Рубрика: Космос

Через лунання на бік антени апарату виявилися спрямовані не туди, що вкрай утруднило передачу даних. Тож у перші кілька діб після посадки знімків від нього не було. Тепер ситуація змінилася, хоча отримати вдалося лише знімки з досить низьким дозволом. І все ж таки розробники сподіваються, що апарату вдасться передати і якийсь обсяг наукових даних.

Автоматичний посадковий апарат «Одіссей» ‘яко прилунився 23 лютого 2024 року. Однак з поки що не цілком зрозумілих причин він зробив це на бік. Тому зараз на Місяці склалася унікальна ситуація: на зверненій до нас її стороні знаходяться відразу два «працюючі апарати землян, що перекинулися». Японський SLIM стоїть «на голові», тоді як його американський колега лежить на боці.

Взагалі, виходячи з повідомлень Intuitive Machines, приватної космічної компанії, що створила «Одіссея», все могло бути набагато гіршим. Річ у тому, що після наземних випробувань технік забув активувати запобіжник, який робить штатні лазери системи управління посадкою функціональними. Від цього сідати довелося за допомогою імпровізації — використовуючи замість штатних лазерів наукове навантаження вже на поверхні Селени.

Через це розробники обережно і не викинули перед посадкою трохи в бік спеціальний знімальний модуль, який повинен був вперше в історії зняти посадку на іншому небесному тілі від третьої особи. У результаті зараз зовсім не зрозуміло, чому апарат упав на бік. Розробники стверджують, що вся справа в його непогашеній бічній швидкості 3,2 кілометра на годину, пов’язану з позаштатним керуванням посадкою. Однак у XX столітті ряд апаратів дослідження Місяця нормально сідали і за такої непогашеної бічної швидкості. Альтернативні можливі пояснення часткової невдачі посадки ми описували раніше.

Однак тепер представники компанії поділилися новими даними, здатними прояснити проблему. Штучний супутник Місяця LRO від NASA зміг зняти «Одіссея» з орбіти. У результаті з’ясувалося, що точку посадки витримано з високою точністю. Прилунення дійсно пройшло в кратер Малаперт А, в точку з координатами 80,13 ° південної широти і 1,44° східної довготи, на висоті 2579 метрів.

Нахил поверхні тут оцінюється у 12 градусів. Це досить суттєво, особливо з урахуванням не найстійкішої форми апарату (його аналоги з XX століття мали значно нижчий центр тяжіння). У таких умовах навіть невелика бічна швидкість справді могла призвести до падіння.

Залишається питання, чому система посадки обрала такий схиль. Імовірна відповідь на нього така: «Одіссей» мав першу в історії висадки на Місяці повністю автономну систему керування посадкою. Тобто рішення про те, де прилунятися, приймала автоматична система. Тим часом ще в 1968 році, при першій висадці людей на Місяці, автоматичний вибір точки посадки ледь не занапастив місячний модуль з людьми, обравши для прилунення район з великими валунами. Виходить, щось подібне трапилося і з «Одіссем» у наші дні. Тільки на борту не було астронавтів, здатних перехопити керування та вибрати інше місце посадки.

За новими даними, сонячні батареї «Одіссея» знаходяться під більш невигідним кутом до Сонця, ніж очікувалося. Через це його зв’язок із Землею, ймовірно, припиниться сьогодні, 27 лютого 2024 року. Єдине зображення, передане ним із Місяця за цей час, має досить низьку якість. Теоретично є шанси на пробудження після місячної ночі, як у японського апарату SLIM, який нещодавно несподівано «ожив». На жаль, це не дуже велика ймовірність, оскільки радіоізотопного підігрівача на борту Одіссея немає. Тобто його електроніка вночі охолоне до як мінімум -170 за Цельсієм, що може згубно позначитися на її працездатності.

Хоча загальне враження від першої за 52 роки посадки американського апарату на Місяць може здатися змазаним тим, що він практично не встиг передати цінних даних, насправді йдеться про великий успіх. У XXI столітті з першої спроби штатно посадити автоматичний апарат на Місяці поки що вийшло тільки у китайців. Перша спроба такого роду в ізраїльтян, японців, індійців, росіян («Місяць-25») та американців («Перегрін») закінчилася повною невдачею. Друга спроба в Японії та США принесла позаштатне становище апарату після посадки, що дуже ускладнює отримання наукових даних. Зрозуміло, що навіть просте м’яке лунання, хай і в позаштатному становищі на цьому тлі, — значне досягнення.

