неділя, 30 червня 2013 р.

NASA окончательно выключило телескоп GALEX, исследовавший эволюцию галактик

Данные телескопа GALEX помогли подтвердить существование таинственной темной энергии, на долю которой приходится около 72% массы Вселенной.

Специалисты NASA окончательно выключили орбитальный ультрафиолетовый телескоп GALEX (Galaxy Evolution Explorer, англ. исследователь эволюции галактик).

Аппарат останется на орбите еще 65 лет, а затем войдет в атмосферу, говорится в сообщении Лаборатории реактивного движения NASA.

За почти девять лет работы GALEX, в частности, обнаружил у быстро движущейся звезды Мира гигантский хвост, похожий на хвост кометы, кольца молодых звезд вокруг старых галактик, а также галактики-"подростки".

Данные GALEX помогли подтвердить существование таинственной темной энергии, на долю которой, как считается, приходится около 72% массы Вселенной, отмечает космическое агентство.

Телескоп GALEX был запущен в апреле 2003 года. Основная его миссия закончилась осенью 2007 года, после чего работа телескопа, изучающего галактики в ультрафиолетовом спектре, была продлена.

В мае 2012 года руководство NASA впервые в своей практике передало аппарат вузу - Калифорнийскому технологическому институту, который поддерживал его работу за счет привлеченных частных средств. Исследователи со всего мира получили возможность проводить наблюдения на этом телескопе. В феврале 2012 года аппарат был переведен в спящий режим.

За почти 9 лет работы GALEX, в частности, обнаружил у быстро движущейся звезды Мира гигантский хвост, похожий на хвост кометы, кольца молодых звезд вокруг старых галактик, а также галактики-"подростки". Данные GALEX помогли подтвердить существование таинственной темной энергии, на долю которой, как считается, приходится около 72% массы Вселенной.

Данные с аппарата за последний год его работы будут выложены в открытый доступ в течение этого года, отмечается в сообщении.

пʼятниця, 28 червня 2013 р.

"Вояджер-1" попал неизвестно куда: ясно только, что там дует странный галактический сквозняк

Учёные не могут объяснить, где же находится американский аппарат "Вояджер-1" — самый далёкий искусственный объект в Солнечной системе. Зонд продолжает передавать данные об окружающем его пространстве, всё больше запутывая астрономов.

Пока ясно только одно: ни одна из моделей физиков до сих пор не оправдалась.

"Все модели, которые должны были предсказать, что произойдёт, оказались неправильными. У нас нет вообще никакого представления о том, чего ожидать дальше", — рассказывает физик Стаматиос Кримигис(Stamatios Krimigis) из университета Джона Хопкинса, сообщают Вести.Ru.

Кримигис и его коллеги являются авторами одной из трёх статей, посвящённых последним данным "Вояджера-1" и выпущенных в журнале Science.

Напомним, что "Вояджеры" начали изучение Земли и её окрестностей в 1977 году. В 1979 и 1980 годах соответственно аппарат "Вояджер-1" прошёл мимо Юпитера и Сатурна и отправился в межзвёздное пространство. Второй зонд "навестил" Уран и Нептун и также направляется к другим звёздам.

Первые новости о том, что "Вояджер-1" покинул Солнечную систему, начали поступать в 2003 году. В конце лета 2012 года учёные вновь заговорили о том, что граница Солнечной системы очень близка. Тогда аппарат переслал астрономам очень интересные данные.

Однако до сих пор не понятно, покинул ли он Солнечную систему, так как показания приборов не соответствуют представлениям физиков об окружающем нашу планетную систему пространстве. Поясним.

Нашу Солнечную систему от внешнего воздействия (галактических космических ветров) защищает солнечный ветер — поток заряженных частиц, распространяемых нашим светилом по окрестностям. Охраняемую Солнцем область условно именуют гелиосферой. Скорость частиц, выбрасываемых атмосферой нашей звезды, достигает миллиона километров в час. Солнечный ветер "поддерживает" магнитное поле Солнца, которое почти не пропускает вредные частицы космического излучения внутрь Солнечной системы.

Вне зоны, "обдуваемой" солнечным ветром, господствуют потоки галактического ветра. Распространение частиц в этом регионе космического пространства является равномерным (не направленным), так как исходят частицы от массивных взорвавшихся звёзд всего Млечного Пути. По крайней мере, именно так считали физики-теоретики. Также исследователи космоса полагали, что переход "Вояджера-1" через границу гелиосферы будет постепенным и не слишком волнующим (сначала начнёт ослабевать солнечный ветер, а потом проявит себя галактический).

Эту примерную модель окружающего Солнечную систему пространства, скорее всего, тоже придётся пересмотреть. Самая внешняя оболочка здесь – это головная ударная волна, область столкновения солнечного ветра с межзвёздной средой.

Однако период исследований конца 2011 года – начала 2012-го показал, что переход занял у аппарата всего несколько дней, что, по космическим меркам, очень быстро. Поток регистрируемых зондом солнечных частиц довольно резко пошёл на спад, а галактических, наоборот, усилился. Вскоре выяснилось, что со стороны Галактики "дует" подозрительно — с одной стороны. Как будто "Вояджер-1" попал в зону, похожую на прихожую в доме. Из дома (Солнечной системы) он ещё не вышел, но уже подходит к открытой двери, из которой на него летит поток заряженных частиц Млечного Пути.

Сейчас "Вояджер-1" находится на расстоянии, в 120 миллионов раз превышающем расстояние от Солнца до Земли. Солнечный ветер в этом регионе значительно поутих, разогнанные нашей звездой частицы затормозились примерно в 1000 раз.

Сигнал с Земли идёт до "Вояджера-1" около 17 часов.

Ещё одно обстоятельство, которое удивило астрономов: приборы "Вояджера-1" регистрируют магнитные поля на том же уровне, что и раньше. Объяснения этому у физиков нет, так как галактическое магнитное поле должно располагаться под определённым углом к солнечному (почти на 60 градусов). Выходит, что аппарат всё ещё находится под влиянием Солнца.

"Это тот ещё сюрприз! В каком-то смысле мы прикоснулись к межзвёздной среде, но мы всё ещё находимся в доме Солнца", — комментирует новые данные не участвовавшая в исследованиях Мерав Офер (Merav Opher) из университета Бостона.

В какой прихожей, фойе или коридоре Солнечной системы сейчас находится зонд, учёные не знают. Более того, они и не подозревали о существовании подобной зоны! Соответственно, не понятно, сколько времени он там пробудет: может, ещё пару месяцев, а, может быть, и годы.

Радиоактивного топлива "Вояджеру-1" хватит примерно до 2020 года. На подготовительных этапах к окончанию работы учёные отключат некоторые инструменты аппарата, чтобы продлить жизнь созданного человеком космического путешественника. Примерно к 2025 году зонд, который изначально готовили к пяти годам службы, окончательно выйдет из строя и потеряет связь с Землёй.

"Всё может измениться в любой день. Моделей происходящего у нас нет", — добавляет Эд Стоун (Ed Stone) из Калифорнийского технологического института, ведущий автор ещё двух работ и статей (1 и 2) в Science.

"Я уверен, что воображение природы куда богаче нашего", — заключает Кримигис.

Отметим, учёные думаю о том, где же находиться зонд, уже три года подряд.

NASA запустило в космос телескоп для исследования Солнца

Данные, которые соберет IRIS, должны будут помочь в разрешении одной из главных загадок, связанных с Солнцем. Наблюдения с телескопа позволят получить новую информацию о вспышках на Солнце и о солнечном ветре. Кроме того, IRIS сделает фотографии поверхности Солнца.

Инженеры NASA осуществили запуск ракеты Pegasus XL, которая доставила в космос телескоп IRIS (Interface Region Imaging Spectrograph), главной миссией которого будетисследование Солнца, сообщают американские СМИ.

Запуск был проведен в штате Калифорния, говорится в сообщениях.

Стоимость проекта составила 182 миллиона долларов. Миссия IRIS продлится два года. По словам инженеров НАСА, в ближайшее время они приступят к тестированию IRIS, а через месяц он будет полностью готов к работе.

