home
user-header

                        
                        
Новости дальнего космоса
8 июня 2018 г., 15:48 247

Дайджест новостей с дальнего космоса: Астрономы обнаружили один из самых крупных транснептуновых планет и засомневались в существовании планеты Х. Миссию Юноны на Юпитере продлили до 2021 года, также Юнона составила карту молний на газовом гиганте. С Юпитера перейдем на Марс: Данные из донных отложений кратера Гейла, взятые марсоходом Кьюриосити, показали, что органике Марса 3,5 млрд лет. Также, по данным марсохода за 3 года, ученые нашли источник метана на Марсе. Вернёмся к земным делам: Путин объявил об испытании сверхтяжелой ракеты уже в 2022 году, однако тут может возникнуть путаница.

Космический аппарат «Юнона» в представлении художника (Изображение NASA)


 

1. Астрономы открыли один из самых крупных транснептуновых объектов

Астрономы открыли новый транснептуновый объект 2017 OF69, это одно из самых крупных известных на сегодня небесных тел такого типа. Об открытии сообщается на сайте Центра малых планет.

NASA/JPL-Caltech

 

Транснептуновые объекты и объекты из облака Оорта сложно наблюдать, поскольку они находятся на огромных расстояниях от нас — порядка десятков расстояний между Землей и Солнцем. Однако их изучение позволяет лучше определить эволюцию ранней Солнечной системы. В частности, орбиты этих небесных тел могут указывать на существование неизвестных нам массивных объектов, например «планеты Х».

 

Новое небесное тело было обнаружено 26 июля 2017 года при помощи 8,2-метрового телескопа обсерватории Мауна-Кеа, в дальнейшем открытие было подтверждено наблюдениями на 4,3-метровом телескопе DCT и 6,5-метровом Магеллановом телескопе. На момент открытия объект имел блеск 20,3 звездной величины и находился со стороны созвездия Орла. Он совершает один оборот вокруг Солнца за 249 лет, приближаясь к Солнцу на 31,3 астрономических единицы и удаляясь на 47,8 астрономических единицы. 2017 OF69 относится к классу плутино — транснептуновых объектов, которые находятся в орбитальном резонансе 2:3 с Нептуном. Размеры объекта оцениваются в 400-700 километров, в зависимости от оценки его абсолютной звездной величины.

 

Ранее мы сообщали об открытии самого далекого транснептунового объекта из известных, а также о находке одного из самых далеких кандидатов в карликовые планеты, также находящегося за орбитой Нептуна. Сейчас исследования настолько удаленных небесных тел ограничены возможностями телескопов. Первой миссией к транснептуновым объектам стал аппарат New Horizons, который сейчас летит к объекту 2014 MU69.  

 

2. Астрономы засомневались в необходимости планеты Х

Астрономы предложили новую теорию, объясняющую необычные орбиты Седны и других обособленных транснептуновых тел. На их траекторию движения может влиять вовсе не планета Х, а взаимодействия с другими объектами, сообщают ученые на 232-й встрече Американского астрономического сообщества.

Карликовая планета Седна в представлении художника (NASA/JPL-Caltech)

 

В 2016 году астрономы Константин Батыгин и Майкл Браун опубликовали статью, в которой представили убедительные доказательства существования планеты Х — крупного транснептунового объекта на границе Солнечной системы. На возможное присутствие пока еще не обнаруженного небесного тела указало взаимное расположение орбит семи его соседей, в число которых вошли Седна (открытая тем же Брауном), объекты 2004 VN112, 2013RF98 и другие. Как показали расчеты, вероятность того, что совпадение их траекторий движения случайно, составляет не более 0,007 процента.

 

Однако теперь ученые под руководством профессора Анны-Марии Мадиган (Ann-Marie Madigan) из Колорадского университета в Боулдере предположили, что обособленные транснептуновые объекты взаимодействуют между собой и с космическими обломками, в результате чего меняются их траектории движения. По мнению астрономов, именно это могло сделать изначально «нормальную» орбиту Седны более круговой и удаленной от Нептуна и других газовых гигантов. Группа Мадиган пришла к такому выводу на основе компьютерных симуляций, в которых была проанализирована динамика движения обособленных транснептуновых объектов.

