Пять лет на Марсе
Марсоходу Curiosity исполняется пять земных лет его экспедиции на Красную планету. За это время он успел пройти 17 километров по кратеру Гейла, обнаружить органические соединения в грунте, поймать метан в атмосфере, найти многочисленные свидетельства водного прошлого Марса, и изучить сохранившуюся до настоящего времени воду в поверхностном слое.
Марсоход обладает 10 научными приборами для исследования геологии и внешних условий на поверхности. 17 цветных и черно-белых камер позволяют управлять аппаратом и узнавать новые подробности эволюции планеты. Внутри корпуса марсохода скрыто два сложных лабораторных прибора, которые дали название всему аппарату Mars Science Laboratory. Газовый хроматограф SAM позволяет определять изотопный состав газов атмосферы и выделяемых из грунта. Рентгеновский дифрактометр CheMin позволяет проводить кристаллографические анализы и узнавать минеральный состав породы. Два спектрометра ChemCam и APXS определяют химический состав образцов, причем первый прибор, за счет лазера, может делать это дистанционно с расстояния до 7 м.
Исследование Curiosity продолжает дело его предшественников: марсоходов Spirit и Opportunity, и посадочной платформы Phoenix. Предшественники смогли доказать, что когда-то на Марсе была вода, она была жидкая и ее было много. Для Curiosity осталась работа провести ее изотопный анализ, и попытаться понять куда она подевалась. Российский прибор DAN на борту марсохода определяет содержание воды под аппаратом на глубине до 1 метра, а хроматограф SAM измерил изотопный вес. Оказалось в марсианской воде в пять раз больше тяжелых изотопов чем в земной.
Для геологоразведочных работ марсоход оборудовали несколькими инструментами на манипуляторе. Буровое устройство потребовалось чтобы извлекать породу с глубины, минимально достаточной для сохранности органических соединений от воздействия космической радиации. По подсчетам ученых хватает 5 см, поэтому бур сделали 7 см. Совок позволяет набирать рыхлый грунт с поверхности. Металлическая щетка освобождает образцы от покрывающей пыли.
После миссии 70-80-х Viking ученые NASA уже не надеются найти марсианскую жизнь, но надежда, что она успела зародиться в древних более комфортных условиях, еще жива. Curiosity должен обнаружить и изучить сложные органические соединения, которые могли бы остаться после полного вымирания. Не с первого раза, но органику найти всё же удалось — сначала обнаружили хлорбензолы в грунте, потом метан в атмосфере. Вопрос ее происхождения остается открытым, Curiosity не в состоянии определить биомаркеры, которые показали бы причастность жизни к образованию этих органических соединений. Поиском биомаркеров на Марсе займется следующий марсоход — европейский Paster, который должен прибыть в рамках российско-европейской миссии Exomars в 2020 году.
За время своего путешествия Curiosity немало пострадал от суровых марсианских условий. Ловил программные сбои, короткие замыкания, вышли из строя датчики ветра, забился пылью датчик ультрафиолета, падает качество картинки с цветных камер, заедает крышка макрокамеры… Колеса из тонкого алюминия, медленно, но верно разрушаются. В этом году впервые треснул каркас одного наиболее пострадавшего колеса.
Водители марсохода провели обновление программного обеспечения, которое обещает более щадящий режим передвижения, но начало разрушению уже положено. Впрочем для пятилетней службы повреждения не фатальные, и можно полагать, что марсоход способен преодолеть не меньший отрезок пути, даже если и придется ползти на ободах.
Еще одной серьезной неисправностью стал заевший бур марсохода. Теперь он не может набирать грунт с глубины, и вынужден соскребать породу ковшом с поверхности.
Оглядываясь назад, можем провести краткий обзор путешествия Curiosity благодаря круговым панорамам, которые получил марсоход со своих камер и которые были преобразованы в сферические панорамы талантливым россиянином Андреем Бодровым. Он обработал почти все круговые панорамы Curiosity и они доступны на его странице.
Мы рассмотрим несколько самых знаковых — панорамы кликабельны, для просмотра можно использовать VR-очки.
Bradbury landing
Место посадки марсохода Curiosity. Первый осмотр самого себя и окрестностей. Мы впервые увидели склоны горы Шарпа в центре кратера Гейла, и кольцевой вал кратера, который виден как горная цепь закрывающая горизонт. По сторонам марсохода виднеются четыре серых пятна — следы воздействия реактивных струй системы мягкой посадки Sky Crane. Благодаря ним можно увидеть, что Марс не красный, и его рыжий цвет поверхности возникает от рыжей пыли, покрывающей всё вокруг.
У подножия горы Шарпа тянутся темные песчаные дюны, которые пришлось обходить марсоходу долгих три года, в своем пути на склоны горы.
Уже в этой панораме проявилась сложная работа Андрея, который использовал две панорамы, с цветной широкоугольной камеры и с навигационной черно-белой. Благодаря его работе мы можем в деталях рассмотреть корпус марсохода и только при внимательном рассмотрении можем увидеть цветные участки переходящие в черно-белый. Обычно корпус марсохода редко попадает в объективы камер, т.к. основное время идет исследование поверхности Марса, а марсоход только мешает обзору.
Желающие убедиться, что с цветопередачей камер Curiosity всё в порядке, могут посмотреть на солнечные часы, которые виднеются на корпусе, левее радиатора РИТЭГа.
Если смотреть на более поздние снимки, то можно увидеть как марсоход медленно покрывается пылью.
Glenelg
Светлое пятнышко перед марсоходом — единственная надежда, что Марс когда-то был обитаем. Только в этом месте удалось обнаружить глину, в которой определили высокое содержание воды — до 6%, и нашли органические соединения. Если приблизить, то можно увидеть, что светлое пятно — это добытая из скважины голубоватая порода. Скважин две, одна неглубокая, пробная, где операторы определяют плотность и структуру грунта и оценивают устойчивость марсохода. При глубоком бурении сверло могло бы перекосить в скважине, поэтому робот должен стоять как вкопанный.
