Pro Космос | Космонавтика и астрофизика – Telegram
Pro Космос | Космонавтика и астрофизика
5.12K subscribers
9.97K photos
1.1K videos
60 files
4.09K links
Космонавтика и астрофизика
Вернём романтику в космос!

Мы в других соцсетях: taplink.cc/procosmosru

Чат: @realprocosmoschat

Телеграм-пьеса о 12 апреля 1961 года: https://news.1rj.ru/str/yurygagarinchat/4
Download Telegram
51 год без жизни на Венере:
как мы впервые сели на соседнюю планету и что на ней искали за эти годы

17 августа 1970 года была запущена «Венера-7», которая стала первой АМС в истории человечества, совершившей мягкую посадку на поверхность ближайшей к нам планеты. Она окончательно разрушила иллюзии и дала точную информацию о поверхности планеты.

Планета в тумане

Из-за плотного 20-км слоя облаков, не позволяющего визуально наблюдать поверхность планеты, представлялось, что там может существовать жизнь. Но уже первые советские АМС, разрушившиеся от запредельного давления еще в атмосфере, успели передать о ней данные.

Утренняя звезда, как поэтично называют Венеру, обладает адскими условиями на поверхности. И первая мягкая посадка спускаемого аппарата «Венеры-7» это подтвердила: температура 475±20°С, давление – 92±15 бар (90 земных атмосфер). При такой температуре плавится свинец, цинк, олово, а давление сравнимо с километровой глубиной в океанах Земли.

Для этого конструкторам пришлось сделать корпус «Венеры-7» не из алюминиево-магниевого сплава, а из титана. (Спасибо мощной титановой промышленности СССР — матери «золотых рыбок», атомных подводных лодок). Теоретически, это позволяло выдерживать внешнее давление до 180 атм. В итоге спускаемый аппарат проработал на поверхности 23 мин, передав ценные данные.

Не все шло гладко, — преждевременный отстрел парашюта привел к касанию поверхности на избыточной скорости, из-за отказа телеметрического коммутатора еще при входе в атмосферу передавалась только температура. Но ученые нашли выход: они проанализировали допплеровский сдвиг радиосигнала с посадочного модуля, он позволил оценить свойства поверхности планеты. Стало понятно, что она представляет собой что-то среднее между вулканическим туфом (камнем) и песком.

После этого на Венеру садились еще несколько советских АМС, а атмосферу исследовало два аэростатных зонда. В итоге из 27 миссий на данный момент — 19 были советскими, Венеру даже стали называть «русской планетой». Но вскоре СССР стало вообще не до далеких планет, а другие страны поумерили свой интерес, выяснив, что на поверхности Венеры полное пекло без шансов найти какую бы то ни было форму жизни. Например, американцы окончательно сфокусировались на более перспективном Марсе.

Новая жизнь?

Но интерес к Венере не пропал совсем. Хоть миссии к ней и стали реже, но продолжались в виде орбитальных миссий, также «соседку» изучали во время кратковременных попутных пролетов аппаратов к другим планетам. Кстати, Венера помогала зондам разгоняться, они делали у нее гравитационный маневр.

При невозможности наблюдения в оптическом диапазоне, орбитальные миссии делали ставку на радиолокационное сканирование (начал американский «Магеллан» и продолжил европейский «Венера-Экспресс»). Радары дают лишь общие детали поверхности, и позволяют отслеживать ветра в верхних слоях атмосферы. Но и эти данные позволили ученым сделать новые выводы о планете и столкнуться с новыми загадками.

Например, с чем связана столь высокая температура на поверхности Венеры? Она горячее Меркурия, который ближе к Солнцу, но нагревается «всего» до 427 °C в экваториальных регионах. Понятно, что играет роль парниковый эффект, но почему столь сильную? Как сформировалась текущая атмосфера, в которой стал возможен столь высокий нагрев.

Еще одна загадка атмосферы — явление суперротации: верхние слои атмосферы вращаются в десятки раз быстрее собственного вращения планеты. Полный оборот атмосферы происходит за 4 земных дня против 243 (!) дней для самой планеты (венерианские сутки).