На щастя, вже цього десятиліття ситуація повністю зміниться: Starship висадить на Місяці пілотовану експедицію. Як Naked Science писав раніше, можливості людей у ​​дослідженні інших небесних тіл радикально перевершують можливості автоматів, тому пілотована висадка зможе дати незрівнянно більше важливих наукових даних зі спірних питань, що прямо зачіпають придатність Місяця до освоєння людиною.

Індійська організація космічних досліджень (ISRO) повідомила, що планує відправити на Марс безпілотний літальний апарат типу дрона Ingenuity NASA на початку 2030-х років.

Вчений з Лабораторії космічної фізики Космічного центру імені Вікрама Сарабхаї Джаядєв Прадіп  повідомив, що дрон вертолітного типу, який вирушить на Червону планету, нестиме низку наукових приладів. Серед них — датчики температури, вологості, тиску, швидкості вітру, пилу та електричного поля.

Індійський безпілотник зможе літати на висоті до 100 метрів над поверхнею Марса (для порівняння, Ingenuity досягав під час польоту максимальної висоти 24 метри), що дозволить йому проводити вивчення марсіанської атмосфери. 

Компанія Intuitive Machines повідомила, що місячний модуль Nova-C, що спускається, на прізвисько «Одіссей» завершить місію вранці 27 лютого. Сонце перестане освітлювати сонячну батарею апарату, і він буде знеструмлений. В інших обставин модуль міг пропрацювати ще тиждень, але його посадка на Місяць закінчилася перекиданням, що порушило орієнтування сонячних батарей.

Нагадаємо, місячний модуль Nova-C компанії Intuitive Machines був запущений у космос 15 лютого. Через тиждень він дістався Місяця і вийшов на кругову орбіту заввишки 92 км. Наступної доби модуль спробував спуститися на поверхню супутника. За кілька хвилин до розрахункового часу прилуненнязв’язок з ним було втрачено та відновлено лише через 15 хвилин. Ще приблизно через добу оператор оголосив, що модуль м’яко опустився на Місяць — він живий і здоровий, проте перекинувся на бік і це заважає як зв’язку, так і повноцінній зарядці акумуляторів.

Команда місії спробувала повернути сонячну батарею за сонцем. Зважаючи на все, операція не увінчалася успіхом. Декілька годин тому було оголошено, що освітлення сонячних батарей перекинутого модуля повністю припиниться і його бортове обладнання перестане працювати. Приблизно за тиждень на Місяці розпочнеться ніч, яка триватиме близько 14 земних діб. Оскільки підігрів не передбачено, посадковий модуль її не переживе.

Коли така зірка, як наше Сонце, досягає кінця свого життя, вона може поглинути навколишні планети й астероїди, які народилися разом із нею. Тепер, використовуючи Дуже Великий Телескоп Європейської Південної Обсерваторії (ESO’s VLT) у Чилі, дослідники вперше знайшли унікальний підпис цього процесу — шрам, відбитий на поверхні білої карликової зірки. Результати опубліковані в The Astrophysical Journal Letters.

«Добре відомо, що деякі білі карлики — повільно охолоджувані вуглинки зірок, як-от наше Сонце — поглинають шматки своїх планетних систем. Тепер ми виявили, що магнітне поле зірки відіграє ключову роль у цьому процесі, що призводить до утворення шраму на поверхні планети. поверхня білого карлика», — говорить Стефано Багнуло, астроном з обсерваторії та планетарію Арма в Північній Ірландії, Великобританія, і провідний автор дослідження.

Шрам, який спостерігала команда, є концентрацією металів, відбитих на поверхні білого карлика WD 0816-310, залишку зірки розміром із Землю, схожої на наше Сонце, але трохи більшої за нього.

