«Вояджер 2» спустя 8 месяцев молчания
(НАСА восстановила связь)
(НАСА восстановила связь)
Cпутники Урана схожи с карликовыми планетами
Уран обладает спутниковым семейством состоящим из, по меньшей мере, 27 спутников. Среди них особенно выделяются пять крупных лун (Титания, Оберон, Ариэль, Умбриэль, Миранд), имеющих шарообразную форму. Пока что они посещались лишь аппаратом «Вояджер-2» в 1986 году, поэтому знания астрономов об этих телах содержат множество пробелов. Но, как оказалось, даже дистанционные наблюдения могут пролить свет на некоторые особенности их строения.
https://www.mpia.de/news/science/2020-12-uranusmoons?c=2285
В журнале Astronomy & Astrophysics была опубликована статья, посвященная неожиданному открытию, сделанному коллективом немецких ученых. Что интересно, изначальной целью исследования были вовсе не спутники Урана. Астрономы изучали влияние ярких инфракрасных источников на детектор камеры PACS, установленной на космическом телескопе Hershel. Для этого они выбрали снимки, на которых был запечатлен Уран. В дальнейшим ученые обратили внимание на то, что Hershel также удалось зафиксировать инфракрасное излучение от пяти крупнейших спутников Урана. Заинтересовавшись, они провели анализ имеющихся данных.
Исследование показало, что крупнейшие спутники Урана на удивление хорошо удерживают тепло и сравнительно медленно остывают. По словам астрономов, в этом плане они схоже с карликовыми планетами вроде Плутона и Хаумеа, обладающими шероховатыми ледяными поверхностями.
Что касается внешних спутников Урана, большинство из которых движутся по ретроградным орбитам, то их характеристики серьезно отличаются и напоминают небольшие транснептуновые объекты. По мнению ученых, это подтверждает предположение, что они сформировались не вместе с планетой, а в какой-то момент были захвачены ее гравитацией.
https://universemagazine.com/?p=20760Изучение космического пространства
АВТОР: MIXAIL · 17 СЕНТЯБРЯ, 2020
«Мы всего лишь развитые потомки обезьян на маленькой планете с ничем не примечательной звездой. Но у нас есть шансы постичь Вселенную. Это и делает нас особенными»
Стивен Уильям Хокинг
Северное сияние с борта Международной космической станции
Первые шаги
Астрономия — одна из самых древних естественных наук, изучающая от нашего Солнца до далеких звезд, от нашей планеты Земля до дальних экзопланет.
В 7 веке до нашей эры появлялись первые астрономические наблюдения; земледельцы должны были наблюдать за сменами сезонов года, а египтяне жили по лунно-звёздному календарю.
Появлялись первые астрономы, которые во тьме наблюдали за далекими звездами и нашим солнцем. Среди них были: Птолемей, Демокрит и Архимед.
После падения величественной Римской Империи астрономия и многие другие науки, оставались в застое на протяжении пару сотен лет.
Календарь из гробницы Сенмута
Николай Коперник — математик и астроном польского происхождения, родился в самом конце средних веков (1473г).
Его труды стали фундаментом изучения нашей солнечной системы и орбитальной механики. Труды работ Коперника читал Ньютон, Кеплер и Джордано Бруно. На тот момент Коперник был наряду с Леонардо да Винчи, жившие в одну эпоху, они протаптывали дорогу для будущих ученых.
В 1543 году вышла книга «Об обращении небесных сфер» , где подробно было расписано о гелиоцентрической системе мира. В своём труде Коперник твердо заявлял, что знания — это не старые книги, а изучение природы.
ГЕЛИОЦЕНТРИЧЕСКАЯ СИСТЕМА МИРА
От Ньютона до Эйнштейна
Исаак Ньютон — английский математик, физик, астроном, один из создателей классической физики. Закон всемирного тяготения, три закона механики, теория света, основы физической оптики — это все Ньютон. На то время законы Ньютона были применимы ко всему что доступно человечеству, им подчиняется вся классическая физика.
