Господа Пикабушники
Позвольте пригласить вас к решению простенькой задачи.
Условия.
Над поверхностью планеты, не имеющей атмосферы, на орбите, кружит её спутник, по правильной окружности.
В каком направлении следует приложить силу к спутнику, чтобы он быстрее упал на планету?
Перпендикулярно траектории, толкающей спутник к планете?
Против движения спутника?
Камоалева: движение Земли относительно осколка Луны
В третьей части видео об астероиде Камоалева, который является квазиспутником Земли, предлагается взглянуть на него с необычной точки зрения. Астероид будет помещён в центр системы координат, что позволит рассмотреть, как движется Земля относительно него. На самом деле эта траектория аналогична траектории астероида относительно планеты. Но из-за наличия у Земли Луны движение нашей планеты относительно Камоалевы выглядит особенно завораживающим. Рекомендую смотреть это видео со звуком на большом экране в полной темноте.
В первой части видео была показана траектория Камоалевы относительно Земли в настоящее время. В ней подробно объясняется, почему траектория выглядит настолько сложной и при этом является практически замкнутой. Во второй части была показана эволюция его орбиты на протяжении нескольких столетий. В ней можно наглядно увидеть, как траектория медленно, но непрерывно деформируется с течением времени.
Согласно последним исследованиям, астероид Камоалева может быть фрагментом Луны. Этот осколок мог быть выброшен в космос при образовании одного из крупных ударных кратеров Луны несколько миллионов лет назад. В исследовании выдвинуто предположение, что этим кратером может быть кратер Джордано Бруно.
В этом видео вы можете наблюдать смоделированный пояс астероидов. Каждая движущаяся точка на экране – это один из 83 тысяч наиболее крупных астероидов. И каждая из этих точек движется по вычисленной траектории, соответствующей реальной орбите астероида.
Моделирование и визуализация выполнены автором этой публикации с помощью программного обеспечения собственной разработки. При расчётах учитывалось взаимное влияние друг на друга Солнца, всех планет Солнечной системы, Луны и астероида. Также при расчёте учитывались релятивистские эффекты. На протяжении большей части этого видео размеры небесных тел показаны сильно преувеличенными по сравнению с расстояниями между ними.
Комета C/2024 G3 (ATLAS) может достичь яркости Венеры
В этом видео вы узнаете о комете C/2024 G3 (ATLAS). Её орбита очень близка к параболе, но всё же является слабо гиперболической. Поэтому если она переживёт сближение с Солнцем, то, вероятно, покинет Солнечную систему. 13 января 2025 года примерно в 11:00 по Всемирному времени она пройдёт в 14 млн км от центра Солнца на скорости почти 140 км/с. Рекомендуется смотреть это видео на большом экране со звуком (звук по умолчанию отключен).
Орбита кометы C/2024 G3 (ATLAS) очень похожа на орбиту кометы C/2024 S1 (ATLAS), которая в конце октября 2024 года распалась рядом с Солнцем. В отличие от предыдущего объекта, эта комета подойдёт не столь близко к Солнцу, поэтому вполне может пережить прохождение перигелия. Схожесть орбит двух комет намекает на их общее происхождение. Скорее всего обе они относятся к семейству Крейца и являются осколками Большой кометы 1106 года.
Как и у других комет семейства Крейца, хорошие условия для её наблюдения возможны только в Южном полушарии. Её можно будет попытаться разглядеть в утреннем небе за несколько дней до прохождения перигелия и в течение нескольких вечеров после этого. Непосредственно момент её прохождения перигелия теоретически может наблюдаться из Северного полушария. Несмотря на то, что она может достичь яркости Венеры, её близость к Солнцу в этот момент вряд ли позволит разглядеть её в дневном небе. Будьте осторожны при наблюдении кометы: ни в коем случае не смотрите на Солнце, чтобы не получить ожог сетчатки глаза.
Комета Шумейкеров–Леви 9 и её встреча с Юпитером1
В этом видео вы узнаете о комете Шумейкеров–Леви 9 и об одной из возможных её орбит до встречи с Юпитером. Будет показан гравитационный захват кометы газовым гигантом, последующее вращение вокруг него, распад кометы на фрагменты с последующим их падением на Юпитер. На создание этого 9-минутного ролика мне потребовалось три месяца! Рекомендую смотреть его на большом экране и обязательно со звуком! Сразу включайте звук, потому что по умолчанию он отключен. Удовольствие от просмотра гарантирую!
Изначальный размер ядра кометы Шумейкеров–Леви 9 оценивается в 5 км. В середине 19-го века перигелий её рассматриваемой орбиты находился недалеко от орбиты Юпитера. В афелии комета приближалась к орбите Сатурна. Её орбита имела небольшой эксцентриситет, то есть была слабо вытянутой. Также она имела небольшой угол наклона к плоскости эклиптики и плоскости орбит Юпитера и Сатурна.
