Ики РАН + Космос

В ночь на 2 октября 2021 г. (02.34 МСК) состоится первый из 6 пролётов Меркурия КА BepiColombo. Миссия была запущена ещё в 2018 г., а на финальную орбиту вокруг планеты КА выйдет в декабре 2025 г. За это время можно улететь гораздо дальше, например, до Сатурна лететь 9 лет. А BepiColombo совместной миссии ESA и JAXA вот уже четвёртый год нарезает эллипсы между планетами земной группы. Как так получается? Подсказка, — сама миссия названа в честь итальянского учёного Джузеппе Коломбо, который и разработал теорию гравитационного манёвра.

За это время BepiColombo будет использовать Землю (1), Венеру (2), да и сам Меркурий (6) для совершения в общей сложности 9 гравитационных манёвров и постепенного замедления без больших затрат топлива. Это и показано в коротком видео ESA (2 мин). Сегодня ночью КА пролетит Меркурий, чуть замедлившись, ему предстоит совершить ещё 5 таких сближений, и только с последним он сбросит скорость настолько, чтобы окончательно остаться на орбите Меркурия.

Если бы BepiColombo летел к Меркурию напрямую, ему бы пришлось потратить больше топлива на торможение и борьбу с гравитацией Солнца для стабилизации орбиты, чем для миссии к Плутону. Но времени он зря не теряет, постоянно проводя исследования всех пролетаемых объектов, — буквально в августе он пролетел мимо Венеры, мы даже писали о сонификации полученных с него данных гравитационного (https://t.me/realprocosmos/694) взаимодействия и воздействия солнечного ветра (https://t.me/realprocosmos/710). Кстати, есть на его борту и научные приборы разработки ИКИ РАН. Пожелаем Bepi удачи!

Источник видео: ESA

Несмотря на невидимость чёрных дыр, их местоположение можно определить по области неба, которая остаётся тёмной на фоне других ярких источников. Такое пятно называют тенью чёрной дыры (black hole shadow). Размеры теней чёрных дыр на космологических расстояниях (миллиарды световых лет) исследовали сотрудники ИКИ РАН. Полученные результаты можно использовать для определения космологических параметров и уточнения модели эволюции Вселенной.

Основная проблема в наблюдении тени чёрной дыры — её крайне малый угловой размер. Но в работе сотрудников ИКИ РАН изучаются тени чёрных дыр на космологических расстояниях — в миллиарды световых лет. На таких дистанциях лучи из окрестности чёрной дыры искривляет расширение Вселенной. В результате видимый угловой размер тени чёрной дыры увеличивается до уровня, достаточного для наблюдения в телескопы следующего поколения. Например, космическая обсерватория Джеймса Уэбба и российская «Миллиметрон» имеют на порядок более высокое угловое разрешение, чем необходимо для обнаружения таких объектов.

Сотрудники ИКИ РАН Геннадий Бисноватый-Коган и Олег Цупко получили связь ожидаемого углового размера тени с красным смещением. Оно обычно используется для измерения удалённости объекта в расширяющейся Вселенной (чем больше красное смещение спектра, тем больше расстояние до объекта). Ими было показано, что в определённых условиях размер тени чёрной дыры на большом красном смещении может быть сравним с размером тени чёрной дыры в центре нашей Галактики, то есть вполне наблюдаем для измерения нужных характеристик. На основе полученной корреляции учёные предложили использовать тень чёрной дыры в качестве ещё одной «стандартной линейки» в космологии (standard ruler). Их научная статья была недавно опубликована в журнале Classical and Quantum Gravity.