В этом месте ученые только тренировались, осваиваясь со своей машиной в "боевых" условиях, само же место лежало в стороне от основного маршрута, и его пришлось покинуть. Следующая глина на пути марсохода возникнет через несколько километров впереди, посмотрим, будет ли органика там.
В этом месте операторы марсохода, с одним из которых нам удалось пообщаться, не просто провели круговую съемку мачтовой камерой, но и сделали "сэлфи" при помощи камеры на манипуляторе, которая сделала более 60 кадров, чтобы получить необычное изображение марсохода "со стороны". Используя высокую подвижность манипулятора, операторы добились того, что "сэлфи палки" не видно. Такие снимки до сих пор для многих являются основанием утверждать, что Марс не настоящий, а Curiosity никуда не летал, ведь кто-то же его снял со стороны?
В действительности, ловкость руки и никакого мошенничества.
Такой сферической панорамы тоже не найти на сайте NASA. Тут снова проявился талант Андрея. Ему удалось совместить круговую панораму с мачтовой камеры и "сэлфи" с камеры на манипуляторе. Получилась невероятная картина с эффектом присутствия. Небо Марса на всех панорамах Андрея — искусственное. Его изображение основано на реальных снимках, но марсоход не тратит "пленку" на небо и концентрирует внимание на планете.
Увидеть реальное небо Марса можно на снимках камеры с манипулятора, когда она снимает из сложенного состояния. В таком случае получается "горизонт завален", зато много места занимает небо.
Cooperstown
После Glenelg Curiosity отправился в многокилометровый переход по равнине у подножия горы Шарпа. Его главные научные цели лежат на слоистых склонах горы, но подобраться к ним мешали темные песчаные дюны.
Памятуя о трагической судьбе марсохода Spirit, намертво застрявшего в рыхлом грунте, инженеры не рисковали направить марсоход в самую гущу песка, поэтому двигались к ближайшему месту, где со спутника рассмотрели подходящий проход.
Kimberley
Чтобы как-то разнообразить переход по равнине, иногда марсоходу позволяли сделать небольшой крюк и исследовать холмы-останцы, попадавшиеся по пути. На панораме можно увидеть результат работы щетки DRT, которой зачищалась поверхность от пыли пред началом буровых работ. Левее видно пятно оставшееся от лазерного обстрела.
За спиной марсохода виднеются слоистые отложения, оставленные песчаником, который когда-то был дном марсианского водоема. Как оказалось, практически всё, что прошел марсоход — это донные отложения в различные геологические периоды. Кратер Гейла неоднократно заполнялся водой, превращаясь в круглое 150 километровое озеро, только примеси в воде были разные, поэтому и породы откладывались разные. Собственно для изучения этих изменений марсоход сюда и направили.
Marias Pass
Спустя два года, Curiosity сошел с опостылевшей равнины и по широкой дуге стал заходить на гору. Сближение с горой открыло новые геологические слои, которые ученые бросились изучать с новой силой. Почти полгода марсоход проработал в местности Pahrump Hills, наделал скважин, настрелялся лазером вдоволь, но едва двинулся к выходу, как снова задержался для очередной скважины и "сэлфи" в небольшом каньоне Marias Pass.
В это раз для съемки инженеры выбрали нестандартный ракурс. Если раньше держали манипулятор как бы на высоте взрослого человека, то в этот раз разместили камеру на высоте около полуметра. Благодаря чему мы можем в деталях рассмотреть переднюю и нижнюю часть марсохода. На этой же панораме хорошо видна тень манипулятора, которую не удалось скрыть при помощи перекрестной съемки.
Murray Buttes
Небольшие столовые горы Murray Buttes подарили немало живописных пейзажей. Для полноты погружения рекомендуется просмотр под советский саундтрек к к/ф "Золото Маккенны".
Это нагорье стало результатом выветривания отложений, выносимых рекой из каньона на склоне горы Шарпа. До этого каньона мы еще доберемся через пару-тройку лет, а пока можем посмотреть только эти дальние отголоски древних наводнений.
Bagnold Dunes
Долгожданные темные пески, которые в течение четырех лет маячили в отдалении, наконец-то приблизились и заполонили все панорамы. Когда-то ученые спорили насколько активны эти пески сегодня, когда атмосфера Марса сильно разрежена, а пески давно могли сцементироваться и превратиться в застывшие каменные волны. Но нет, сначала со спутника рассмотрели, что дюны продолжают движение и перемещаются примерно на метр в год, а потом и Curiosity увидел движение песчаной ряби.
Песок имеет вулканическое происхождение и при определенном освещении может казаться черным с синим отливом. Хотя при близком осмотре он кажется оранжевым, так, что марсианскому спору "черно-синий VS бело-оранжевый" уже миллиарды лет.
После дюн Curiosity вплотную приблизился к одной из важных целей своего пути — Гематитовому хребту. Эта протяженная возвышенность когда-то была дном марсианской реки, и, под действием каких-то факторов на ее дне откладывалась железная руда в форме гематита. Сейчас это известно благодаря спутниковому наблюдению. Марсоход попытается найти гематит непосредственно на месте и определить причину его появления. Одна из гипотез указывает на возможность биологического участия, но пока надежных аргументов маловато.
Сейчас у всех марсоходов и спутников Марса вынужденный отпуск — между нами и ними находится Солнце, чье мощное радиоизлучение блокирует возможность связи. Поэтому пока на Земле звенят бокалы по случаю юбилея, Curiosity стоит в одиночестве на пустынной планете и работает как стационарная климатическая станция, изучающая Марс всё сокращающимся арсеналом датчиков.
А напоследок можно насладиться шуткой Андрея Бодрова — ночным Марсом.
