Космонавтика

Хотя подготовка к угрозе столкновения с астероидом может показаться гипотетическим занятием, на самом деле это не так. Солнечная система по сравнению с прежними временами стала значительно спокойнее - раньше столкновения были более частыми. Но столкновение астероида с Землёй - это лишь вопрос времени. Вероятность столкновения не равна нулю.

Задача по определению момента, в который это может произойти, сравнима по сложности с задачей заставить человечество сотрудничать и подготовиться к нему.

Вот неопровержимый факт, от которого не отмахнуться ни мыслями, ни молитвами: даже скромный астероид диаметром 500 метров способен нанести мощный удар по Земле и выдать в результате более 10 гигатонн энергии.

Двухступенчатую тяжёлую орбитальную ракету-носитель от американского производителя Blue Origin ждёт первая миссия — доставка и запуск двух марсианских зондов Photon под управлением NASA. Компания Джеффа Безоса решила обойти своего конкурента SpaceX, который запустил в космос первую ракету Falcon Heavy со спортивным автомобилем на борту. Blue Origin ждёт ответственная задача с большими возможностями для космической науки. Подробности — под катом.

Разбор полёта

Невероятное количество заголовков статей о событии имели в себе одну и ту же часть: “Успех или провал?” — вокруг этой словесной конструкции могли быть еще какие-то части, но смысл был именно в этом вопросе. Давайте его раскроем.

Быстрое освоение космического пространства столкнулось с проблемой, связанной с недостаточной эффективностью современных ракетный двигателей.

В качестве решения этой проблемы предложена концепция реактивного двигателя на новых принципах работы, использующий комбинацию известных физических законов и обладающий преимуществами перед известными типами реактивных двигателей.

Статья представляет собой результаты испытания трёх модификаций реактивных двигателей на новых принципах работы и их анализ. В статье рассмотрены физические принципы работы реактивного двигателя на новых принципах, его преимущества и проблемы, возникающие при его создании.

Одно из достоинств SpaceX — способность компании очень быстро адаптировать свои космические аппараты к новым условиям. В процессе испытаний выявляется проблема — и тут же ракета перестраивается для того, чтобы эту проблему решить. Так произошло и в случае первого запуска сверхтяжёлой ракеты-носителя Super Heavy, которую Илон Маск собирается использовать для колонизации Марса.

После неудачи инженеры компании смогли обнаружить большую часть проблем, изменив конфигурацию ракеты. Среди изменений — новый метод разделения ступеней, электронная система управления вектором тяги для двигателей, а также укрепление стартовой площадки при помощи стальных листов и водяного охлаждения. Всё это привело к успеху миссии. Подробности — под катом.

Черная дыра — область пространства-времени с настолько сильным гравитационным полем, что ничто, включая свет, не может ее покинуть. Граница этой области называется горизонтом событий. В простейшем случае сферически симметричной чёрной дыры она представляет собой сферу с радиусом Шварцшильда, который считается характерным размером чёрной дыры.

Современные ученые сходятся на том, что у черных дыр нет одного четкого определения, и даже приведенное выше  — это один из вариантов. Если спросить разных ученых — астрофизиков и физиков — они подойдут к ответу с разных сторон. Общее резюме всех определений и формулировок примерно такое: масса свернула пространство и время. Черные дыры максимально компактный объект, который не демонстрирует свойств поверхности. Определяется воображаемый горизонт событий, который является условной границей между  черной дырой и окружающим ее пространством. Горизонт событий — это «область невозврата» или граница черной дыры. Свойство “не-демонстрации поверхности” имеет глубинный смысл и может привести   к более полному пониманию эволюции черной дыры.  В решении Шварцшильда, описывающем поведение черной дыры отмечается, что не смотря на наличие, радиуса Шварцшильда, входящее в решение, понятия точки центра не существует.

Для изучения черных дыр мы прибегнем к помощи  ультраметрического пространства. Подсказкой, что нам нужен именно этот тип пространств, может служить упомянутое выше замечание  о центре. В ультраметрическом пространстве любая точка внутри окружности является ее центром. Понимаемого нами центра (в обычном пространстве в обычной окружности) для внутренней области решения черной дыры нет, о чем справедливо указывается  в уравнениях решения Шварцшильда.

Илон Маск и Джефф Безос могут вынашивать многомиллиардные мечты о том, чтобы отправить миллионы людей жить на Марс, на Луну и в космические дома, но в недавно опубликованной книге можно встретить следующий совет: не делайте слишком смелых шагов.

Келли и Зак Вайнерсмит не предполагали, что будут давать этот совет, когда начали работать над своей книгой под названием «Город на Марсе». Они думали, что будут писать руководство по золотому веку космических поселений, который обещали Маск и Безос.

FIVE BY FIVE

Гигантская ракета Starship компании SpaceX готовится отправиться в космос из Южного Техаса.
18.11.2023, Стивен Кларк, Ars Technica

В сентябре 2023 года Индия стала четвёртой после СССР, США и Китая страной, достигшей поверхности Луны. Сегодня космические лидеры возрождают не только научные программы, но и планируют вернуть человека на Луну. За последние пять лет на естественный спутник Земли были отправлены шесть космических кораблей, два из которых успешно высадились и исследуют его полярные области. Разбираемся, почему про Луну забыли в 1970-х и вновь вспомнили сейчас, кто, когда и каким способом собирается её достичь и зачем всё это нужно. 

