Войти Регистрация

Зайдите в свой аккаунт

Логин
Пароль
Запомнить меня

Subscribe to this RSS feed
Суббота, 05 марта 2016 18:06

Путей много, цель одна: Космос.

Путей много, цель одна: Космос.

 

Вам не нужна ракета, чтобы покинуть Землю. Есть более мягкий и нежный способ путешествия — и коктейль в придачу. Когда Алан Юстас оторвался от земли в пустыне Нью-Мексико в прошлом октябре, пришлось немного покряхтеть и вспотеть. 57-летний информатик из Google, разодетый в 120-килограммовый скафандр, в одиночку взмыл на полиэтиленовом шаре, тонком, как мешочек для пыли в пылесосе. По мере того как шар медленно поднимался в воздух, небольшой пузырек гелия внутри него начал расширяться, и с каждым пройденным километром шар менял форму.

 

Сначала он растянулся по направлению к небу, волнуясь и колеблясь подобно медузе. Затем вырос в мягкую каплю. Наконец, когда Юстас достиг своего пункта назначения в 40 километрах над поверхностью планеты, он стал идеально круглым, размером с футбольное поле. Над ним раскинулась черная бездна космоса. Под ним растянулась живописная картина, являющаяся людям на такой высоте: захватывающий дух вид изгиба Земли.

Для большинства из вас полет Юстаса показался бы прямой противоположностью космическому путешествию, которое с рассвета космической эры было синонимом огненной ревущей ракеты. Первые частные компании, которые соревнуются за право первыми вывести обычных смертных в космос — Virgin Galactic, XCOR Aerospace и Blue Origin — обещают прокатить с ветерком, чтобы опыт переживаний такого путешествия ничем не отличался от опыта истинных космонавтов. Но есть и альтернативная форма проведения космических гонок, медленная и безмятежная. Несколько стартапов собираются выводить людей в стратосферу на гигантских воздушных шарах.

«Воздушный шар — прекрасный механизм для полета, — говорит Юстас. — Вы в состоянии идеального равновесия; все проходит тихо; никаких вибраций».

На высоте пассажиры будут дрейфовать вместе с ветром, глядя в окошки герметичной капсулы. Спустя несколько часов они начнут скользить к Земле вместе с парафойлом (парапланом или парашютом в виде крыла).

Тэйбер Маккалум говорит, что миссия StratEx Юстаса стала доказательством возможности стратосферного туризма «на одного». Вместе с партнером, Джейн Пойнтер, Маккалум находится во главе Paragon Space Development Corporation, которая разработала план Юстаса и построила систему жизнеобеспечения. Эта пара планирует выводить людей на высоту 30 километров за 75 000 долларов на человека. Первый полет должен состояться в 2017 году.

Zero2Infinity в Барселоне и китайский стартап Space Vision также планируют отправлять в небо пассажиров в ближайшие несколько лет. Они продают билеты по 125 000 и 80 000 долларов соответственно. Сборы крутые, но все еще ниже 250 000 долларов за билет на суборбитальный космический самолет Virgin Galactic или 50 миллионов долларов за недельную прогулку на Международную космическую станцию от Space Adventures.

Воздушный шар

В общей сложности, воздушные шары могут предложить более вместительную форму космического туризма. «Это очень медленный и нежный подъем туда, нежный полет обратно, вы можете оставаться там часами», — говорит Маккалум. В отсутствие гравитационных сил, действующих на взлет и приземление, полет сопряжен с минимальными ограничениями по здоровью. «Морская болезнь» вряд ли проявит себя. Пары могут пожениться прям в околокосмосе или отметить день рождения предков. World View уже принимает предоплату в размере 7500 долларов для бронирования мест в грядущих полетах. «Люди целыми семьями выкупают всю капсулу, — говорит Маккалум. — Вы можете взять родителей и детей. Представьте, какой статус в Facebook можно забабахать: вся семья в космосе!».

В 2002 году, за два года до того, как Scaled Composites объявила конкурс Ansari XPRIZE на 10 миллионов долларов за частные космические полеты, основатель Zero2Infinity Хосе Мариано Лопес-Урдиалез написал докторскую работу под названием «Роль воздушных шаров в будущем развития космического туризма». В ней он подсчитал, что стратосферные воздушные шары могут стать отраслью с оборотом на 10 миллиардов долларов в год. Большая часть технологий, необходимых для отправки туристов на такие высоты — воздушные шары, гелиевое топливо, капсулы под давлением — уже хорошо проверены. Они также относительно доступны и их легко закупать.

А вот полеты на ракетах, в противовес, стоят дорого, и осуществлять их трудно. Общественность сурово хранит память о прошлой осени, когда SpaceShipTwo взорвался над пустыней Мохаве, убив летчика-испытателя. «Когда вы запускаете ракету, может произойти 10 000 разных вещей, и только одна из них будет хорошей», — говорит Майкл Лопез-Алегрия, бывший астронавт NASA, которого взяли в качестве советчика в Zero2Infinity. С воздушными шарами, говорит он, «все идет не так быстро, не так высоко и вся система требует не так много энергии».

В то время как Virgin Galactic планирует взлетать на высоту почти в 100 километров — преодолевая отметку, которая считается границей космоса, — воздушные шары будут подниматься не выше 30 километров. Разница не столь значительная, как может показаться. «На такой высоте 99% атмосферы находится под вами, — говорит бывший командир космического шаттла Марк Келли, ныне директор летных операций в World View. — Вы практически в вакууме. Вы во мраке космоса». Он соглашается с Лопезом-Алегрия в том, что воздушные шары представляют меньше риска. «Если исключить сложность склонения людей к этой точке зрения, то в теории они будут намного безопаснее».

Космический туризм будет предлагать различный опыт, в зависимости от стоимости билета — и вашей жажды приключений. Вот два варианта.

1. Стратосферный воздушный шар (World View Experience)

Стоимость: 75 000 долларов

Воздушный шар

  1. Вы садитесь в капсулу за пару часов до рассвета. Чудовищный полиэтиленовый шар, который поднимет вас в стратосферу, смотрит в небо. Вы выбираете место, но это не имеет значения — все они предлагают 360-градусный обзор. После пятиминутного инструктажа от пилота, бывшего астронавта, путешествие начинается.
  2. Восхождение протекает медленно и устойчиво, в среднем на скорости 20 км/ч. Вы едва ощущаете его. По мере расширения гелия внутри шара, его форма трансформируется из длинной вытянутой капли в тугую округлую фигуру. Через полтора часа шар достигает высоты 30 километров. Вы можете спокойно ходить, пользоваться туалетом или пить коктейли.
  3. На этой высоте воздушный шар дрейфует. Движется он нежно: пилоты называют это «плывет». Видны созвездия и планеты. Вскоре начинается рассвет, освещая шрам Большого Каньона в 30 километрах внизу. Ваш пилот рассказывает о своем собственном первом опыте так называемого эффекта обзора, эмоционального сдвига восприятия, который приходит во время вида на Землю из космоса. Вы достаете телефон и делаете снимок, селфи в стратосфере.
  4. Спустя два часа пилот выпускает гелий из воздушного шара, чтобы начать снижение. Капсула начинает спускаться на 30-метровом парашюте. Начинается контролируемый и мягкий спуск. Ветер унес воздушный шар на несколько сотен метров, и парашют позволит вернуться на это расстояние обратно. Внимание пилота приковано к полету — для этой части турне его и нанимали. Чувство похоже на полет на небольшом и очень тихом аэроплане. Спуск занимает меньше часа и возвращает вас на взлетную площадку через четыре-пять часов после отрыва от земли.

Ракетный самолет (XCOR Aerospace)

Стоимость: 100 000 долларов

Космический полет

Вы сидите в пассажирском кресле суборбитального космического самолета Lynx, до взлета остаются считанные секунды. Вы прошли медосмотр и провели два дня в тренировках, обучаясь приемам поверхностного дыхания, чтобы справиться с перегрузками. Хотя кабина находится под давлением, сверх того на вас надели сдавливающий костюм. Центр управления полетом говорит по радио в вашем шлеме. «Взлет разрешен. Три… два… один… зажигание».

Четыре ракетных ускорителя в хвосте самолета зажигаются, и космический корабль отрывается от взлетно-посадочной полосы. Через 60 секунд вы уже летите со сверхзвуковой скоростью, хотя внутри кабины не разобрать. Но вы догадываетесь, что полет очень быстрый. Вас наклоняет назад, когда нос Lynx поднимается, и вы разрезаете атмосферу под углом в 75 градусов. Высотомер устремляется к отметке в 100 000 метров, и поверхность Земли исчезает.

Затем, внезапно, остаетесь лишь вы, пилот и темнота космоса. Гравитация, похоже, больше на вас не действует, а ваше поле обзора простирается далеко за привычный горизонт. Вы ничего не весите. Пилот держит рычаги так, чтобы перед вами открывался лучший вид, но все и так симпатично.

Через пять минут вы начинаете снижаться. Сила тяжести возвращается, сильнее, чем раньше. Повторный вход будет быстрым и жестким. В его пике вы чувствуете четырехкратную силу тяжести. Она уменьшается по мере вхождения Lynx в атмосферу, и вот вы уже на крейсерской высоте. Спустя полчаса вы оказываетесь там, откуда взлетали.