Телескоп, стоимость которого составила 181 миллион долларов, будет изучать в первую очередь переходную зону нижних слоев атмосферы звезды. Она является связующим звеном между солнечной короной и хромосферой. Толщина переходной зоны составляет в среднем всего семь тысяч километров (от 5 до 9 тысяч километров).

"Данные, которые мы рассчитываем получить при помощи IRIS, должны расширить наши знания о Солнце. Ранее было невероятно сложно изучать нашу звезду, но сегодня научные достижения нам это позволяют. Мы сосредоточили свое внимание именно на переходной зоне, поскольку понимание её природы обеспечит и понимание природы всей солнечной короны, а также того, как она взаимодействует с Солнечной системой", — комментирует запуск телескопа участник проекта Джо Давила (Joe Davila) из Центра космических полетов имени Годдарда.

Это не просто исследование космоса, но и способ понять механизмы воздействия солнечной активности на Землю и людей.

Энергия Солнца, которая высвобождается в переходной зоне между слоями ее атмосферы, провоцирует выбросы солнечного ветра, который на самом деле является потоком заряженных частиц. Магнитное поле Земли защищает ее от бомбардировки этими частицами, но на полюсах столкновения солнечного ветра с защитным слоем нашей планеты проявляются как полярные сияния.

Снимки, которые сделает 180-килограммовый телескоп IRIS, покажут астрономам приблизительно 1% всего объема нашей звезды. Он сможет создавать изображения, охватывающие достаточно мелкие участки Солнца, диаметр которых не будет превышать 270 километров, сообщает NASA.

Телескоп станет своего рода искусственным спутником и будет обращаться вокруг Земли. Он будет располагаться на орбите выше линии восхода Солнца, что обеспечит ему постоянный доступ к объекту исследования.

Космическая обсерватория IRIS станет частью масштабного проекта NASA по изучению Солнца. Она войдет в число целой сети спутников, исследующих различные участки нашей звезды — от поверхности до внешних слоев ее атмосферы.

Преимущество IRIS перед другими телескопами, изучавшими хромосферу, состоит в первую очередь в том, что он способен делать снимки в более высоком разрешении. Его разрешение в четыре раза выше, чем, к примеру, разрешение Обсерватории солнечной динамики NASA (SDO http://sdo.gsfc.nasa.gov). Но самым интересным свойством нового телескопа будет то, что он способен за раз создавать изображения на разных длинах волн, а не только в ультрафиолетовом диапазоне, как это делает та же SDO.

"Фотографировать" Солнце телескоп будет каждые 5 или 10 секунд, а создавать спектральные снимки — раз в две секунды. Получив возможность постоянно следить за гигантскими выбросами раскалённой плазмы, учёные надеются, наконец, объяснить, почему же температура солнечной короны доходит до миллиона градусов, тогда как температура на поверхности светила равна всего шести тысячам градусов.

Взрывная волна от челябинского болида обошла мир дважды


Ударная волна от челябинского болида обошла земной шар дважды. К такому выводу пришли исследователи, которые проанализировали записи станций, построенных для контроля за ядерными испытаниями в атмосфере.

В статье ученых, опубликованной в Geophysical Research Letters, говорится о том, что такое событие произошло впервые за всю историю эксплуатации системы слежения.

Низкочастотные колебания оказались, по словам ученых, «четко различимы» специализированными детекторами, хотя их частота и не позволяла услышать звук взрыва обычным наблюдателям. Так как эти волны распространялись со скоростью около 340 метров в секунду, станции слежения реагировали на челябинский болид еще почти трое суток после его падения: именно столько времени продолжалось перемещение волнового фронта до его затухания.

В своей новой работе исследователи из Австрии, Германии и Франции оценивают мощность взрыва в 460 килотонн тротилового эквивалента, что соответствует мощному ядерному заряду. По оценкам ученых, выделенной энергии хватило на то, чтобы волна прошла в атмосфере около 85 тысяч километров. Так как это более чем вдвое превосходит длину окружности планеты, волны обогнули Землю дважды. Восстановить картину их распространения удалось благодаря записям с 20 станций, круглосуточно отслеживающих инфразвуковые колебания в атмосфере.

Термоядерные заряды, взорванные до подписания договора о прекращении ядерных испытаний в трех средах, имели большую мощность, и ударная волна обходила планету до трех раз. Однако использованная учеными сеть станций была развернута позже для контроля за соблюдением соглашений о запрете взрывов в атмосфере.

Взрыв болида утром 15 февраля 2013 года привел к повреждению нескольких тысяч зданий, в большинстве из которых выбило стекла. Число раненых составило 1613 человек, материальный урон оценивается в сумму около миллиарда рублей, однако крупных метеоритов найдено не было, самый тяжелый осколок весит примерно один килограмм. Согласно принятой терминологии, оставленный в атмосфере след называют метеором («болидом» при условии достаточной яркости и протяженности), а упавшие на поверхность объекты метеоритами. 

До входа в атмосферу объект, частью которого стал метеорит «Челябинск», являлся либо метеорным телом, либо астероидом: диаметр объекта оценивается в 18 метров, что позволяет отнести его к астероидам по американской и британской системе, но не подходит под определения, даваемые иными авторами.

Астрономы нашли объяснение гигантскому шторму на Сатурне

Астрономы из Испании представили описание гигантского шторма на Сатурне (известного как Большое Белое Пятно) 2010 года. Чтобы выяснить причины феномена, ученые проанализировали данные, полученные аппаратом Cassini. Результаты исследования опубликованы в Nature Geoscience и кратко описаны в сообщении университета Страны Басков.

Исследователи установили, что скорость потоков в верхних слоях атмосферы Сатурна достигала 570 километров в час или примерно 160 метров в секунду: для сравнения, самые сильные ураганы на Земле отличались скоростью ветра только в 140 метров в секунду и при этом полностью разрушали большинство попавших в зону бедствия сооружений. Шторм на Сатурне привел к появлению пятна, видимого даже в не самые совершенные телескопы с Земли: Большое Белое Пятно астрономы фиксировали еще в 1876 году, однако тогда о причинах феномена оставалось только строить догадки.

После того, как исследователи реконструировали карту ветров и составили представление о динамике процесса, они задались вопросом об источнике энергии, который обеспечил появление Большого Белого Пятна диаметром около 10 тысяч километров. Инфракрасная съемка позволила выявить не только поднявшиеся на 44 километра выше обычного уровня облака, но и повышение температуры верхних слоев атмосферы на 60 градусов. Нагрев указал на то, что источник энергии находится где-то в глубине, под слоями сплошной облачности.

Смоделировав процесс развития сатурнианского шторма, ученые пришли к выводу о том, что очаг его располагался на уровне около 300 километров ниже видимой поверхности облаков. Конвективные потоки вынесли нагретые газы в верхние слои атмосферы, где они столкнулись с постоянно дующими ветрами. На Сатурне, как и на Земле, есть постоянные высотные течения, причем у ученых имеются их математические модели, основанные на результатах долговременных наблюдений планеты. Когда в эти модели добавили внутренние конвективные потоки, Большое Белое Пятно получило свое объяснение.

Большое Белое Пятно появляется примерно раз в 28 лет (хотя иногда это правило нарушается), что соответствует одному году на Сатурне. Наклон оси вращения планеты больше, чем у Земли, поэтому и сезонные колебания на газовом гиганте могут быть более заметны. О строении атмосферы и ядра на сегодня известно не так много, однако большинство ученых сходится в том, что внутри есть твердое ядро с массой как минимум в десять раз больше массы Земли и это ядро разогрето до отметки свыше 10 тысяч градусов.

Чем лечить разведчиков Дальнего Космоса?

Кажется, лучше всего заранее убедиться в том, что они обладают идеальным набором генов. Кровопускание и витамины — вот и всё, что потребуется космонавтам будущего, чтобы быть здоровыми. Всё остальное сделает персонализированная генная медицина. 

Люди в космосе подвергаются риску различных заболеваний: низкая сила тяжести может сделать кости хрупкими, а космическое излучение — привести к раку. Обитатели Международной космической станции принимают соответствующие добавки — например, витамин D для прочности костей.