Первый свой труд опубликовал в 1680 году «Математические начала натуральной философии» (редко встречается русская версия перевода). В данном труде он изложил закон всемирного тяготения и 3 закона механики. При написании своего труда он минимизировал философию и «сырые» рассуждения ( не хотел подавать пример Платона) , вместо общая структура и порядок книги построен чисто научно.
Ньютон проводил свои наблюдения с помощью улучшенного телескопа, по сравнению с телескопом Галилея. Но, к сожалению, Галилей так и не смог воплотить многие свои планы в жизнь, из-за присмотра инквизиции, в этом случае Ньютону везет больше.
Титульный лист «Математических начал натуральной философии»
Прошло 200 лет после смерти Ньютона, за это время знания по астрономии росли за счет новых открытий другими выдающимися учёными (Ф.Бессель,Ф.Аргеландер,Я.Каптейн). В 19 веке появляются новые астрономические наблюдения, а триумф этих работ — открытие Нептуна, который не соответствовал расчётам по законам Ньютона.
Но уже к началу 20 века многие умы мира думали, что физика уже исчерпана и множество важных открытий уже сделано.
Фотография Нептуна и его колец
Сфотографировал «Вояджер-2»
В 1915 году появляется величайший труд современной физики — «Теория относительности». Альберт Эйнштейн — учёный, один из основателей современной теоретической физики, который оспаривал труды Ньютона и предлагал альтернативные методы решения . На тот момент была достаточная часть учёных, которые не верили в «Теорию относительности», среди них был Никола Тесла. Многие в интернете пишут,что Тесла просто не понял «Теорию относительности», возможно это так, но верного ответа на этот вопрос все равно мы не узнаем. Тесла был закрытой личностью и в основном был инженером-электриком.
«Орбита планеты»
Красная линия — решения по Ньютону
Синяя — решение по Эйнштейну
Желтая точка — звезда
Синяя точка — планета
Все же «Теория относительности» была принята научным сообществом и наблюдения чётко сходятся со всеми расчетами, которые поначалу отрицали чуть более ста лет назад. Сейчас значительно меньше людей, которые отрицают «Теорию относительности», чем это было раньше. На данный момент её преподают в университетах, также она является неотъемлемой частью в астрономических наблюдениях и расчетах.
Размышляем над будущем
Под конец этой статьи, я хочу поразмышлять о будущих открытиях человечества. На данном этапе, люди изучили и продолжают исследования в области ионных двигателей, ядерной энергетики, астрофизики и многих других вещей. Мы не владеем достаточными технологиями для изучения нашей вселенной. Человек ещё не эволюционировал, чтобы постичь нашу необъятную вселенную, но мы способны изучить свою солнечную систему, колонизировать её, добывать на других планетах ресурсы и перестать быть зациклены на одной планете.
Мексика с борта Международной Космической Станции
Я предполагаю, что через лет 15 человечество сможет добраться и высадится на Марс. Процедура и миссия очень сложны для выполнения, тем более кроме Луны мы никуда не летали (имеется ввиду пилотируемые миссии) . Для этого потребуются годы проверок на безопасность и тесты.
Наука не зациклена только на Марсе, есть десятки других сфер, в каждой из них люди могут реализовать свои таланты и способности. Карл Саган, Илон Маск, Сергей Королев — все эти люди начинали с научной фантастики, черпали вдохновение и строили планы на будущее. Замотивировав себя, работая в одной команде, человечество способно на грандиозный прогресс, осваивая космическое пространство. Возможно, популяризация науки сыграет важную роль в этом масштабном деле — освоение космоса.
Астронавт Эдвард Уайт во время первого выхода в открытый космос выполнил во время полета Gemini 4
Забытый: почему нам стоит поближе взглянуть на систему Урана?
АВТОР: МАРК РОМАНОВ · 3 СЕНТЯБРЯ, 2020
Каков самый интересный факт, который известен об Уране? Тот, что ось вращения этой планеты имеет наклон, не характерный для других планет Солнечной системы? Или что магнитное поле Урана смещено относительно центра планеты и заметно наклонено относительно её оси? Или то, что все спутники гиганта названы в честь персонажей произведений Шекспира или Александра Поупа?