Простая природа воздушных шаров давно привлекала людей. На самом деле, с них началась первая космическая гонка. В 1931 году воздушный шар поднял в стратосферу герметичную капсулу с Огюстом Пикаром и Полом Кипфером, и этот подвиг описали в августовском номере Popular Science как «приключение, превосходящее вымысел». «Спустя семнадцать часов, отказавшись умирать, они вернулись в целости с высоты более 15 000 метров, почти пятнадцати километров, побив рекорд любого самолета». Новые рекорды устанавливались и побивались до 1950-х годов. В 1960 году Джо Киттинджер добрался до отметки в 102 800 фута (30 километров). Его рекорд продержался 52 года — до октября 2012 года, пока австрийский парашютист Феликс Баумгартнер не добрался до 128 1000 футов. Юстас превзошел рекорд Баумгартнера двумя годами позже, уже с отметкой в 135 890 футов.

Огюст Пикар

Физик Огюст Пикар готовится к стратосферному полету на воздушном шаре в 1932 году

Как Киттинджер и Баумгартнер до него, Юстас недолго поплавал в стратосфере, бросив на планету «чудесный», как он выразился, взгляд. «Прекрасно наблюдать за тем, как свет рассеивается на разных уровнях атмосферы». Потом Юстас отпустил свой шар и пошел к Земле, будучи защищенным лишь одним скафандром. Его тело разогналось до 1200 км/ч, превысив скорость звука, прежде чем атмосфера уплотнилась достаточно для раскрытия парашюта. Чтобы преуспеть в новом поле космического туризма, компании придется научиться радовать пассажиров не только по пути наверх, но и по пути вниз.

Поездка на воздушном шаре в стратосферу будет разделена на три части: запуск, приятный круиз на высоте и поездка на Землю. Первая часть довольно простая. Для своих коммерческих рейсов World View планирует использовать шары более 100 метров в диаметре — вроде того, что использовал Юстас. И хотя этот шар будет буксировать 3-тонную капсулу с туристами, ему не придется забираться так высоко. Благодаря миссии StratEx, у команды World View появилась хорошая практика.

Zero2Infinity запускала беспилотные воздушные шары ради испытания двух разных коммерческих предприятий: стратосферный туризм и система доставки коммерческих спутников. Также компания спроектировала аппарат в форме тора, который сможет приспособиться к обеим задачам. Та версия, которая будет перевозить туристов, под названием Bloon, будет вмещать двух пилотов и четырех пассажиров. Пока компания сделала в два раза меньший прототип и отправила с его помощью небольшого андроида в околокосмос. Когда-то на его месте могли оказаться собака или обезьяна. Вооруженный камерами и датчиками, этот робот помог инженерам Zero2Infinity понять опыт потенциального пассажира. Когда робот смотрел в окна, которые кольцом шли вдоль стены, отражение затмевало обзор. В результате расположение окон, скорее всего, изменится.

Видение World View включает продолговатую капсулу с обзорными портами по каждую сторону. Будут места для шестерых пассажиров, пилота и члена экипажа. Пассажиры будут пристегнуты во время взлета и посадки, но большая часть полета будет обычным плаванием, как на лодке во время легкого бриза. Хотя ветры на высоте 30 километров могут разгоняться до 200 км/ч, высокая скорость ощутима не будет. Все потому, что Земля, единственная точка опоры, будет двигаться очень медленно. В капсуле будет бар и туалет, говорит Маккалум, и экипаж будет одновременно и барменами, и гидами.

World View

Маккалум и Лопес-Урдиалес согласны в том, что воздушный шар обеспечит удобную среду для полета. «Цель состоит в том, чтобы избавиться от тренировок и скафандров. Все будет похоже на полет коммерческого авиалайнера, вам остается только занять свое место». Но за пределами герметичной кабинки окружение смертельно. Выход наружу будет означать почти мгновенную смерть. По этой причине компании придется решить, как уравнять комфорт с безопасностью в случае возникновения чрезвычайной ситуации.

«По крайней мере пилот должен быть в скафандре, — говорит Арт Томпсон, владелец аэрокосмической компании Sage Cheshire, которая построила герметичную капсулу для Баумгартнера. — Если в аппарате возникнет проблема, пилот должен суметь взять все под контроль». Наиболее разумным решением будет убедить туристов тоже надеть скафандры. Конечно, скафандры требуют тренировок, а на высоте 30 километров может быть неудобно натягивать одной рукой гермошлем, а другой пытаться не расплескать коктейль. Так что единственной возможностью для компаний на данный момент остается делать ставку на способность капсул сесть на землю в случае обнаружения проблемы — и не придется учиться надевать скафандры или свободному падению.

Третья фаза путешествия, возвращение, может быть наиболее трудной. В настоящее время World View усердно работает над парафойлами, которые будут доставлять капсулы на Землю. «Мы хотим, чтобы капсулы нежно садились в заранее обозначенном месте, — говорит Маккалум. — Сделать это с высоты 30 километров практически невозможно». В настоящее время компания испытала беспилотные парафойлы с высоты 30 километров трижды, каждый с нагрузкой в 30 килограммов. Летом планируется увеличить груз до 100 кг и подключить GPS-систему. «Если все пойдет хорошо, к концу года мы сможем осуществить полет с 3-тонной капсулой и сопоставимо большим парафойлом», — говорит Маккалум.

У Zero2Infinity на этот год запланированы испытания высокоскоростной телеметрии, которая по лучу будет передавать видео прямо из капсулы. Другой отдел компании сосредоточен на разработке огромных парафойлов, которые могут выступать в качестве спасательных систем для традиционных самолетов. Хотя они будут намного больше, чем те, что будут спускать туристические капсулы, двойное применение технологии ускоряет ее развитие и снижает затраты.

Во время туристических поездок эти парафойлы будут частично управляться пилотами, поэтому обе компании также будут обучать и их. Некоторые летчики-испытатели будут бывшими астронавтами NASA. Келли говорит, что люди, которые управляли космическими шаттлами, вроде него, точно не начнут с нуля. Шаттл был тем же глайдером, приземляющимся без помощи двигателя. Подобно парафойлу и капсуле, шаттл сталкивается с большим сопротивлением по мере наращивания тяги. Ради тренировки Келли проведет это лето, прыгая с самолета и обучаясь управлению небольшим парапланом. Хотя на его плечах лежит задача по сбору команды пилотов World View, он планирует выполнить первые пилотируемые полеты самостоятельно, а также стать пилотом первого коммерческого путешествия в стратосферу.

Простота взгляда World View — особенно если сравнить с полетом ракеты — вот чем этот проект привлекает Келли. Потенциальные туристы, по идее, будут обращаться к компании, руководствуясь таким же мнение. Прежде чем впервые выйти в космос, Келли был уверен, что самое замечательное в этом — ощущение невесомости. Но это не так. Самое замечательное — охватить всю планету взглядом, этот круглый шар, который плавает где-то там, в космосе.

источник http://hi-news.ru/space/kakoj-sposob-puteshestviya-v-kosmos-vybrat.html

 

Дата публикации Космические аппараты
Четверг, 20 февраля 2014 14:43

Юпитер, - верховный бог и его дети.

Пятый элемент

7 декабря 1995-го аппарат «Галилео» прибыл к юпитеру и направил к нему исследовательский зонд
Самая большая в Солнечной системе, пятая от Солнца, планета получила имя верховного римского бога — Юпитера. Когда она бывает видна, ее несложно найти среди звезд на небе — по яркости она уступает лишь Венере.

Красное пятно и белый овал

Поверхность Юпитера нельзя наблюдать непосредственно из-за плотного слоя облаков, представляющих собой картину чередующихся темных полос и ярких зон. Различия в цвете полос объясняются небольшими химическими и температурными различиями. Положения и размеры полос и зон постепенно изменяются со временем. Яркие цвета, которые видны в облаках Юпитера, вероятно, результат искусных химических реакций примесей элементов в его атмосфере, возможно, включающих серу, чьи соединения создают широкое разнообразие цветов. Темные полосы и светлые зоны облачной структуры Юпитера, скорость которых иногда достигает 500 км/час, и самим существованием, и своей формой обязаны ураганным ветрам, опоясывающим планету в меридиональном направлении. На Земле ветры создаются большим различием в температуре — более чем в 40° Цельсия между полюсом и экватором. А вот и полюс, и экватор Юпитера имеют примерно одну и ту же температуру (–130°C), по крайней мере, у основания облаков. Очевидно, ветры Юпитера управляются главным образом его внутренним теплом, а не солнечным, как на Земле.

Атмосфера Юпитера состоит примерно из 81% водорода и 18% гелия. Кроме водорода и гелия в атмосфере Юпитера найдены в виде примесей незначительное количество метана, аммиака, фосфора, водяного пара и разнообразных гидрокарбонатов. В целом же химический состав атмосферы всей планеты существенно не отличается от солнечного и имеет сходство с небольшой звездой.

Наиболее поразительной особенностью юпитерианской атмосферы является Большое Красное Пятно — колоссальный атмосферный вихрь, который был обнаружен земными наблюдателями более 150 лет назад. Большое Красное Пятно — овал размером 12 000 х 25 000 км (то есть два земных диска). Вещество в Большом Красном Пятне перемещается против часовой стрелки, делая полный оборот за 7 земных суток. Пятно смещается относительно среднего положения то в одну, то в другую сторону. Исследования показывают, что 100 лет назад его размеры были вдвое больше.