А когда космонавты отправятся в далёкие путешествия — к астероиду или Марсу, дозы облучения приблизятся к пороговым, и шансы на развитие недугов в результате повреждения ДНК повысятся многократно.

Для снижения риска необходимо изучить геном каждого потенциального космонавта и затем разработать контрмеры для защиты от любых потенциальных проблем, считают Майкл Шмидт из компании MetaboLogics и Томас Гудвин из Космического центра НАСА им. Джонсона. Цель этой работы не в отсеве людей с недостатками, достаточно убедиться в том, что полетят только те, кто приспособлен к этому лучше всего.

Например, определённые генетические мутации снижают стабильность ДНК, и этот эффект усиливается нехваткой фолиевой кислоты. Человеку с такой мутацией нужно принимать дополнительное количество фолиевой кислоты для защиты от повышенного риска генетических повреждений из-за облучения.

Снижение уровня фолиевой кислоты вызывает также проблемы со зрением, которые испытывает примерно каждый четвёртый космонавт, вернувшийся с МКС. Пока не совсем ясно, имеют ли эти проблемы генетический компонент, так что требуются целенаправленные исследования.

Даже такая простая процедура, как предполётное кровопускание, может оказаться полезной в сочетании с генетическим анализом, считает учёный дуэт. Люди с генетической мутацией, которая способствует накоплению железа в организме, подвергаются большему риску радиационного повреждения в космосе. Чем старше космонавт мужского пола с такой мутацией, тем выше концентрация железа в его организме (женщины рискуют меньше, ибо теряют железо с менструальной кровью). Кровопускание и диета с ограниченным количеством железа могли бы эффективно снизить риск.

Примерно половина астронавтов испытывают боль в спине во время полётов. Она снимается специальными упражнениями прямо на орбите и болеутоляющими средствами. Но люди с определёнными вариантами гена печени CYP2D6 могут усваивать препараты вроде кодеина слишком быстро, что может привести к передозировке, а больницы по дороге на Марс нет. Соответственно, таким космонавтам следует прописать сниженные дозы или назначить другое лечение.

Грэм Скотт из Медицинского колледжа Бэйлора (США) подчёркивает, что персонализированная медицина могла бы пригодиться уже частному проектуInspiration Mars, цель которого — пилотируемый облёт Марса в 2018 году. Каждому космонавту хорошо бы прописать на время путешествия личную диету из витаминов и прочих добавок.

Джаспер Райн из Калифорнийского университета в Беркли (США) считает, что подобные предложения верны в принципе, но мы пока не обладаем достаточным знанием о генных мутациях, чтобы предсказывать, какие проблемы со здоровьем могут ожидать путешественников в далёком космосе. По его словам, у тех, кто осмелиться сесть в дешёвую ракету, построенную по государственному заказу, будет намного больше поводов для беспокойства, нежели риск испортить здоровье.

Подробнее свои взгляды специалисты изложили в журнале Metabolomics.

Ядерное спагетти не дает нейтронным звездам вращаться слишком медленно

Редкое состояние материи под названием «ядерное спагетти», теоретически пересказанное много лет назад, теперь может быть подтверждено экспериментально.

В недрах нейтронной звезды (НЗ) материя должна находиться в очень специфичном состоянии. Часть её будет существовать в виде кварков — «кирпичиков» обычной материи, которые в норме не встречаются. А часть останется в виде нейтронов и прочих «обычных» частиц. Из-за этой системы переходов материя в НЗ имеет не только чистые, но и в смешанные фазы, где есть сразу и элементарные частицы, и свободные кварки.

При этом в определённых слоях внутри НЗ поддерживается превращение материи, напоминающее кипение супа: протоны оборачиваются нейтронами, кварки разных типов превращаются друг в друга, и так далее. Вот такие смешанные состояния часто и называют «ядерным спагетти».

Чтобы проверить, насколько верны догадки теоретиков в отношении подобных явлений, Хосе Понс (José Pons) с коллегами из Университета Аликанте (Испания) попробовал использовать скорость вращения той части нейтронных звёзд, что являются пульсарами.

Пульсары излучают парой лучей, исходящих от двух противоположных точек поверхности, из-за вращения которых НЗ такого типа часто сравнивают с маяком. Период, с которым эти лучи доходят до земных астрономов, позволяет судить о том, с какой частотой происходит вращение НЗ. Но вот что странно: ни одного пульсара с периодом более 12 секунд найти так и не удалось.

Как утверждает группа г-на Понса, это и есть первое свидетельство существования ядерного спагетти.

Когда атомные ядра внутри такого объекта перемешиваются до состояния спагетти, электрическое сопротивление вещества звезды повышается, что затрудняет электронам перемещение внутри неё.

Из-за этого магнитное поле НЗ начинает рассеиваться значительно быстрее, чем должно теоретически. И если в норме НЗ замедляют своё вращение, излучая электромагнитные волны и переводя свою кинетическую энергию в них, то при ограниченном ядерным спагетти магнитном поле они не могут испускать электромагнитные волны с той силой, что предписывает теория. А значит, с определенного момента НЗ становится очень трудно замедлять вращение, преобразуя его энергию в излучение.

Таким образом, скорость вращения пульсара, не падающая в природе ниже раза в 12 секунд, может считаться надёжным свидетельством существования ядерного спагетти, заключает Хосе Понс.

Отчёт об исследовании опубликован в журнале Nature Physics. Его препринт доступен на сайте arXiv.

четвер, 27 червня 2013 р.

Марс уже давно заражен земными микробами, его поздно спасать, — ученые

Защищать Марс от заражения земными микробами и тратить большие средства на тщательную стерилизацию марсианских автоматических зондов не имеет смысла — земные микроорганизмы попали на Красную планету еще миллиарды лет назад с метеоритами, пишут американские астробиологи в статье, опубликованной в журнале Nature Geoscience.

С начала космической эры ученые предпринимают жесточайшие меры для защиты инопланетных «экосистем» от потенциального заражения земными микроорганизмами. Эта практика закреплена договором 1966 года о принципах деятельности государств по исследованию и использованию космического пространства — он предписывает избегать вредного загрязнения Луны и других небесных тел. Меры по межпланетной «антисептике» вырабатывает международный Комитет по космическим исследованиям (КОСПАР).

Особенно строгие требования предъявляются к посадочным зондам, отправляющимся на Марс — на этой планете, как полагают ученые, может существовать микробная жизнь, и ее столкновение с земными «гостями» может привести к непредсказуемым последствиями. Кроме того, как считается, появление земных микробов может сделать бессмысленными попытки обнаружить «исконно марсианскую» жизнь. Некоторые ученые ранее выступали против российской миссии «Фобос-Грунт», заявляя, что микробы на борту аппарата в случае аварии могут попасть на поверхность планеты.

Слишком поздно

Однако астробиологи Альберто Фэйрен (Alberto Fairen) из Корнеллского университета и Дирк Шульце-Макуч (Dirk Schulze-Makuch) считают, что эти предосторожности не имеют смысла уже несколько миллиардов лет.

«Мы полагаем, что земная жизнь, вероятнее всего, уже была перенесена на Марс. Жизнь существует на Земле, по меньшей мере, 3,8 миллиарда лет, так что было достаточно времени, чтобы процесс переноса произошел естественным образом — путем ударов метеоритов… Кроме того, в прошлом частота падений метеоритов была выше, чем сегодня», — пишут ученые.

Они отмечают, что на данный момент можно считать доказанным возможность переноса микроорганизмов с «попутными» метеоритами. Процесс межпланетного переноса начинается с удара крупного космического тела по обитаемой планете — этот удар может вышибать в космос достаточно крупные обломки породы, внутри которых могут оказаться микроорганизмы.

Затем эти обломки могут упасть на Марс — как на Землю попадают марсианские и лунные метеориты. Шансы на выживание «пассажиров» повышаются благодаря сравнительно тонкой марсианской атмосфере, в которой метеориты при падении нагреваются слабее, чем в земной.