 

По словам ученых, движение ледяных транснептуновых тел вокруг Солнца можно сравнить с движением стрелок часов. Небольшие объекты, например астероиды, перемещаются подобно минутной стрелке — относительно быстро. По мере вращения они скапливаются с одной стороны Солнца и начинают двигаться вместе. Крупные небесные тела, например карликовая планета Седна, скорее напоминают часовую стрелку — скорость их вращения намного меньше. Иногда «стрелки» пересекаются и коллективная гравитация меньших тел влияет на траекторию движения более крупных, в результате чего их орбиты становятся более круглыми.

 

Иными словами, орбита Седны могла превратиться из «нормальной» в обособленную из-за небольших взаимодействий с другими телами. По словам авторов, их расчеты согласуются с исследованием 2012 года, где утверждалось, что чем крупнее обособленный транснептуновый объект, тем дальше он будет находиться от Солнца.

 

Константин Батыгин, однако, ставит под сомнение результаты астрономов. Он согласен, что любое достаточно сильное взаимодействие может «вырвать» небесное тело из гравитационного влияния Нептуна, однако чтобы далекие объекты справились с этой задачей самостоятельно, масса внешнего пояса Койпера (где находятся Седна и астероиды) должна быть не менее 5-10 земных. Однако теоретические и эмпирические расчеты показывают, что она составляет лишь 1-10 процентов массы нашей планеты. По словам Батыгина, объекты пояса Койпера обычно ведут себя как частицы, повинующиеся гравитационному притяжению Нептуна, а не самостоятельно взаимодействующая группа планетоидов.

 

До сих пор ученым так и не удалось обнаружить планету Х. Согласно гипотезе, она не подходит к Солнцу ближе, чем на на 200 астрономических единиц (астрономическая единица равна расстоянию от Солнца до Земли), что в семь раз превышает радиус орбиты Нептуна. Особую трудность представляет то, что неизвестно, в какой части неба искать этот загадочный объект, поэтому телескопы с узким полем видимости типа «Хаббла» использовать невозможно.

 

3. Миссию «Юноны» продлили до 2021 года

Аэрокосмическое агентство NASA приняло решение продлить миссию космического аппарата «Юнона», занимающегося исследованием Юпитера, до 2021 года. Изначально предполагалось, что он завершит свою работу в феврале 2018 года.

 

Космический аппарат «Юнона» в представлении художника (Изображение NASA)

 

Зонд «Юнона» достиг Юпитера в июле 2016 года. Главная задача аппарата — исследование атмосферы, магнитного поля и магнитосферы газового гиганта, анализ внутренней структуры, а также составление карты ветров. Изначально предполагалось, что аппарат будет находиться на 14-дневной научной орбите, поэтому его миссия должна была быть недолгой. Однако ученые столкнулись с неожиданными трудностями. Для того, чтобы перейти с начальной 53-дневной орбиты на более короткую, «Юнона» должна была включить двигатели, но их проверка показала, что два гелиевых клапана системы сжатия топлива работают с сильной задержкой: вместо нескольких секунд на их открытие требовались минуты. Поэтому сначала маневр был отложен, а после и вовсе отменен.

 

Теперь NASA согласилось продлить миссию «Юноны» еще на 41 месяц. Этого времени должно хватить для выполнения научных задач и обработки полученных данных. На сайте агентства сообщается, что все инструменты аппарата работают исправно (Twitter агентства).

 

https://twitter.com/NASAJuno/status/1004493092907450368

 

Благодаря «Юноне» ученым удалось совершить немало открытий. С помощью инструментов зонда астрономы смогли изучить полярные сияния, циклоны и штормы на газовом гиганте, измерить глубину Большого красного пятна (гигантского вихра размером с Землю), а также получить множество фотографий самой большой планеты Солнечной системы. Больше об исследованиях «Юноны» вы можете прочитать в нашем материале «Под кожей Юпитера», а также в специальной теме путешествие «Юноны».