В 1938 году было зафиксировано формирование и развитие трех больших белых овалов вблизи 30° южной широты. Наблюдатели также отмечали серию маленьких белых овалов, которые также представляют собой вихри. Поэтому можно полагать, что Красное Пятно является не уникальным образованием, но самым мощным членом из семейства штормов. Исторические записи не обнаруживают подобных долго существующих систем в средних северных широтах. Имеются большие темные овалы вблизи 15° северной широты, но почему-то условия, необходимые для возникновения вихрей и последующего их превращения в устойчивые системы, подобные Красному Пятну, существуют только в Южном полушарии.

Иногда на Юпитере происходят столкновения таких больших циклонических систем. Одно из них имело место в 1975 году, в результате чего красный цвет Пятна поблек на несколько лет. И в настоящее время может произойти аналогичное столкновение Большого Красного Пятна и Большого Белого Овала. Белый Овал является частью пояса облаков, с периодом обращения меньшим, чем у Большого Красного Пятна. Овал начал тормозиться Большим Красным Пятном в конце февраля текущего года, и столкновение продолжалось целый месяц. Скорее всего, овал уцелеет, но нельзя исключить и того, что он будет или разрушен, или поглощен. Красный цвет Большого Красного Пятна — загадка для ученых, возможной причиной его могут служить химикалии, включающие фосфор. Фактически цвета и механизмы, создающие вид всей юпитерианской атмосферы, до сих пор еще плохо поняты и могут быть объяснены только при прямых измерениях ее параметров.

На мозаичном изображении, сделанном в июле 1979 года с расстояния 2,633,003 км, видна метеорологическая схожесть Большого Красного Пятна и Белого Овала. Внутренняя структура этих пятен совпадает, поскольку оба они вращаются как антициклоны.

«Пионеры»

Американский космический аппарат «Пионер-10», снабженный большим количеством специальной аппаратуры, стал первым космическим кораблем, в декабре 1973 года пересекшим пояс астероидов и достигшим окрестностей Юпитера, пройдя от него на расстоянии 130 300 км. Им были переданы на Землю первые, сделанные вблизи Юпитера, снимки его облачного покрова и поверхностей его лун, исследована его магнитосфера, радиационные пояса и атмосфера. В декабре 1974 года космический аппарат «Пионер-11» подошел к Юпитеру на расстояние 43 тыс. км, передал изображения высокого разрешения, выполнил измерения магнитного поля Юпитера и его взаимодействий с солнечным ветром и солнечной магнитосферой и представил данные об атмосфере планеты и поверхностях некоторых ее лун.

«Вояджеры»

В марте 1979-го американский космический аппарат «Вояджер-1», пролетая мимо Юпитера, передал обширные данные о его атмосфере, турбулентных штормах и об огромных молниях, вспыхивавших в его верхних облаках. Были также переданы уникальные снимки четырех больших лун Юпитера, обнаружено 3 новых спутника и открыты юпитерианские кольца. «Вояджер-2» подлетел к Юпитеру в июле 1979-го и передал фотографии планеты и ее спутников в дополнение к изобилию инструментальных данных. «Вояджер-2» предоставил изображения, на которых впервые были обнаружены вулканы на Ио, а помимо этого, было высказано предположение, что под ледяной коркой Европы расположен жидкий океан.

«Улисс»

Космический аппарат «Улисс» был сконструирован для изучения Солнца, а не Юпитера. Но для того чтобы достичь на своей сильно наклоненной орбите полюсов Солнца, ему нужна была мощная гравитационная «рогатка» от Юпитера, и он, проходя вблизи этой планеты, с большой эффективностью использовал свои инструменты для ее исследования — передал много данных о магнитосфере Юпитера, его радиационных поясах и плазменных областях. Теперь «Улисс» находится на высокой полярной орбите около Солнца и занимается исследованием светила.

«Кассини»

Основной задачей аппарата «Кассини» является исследование планеты Сатурн и его спутника Титана. На его борту находится зонд под названием «Гюйгенс». На орбите Сатурна зонд отделится от «Кассини» и начнет входить в атмосферу Титана с целью его исследования. «Кассини» несет на своем борту также множество научных инструментов, способных получать изображения видимой и инфракрасной областей спектра, исследовать космическую пыль и плазму, изучать магнитосферу и проводить другие научные исследования. Телеметрия от коммуникационной антенны, а также другие специальные передатчики будут использованы для того, чтобы выполнять наблюдения за атмосферой Титана и Сатурна и измерять поля гравитации планет и их спутников.

«Кассини» был запущен 13 октября 1997 года и, пролетая на расстоянии около 10 млн. км от Юпитера, в течение месяца вел съемку этой планеты в разных диапазонах длин волн. Полученные данные, передаваемые им на Землю, свидетельствовали о том, что на Юпитере происходят загадочные явления, которым пока нет четкого объяснения. Так, при съемке северной приполярной области Юпитера в ультрафиолетовых лучах было обнаружено непонятное темное пятно. «Кассини» снимал его в период с 1 октября по 15 декабря 2000 года, в результате чего получился целый фильм, из которого видно, что пятно немного перемещается, не выходя при этом из приполярной зоны. По мнению ученых, это скорее всего некая химическая неоднородность или вихрь. Пятно пространственно совпадает с центром рентгеновского полярного сияния Юпитера, поэтому специалисты полагают, что в этом пятне могут находиться молекулы углеводородных соединений, образованных при взаимодействии газов атмосферы Юпитера и заряженных частиц, в результате чего и появляется полярное сияние. По своим размерам пятно больше нашей Земли. В окрестностях Юпитера «Кассини» вел исследования магнитного поля этой планеты и окружающих ее радиационных поясов.

Видеопоследовательность, составленная из 1 200 снимков Юпитера, полученных «Кассини», позволяет судить о полярной погоде планеты-гиганта как о необычайно устойчивом явлении. «Кассини» вынужден был проводить фотосъемку в инфракрасном диапазоне для того, чтобы пробиться через верхний покров планеты и показать находящиеся под ним облака в черно-белом режиме. В видеопоследовательность длиной менее минуты были включены изображения, полученные за 70 дней.

Данные, записанные масс-спектрометром «Кассини» во время полета в окрестностях Юпитера, показывают, что в его окрестностях имеется огромное облако газа вулканического происхождения. Оно протянулось от Ио (самого близкого из четырех крупных спутников Юпитера) в сторону внешнего космоса на расстояние порядка 150 млн. км. Это плоды извержений многочисленных вулканов Ио.

«Галилео»

Американский космический аппарат «Галилео» непосредственно предназначен для исследования атмосферы и магнитосферы Юпитера и детального фотографирования его спутников. Он был сконструирован из трех сегментов, которые помогли сконцентрировать внимание на перечисленных аспектах: атмосферном зонде, невращающемся секторе орбитального аппарата, несущего камеру, и других датчиках, вращающихся в трех плоскостях главной секции, которая включает инструменты, сконструированные для измерения полей и частиц, в тот момент, когда «Галилео» будет лететь прямо через них. Разделение на две части необходимо для магнитосферных экспериментов, во время которых нужно сделать измерения при быстром вращении, обеспечив в то же время стабильность и фиксированную ориентацию для камеры и других детекторов.

Научные инструменты, измеряющие поля и частицы, вместе с главной антенной, энергетическим обеспечением, силовыми модулями и компьютерами установлены во вращающейся секции. Это — магнитометры, инструменты для обнаружения низкоэнергетичных заряженных частиц, плазменный волновой детектор, улавливающий генерируемые частицами волны, детектор высокоэнергетичных частиц, детектор космической и юпитерианской пыли, счетчик тяжелых ионов, приборы, оценивающие потенциальный риск от заряженных частиц, через потоки которых пролетает космический аппарат. Невращающаяся секция содержит инструменты и другое оборудование, деятельность которого зависит от стабильности и фиксированной ориентации: приборы для получения спектральных изображений атмосферы и химического анализа поверхности лун, ультрафиолетовый спектрометр, фотополяриметр-радиометр для измерения поглощенной и излученной энергии. Система камер дает изображения спутников Юпитера с разрешением от 20 до 1000 раз лучшим, чем были получены с «Вояджеров».

В декабре 1995 года «Галилео» прибыл к Юпитеру, по команде с Земли от него отделился спускаемый зонд, проникший в атмосферу планеты на 156 км и функционировавший там 57 мин., в течение которых передавал данные. А орбитальный модуль «Галилео» стал искусственным спутником Юпитера и уже более 6 лет прилежно несет свою службу на юпитерианской орбите. За время своего полета «Галилео» получил огромное количество информации и открыл новый мощный пояс радиации на расстоянии примерно 50 000 км от верхних облаков Юпитера. Используя данные с зонда, погруженного в верхние облачные слои Юпитера, ученые обнаружили, что грозовые штормы его во много раз мощнее земных и что в юпитерианской атмосфере меньше воды, чем предполагалось ранее. Оказывается, на Юпитере имеются как сухие, так и влажные области и содержание воды в гигантской газовой планете изменяется почти так же, как меняется влажность и на Земле.