Фэйрен и Шульце-Макуч допускают, что земные микроорганизмы, попавшие на Марс миллиарды лет назад, когда условия на этой планете были значительно благоприятнее, могли исчезнуть к настоящему моменту. В этом случае не имеет смысла беспокоиться о заражении из-за космических зондов. Если же жизнь на Марсе возникла независимо от земной, она еще миллиарды лет назад столкнулась с земными «гостями». Марсианские микроорганизмы, если они еще есть, не увидят ничего неожиданного, встретив микробов, привезенных автоматическими станциями.

Можно сэкономить

Ученые полагают, что с очень большой долей уверенности можно считать Марс уже «завоеванным» земными микробами. «Следовательно, уже слишком поздно защищать Марс… и мы можем ничего не опасаясь ослабить меры планетарной защиты», — говорится в статье.

Ее авторы полагают, что меры по стерилизации потребуются только в тех случаях, когда автоматические зонды будут исследовать ту среду, где марсианская жизнь может существовать сейчас — и то, только затем, чтобы не перепутать микроорганизмы-аборигены и привезенные с собой.

«Поскольку сейчас межпланетные исследования во всем мире столкнулись с серьезными сокращениями бюджета, критически важно избегать ненужных расходов и перенаправить деньги налогоплательщиков на миссии, которые могут внести наиболее существенный вклад в планетные исследования», — пишут ученые.

Они полагают, что меры по защите от потенциального заражения можно отменить для орбитальных зондов и серьезно пересмотреть для марсоходов и посадочных аппаратов.

Микробиологическая безопасность космических полетов


Микроорганизмы представляют собой исключительно своеобразную форму организации живой материи на Земле. Им присущи беспрецедентная многочисленность видов, удивительно широкие адаптационные способности, повсеместность распространения. 


Микроорганизмы способны взаимодействовать с биотическими и абиотическими компонентами окружающей среды. Общеизвестна геологическая деятельность микроорганизмов и их роль в круговороте материи.

1

Микроорганизмы способны вступать в организме человека в самые различные реакции. От таких проявлений мутуализма как симбиоз, до такого паразитизма как генерализованные инфекции с летальным исходом. Микроорганизмам также присуща ещё одна удивительная особенность, которую принято называть принципом микробной всеядности: теоретически в природе не может существовать никакого вещества, которое при подходящих условиях микроорганизм не мог бы окислить. Ещё на заре космической эры считалось, что в космическом корабле, в связи с тем, что он замкнутый, будет происходить обеднение микрофлоры, упрощение её, затем наводнение за счёт сохранившихся видов, а когда космонавты вернутся на Землю, они испытают микробный шок. Однако этого не произошло, но вопросы противомикробной защиты от этого не стали меньше. Они и их значение всё время растут. Почему это происходит?

Бухарин О.В., Гинцбург А.Л., Романова Ю.М., Элъ-Регистан Г.И. Механизмы выживания бактерий. М.: Медицина, 2005. 268 с.

2

Прежде всего, давайте рассмотрим, как формируется микрофлора в кабинах космических объектов. Её выделяет человек. Человек содержит очень большое количество микроорганизмов, которые выполняют полезную функцию для него: и пищеварительную, и иммуностимулирующую, и витаминообразующую, и так далее. Но вместе с тем у человека среди его микрофлоры есть и условно патогенный компонент, который при снижении иммунитета может провоцировать возникновение оппортунистических инфекций. Но микрофлора человека, как это ни странно звучит, хотя и очень интенсивно выделяется, но не способна, как правило, к длительному сапрофитическому существованию вне организма хозяина. Но в космический корабль поступает очень много микрофлоры из окружающей среды, а именно: с полимерными материалами, которых очень большое количество, которые могут заражаться в процессе производства, хранения, транспортировки и так далее; на старте космического корабля, когда невозможно создание особо стерильных условий; также микрофлора попадает на космический корабль при формировании его на орбитальной станции на околоземной орбите, при осуществлении грузопотока.

Поэтому, если мы с вами рассмотрели бы видовой состав микроорганизмов, которые присутствуют в космическом корабле, то поняли бы, что большой удельный вес среди этих микроорганизмов занимают обитатели природных резервуаров: различные бациллы, различные грамотрицательные бактерии и особенно плесневые формы грибов. Причём они поселяются в среде обитания и длительное время живут в ней, обзаводясь потомством. Генетические исследования, которые мы проводили совместно с МГУ, показали, что некоторые микроорганизмы, в частности, плесневые формы грибов, могут жить на станции в течение многих лет, то есть мы находили потомков через 7 – 8 лет. Иногда мы шутим, что настоящий рекорд пребывания в космосе принадлежит именно микроорганизмам, которые являются хозяевами на орбитальной станции, а космонавты только приходят к ним в гости.

Воробьева Л.И. Стрессоры, стрессы и выживаемость бактерий // Прикладная биохимия и микробиология. 2004. Т.40. № 3. С. 261-269.

3

Какие же проблемы создают микроорганизмы и почему нужно решать вопросы микробиологической безопасности? То, что связано с человеком, более-менее понятно, при разных стрессах, ослаблении иммунитета, может происходить изменение состояния микрофлоры человека, то есть могут возникать дисбактериозы, могут возникать перекрёстные инфекции, когда один человек передаёт другому условно патогенные микроорганизмы, или, например, возникает аутоинфекция. Но космонавтов всё-таки отбирают и стараются такого рода неблагоприятные моменты избежать. Это в целом удаётся, хотя полной гарантии никогда нет.

Воложин А.И., Ильин В.К., Царев В.Н., Сакварелидзе И.В. Состояние местного иммунитета и микрофлоры полости рта у космонавтов, совершивших полет на Международной космической станции. // Российский стоматологический журнал. 2005. № 4.С 14-17.

4

Но есть ещё один риск, не только медицинский, а так называемый технический или технологический. С чем он связан? Он связан с тем, что микроорганизмы могут резидентно населять различные конструкционные материалы, это и полимеры, и металлы различного химического состава, развиваться на них и вызывать биоповреждения и биокоррозию металлов. В принципе, вопрос этот не новый и по разным литературным данным приблизительно от 4 до 8 процентов всей промышленной продукции так или иначе повреждается микроорганизмами, но в космическом корабле такие вещи представляют большую опасность.

Новикова Н.Д. Основные закономерности формирования среды обитания орбитального комплекса МИР. // Авиакосмическая и экологическая медицина. 2001. № 4. С.32-40.

5

Ещё когда летал Салют-7, по окончании экспедиции космонавты имели возможность вырезать и привезти нам на Землю конструкционные материалы, которые с их точки зрения были повреждены микроорганизмами. И действительно, на материале интерьера, на искусственной коже, на изоляционной ленте мы видели обширный рост плесневых грибов, вплоть до сквозных отверстий. Затем, при эксплуатации орбитальной станции «Мир» неоднократно имел место выход из строя аппаратуры. Это началось с иллюминатора космического спускаемого аппарата, который был пристыкован к станции в течение полугода с отключёнными системами жизнеобеспечения, когда имелся градиент температур между самой станцией и этим аппаратом, и на поверхности иллюминатора спускаемого аппарата образовывался конденсат. А конденсат, как мы понимаем, содержит всё то, что аккумулировано в воздухе, порядка сорока органических и неорганических веществ, как показали исследования. И грибы в ассоциации с бактериями росли за счёт питательных веществ этого конденсата, выделяли по росту мицелий и кислоты, и это стекло иллюминатора было как бы протравлено, оно использовалось для навигационных исследований, поэтому это был первый, так сказать, звонок.

Были и большие неприятности, например, отказы систем регенерации воды из конденсата, когда конденсат не поступал по трубкам на регенерацию за счёт того, что микроорганизмы образовывали гелеподобные тромбы. Это был выход из строя прибора коммутационной связи, который работал на «Мире» 10 лет, а затем вышел из строя, и когда он спустился и мы сняли крышку с него – увидели огромный рост плесени, причём с повреждением изоляции и выходом наружу медных проводов с образованием окислов меди. Также имели место повреждения различных приборов на Международной Космической Станции, в частности, противопожарного датчика, сигнализатора дыма и так далее.

Фениксова Р.В. Энзимологические аспекты биоповреждений. В кн.: Проблемы биологических повреждений и обрастаний материалов, изделий и сооружений. М.: Наука. С. 246-255.

