречко впервые в истории провели операцию по орбитальному ремонту телескопа — 2 февраля 1975 года они напылили на его зеркало алюминий, что значительно улучшило качество изображения. Следующему экипажу «Салюта-4» 18 июня повезло наблюдать за вспышкой на Солнце и за появлением гигантского протуберанца. «Контрольную» съёмку в видимой части спектра вели сотрудники Крымской астрофизической обсерватории.


На «Салюте-6» и «Салюте-7» тоже устанавливали телескопы: субмиллиметровый БСТ-1М с полутораметровым зеркалом, радиотелескоп КРТ-10, гамма-телескоп «Елена» и рентгеновский телескоп РТ-4М. В то же время советские учёные научились конструировать независимые от пилотируемых кораблей и станций обсерватории, управляемые с наземных пунктов. В 1980-х годах они запустили спутники «Астрон», «Гранат» и «Гамма» для исследований в рентгеновском и гамма-диапазонах, а к орбитальному комплексу «Мир» пристыковали астрофизический модуль «Квант» с обсерваторией «Рентген». К сожалению, с распадом СССР многие перспективные отечественные проекты были заморожены.

Развитие орбитальной астрономии затруднялось из-за несовершенства систем, с помощью которых управляли телескопами, наводили их на объекты и передавали данные на Землю. Зато с появлением современных цифровых технологий появилась возможность создавать космические обсерватории с большим сроком «жизни» и высокой разрешающей способностью.

Самую большую известность среди таких обсерваторий получил американский телескоп «Хаббл» (Hubble Space Telescope), который был доставлен на орбиту 24 апреля 1990 года в грузовом отсеке шаттла «Дискавери». Имея главное зеркало диаметром 2,4 метра, «Хаббл» оставался самым большим оптическим инструментом в космосе, пока в 2009 году Европейское космическое агентство не запустило туда же инфракрасный телескоп «Гершель» (Herschel Space Observatory) с диаметром зеркала 3,5 метра.


История «Хаббла» не обошлась без проблем. Начав работу в космосе, он выдал изображение хуже, чем такой же по размерам наземный телескоп. Причиной искажения стала ошибка, допущенная при изготовлении главного зеркала. Проект мог полностью провалиться, если бы специалисты, наученные горьким опытом поломок на предыдущих обсерваториях, не предусмотрели возможность ремонта силами астронавтов. Фирма Kodak быстро изготовила второе зеркало, однако заменить его в космосе было невозможно, и тогда инженеры предложили изготовить космические «очки» — систему оптической коррекции COSTAR из двух особых зеркал. Чтобы установить её на «Хаббл», 2 декабря 1993 года на орбиту отправился шаттл «Индевор». Астронавты совершили пять сложнейших выходов в открытый космос и вернули дорогостоящий телескоп в строй.

Позднее астронавты летали к «Хабблу» ещё четыре раза и значительно продлили срок его эксплуатации. Последнее техобслуживание проходило с 11 по 24 мая 2009 года, в рамках миссии шаттла «Атлантис».
Сегодня телескоп, которому почти тридцать лет, начинает ломаться. В октябре прошлого года пресс-служба NASA сообщила, что отказал один из гироскопов системы ориентации, из-за чего «Хаббл» на три недели перевели в «безопасный режим» (отключается исследовательское оборудование, работает только служебное).


8 января выключилась широкоугольная камера Wide Field Camera 3; на поиск неисправности и её устранение ушло девять дней. 28 февраля из-за ошибки в программном коде несколько дней не работала многоспектральная камера ACS (Advanced Camera for Surveys). Пока что наземная команда обслуживания справляется с накапливающимися проблемами, но вряд ли телескоп продержится долго.

Сейчас планируется, что «Хаббл» будет продолжать работу до 30 июня 2021 года, что и так намного больше его запаса прочности. Потом телескоп попытаются управляемо свести с орбиты и затопить в океане. Впрочем, в настоящее время администрация президента Дональда Трампа рассматривает другой вариант: корпорация Sierra Nevada предлагает отправить к «Хабблу» корабль-ремонтник.

С другой стороны, своей очереди давно ждёт большой инфракрасный телескоп «Уэбб» (James Webb Space Telescope) с составным зеркалом диаметром 6,5 метров: его как раз планируют запустить 30 марта 2021 года. В числе прочих задач он будет искать свет самых древних звёзд и галактик, изучать их эволюцию и формирование скоплений вещества в юной Вселенной. Кроме того, «Уэбб» поможет искать относительно холодные планеты у соседних звёзд — но, самое главное, снимет спектры их атмосфер. Тогда мы сможем увереннее говорить о царящих там природных условиях, а может быть, даже зафиксируем признаки жизни — биосигнатуры.

