Этот исторический кадр, полученный 30 июля 1976 года орбитальным аппаратом NASA "Викинг-1", демонстрирует испещренную кратерами поверхность Красной планеты и прослойку разреженной углекислотной атмосферы на горизонте.

Левее центра виден кратер Галле диаметром 230 километров, расположенный на восточном краю гигантского бассейна Аргир. Это ударное образование неофициально называют "смайлик" из-за изогнутой горной гряды и двух меньших горных скоплений, которые в совокупности напоминают улыбающееся лицо — яркий пример парейдолии.

Орбитальные аппараты программы "Викинг" картографировали поверхность Марса с разрешением 150–300 метров на пиксель, а некоторые области были сняты с разрешением до 8 метров на пиксель. "Викинг-1" проработал на орбите Красной планеты до 17 августа 1980 года, передав бесценные данные, которые проложили путь для всех последующих марсианских миссий.

Журналист Эрик Бергер поделился подробностями плана Blue Origin по ускорению первой лунной высадки в рамках программы Artemis. Заголовок выше кратко описывает архитектуру этой задумки.

Итак, есть 2 типа миссий.

Беспилотный тест:

- Для этой архитектуры необходимо 3 запуска ракеты New Glenn;
- Первые 2 пуска выводят по одному разгонному блоку на низкую околоземную орбиту;
- Третий запуск выводит аппарат Blue Moon MK2-IL (уменьшенная версия MK2 на базе MK1);
- Все 3 части стыкуются на опорной орбите в одну систему;
- Затем первый разгонный блок выводит 2 других части на высокоэллиптическую орбиту (позже сгорает в атмосфере);
- Затем второй разгонный блок выводит MK2-IL на замкнутую орбиту вокруг Луны (15 на 100км);
- С этой орбиты MK2-IL проводит посадку, а затем и демонстрация взлёта с поверхности Луны.

Ускоренная пилотируемая миссия:
- Для этой архитектуры необходимо уже 4 запуска ракеты New Glenn;
- Первые 3 пуска выводят по одному разгонному блоку на низкую околоземную орбиту;
- Четвёртый запуск выводит аппарат Blue Moon MK2-IL (уменьшенная версия MK2 на базе MK1);
- Все 4 части стыкуются на опорной орбите в одну систему;
- Затем первый разгонный блок выводит 3 других части на эллиптическую орбиту;
- Затем второй разгонный блок доводит до лунной прямолинейной гало-орбите (в этом плане NRHO присутствует) и там же стыкуется с Orion;
- Затем экипаж перебирается в MK2-IL и начинает спуск с помощью третьего разгонного блока на низкую лунную орбиту;
- После этого посадка, экспедиция, взлёт и стыковка с Orion.

Бергер также уточняет, что у него нет информации по конструкции разгонного блока от Blue Origin, и построен ли он на базе системы Transporter, а также как выглядит MK2-IL и является ли он адаптированной версией MK1 (друзья канала утверждают, что да).

Ну и сам план наглядно показывает, как Blue Origin планируют решать проблему энергетики — нагромождением разгонных блоков. Это лишь отчасти проще перезаправки на орбите, тк всё ещё требуется стыковка. Ну и представьте какого считать осцилляции на этой сосиске из ступеней.

Сам план чуть проще того, который необходим для Starship HLS с двумя полными перезаправками на двух орбитах или требований для Blue Moon MK2, но даже эта архитектура сложнее текущего плана в китайской лунной программе — там для высадки требуется всего 2 запуска.

via

Финальные данные зонда «Кассини» изменили представления о системе Сатурна. Оказалось, что ось планеты колеблется иначе, чем предсказывали модели, а ее знаменитые ледяные кольца подозрительно молоды — им всего около 100 миллионов лет. Одновременно с этим выяснилось, что крупнейший спутник, Титан, движется по орбите, которая слишком быстро меняется, чтобы это можно было объяснить старыми теориями. Ученые заподозрили, что в недавнем прошлом системы произошла грандиозная катастрофа.

Новое исследование Института SETI под руководством Матии Чука восстановило хронологию этого катаклизма. Согласно компьютерному моделированию, изначально существовало два крупных тела: прото-Титан и прото-Гиперион. Около полумиллиарда лет назад они не разошлись мирно, а столкнулись и слились в один огромный Титан. Удар был чудовищной силы — он расплавил поверхность нового спутника, уничтожив старые кратеры, а выброшенные обломки сконденсировались в современный хаотичный Гиперион. Гравитационный "пинок" от этого события достиг даже далекого Япета, объяснив его странный наклон.