 

4. «Юнона» составила карту гроз на Юпитере

Астрономы при помощи аппарата «Юнона» смогли зарегистрировать большое количество грозовых разрядов на Юпитере и построить карту их распределения в атмосфере газового гиганта. Оказалось, что молнии на Юпитере гораздо больше похожи на земные, чем считалось ранее, а собранные зондом данные помогут лучше разобраться в строении атмосферы и нижележащих слоев газового гиганта. Статьи опубликованы в журналах Nature и Nature Astronomy, кратко о них рассказывается в пресс-релизе на сайте NASA.

NASA/JPL; inset reproduced from Macmillan Publishers Ltd

 

Грозовая активность на Юпитере наблюдается с конца 1980-х годов, когда космический аппарат «Вояджер-1» зарегистрировал их вспышки в оптическом диапазоне на ночной стороны планеты при близком пролете. Еще одним ее подтверждением стало обнаружение в радиодиапазоне вистлеров («свистящих атмосферных разрядов») — низкочастотных электромагнитных волн, распространяющихся в атмосфере газового гиганта и создаваемых грозовыми разрядами.

 

Предполагается, что юпитерианские молнии рождаются внутри облаков из водяного пара и кристалликов льда в ходе процессов, аналогичных земным. Однако в отличие от земных молний, которые «слышны» в радиодиапазоне вплоть до гигагерцовых частот, разряды молний на Юпитере слышны только в килогерцовом диапазоне. В качестве возможных причин такого различия было предложено сильное ионосферное затухание или разницу в скорости распространения разряда. Понимание природы атмосферных разрядов и их распределения может многое рассказать о циркуляционных процессах в атмосфере, ее составе (молнии помогают объяснить наблюдаемое количество ацетилена) и процессах переноса энергии на Юпитере.

 

Теперь две группы ученых сообщают о новых результатах, полученных автоматической межпланетной станцией «Юнона», которая исследует планету с орбиты уже два года. Команда исследователей во главе с Иваной Колмашовой (Ivana Kolmašová), проанализировала данные, собранные инструментом MWR (Microwave Radiometer), установленным на «Юноне», в ходе близких пролетов мимо Юпитера в период с августа 2016 года по сентябрь 2017 года. Астрономы зарегистрировали большое количество вистлеров длительностью от нескольких миллисекунд до нескольких десятков миллисекунд, которые соответствуют более чем 1600 случаям обнаружения грозовых разрядов. Частота возникновения молний оказалась похожа на ту, которая наблюдается на Земле — от 0,7 до 4 ударов в секунду.

 

Распределение зарегистрированных различными аппаратами оптических вспышек молний и вистлеров на Юпитере. (Изображение Ivana Kolmašová et al./Nature Astronomy, 2018)

 

Другая группа во главе с Шенноном Брауном (Shannon Brown) обнаружила в данных, собранных радиометром, 389 случаев регистрации сфериков — более высокочастотных электромагнитных волн (600 МГц-1,2 ГГц), также образующихся при грозовом разряде. Это не соответствует версии о том, что скорость распространения разрядов на Юпитере меньше, чем на Земле, из-за чего низкочастотная компонента радиоизлучения будет преобладать над высокочастотной. Сопоставление этих данных с данными, полученными другими аппаратами, позволило построить карту появления грозовых разрядов. Оказалось, что вспышки молний часто возникали в полярных областях, практически отсутствовали вблизи экватора, а наибольшая частота грозовых разрядов наблюдалась в северном полушарии, выше 40 широты. Это можно объяснить отсутствием влажной конвекции в экваториальной области, из-за чего поступление туда водяного пара будет ограничено, так как восходящий воздушный поток будет иметь ту же плотность, что и окружающий воздух. Обилие молний на полюсах наоборот свидетельствует об активных конвективных процессах в этих областях.