«Ми продемонстрували, що ці метали походять з планетарного фрагмента такого розміру, як або, можливо, більшого, ніж Веста, що має діаметр близько 500 кілометрів і є другим за величиною астероїдом у Сонячній системі», — каже Джей Фаріхі, професор Університетського коледжу Лондона. Великобританії та співавтор дослідження.

Спостереження також дали підказки, як зірка отримала свій металевий шрам. Команда помітила, що потужність виявлення металу змінювалася в міру обертання зірки, що свідчить про те, що метали концентруються в певній області на поверхні білого карлика, а не плавно розподіляються по ній.

Вони також виявили, що ці зміни були синхронізовані зі змінами в магнітному полі білого карлика, що вказує на те, що цей металевий шрам розташований на одному з його магнітних полюсів. У сукупності ці підказки вказують на те, що магнітне поле направляло метали на зірку, створюючи шрам. Раніше астрономи спостерігали численні білі карлики, забруднені металами, які були розкидані по поверхні зірки. Відомо, що вони походять від зруйнованих планет або астероїдів, які наближаються надто близько до зірки, рухаючись по орбітах, схожих на орбіти комет у нашій Сонячній системі.

Однак для WD 0816-310 команда впевнена, що випарений матеріал був іонізований і спрямований на магнітні полюси магнітним полем білого карлика. Цей процес подібний до того, як утворюються полярні сяйва на Землі та Юпітері.

«Дивно, але матеріал не був рівномірно змішаний на поверхні зірки, як передбачала теорія. Замість цього цей шрам є зосередженою ділянкою планетарного матеріалу, який утримується на місці тим самим магнітним полем, яке направляло падаючі фрагменти», — говорить співавтор Джон Лендстріт, професор Західного університету, Канада, який також пов’язаний з обсерваторією та планетарієм Арма. «Нічого подібного раніше не бачили».

Щоб дійти цих висновків, команда використала інструмент «швейцарський ніж» на VLT під назвою FORS2, який дозволив їм виявити металевий шрам і під’єднати його до магнітного поля зірки.

«ESO має унікальну комбінацію можливостей, необхідних для спостереження за слабкими об’єктами, такими як білі карлики, і чутливого вимірювання магнітних полів зірок», — говорить Багнуло. У своєму дослідженні команда також спиралася на архівні дані інструменту X-shooter VLT, щоб підтвердити свої висновки.

Використовуючи потужність таких спостережень, астрономи можуть виявити основний склад екзопланет, планет, що обертаються навколо інших зірок за межами Сонячної системи. Це унікальне дослідження також показує, як планетарні системи можуть залишатися динамічно активними навіть після «смерті».

Коли Місяць проходить перед Сонцем у сонячному затемненні, це приголомшливе видовище, здається, миттєво змінює наш світ. Однак наслідки для нашої планети набагато сильніші, ніж кілька хвилин темряви протягом світлового дня. І один ефект, який може вас здивувати? Хмари розсіюються, і швидко – з точки, в якій лише 15 відсотків Сонця закрито Місяцем.

Очевидно, це не всі типи хмар; інакше ми б ніколи не почули скарг на те, що затемнення псує похмура погода. Команда під керівництвом Віктора Тріса з Королівського метеорологічного інституту Нідерландів і Делфтського технологічного університету визначила, що, зокрема, неглибокі купчасті хмари над сушею швидко рухаються. Відкриття, каже Тріз, має значення для майбутніх спроб кліматичної інженерії.

«Якщо ми затьмаримо Сонце в майбутньому за допомогою технологічних рішень, це може вплинути на хмари», — пояснює він. «Менша кількість хмар може частково перешкодити очікуваному ефекту кліматичної інженерії, оскільки хмари відбивають сонячне світло і таким чином фактично допомагають охолодити Землю».

З нашої точки зору тут, на поверхні Землі, нелегко зрозуміти, як поводяться хмари під час затемнення. Але, каже Тріз, це важливо: одне із запропонованих рішень для пом’якшення кліматичних змін полягає в тому, щоб частина сонячних променів не потрапляла в нижні шари атмосфери Землі. Хоча моделювання показує, що це може ефективно знизити температуру, ми не знаємо, які інші наслідки це може мати.