Все эти факты (за исключением последнего) являются выводами из очень ограниченного набора данных, большая часть которых была собрана в 1986 году – во время пролёта аппарата “Вояджер-2” мимо Урана. С тех пор информация об этой планете собиралась лишь с помощью земных телескопов. Конечно, их разрешающая способность растёт, но этого недостаточно: с помощью этих инструментов мы смогли лишь слегка приоткрыть завесу тайны над тем, что в действительности скрывает ледяной гигант.
Однако есть надежда, что такое положение дел не останется неизменным. Научные сотрудники Института SETI доктор Ричард Картрайт и доктор Хлоя Беддингфилд при поддержке целой сотни исследователей выпустили в свет документ, который призывает научное сообщество обратить внимание на Уран и отправить к нему большую научную космическую миссию стоимостью в 1 миллиард долларов. Учёные предлагают разработать и запустить её в течение следующего десятилетия. Это позволит использовать гравитационный манёвр около Юпитера – а такая возможность выпадает нечасто.
Для того чтобы добраться к Урану, аппарат “Вояджер-2” использовал гравитационные манёвры у Юпитера и Сатурна
https://arxiv.org/abs/2007.07284
Гравитационный манёвр в такой миссии будет нести сразу два преимущества. Первое заключается в том, что с его помощью космический аппарат сможет быстрее добраться до своей цели. Таким образом, у него получится провести больше времени за своей непосредственной работой, сбором научных данных. Второе преимущество состоит в том, что у исследователей возникает возможность отправки аппарата как раз к моменту равноденствия для Урана. Наблюдение такого уникального для ледяного гиганта события позволило бы научной группе собрать большое количество уникальных данных. В другой момент получить их попросту не удалось бы.
Однако, учёные имеют интерес не только к самой планете. Многие спутники Урана представляют собой уникальные миры и также заслуживают внимания. Аппарату “Вояджер-2” удалось открыть десять новых спутников Урана (в дополнение к пяти уже известным). Дальнейшие наблюдения увеличили количество известных спутников до 27. По количеству лун Уран является третьей планетой в Солнечной системе после Сатурна и Юпитера.
На изображении видны кольца Урана и часть из 27 его спутников
Спутники Урана обычно делят на три группы. В первой группе находятся самые крупные; их всего пять, а самый большой из них – Титания. Вторая группа состоит из девяти нерегулярных спутников. Вероятно, они были захвачены гравитационным притяжением планеты. Третья группа – это так называемые внутренние спутники. Их всего 13 и они тесно связаны с кольцами Урана.
Самые крупные спутники – Миранда, Ариэль, Умбриэль, Титания и Оберон – скорее всего, состоят из смеси горных пород и водяного льда. Потенциально, они могут обладать подповерхностными океанами, похожими на таковые у спутника Сатурна Энцелада и спутника Юпитера Европы. Такие океаны могут оставлять на их поверхности следы тектонической или криовулканической активности. Миранда и Ариэль имеют некоторые признаки такой деятельности: их поверхность довольно молода (по геологическим меркам). Её снимки имеют относительно низкое разрешение, поэтому одной из задач предлагаемой миссии должна стать съёмка поверхности крупных спутников в высоком качестве. Это позволит учёным улучшить понимание геологических особенностей лун Урана, а также определить возраст их поверхности (благодаря оценке количества кратеров на ней).
Снимок Миранды, сделанный аппаратом “Вояджер-2”
Если у спутников Урана действительно имеются подповерхностные океаны, то они попадут под пристальное внимание астробиологов. В их списке уже числится Энцелад, который, по словам Картрайта, очень схож с Мирандой.
Но Миранда – не единственное интересное место в системе Урана. Один из внутренних спутников гиганта – Маб – вращается вокруг планеты в пылевом кольце, которое “подпитывается” материалом этого небольшого космического тела. Похожий материал может быть найден и на более отдалённых спутниках: Титания и Оберон, вероятно, покрыты пылью, пришедшей от нерегулярных лун Урана. Предлагаемая учёными миссия может пролить свет на подобного рода взаимодействия в спутниковой системе планеты.