Сегодня раздел астрономии, занимающийся изучением экзопланет, переживает бурный расцвет. Если раньше массивные твёрдые тела в звёздных системах находили по косвенному признаку — гравитационному влиянию на собственное светило, — то теперь популярнее всего стал транзитный метод, то есть наблюдение за микрозатмениями звезды. Разумеется, он требует высочайшей точности измерений, и лучший результат получается именно у космических телескопов, поскольку изменение блеска далёких светил сложно различить за колебаниями беспокойной земной атмосферы.


Стандарт в этой области исследований задал американский телескоп «Кеплер» (Kepler Telescope), запущенный 7 марта 2009 года. Он мог наблюдать одновременно до 100 тысяч звёзд, собирая статистические данные по экзопланетам. За три года работы «Кеплеру» удалось обнаружить 4700 кандидатов в экзопланеты; свыше 2600 из них подтвердились. Многие открытые миры оказались сопоставимы по размерам с Землёй. Также удалось доказать существование систем сразу с несколькими экзопланетами, в том числе у двойных звёзд.

Нашлись даже землеподобные миры в «зонах обитаемости», то есть на таком расстоянии от звезды, которое удобно для возникновения жизни. Например, планета Kepler-438b, расположенная от нас на расстоянии 470 световых лет, считается сегодня самой подходящей для возникновения и развития иной жизни. К сожалению, работа с «Кеплером» сопровождалась техническими сбоями и была прекращена в октябре прошлого года.

В апреле 2018 года компания SpaceX запустила в космос телескоп TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite): в отличие от «Кеплера», нацеленного на дальний космос, он будет искать экзопланеты в радиусе до 200 световых лет от нас. Астрономы предполагают, что TESS откроет как минимум 20 тысяч новых миров, среди которых будет не меньше тысячи землеподобных.


Готовятся к запуску и другие космические инструменты для изучения экзопланет. В 2019 году на орбиту отправится телескоп «Хеопс» (CHEOPS), в 2026 году — телескоп «Платон» (PLATO), в 2035 году — мощная обсерватория ATLAST (Advanced Technology Large-Aperture Space Telescope). Работая вместе с наземными инструментами, они смогут определить характеристики ближайших экзопланет — и даже составить карты их поверхности!

Галактическая астрономия тоже не стоит на месте. В апреле 2018 года европейцы опубликовали предварительные результаты наблюдений телескопа «Гея» (Gaia), запущенного пять лет назад. На их основе удалось построить детализированную трёхмерную карту Млечного Пути, в которой содержатся сведения о точном расположении, характеристиках и передвижении 1,7 млрд звёзд. Кроме того, «Гея» собрала информацию о 14 тысячах астероидов Солнечной системы. Телескоп будет передавать данные на Землю, обогащая наши знания о ближнем и дальнем космосе, до конца 2020 года.

На фоне столь эффектных достижений российской орбитальной астрономии пока нечем похвастаться. Сейчас на орбите находится только телескоп «Радиоастрон» (Спектр-Р), запущенный 18 июля 2011 года: он занимался изучением чёрных дыр, нейтронных звёзд и других объектов, излучающих в электромагнитном спектре. Хотя гарантийный срок телескопа истёк в 2016 году, до недавнего времени он работал исправно и потерял управляемость только 10 января 2019 года, а данные передаёт до сих пор. Попытки восстановить двустороннюю связь учёные собираются повторять до середины мая.


Планировалось, что в ближайшие годы к нему присоединятся обсерватории «Спектр-РГ», «Спектр-УФ» и «Спектр-М» («Миллиметрон») с криогенным телескопом диаметром 10 метров, который улавливает излучение в миллиметровом и инфракрасном диапазонах. Работая вместе, три аппарата могли бы составить самую подробную в истории карту внегалактической Вселенной.

Однако в последнее время появляются сообщения, что финансирование двух последних проектов собираются сильно урезать. Хочется надеяться, что это «ложная тревога», потому что в таком случае наша наука останется без современных инструментов по изучению дальнего космоса. А изучать его необходимо, ведь орбитальные обсерватории XXI века помогают учёным не только по-новому вглядываться в бездны пространства, но и делать более уверенные прогнозы о будущей эволюции космоса, от которых в конечном итоге зависит вопрос выживания всего человечества.

Источник: www.MirF.ru

1. 20 миллиардов экзопланет


В 2013 году астрономы подтвердили наличие 20 миллиардов экзопланет в нашей Галактике Млечный Путь. Экзопланетами называют планеты, которые похожи на Землю (и, следовательно, на них может существовать жизнь). Учитывая, сколько миллиардов галактик есть во Вселенной, то количество планет, похожих на Землю, просто даже сложно представить.

2. Карликовая планета



Астрономы-любители во всем мире были огорчены в 2006 году, когда статус Плутона был понижен с планеты до карликовой планеты. Те, кто продолжал считать по-старому, были вознаграждены в 2015 году, когда космический аппарат New Horizons проходил мимо Плутона. Выяснилось, что это космическое тело является все же скорее планетой, поскольку Плутон имеет силу тяжести, достаточно сильную, чтобы удержать атмосферу и отклонять заряженные частицы солнечного ветра.