Помимо этого, «Галилео» впервые обнаружил над Юпитером необычное облако, состоящее из чистых аммиачных льдинок, и это притом, что атмосфера Юпитера содержит газообразный аммиак. Это ледяное облако было замечено недалеко от Большого Красного Пятна на инфракрасных фотографиях, сделанных еще во время первого витка «Галилео» вокруг Юпитера. Причем облако это, получившее название Turbulent Wake Anomaly, несмотря на сильные ветры, дующие в этом районе, имеет довольно стабильную структуру. Дальнейшие исследования с помощью спектрометра показали, что облако имеет очень высокую концентрацию частиц аммиачного льда, а его толщина составляет около 15 км.

Ио

По размерам Ио немного превосходит Луну и является самым близким к Юпитеру из всех его крупных спутников. Совсем недавно «Галилео» получил новые фотографии извержения вулкана, происходящего на Ио. С ноября 1999-го многие детали на поверхности, в том числе несколько темных пятен, успели заметно измениться. Особенности внутреннего строения Ио, порождающие его активный вулканизм, продолжают исследоваться. Недавно было принято решение продлить работу станции «Галилео» по исследованию спутников Юпитера с пролетной траектории до 2003 года, когда миссия завершится погружением аппарата в атмосферу планеты.

Европа

Европа по своим размерам почти равна Луне, но ее ледяная поверхность намного ровнее, на ней гораздо меньше возвышенностей, или больших ударных кратеров. По-видимому, геологическая активность на поверхности Европы загладила следы этих столкновений.

Изображения и данные, полученные «Галилео», показывают, что под поверхностью льда может существовать жидкий океан. Чтобы проверить предположения о том, что в нем может или могла существовать жизнь, НАСА начало предварительную разработку космического аппарата «Европа Орбитер», который с помощью радара должен будет определить толщину ледяного слоя. Если она окажется не слишком велика, то во время следующего полета может быть предпринята попытка сброса гидророботов, которые пробурят верхний слой льда, чтобы достичь океана.

Каллисто

Поверхность Каллисто обладает самой высокой в Солнечной системе плотностью ударных кратеров. Она представляет собой большое ледяное поле, испещренное трещинами и кратерами за миллионы лет столкновений с межпланетными телами. С помощью «Галилео» были получены снимки поверхности спутника с высоким разрешением, на которых различимы детали размером около 3 м и области со странным ландшафтом, покрытые яркими заостренными холмами высотой до 100 м. Одна из гипотез объясняет их возникновение выбросами, произошедшими миллиарды лет назад, в момент катастрофического столкновения.

Магнитные измерения, проведенные «Галилео» с малой высоты, показывают, что магнитное поле Каллисто меняется так же, как и магнитное поле Европы, что может найти свое объяснение в том случае, если предположить наличие под поверхностью слоя соленой воды.

Ганимед

В 1997 году c помощью «Галилео» была сфотографирована очередь из 13 плотно прижатых друг к другу кратеров на спутнике Юпитера Ганимеде. Снимок охватывал район шириной около 200 км. Почему же кратеры образовали цепочку? Надо сказать, что в ходе исследований Солнечной системы подобная цепочка кратеров встречается не первый раз.

Такие образования считались загадочными до тех пор, пока комета Шумейкера-Леви-9 не преподнесла ученым урок. В 1994 году многие видели, как огромные куски этой распавшейся кометы врезались в Юпитер, порождая серию последовательных взрывов. Весьма вероятно, что подобные кометы, распавшиеся в ранний период истории Солнечной системы, ответственны за образование этой и других цепочек кратеров.

Ганимед вслед за Каллисто и Европой стал третьим спутником Юпитера, где, как предполагается, под слоем льда может существовать вода в жидком состоянии. Согласно недавно выдвинутой гипотезе наличие океанов может объяснить необычно сильное магнитное поле этого спутника. Некоторые специалисты предполагают, что в океане на Ганимеде вполне могла возникнуть жизнь, как это произошло в древности на нашей Земле.

Что же заставляет тратить столько усилий на исследование самой большой планеты Солнечной системы? Дело в том, что Юпитер хранит много секретов, способных дать ответ на вопрос, как свыше 4 миллиардов лет назад cформировалась наша Солнечная система.

Людмила Князева                                                                                                                                                                                                      ( http://www.vokrugsveta.ru )
Дата публикации Юпитер
Пыль вместо воздуха: ученые разгадали ионосферу Луны
Плотность лунной атмосферы в миллиарды раз меньше, чем у атмосферы Земли. Этого совершенно не достаточно для того, чтобы поддержать ионосферу той плотности, что обнаружили лунные зонды. Каким образом безвоздушный мир поддерживает ионосферу? Над этой тайной ученые бьются в течение многих лет, и, возможно, решение наконец-то найдено.

Высоко над поверхностью нашей планеты, где атмосфера уже почти превратилась в вакуум космоса, солнечные ультрафиолетовые лучи разбивают атомы воздуха. Это создает слой ионизированного газа – ионосферу. На Земле ионосфера оказывает огромное влияние на связь и навигацию. В частности она отражает радиоволны и обеспечивает таким образом загоризонтную связь. Возмущения ионосферы могут вызывать нарушения в работе GPS и неправильное позиционирование навигатора.

Первые убедительные доказательства существования ионосферы вокруг Луны появились в 1970-х годах, когда советские зонды Луна-19 и -22 облетели спутник с близкого расстояния. Орбитальные аппараты обнаружили слой заряженных частиц на расстоянии десятков километров над лунной поверхностью, содержащий до 1000 электронов на кубический сантиметр, т.е. в тысячу раз больше, чем могла бы объяснить любая теория. Впоследствии наблюдения подтвердили этот факт, но идея о безвоздушной Луне с ионосферой казалась абсурдной.
Разумеется, на самом деле Луна не совсем лишена газовой оболочки, как считает большинство людей. На поверхность спутника нашей планеты просачивается небольшое количество газа, образовавшегося в результате радиоактивного распада в лунных недрах и действия солнечного ветра. В результате вокруг Луны образуется газовая оболочка, но она настолько тонка, что многие ученые отказываются называть ее атмосферой, предпочитая термин «экзосфера». Как бы то ни было, эта экзосфера никак не может объяснить наличие плотной ионосферы.

Таким образом, в течение 40 лет ионосфера Луны остается загадкой. Однако ученый из Центра космических полетов НАСА им. Годдарда Тим Стаббс предполагает, что ионосфера формируется лунной пылью. Стаббс принял во внимание тот факт, что астронавты Apollo 15 видели странное свечение над горизонтом Луны. Многие исследователи полагают, что астронавты видели лунную пыль, которая в лучах восходящего или заходящего солнца ионизируется и светится. По расчетам Тима Стаббса этот процесс производит достаточный заряд, чтобы создать наблюдаемую ионосферу.

Ионосфера из пыли вместо газа это - новое явление для науки. Никто не знает, как такая ионосфера будет вести себя в разное время дня и ночи или в различных фазах солнечного цикла, а также как это может повлиять на будущее радиосвязи и навигации на Луне. Возможно, на эти вопросы ответит ныне функционирующий на лунной орбите аппарат ARTEMIS и запусченый в 2013 году зонд LADEE, предназначенный именно для изучения лунной экзосферы.                                                                                                                 ( по материалам новостных сайтов)
Дата публикации Земля и Луна
Среда, 05 февраля 2014 02:43

Исследования атмосыеры Венеры.

Атмосфера Венеры



    Венера как планета очень похожа на Землю и по массе и по радиусу, но во многих отношениях она отличается по условиям. Ее атмосфера в основном состоит из углекислого газа, имеет значительно большую температуру поверхности и давление. На планете обнаруживаются только следы воды, хотя вполне вероятно, в далеком прошлом на Венере существовали такие же как и на Земле океаны. В этой статье мы обсудим результаты первого года исследований Venus Express, центром внимания будет эволюционный путь, который прошли две похожие планеты. Этот путь включает в себя парниковый эффект, разрушение атмосферы под действием солнечного света и излучения, изменение поверхности и режимов циркуляции атмосферы.
    Венера, Земля и Марс - три планеты земной группы, расположены в тесной последовательности относительно друг друга и имеют много общего. Земля и Венера, в частности почти одинакового размера, и, как предполагается, были весьма схожи в эпоху формирования и охлаждения, вероятно, с большими запасами углекислого газа и жидкими водными океанами на поверхности планет. Сегодня они имеют очень разные условия на поверхности в результате эволюционных процессов, которые мы пытаемся понять, путем измерения и моделирования общих процессов, опираясь на данные с космических аппаратов, планетарных зондов. Земля и Венера имеют примерно одинаковые запасы СО2, но на Земле это соединение присутствует в виде карбонатов в коре планеты, а на Венере оно существует в основном в виде газа. Экстремальные климатические условия на Венере, вызванные избытком СО2 в атмосфере, напоминают нам о насущных проблемах на Земле.

 

Рис.1 Врезки показывают расположение семи научных приборов. Оптические приборы для дистанционного зондирования установлены на нижней верхней платформе. Подробнее о приборах установленных на космическом аппарате можно просмотреть по этой ссылке.