Оберон
Чтобы узнать больше о системе Урана, космическому аппарату потребуются продвинутые инструменты для сбора данных. Доктор Картрайт утверждает, что основных научных приборов должно быть три: работающая в оптическом диапазоне камера, магнитометр и спектрометр-картограф ближнего инфракрасного диапазона.
В дополнение к красивым фотографиям спутников Урана, камера позволит сделать снимки поверхности в высоком разрешении. Она поможет дать представление об активности на поверхности лун, а также позволит наблюдать за сезонными изменениями на самом Уране.
Магнитометр позволит исследователям изучить взаимодействие между спутниками и необычным магнитным полем Урана. Его также можно использовать для поиска подповерхностных океанов путём обнаружения индуцированных магнитных полей в недрах крупных лун. Магнитометр аппарата “Галилей” использовал этот метод для поиска океанов солёной воды на спутниках Юпитера. Лаборатория реактивного движения NASA (JPL) как раз недавно разработала сверхчувствительный магнитометр, который (потенциально) может быть использован в таком проекте.
Самый чувствительный магнитометр из разработанных на сей день
Спектрометр-картограф ближнего инфракрасного диапазона – стандартный инструмент для любой современной научной космической миссии. Это инструмент даст ответ на вопрос о том, какие молекулы присутствуют на поверхности спутников Урана. В частности, с его помощью могут быть получены сведения об углекислом льде и аммоний-содержащих материалах, которые уже были найдены на некоторых из лун. Изучение этих веществ поможет больше узнать о возможности существования жизни на этих спутниках.
Когда Картрайта спрашивают о том, почему налоги простых американцев должны быть потрачены на изучение астробиологического потенциала спутников Урана, а не каких-либо других тел, он даёт две причины не сомневаться в этом решении.
Первая из них состоит в том, что наши данные об Уране до безобразия скудны – и большая часть из них была собрана собрана в миссии 30-летней давности. Всего одна космическая миссия, подобная “Кассини”, увеличила бы наш багаж знаний об одной из наименее изученных планет Солнечной системы экспоненциально.
Вторая причина заключается в том, что миссия в систему Урана даст гораздо более широкий спектр научных данных, чем это могла бы дать миссия только к одному из его спутников. В системе 27 неизученных лун и сама планета, с её кольцами и странной магнитосферой. Возможно, Уран имеет больше спутников, чем мы смогли открыть. Всего один орбитальный аппарат мог бы собрать данные обо всех особенностях системы.
Последнее изображение Урана, сделанное аппаратом “Вояджер-2” во время пролёта 1986 года
Доктор Картрайт также отмечает, что в последнем научном обзоре на десятилетие миссия в систему Урана имеет третье по приоритету место. Впереди него только Mars 2020 (запуск которой уже состоялся) и Europa Clipper (которая сталкивается с различного рода трудностями). Уран на очереди: команда учёных надеется, что миссия к этой планете станет следующим большим проектом NASA.
Если агентство даст добро, то у разработчиков будет промежуток времени в четыре года (с 2030 по 2034), в ходе которого они смогут использовать гравитационный манёвр около Юпитера, чтобы добраться до цели. С помощью самой большой планеты Солнечной системы космический аппарат может прилететь к Урану в начале или середине 40-х годов. Достаточно времени для того, чтобы освежить в памяти произведения Шекспира: вдруг понадобится дать имена ещё нескольким спутникам?
Источник https://www.universetoday.com/147191/the-moons-of-uranus-are...
Сегодня речь пойдет о таких космических аппаратах как Вояджер-1 и Вояджер-2, и буквально на днях вышла серия статей, где подтвердились данные о том, что теперь и зонд Вояджер-2 вышел в межзвездную среду.
Вояджеры, их называют еще близнецами.
Все началось с того, что ученые рассчитали, что в период с 1976 по 1979 год была уникальная возможность, которая возникает лишь раз в 176 лет! это возможность для запуска космического зонда вблизи четырех крупных планет без больших затрат топлива, то есть с использованием вместо этого гравитационного маневра.
Планеты располагались таким образом, что можно было использовать гравитацию одной планеты для полета зонда дальше к следующей планете.
Вояджер -2 был запущен в космос 20 августа 1977 года, а вояджер-1 чуть позже, 5 сентября того же года.