6

Для того чтобы купировать микробиологические риски, возникающие в процессе эксплуатации орбитальных космических станций, разработана целая система мероприятий, которая охватывает и период предполётной подготовки, и период в полёте. Эта система связана с обеспечением требований биологической чистоты на стадии подготовки изделий, с проведением дезинфекционных мероприятий на старте, а в процессе полёта – с системой очистки воздуха, которая используется, в частности, на установке «Поток», очищающей воздух от аэрозольных частиц и микроорганизмов, и которая успешно работала на «Мире», а сейчас работает на МКС. Это также пастеризация воды, которая регенерируется из конденсата атмосферной влаги, и многое другое.

Koenig D.W., Bell-Robinson D.M., Valadez V.A., Pierson D.L. Microbial colonization of closed life support chambers // Appl. Environ. Microbiol. 1997. No 4. P. 1-7.

7

Нужно понимать, что и космонавты проходят период изоляции и очень глубокого микробиологического обследования. Этого было бы, конечно, недостаточно, если бы не проводился постоянный мониторинг состояния среды обитания, а это воздух, поверхность интерьера, оборудования, вода, постоянный контроль. И в тех случаях, когда мы обнаруживаем в тех пробах, которые отбирают космонавты, превышение нормативных показателей, то у нас есть специальные средства, которыми мы можем обрабатывать эти поверхности. В частности это делают космонавты, и добиваются снижения уровня микробной активности до тех показателей, которые являются безопасными. Далее, мы очень много работаем над вопросами, связанными с приданием материалам антимикробных свойств, что тоже является перспективным, особенно для будущих пилотируемых космических полётов.

Наталья Новикова

Гуляющие ветры Венеры: одна из самых больших загадок Солнечной системы


Поскольку Венера находится ближе всех планет к Земле, за ней очень удобно наблюдать. Однако при всем этом, «утренняя звезда» таит очень много загадок. Нет, жизни на ней точно нет. Особенно интересует ученых быстро вращающаяся атмосфера Венеры. 

Это одна из нерешенных загадок Солнечной системы, которая поднимает такие сильные ветры в атмосфере Венеры, что один ветер может облететь планету за четыре дня. Последние данные спутника Venus Expressпоказали, что ветры становятся все быстрее.

Будучи по размерам близкой к Земле, Венера покрыта очень плотной ядовитой атмосферой, богатой углекислым газом. Поверхность планеты полностью укрыта покрывалом из мягких желтоватых облаков. Только ультрафиолетовые волны (и в меньшей степени волны инфракрасного диапазона) проникают сквозь облака, да и то теряются в них из-за неизвестного поглотителя ультрафиолета в толчее облаков. Отслеживая движения этих облаков, наблюдатели смогли измерить суперураганные ветры, которые кружат над поверхностью планеты, примерно на 70-километровой высоте над знойными вулканическими равнинами.

Несмотря на десятки лет наблюдений с Земли и бортов космических аппаратов, ряд тайн остается нераскрытым. Что вызывает невероятное вращение атмосферы Венеры? Ветры движутся в 50 раз быстрее, чем вращается сама планета. Как изменяются ветры в зависимости от широты и долготы? Как они меняются со временем?

Ответы на некоторые из этих вопросов в настоящее время пытаются получить с помощью инструментария на борту Venus Express, например, Venus Monitoring Camera (VMC), которая наблюдает за атмосферой десять венерианских лет, эквивалентных шести земным. VMC делает мгновенные снимки Венеры в ультрафиолетовом и ближнем инфракрасном диапазонах. Одновременная визуализация этих двух диапазонов позволяет выявить особенности облаков, и таким образом получить данные о ветрах на двух разных уровнях - в 70 и 60 километрах над поверхностью.

Venus Express кружит на орбите 24 часа, подходит примерно на расстояние в 250 км до северного полюса, а потом движется 66 000 км к южному полюсу. Такая эллиптическая траектория обеспечивает хорошие условия мониторинга всего южного полушария, позволяет делать снимки в высоком разрешении. Эти факторы, вкупе с фотографиями VMC, позволили впервые составить подробную карту ветров, с температурой и направлениями, за пять лет.

Последние анализы движения облаков Венеры и скорости ветров, основанные на данных VMC, сделаны двумя независимыми группами - одной из России (под руководством Хатунцева) и японской командой (Коуяма). Кропотливо измеряя передвижение облаков по изображениям VMC, две группы выявили новые закономерности во вращении планеты.

«Мы проанализировали изображения, полученные в процессе 127 орбитальных полетов, методом ручного наблюдения и отслеживания, а также 600 орбит методом цифровой корреляции», - сообщил Игорь Хатунцев из Института космических исследований в Москве в статье в журнале «Икарус». - «Более 45 000 функций было отслежено путем человеческого визуального сравнения и более 350 000 функций были наблюдаемы автоматически при помощи компьютерной программы».

Ручной метод измерения скорости ветра заключается в отслеживании движений высококонтрастных облаков по нескольким снимкам, сделанным в разное время. Такой подход позволил составить более качественные шаблоны движения облаков и более точные, нежели те, которые получены цифровым методом в средних и высоких широтах, где облака, как правило, выстраиваются в ряды или там, где низкий контраст. Единственный минус такого метода - он занимает много времени.

С другой стороны, техника цифрового отслеживания способна упорядочивать обработку изображений и выдает в 10 раз больше векторов ветра. Оба метода хороши при изучении низких широт (ниже 40 градусов), но цифровому отдается предпочтение при изучении потоков со средней скоростью.

Японско-шведская команда полагалась исключительно на свой автоматизированный метод отслеживания, выводя данные из нескольких снимков, сделанных с разницей в час, на широтах между 55 и 70. Специально разработанная математическая формула должна была уменьшить количество ошибок в анализах изображений. Анализ этой команды был опубликован в журнале Geophysical Research.

Подробный анализ позволил установить среднюю атмосферную циркуляцию, долгосрочные и суточные тенденции, вариации от орбиты к орбите и периодичность.

В низких широтах средней зоны (восток-запад) ветер движется со скоростью примерно 94 м/с (338 км/ч) в ретроградном направлении. (Поверхность Венеры и атмосферы движутся в ретроградном направлении, т.е. по часовой стрелке от северного полюса, в противоположном направлении движения других планет). Скорость зонального ветра достигает пика на 40-50 градусах ю.ш. и достигает 102 м/с в потоках средних широт. От 50 градусов по направлению к полюсу зональный ветер резко теряет скорость. Это означает, что ветры верхней границы облачности обходят планету по экватору за пять дней, и только за три - в средних широтах.

Средний меридиональный ветер (от экватора к полюсу) медленно нарастает с нуля на экваторе до 10 м/с на 50 градусах ю.ш. На более высоких широтах меридиональный ветер постепенно замедляется, достигая нулевой скорости при приближении к быстро движущемуся оку глобального вихря, расположенного на полюсе.

Пожалуй, самое крупное открытие - это постоянное увеличение верхней планки скорости ветра средней границы облачности с 300 км/ч до почти 400 км/ч в период с 2006 по 2013 год.

«Это огромное увеличение и без того высокой скорости вращения атмосферы», - прокомментировал Игорь Хатунцев. - «Такого большого разброса никогда ранее не наблюдалось на Венере, и мы не понимаем, почему он случился».

Обе работы также показали, что скорость ветра демонстрирует кратковременные и долговременные колебания. Сюда входят регулярные изменения, связанные с местным временем дня и высотой солнца над горизонтом.

Другие изменения скорости ветра еще труднее объяснить. По некоторым наблюдениям, зональный ветер медленно тормозит с 100-110 м/с на экваторе до менее чем 50 м/с в полярном регионе, в то время как по другим наблюдениям скорость ветра была постоянной на 40 градусе ю.ш. с небольшим ускорением на 50 градусе.

«Мы выявили пик, происходящий каждые 238 дней, но это может быть и ошибка», - говорит Хатунцев. - «Его можно связать с периодами, когда VMC могла проводить наблюдения на дневной стороне планеты».