 

Распределение зарегистрированных «Юноной» в радиодиапазоне вспышек молний на Юпитере в ходе первых семи близких пролетов. (Изображение Shannon Brown et al./Nature, 2018)

 

Ранее мы рассказывали о том, как выглядит северный полюс Юпитера в инфракрасном диапазоне и как астрономы подтвердили уменьшение и покраснение Большого Красного пятна. Об удивительном мире газового гиганта можно узнать из наших специальных материалов и галерей.

 

5. Органика на Марсе оказалась старше 3 миллиардов лет

Химический анализ озерных отложений, найденных марсоходом «Кьюриосити» в кратере Гейла, подтвердил наличие в горных породах планеты большого количества различных органических соединений: тиофенов, ароматических и алифатических углеводородов. В статье, опубликованной в Science, ученые пишут, что возраст исследованных минералов, а, значит, и обнаруженных органических веществ составляет около 3,5 миллиарда лет. Вопрос о происхождении марсианской органики остается открытым, ученые пока не исключают ни биологические, ни абиогенные механизмы ее образования.

Марсоход «Кьюриосити» в холмах Пахрамп в декабре 2014 года (NASA / JPL-Caltech / University of Arizona)

 

Наряду с изучением химического состава атмосферы Марса, одна из основных целей марсохода «Кьюриосити» — это исследование минерального состава планеты. Например, благодаря анализу грунта, марсоходу удалось обнаружить в кратере Гейла силикатные отложения песка, которые стали свидетельством существования на Марсе воды 2,3 миллиарда лет назад. Кроме того, анализ химического состава минералов показал наличие на планете органических веществ. В отложениях были обнаружены следы хлорбензола и нескольких хлорпроизводных алканов. Однако, несмотря на то, что присутствие органических веществ было подтверждено несколькими методами, никакой информации о возрасте этих соединений и их возможных источниках получено не было.

 

На этот раз группа ученых из США, Мексики, Великобритании и Франции под руководством Дженнифер Эйгенброд (Jennifer Eigenbrode) из Центра космических полетов Годдарда NASA провела химический анализ осадочных пород, взятых в двух точках формации Мюррея в холмах Пахрамп. Основу этих пород возрастом около 3,5 миллиардов лет составляют филлосиликаты, сульфаты и оксид железа. При этом, поскольку раньше на этом участке, вероятно, находилось озеро, то эти отложения ученые посчитали подходящим местом для накопления и сохранения органических веществ. Поэтому авторы исследования изучили химический состав этих минералов и действительно обнаружили в них следы органических соединений.

 

Для этого ученые проанализировали состав газов, выделившихся в результате высокотемпературного пиролиза образцов грунта при температурах от 500 до 820 градусов Цельсия в химической лаборатории SAM на борту марсохода. Вся газовая смесь была проанализирована непосредственно во время нагревания с помощью масс-спектрометрии, и образец смеси был взят для дополнительного исследования с помощью метода, сочетающего газовую хроматографию и масс-спектрометрию.

 

В результате первичного анализа газов удалось показать наличие в отложениях большого количества серосодержащих соединений: тиофена (C4H4S), 2- и 3-метилтиофенов (C5H6S) и метантиола (CH4S). О возможном наличии других серосодержащих органических молекул можно судить только по довольно слабым пикам в спектре. Присутствие серосодержащей органики подтверждается и наличием в смеси неорганических газов, содержащие водород, серу, углерод и кислород. Что интересно, молекулярного водорода в этой смеси обнаружено не было.

 

Кроме молекул, содержащих в своем составе серу, спектроскопические данные также показали наличие в газовой смеси бензола (C6H6), толуола (C7H8), нескольких алкилбензолов состава C8H9 и, возможно, хлорбензола (C6H5Сl). Также было показано присутствие алифатических органических молекул, но их точного состава установить не удалось. Наличие в органических молекулах атомов азота и кислорода, по словам ученых, также возможно, но судить об этом наверняка по полученным данным нельзя.