В реальности таких панорам марсоход не делал, а ночью проводил немногочисленные наблюдения естественных спутников, Юпитера или крупных астероидов, а такую красоту ему увидеть не дано — к ночной съемке камеры не приспособлены. Да и такого живописного неба там не увидеть даже человеку. Атмосфера тонкая, но пыль ухудшает качество и яркость звезд не будет существенно отличаться от земной горной местности, а эта панорама неба получена с долгой выдержкой на Земле.
Ссылки автора сохранены
SpaceX впервые в истории повторно отправила в космос космический грузовик Dragon
Миссия CRS-11, в ходе которой к МКС был отправлен космический корабль Dragon c грузом на борту, примечательна многим. Не в последнюю очередь тем, что на МКС на этот раз отправили большое количество научного оборудования, которое позволит провести ряд интересных и нужных для науки экспериментов (их планируется провести около 250). Об этом на Geektimes уже писали.
Кроме того, эта миссия отличается от всех других тем, что к МКС был запущен космический грузовик, который уже был в космосе. Речь идет о повторном использовании космического корабля Dragon, который был ранее возвращен на Землю и восстановлен. Таким образом, SpaceX доказывает возможность удешевления полетов в космос и доставки грузов на борт МКС.
Вообще говоря, грузовик Dragon (разные корабли) побывал в космосе уже 13 раз, 11 запусков было осуществлено в рамках программы НАСА, которая носит название Commercial Resupply Services (CRS) program. Всего в рамках этой программы к МКС летает два космических грузовика. Dragon — первый, а Cygnus от Orbital ATK — второй. Но лишь Dragon пережил полет в космос, спуск на Землю и повторный полет.
Dragon состоит из герметичной капсулы, которая несет груз на станцию и забирает отходы с МКС, а также негерметичного отсека, в котором помещаются солнечные батареи. К сожалению, восстановить можно лишь саму капсулу, а вот отсек с батареями и прочим оборудованием повторно использовать нельзя — он сгорает в атмосфере при возвращении. Перед возвращением капсула отделяется от этого отсека.
Первый Dragon полетел в космос в декабре 2010 года, два раза облетев Землю и погрузившись после этого в воды Тихого океана. В мае 2012 на орбиту отправился второй грузовик, который уже полетел к МКС. Кстати, Dragon, который понес свой груз к орбитальной станции сейчас, впервые полетел в космос в 2014 году, в рамках миссии CRS-4. Запущен он был с Мыса Канаверал 21 сентября, а с МКС грузовик состыковался 23-го. 25 октября Dragon вернулся на Землю, спустившись на парашютах. Система не приземлилась, а приводнилась в Тихом океане.
После этого грузовик тщательно осмотрели и восстановили, включая замену теплового щита. Как оказалось, большинство систем Dragon сохранились в работоспособном состоянии.
Всего два месяца назад SpaceX успешно запустила в космос Falcon 9, повторно использовав первую посадочную ступень. Тогда компания отправила на орбиту спутник связи SES-10. Кстати, в ходе текущей миссии компании снова удалось вернуть первую стартовую ступень ракеты на Землю.
SpaceX пришлось пройти долгий путь для того, чтобы сделать это возможным. Сейчас возвращение ступеней ракет-носителей этой компании — уже почти что рутинная задача, но за всем этим кроется сложная, кропотливая работа инженеров, ученых, самого Маска и других сотрудников.
Изначально компания пыталась вернуть первую ступень своей ракеты на парашютах. Но ступень не выдержала вход в атмосферу, так что парашюты были бесполезны. После обновления в 2009 году конфигурация ступени была изменена. Так, двигатели Merlin-1C заменили на Merlin-1D, а также расположили двигатели не квадратом, а восьмиугольником, назвав эту конфигурацию OctaWeb.
В 2015 году была представлена финальная разработка, получившая название Falcon 9 Full Thrust. Здесь было сделано много изменений по сравнению с первыми вариантами. Одна из важнейших модификаций — сжатие жидкого кислорода при сверхнизкой температуре, что позволило заливать больший объем окислителя. Кстати, в 2016 году при заправке Falcon 9 случилась авария, в результате чего ракета взорвалась. SpaceX одновременно лишилась ракеты и груза на сумму в $200 млн. Тогда специалисты выяснили, что проблема была в тонкой переборке резервуара, которая не выдержала повышенного давления. Вообще говоря, тогда случилось сразу несколько технических сбоев одновременно, что считалось практически невозможным, что и привело к взрыву.
Ракета-носитель Falcon 9 впервые совершила плановый полет в июне 2010 года. Ну а сегодня в 00:07 по московскому времени состоялся очередной запуск, в ходе которого на МКС планируется доставить около трех тонн груза. Через 8 минут после старта первая ступень ракеты успешно приземлилась недалеко от места запуска. Космический корабль Dragon был успешно выведен на промежуточную орбиту. Этот запуск должны были выполнить еще в 2 июня, но из-за неблагоприятной погоды его пришлось перенести на 4 июня, причем решение об отмене запуска было принято за считанные минуты до старта.
Что же, осталось лишь поздравить SpaceX с очередным успехом.
Путешествие на Марс: что может случиться с космонавтом на пути к планете и на ее поверхности
Новый президент США Дональд Трамп, вопреки ожиданиям, не урезал бюджет НАСА. В целом, он оставил все, как есть, подписав бумагу о выделении средств на запланированные специалистами агентства проекты. Один из таких проектов — полет людей к Марсу и высадка первых марсонавтов. Это должно случиться не позже 2033 года.
В то время, как одни ученые разрабатывают надежные пути доставки человека на Марс, другие изучают возможные опасности, которые подстерегают астронавтов и колонистов на пути к цели. Таких опасностей много как на пути к планете, так и на ее поверхности. Последние исследования, проведенные специалистами Центра регенеративной медицины университета Уэйк-Форест показывают, что в числе прочих проблем астронавтов подстерегает угроза лейкемии и пониженного иммунитета.