При выбранных параметрах встреча кометы с Юпитером могла произойти ещё в самом начале 20-го века. Эта встреча привела к гравитационному захвату кометы Юпитером, и она стала вращаться вокруг него. Комета попала в сферу Хилла, то есть область пространства, в которой планета может удерживать спутник, несмотря на гравитацию Солнца. Однако видео наглядно показывает, что траектория кометы не является замкнутой.
Комета выполняла серию нескольких вытянутых витков вокруг Юпитера. Затем делала несколько оборотов вокруг него по почти круговой орбите. Комета не могла выйти на замкнутую орбиту вокруг Юпитера из-за сильных гравитационных возмущений со стороны Солнца. Чередование вытянутых и круговых витков происходило по мере движения Юпитера вокруг Солнца. Полный цикл чередования занимал примерно то же самое время, за которое газовый гигант делал два оборота вокруг центрального светила. За это время непрерывно менялась ориентация орбиты кометы по отношению к Солнцу. Она то поворачивалась к звезде ребром, то оказывалась развёрнутой к ней плашмя. В некоторые моменты времени комета оказывалась несколько ближе к Солнцу, которое с большей силой притягивало её к себе. Это сильно дестабилизировало орбиту кометы и приводило к довольно резкой смене её ориентации в пространстве.
Во время выполнения вытянутых витков вокруг газового гиганта, комета иногда проходила всего в нескольких миллионах км от него. В такие моменты очень сильно возрастает неопределённость в расчётном положении кометы. Дело в том, что координаты любого небесного объекта известны с некоторой погрешностью. Каждое тесное сближение объекта с планетой увеличивает неопределённость в координатах на один или даже на два порядка. Из-за этого невозможно точно сказать, когда именно комета Шумейкеров–Леви 9 вышла на орбиту вокруг Юпитера. Существуют оценки, что она могла быть захвачена им лишь в середине 60-х или даже в начале 70-х годов прошлого века. Однако сценарий, показанный в этом видео (что комета пробыла на орбите Юпитера почти сотню лет), также вполне возможен.
Достоверно известно, что 7 июля 1992 года произошло особо тесное сближение кометы Шумейкеров–Леви 9 с Юпитером. Она прошла всего в 40 тыс км от атмосферы планеты. Это сближение было настолько тесным, что мощные приливные силы Юпитера разорвали ядро кометы на множество фрагментов. Комета была открыта Юджином и Каролиной Шумейкерами и Дэвидом Леви 24 марта 1993 года. В тот момент она уже представляла собой множество обломков. Был обнаружен по меньшей мере 21 фрагмент, растянувшийся вдоль траектории движения в виде цепочки. После открытия кометы и вычисления её траектории стало ясно, что дальнейшее движение фрагментов приведёт к их столкновению с Юпитером. Все расчёты подтвердились. Падение фрагментов происходило в течение недели: с 16 по 22 июля 1994 года. Осколки падали на Юпитер со скоростью свыше 60 км/с. Это приводило к колоссальным взрывам в атмосфере газового гиганта. Мощность каждого из взрывов многократно превышала мощность совокупного ядерного потенциала, накопленного на Земле.
Сами моменты падения не наблюдались с Земли, так как столкновение каждого объекта происходило на обратной стороне Юпитера. Однако хорошо были видны последствия столкновений. Облако раскалённого газа, образующееся при взрыве в момент входа обломков в атмосферу Юпитера, поднималось на огромную высоту. В результате, это облако можно было наблюдать с Земли. Также с Земли хорошо были видны тёмные следы от взрывов в атмосфере Юпитера, которые по размеру превышали нашу планету. Эти следы можно было заметить в течение многих недель после взрывов. Моменты падения фрагментов наблюдались космическим аппаратом Галилео, который в это время как раз направлялся к Юпитеру.
Это грандиозное событие, произошедшее 30 лет назад, стало первым наблюдаемым столкновением двух небесных тел. Оно дало понимание, какую важную роль играет Юпитер в защите Земли. Самая большая планета Солнечной системы принимает на себя значительную часть ударов астероидов и комет.
Моделирование и визуализация выполнены автором этой публикации с помощью программного обеспечения собственной разработки. При расчётах учитывалось взаимное влияние друг на друга Солнца, всех планет Солнечной системы, Луны и кометы. Также при расчёте учитывались релятивистские эффекты. Негравитационные эффекты, связанные с испарением вещества ядра кометы и возможным столкновением фрагментов друг с другом, не учитывались. На протяжении большей части этого видео размеры небесных тел показаны сильно преувеличенными по сравнению с расстояниями между ними.
Ученые ПНИПУ создали уникальную систему для отслеживания траектории в процессе бурения горизонтальных скважин
Бурение горизонтальных скважин – это один из наиболее продуктивных способов увеличения нефтеотдачи пласта. Но процесс может осложняться многими факторами, например, давлением и поглощающими пластами, которые невозможно предугадать при разработке конструкторской документации. Ученые Пермского Политеха создали уникальный высокотехнологический комплекс для строительства горизонтальных скважин, способный работать по заданным алгоритмам и управлять траекторией ствола, а также передавать информацию о состоянии пласта нефтяникам.