Оскільки шари хмар можуть бути досить складними, а конфігурації хмар постійно змінюються, підрахунок хмар із Землі насправді не є життєздатним методом визначення того, як сонячне затемнення впливає на хмари. Іншим варіантом є вивчення їх зверху за допомогою супутників, але раніше вони не враховували тінь Місяця під час затемнення в розрахунках відбивної здатності вершини хмар, що призводило до зміщення у вимірюваннях хмарного покриву та товщини.

Тріз і його колеги знайшли спосіб корекції місячної тіні, беручи до уваги частку Сонця, яка закрита в будь-який момент часу, з кожного місця на поверхні Землі.

«Здебільшого сонячне затемнення складається з часткового затемнення, де на вулиці все ще багато світла», — каже Тріз. «У цьому частковому затемненні супутники отримують достатньо відбитого сонячного світла після поправки на затемнення, щоб достовірно вимірювати хмари».

Дослідники застосували свої методи до даних, зібраних під час трьох попередніх сонячних затемнень над африканським континентом, між 2005 і 2016 роками. На їх подив, купчасті хмари починають зникати у великій кількості, коли закрито лише 15 відсотків Сонця, і вони зникають до затемнення. закінчився.

Чому саме це сталося, було незрозуміло, тому команда провела моделювання за допомогою програмного забезпечення для хмарного моделювання під назвою DALES. Це моделювання показало, що коли сонячне світло блокується, поверхня охолоджується, що зменшує висхідні потоки теплого повітря від поверхні. Теплі висхідні течії повітря сприяють формуванню купчастих хмар; вони несуть водяну пару, яка конденсується в краплі, коли підійматися на більш прохолодну висоту, утворюючи хмари.

Отже, коли земля охолоджується і ці висхідні потоки припиняються, купчасті хмари не можуть підтримуватися, вони відновлюються лише тоді, коли Сонце знову з’являється і знову починає нагрівати землю. Цей ефект виникає лише над сушею, оскільки океан не охолоджується достатньо швидко, щоб ефект почався.

Купчасті хмари самі по собі не є дощовими хмарами, але вони можуть перетворюватися на дощові хмари. Висновок команди показує, що кліматична геоінженерія, яка передбачає блокування сонячного світла, може мати досить шкідливий вплив на погодні умови. Оскільки це щось протилежне тому, чого хочуть вчені, це явище вимагає подальшого дослідження, кажуть дослідники.

SpaceX Ілона Маска оголосила, що позбудеться 100 супутників Starlink протягом наступних шести місяців після того, як виявила недолік конструкції, який може спричинити їхню несправність. Замість того, щоб створювати загрозу для інших космічних кораблів, SpaceX «зведе з орбіти» ці супутники, щоб згоріти в атмосфері.

Але атмосферологи дедалі більше стурбовані тим, що подібне явне відхилення космічного сектору призведе до подальших змін клімату на Землі. Нещодавно одна команда несподівано виявила потенційно руйнівні озоновий шар метали з космічних кораблів у стратосфері, шарі атмосфери, де формується озоновий шар.

Відносна «низька навколоземна орбіта», на якій розташовані супутники, що спостерігають за екосистемами Землі, стає все більш перевантаженою — тільки Starlink має понад 5000 космічних кораблів на орбіті. Тому розчищення сміття є пріоритетом для космічного сектору. Нещодавно запущені космічні кораблі також повинні бути зняті з орбіти протягом 25 років (нещодавно США запровадили більш суворе правило п’яти років) або шляхом переміщення вгору на так звану «цвинтарну орбіту» або вниз в атмосферу Землі.

Супутники на нижній орбіті зазвичай сконструйовані таким чином, щоб використовувати будь-яке паливо, що залишилося, і силу тяжіння Землі для повторного входу в атмосферу. У контрольованому вході космічний корабель входить в атмосферу в заздалегідь встановлений час, щоб приземлитися в найвіддаленішій частині Тихого океану в точці Немо (він же кладовище космічних кораблів). При неконтрольованому повторному вході космічний корабель залишають «природну смерть» і згорають в атмосфері.