Внутри сверхсекретного военного ведомства, ответственного за защиту американских интересов в новой уязвимой области.

 08.11.2023, Джон Гертнер, The New York Times

На самом деле, эта статья должна была выйти еще полтора года назад, но в какой-то момент мне стало не до нее. Зато удалось проверить, насколько правильны мои суждения. Да еще и повод появился: совсем недавно один за одним исследователями безопасности были взломаны сразу два спутника на орбите. К счастью, эти взломы были запланированы и полностью контролировались. 

За пределами «летающих полигонов» взломов пока не происходило, но я убежден, что люди в черных головных уборах могут начать угонять спутники уже очень скоро. Могу сказать даже без особых преувеличений: человечество оказалось на пороге космического пиратства. Но не того, когда люди в скафандрах плазменными резаками вскрывают шлюз космического корабля, а такого, когда злоумышленник, покачиваясь в гамаке под пальмой, в два клика заставляет спутник превратиться в самый яркий метеор на небосводе…

Космонавтика и астрономия за последние пару десятков лет достигли очень заметного прогресса. В частности, учёные отправили в разные уголки Солнечной системы несколько зондов и космических станций, которые должны прояснить историю формирования нашей системы, узнать, возможно ли существование жизни на Европе, спутнике Сатурна, изучить различные астероиды и выполнить ещё много научных задач.

Что касается астероидов, то среди них есть реликтовые объекты, которые остались со времён до формирования Солнечной системы. Изучив их, учёные смогут прояснить процесс эволюции нашей системы и узнать, из каких «кирпичиков» она сложена. Подробности — под катом.

Почти настало время для шоу с массивной ракетой Starship от SpaceX.
SpaceX снова планирует утренний старт ракеты.
Ars Technica, Эрик Бергер, 04.11.2023

Мы продолжаем серию публикаций, посвященных отечественным патентам в сфере освоения космоса. В предыдущей статье на Хабре мы затронули тему освоения Марса. В этот раз мы поговорим о космических телескопах и отечественных патентах на них. 

Микроволновка, пенициллин, суперклей, спички, рентген, виагра — что общего у них может быть? Если вы знаете историю великих изобретений, то без труда ответите, что все эти вещи появились благодаря случайности. А вот вам другая история: о том, как шоколадный пудинг помог появиться на свет Большому Шару‑Отражателю.

3 января 2019 года китайский космический аппарат «Чанъэ-4» совершил посадку на дальнюю сторону Луны и вывел на неё луноход «Юйту». Помимо многочисленных приборов, на борту лунохода находился важный научный эксперимент, известный под названием «биологический инструмент с полезной нагрузкой (БЭП)». В течение следующих восьми дней эта полезная нагрузка проводила жизненно важный эксперимент, в ходе которого была предпринята попытка вырастить первые растения на Луне. В состав полезной нагрузки входили семена хлопчатника, картофеля, арабидопсиса и рапса, яйца мух, дрожжи и 18 мл воды, которая поддерживалась при постоянном атмосферном давлении.

Результаты этого эксперимента помогут разработать будущую биорегенеративную систему жизнеобеспечения (БСЖ), которая окажется жизненно необходимой для обитания и полётов за пределы низкой околоземной орбиты. Группа учёных из Китая недавно опубликовала исследование, в котором проанализировала эксперимент, его результаты и потенциальные последствия для будущих полётов на Луну, Марс и в другие районы дальнего космоса. По их мнению, эксперимент показал, что растения могут расти на Луне, несмотря на интенсивное излучение, низкую гравитацию и длительное интенсивное освещение.

Пару лет назад, набив руку на производстве тренажеров летательных аппаратов планетарного уровня, мы решили создать «правильный» космический корабль будущего, в котором можно воплотить современные технологии и предположить использование новых, не нарушая при этом фундаментальных законов и физических теорий.

1 ноября 2023 года космический зонд NASA Люси пролетит рядом с астероидом главного пояса Динкинешем.

Сейчас мы находимся в самом разгаре страшного сезона — Хэллоуин уже не за горами. Мало того, (28 октября) наступает полнолуние, так что самое время обсудить проблему оборотней — или, как её называют в научной литературе, ликантропический принцип.

Все мы знакомы с легендой. Оборотни в полнолуние приобретают форму волка и жаждут охоты, особенно когда добычей становятся люди. Здесь нет необходимости вдаваться в подробности. Более подробную научную информацию можно найти у Вагнера, 1941, Лэндиса, 1981, и, особенно в отношении поражения молодых жертв, в Дэниела, 1985.

Гипотезы о научных основах изменений многочисленны, но, к сожалению, эмпирические исследования немногочисленны. (И это неудивительно, учитывая уровень смертности среди наблюдателей). Медицинские журналы время от времени публикуют спекулятивные работы по биологии ликантропического превращения, но, опять же, достоверных данных мало. Эта проблема усугубляется тем, что полученные после смерти особи возвращаются в человеческий облик, что необратимо изменяет ДНК и биохимию всех извлечённых образцов.

О добыче полезных ископаемых в космосе сейчас говорят много и часто. Но говорить — одно, а вот добывать ресурсы на астероидах или где-то ещё — совсем другое. В течение нескольких лет различные стартапы разрабатывали технологии по добыче, и сейчас некоторые из них готовы представить хотя бы предварительные планы. Что это за планы, какие объекты планируют осваивать и насколько всё это реально, обсудим под катом.