Результаты более ранних исследований указывают на то, что марсонавтам станет угрожать еще и слабоумие с потерей памяти от ионизирующего излучения. С какими проблемами могут столкнуться потенциальные путешественники на Марса?
Например, полет может закончиться, толком не начавшись. Для путешествия на Марс нужна мощная ракета-носитель, аналогов которой нет. Ее разрабатывают практически с нуля. Несмотря на то, что ракету и каждый ее элемент подвергают многократным комплексным проверкам, неприятности все же случаются. Из катастроф новейшей истории космонавтики стоит упомянуть взрыв ракеты-носителя Falcon 9 из-за непредвиденного повреждения стенки из композитного материала, отделявшего горючее от окислителя. По словам Илона Маска, главы компании SpaceX, которая и разрабатывала эту ракету, авария была спровоцирована рядом совпадений, серий отказов материалов и оборудования, аналогов которым еще не было. Хорошо, что в этом случае пострадало лишь оборудование, людей на борту не было. Еще более серьезными были аварии лунной ракеты СССР "Н-1", все четыре испытания которой были неуспешными и сопровождались жертвами.
А что, если бы непредвиденные неполадки возникли на борту ракеты-носителя, отправляющейся в первый в истории человечества полет на Марс? Были бы жертвы, чрезвычайно дорогая ракета была бы уничтожена и, скорее всего, на освоении Марса в ближайшее время был бы поставлен жирный крест.
Полет к Марсу
Радиация
Хорошо, ракета взлетела, никаких проблем нет, люди направляются к Марсу. Путь к планете занимает около 9 месяцев в одну сторону, то есть это самый настоящий долговременный космический полет. А здесь человеку угрожает радиация. Дело в том, что большая часть ионизирующего излучения не доходит до поверхности Земли из-за магнитного поля нашей планеты и ее атмосферы. Чем выше, тем больше плотность излучения. Возможно, именно из-за радиации космонавт Валентин Лебедев, который провел на орбите Земли 221 день, потерял зрение.
Специалисты сравнивают защиту, предоставляемую атмосферой от ионизирующего излучения, со сталью толщиной в 1 метр. То есть через такую защиту могут прорваться лишь частицы самой высокой энергии. Что касается МКС или космического корабля, то здесь защита обусловлена лишь толщиной стенок корпуса, а это, в лучшем случае, несколько сантиметров. По мнению специалистов НАСА, космическая радиация может привести и к развитию болезни Альцгеймера.
Некоторые специалисты считают, что женщинам на Марс лучше не лететь. «Поскольку женщины в общем живут дольше мужчин, согласно прогнозу NASA, у них выше шанс получить рак за свою жизнь, будучи подверженным такому же количеству излучения, что и мужчины. Расчеты показали, что женщинам вообще не стоит лететь на Марс, поскольку кумулятивное воздействие излучения за весь срок полета превысит максимально допустимые 3% риск развития рака» — говорит Дорит Доновьел, замдиректора Национального института космических биомедицинских исследований (NSBRI).
Микрогравитация
На всем пути к Марсу человек будет находиться в условиях почти полного отсутствия гравитации минимум 9 месяцев. А это тоже проблемы для здоровья. У людей на Земле организм приспособлен к обычной гравитации, и разные системы нашего тела борются с ней, стремясь доставить кровь и другие физиологические жидкости наверх. Сразу после попадания на МКС (или ракету) эти системы продолжают действовать, так что даже внешность людей несколько меняется. Например, из-за внутричерепного давления несколько меняется форма глазных яблок.
Изменяется вкус и обоняние, ослабляются мышцы организма, включая мышцы сердца. Сильно усложняется работа вестибулярного аппарата. У некоторых людей без силы притяжения полностью исчезает или значительно ослабляется вкус и обоняние. Без физических упражнений человек теряет около 20% мышечной массы всего за пару недель.
Специалисты отмечают и проявление такого эффекта, как синдром космической адаптации. У некоторых людей при микрогравитации теряется аппетит, появляется мигрень, головокружение. Собственно, речь идет о морской болезни, которую в этом случае лучше называть «космической».
Чем дольше человек пребывает в космосе, тем больше теряется костной ткани. Из-за отсутствия привычных нагрузок кости становятся более легкими и хрупкими. Каждый месяц теряется около 1,5% костной ткани. Пока что неясно, насколько серьезна эта проблема и является ли она обратимой. Конечно, на МКС есть тренажеры, так что космонавты выполняют физические упражнения, стараясь не терять форму. Но поместится ли такое оборудование в космическом корабле, который отправится на Марс?
Позвоночник тоже страдает — увеличивается расстояние между позвонками, и человек чувствует боль. Астронавты решали эту проблему, упираясь руками и ногами в стенки станции, таким образом, позвоночник сжимался и нескольких минут хватало, чтобы ослабить боль.
Психологические проблемы
Если несколько человек запереть в ограниченном пространстве на несколько месяцев, то обязательно возникнут проблемы. Нет, необязательно это будет выражаться в конфликтах, но психика человека в такие моменты страдает. Некоторые люди могут чувствовать постоянную усталость, раздражительность, плохо спать. Из-на нарушения привычного суточного ритма, шума агрегатов и прочих факторов люди чувствуют себя не очень комфортно. Некоторым приходится даже принимать снотворное.
Еще одна психологическая проблема — оторванность от внешнего мира. Связь с Землей будет, но сигнал с удалением от планеты начнет запаздывать. Кроме того, марсианские путешественники будут четко понимать, что в случае возникновения каких-либо проблем никто не придет к ним на помощь. Люди предоставлены самим себе, что, несомненно, сильно давит на психику.
Гигиена
На МКС люди не могут принимать ванны или мыться в душе. То же самое можно сказать и относительно космического корабля, который полетит на Марс. Специальные салфетки и составы — вот, что ожидает космических путешественников на всем протяжении пути. Приходится реже менять нижнее белье, а о стирке вообще придется забыть — грязную одежду, возможно, удастся постирать уже на Марсе. Но, скорее всего, ее просто утилизируют тем либо иным образом.