3. Столкновения золотых звезд


2013 год был фантастическим годом для астрономии. Астрономы обнаружили столкновение двух звезд, во время которого образовалось невероятное количество золота, весом во много раз больше массы нашей Луны.

4. Марсианские цунами


Ученые недавно опубликовали доказательства того, что когда-то массивные цунами, возможно, навсегда изменили марсианский пейзаж. Два метеоритных удара вызвали огромные приливные волны, которые поднялись в высоту на многие десятки метров.

5. Планета Годзилла


Земля является одной из самых больших скалистых планет, но в 2014 году ученые обнаружили планету в два раза больше по размеру и 17 раз тяжелее. Хотя планеты такого размера считались газовыми гигантами, эта планета, которую назвали Kepler10c, удивительно похожа на нашу. Ее в шутку назвали «Годзиллой».

6. Гравитационные волны



Альберт Эйнштейн объявил о том, что обнаружил гравитационные волны, еще в 1916 году, почти за сто лет до того, как ученые подтвердили их существование. Мир науки был в восторге от открытия, сделанного в 2015 году — пространство-время может пульсировать подобно стоячей воде в пруду, когда в нее бросить камень.

7. Формирование гор


Новые исследования обнаружили, как образовываются горы на Ио, вулканическом спутнике Юпитера. Хотя горы на Земле обычно формируются в виде длинных хребтов, горы на Ио в основном одиночные. На этом спутнике вулканическая активность настолько велика, что 12-сантиметровый слой расплавленной лавы покрывает его поверхность каждые 10 лет.

Учитывая такие быстрые темпы извержений, ученые пришли к выводу, что колоссальное давление на ядро Ио вызывает разломы, которые поднимаются к поверхности, чтобы «сбросить» избыточное давление.

8. Гигантское кольцо Сатурна


Астрономы недавно обнаружили огромное новое кольцо вокруг Сатурна. Расположенное в 3,7 – 11,1 миллионах километров от поверхности планеты, новое кольцо вращается в противоположном направлении по сравнению с другими кольцами.

Новое кольцо настолько разрежено, что в нем мог бы поместиться миллиард Земель. Поскольку кольцо довольно холодное (около -196 ° С), оно только недавно было обнаружено при использовании инфракрасного телескопа.

9. Умирающие звезды дарят жизнь


После того, как звезда сжигает весь водород в своем ядре, она расширяется во много раз по сравнению с ее нормальным размером. Когда она расширяется, то притягивает и поглощает близлежащие планеты. Ученые недавно обнаружили, что при этом на более отдаленных замороженных планетах может подняться температура настолько, что на них стала бы возможной жизнь.

В случае Солнечной системы, Солнце расширилось бы за орбиту Марса, а на спутниках Юпитера и Сатурна температура поднялась бы достаточно, чтобы на них возникла жизнь.

10. Старые звезды Вселенной


Несколько сотен миллионов лет — капля в море для Вселенной, чей возраст составляет 14 миллиардов лет. Самая старая звезда, известная людям, — SMSS J031300.36-670839.3 – ее возраст составляет невообразимые 13,6 млрд лет.

11. Кислород в космосе


Кислород, естественно, является чрезвычайно химически активным газом, что приводит к его взаимодействию с другими элементами, существующими во Вселенной. Обнаружение молекулярного кислорода — той же самой разновидности, которой дышат люди — в атмосфере известной кометы 67P углубило познания людей о космических газах и вселило надежду на то, что кислород может в других местах во Вселенной в форме, которую могут использовать люди.

12. Космическое чистилище


Астрономы назвали новую область космоса, обнаруженную зондом «Вояджер 1», Космическим чистилищем. Находится эта область за границей Солнечной системы и примечательна тем, что имеет магнитное поле в два раза сильнее, чем обычно. Это создает своеобразный барьер между Солнечной системой и открытым космосом: заряженные частицы, испускаемые Солнцем, замедляются и даже поворачивают назад, а излучение снаружи не попадает в Солнечную систему.

13. Флаги на Луне


Во время всех миссий «Аполлон», в ходе которых люди посещали Луну, на спутнике Земли устанавливали американские флаги. Поскольку, в соответствии с международным договором, никто не может владеть Луной, флаги должны были выцвести через несколько лет под влиянием космической радиации.

Те мне менее, когда Lunar Reconnaissance Orbiter навела свои телескопы на посадочные площадки «Аполлонов» в 2012 году, обнаружилось, что флаги до сих пор стоят.

14. Гиперактивная галактика


Галактика, в которой невероятно быстро образуются звезды, была обнаружена в 12,2 миллиардах световых лет от Земли в 2008 году. Названа она была «Беби-Бум» и считается самой активной из известной части Вселенной. В то время как в нашем Млечном Пути новая звезда рождается, в среднем, каждые 36 дней, в галактике «Бэби-Бум» новая звезда рождается каждые 2 часа.