«Наш анализ ежедневной скорости передвижения облаков, сделанный на основе снимков с VMC, показал, что средняя зональная скорость постоянно варьируется в пределах 20 м/с каждые 255 дней», - сообщил Тору Коуяма из Научно-исследовательского института в Ибараки в Японии.

«Эти документы увеличили число вопросов, на которые нам нужно ответить и которые связаны с атмосферным супервращением Венеры. Это одна из самых больших необъяснимых тайн Солнечной системы», - сказал Хакан Сведхем, ученый проекта Venus Express. - «Дальнейшие исследования пространственной структуры ветра необходимы для того, чтобы объяснить, что движет схемой атмосферной циркуляции. А тем временем Venus Express продолжает удивлять нас своими наблюдениями за этой динамичной и изменчивой планетой».

Первая европейская миссия на Венеру началась с запуска Venus Express с космодрома Байконур 9 ноября 2005 года на пусковой установке «Союз-Фрегат». На орбиту Венеры аппарат вышел 11 апреля 2006 года. Полезный груз спутника включает различные спектрометры, спектрофотоаппараты и фотоаппараты, делающие снимки в диапазонах от ультрафиолетового до теплового инфракрасного спектра; также на борту есть анализатор плазмы и магнитометр.


Ракета "Сатана" может защитить от космических угроз

Межконтинентальная баллистическая ракета, например, такая, как "Воевода" (по классификации НАТО "Сатана"), может использоваться для уничтожения небольших космических тел размером до 100 метров, угрожающих Земле, если этой ракете добавить дополнительный разгонный блок, сообщил РИА Новости ведущий научный сотрудник ОАО "Государственный ракетный центр (ГРЦ) имени академика В.П. Макеева" (город Миасс Челябинской области) Сабит Саитгараев.

"Для борьбы с внезапно обнаруживаемыми объектами малых размеров хорошо применимы ракеты-носители, создаваемые на базе межконтинентальных баллистических ракет на штатном жидком топливе на основе гидразина типа "Воевода", которые могут десять и более лет находиться в состоянии готовности к пуску, после их некоторой доработки", — сказал Саитгараев.

Ракета "Сатана" может защитить от космических угроз, считает ученыйОн отметил, что криогенное топливо, которым заправляют космические ракеты-носители тяжелого класса типа "Союз", "Ангара" и другие, долго не хранится — их необходимо заправлять перед стартом. На подготовку такой ракеты к пуску требуется несколько дней, поэтому они не подходят для уничтожения мелких небесных тел, которые можно обнаружить за несколько часов до столкновения с Землей.

Саитгараев пояснил, что ракета типа "Воевода" может быть использована для уничтожения внезапно обнаруживаемых небольших космических тел размером до 100 метров, угрожающих Земле, если эту ракету оснастить дополнительной третьей ступенью (или разгонным блоком). Доработанная таким образом ракета сможет ликвидировать объекты, обнаруженные за пять-шесть часов до предполагаемого момента столкновения с Землей.

По его словам, эти ракеты могут стартовать через 10-20 минут после получения приказа к пуску. Еще два часа требуется, чтобы ракета достигла цели, еще два — на уточнение траектории небесного тела и около часа, чтобы согласовать пуск с президентами других стран.

Он добавил, что жидкотопливные ракеты более пригодны для этих целей, чем твердотопливные, вследствие их большей энерговооруженности. По оценкам Саитгараева, с использованием научно-технического потенциала кооперации предприятий во главе с ГРЦ имени Макеева ракетно-космический сегмент ближнего эшелона борьбы с астероидами может быть реализован в течение пяти-шести лет при приемлемых затратах. Но он воздержался от уточнения конкретной суммы.

Свидетельства внеземной жизни могут прийти от умирающих звезд

Даже у умирающих звезд могут быть планеты с жизнью - да что уж говорить, даже возле пульсаров могут быть планеты. Если такие системы с жизнью и существует, мы сможем обнаружить их уже в течение следующего десятилетия. 

Такой обнадеживающий вердикт пришел в результате теоретического изучения похожих на Землю планет, вращающихся вокруг белых карликов. Исследователи выяснили, что мы могли бы с легкостью обнаружить кислород в атмосфере планеты белого карлика. Гораздо легче, чем искать его на землеподобных планетах, вращающихся вокруг солнцеподобных звезд.

«В поисках внеземных биологических свидетельств жизни первыми звездами должны быть белые карлики», - заявил Ави Лоеб, теоретик из Гарвард-Смитсоновского центра астрофизики (CFA) и директор Института теории и вычислений.

Когда звезда, подобная Солнцу, умирает, она отбрасывает внешние слои, оставляя себе горячее ядро, которое и называют белым карликом. Обычно белый карлик размером с Землю. Он медленно остывает и затухает со временем, но может оставаться достаточно теплым миллиарды лет.

Так как белый карлик намного меньше и тусклее Солнца, планета должна быть гораздо ближе, чтобы на ее поверхности оставалась жидкая вода и условия, пригодные для жизни. Обитаемая планета будет кружиться вокруг белого карлика, совершая один оборот в 10 часов, на дистанции около полутора миллионов километров.

Перед тем как звезда становится белым карликом, она разбухает в красный гигант, захватывая и уничтожая все ближайшие планеты. Таким образом, планета должна оказаться в обитаемой зоне звезды после взрыва. Планета могла бы сформироваться из оставшейся пыли и газа (иногда в таких условиях формируются очень странные планеты) или мигрировать ближе к звезде с большого расстояния.

Если планеты существуют в обитаемых зонах белых карликов, нам следовало бы их найти, перед тем как изучить. Содержание тяжелых элементов на поверхности белых карликов наводит на мысль о том, что у значительного их числа есть тяжелые скалистые планеты. Лоеб и его коллега Дэн Маоз (Тель-Авив) считают, что обследование ближайших 500 карликов позволит выявить одну или больше пригодных для жизни земель.

Лучший метод по поиску таких планет - это транзитный поиск, поиск звезд, которые затемняются, когда перед ними проходит планета. При размерах белого карлика с Землю, землеподобная планета будет блокировать большую часть света и давать очевидный сигнал.

Что еще более важно, мы можем изучить атмосферы транзитных планет. Когда свет белого карлика пролегает через кольцо воздуха, окружающего силуэтом диск планеты, атмосфера поглощает часть звездного света. В результате появляются химические отпечатки, указывающие, что воздух содержит водяной пар или даже жизненно важный кислород.

Астрономы особо заинтересованы в поиске кислорода, поскольку кислород может постоянно пополняться (как это происходит на Земле) в процессе фотосинтеза при участии растительной жизни. Если бы вся жизнь исчезла с нашей планеты, атмосфера быстро лишилась бы кислорода, который растворился бы в океанах и окислился на поверхности. Таким образом, наличие большого количества кислорода в атмосфере далекой планеты будет свидетельствовать о вероятной жизни там.

Космический телескоп Джеймса Уэбба (JWST), который должен заработать уже к концу этого десятилетия, обещает «разнюхать» атмосферу далеких миров. Лоеб и Маоз создали искусственный спектр, который JWST увидел бы, если бы нашел обитаемую планету, вращающуюся вокруг белого карлика. Ученые выяснили, что кислород и пары воды можно будет обнаружить лишь спустя несколько часов от общего времени наблюдения.

«JWST станет нашей самой большой надеждой на поиск обитаемых планет в ближайшем будущем», - подчеркивает Маоз.

Последние исследования астрономов Кортни Дрессинг и Дэвида Шарбонне показали, что ближайшая обитаемая планета, скорее всего, находится на орбите красного карлика (холодной маленькой звезды, в которой протекает процесс ядерного синтеза). Поскольку красный карлик, который также меньше и тусклее Солнца, больше и ярче белого карлика, его блики не позволили бы наблюдать за атмосферой находящейся рядом планеты. JWST придется провести сотни часов в наблюдениях, чтобы определить состав атмосферы.

«Хотя ближайшая обитаемая планета может вращаться вокруг красного карлика, вполне возможно, мы найдем жизнь и ближе, на орбите белого карлика», - говорит Лоеб.

Найдена пара планет-экстремофилов

Когда протопланетный диск часто подвергается неблагоприятным воздействиям извне, образование планет умеренных размеров затруднено. Такова общепринятая точка зрения. Но, похоже, кое-какие планеты всё же способны превозмочь эти трудности...