Прибытие на Марс
Спуск
Итак, марсонавты, которые пробыли в пути 9 месяцев, преодолели все проблемы и прибыли к Марсу. Возникает необходимость высадки на планету. Но здесь тоже не все так просто, как может показаться. Проблема, главным образом, состоит в спуске. Дело в том, что атмосфера Марса примерно в 100 раз менее плотная, чем атмосфера Земли. Соответственно, при спуске понадобится больше сопротивления, чтобы не врезаться в поверхность на всей скорости. Тяжелые объекты набирают очень большую скорость, так что есть ограничения в массе, которую можно единоразово доставить на Марс.
Это, по мнению сотрудника НАСА Брета Дрейка, тонна (именно столько весит Curiosity). «То, как мы будем спускаться через атмосферу, остается важной задачей. С текущими методами посадки мы можем опустить на Марс только метрическую тонну. Этого недостаточно, чтобы основать колонию, для колонии нужно большее», — заявил Дрейк.
Разработчики Low-Density Supersonic Decelerator осматривают нижнюю часть системы
Он же говорит о том, что при условии необходимости основания колонии на Марсе за раз придется опустить от 20 до 30 тонн грузов. Сейчас НАСА и различные частные компании, прорабатывающие посадку на Марс, пытаются создать надежный способ опустить людей на поверхность планеты. Возможно, это будет дискообразный аппарат Low-Density Supersonic Decelerator.
Холод и голод
Если все получилось со спуском, то стоит помнить, что среднегодовая температура на Марсе составляет минус 62 градуса Цельсия. Температура от экватора понемногу снижается к полюсам. Днем на Марсе может быть жарко, а ночью — жутко холодно. На МКС тоже существует проблема значительных перепадов температур. Так, МКС нагревается до 90 градусов Цельсия, будучи обращенной к Солнцу и охлаждается до -90 на противоположной своей стороне. Ученые и инженеры нашли выход из этой сложной ситуации, добившись создания специализированных систем управления температурой.
Но проблема в том, что такие системы рассчитаны на работу в вакууме. Что касается Марса, то ученые еще думают над тем, как обеспечить комфортное существование марсонавтам или колонистам.
«Нам нужно решение, которое обеспечит лучшую изоляцию в холодных условиях и другой способ отвода тепла в горячих условиях. Скафандр в вакууме похож на термос, но скафандр на Марсе будет больше похоже на чашку кофе на кухонном столе — кофе в чашке остывает гораздо быстрее по сравнению с кофе в термосе» — заявил Дрейк.
Продукты питания для людей на Марсе — тоже проблема. Если речь идет о высадке с возвратом, то обойтись можно обычными для астронавтов продуктами питания сухой заморозки. Если же мы говорим о колонистах, то здесь придется еще и выращивать еду. Как? Пока до конца не ясно, специалисты еще работают над этим вопросом. Некоторые ученые считают, что грунт Марса с добавлением некоторых веществ можно сделать пригодным для выращивания сельскохозяйственных культур.
Во втором случае придется следить за концентрацией кислорода, выделяемого растениями, в атмосфере помещения, где живут колонисты. Слишком много кислорода — это вероятность спонтанных взрывов или даже отправления экипажа.
И снова радиация
Специалисты с кафедры радиационной онкологии Калифорнийского университета провели исследования для проверки того, как ионизированное излучение будет действовать на космонавтов на Марсе. Как оказалось, через 12-24 недель после облучения слабыми дозами ионизирующего излучения (5 или 30 доз 48Ti или 16O) у подопытных животных сохраняются признаки когнитивной дисфункции. Проблема связана с изменением дендридной структуры, изменением уровня протеина в синапсах и воспалением нервной ткани. Проблема выявлена у животных; возможно, схожая проблема проявится у человека. Есть риск того, что из-за снижения когнитивных функций у человека под воздействием ионизирующего излучения люди просто могут не справиться с управлением доверенных им систем, не выполнив научные и инженерные задачи или вообще забыв о том, что нужно делать.
Еще одно проявление воздействия радиации — это довольно высокая вероятность появления у людей лейкемии и снижения иммунитета. Причина — все та же радиация. Проблему выявили ученые Центра регенеративной медицины университета Уэйк-Форест. Они трансплантировали человеческие стволовые клетки в организм мышей и подвергли животных воздействию слабого ионизирующего излучения. Речь идет об особом типе клеток, которые называются гемацитобласты. Эти клетки дают начало всем остальным клеткам крови. Гемопоэтические стволовые клетки находятся в красном костном мозгу, который, в свою очередь, располагаются внутри полостей большинства костей.
В этом исследовании изучались гемацитобласты здоровых взрослых людей 30-55 лет. Как оказалось, под воздействием радиации способность этих клеток производить любые виды кровяных клеток снизилась на 60-80%. Кроме того, радиация привела к мутациям в генах, которые принимают участие в кроветворном процессе, что привело к снижению способности гемацитобластов производить зрелые клетки крови.
Следующим шагом была проверка работы клеток, подвергнувшихся воздействию радиации. Как оказалось, при трансплантации их мышам последние начали заболевать лейкемией. Ученые считают, что это может служить доказательством того, что космическая радиация может стать причиной появления лейкемии у людей.
В совокупности с уже упомянутым выше снижением иммунитета при долгосрочном пребывании человека в условиях микрогравитации окажет негативное влияние на успешный исход экспедиции на Марс любого типа — хоть временную высадку космонавтов, хоть прибытие на планету колонистов.
И ведь не следует еще забывать, что в первом случае людям придется еще и возвращаться на Землю, что приведет к повторному влиянию радиации, микрогравитации и других проблем, описанных ранее. Плюс ко всему, специалистам нужно найти надежный способ взлета с поверхности Марса для возвращения на Землю.