В 2020 году британские ученые после исследовании Утренней звезды с наземных телескопов заявили об обнаружении в атмосфере Венеры фосфина. Этот газ — соединение фосфора и водорода — на Земле является биомаркером, возникает как продукт жизнедеятельности анаэробных организмов. И пусть открытие не подтвердилось, интерес к Венере это определенное прибавило. ⬇️
➡️ Да, облака Венеры состоят из сернистого газа и капель серной кислоты, но они также включают воду. Учитывая, что давление и температура на высоте 50-65 км сравнимы с земными, то это потенциально открывает возможности для поисков жизни или даже колонизации соседней планеты атмосферными аэростатами.

В последнее время на орбите Венеры постоянно находился только японский аппарат Akatsuki. Он рассматривает ее в инфракрасном, видимом иультрафиолетовом диапазонах, а также зондирует радаром. В декабре 2024 года Индийская организация аэрокосмических исследований планирует запустить орбитальный зонд Шукраян-1. В июне этого года NASA неожиданно предпочло сразу два венерианских проекта исследованиям лун Юпитера и Нептуна. В 2029 и 2030 годах американское агентство планирует отправить к Венере орбитальную станцию VERITAS и спускаемый зонд DAVINCI+. Также в этом году было получено первое финансирование на проектирование миссии «Венера-Д» (научная концепция была сформирована в 2016-2019 гг. объединенной научной группой ИКИ-Роскосмос-NASA). В составе российского космического комплекса предполагается орбитальный аппарат и большой посадочный модуль с большим набором научных приборов (планируется, что он проживет на поверхности 2—3 часа). Если сохранится участие NASA в этом проекте, то к ним добавится россыпь небольших долгоживущих станций LLISSE, которые смогут следить за условиями на Венере до 60 суток.

Хотя Венера пока не так интересует ученых как Марс, но у нее осталось достаточно загадок, чтобы продолжать ее исследования. А если новые миссии обнаружат все-таки признаки жизни, то неизвестно еще к какой планете Солнечной системы полетит больше миссий — ко второй или четвертой.

Источники фото: Роскосмос, ESA, JAXA
Как понюхать далёкую планету:
что такое спектроскопия

18 августа 1866 года астроном Уильям Хаггинс исследовал новую звезду (T Северной Короны), подсоединив к телескопу спектроскоп. Он установил наличие в ней водорода, а позднее понял, что светящиеся объекты на небе различаются по составу (сейчас мы знаем, что это — звёзды, туманности и галактики). Так спектроскопия стала одним из самых важных инструментов для астрономов.

Видимый свет, то есть воспринимаемый невооруженным глазом, — это электромагнитные волны с длиной волны от 400 до 800 нм. В целом, электромагнитные волны простираются от гамма-излучения, которое во многих случаях проще рассматривать как отдельные кванты, до радиоволн с длиной волны в десятки километров. Как получилось, что в таком большом спектре выжила и до сих пор активно используется астрофизиками у-у-узенькая полосочка видимого света?

Безусловно, сыграло роль, что видимый диапазон света не требует сложных приборов для наблюдения, а «окно прозрачности» в атмосфере позволяет наблюдать достаточно далекие космические объекты. Поэтому, когда к концу XIX века астрофизики начали осваивать радиоволны и другие типы излучения, уже был накоплен грандиозный объем астрономических знаний: звёзды, созвездия, планеты, их законы движения. Но этого было бы мало, если бы в XVI веке Декарт не разложил свет на цветовые составляющие, а химики не заметили, что внесение вещества в огонь меняет цвет пламени.

Так родилась спектроскопия — каждое вещество при освещении дает свой спектр: какие-то частоты переизлучает, но на строго определенных частотах имеет линии поглощения. Соединив спектроскоп с подзорной трубой (на фото) астрономы смогли дотянуться до далеких космических объектов и узнать, из чего состоят звёзды, туманности и другие объекты. Достаточно было, чтобы они испускали свет или излучение от звёзд или других космических объектов с известным спектром проходило через них. Всё оказалось не так просто, пришлось учесть физические законы (например, эффект Доплера) и изменение линий поглощения в условиях, которые встречаются только в космосе. Но в целом стало понятно, что космос состоит из той же таблицы Менделеева, что все вещества на Земле.