Все звёзды начинают свою жизнь в составе групп. Большинство из них, как и наше Солнце, рождаются в маленьких, сравнительно рассеянных скоплениях, условия внутри которых благоприятны для планетообразования. Впрочем, такие скопления довольно быстро распадаются.

Тем не менее часть звёзд образуется в других местах — тесных роях, чьё существование длится не сотни миллионов, а миллиарды лет. Считается, что звёздный ветер и ультрафиолетовое излучение от соседей просто не дают протопланетам формироваться, ведь плотность звёзд на единицу объёма здесь в десятки, а то и сотни раз превосходит таковую в окрестностях Солнца. Соседние светила буквально «толкаются локтями» — оказывают сильнейшее воздействие на чужие протопланетные облака. Что ещё более опасно, при такой тесноте взрывы близких сверхновых со временем неизбежно затрагивают основную часть всех систем, и это оставляет небольшим планетам весьма скромные шансы на жизнь.

И вот теперь в 3 000 световых годах в открытом звёздном скоплении NGC 6811 замечены две планеты размерами меньше Нептуна, но вращающиеся вокруг звёзд вроде Солнца.

«Старые скопления обеспечивают звёздам совсем другое окружение, чем то, что можно было наблюдать там, где родилось Солнце и другие обычные звёзды, имеющие планеты, — поясняет ведущий автор работы Сорен Мейбом (Soren Meibom) из Гарвард-Смитсоновского центра астрофизики (США). — Поэтому мы считали, что планеты могут испытывать трудности с формированием и выживанием в столь «стрессогенной» среде, характерной для плотных скоплений. Среди прочего, мы считали так потому, что долгое время не могли найти там планеты».

Оба вновь выявленных кандидата в планеты обнаружены в данных «Кеплера» — тех, что были получены до недавней фатальной поломки космического телескопа.

И Кеплер-66 b, и Кеплер-67 b примерно втрое больше Земли, но на четверть меньше Нептуна, то есть попадают в категорию «мини-Нептунов». Эти «небольшие гиганты» должны иметь относительно крупное каменистое ядро, покрытое океаном огромной глубины, состоящим или из жидких углеводородов, или из воды. Согласно выводам астрономов, возраст обеих находок — один миллиард лет.

Ранее в скоплениях удалось обнаружить лишь четыре планеты, причём все они были либо равны Юпитеру по массе, либо превосходили его. Поэтому сложилось мнение, что только огромные планеты, способные более эффективно перенести воздействия звёздных ветров или близких взрывов сверхновых, в состоянии появиться и существовать в подобных местах.

«Это настоящие космические экстремофилы, — говорит Сорен Мейбом. — Их обнаружение показывает, что небольшие планеты могут сформироваться и существовать не менее миллиарда лет даже в столь хаотичном и враждебном окружении».

Отчёт об исследовании опубликован в журнале Nature.

Японцы впервые отправят в космос человекообразного робота

Группа специалистов из Токийского университета и японской корпорации Toyota представили человекообразного робота-космонавта, который отправится в свое первое путешествие на Международную космическую станцию (МКС) уже летом этого года, говорится в обнародованном пресс-релизе разработчиков, пишет РИА "Новости".

"Россия была первой страной, отправившей человека в космос, США была первой, покорившей Луну. Мы хотим, чтобы Япония стала первой страной, которая отправит в космос робота-астронавта, способного общаться с людьми", — заявил в ходе состоявшейся в среду пресс-конференции один из руководителей проекта Kibo Robot Project Ёритика Нисидзима. Целью создания нового робота специально для отправки его на МКС стало желание ученых помочь астронавтам справляться с возникающими на станции стрессовыми состояниями.

Новый "маленький друг" космонавтов весит всего один килограмм, а его высота составляет 34 сантиметра. Внутри тела робота, который по своему красочному дизайну напоминает героя из японских мультипликационных фильмов, размещена целая система распознавания голосов находящихся рядом людей и генерирования ответов. Пока что робот говорит лишь на языке его создателей — японском.

Имя робота выбиралось из почти 2,5 тысячи вариантов, присланных на личный интернет-сайт будущего космонавта. По итогам голосования создатели робота остановились на имени Киборо.

У робота-космонавта есть также двойник — робот по имени Мирата. Внешне от Киборо его отличает лишь цвет шлема. Однако Мирата не предназначен для путешествия в космос. Вместо этого он обладает возможностью самообучения через общение с людьми.

Киборо должен стать полноправным членом команды МКС уже в конце лета этого года. Запуск ракеты-носителя H-2B, на котором робот отправится в космос вместе с японским астронавтом Коити Вакатой, запланирован на 4 августа.

Напомним, ранее сообщалось, что китайские и японские ученые совместно создали робота для проведения хирургических операций на сосудах мозга.

ДНК писателя-фантаста Артура Кларка отправят в глубокий космос

Писатель-фантаст Артур Кларк отправится в посмертное космическое путешествие. Частицу его ДНК возьмет с собой "солнечный парусник" "Sunjammer".

В конце 2014 года НАСА планирует запустить самый большой в истории солнечный парус площадью 1,2 тысячи квадратных метров. Он получил название "Sunjammer" ("выжиматель Солнца") в честь рассказа Артура Кларка "Солнечный ветер", повествующий о гонках солнечных яхт. Организаторы полета посчитали, что будет справедливо и символично, если в космическое "плавание" с "Sunjammer" отправится частичка великого английского фантаста.

ДНК была извлечена из волос писателя, которые он сам подарил создателям проекта. С необычной просьбой пожертвовать образец волос они обратились к писателю еще в 2000-м году, сообщает The Guardian. Живший в то время на Шри-Ланке Кларк удовлетворил просьбу. А в записке, приложенной к "дару", шутливо приписал: "Вот несколько прядок, я бы дал вам больше, да у меня нет лишних". В пожилом возрасте он уже не мог похвастаться пышной шевелюрой.

Артур Кларк написал за свою жизнь более ста книг, он скончался в 2008 году в возрасте 90 лет.

Парус "Sunjammer" будет выведен на орбиту с помощью ракеты-носителя Falcon 9. Специалисты надеются, что он сможет удалиться от Земли на расстояние до 3 млн километров, унеся с собой в глубокий космос не только ДНК Артура Кларка, но и прах создателя "Звездного пути" Джина Родденберри и его жены Меджел, а также других людей.

Sunjammer" - не первый проект НАСА по запуску солнечного паруса. В ноябре 2010 года НАСА запустило аппарат "NanoSail-D" с парусом площадью в 9,3 квадратных метра.

Для приведения в движение солнечный парус использует давление солнечного света или лазера на зеркальную поверхность. Он работает наподобие экологичного двигателя, без использования топлива. В будущем солнечные паруса, подобные "Sunjammer", могут использоваться для мониторинга космической погоды и слежения за солнечной активностью.

Внеземные цивилизации можно обнаружить по использованию люксовых средств межзвездных перевозок

Вы, конечно, думаете, что Солнечная система — наш дом, верно? А вот некоторые учёные считают, что на самом деле этот дом вполне может быть трейлером...

В 1948 году астроном Фред Цвики (Fred Zwicky) предположил, что инопланетные цивилизации могут использовать для перемещения сбрасывание на светила мощных термоядерных бомб, постепенно передвигая целые звёздные системы в желаемом направлении. Смысл? По его расчётам, такая техника позволяла достичь района, скажем, Альфы Центавра за считанные тысячи лет.

Сорока годами позже Леонид Михайлович Шкадов разработал концепцию более уточнённого передвижения звёздных систем на большие расстояния. Всё что для этого нужно — просто создать огромное сферическое зеркало, отражающее часть излучения звезды обратно на её поверхность.

В итоге световое давление от самой звезды постепенно начнёт подталкивать её в нужном направлении, без каких-либо энергозатрат со стороны цивилизации. Как и в предыдущем сценарии, огромная масса светила позволит удерживать вокруг неё все планеты и астероиды и даст возможность развитой цивилизации с комфортом отравиться к ближайшей звёздной системе. Медленно? Но «перевозка» системы с многомиллиардным населением в космических кораблях потребует не меньших затрат на одни только транспортные средства, не говоря уже об энергии. В то же время вариант Шкадова имеет дело с расходом энергии только на строительство зеркала, которое будет функционально очень долгое время.