Как бы там ни было, специалисты не теряют надежды на разработку надежных мер безопасности, которые смогут защитить людей от одних опасностей и снизить негативное влияние других. В том, что ученые и инженеры верят в успешный исход путешествия может говорить и запланированный НАСА пилотируемый полет на Марс к 2033 году и планы Илона Маска на аналогичный полет и создание на соседней планете колонии.
Взято отсюда https://geektimes.ru/post/287358/
Спросите Итана: правда ли, что во Вселенной есть дыра?
Та самая предполагаемая «дыра во Вселенной» (текст на картинке: в 6-10 млрд световых лет от нас находится пустота размером в миллиард световых лет, в которой нет никакой материи, и которая не испускает никакого излучения).
Конечно, в интернете полно прекрасной и правдивой с научной точки зрения информации. Но, наверное, есть гораздо больше сайтов, предназначенных для генерации кликов и трафика без учёта научной точности, и неспециалисту иногда очень сложно определить, кто есть кто. На этой неделе наш читатель задал вопрос по поводу нарытой им в интернете картинки, приведённой выше:
Не знаете ли вы, что это? Не писали ли вы об этом ранее?
Для начала разберёмся, что же там изображено на самом деле.
Фон фотографии так богат звёздами, поскольку эти звёзды находятся в нашем Млечном пути. Да-да, в нашей Галактике диаметром 100 000 световых лет. То есть, тёмное облако, блокирующее фоновый звёздный свет, должно находиться ближе этих звёзд, поэтому ни о каких миллиардах световых лет речи не идёт. Оно гораздо ближе: этот объект – облако газа и пыли, находящийся всего в 500 световых годах от нас, и он известен, как Барнард 68. В начале XX века астроном Эдвард Эмерсон Барнард составил каталог из сотен «тёмных туманностей», известных теперь, как молекулярные облака, звёздные колыбели или глобулы. Это облака нейтрального газа, разбросанного по нашей Галактике.
Облако, о котором идёт речь, небольшое, и находится относительно близко к нам:
• Оно находится всего в 500 световых годах от нас,
• Его размер составляет примерно четверть светового года,
• Его масса примерно в два раза больше солнечной.
Поскольку нейтральный газ блокирует видимый свет, но прозрачен для волн большей длины, у вас может возникнуть вопрос, нельзя ли увидеть заслоняемые им звёзды в инфракрасном или радиодиапазоне.
Именно это и проделали при помощи различных приборов, находящихся в ведении Европейской южной обсерватории. За облаком нашли примерно 3 700 заслонённых звёзд. Более того, свойства поглощения нейтрального газа сообщили нам много сведений, включая то, что внутренность облака чрезвычайно холодная, его температура всего 16 К (-257 °C), а внешние слои глобулы говорят о наличии внутреннего распада. Дальнейший анализ показал, что его внутреннее ядро сколлапсирует в звезду примерно через 200 000 лет, а это значит, что мы будем знать, где искать достаточно близкую к нам звезду, сформировавшуюся в изоляции от других.
Так что, нет, дорогой читатель, объект на фото – явно не дыра во Вселенной. Но, что интересно, в 2007 году действительно выходила одна научная работа, рекламировавшая существование дыры во Вселенной.
Представьте, что во Вселенной действительно есть дыра, как заявлено на картинке. Если бы существовала «пустота размером в миллиард световых лет, в которой нет никакой материи, и которая не испускает никакого излучения» – как бы это проявилось? Мы бы увидели это как холодный участок в реликтовом излучении (изображение которого получили WMAP или Planck), поскольку изменение гравитационного поля, вызванное такой пустотой (технически говоря, эффект Сакса — Вольфа), привело бы к небольшому понижению температуры в космическом излучении. Но этот холодный участок должен был бы совпадать с регионом, свободным от галактик, а подтверждение этого потребовало бы глубокого и широкого наблюдения.
То, что на самом деле нашла команда Рудника, Ши и Уильямса [Rudnick, Shea and Williams], изучавших регион неба, это район космоса, в котором количество галактик на 20-45% ниже среднего, что можно объяснить несколькими способами.
Естественно, в космосе существуют места, где материи – звёзд, газа, пыли, даже тёмной материи – гораздо меньше среднего количества. С тех пор были открыты и другие пустоты сравнимые по размеру. Можно, конечно, обозвать такой регион, полностью свободный от галактик, «дырой во Вселенной», как это делают всякие репортёры и пресс-релизы. Но это может быть и нечто гораздо менее эффектное – небольшое понижение плотности по сравнению с большой долей Вселенной. И пока мы не сделаем специальную трёхмерную космическую карту интересующего нас региона (с использованием спектроскопии для подтверждения красного смещения наблюдаемых галактик), мы не узнаем в точности, как именно расположены наши галактики. Но в принципе там вообще может не оказаться никакой пустоты, тем более, региона, полностью свободного от всякой материи.
Это подводит нас к большой проблеме в передаче научной информации – поскольку указанную выше картинку увидели миллионы людей, а правильное объяснение явления и все тонкости происходящего увидят не более десятков тысяч. Что делать с людьми и организациями, активно разрушающими знание человечества? Ведь противоположность знанию – это не невежество, а недостоверная информация, притворяющаяся знанием.
Если вы доносите до мира научную информацию, ваша первая обязанность – точно описывать то, что нам известно о Вселенной. А если вы не знаете, что нам известно – вы обязаны добыть эту информацию. Я с удовольствием принимаю участие в уточнении – а вы принимайте участие, отправляя ваши вопросы. Но писатели, журналисты и другие люди, передающие информацию, должны быть дотошными и прилежными, а читатели – тщательно выбирать источники информации. Иначе никак нельзя будет провести границу между научной истиной и просто некоей информацией, результат которой вы хотите называть «наукой», вне зависимости от того, наука ли это на самом деле.