Современные исследования увеличили точность наблюдений, добавили другие части спектра (от радиоволн до гамма-излучения), но в целом спектроскопия остается самым чутким инструментом для изучения самих далеких объектов. Например, у далеких экзопланет доказали существование атмосферы, в области звёздообразования в созвездии Персея обнаружили нафталин, а еще одна область нашей Галактики содержит облако спирта, простирающееся на миллиарды километров.

А началось все с поднесения призмы к окуляру телескопа.
Где сверхцивилизации берут энергию:
ученые предложили искать сферы Дайсона вокруг черных дыр

В авторитетном журнале Science вышла научно-популярная статья о том, что сверхцивилизации могут получать энергию из сфер Дайсона вокруг черных дыр. Это предварительные выводы исследования Тайгера Сяо (Tiger Hsiao) из университета Цинхуа. Это не просто игра слов.

Сферы Дайсона были предложены физиком Фриманом Дайсоном в 1960 году как способ перехода гипотетической цивилизации от I ко II типу для обеспечения все растущего энергопотребления и неизбежного роста. Ранжирование цивилизаций ввел русский астрофизик Николай Кардашёв, в нем учитывается количество энергии, которое цивилизация может использовать для своих нужд. Человечество еще не относится к I типу (использование всех доступных энергетических ресурсов родной планеты), в то время как II тип использует всю энергию своей звезды, а III типа — своей галактики. Соответственно Дайсон предположил, что развитые цивилизации для использования энергии звезд построят массивных астроинженерные сооружения вокруг них.

Группа Сяо пошла дальше, рассчитав, что гипотетические цивилизации III типа уже, вероятно, должны уметь строить сферы Дайсона вокруг сверхмассивных черных дыр (как, к примеру, Стрелец A* в центре нашей Галактики). По их расчетам при этом они смогут получать энергию, сравнимую с возможностями всей галактики.

Ученые проанализировала несколько черных дыр различной массы: от 5, 20 и до 4 млн раз тяжелее Солнца. Принято считать, что черные дыры поглощают энергию (и материю), а не производят. Но теоретически их массивное гравитационное поле может и генерировать энергию несколькими путями. Вероятнее всего использовать энергию вращения аккреционного диска материи, медленно падающего к горизонту событий. Еще один источник энергии — излучение, которое испускает газ, падающий с ускорением в черную дыры. По подсчетам ученых, только один аккреционный диск вокруг черной дыры массой в 20 солнечных может генерировать энергию, сравнимую со сферой Дайсона, построенной вокруг 100 000 звезд. Для сверхмассивной черной дыры этот показатель мог бы быть в 1 млн раз выше.

Это не просто теория. Если такие астротехнологии есть, их работу можно засечь. Группа Сяо предлагает искать избыточные тепловые выбросы от подобных «горячих» сфер Дайсона с температурами выше 3000° К (>2726 °С) вокруг массивной черной дыры в галактике Млечный Путь в ультрафиолетовом диапазоне. Для этого можно использовать уже имеющиеся данные наблюдений ряда телескопов, в т.ч. орбитальных обсерваторий Хаббла и GALEX. Для менее высокоэнергетических объектов сферы Дайсона будут испускать тепловое излучение с температурой ниже 3000° К. Его можно искать в инфракрасном диапазоне, например, с помощью наземной системы Sloan Digital Sky Survey или орбитальной обсерватории Wide-field Infrared Survey Explorer (WISE)).

Обсерватория WISE с 2009 изучает нашу галактику в инфракрасном диапазоне, ведя поиск в т.ч. и гипотетических «традиционных» Сфер Дайсона вокруг звезд, но до сих пор ничего подобного не нашла. Гипотеза группы Сяо, конечно, на грани фантастики, до этого никому еще не удавалось опровергнуть Парадокс Ферми и найти признаки разумной жизни за пределами Земли. Ученые планируют представить более обстоятельные результаты исследования в следующем месяце в Оксфордском журнале Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

На фото: массивный выброс материи из центра галактики Centaurus А вдоль оси вращения сверхмассивной черной дыры в ее центре

Источник: NASA/CXC/SAO; ROLF OLSEN; NASA/JPL-CALTECH; NRAO/AUI/NSF/UNIVERSITY OF HERTFORDSHIRE/M. HARDCASTLE
Media is too big
VIEW IN TELEGRAM
Первые космонавты, вернувшиеся домой: 61 год полёту Белки и Стрелки

19 августа 1960 года на советском космическом корабле «Спутник-5» собаки Белка и Стрелка совершили успешный космический полёт. Они стали первыми животными, вернувшимися на Землю после орбитального полёта.