«Стандартной линейкой» в космологии называются астрономические объекты с известным расстоянием до них. Измеряя видимый угловой размер этого объекта на небе, можно определить расстояние от него до Земли. Например, использование сверхновых типа Ia позволило обнаружить ускоренное расширение Вселенной и привело к открытию темной энергии. В случае с тенью черной дыры, ее линейный размер определяется массой чёрной дыры. Поделив его на наблюдаемый угловой размер тени, можно определить и расстояние до самой чёрной дыры. Также расстояние до чёрной дыры можно вычислить по красному смещению спектра излучения из окрестностей чёрной дыры. Раз у нас есть два способа изменения, полученные данные можно сравнить, если они совпадут — используемая нами космологическая модель правильная. Если результаты разойдутся, то потребуется скорректировать параметры модели.

Источник.

У Венеры столпотворение! Вчера пролетел Solar Orbiter, а сегодня — BePe Colombo. Colombo пролетел гораздо ближе и, между прочим, «набит» нашими приборами от ИКИ РАН.

Solar Orbiter (SolO) — автоматический космический аппарат для исследования Солнца, разработанный ESA (Европейское космическое агентство) при участии NASA. Землю и Венеру он использует для гравитационных манёвров, которые позволят аппарату сэкономить топливо при выходе на запланированную орбиту. Она будет гелиоцентрической с большим наклонением и перигелием (ближайшей к Солнцу точкой) внутри орбиты Меркурия.

А BepiColombo — это уже совместная автоматическая космическая миссия ESA и JAXA (Японское космическое агентство) по исследованию Меркурия. Он запущен 20 октября 2018 года. А выход на орбиту у Меркурия планируется 5 декабря 2025 года, после пролёта Земли, двух пролётов Венеры, и шести пролётов Меркурия.

Когда BepiColombo выйдет на орбиту планеты, он разделится на два: Mercury Planetary Orbiter и Mercury Magnetospheric Orbiter. Как раз в Mercury Planetary Orbiter, который принадлежит ESA, и стоят несколько российских приборов:

— МГНС («Меркурианский гамма и нейтронный спектрометр»), который, в частности, измеряет отношения калия к торию. Сопоставление этой величины с показателями других планет земной группы, а также других данных позволит лучше узнать процессы образования и эволюции планеты. Разработка ИКИ РАН.

— PHEBUS (Probing of Hermean Exosphere by Ultraviolet Spectroscopy) — ультрафиолетовый спектрометр для измерения состава и динамики экзосферы Меркурия. Головной разработчик — Национальный центр космических исследований Франции. ИКИ РАН создал для него входной оптический блок с системой наведения прибора в заданном направлении. Также в разработке участвует Япония.

— PICAM (Planetary Ion Camera) — панорамный энерго-масс-спектрометр положительно заряженных ионов в комплексе SERENA (Search for Exospheric Refilling and Emitted Natural Abundances). Это совместная разработка учёных Австрии, Франции и России, главная задача которой — исследование потока ионов с поверхности планеты и солнечного ветра в магнитосфере Меркурия. Эксперимент позволит определить химический состав грунта Меркурия, а также изучить физические процессы взаимодействия поверхности с частницами солнечного ветра. Предполагается, что прибор позволит разобраться, существует ли у Меркурия ионосфера, прояснит структуру магнитосферы и особенности её взаимодействия с солнечным ветром, поможет установить, как происходит конвекция плазмы вблизи планеты, . Вклад ИКИ РАН — разработка электронно-оптической схемы.

Издание «Лайф» совместно с «Pro Космос» взяли интервью у директора Института космических исследований Российской академии наук Анатолия Петруковича. Нас в первую очередь интересовали подробности про новый многоцелевой модуль МКС «Наука».

Под руководством Анатолия Алексеевича проводятся многие космические исследования на орбитальных аппаратах, так что про «Науку» он знает практически всё. Нас интересовало, что будет происходить в новом российском модуле, что с ним станет после завершения работы Международной космической станции и зачем снимать фильм на орбите.

Все подробности вы можете узнать (внезапно!) на сайте Роскосмоса: https://www.roscosmos.ru/32132/

«Pro Космос» благодарит за содействие ИКИ РАН, издание Life.ru и лично обозревателя отдела науки и технологий «Лайфа» Адель Романенкову. Мы готовились к интервью вместе с Аделью, но не смогли подключиться, а она всё сделала на высшем уровне!