15. Самое холодное место во Вселенной


Самое холодное место во Вселенной — Туманность Бумеранг, в которой тепло практически не регистрируется, температура там находится вблизи почти абсолютного нуля. Эта туманность ярко светится синим цветом из-за света, отражающегося от его пыли.

16. Пятнище, пятно, пятнышко..


Знаменитое Большое красное пятно на Юпитере сокращалось в течение всего прошлого века, и в настоящее время оно в два раза меньше своего первоначального размера. Сегодня на этой планете вблизи экватора можно наблюдать гигантский шторм, который никогда не прекращается. Ученые до сих пор не знают, что вызывает его.

17. Самая маленькая планета


Самая маленькая планета, которая была обнаружена на данный момент, была найдена в 2013 г. Планета, получившая название Kepler-37b, лишь немногим больше, чем наша Луна, но в три раза ближе к своей звезде, чем Меркурий к Солнцу. Благодаря этому, на ее поверхности царит настоящий ад — температура составляет 425 ° С.

18. Преждевременная смерть звезд


Некоторые звезды в области активного звездообразования, получившей название Туманность Киля, как было обнаружено в 2016 году, преждевременно умирают. Около половины звезд в этом месте пропускают в своем развитии стадию красного гиганта, тем самым сокращая свой жизненный цикл на миллионы лет. Неизвестно, что вызывает этот эффект, но он был замечен только у богатых натрием или бедных кислородом звезд.

19. Где нужно искать жизнь


Некоторые ученые полагают, что не нужно искать другие планеты, чтобы обнаружить жизнь, а скорее обращать внимание на их спутники. Проходя мимо Юпитера, его ледяная луна Европа «выстреливает» в воздух 6 800 кг воды в секунду из гейзеров на своем южном полюсе.

Ученые недавно разработали проект, в рамках которого зонд сможет легко проанализировать содержание этой воды, прежде чем она упадет обратно на поверхность планеты. Такие исследования могли бы помочь определить, существует ли жизнь на Европе.

20. Гигантская алмазная звезда


Звезда BPM 37093, которую часто называют «Люси», — белый карлик, расположенный примерно в 20 световых годах от Земли. Чем примечательна эта звезда, так это тем, что она в основном представляет собой гигантский алмаз размером с Луну.

21. Девятая планета


Хотя Плутон был «понижен в звании» до карликовой планеты, ученые полагают, что вполне может существовать массивная планета на орбите вокруг Солнца за Плутоном. Используя математические законы, ученые определили, что на удаленной орбите должна вращаться планета размером с Нептун, но ее до сих пор не нашли.

22. Шум вакуума


В сентябре 2013 года НАСА опубликовало аудиозаписи плазменных волн. Это были первые звуки, когда-либо зарегистрированные в межзвездном пространстве.

23. Самая яркая сверхновая


Обнаруженная в 2015 году звезда ASASSN-15lh является самой яркой когда-либо зарегистрированной сверхновой. Она светит более чем в 570 миллиардов раз сильнее Солнца. Что еще более странно, ученые обнаружили, что активность сверхновой выросла во второй раз примерно через два месяца после того, как звезда прошла свою пиковую яркость.

24. Астероид с кольцами


Орбитальные кольцевые системы характерны для массивных газовых гигантов, при этом кольца довольно редки среди других небесных тел. Ученые были очарованы, обнаружив кольца вокруг астероид Харикло. Астероид имеет два кольца, вероятно, образованные из замороженной воды.

25. Алкогольная комета


Комета Лавджой приводит в восторг астрономов и выпивох с тех пор, как ее впервые обнаружили в 2015 году. При изучении быстро летящего куска льда, ученые обнаружили, что комета выбрасывает тот же тип алкоголя, который пьют люди — со скоростью 500 бутылок вина в секунду.

Всем, кто интересуется наукой, любопытно будет узнать 14 фактов, которые доказывают, что мир не такой, каким кажется .

Понравилась статья? Тогда поддержи нас, жми:

Источник: novate.ru


Научные сотрудники Лаборатории реактивного движения надолго лишились спокойного отдыха. Взбудораженные открытиями, они спали урывками, а когда просыпались, снова спешили в Центр управления полетом автоматической межпланетной станции «Вояджер». Здесь со сказочной быстротой действовали цифровые машины, преобразуя тысячи бит информации, искореженные космическими и атмосферными помехами, в кадры телехроники, стройные графики и бесконечные ряды цифр. Люди с затаенным дыханием разглядывали на экранах цветные изображения приближающегося Сатурна.