 

Более подробный анализ с использованием газовой хроматографии подтвердил наличие в минералах тиофена и его производных. Присутствие в смеси газов ароматических молекул ученые также не исключили, однако однозначных выводов из этого анализа сделать не удалось. При этом данные по алифатическим соединениям не подтвердили результаты первичного анализа, и по этим измерениям можно точно говорить лишь о присутствии таких молекул в отложениях, но не об их точном составе.

 

Такое большое количество серосодержащих молекул авторы работы объяснят устойчивостью этих веществ. При этом ученые отмечают, что все обнаруженные органические группы могут быть частями каких-то более сложных молекул. Вопрос же о точном происхождении этих веществ так и остается открытым: нельзя исключать ни биологические, ни геологические источники, ни возможное попадание органических соединений на Марс с метеоритом. Однако сейчас наверняка можно утверждать о том, что 3,5 миллиарда лет назад эти вещества на планете уже были.

 

6. «Кьюриосити» нашел источник метана на Марсе

 

Источником метана на Марсе могут быть газовые клатраты с включенными в них молекулами метана, которые спрятаны под поверхностью планеты, сообщается в статье в Science. К такому выводу исследователи пришли, проанализировав данные марсохода «Кьюриосити» за три марсианских года.

Высокие концентрации метана показаны желтым и красным (NASA)

 

Метан входит в число биомаркеров, указывающих на возможное присутствие жизни на планете. На Земле значительная часть этого газа производится микроорганизмами (анаэробными метаногенами), которые широко распространены в заболоченных территориях, а также в кишечнике жвачных млекопитающих и человека, где они отвечают за метеоризм. С другой стороны, существуют и небиологические источники метана, например выбросы вулканов или реакции воды с железосодержащими металлами, особенно в теплых местах. Именно поэтому, когда в 2013 году ровер «Кьюриосити» обнаружил следы этого газа на Красной планете, в научном сообществе возникли споры. Одни ученые утверждали, что метан на Марсе — результат геологических процессов, другие — что он может быть возможным признаком жизни, а третьи — что газ привезен с Земли.

 

Исследователи под руководством Криса Уэбстера (Chris Webster) из Лаборатории реактивного движения NASA проанализировали данные о содержании метана в марсианской атмосфере за 55 месяцев, чтобы определить его возможный источник. Эти данные были получены ровером «Кьюриосити», который в 2012 году приземлился в кратере Гейла и с тех пор изучает атмосферу и минералогический состав планеты. В частности, исследователей интересовали данные лазерного спектрометра Tunable Laser Spectrometer, который измеряет концентрацию метана, углекислого газа и водного пара в газовой оболочке Марса.

 

Изображение NASA / JPL-Caltech

 

Содержание метана в атмосфере оказалось связано со сменой сезонов на планете. В среднем, количество газа составило 0,41±0,16 миллиардных долей на единицу объема и в течение года оно менялось от 0,24 до 0,65 миллиардных долей на единицу объема. Самая высокая концентрация метана наблюдалась в конце зимы в северном полушарии или в конце лета в южном.

 

По мнению авторов работы, объяснить столь высокую изменчивость содержания метана в марсианской атмосфере нельзя разложением органики, которую могли принести на поверхность Марса кометы, под действием ультрафиолета или сезонными циклами изменения давления, связанными с сублимацией и конденсацией углекислого газа на полюсах планеты. Большое количество метана может содержаться в клатратах, спрятанных на небольшой глубине. Вероятно, он попадает в атмосферу, когда обнажаются содержащие газ вещества (вероятно, гидрат метана) — например, через трещины и разломы. Этот процесс, считают планетологи, связан с изменениями температуры на Марсе.

 

Сегодня также существует теория, объясняющая, как на Красной планете мог бы синтезироваться метан. Согласно фотохимической модели средний возраст газа в атмосфере должен составлять около 300 лет, что согласуется с данными «Кьюриосити».