Если вы хотите посмотреть видеоверсию интервью, то она доступна на канале Адель:

Ранний Марс, вероятнее всего, обладал достаточно мощной гидросферой. Однако сейчас из-за малого атмосферного давления вода может существовать на Красной планете лишь в виде льда или водяного пара, причем в последней форме она довольно легко «уходит» в космос. На высоте больше 50 км углекислотная атмосфера больше не задерживает ультрафиолетовое излучение Солнца, и оно разбивает молекулы воды. Образовавшиеся атомы водорода диссипируют в открытый космос.

На протяжении длительного периода времени ученые полагали, что этот процесс является равномерным и скорость потеря воды не зависит от времени года. Однако данные, полученные при помощи установленного на борту аппарата Mars Express инфракрасного спектрометр SPICAM, рисуют гораздо более сложную картину.

https://www.roscosmos.ru/30446/

Особенность SPICAM заключается в том, что он способен исследовать газовую оболочку «на просвет», наблюдая, как солнечный свет просвечивает через слой атмосферы на краю планетного диска. Это позволяет изучать распределение молекул водяного пара на разных высотах.

Обработав данные SPICAM за восемь марсианских лет, исследователи из ИКИ РАН выявили интересную закономерность. В периоды, когда планета находится в афелии (т. е. в наиболее удаленной от Солнца точке орбиты), водяной пар практически не поднимается выше отметки в 60 км. В это время в северном полушарии лето, а в южном — зима. И наоборот, когда Марс проходит перигелий и в южном полушарии зима, водяной пар может подниматься до 90 км над поверхностью, не конденсируясь в лед.

Кроме этого, исследователи проанализировали данные, полученные во время глобальных пылевых бурь на Марсе 2007 и 2018 гг. В это время атмосфера становилась еще более теплой и влажной, а перенос воздушных масс более интенсивным, поднимая воду на высоту свыше 80 км, откуда она затем уходила в космос.

Результаты другого исследования, выполненного лабораторией LATMOS, в целом подтверждает полученные ИКИ РАН выводы. По оценкам ученых, из-за атмосферной утечки сейчас Марс теряет слой воды глубиной примерно 2 метра за каждый миллиард лет.

«Спектр-РГ» изучил скопление галактик в Волосах Вероники

10 июня установленный на борту обсерватории «Спектр-РГ» рентгеновский телескоп ART-XC завершил свой первый обзор всего неба. Перед тем, как приступить к следующему обзору, специалисты группы сопровождения миссии использовали инструмент для наблюдения скопления галактик в созвездии Волосы Вероники.

http://srg.iki.rssi.ru/?p=1418&lang=ru

Скопление в Волосах Вероники расположено на расстоянии около 320 млн световых лет от Млечного пути. По оценкам астрономов, его диаметр достигает 50 млн световых лет. Скопление состоит из более чем тысячи гравитационно-связанных звездных систем. Одна из его интересных особенностей заключается в том, что в скоплении доминируют эллиптические и линзовидные галактики, в то время как число спиральных галактик относительно невелико.

В период с 16 по 17 июня ART-XC выполнил наблюдения скопления в Волосах Вероники в режиме сканирования. Вместе с данными, полученными в декабре прошлого года, это позволило построить подробную карту распределения горячего газа в жестких рентгеновских лучах вплоть до радиуса R500. Это расстояние, на котором плотность материи в скоплении в 500 раз превышает среднюю плотность во Вселенной, то есть почти до теоретической границы скопления (так называемого «вириального радиуса»).

Опубликованное на сайте ИКИ РАН изображение демонстрирует составленную ART-XC карту. Цвета обозначают интенсивность рентгеновского излучения. Изображение сглажено с характерным размером 1 угловая минута.