Так как запуски собак уже велись к тому моменту больше 9 лет, то большинство факторов влияния невесомости и перегрузок на живой организм были неплохо изучены. Главной целью этого полёта было возвращение собак-космонавтов на Землю. Во вторую очередь планировалось исследовать действия космической радиации на живые организмы, на состояние их жизнедеятельности и наследственность. При этом ещё и отработать системы, обеспечивающие жизнедеятельность человека, его безопасность во время полёта и благополучно вернуть космонавта на Землю.

Стоит учесть, что Белка и Стрелка летали столько же, сколько впоследствии и Герман Титов — полёт продолжался более 25 часов. За это время корабль совершил 17 полных витков вокруг Земли.
Новая российская ракета:
когда стартует «Союз-5»

В феврале 2021 г. был утвержден график создания новой ракеты-носителя среднего класса «Союз-5», способной выводить в двухступенчатом варианте на НОО до 17 тонн (а с разгонным блоком – полезную нагрузку и на геопереходную с ГСО). Предполагается, что она придёт на смену «Зениту», её первый пуск состоится в 2023 г.

«Союз-5» будет состоять из российских компонентов. В кооперации РКЦ «Прогресс» (Самара), которая выступает головной организацией по этому проекту, — примерно 20 партнеров. Пуски «Союза-5» будут осуществляться с модернизированного «зенитовского» стартового стола на Байконуре в рамках российско-казахстанского проекта «Байтерек». Казахстан взял на себя обязательства по финансированию создания наземного комплекса, на российской стороне – разработка самой ракеты-носителя. Несмотря на рост диаметра баков с 3,9 до 4,1 м по сравнению с «Зенитом», теоретически «Союз-5» можно будет использовать и для пусков с «Морского старта». По крайней мере, технических препятствий для этого нет.

В настоящее время АО ЦЭНКИ завершило эскизное проектирование стартового и технического комплекса «Байтерека», а на РКЦ «Прогресс» продолжается подготовка производства, изготавливаются составные части ракеты-носителя для испытаний.

Разработкой двигателей для первой ступени занимается НПО Энергомаш (г. Химки), они создаются на основе мощнейших РД170/171, созданных еще для «Энергии-Бурана» и «Зенита». К настоящему времени предприятие завершило 3-месячный цикл из восьми огневых испытаний первого доводочного экземпляра РД-171МВ, специально предназначенного для установки на первую ступень «Союз-5». Двигатели второй ступени РД-0124МС разрабатывает КБХА (г. Воронеж), «выход на огонь» его первого опытного образца планировался этим летом. Общая перегородка баков окислителя и горючего второй ступени облегчает конструкцию и увеличивает массу выводимого полезного груза.

В производстве корпуса ракеты-носителя «Союза-5» используется новый, более прочный алюминиевый сплав Р-1580, монтируются установки для сварки трением с перемешиванием, что повышает прочность шва (производство Чебоксарского «Сеспель»).

На фото: Сварка бака окислителя ракеты-носителя «Союз-5» для динамических испытаний в ЦНИИмаш.

Источник фото и подробности в статье журнала «Русский космос» https://www.roscosmos.ru/32020/
По сообщению Роскосомоса, пуск ракеты «Союз-2.1б» с 34 спутниками компании OneWeb перенесён по техническим причинам.
Запланированное время старта 01:18 мск 21 августа
Старт не состоялся:
как переносят пуски ракет

На 20 августа был назначен старт ракеты «Союз-2.1б» с разгонным блоком «Фрегат». Цель — вывести на орбиту 34 космических аппарата спутниковой системы OneWeb. Ракета-носитель на стартовом столе. Фермы разведены. Всё готово, но вдруг следует сигнал отмены пуска. Что произошло?