33 миллиона километров оставалось космическому разведчику до планеты. Прошло 4 года со дня его запуска на космодроме, и долгая дорога протянулась позади «Вояджера» на 2 миллиарда километров. Благополучно пересечен опасный Пояс астероидов с его нескончаемыми потоками метеоритных тел. Хрупкие электронные приборы выдержали жестокий холод мирового пространства и электромагнитные бури в окрестностях крупнейшей планеты Солнечной системы – Юпитера.
А впереди? Риск от столкновений с камнями и льдинами вблизи Сатурна, прежде чем «Вояджер» отправится в свой 8-летний рейс к самым далеким планетам – Урану и Нептуну.

…Перед глазами тех, кто находился в Центре управления, представала грандиозная картина. Сатурн, увенчанный огромным «ожерельем», уже занимал почти весь кадр телевизионного изображения. Золотисто-желтая планета с сероватыми шапками полюсов и едва различимыми в тумане пестрыми поясами неслась и вертелась в черной бездне неба.
Исследователи устремляют свой взор на знаменитые кольца Сатурна, которые вот уже несколько столетий не дают покоя астрономам.
Великий Галилей первым заметил что-то странное во внешности Сатурна. Телескоп Галилея был слишком слаб, и ученому казалось, что у Сатурна имеются ручки, как у сахарницы. Лишь полвека спустя Христиан Гюйгенс доказал, что странные полукружия по сторонам планеты не что иное, как тонкие, но очень широкие кольца.

Расстояние до планеты 33 миллиона километров. На экране – три кольца Сатурна, давно открытые с помощью телескопов: А, В и С. Однако на кадрах космической съемки можно заметить и нечто такое, что невозможно увидеть с Земли. Прежде всего, сложность строения колец и их потрясающая окраска.
Самое большое кольцо – наружное – искрится серебристым цветом, среднее – чуть красноватое, и внутреннее темно-голубое, оно полупрозрачно, точно сделано из тонкой, едва осязаемой, материи.

8 миллионов километров. На телевизионном изображении умещается только четвертая часть полушария Сатурна. Сбоку планеты засияли две тесно прижавшиеся друг к другу луны – Тефия и Диона. Но ученые настойчиво возвращаются к исследованию колец. Просматриваются уже не три, а семь колец, вложенных одно в другое. Вот они, вновь открытые: F – снаружи старого А, G – снаружи нового F, Е – наиболее удаленное от планеты широкое кольцо, D – самое близкое к Сатурну.
Но что это такое? Сравнивая фотографии, специалисты видяти, что каждое из больших колец распадается на множество узких еле заметных «обручей». На одной фотографии их насчитали 95! Даже в черном «провале» шириной 4 тысячи километров между кольцами А и B, который всегда признавался пустым, ученые насчитали десятки тонких «обручей».

2 миллиона километров. Приборы «Вояджера» нацелены на быстро приближающийся Титан – самый большой спутник Сатурна. По размерам он превосходит планету Меркурий. Возбуждение астрономов легко понять. Титан – единственный спутник во всей Солнечной системе, обладающий мощной атмосферой, которая в 10 раз толще земной. «Вояджер» пролетел мимо Титана на расстоянии 6,5 тысяч километров — в 60 раз ближе, чем расстояние от Земли до Луны. И все же ученые мало что увидели на экране – помешал густой туман атмосферы Титана, похожий на химический смог.

1 миллион километров. На экране ослепительно яркая Рея – вторая по величине луна Сатурна. Она вся изрыта кратерами – непрерывная космическая бомбардировка продолжалась миллиарды лет. В поле зрения камеры попал еще один сверкающий в бархатной черноте космоса спутник. Это Диона, которая больше других объектов системы Сатурна похожа на нашу Луну, вот только «моря» на Дионе покрыты отнюдь не застывшей лавой. Всюду виден водяной лед, прочный, как камень. Сеть белых «жгутов» говорит о местах, где вырвавшаяся из недр вода мгновенно застывала, объятая лютым морозом. Температура поверхности Дионы минус 180°С – здесь солнце светит в 900 раз более тускло, чем на орбите Земли.


Перед глазами исследователей проплывает неизвестный ранее спутник «Сатурн-12» (S-12). Удивительно: он находится на той же орбите, что и Диона. При этом S-12 всегда летит впереди Дионы на удалении 1/6 доли окружности орбиты. В небесной механике такое явление принято называть орбитальным резонансом.

300 тысяч километров. Скоро свидание с Сатурном. С левого борта разведчика, словно приветствуя его прилет, появился Мимас. Странный у него вид. Миллиарды лет назад этот спутник столкнулся с крупным небесным телом – колоссальной силы взрыв вырвал из тела Мимаса столько льда и камня, что образовался кратер глубиной 9 и шириной в 130 километров. Кратер занимает четвертую часть полушария спутника!