    Более 30 космических аппаратов совершили путешествие к Венере, Маринер-2 был первым успешным космическим аппаратом, подобравшимся к этой планете в 1962 году. Советские аппараты "Венера" и "Вега", американские Пионер-Венера (1967-92)  Они показали венерианскую атмосферу, которая заполнена газами и густыми облаками, с чрезвычайно активными высотными ветрами и сложными рельефными облачными образованиями метеорологических систем, которые, как представляется, не поддаются классификации и не имеют земных аналогов, а также огромный двойной глаз вихря над полюсами. В настоящее время Европейское космическое агентство направило свою первую миссию к нашей ближайшей соседке, с целью изучения глобальной циркуляции атмосферы, облачной химии, физических и химических взаимодействий, включая вулканизм, атмосферные процессы и глобальный энергетический баланс и парниковый эффект.
    В основе Venus Express лежит другая успешная миссия - Mars Express. Это 600 кг аппарат, с тремя осями стабилизации платформы. Venus Express был запущен с помощью российского ракетоносителя "Союз-Фрегат" с космодрома Байконур, Казахстан, 9 ноября 2005 года и является первой миссией, посвященной изучению атмосферы Венеры за последние 25 лет. Аппарат прибыл на Венеру 11 апреля 2006 года и был полностью введен в работу в июне 2007. Он несет на себе новое поколение приборов и использует новые методы наблюдений. Основой полезной нагрузки аппарата являются оптические приборы, в том числе и спектрометры (рис.1), которые делают первые систематические исследования спектральных окон 1-3 м прослеживая атмосферные изменения до самой поверхности.


Средние и нижние слои атмосферы


    Первые наблюдения глубинных слоев атмосферы Венеры с высоким пространственным разрешением показали, в дополнение к локальным "погодным явлениям", общую атмосферную циркуляцию. Три больших режима явно присутствуют в средних и нижних слоях атмосферы, с конвективной (перемешивание) и волновой метеорологией в более низких широтах и резким переходом к плавным потокам в середине высоких широт (приполярная область). Все это заканчивается примерно в 30° от полюса, где обнаружено холодное полярное кольцо. Оно окружает огромный вихрь в несколько тысяч километров в диаметре, вихрь имеет сложный двойной глаз, каждый оборот которого занимает 2,5-2,8 земных дней. Синхронные наблюдения в УФ и ИК тепловых спектральных диапазонах показывают связь структур, хотя они и представляют различные атмосферные уровни, они вовлечены в общую полярную циркуляцию - динамический режим. Спектроскопические наблюдения показывают изменения температуры и облачных структур в водовороте, в верхнем облачном слое над полярным кольцом, расположенным на высоте 70-72 км (в 5 км над вихрем). Наблюдения за "прозрачными" спектральными окнами на ночной стороне Венеры показали, что вихревые структуры и циркуляции существуют, как минимум, на большой глубине, на нижнем уровне облачности (50-55 км над Венерой). Край полярного кольца доходит до 50-60° широт, и видимо знаменует собой циркуляцию hadley. Теплый воздух из экваториальных районов Венеры поднимается в верхние слои атмосферы и уходит к полюсу планеты. Там он охлаждается и вновь опускается (Рис. 2). Косвенным свидетельством такой меридиональной циркуляции явился мониторинг за распространением мелких частиц, в частности оксида углерода, как динамического индикатора в нижних слоях атмосферы.

 

Рис.2 - Схема связи с общей циркуляцией атмосферы Венеры. А) Главной особенностью являются конвективные ячейки Hadley, которые простираются от экваториального региона до 60° широт в каждом полушарии. Эта тенденция присутствует на всех уровнях, которые можно наблюдать с помощью средств отслеживания ветров, а холодное кольцо - "воротник" находится вокруг каждого полюса примерно на 70° широтах.


    В мезопаузе на Венере на высоте 100-120 км проявляется еще один переход между различными режимами глобальной циркуляции, на этот раз по вертикали. Преобладание зональных супер ротаций (вращений) в нижних слоях атмосферы, ниже мезопаузы, заменяется на "солнечные" потоки в термосфере, указывая на не локальную эмиссию в спектральных линиях О2 на 1,27 м, что происходит при рекомбинации атомов кислорода в нисходящем потоке на ночной стороне (Рис 2b). Наблюдаемая эмиссия является весьма изменчивым явлением, с максимальным проявлением в анти-солнечной точке, с пиком в мезопаузе. А максимальная температура на ночной стороне наблюдается в мезосфере.
    Последовательности УФ и ИК изображений были использованы для измерения скорости ветра на различных высотах, при отслеживании движения отличительных особенностей в облаках. Скорости зональных ветров в верхнем слове облаков (на высоте 70 км), находятся в диапазоне 100 плюс/минус 10 м/с на широтах ниже 50°. Новые данные, полученные сквозь яркую верхнюю дымку маскирующей облака в средних широтах, указывают на быстрое снижение скоростей ветра в верхних облаках с 50 широт по направлению к полюсу. ИК наблюдения за облаками на высоте 50 км на ночной стороне обнаружили вертикальный сдвиг ветра на 3 м/с*км ниже 50°, и нет сдвига к полюсу на этих широтах, по сравнению с более высоким уровнем высот (УФ снимки).
    На рисунке 3 обобщаются результаты, полученные от Venus Express. В низких слоях атмосферы, наиболее распределен СО, что свидетельствует о более крупных систематических изменениях. Источником является фотолиз (распад под действием света) СО2 в верхних уровнях облаков, жизнь СО измеряется неделями. Глобальные карты, полученные спектрометром VIRTIS показывают максимальное изобилие СО на широте около 60°, у внешнего края холодного кольца, которое, возможно, знаменует собой ячейку Hadley.

 

Рис.3 - Состав атмосферы - Venus Express Цветными линиями обозначены различные газовые примеси. Вертикальные профили H2O, HDO, CO, HCl и HF выше уровня облаков были получены от инструментов SPICAV/SOIR. Горизонтальные черточки показывают колебания/возможные ошибки в измерениях. Черточки со стрелками указыват на продолжающиеся измерения аппаратом Venus Express.


    Отсутствие внутреннего магнитного поля на Венере означает, что солнечный ветер непосредственно взаимодействует с верхними слоями атмосферы, что приводит к различным распределениям энергии и плотности электронов, ионов и нейтральных атомов. (Рис. 4) Venus Express проводил измерения во время солнечного минимума, тем самым дополняя плазменные исследования Pioneer Venus, которые были получены при солнечном максимуме. Фотоэлектроны с типичной энергией 22-28 эВ измерялись в точке, когда спутник "падал" в ионосферу, проходя перицентр на высоте 250-350 км. Ниже этого высотного уровня распределение электронной плотности получено с помощью радиозатенений, показывая стабильную нижнюю часть ионосферы на 120 км. Пик электронной плотности составляет 4х105 см-3 на высоте 140 км, большая динамика наблюдается в верхней ионосфере.

 

Рис.4 - Плазменная среда Венеры, по измерениям Venus Express Все параметры, отмеченные на рисунке измеряются на регулярной основе магнитометром и ASPERA-4, в трех различных областях: sw - область безпрепятственного солнечного ветра, ps - плазменная оболочка, t - искусственная магнитосфера/хвост. Границы указаны с приблизительным масштабом. Высокая концентрация ионов кислорода наблюдается вокруг терминатора, низкая концентрация в хвосте, что свидетельствует о конкретном регионе - источнике.


    Синхронные измерения вертикальных профилей водорода в верхних слоях атмосферы охарактеризовали процессы, которые несут ответственность за истощение запасов воды на Венере. Ранние измерения установили, что соотношение D/H (дейтерий/водород) в верхних слоях атмосферы Венеры - в 150 раз выше земного значения в нижних слоях атмосферы, что соответствует долгосрочной потере большого количества водорода Венерой, предположительно из воды, по сравнению с Землей. Более высокое значение соотношения D/H в настоящее время найдено выше облаков с помощью приборов SPICAV/SOIR, которые также обнаружили сильную изменчивость содержания H2O и HDO. Это неожиданное поведение объясняется сочетанием фракций при конденсации ледяных частиц и атмосферного переноса.
    ASPERA-4 впервые установил состав "убегающих" с планеты ионов, было обнаружено, что после ионов H+, основными "убегающими" ионами являются ионы О+. Это отличается от Марса, где улетучивающаяся плазма состоит из примерно равного количества О+, О2+ и СО2+, такой результат на Венере обусловлен большей гравитацией, которая, как правило, сохраняет тяжелые компоненты, такие, как СО2+. Также были зарегистрированы большие потоки "убегающего" He+. Ионы кислорода и водорода формируются за счет диссоциации (распад молекул) составляющих нейтральной атмосферы, в том числе и воды, под действием ультрафиолетовой солнечной радиации. Затем ионы вырываются за пределы Венеры в направлении из Солнечной системы (Рис. 4). На Венере этот процесс происходит более быстрыми темпами, чем на Земле, не только потому, что Венера ближе к Солнцу, но также и потому, что у нее нет магнитного поля, которое защищает Землю от потоков быстрых заряженных частиц. Эти процессы, возможно, должны были уничтожить большие объемы воды на Венере в течении первого миллиарда лет после формирования Солнечной системы. Подробные количественные оценки потерь дают более точную оценку, сколько воды Венера потеряла за время всей своей истории и к концу миссии Venus Express мы должны будем знать был ли когда-нибудь на Венере океан, как на Земле.
    В общем смысле результаты первого года работы Venus Express заключаются в том, что различия, в частности, в климате, между Венерой и Землей гораздо менее таинственны, чем считалось ранее. Они согласуются с теоретическими идеями о том, что обе планеты имели аналогичный поверхностные структуры в прошлом. Но обе планеты прошли разные этапы эволюции, на Земле океаны преобразовали большинство ее атмосферного СО2 в породы, а Венера потеряла большую часть своих вод в космосе. Оба процесса можно рассматривать как продолжающиеся до сих пор. Зональные ветра, экваториальная турбуленция и конечно же высокая температура поверхности сохраняют тот чудовищный парниковый эффект на Венере. Медленное вращение Венеры, вполне возможно, ответственно за отсутствие магнитного поля, что разрушает атмосферу.                                                        Перевод (http://www.nature.com/nature/journal/v450/n7170/full/nature06432.html)