Взято отсюда https://geektimes.ru/post/286556/
Восемь наилучших мест для поиска жизни в Солнечной системе
Жизнь могла быть основана на кремнии вместо углерода, или на аммиаке вместо воды. Она могла создать информационную систему, отличную от ДНК и РНК. Она даже могла развиться по принципам, отличным от дарвиновской эволюции. Но одно качество должно быть присуще жизни в любом месте: термодинамическая неустойчивость. Без этого ничто не «живо» в нашем понимании. По сути, жизнь – это выработанная природой система для рассеивания энергии – для того, чтобы сделать что-нибудь с имеющейся у планеты энергией, будь то солнечный свет, падающий на поверхность, или химические реакции в камнях, морях или воздухе.
В учёных, разыскивающих жизнь в других местах Солнечной системы, такая мысль вселяет надежду. Большинство мест в Солнечной системе термодинамически неустойчивы. Добавив жидкий растворитель и сложную химию, вы создадите условия для жизни. Путешествия по Солнечной системе, мы находим множество окружений, в которых можно представить существование живых организмов. Если мы не обнаружим зародившейся в нашей Солнечной системе жизни где угодно, кроме Земли, это будет более странно, чем если мы её найдём.
Марс
Сегодня Красная планета – замёрзшая пустыня с такой тонкой атмосферой, что водяной лёд при нагревании испаряется, и она не может защитить поверхность от интенсивного солнечного и космического излучения. В ранней истории Марс мог быть более комфортным, там могли быть более густой воздух, приемлемая температура и текущая вода. Учёные считают, что в эти, более ранние годы, на Марсе могла возникнуть жизнь. В таком случае она может сохраняться под землёй. «Глубоко в коре ещё может существовать жидкая вода, так что, может быть, там есть примитивная жизнь, питающаяся водородом», – говорит Джонатан Люнин [Jonathan Lunine], директор Центра астрофизики и планетологии в Корнелловском университете. Существование этих организмов объяснило бы наблюдаемый в атмосфере Марса метан.
Астероиды
Крупнейшие астероиды настолько велики, что их классифицируют, как карликовые планеты. При формировании они нагреваются, в результате чего географические слои разделяются на ядро, мантию и внешний слой. Внутренний разогрев расплавляет лёд до жидкой воды, взаимодействующей с такими минералами, как оливин и пироксен, в результате чего выделяется дополнительное тепло. На самом деле, исходящее тепло может слишком сильно разогреть внутреннюю часть, и она станет слишком горячей для жизни и её предшествующих форм, по крайней мере, временно, хотя ближе к поверхности всё ещё могут происходить интересные химические реакции. «На поверхности Цереры есть минералы филлосиликаты [слоистые силикаты – прим. перев.], изменённые жидкой водой, и это очень здорово, – говорит Люнин. – Есть ли ещё внутри неё жидкая вода, нам неизвестно». Цереру сейчас изучает космический аппарат Dawn [Рассвет].
Венера
Средняя температура на поверхности Венеры составляет 460 ºC, а атмосферное давление в 90 превышает давление у поверхности Земли. Но, возможно, эта планета не всегда была такой жестокой. «Ранняя её история нам неизвестна», – говорит Пенелопа Бостон, директор Астробиологического института НАСА. «Была ли она раньше обитаема?» Да и сегодняшнее существование жизни на ней нельзя полностью исключать. Учёные исследовали возможность существования жизни в облаках Венеры. «Внутрь поступает огромное количество ультрафиолета, поэтому там происходит всяческая фотохимия», – говорит Калеб Шарф [Caleb Scharf], директор астробиологии в Колумбийском университете. «Не нужен даже фотосинтез; можно просто потреблять то, что формируется в атмосфере». В 2006-м научная группа НАСА заключила, что хотя полностью исключать возможность жизни в облаках Венеры нельзя, вероятность её существования крайне низка. Органические молекулы, не говоря уже о целых организмах, не смогли бы изолироваться от экстремальных условий на поверхности планеты, поскольку нисходящие воздушные потоки периодически стаскивали бы их ниже.
Юпитер
После того, как космический аппарат Pioneer в 1973 году прислал нам изображения Юпитера, астрономы Карл Саган и Эдвин Салпетер немного поразмышляли по поводу жизни на газовом гиганте. Атмосфера Юпитера настолько плотна и глубока, что больше напоминает океан. Соответственно, Саган и Салпентер представили себе морскую экосистему «плывунов», организмов с газовыми мешками (типа планктона), «ныряльщиков» (нечто типа рыбы) и «охотников» (вроде крупных хищников). Они подсчитали, что охотники могут вырастать до нескольких километров в длину. Их работа вдохновила Артура Кларка на рассказ «Встреча с Медузой», в котором описаны гигантская медуза, биолюминесцентный воздушный планктон и скаты размером с футбольное поле. А Бен Бова в новелле «Юпитер» описал существ, похожих на воздушные шары, и пауков, летающих на своей паутине. К сожалению, зонд Galileo, опустившись в атмосферу Юпитера в 1995 году, не нашёл никаких свидетельств существования сложной органики, необходимой для биологии.
Европа
Дёрк Шульц-Макух [Dirk Schulze-Makuch] из Технического университета в Берлине считает, что спутник Юпитера Европа – единственное место в Солнечной системе, кроме Земли, на которой может существовать сложная жизнь. Под его поверхностью существует океан и органические молекулы, которые могли соединяться в интересные комбинации. Интенсивное поле излучения Юпитера расщепляет молекулы воды на поверхности на водород и кислород, и последний может просачиваться в океан, подстёгивая химические реакции. Дёрк Шульц-Макух изучал выживание организмов в подводных гидротермальных источниках, использующих метаногенезиз. Они поглощают водород и диоксид углерода, и выделяют метан. Судя по размеру Европы – а её океан в два раза больше Земного – и большой вероятности существования на ней гидротермальных источников, учёный считает, что на спутнике есть достаточно ресурсов для поддержания пищевой системы «хищник/жертва». «Хищники будут размером с морскую креветку, и чтобы наестся, ему понадобится область размером с олимпийский бассейн», – говорит он. Но Джим Кливс, вице-президент международного сообщества изучения возникновения жизни, не так оптимистичен: «Подозреваю – это информированная догадка – что колебания энергии в ледяных мирах будут недостаточными для поддержки экосистемы с несколькими пищевыми уровнями, так что жизнь не сможет стать слишком сложной». Только зонд сможет ответить на все вопросы.