Но самое красивое следствие этой катастрофы — кольца. Орбита обновленного Титана начала раскачивать более мелкие внутренние луны Сатурна. Когда их орбиты вошли в резонанс, ледяные спутники столкнулись друг с другом и разлетелись на миллионы осколков. Более крупные обломки сформировали нынешние спутники, а ледяная пыль так и осталась кружить вокруг планеты, образовав величественные кольца. Проверить эту гипотезу предстоит дрону НАСА «Стрекоза», который прибудет к Титану в 2034 году и поищет следы древнего столкновения.

Представьте галактику, чей свет искривлён невидимым скоплением массой с карликовую галактику — внутри ни одной звезды, только тёмная материя. Такие искажения, называемые гравитационными линзами, станут ключевым инструментом космического телескопа Нэнси Грейс Роман, запуск которого запланирован на октябрь 2026 года. Телескоп позволит решить сразу две задачи: через изгибы линз он расшифрует распределение тёмной материи на субгалактических масштабах и одновременно измерит историю расширения Вселенной с точностью, которая либо подтвердит стандартную космологию, либо потребует её пересмотра.

Как гравитация становится линзой

Гравитационное линзирование возникает, когда массивный объект, будь то галактика или скопление, искривляет пространство-время на пути света от более далёкого источника. В отличие от оптической линзы, гравитационная не имеет фокуса: она создаёт множественные изображения, дуги или даже кольца Эйнштейна.

Ключевое преимущество этого явления для космологии — чувствительность к любой массе, включая тёмную. Если обычная материя светится, тёмная проявляет себя исключительно через гравитацию. Именно в мельчайших искажениях линзированных изображений скрываются следы субгалактических структур тёмной материи — так называемых субгало. Их массы простираются от 10⁶ до 10¹⁰ солнечных масс. Искать субгало по искажениям света — всё равно что обнаруживать подводные рифы по рисунку волн на поверхности океана.

Здесь возникает дилемма. Согласно модели ΛCDM, Вселенная должна быть усеяна такими субгало. Но альтернативные теории, такие как тёплая или самодействующая тёмная материя (SIDM), предсказывают их дефицит на малых масштабах. Чтобы различить эти сценарии, нужны изображения линз с угловым разрешением в десятки миллисекунд дуги и высоким отношением сигнал/шум. До сих пор таких данных практически не существовало.

Ограничения эпохи Хаббла

За три десятилетия Хаббл собрал несколько сотен качественных изображений сильных линз, но его инфракрасное поле зрения слишком узко для статистически значимой выборки — всего 4,5 квадратной угловой минуты. Чтобы покрыть площадь, необходимую для изучения тёмной материи, потребовались бы тысячелетия наблюдений. Даже Джеймс Уэбб, несмотря на превосходное разрешение, остаётся инструментом для глубоких, но локальных исследований отдельных систем.

Наземные телескопы вроде будущего телескопа Веры Рубин обещают обнаружить сотни тысяч линз, но их угловое разрешение ограничено атмосферной турбулентностью (~0,7 угл. сек). Для поиска субгало массой 10⁸ солнечных масс нужны измерения на уровне миллисекунд дуги — задача, доступная только космической оптике. Космический телескоп Евклид частично решает эту проблему, но его видимый канал имеет всего один широкий фильтр, что затрудняет разделение света линзирующей и линзируемой галактик.

Сила в площади обзора

Телескоп меняет правила игры не повышением разрешения — оно сравнимо с хаббловским — а расширением поля зрения. Широкоугольная камера телескопа оснащена 300-мегапиксельной матрицей и охватывает 0,281 квадратного градуса — чуть больше диска Луны на небе. Это в 200 раз шире поля зрения инфракрасной камеры Хаббла. За пять лет миссии он покроет до 5000 квадратных градусов четырьмя инфракрасными фильтрами, достигая глубины 26,7 звёздной величины — предела, при котором регистрируются объекты в сотни миллионов раз тусклее, чем видно невооружённым глазом, включая галактики с края наблюдаемой Вселенной.

В 2025 году группа Брайса Уэдига из Вашингтонского университета смоделировала работу телескопа. При однократной экспозиции 146 секунд телескоп обнаружит около 27 линз на одно поле. В масштабе всего обзора это примерно 160 000 галактических линз. Но ключевой параметр не количество, а качество. Из них около 500 систем будут обладать отношением сигнал/шум выше 200, что достаточно для детального анализа субструктур тёмной материи.