«Вояджер-1» ограничивался посещением Юпитера и Сатурна, что дало возможность с близкого расстояния исследовать спутник Юпитера Ио и спутник Сатурна Титан.
Однако, при этом дальнейшая орбита Вояджера-1 не проходила рядом с другими планетами.
И в запасе у ученых был зонд Вояджер-2. Он двигался с меньшей скоростью, поэтому было принято решение, чтоб вояджер-2 пролетел рядом с четырьмя планетами гигантами солнечной системы: Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун.
На данный момент Вояджер-1 самый удаленный от нашей планеты объект, созданный человеком и до недавнего времени он был быстрейшим космическим аппаратом.
А «Вояджер-2» является первым и пока единственным зондом, который смог нанести визит сразу четырем планетам-газовым гигантам Солнечной системы: Юпитеру, Сатурну, Урану и Нептуну.
Последняя научная задача, которая стояла перед «Вояджером-1» — было исследование окраин гелиосферы, ограничивающей её гелиопаузы и находящейся за этой границей области межзвёздной среды.
И вот уже с января по начало июня 2012 года датчики «Вояджера-1» начали фиксировать рост уровня галактических космических лучей на 25 %. Эти данные указали учёным, что «Вояджер-1» приближается к границе гелиосферы и вскоре выйдет в межзвёздное пространство.
28 июля на расстоянии около 121 а.е. от Солнца датчиками «Вояджера-1» было зафиксировано резкое снижение числа частиц и космических лучей, относящихся к гелиосфере, с одновременным повышением уровня галактических космических лучей межзвездной среды. Вскоре показания вернулись к прежним значениям. Такие изменения происходили пять раз, и после 25 августа возврата к прежним значениям больше не было.
Это означало, что «Вояджер-1» стал первым зондом, передавшим информацию об условиях, царящих в межзвёздной среде.
И уже в декабре 2018 года специалисты НАСА заявили о том, что Вояджер вслед за своим «близнецом» — «Вояджером-1» — вышел за пределы гелиосферы.
Данные с «Voyager 2» подтвердили полученную ранее информацию от «Voyager 1» о существовании удивительно четкой границы перехода в межзвездную среду.
Зонды показали, что в норме примерно 70% галактических космических лучей отклоняются нашей гелиосферой, то есть радиация за пределами гелиосферы заметно выше, чем внутри, образно говоря мы находимся в пузыре, который нас защищает от сильного космические излучения.
Когда вояджер-1 пересекал гелиопаузу, он обнаружил, что некоторые высокоэнергичные межзвездные частицы вместе с внешним магнитным полем проникают немножко внутрь гелиосферы. Получается, что граница гелиопаузы не очень тонкая, и там есть какие-то структуры с заметной толщиной.
Но вот у Вояджера -2 результаты оказались иными, в его случае гелиопауза была достаточно тонкой, он ее пересек меньше чем за сутки, а снаружи от нее он обнаружил поток частиц солнечного происхождения, а не межзвездного, что было установлено по значениям их энергий, которые оказались ниже ожидаемых.
То есть рядом с «Вояджером-1» межзвездные частицы двигались внутри гелиопаузы, а «Вояджер-2» заметил солнечные частицы снаружи. Это все данные прямых измерений.
На самом деле эти космические аппараты сделали огромный шаг вперед в освоении космоса.
Но есть и печальные моменты, на многих сайтах можно найти информацию якобы вояджеры вышли за пределы солнечной системы, покинули солнечную систему и т.д.
И их не смущает, что NASA прямо утверждает: в ближайшие 30 тысяч лет из Солнечной системы эти космические зонды вряд ли выйдут.
Считается, что граница нашей солнечной системы находится за внешним краем Облака Оорта, где находятся небольшие объекты, которые подвержены воздействию гравитации нашей звезды.
Ширина Облака Оорта точно не известна, но, по оценкам ученых, она начинается на расстоянии около 1000 астрономических единиц от Солнца и простирается примерно до 100 000 астрономических единиц. «Voyager 2» потребуется около 300 лет, чтобы достичь внутреннего края Облака Оорта, и, возможно, 30 000 лет, чтобы выйти за его пределы.