Дата публикации Венера

Возможности и средства оценки повреждений космических аппаратов 

062712 1859 1 Возможности и средства оценки повреждений космических аппаратов

Осмотр и первичный анализ повреждений от ударов КМ возможен непосредственно в космосе силами космонавтов. Так было на МКС, телескопе «Хаббл» и еще раньше на советских орбитальных станциях. Известно много случаев возвращения на Землю экспонированных в космосе поверхностей и самого тщательного их анализа в лабораторных условиях [LDEF., 1993]. Очень много полезной информации о воздействии КМ на космические аппараты дают наземные лабораторные испытания с применением сверхскоростных ударов. В качестве вспомогательного средства используется компьютерное (аналитическое и цифровое) моделирование. 

062712 1859 2 Возможности и средства оценки повреждений космических аппаратов

 Обшивка МКС, обстрелянная космическим мусором 

В наземных лабораториях исследуются: 

  • непосредственные результаты ударов КМ или его имитаций;
  • воздействие ударов КМ на функциональные характеристики КА и его компоненты, их надежность, живучесть;
  • эффективность методов противодействия повреждениям от ударов КМ (защитные покрытия, их материалы, конструкция, компоновка); воспроизведение разрушений КО (КА, РН, крупного КМ) в результате взрывов и столкновений, образование осколков. 

При этом главный метод моделирования — экспериментальный сверхскоростной удар, а его цель — выяснение, как КА или его компоненты смогут перенести столкновение в космосе с КМ, а также уточнение влияния этих факторов на процесс засорения ОКП. Поскольку практически нереально и экономически накладно построить целый КА для последующего разрушения в лаборатории, испытания в основном проводятся на отдельных его компонентах и их сборках (топливные баки, связки проводов, изоляционные материалы, структурные блоки). Подробнее см. [Christiansen, 1990; Christiansen, Ortega, 1990; Orbital..., 1995; Schneider, Stilp, 1993; Whitney, 1993].

 

062712 1859 3 Возможности и средства оценки повреждений космических аппаратов

 Модель микроспутника с солнечными батареями, основная миссия которого – изучение поведения космического мусора 

В рамках сотрудничества японского университета Кюсю и подразделения НАСАНациональное управление США по аэронавтике и исследованию космического пространства (англ. National Aeronautics and Space Administration) — агентство, принадлежащее федеральному правительству США, подчиняющееся непосредственно вице-президенту США и финансируемое на 100 % из государственного бюджета, ответственное за гражданскую космическую программу страны. Все изображения и видеоматериалы, получаемые НАСА и подразделениями, в том числе с помощью многочисленных телескопов и интерферометров, публикуются как общественное достояние и могут свободно копироваться. по проблемам техногенного засорения космоса недавно было проведено семь ударных тестов, где целями служили уже натурные КА — микроспутники размерами от 15x15x15 до 20x20x20 см. Масса этих аппаратов составляла примерно 1,5 кг. Каждая цель была полностью оборудована функциональной электроникой (батареи, приемники, передатчики). В двух последних тестах на спутниках монтировались солнечные панели и многослойное защитное покрытие корпуса. Все цели были обстреляны снарядами различных размеров и при разных скоростях ударов. Образовавшиеся фрагменты размером до 2 мм были собраны, изучены и каталогизированы. Результаты тестов использованы для улучшения модели разрушений НАСАНациональное управление США по аэронавтике и исследованию космического пространства (англ. National Aeronautics and Space Administration) — агентство, принадлежащее федеральному правительству США, подчиняющееся непосредственно вице-президенту США и финансируемое на 100 % из государственного бюджета, ответственное за гражданскую космическую программу страны. Все изображения и видеоматериалы, получаемые НАСА и подразделениями, в том числе с помощью многочисленных телескопов и интерферометров, публикуются как общественное достояние и могут свободно копироваться. [Hanada, Liou, 2009; Murakami et al., 2009]. 

Многие аналитические теории предсказания повреждений от ударов км основаны, с целью упрощения вывода математических зависимостей, на предположении сферичности формы КМ. Однако реальный КМ характеризуется большим разнообразием форм. Удар несферического тела может причинить значительно большее повреждение во многих ситуациях. Например, глубина проникновения и объем кратера от удара в толстую плоскую мишень сильно зависят от длины снаряда вдоль его оси полета в момент удара [Gehring, 1970]. Плоские снаряды в виде пластинок приводят к большим повреждениям, чем сферические той же массы и при такой же скорости [Boslough et al., 1993]. 

Экономически нереально испытывать все компоненты при всех возможных условиях ударов КМ. Поэтому критические элементы подвергают испытаниям в номинальных условиях, а затем обращаются к компьютерному моделированию с целью распространения полученных результатов на космический аппарат в целом. 

Компьютерное моделирование служит связывающим звеном между результатами обследования поверхностей, реально подвергшихся воздействию КМ в космосе, и предположениями ученых, проверяя и калибруя последние. Модели также позволяют экстраполировать данные, полученные в лаборатории в ограниченном диапазоне, на широкий спектр условий, которые невозможно воспроизвести в лаборатории. 

При проверке надежности броневых покрытий также прибегают к сочетанию натурных экспериментов и компьютерного моделирования. Сочетание сверхскоростных тестов и компьютерного моделирования представляется довольно мощным инструментом оценки выживаемости КА и КС при ударах км. 

Ударные испытания применяются и для исследования механизма образования осколков разрушения при сверхскоростном столкновении в космосе. Знать это очень важно для прогнозирования эволюции популяции КМ. Однако такие эксперименты очень дороги и их проведено немного. Конечно, полученные результаты можно экстраполировать с помощью компьютерных моделей, но со значительной степенью неопределенности ввиду ограниченности имеющихся данных. 

Существует множество экспериментальных средств для моделирования и изучения ударов КМ, с помощью которых можно воспроизвести испытания с довольно крупными снарядами, разгоняемыми до больших скоростей. Однако есть определенные границы возможностей в этом направлении. Все разнообразие форм, размеров и состава КМ пока не может быть испытано во всех диапазонах скоростей. Имеются трудности с разгоном крупных снарядов до типичных скоростей столкновений в низкоорбитальной области ОКП. Эти ограничения затрудняют проектирование защитных покрытий, адекватных действительной космической среде, снижают точность предсказания ущерба от столкновения со сред-неразмерными КО, добавляют неопределенность в прогнозирование будущей популяции засоренности ОКП.

При испытании броневых покрытий КА в лабораторных условиях обычно используются ударные частицы размером от 1 мм до 1 см и массой до нескольких грамм, но вполне возможно провести тест и с более крупными снарядами, разгоняемыми до типичных скоростей столкновений на высоких орбитах. 

Стандартная лабораторная двухступенчатая газовая пушка на легком газе может разгонять объекты размером до 50 мм до скоростей около 8 км/с. Некоторые пушки ускоряют, правда более мелкие объекты, до 10 км/с и выше. Стандартный снаряд — сфера, но возможны и другие формы — тонкие пластинки, длинные стержни, цилиндры [Piekutovski, 1986]. 

Поскольку легкогазовая пушка не может разгонять снаряд до скоростей, типичных для столкновения НОКО (10…15 км/с), были созданы ультрасверхскоростные пушки с расширенным диапазоном скоростей специально для изучения воздействия КМ на КА, способные доводить скорость небольших титановых пластинок до 15,8 км/с [Chhabilidas et al., 1992]. 

В России существуют также крупные камеры, в которых можно квазинатурно моделировать экспериментальные орбитальные взрывы и столкновения в контролируемой среде [Fortov, 1993]. 

Конструкторы защитных покрытий в работе используют (как вспомогательный инструмент исследований) аналитические методы, включающие уравнения «баллистического предела» [Herrman, Wilbeck, 1986; Reimerdes et al., 1993; Ryan, Christiansen, 2010]. С их помощью рассчитываются размеры частицы, останавливаемой данным конкретным щитом в функции скорости удара, его угла, плотности атакующей частицы и уравнения размеров щита [Christiansen, 1992]. Есть и аналитические модели для предсказания повреждений от ударов и их последствий, но они несколько сложнее. 

К сожалению, не хватает моделей стандартизированных оценок рисков для определения вероятностей выхода из строя компонент КА вследствие удара км и стандартизированных моделей ухудшения рабочих характеристик компонент КА. Из-за этого последствия ударов КМ для КА и его выживаемость приходится оценивать косвенно, прибегая к рискованной экстраполяции [Orbital___, 1995]. 