NASA та Європейське космічне агентство просувають цю форму утилізації як частину філософії дизайну під назвою «дизайн для смерті». Побудувати, запустити та експлуатувати супутник, достатньо міцний, щоб функціонувати у ворожому космосі, але також здатний легко розпадатися та згоряти під час повторного входу, щоб уникнути потрапляння небезпечного сміття на поверхню Землі, є екологічним викликом. Робота ще триває.

Супутникові оператори повинні довести, що їхня конструкція та плани повторного входу мають низький рівень «людських уражень», перш ніж вони отримають ліцензію. Але існує обмежене занепокоєння щодо впливу на верхні шари атмосфери Землі під час етапу повернення. Це не недогляд.

Спочатку ні космічний сектор, ні співтовариство астрофізиків не вважали спалювання супутників під час повторного входу серйозною екологічною загрозою — принаймні для атмосфери. Зрештою, кількість викинутих космічним кораблем частинок невелика порівняно з 440 тоннами метеороїдів, які щодня потрапляють в атмосферу разом із вулканічним попелом і антропогенним забрудненням від промислових процесів на Землі.

Погані новини для озонового шару?

Отже, атмосферні кліматологи надмірно реагують на присутність частинок космічних кораблів в атмосфері? Їхнє занепокоєння ґрунтується на 40-річних дослідженнях причини виникнення озонових дір над південним і північним полюсами, які вперше були широко помічені в 1980-х роках.

Сьогодні вони знають, що втрата озону спричинена промисловими газами, створеними людиною, які поєднуються з природними та дуже висотними полярними стратосферними хмарами або перламутровими хмарами. Поверхні цих ефірних хмар діють як каталізатори, перетворюючи доброякісні хімічні речовини в більш активні форми, які можуть швидко руйнувати озон.

Ден Чіцо — дослідник атмосфери з Університету Пердью в США та співавтор нещодавнього дослідження, яке виявило речовини, що руйнують озоновий шар, у стратосфері. Він пояснює мені, що питання полягає в тому, чи допоможуть нові частинки з космічних кораблів утворенню цих хмар і призведуть до втрати озону в той час, коли атмосфера Землі тільки починає відновлюватися.

Більше занепокоєння вчених-атмосферологів, таких як Чіцо, викликає те, що лише кілька нових частинок можуть створити більше таких типів полярних хмар — не лише у верхніх шарах атмосфери, а й у нижніх, де утворюються перисті хмари. Перисті хмари – це тонкі крижані хмари, які можна побачити високо в небі, вище шести кілометрів. Вони, як правило, пропускають сонячне тепло, але потім затримують його на виході, тому теоретично більше перистих хмар може додати додаткове глобальне потепління на додаток до того, що ми вже бачимо через парникові гази. Але це невизначено і все ще вивчається.

Чицо також пояснює, що з неофіційних свідчень ми знаємо, що висотні хмари над полюсами змінюються, але ми ще не знаємо, що спричиняє цю зміну. Чи це природні частинки, такі як метеороїди чи вулканічні уламки, чи неприродні частинки з космічних кораблів? Це те, що ми повинні знати.

Стурбований, але не певний

Отже, як ми відповімо на це запитання? У нас є деякі дослідження атмосферних вчених, конструкторів космічних кораблів і астрофізиків, але вони недостатньо точні чи цілеспрямовані, щоб приймати обґрунтовані рішення щодо того, в якому напрямку рухатися. Деякі астрофізики стверджують, що частинки глинозему (оксиду алюмінію) з космічних кораблів спричинять хімічні реакції в атмосфері, які, ймовірно, призведуть до руйнування озону.

Атмосферні вчені, які детально вивчають цю тему, не зробили цього стрибка, оскільки недостатньо наукових доказів. Ми знаємо, що частинки з космічних кораблів знаходяться в стратосфері. Але що це означає для озонового шару чи клімату, досі невідомо.

Є спокуса перебільшити результати досліджень, щоб отримати більше підтримки. Але це шлях до дослідницького пекла — і ті, хто заперечує, пізніше використають погані висновки, щоб дискредитувати дослідження. Ми також не хочемо використовувати популістські думки. Але ми також дізналися, що якщо ми чекатимемо, поки незаперечні докази стануть доступними, це може бути занадто пізно, як у випадку з втратою озону. Це постійна дилема.