Конечно, «Вояджеры» не будут работать вечно. С 2020 года их системы продолжат отключать из-за нехватки энергии, где-то после 2025-го они уже не смогу связываться с Землей.
Каждый из аппаратов оснащен сразу тремя радиоизотопными термоэлектрическими генераторами, мощность которых на момент запуска составляла 470 Ватт. Сейчас из-за полураспада мощность уже ниже — около 300 Ватт. С течением времени она будет падать.
Источники:
Вояджер 1,2 онлайн: https://voyager.jpl.nasa.gov/mission/status/
Статьи: https://www.nature.com/articles/s41550-019-0920-y
https://www.nature.com/articles/s41550-019-0929-2
https://www.nature.com/articles/s41550-019-0928-3
https://www.nature.com/articles/s41550-019-0927-4
https://www.nature.com/articles/s41550-019-0918-5
Др. источники:
https://www.nasa.gov/press-release/nasa-s-voyager-2-probe-en...
https://phys.org/news/2019-11-voyager-illuminates-boundary-i...
https://phys.org/news/2019-11-voyager-interstellar-space-sci...
https://www.sciencedaily.com/releases/2019/11/191104112823.h...
https://hi-news.ru/space/voyadzher-velichajshaya-iz-kosmiche...
https://in-space.ru/podtverzhden-perehod-voyager-2-v-tsarstv...
Космический аппарат "Вояджер-2" спустя более чем 40 лет после запуска вышел в межзвездное пространство и передал оттуда первые данные, сообщило НАСА.
"Вояджер-2" покинул гелиосферу — "защитный пузырь из частиц и магнитных полей, созданный Солнцем", говорится в сообщении. Аппарат вошел в межзвездное пространство на расстоянии 18 миллиардов километров от Земли, далеко за орбитой Плутона, еще 5 ноября 2018 года. Еще год понадобился на то, чтобы собранная информация достигла Земли и была расшифрована специалистами.
В понедельник в журнале Nature Astronomy вышли пять посвященных событию статей, каждая из которых описывает результаты с одного из пяти приборов аппарата — детектора магнитного поля, двух регистраторов частиц в различных энергетических диапазонах и двух приборов для изучения плазмы — газа, состоящего из заряженных частиц.
"Совокупность этих результатов помогает нарисовать картину этой космической "прибрежной полосы", где заканчивается окружающая среда Солнца и начинается огромный океан межзвездного пространства", — отмечает НАСА.
Межзвездное пространство, как и гелиосфера, содержит плазму, хотя и более холодную и плотную, чем в гелиосфере, а также космическое излучение. Ранее за пределы гелиосферы выходил лишь один космический аппарат — "Вояджер-1", и данные с него помогли понять, что гелиосфера защищает Землю от примерно 70% межзвездной радиации.
"Вояджер-2" подтвердил, что между гелиосферой и межзвездным пространством есть достаточно четкая граница. При пересечении этой невидимой линии резко снизилось число регистрируемых частиц гелиосферы и резко выросли показатели межзвездной радиации. "Эти данные и подтвердили, что межпланетный аппарат вошел в новую область космоса", — сообщает НАСА.
Оба "Вояджера" находятся сейчас в своего рода переходной зоне, которая еще не свободна от вещества гелиосферы. Важно, что второй "Вояджер" подтвердил показания первого, поскольку оказался в межзвездном пространстве в другом месте и в другое время 11-летнего солнечного цикла. Теперь ученые знают, что данные "Вояджера-1" не относятся лишь к конкретному месту и времени его вхождения в межзвездное пространство.
Первоначальной целью обоих "Вояджеров" было исследовать Юпитер и Сатурн. Кроме того, "Вояджер-2" осуществил пока что единственный в истории пролет мимо Урана и Нептуна. В конечном итоге оба аппарата покинули границы Солнечной системы. "Вояджер-1" сейчас находится на расстоянии 22 миллиардов километров от Солнца, а "Вояджер-2" — в 18,2 миллиарда километрах. Свету Солнца требуется 16,5 часа, чтобы достигнуть "Вояджера-2", тогда как до Земли он идет всего восемь минут.