Следует иметь в виду, что диапазон возможностей разгона частиц нужной массы и формы при моделировании ударов КМ пока ограничен. Эти ограничения затрудняют проектирование броневого покрытия КА, адекватного действительной космической среде, снижают точность прогнозирования ущерба, добавляют неопределенность в предсказание будущей популяции КМ. 

062712 1859 4 Возможности и средства оценки повреждений космических аппаратов

Исследовательская орбитальная лаборатория LDEF 

Другим слабым звеном в конструкции щитов от КМ часто бывает предположение, что крупный км состоит из алюминия, а мелкий из окиси алюминия. В реальности некоторые КО состоят из материалов более высокой плотности. При обследовании поверхности КА LDEF, как уже говорилось выше, обнаружены следы ударов частиц из нержавеющей стали, серебра, меди [Horz, Bernhard, 1992]. Щит, готовый выдержать удары алюминиевого КМ, может оказаться неспособным противостоять ударам более плотных тел.

 Конечно, нереально испытывать щиты и другие компоненты КА на удары км всех возможных размеров, масс, форм, составов во всех диапазонах космических скоростей. Здесь нужно обращаться за помощью к компьютерным моделям, откалиброванным по достаточному объему экспериментальных данных, для экстраполяции на недостающие условия испытаний. 

( по материалам http://unnatural.ru/ )

Дата публикации Космические аппараты
Вторник, 17 декабря 2013 18:01

Постройки на Луне нашел китайский спутник Чанъэ-2

Китайский лунный спутник Чанъэ-2 является беспилотным лунным зондом и запущен 1 октября 2010 года в качестве продолжателя работы лунного зонда Чанъэ-1. Издание Examiner приводит фотографию, где отчетливо видны здания и сооружения на поверхности Луны, которые имеют явно искусственный характер.

 

Канадское издание agoracosmopolitan.com приводит видео и данные Алекса Кольера, который известен тем, что пересказывает послания, поступающие из космоса от инопланетян. Он заявляет, что также получил первые фотографии от друзей из Китая.

Он рассказывает: Китайская лунная миссия «Чанъэ-2″ начала присылать первые снимки: «Я получил несколько фотографий из источника, который утверждает, Китай будет выпускать копии изображений, полученных Чанъэ-2, которые ясно показывают наличие зданий и сооружений на поверхности Луны”. Алекс Кольер предполагает, что «Исследование китайцев, видимо, будет посвящено наличию очевидной военной базы на Луне».

Как пишет agoracosmopolitan.com, это фотографии подтверждают предположения Алекса Кольера, о том, что инопланетяне и некоторые «человеческие» элиты путешествуют на Луну. Алекс Колльер говорит, что Луна, которая движется по орбите вокруг Земли, была доставлена более 11000 лет назад, как результат внеземных технологий.

Дата публикации Солнечная система
Подробнее...

 

Человечество исследует Солнечную систему
     
Человечество исследует Солнечную систему

Авторы и права: Олаф Фрон (Планетное сообщество)

 

Перевод: Вольнова А.А.

Пояснение: Какой космический корабль, созданный человеком, сейчас исследует Солнечную систему? В настоящее время возле каждой внутренней планеты Солнечной системы находится хотя бы один космический исследовательский корабль, несколько штук наблюдают за Солнцем, несколько аппаратов создают детальную карту Луны, несколько преследуют астер оиды или кометы, один летает по орбите вокруг Сатурна и несколько штук устремились в глубокий космос. Эта схема хорошо разъясняет детали. В правом верхнем углу расположены внутренние планеты Солнечной системы, в левом нижнем — её внешняя часть. С такой космической армадой наша эпоха могла бы войти в историю как время, когда человечество впервые исследовало свою звёздную систему. В некоторых случаях разделённые тысячами километров аппараты работают вместе как Межпланетная Сеть (IPN) чтобы определить направление на далёкий космический взрыв, замечая, в какое время каждый из аппаратов зарегистрировал высокоэнергетичные фотоны Sometimes widely separated spacecraft act together as an В список основных будущих аппаратов, указанных в нижней части схемы, входят Доун, летящий к Церере (самому большому объекту в Поясе астероидов), и Новые горизонты, летящий к Плутону. Оба аппарата достигнут своих целей в 2015 году. На схеме не указан китайский исследовательский зонд Чаньэ 3, на борту которого находится первый китайский луноход, стартовавший 1.12.2013 г,  посадка которого произойдёт через 2 недели после старта.                                                               
(По материалам Astronomy Picture Of the Day)

Дата публикации Солнечная система
Воскресенье, 22 сентября 2013 23:38

Советские аппараты Вега-1 и Вега-2

Советские аппараты Вега-1 и Вега-2

Советский проект Вега осуществлял исследование Венеры и кометы Галлея в 1986г. Проектирование аппаратов Вега-1 и Вега-2 было основано на результатах предыдущих полетов к Венере (Венера-9, Венера-10). Аппараты Вега-1 и Вега-2 были запущены 15 декабря и 21 декабря, 1984, соответственно. Мало кто знает, что название "Вега" аппараты получили не от имени звезды Вега, как иногда думают, а от начельных слогов обьектов миссий планеты Венера и кометы Галлея.

По достижении Венеры в июне 1985, каждый КА развертывал модуль спуска к Венере массой 1500 кг, и основной модуль для исследований кометы Галлея в марте 1986г. Каждый модуль спуска разделялся на две части, посадочную ступень и ступень, для исследования атмосферы Венеры 11 июня и 15 июня, соответственно. Работа атмосферного модуля Вега-1 продолжалась 56 минут, а Вега-2 - 46.5 минут. Обе посадочных ступени достигли поверхности Венеры и передали уникальные данные о атмосфере Венеры и составе грунта.

После успешного исследования атмосферы и грунта Венеры посадочными ступенями, головные КА начали сближение с кометой Галлея. Аппараты Вега, 1 и 2 имели стабилизацию по трём осям. Космические аппараты были оборудованы двойным (дублированным) экраном амортизатора для защиты  от кометной пыли. Вега 1 сблизился с кометой первым, передача изображений началась 4 марта, 1986г,  эти изображения использовались, для уточнения координат орбиты кометы. Первые изображения Вега-1,  показали две яркие области на теле кометы, которые были первоначально интерпретированы как двойное ядро. Яркие области позже оказались местами выхода пылевого и газового хвостов кометы. Изображения также показали тёмное кометное ядро, инфракрасные данные спектрометра показали температуру ядра 300 к 400К, намного более высокую чем ожидали от ледяного ядра странницы. Результаты анализа показали, что комета покрыта тонким слоем вещества, скрывающего ледяную глыбу. Изображения полученные аппаратами также показали физические размеры ядра, приблизительно длиной ок.14 км с периодом обращения (циклического сдвига) приблизительно 53 часа. Спектрометр в массе пыли обнаружил материал, подобный по составу каменным хондритам (carbonaceous chondrites) метеоритов, а также  лед. Вега 1 сделал самый близкий подход к комете 6 марта при расстоянии 8,890 км. Вега 2 прибыл к комете на 3 дня позже . Аппарат сблизился с ядром кометы на расстояние 8,030 км 9 марта, 1986г. Передал данные подобные Веге-1, однако полученные снимки были лучшего качества благодаря более близкому расстоянию.

КА

Вега-1

Вега-2

Миссия

Посадка на Венеру,

исследование кометы Галлея

Посадка на Венеру,

исследование кометы Галлея

Дата старта

15 декабря 1984 г.

21 декабря 1984 г.

РН

Протон

Протон

Масса КА

4920 кг.

4920 кг.

Ключевые даты

Jun 11, 1985 - Venus Encounter

Mar 6, 1986 - Comet Halley Flyby

Jun 15, 1985 - Venus Encounter

Mar 9, 1986 - Comet Halley Flyby

Конец миссии

1986

1986

Дата публикации Изучение космоса
Понедельник, 24 июня 2013 15:46

Европейский космический аппарат сделал отличное фото горы Олимп на Марсе с ее оползнями

КА "Марс-Экспресс" сфотографировал гору Олимп на Марсе с ее оползнями. Гора "Олимп" была названа в честь мифической горы в Греции, где обитали Боги. Высота этой горы составляет более 26 километров. Это самая высокая гора в нашей Солнечной Системе. Вокруг потухшего вулкана видны четкие борозды от в прошлом излившейся раскаленной лавы и следы оползней. Стереокамера высокого разрешения, установленная на борту космического аппарата "Марс-Экспресс", сфотографировала регион горы Олимпа на Марсе 23 января 2013 года. Камера смогла захватить отрезок 200 километров.

Дата публикации Новости
Подробнее...

Группа Вконтакте

Сайт Руслана Стрельцова

Сайт создал Дмитрий Новоселецкий


Яндекс.Метрика

05-11-2016 Hits:310 Вселенная и жизнь Дмитрий Стрельцов

10 вопросов, - 0 внятных ответов

10 ТАЙН, НАД КОТОРЫМИ НАУКА ЛОМАЕТ ГОЛОВУ ПРЯМО СЕЙЧАС... Наука стремится охватить и описать весь мир, сделать неизвестное известным и...