 

7. Путин объявил об испытании сверхтяжелой (или нет) ракеты к 2022 году

Первые летные испытания российской сверхтяжелой ракеты должны пройти к 2022 году, заявил президент России Владимир Путин, а уже к 2024 году должен пройти первый запуск пилотируемого космического аппарата на новой ракете. Ранее первый полет российской сверхтяжелой ракеты был запланирован на 2028 год, а в 2022 году планировалось запустить ракету среднего класса «Союз-5», элементы которой лягут в основу ракеты сверхтяжелого класса.

Изображение РКК «Энергия»

 

Коммерческие, военные и исследовательские космические запуски производятся с помощью ракет-носителей нескольких классов, вплоть до тяжелого. Они справляются даже с запуском тяжелых спутников на геостационарную орбиту, но для запусков больших аппаратов, в том числе для пилотируемых миссий к Луне или Марсу, возможностей тяжелых ракет уже недостаточно. Из-за этого сразу несколько стран и частных компаний разрабатывают ракеты-носители сверхтяжелого класса, а компания SpaceX, например, даже провела первые успешные испытания такой ракеты в феврале 2018 года.

 

Предполагается, что именно с помощью сверхтяжелых ракет-носителей будет реализовываться международный проект Lunar Orbital Platform-Gateway (подробнее об этом проекте можно прочитать в нашем материале «Промежуточная станция»). На первом этапе для этого предполагается использовать ракету SLS, которая, по самым оптимистичным прогнозам, должна совершить первый полет в декабре 2019 года. Пилотируемые запуски к станции на российском корабле «Федерация» привязаны к созданию российской сверхтяжелой ракеты. В начале 2018 года было объявлено, что главным разработчиком этой ракеты назначена ракетно-космическая корпорация «Энергия», а летные испытания запланированы на 2028 год.

 

Во время прямой линии с президентом России Владимиром Путиным он заявил, что «к 2022 году мы должны провести первое испытание сверхтяжелой ракеты, это должны быть пуски в беспилотном режиме, а к 2024 году уже пилотируемые аппараты должны использоваться».

 

 

В стенограмме прямой линии, опубликованной на сайте президента, написано об испытаниях в 2022 году ракеты среднего класса. Стоит отметить, что на 2022 год запланированы испытания ракеты среднего класса «Союз-5», которая, элементы которой планируется использовать в разрабатываемой сверхтяжелой ракете. Блогер и популяризатор космонавтики Виталий «Зеленый кот» Егоров прокомментировал заявление об испытаниях ракеты сверхтяжелого класса следующим образом:

 

Тут перепутана сверхтяжелая ракета и "Союз-5" среднего класса. Виновник такой путаницы Роскосмос, который "Союз-5" называет "первым этапом разработки сверхтяжелой ракеты", чтобы хоть на словах не отставать от американцев, которые сверхтяжелую SLS готовят примерно на начало 20-х. По президентскому указу российский сверхтяж должен быть произведен к 2028-му году. Предполагается, что российский сверхтяж будет собираться из трех-пяти "Союзов-5", как Falcon Heavy собирается из трех Falcon 9.

 

Кроме России разработку сверхтяжелых ракет-носителей ведет компания Boeing, планирующая в конце 2019 года впервые испытать ракету SLS, а также SpaceX, которая собирается в 2019 году провести первые летные испытания верхней ступени ракеты BFR, а в 2020 году провести первый орбитальный запуск полноценной ракеты. Китай разрабатывает сверхтяжелую ракету-носитель «Чанчжэн-9», но этот проект пока находится на начальном этапе и первый запуск назначен на 2030 год.

 

По материалам N+1 (1, 2, 3, 4, 5, 6 и 7)

#космос, #естественные_науки, #техника, #общество

Избранное
Чтобы оставить комментарий, вам нужно авторизоваться
с помощью аккаунта в соц.сети
Читайте также
Включите премодерацию комментариев
Все комментарии к этому посту будут опубликованы только после вашего подтверждения. Подробнее о премодерации