101 тысяча километров. На таком расстоянии встретились и разошлись гигантская планета и посланец Земли. Сатурн столь велик, что в часы наибольшего сближения, в кадре телевизионного изображения можно было увидеть лишь небольшой участок облачного покрова. Всюду непроницаемые для глаза облака желто-бурого цвета. Среди колеблющихся белых полос, вихрей и ореолов бегут какие-то сине-зеленые пятна, величиной с Гренландию или Австралию – это «окна», сквозь которые пробиваются газовые вихри из глубин планеты.


Из всех планет солнечной системы Сатурн уступает по размеру только Юпитеру. Внутри него хватило бы места для трех сотен земных шаров. Но средняя плотность гиганта очень мала – если бы где-нибудь существовал фантастический бескрайний океан, то Сатурн плавал бы на его поверхности, как пробка.
Согласно новой модели, созданной по приборам «Вояджера», планета представляется нам сплюснутым у полюсов шаром из водорода и гелия. Мощная газовая оболочка Сатурна, при все возрастающем давлении, ближе к центру переходит в жидкое состояние. Жидкая планета до самого ядра!

А что же твердое ядро? Оно величиной с Землю, но имеет массу в 15-20 раз больше. Настолько велика плотность вещества в центре планеты, где давление — 50 миллионов земных атмосфер! И температура + 20 000 градусов! Жидкий шар кипит, а в верхнем ярусе облаков планеты царит жестокий холод. Как возникает этот огромный перепад температур? При обширности недр планеты и ее колоссальной гравитации, газовым потокам требуется сотни лет, чтобы перенести тепло глубин на верхний слой облаков атмосферы Сатурна.

Странный дождь

Сатурн излучает в пространство втрое больше энергии, чем сам получает от Солнца. Во-первых, тепло создается благодаря постепенному сжатию газового великана – его диаметр уменьшается на миллиметры в год. Кроме того, у Сатурна существует другой фантастический источник энергии. Раскаленный шар Сатурна остывал с самого рождения Солнечной системы. По расчетам астрофизиков, 2 миллиарда лет назад на большой глубине планеты давление недр упало ниже критической точки сгущения гелия. И пошел дождь… Странный дождь, который льет и по сей день. Капли гелия падают на многие тысячи километров в толще жидкого водорода, при этом возникает трение и появляется тепловая энергия.

Бурная погода

Под действием быстрого вращения планеты (любая точка на экваторе Сатурна движется в 14 раз быстрее чем на экваторе Земли) в загадочном мире дуют ветры чудовищной силы – в одном месте аппаратура «Вояджера» зафиксировала скорость движения облаков 1600 км/ч. Как вам такой освежающий бриз?

Объективы телекамер «Вояджера» скользят в южное полушарие Сатурна. Вдруг на экранах Центра управления полетом появилось овальное пятно длиной в десяток тысяч километров – копия Великого Красного пятна на Юпитере. Внутри пятна может свободно поместиться планета Земля. Но это всего лишь бушующий атмосферный вихрь в атмосфере Сатурна, которому нет конца.

Авария

«Вояджер» продолжал полет мимо Сатурна, когда вдруг прекратилась радиосвязь. Ученые не волновались – согласно расчетам аппарат скрылся в «радиотени» планеты. Когда разведчик «вынырнул» с обратной стороны Сатурна, ситуация стала по-настоящему серьезной. Заклинило механизм наведения поворотной платформы с приборами. Неужели не удастся сфотографировать ночную сторону планеты?! Очень жаль, что из-за технической неисправности придется отменить запланированную встречу с большими спутниками — Энцеладом и Тефией.


Из Центра управления посыпались сигналы бортовому компьютеру межпланетной станции. Контроль за ремонтом механизма осложнялся космическим расстоянием – время задержки радиосигнала между Землей и Сатурном составляет 1,5 часа. В конце концов, цифровой мозг «Вояджера» разблокировал приводы наведения телекамер, но время было потеряно и близкое знакомство состоялось только с Тефией.
Когда аппарат уже удалялся от Сатурна со скоростью 22 км/с, ученые увидели электрическую бурю в кольцах Сатурна. Молнии, озаряя теневую сторону, бросали красные блики на ночные облака планеты…

Финал космической пьесы

Описанные выше события происходили в 1980-1981 годах, когда мимо Сатурна пролетели две автоматические межпланетные станции «Вояджер-1» и «Вояджер-2». Чтобы избежать повторений, я решил не рассказывать о них по отдельности — все новости о системе Сатурна, переданные на Землю двумя аппаратами, условно «вложены в уста» одного под именем «Вояджер» (без номера).
Становится немного обидно, от осознания того, что спустя три десятилетия, наши космические технологии, остались на том же уровне.