Титан
На затянутой смогом луне Сатурна энергии для жизни наберётся достаточно, несмотря на то, что средняя температура её поверхности составляет -180 ºC. Фотохимические реакции в атмосфере производят ацетилен и молекулярный водород. «При нормальной земной температуре, ацетилен и молекулярный водород – взрывоопасное сочетание», – говорит Шарф. «На Титане они реагируют, но это не взрывная реакция. Так что они могут быть основой потенциального метаболизма». Саган с коллегами опубликовали в 1986 году исследование о пребиотической химии, течение которой возможно на Титане – задолго до того, как миссия Cassini отправила зонд Гюйгенс на поверхность спутника. Зонд не был оборудован техникой для поисков жизни, но подтвердил, что жидкий метан и этан играют на Титане ту же роль, что вода на Земле. И хотя мы не нашли там свидетельств жизни, эта мысль продолжает будоражить воображение. Главный аппарат Cassini также обнаружил под поверхностью спутника океан, как на Европе.
Энцелад
Под поверхностью ледяной луны Сатурна, Энцелада, также существует океан объёмом примерно с озеро Верхнее, и с окрестностей южного полюса луны вода постоянно извергается в космос. Аппарат Cassini пролетел через этот гейзер семь раз, обнаружив песчинки кремниевого песка, а также крупицы ледяного льда с примесью песка – микстура, требующая энергичной геохимической системы на поверхности. «Единственное возможное объяснение – вода, циклически проходящая через камень на дне океана, – говорит Люнин. – Кремний вымывается из камня и попадает в горячую воду. Затем, когда вода попадает обратно в океан, она охлаждается, и кремний выпадает в осадок. Cassini продемонстрировал, что эта окружающая среда может быть обитаемой. Океан солёной воды с органическими молекулами, и вода, проходящая через горячий камень». Разрешение и диапазон работы инструментов Cassini не позволили обнаружить биомолекулы, поэтому Люнин хочет отправить ещё одну экспедицию, которая должна снова пролететь через гейзер. «Возможности поражают воображение, – говорит он. – Можно ожидать, что там есть жизнь. А если мы её там не найдём, это вызовет целый ряд вопросов. Слишком ли она маленькая? Промерзает ли океан? Является ли жизнь чем-то уникальным?»
Кометы
Кометы, хотя их размер и невелик, обладают всем необходимым для жизни. Такие миссии, как Rosetta, обнаруживали на кометах аминокислоты и глицин, а также другие органические молекулы и биологически важные элементы, например, фосфор. У комет, возможно, были радиоактивные источники энергии, по крайней мере, в отдалённом прошлом. Кроме того, на поверхности комет, проходящих близко к солнцу, периодически тает вода. Разумеется, кометы – не самые уютные прибежища для жизни. «Проблема в том, что кометы долго не живут, – говорит Люнин. – Те, что проходят близко к солнцу, и обладают такими красивыми ядром и хвостом, исчезают после десятка или нескольких сотен оборотов. Так что маловероятно, что на кометах могут сформироваться условия для поддержания жизни в течение миллиардов лет».
Многообразие планет Солнечной системы не исчерпывает все возможности. Шульц-Макух отмечает, что поскольку Земля обращается вокруг звезды класса G, мы получаем свет в видимом спектре. Это привело к появлению зрения в людях и других животных, а некоторые из животных, например, пчёлы, могут видеть даже в ультрафиолете. У существ на других планетах точно также должны будут развиться чувства, соответствующие их окружению. И это только пример того, насколько сильно они могут отличаться от привычной для нас жизни. «Я представляю себе живые плавучие острова на водных мирах с большой гравитацией, выполняющие роль циклического обращения вокруг планеты из-за отсутствия тектоники, – говорит Бостон. – Я представляю миры с одной стороной, где всегда светло, и с другой, где темно – и вся экосистема живёт в сумерках на границе дня и ночи. Я могу представить жизнь, покрывающую всю планеты. То, что мы можем представить такие необычные вещи, означает, что если мы как-то когда-нибудь наткнёмся на них, мы сможем их распознать».
Спросите Итана: возможны ли межзвёздные путешествия?
Недавно наткнулись на Geektimes на серию одноимённых статей-переводов. Тема показалась нам достаточно интересной. Решили сделать серию тематических подкастов.
Как вы думаете, возможны ли межзвёздные перелёты (для какой угодно цивилизации). По мне, так все возможные решения – это билеты в один конец...
Перевод: Вячеслав Голованов
Оригинальная статья: https://geektimes.ru/post/285274/
«Мы не можем жить без космоса»
Приятная новость появилась в начале 2016 года — российская анимационная короткометражка «Мы не можем жить без космоса» попала в шорт-лист премии «Оскар», а затем и в список финалистов. Мультфильм не выиграл статуэтку, но остался в сердцах зрителей по всему миру. В нем не найдется чего-то сверх инновационного — простая рисовка, плавное повествование, нетривиальный сюжет и отсутствие пафосных диалогов (диалогов там нет вовсе). В короткий метр уместились темы дружбы, мечтаний, стремлений, достижений намеченного и, конечно, космоса.
via GeekTimes
Хорошо разбираетесь в звездах и юморе?
Тогда этот вызов для вас! Мы зашифровали звездных капитанов команд нового юмористического шоу, ваша задача — угадать, кто возглавил каждую из них.
Переходите по ссылке и проверьте свою юмористическую интуицию!