На телеметрическую систему получен патент №2646287. Разработка выполнена в рамках программы стратегического академического лидерства «Приоритет 2030».
При бурении скважина получается узкой: диаметр составляет всего 20 сантиметров, а ее глубина может достигать трех-четырех километров. Под землей навигация затруднена, поэтому исследователи ПНИПУ предложили использовать телеметрическую систему, которая выполняет функции навигации и собирает всю необходимую информацию для бурения горизонтальных скважин. Она, словно «глаза», помогает специалистам точно следовать заданной траектории, сокращать время и полностью контролировать процесс под землей.
– Система в реальном времени передает сигналы на поверхность. Необходимо учитывать, что в условиях глубокого бурения действуют огромное давление и постоянные вибрации. Все эти факторы делают работу крайне сложной. Поэтому навигационная система для скважин играет критически важную роль, обеспечивая точность и безопасность всего процесса, – рассказывает Александр Мелехин, доцент кафедры «Нефтегазовые технологии» ПНИПУ, кандидат технических наук.
Работа проходит следующим образом: в систему вводятся координаты забоя, прокладывается траектория до цели по критическим точкам. Во время бурения устройство, оснащенное оптико-волоконным гироскопом, идет точно по заданному маршруту, собирает информацию внутри пласта и передает ее наверх. Этот процесс контролирует буровая бригада, в случае отклонения от траектории или других аварийных ситуаций, специалистам поступает сигнал. Это помогает быстро сориентироваться и направить систему по нужному «маршруту».
– Мы с коллегами уже прошли первое опытное промышленное испытание, то есть наша система, что называется, «в железе» и готова к использованию. Но во время проверки поняли, что нам еще необходимо улучшить. Мы сформировали требования к приборной базе на основании разработанной математической модели процессов тепломассопереноса в скважине. Сейчас дорабатываем недочеты и к концу этого года планируем выйти на второй этап испытания, – добавляет Александр Мелехин.
На данный момент политехники заключили соглашение о сотрудничестве с ООО «ПКНРУС». Благодаря разработке ученых ПНИПУ у нефтегазовых предприятий появится возможность проводки горизонтальных скважин на высоких широтах и санкционных месторождениях, что способствует укреплению технологического суверенитета нашей страны.
Моё первое в жизни фото кометы
Вечером в субботу 12 октября мне так и не удалось разглядеть комету C/2023 A3 (Цзыцзиньшань–ATLAS) невооружённым глазом. Особо и не надеялся её увидеть в городе, как вдруг она случайно попала в поле зрения моего бинокля! Чуть опустив бинокль, я посмотрел, над какими домами она визуально располагается. И направил туда свой фотоаппарат. Получилось вот такое фото:
Фотография сделана без обработки, но с длинной выдержкой. На фото угадывается едва заметный хвост, направленный вверх и немного влево. Это моя первая в жизни собственная фотография кометы! И это первая комета, которую я смог уверенно наблюдать со времён кометы Хейла-Боппа в 1997 году! Радовался сегодня, как ребёнок!
Итак, начинается вечерняя видимость кометы C/2023 A3 (Цзыцзиньшань–ATLAS) в Северном полушарии Земли. В выходные, 12 и 13 октября разглядеть её довольно сложно, так как она всё ещё находится слишком близко к Солнцу. Приповерхностный слой земной атмосферы с одной стороны рассеивает свет Солнца, опустившегося под горизонт, с другой стороны – сильно поглощает свет кометы.
С каждым следующим днём комета будет отдаляться всё дальше и дальше от Солнца. Каждый вечер она будет располагаться всё выше над горизонтом, соответственно, продолжительность времени её видимости будет увеличиваться, появится возможность наблюдать её невооружённым глазом на относительно тёмном небе.
Если кто-то ещё не видел, посмотрите мою визуализацию орбиты кометы C/2023 A3 (Цзыцзиньшань–ATLAS) и её траектории относительно Земли, которую я сделал ещё в июне этого года:
Сейчас хвост кометы C/2023 A3 (Цзыцзиньшань–ATLAS) направлен к Земле, но с каждым днём он будет всё сильнее отворачиваться в сторону от нашей планеты. Поэтому в ближайшие несколько дней он будет становиться визуально длиннее.
На этой фотографии, сделанной 12 октября спутником SOHO, виден яркий след от хвоста кометы. Вещество, выброшенное из её ядра солнечным ветром, содержит большое количество мелкодисперсной пыли, которая сильно рассеивает солнечный свет.
По мере удаления кометы от Солнца будет происходить постепенное падение активности её ядра. Одновременно с этим будет увеличиваться расстояние между кометой и Землёй. Поэтому с каждым вечером она будет заметно терять в яркости, и к концу октября увидеть её невооружённым глазом станет невозможно. В течение первой половины ноября ещё будет возможно разглядеть комету с использованием бинокля. Дальнейшие её наблюдения можно будет осуществлять с помощью телескопа.