Каждую ночь, когда заходит Солнце и темнеющий небосклон покрывается россыпью звезд, мы видим Космос. Для исследований космического пространства требуется фантастически сложная техника, созданная на основе передовых достижений ракетостроения, электроники, ядерных технологий и других наукоемких отраслей науки и техники. Поэтому полеты межпланетных зондов, несмотря на свою кажущуюся нереалистичность и отсутствие какой-либо практической пользы, требуют решения многочисленных прикладных задач: создание мощных и компактных источников энергии, развитие технологий дальней космической связи, совершенствование конструкций и двигателей, разработка новых способов гравитационных маневров, в т.ч. с использованием точек Лагранжа. Весь этот фронт исследований может стать «локомотивом» современной науки, а полученные результаты смогут принести пользу в решении более насущных задач. И тем не менее, большинство проблем остаются нерешенными.

Все современные робкие попытки исследовать внешние планеты (миссии Улисс, Кассини, Новые Горизонты) – все они основаны на тех же технологиях и разработках, которые использовались в проекте «Вояджер». За 30 лет не было создано ни одного нового типа двигателя, пригодного для межпланетных полетов. Например, ионные двигатели японского исследовательского зонда «Хаябуса», которые преподносятся как ультрасовременный хай-тек, на деле – хорошо забытые разработки середины ХХ века – ионные двигатели широко использовались в системах ориентации советских метеорологических спутников «Метеор». Во-вторых, ионные двигатели – достаточно специфическое средство: у них действительно потрясающе низкий расход топлива (считанные миллиграммы в секунду), но и, соответственно, они создают тягу в несколько миллиньютонов. На разгон космического аппарата уходят долгие годы и никакой реальной выгоды в итоге не получается.


Обычные жидкостные реактивные двигатели (ЖРД), мало того, что очень прожорливы – их работа ограничена десятками (сотнями) секунд, ко всему прочему не способны разогнать космический корабль до требуемой скорости, например, для достижения орбиты Сатурна. Фундаментальная проблема – слишком низкая скорость истечения газов. И никаким образом поднять ее не удается.

Пик моды 50-х годов – ядерный реактивный двигатель развития не получил, ввиду отсутствия каких-либо существенных преимуществ. Несмотря на неугосимое пламя ядерного реактора, такому двигателю требуется рабочее тело – т.е. по сути, это обычный жидкостный ракетный двигатель со всеми вытекающими отсюда последствиями и недостатками.
Оригинальный способ передвижения в космосе с помощью импульсов ядерных взрывов, предложенный Фрименом Дайсоном в 1957 году (проект «Орион») так и остался на бумаге – слишком смелая, и, честно говоря, сомнительная идея.

«Покорители космоса» (здесь иронично по отношению ко всему Человечеству) за 50 лет Космической Эры так и не смогли создать эффективного двигателя для перемещения в межпланетном пространстве. Мы бы никогда не увидели ни Юпитера, ни Сатурна, если бы не подсказка со стороны специалистов по небесной механике – использовать для разгона АМС гравитацию планет. «Межпланетный бильярд» позволяет не используя двигатель набрать огромную скорость (15-20 км/с) и исследовать окраины Солнечной системы. Единственная проблема жестко ограниченные «окна запусков» — считанные дни (недели) один раз в несколько лет. Без права на малейшую ошибку. Долгие годы полета и считанные часы на рандеву с объектом исследования.

С помощью гравитационных маневров летали «Вояджеры», по этой же схеме летит к Плутону современный зонд «Новые горизонты», но только для пересечения Солнечной системы ему потребуется 9 лет. А потом у экспедиции будет всего один день на исследование далекой планеты! Зонд промчится мимо Плутона на огромной скорости и навсегда исчезнет в межзвездном пространстве.

Источник: topwar.ru

Пустота за пределами космоса

Данным вопросом занимался всемирно известный физик и ученый Стивен Хокинг. Именно он оспаривал привычную нам теорию Большого взрыва.

Изучение дальнего космоса

В своём последнем труде теоретик пишет, что Вселенная замерла в своём росте. Он верил, что существуют границы космоса. А за ней, в свою очередь, находится пустота. При том абсолютная.

Но это лишь теория. На сегодняшний день постичь и проверить это невозможно А мы с вами можем лишь строить догадки.

Параллельные миры

Стивен Хокинг, без сомнения, выдающийся и уникальный ученый. Его работы будоражат умы.

Одна из его теорий, также требующая внимания, это теория о параллельных мирах. Хокинг полагал, что в одно время произошло множество в Больших взрывов. А не один, как мы привыкли думать. В результате появилось огромное количество отдельных миров .По этой вероятности наш мир это один из многих параллельных друг другу.

Изучение дальнего космоса

Космическая радиация

Земля, как мы знаем, окутана атмосферой и своим собственным магнитным полем. Можно сказать, защищена ими. Ведь именно эти слои защищают нас с вами от космической радиации.
Космическое излучение это элементарные частицы атомов, обладающие высокой энергией. Плюс ко всему, тяжёлые протоны солнца, которые к тому же положительно заряжены. При взаимодействии этих атомов и протонов происходит облучение.
Когда солнце активно, излучение повышается, но, как уже было сказано, на земле мы в безопасности.
Конечно, учёные нашли способы защиты космонавтов и космических объектов. Это, к примеру, защитные костюмы — скафандры. Или, например, использование пластика при строительстве кораблей.