«Телескоп Роман не заменит Хаббл в глубоких наблюдениях отдельных объектов, но он даст статистику, которой не хватало десятилетиями. Для проверки моделей тёмной материи критична именно выборка», — отмечает Тансу Дайлан, соавтор исследования.

Кинематическое линзирование: ключ к тёмной энергии

Параллельно с поиском линз телескоп откроет новую главу в изучении тёмной энергии: метод кинематического линзирования. Идея проста: гравитация искривляет траектории фотонов, но не меняет их частоту. Измеряя поле скоростей диска галактики по эмиссионным линиям водорода Hα и кислорода [O III], можно восстановить истинную форму галактики до линзирования. Комбинируя это с фотометрическими данными и используя соотношение Талли-Фишера, исследователи из Аризонского университета показали: шум формы галактик падает почти на порядок, с традиционных 0,37 до 0,035. Неопределённость, которая раньше заглушала тонкие искажения от тёмной материи, теперь уступает место чёткому сигналу.

Такая точность выводит космологию на новый уровень. Как показывают расчёты Сюй Цзячуаня и коллег, кинематическое линзирование повышает точность измерения параметра тёмной энергии wₐ в 3,65 раза по сравнению с классическим подходом. При этом неопределённость красного смещения, калибровка сдвига и ориентация галактик перестают доминировать в общей погрешности. В сочетании с другими методами телескоп позволит определить свойства тёмной энергии в десять раз точнее современных наблюдений.

«Комбинация изображений телескопа с его спектроскопическим обзором даёт нам новую информацию об эволюции Вселенной — как она расширяется и как растут структуры со временем. Это поможет понять, что делают тёмная энергия и гравитация, с беспрецедентной точностью», — поясняет Риса Векслер, директор KIPAC при Стэнфордском университете и сопредседатель комитета по дизайну обзора.

Систематика как вызов

Однако широкое поле зрения — это не только преимущество. Оно создаёт новую сложность: вариации функции рассеяния точки (PSF) по фокальной плоскости. В отличие от Хаббла с его компактным полем, 18 детекторов Романа образуют мозаику, где волновой фронт меняется на 5% от центра к краям. Моделирование показывает, что эти вариации на масштабе одиночного пикселя могут маскировать сигнал от субгало массой ниже 10⁸ солнечных масс.

«Это не фатальная проблема, а задача калибровки. Как только телескоп выйдет на орбиту, мы построим библиотеку эмпирических PSF по всему полю зрения. Ключевой момент — анализ каждой линзы должен учитывать её точное положение на фокальной плоскости», — поясняет Брайс Уэдиг.

Тщательная калибровка превратит эту систематику из помехи в рабочий инструмент.

Интересно, что для поиска одиночных субгало эта систематика менее критична: вариации порога обнаружения составляют всего 5%, тогда как неопределённости моделирования линз достигают десятков процентов. Здесь решающую роль сыграет дополнительный обзор — глубокая программа HLTDS (High-Latitude Time-Domain Survey) с экспозициями до 37 500 секунд.

Брайс Уэдиг отмечает: «Найти гравитационные линзы и суметь обнаружить в них сгустки тёмной материи — задача с малыми шансами. Но с телескопом Роман мы закинем широкую сеть и будем гораздо чаще рассчитывать на удачу».

Две загадки — один инструмент

Телескоп уникален тем, что берётся за обе главные загадки современной космологии единым подходом. Тёмная материя отвечает на вопрос где: её карта строится через детали сильного линзирования. Тёмная энергия отвечает на вопрос как быстро: её свойства раскрываются через темп роста структур и историю расширения, измеряемую кинематическим линзированием и сверхновыми типа Ia.

Недавние данные других обсерваторий намекают, что тёмная энергия может менять силу во времени, и телескоп Роман проверит, реальны ли эти отклонения от стандартной космологической модели.

«Космическое ускорение — одна из главных загадок космологии. Каким-то образом, когда мы выходим на масштабы миллиардов световых лет, гравитация начинает отталкивать, а не притягивать», — говорит Дэвид Вайнберг, профессор астрономии Университета штата Огайо.

Если субгало окажутся многочисленнее предсказаний тёплой тёмной материи, это усилит позиции классической холодной модели. Если же их дефицит проявится чётко, перед космологией встанет задача пересмотра физики частиц.

Карта невидимого по изгибам света

В октябре 2026 года телескоп отправится к точке Лагранжа L2, где начнёт пятилетнюю миссию. Из изгибов света 160 000 гравитационных линз наконец сложится первая детальная карта тёмной материи, а эволюция тёмной энергии обретёт точность, которой не хватало десятилетиями.