При запуске полезной нагрузки есть стартовое окно: период, в который можно стартовать и выполнить свою задачу. Например, при полете к Марсу оно длится пару месяцев. Но для аппаратов спутникового интернета OneWeb для старта есть буквально мгновение, так как разгонный блок «Фрегат» должен вывести космические аппараты на точно заданные орбиты. Поэтому и решение о том, проводить ли запуск надо принимать моментально. Это может сделать только автоматика. Так и произошло в этот раз. Хотя проверки систем ракеты начинаются задолго до пуска, некоторые неисправности можно выявить только перед стартом.

Сразу после возникшей ситуации, на космодроме собирается Госкомиссия и специалисты выясняют причины произошедшего. Топливо сливают и заправляют заново ближе к старту.

В этот раз ракета осталась на стартовом столе — это хороший знак. Теперь пуск ракеты-носителя «Союз-2.1б» с 34 космическими аппаратами OneWeb запланирован на 21 августа 2021 года в 01:18:20 по московскому времени.

Но не всегда всё проходит так удачно. Например, при запуске Boeing Starliner в конце июля, инженеры обнаружили неисправность, которую было невозможно исправить на стартовом столе. Корабль сняли с ракеты, а сам носитель увезли со стартового стола. Теперь кроме починки дефектов для запуска корабля придется ждать ещё и технологического окна, в которое будет свободна стартовая площадка.

Космические технологии сложны, как поэтически сказали в Boeing «должны сойтись тысячи факторов, чтобы сделать удачный запуск». Лучше задержать старт и всё исправить, чем отпускать в полет ракету с непредсказуемыми последствиями.
Пролетели со свистом: данные с BepiColombo перевели в звук

Мы уже писали о пролёте зонда ESA/JAXA BepiColombo мимо Венеры 10 августа на пути к Меркурию. Оказалось, что ученые уже получили данные с итальянского акселерометра ISA и сконвертировали их в частоты, доступные человеческому слуху. Аудио было синхронизировано по времени с переданными чёрно-белыми снимками – получившийся ролик длится всего 11 с.

Аудио позволяет послушать, как менялись силы, действующие на аппарат. Кроме очевидного взаимодействия аппарата с планетой в целом, на него оказали и рельеф планеты, и остаточная атмосфера, и разница в нагреве солнечной и теневой стороны аппарата, а также работа гироскопов, заставлявших удерживать зонд заданную ориентацию.

BepiColombo пронесся всего в 552 км от поверхности нашей горячей соседки. За время перелёта с ночной на дневную сторону планеты различные модули и части КА нагрелись на от 20 до 110° C.

КА совершил свой второй гравитационный манёвр у Венеры по пути к основной цели миссии — Меркурию. Он был запущен еще в 2018 г. и нарезает орбитальные эллипсы, используя гравитацию Земли и Венеры, а затем и Меркурия (всего их будет 6) — чтобы достаточно замедлиться для финального выхода на его орбиту в 2025 г. без больших затрат топлива. BepiColombo несёт в т.ч. российскую научную аппаратуру разработки ИКИ РАН.

Источник видео: ESA/JAXA
Такое нечасто увидишь!
«Луна-25» перенесена на 2022 год: инженеры перепроверят надежность бортовых систем

Запуск автоматической станции «Луна-25» перенесён с октября 2021 года на май 2022 года. Как сообщает пресс-служба Роскосмоса, существует необходимость проведения дополнительных испытаний всех элементов станции в условиях, максимально приближенных к космическим. Также учтут результаты анализа запуска МЛМ (модуль «Наука» — прим. ред)» на МКС.

Жаль, конечно, что придётся подождать ещё полгода. Но мы помним и российский опыт «Фобос-грунта», и иностранный Boeing Starliner. Лучше пусть выловят все баги на Земле, чем искать потом на орбите зонд, который Россия первой в мире надеется отправить на полюс Луны. Если мы там найдем лёд, то это облегчит следующие миссии, а в будущем поможет высадке человека на Луну.

О задачах и новинках в конструкции космического аппарата «Луна-25» ранее писал наш коллега Михаил Котов, рекомендуем: https://nplus1.ru/material/2021/06/17/past-and-present-of-luna-programme