Изучение дальнего космоса

Космическое сырьё

В настоящее время активно ведутся работы по исследованию полезных ископаемых на небесных телах. Учёные всерьёз поговаривают о возникновении профессии космический шахтер.

Конечно, ещё многое нужно сделать для того, чтобы добывать сырьё из космоса. Это, во-первых, разработка технологий и создание специальных кораблей. А во-вторых, необходимо более точно изучить где и что мы можем взять.

Изучение дальнего космоса

Актуальность данного вопроса без сомнения высока. Ведь для обеспечения жизни на земле требуются ресурсы. А их, к сожалению, с каждым годом всё меньше и меньше.

Колонизация космического пространства

Численность людей растёт, а Земля свою площадь не увеличивает. Также важен тот факт, как уменьшение ресурсов планеты. Действительно, он заставляет задуматься о переселении и заселении на другие планеты.

Учёные давно ищут подходящие варианты и занимаются изучением космоса. Помимо всего прочего, уже сейчас с этой целью проводятся опыты и научные исследования на Марсе.

Изучение дальнего космоса

На данном этапе колонизация это лишь гипотеза и цель. Но человек неотступно стремится воплотить свои мечты в реальность.

Самое холодное место в космосе

Давайте начнем с того, что определим температуру в космосе в целом.
Всё в мире и во Вселенной состоит из элементарных частиц. Если точнее, то из протонов, электронов и других. Из них, свою очередь, образуются молекулы и атомы. Они находятся в постоянном движении. Так и создаётся тепло. Чем интенсивнее движение, тем теплее.

Также тепло зависит от плотности самой материи. Исходя из этих закономерностей следует, что температура в космосе должна равняться нулю.

Но космическое пространство великолепно в своих загадках. Оно, как известно, также состоит из фотонов. Они, в свою очередь, образуются при нагревании атомов.

Эти самые фотоны имеют свойство передавать тепло. Они передают свою энергию холодному. Между прочим, звёзды вырабатывают эти частицы.

Существует реликтовое излучение, которое заполняет всю вселенную. Это тепловое излучение с высокой изотропностью и спектром с температурой 2,73±0,00057 К.

Изучение дальнего космоса

Именно это сочетание свойств и реакций поддерживает температуру открытого космоса в радиусе минус 270,45°С. Это чуть выше абсолютного нуля.

Изучение дальнего космоса

Самое холодное место в космосе

Где же находится самое холодное место и существует ли оно?
Представьте, это действительно реально. По оценкам учёных, это туманность Бумеранг. Она расположена в созвездии Центавра, получается это в 5 тысячах световых лет от Земли.

Изучение дальнего космоса

Вероятнее всего, образовалась она благодаря звездному ветру. Если точнее, то из главной звезды мощнейшим потоком выходит материя. В процессе этого выхода происходит её решение и, соответственно, мгновенное охлаждение.

Температура в данной туманности 1°К, если конкретнее минус 270°С.
На сегодняшний день, это самая низкая зафиксированная температура во Вселенной.

Спутниковая связь

Необходимость и значимость связи спутников и Земли не поддается сомнению. Это один из главных способов радиосвязи.

Лучше сказать, что это совокупность коммуникации, позволяющая учёным получать и добывать информацию о космическом пространстве.Благодаря искусственным спутникам мы многое узнали и изучили. Также было передано огромное количество фотографий, что позволило нам наглядно познакомиться с космосом.

Изучение дальнего космоса

Более того, разработаны универсальные системы для получения сигналов с космических аппаратов. Запускаемые корабли оснащены мощнейшими приемниками и передатчиками.

Существует специальный канал для передачи информации на Землю. Для этого созданы специальные антенны, например параболическая антенна DSS.

Помимо всего прочего, связь поддерживается между кораблями в просторах космоса. Это, также большое достижение человечества. Но, к сожалению, пока мы не можем обеспечить поддержку связи за пределами Земли по всему пространству. Впрочем, в будущем всё возможно.

На сегодняшний день, больше часть работы по обеспечению связи выполняют антенны. Возможно, разработают и сконструируют ещё более точный и удобный способ. Уже сейчас идёт разработка и тестирование лазерной связи. Которая, по всей вероятности, приведет к ускоренному прогрессу в космической деятельности.

Изучение дальнего космоса

В заключении хочется отметить быструю подвижность в научных достижениях и исследованиях в изучении космического пространства. Человечество движется, также как атомы во вселенной. Это наша жизнь, а что может быть интереснее её?

Источник: kosmosgid.ru


You May Also Like

About the Author: admind

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте, как обрабатываются ваши данные комментариев.