Подробнее

04-11-2016 Hits:117 Сатурн Дмитрий Стрельцов

Космические треки, перстни гиганта.

Кольца и полукольца Сатурна     Начиная с открытия Галилеем колец Сатурна этот удивительный феномен привлекал внимание и поэтов, и ученых. Тем более...

Подробнее

03-11-2016 Hits:110 Уран Дмитрий Стрельцов

Лежебока Уран

Уран - вокруг Солнца "лежа на боку"   Открытие колец Урана       У Урана есть слабо выраженная система колец, состоящая из очень тёмных частиц...

Подробнее

02-11-2016 Hits:152 Космические аппараты Дмитрий Стрельцов

КАК МЫ ЛЕТАЕМ В СОЛНЕЧНОЙ СИСТЕМЕ? ЧАСТЬ…

Юпитер нам поможет     Многие межпланетные зонды использовали для разгона тяготение Юпитера. Первыми были аппараты «Пионер-10» и «Пионер-11» (Pioneer), а вслед за...

Подробнее

02-11-2016 Hits:182 Космические аппараты Дмитрий Стрельцов

Как мы летаем в Солнечной системе? часть…

Гравитационные маневры     Со времен Кеплера и Ньютона астрономам известно, что в поле тяготения массивного центрального тела движение происходит по классическим траекториям...

Подробнее

12-04-2016 Hits:5726 Космонавты Дмитрий Стрельцов

День космонавтики и курьёзы

Сегодня в России отмечается День космонавтики. 12 апреля 1961 года Советский Союз вывел на орбиту Земли космический корабль-спутник «Восток» с...

Подробнее

01-04-2016 Hits:1252 Юпитер Дмитрий Стрельцов

По следам падения. Юпитер.

Дорогой читатель! Буквально на днях астрономами любителями было зафиксировано падение объекта на Юпитер. Это третье "громкое" падение на гигант. Первое...

Подробнее

26-03-2016 Hits:1191 Марс Дмитрий Стрельцов

Обзор фотографий, марсианские сумерки.

Обзор фотографий, марсианские сумерки.Друзья, предлагаю вашему вниманию несколько панорам марсианских сумерек. Для начала нужно вспомнить что такое сумерки и какова...

Подробнее

05-03-2016 Hits:2089 Космические аппараты Дмитрий Стрельцов

Путей много, цель одна: Космос.

Путей много, цель одна: Космос.   Вам не нужна ракета, чтобы покинуть Землю. Есть более мягкий и нежный способ путешествия — и коктейль...

Подробнее

04-03-2016 Hits:1770 Венера Дмитрий Стрельцов

Жизнь, кажется, нашли. Но не там, где ис…

Жизнь, кажется, нашли. Но не там, где искали Доктор физико-математических наук Леонид Ксанфомалити, Институт космических исследований РАН. Анализ поведения обнаруженных...

Подробнее

04-03-2016 Hits:1225 Венера Дмитрий Стрельцов

Жизнь, кажется, нашли. Но не там, где ис…

Жизнь, кажется, нашли. Но не там, где искали Доктор физико-математических наук Леонид Ксанфомалити, Институт космических исследований РАН. Следуя некоторым видам поиска...

Подробнее

21-02-2016 Hits:1145 Изучение космоса Дмитрий Стрельцов

Конец Солнца и Самость Космоса Часть 2

Конец Солнца и Самость Космоса Часть 2   6. Картина катастрофы Органическое человечество будет ощущать свою смерть как космическую катастрофу. Катастрофа здесь...

Подробнее

21-02-2016 Hits:1282 Изучение космоса Дмитрий Стрельцов

Конец Солнца и Самость Космоса Часть 1

Константин Елькин   Конец СолнцаиСамость Космоса Часть перваяКонец Солнцаиего системы По материалам Свободной энциклопедии – Википедия.   “…даже небольшое изменение в температуре нашего Солнца должно было...

Подробнее

21-02-2016 Hits:705 Изучение космоса Дмитрий Стрельцов

Магнетизм космоса: Магнитные поля

Магнетизм космоса: Магнитные поля Обычно магнитные поля ассоциируют с планетами и звездами. Но и у галактик такие поля тоже имеются Алексей Левин 18 октября 2010 21203 Магнитные поля изрядно...

Подробнее

21-02-2016 Hits:920 Простая наука Дмитрий Стрельцов

Астрофотография вчера, сегодня, завтра.

Астрофотография «Черно-белая эпоха» Все нижеприведенные фотографии отпечатаны с негативов на увеличителе «Беларусь-912». Отпечатки отсканированы.К сожалению, качество сканера оставляет желать лучшего. Многие отпечатки...

Подробнее

21-02-2016 Hits:865 Простая наука Дмитрий Стрельцов

Астрофотография в каждый дом

Астрофотография в каждый дом   Думаю у любого человека, интересующегося космосом — возникала идея купить телескоп, чтобы лично все посмотреть. ...

Подробнее

21-02-2016 Hits:733 Простая наука Дмитрий Стрельцов

Искусство астрофотографии

  ТАЛ-3: ПЕРВЫЙ ЭТАП МОДЕРНИЗАЦИИ   Весной 2000г. мне довелось приобрести телескоп ТАЛ-3 новосибирского производства. К сожалению, этот 200-мм инструмент системы Максутова-Кассегрена в...

Подробнее

21-02-2016 Hits:681 Черные дыры Дмитрий Стрельцов

Космические надсмотрщики средней весовой…

  Космические надсмотрщики средней весовой категории. Изучение черных дыр среднего размера, массой чуть меньше миллиона солнечных масс, возможно, даст ключ к пониманию...

Подробнее

29-01-2016 Hits:800 Вселенная и жизнь Дмитрий Стрельцов

Не первая Вселенная? Циклическая теория.

  ЦИКЛИЧЕСКАЯ ТЕОРИЯ     ТЕОРИЯ БОЛЬШОГО ВЗРЫВА ПОЛЬЗУЕТСЯ ДОВЕРИЕМ АБСОЛЮТНОГО БОЛЬШИНСТВА УЧЕНЫХ, изучающих раннюю историю нашей Вселенной. Она и в самом деле объясняет...

Подробнее

29-01-2016 Hits:1114 Основы астрономии Дмитрий Стрельцов

ИСТОРИЯ ТЕЛЕСКОПОВ

ИСТОРИЯ ТЕЛЕСКОПОВ     Ровно 400 лет назад Галилео Галилей, разработавший особый способ шлифовки линз специально для астрономических наблюдений, создал первый телескоп. В...

Подробнее

29-01-2016 Hits:1050 Изучение космоса Дмитрий Стрельцов

Секунды пробуждения.

НОВОРОЖДЕННАЯ ВСЕЛЕННАЯ     БОЛЬШАЯ ЧАСТЬ МАТЕРИИ ВО ВСЕЛЕННОЙ НАХОДИТСЯ В "ЧЕТВЕРТОМ СОСТОЯНИИ ВЕЩЕСТВА". НО ТАК БЫЛО НЕ ВСЕГДА.     Основное прибежище плазмы на...

Подробнее

27-01-2016 Hits:1138 Галактики Дмитрий Стрельцов

Спринтеры космоса. САМЫЕ БЫСТРЫЕ В ГАЛАК…

САМЫЕ БЫСТРЫЕ В ГАЛАКТИКЕ     Мы пока не можем полететь даже к ближайшим звездам. Что уж говорить о более далеких путешествиях. Вряд...

Подробнее

27-01-2016 Hits:1044 Галактики Дмитрий Стрельцов

Космический огород. Галактики.

ГАЛАКТИКИ     ИСТОРИЯ ИЗУЧЕНИЯ ПЛАНЕТ И ЗВЕЗД ИЗМЕРЯЕТСЯ ТЫСЯЧЕЛЕТИЯМИ, СОЛНЦА, КОМЕТ, АСТЕРОИДОВ И МЕТЕОРИТОВ - СТОЛЕТИЯМИ. А ВОТ ГАЛАКТИКИ, РАЗБРОСАННЫЕ ПО ВСЕЛЕННОЙ...

Подробнее

27-01-2016 Hits:1017 Изучение космоса Дмитрий Стрельцов

Гипотеза Инфляции

ИНФЛЯЦИЯ     ОДИН ИЗ ФРАГМЕНТОВ ПЕРВОЙ МИКРОСЕКУНДЫ ЖИЗНИ ВСЕЛЕННОЙ СЫГРАЛ ОГРОМНУЮ РОЛЬ В ЕЕ ДАЛЬНЕЙШЕЙ ЭВОЛЮЦИИ     Концептуальный прорыв стал возможным благодаря очень...

Подробнее

27-01-2016 Hits:859 Изучение космоса Дмитрий Стрельцов

ТАМ НА НЕВЕДОМЫХ ДОРОЖКАХ. ГОРИЗОНТ ВСЕЛ…

ГОРИЗОНТ ВСЕЛЕННОЙ     В СЛОВАРЕ, ИЗДАННОМ В 1910 ГОДУ, ГОРИЗОНТ ОПРЕДЕЛЯЛСЯ КАК «ОКРУЖНОСТЬ КРУГА... ДАЛЬШЕ КОТОРОГО НИЧЕГО НЕ ВИДНО». НО ЗА ПРОШЕДШИЙ...

Подробнее