Конечно, двигатель Шкадова, то есть то самое зеркало, должен иметь размеры в миллионы километров, и даже при микрометровой толщине устройство будет весить чуть ли не как планета.

Но что для инопланетян плохо, то нашему человеку очень даже хорошо. В самом деле, отмечает Дункан Форган (Duncan Forgan) из Эдинбургского университета (Великобритания), такая мегаструктура серьёзно повлияет на излучение, идущее от звезды и достигающее земного наблюдателя. Обычно при транзите оно формирует характерный U-образный провал, любые колебания которого указывают на влияние мощных необычных факторов, таких как пятна на поверхности, экзопланеты или... или двигатели Шкадова!

Смоделировав различные возможные положения такого гигантского зеркала относительно звезды, учёный представил, как выглядели бы колебания в её излучении для земных астрономов.

Г-н Форган подчёркивает: спутать двигатели Шкадова с теми же звёздными пятнами невозможно, ибо пятна вращаются вместе со своим светилом, в то время как мегаструктура не может мимикрировать под них даже при всём желании её инопланетных конструкторов — ибо её сверхбольшие размеры не позволят вращаться со скоростью звезды.

Кривая изменений в светимости светила, подталкиваемого таким ускорителем, полагает шотландец, будет бросаться в глазах и не сможет быть эффективно замаскирована.

Всё это хорошо, но даже самый лучший способ найти что-либо не сработает, если искомого объекта нет в природе. Какова вероятность того, что развитые внеземные цивилизации выберут путешествие в Тулу со своим самоваром?

Дункан Форган, понимая всю спекулятивность такого предположения, полагает, что для начала можно приравнять такую вероятность одной звезде на миллион. В этом случае ближайшие любители дрейфа-со-звёздами находятся всего в 1 000 световых лет от нас. Увы, даже если они там есть, мы об этом пока не знаем. Даже «Кеплер» накопил данные по наблюдениям всего 150 000 звёзд. А значит, вероятность того, что среди них была управляемая дрейфующая, не превышает 15%. Так что, не имея под рукой по крайней мере в несколько раз более полные массивы данных, о реальном обнаружении подобной мегаструктуры говорить рано.

Препринт рассмотренного исследования можно полистать на сайте arXiv.

середа, 26 червня 2013 р.

Как теория эволюции "породила" инопланетян

Открытия XIX века, показавшие поразительную способность живых существ адаптироваться к самым, казалось бы, неблагоприятным условиям, заставили учёных всерьёз задуматься о жизни на других планетах.

Когда XIX век уже попривык к теории эволюции, разговоры о внеземной жизни получили новый толчок. Эволюция, говорили учёные, должна была протекать на мириадах планет, и Земля — лишь одна из них. «Разве не очевидно, что этот мир был брошен в скопление планет без какого бы то ни было различия и что он не лучше других приспособлен к тому, чтобы быть исключительным местом жизни и разума?» — писал французский астроном Камиль Фламмарион (1842–1925).

Идея множественности миров выдвигалась неоднократно. Иммануил Кант в «Общей естественной истории и теории неба» (1755) говорит об обитаемости всех планет Солнечной и прочих звёздных систем как о чём-то само собой разумеющемся, причём земляне у него предстают далеко не самыми умными и добропорядочными. В XIX веке подобные спекуляции перестали быть уделом избранных одиночек, и развернулась широкая дискуссия, в которой воображение — чем дальше, тем больше — ограничивалось и одновременно подпитывалось потоком новых открытий.

Подтвердились догадки Канта и прочих философов о том, что Солнце само вращается вокруг какого-то другого центра и что Вселенная если не бесконечна, то чертовски велика. Геологи пришли к выводу, что Земле не тысячи, а по крайней мере миллионы лет. Натуралисты высказывались по поводу адаптации живых существ к изменяющимся условиям, не дожидаясь «Происхождения видов». В результате даже самой оторванной от философии публике мир предстал динамичной, постоянно меняющейся системой: в безбрежных глубинах космоса непрестанно рождаются новые звёзды и планеты, на них развивается жизнь, процесс творения не прекращается ни на мгновение.

Хотя творение больше не считалось божественным актом, учёные и философы (вслед за Декартом, Кантом и прочими) не видели противоречий с религиозным учением. Да, наш мир — следствие развёртывания законов природы, но последние были установлены Богом. Постоянного вмешательства высшего существа не требуется, однако Вселенная по-прежнему остаётся произведением божественного художника, а потому гармонична и красива. «Если Он, как нам представляется, решил прибегнуть к низшим организмам как средству вырастить высшие, в том числе нас, то какое имеем право мы, Его смиренные творения, нападать на Его замысел?» — писал шотландский геолог и естествоиспытательРоберт Чемберс в чрезвычайно популярной в своё время работе «Следы творения природы» (1844).

И точно так же, говорил он, как ни одна область Вселенной не может укрыться от законов гравитации, все планеты подчиняются законам эволюции: «То, что устроение космоса стало следствием природного закона, — сильнейший аргумент в пользу того, что аналогичным образом устроена и жизнь, ибо как мы осмелимся допустить, что величественное Существо, которое придало форму всем этим бесчисленным мирам простым установлением естественного закона, вышедшего из его разума, лично и нарочно вмешивается в творение всякий раз, когда требуется наделить существованием нового моллюска или рептилию на одном из этих миров? Подобная идея представляется нам в данный момент безусловно нелепой».

Разумеется, были и скептики, которые не могли себе представить жизнь на планетах, лежащих за пределами «умеренной зоны», то есть ближе или дальше к светилу, чем Земля. А если в Солнечной системе наличествует только один мир, на котором может существовать жизнь, то как можно рассуждать о том, что космос наполнен живыми существами?

Сторонники гипотезы о множественности обитаемых миров парировали предположениями, которые нам — с высоты наших знаний о физике и астрономии — кажутся сумасшедшими. Например, шотландский математик Джеймс Митчелл полагал, что спутники далёких, холодных планет действуют подобно зеркалам, отражающим солнечный свет на поверхность ближайшей планеты, тем самым её нагревая. В то время считалось, что чем дальше планета от Солнца, тем больше у неё спутников, и Митчелл видел в этом знак божественного провидения.

Британский популяризатор науки Томас Коллинз Саймон приводил доводы в пользу того, что солнечные лучи не рассеиваются, проходя сквозь пустоту космоса. Все планеты, заключил он, получают одинаковое количество света и тепла, а температура поверхности определяется составом и плотностью атмосферы. Британский астроном Ричард Проктор (1837–1888) предсказывал, что крупные планеты (вроде Юпитера) охлаждаются дольше после своего формирования из раскалённой материи, а потому на них ещё достаточно тепло для существования жизни.

В действительности вера в обитаемые планеты подпитывалась не этими голословными теориями, а наблюдениями за поразительным разнообразием земных форм жизни и их способностью адаптироваться к любым, казалось бы, условиям. «Что касается вопроса о назначении всего, что происходит вокруг, то Земля учит нас взирать на жизнь как на великую цель Природы», — отмечал Проктор.

Фламмарион говорил примерно то же самое: «Сила жизни настолько велика, что ни один элемент, по-видимому, не способен успешно с нею бороться, и ничто не может остановить её повсеместное распространение. От верхних областей воздуха, где ветры разносят микробы, до морских глубин, где они испытывают давление, равное нескольким сотням атмосфер, и где вечно царит почти совершенно тёмная ночь; от знойного экватора и горячих вулканических источников до льдов и затвердевших морей полярного круга — всюду жизнь простирает свою империю, словно колоссальная сеть, наброшенная на Землю, смеясь над препятствиями и преодолевая все бездны, и нет в мире такого уголка, который не попал бы под её безраздельную власть».

Но уже Луна поставила перед «астробиологами» неразрешимую проблему. Тщательные наблюдения в телескопы не оставили сомнений: наш спутник лишён жизни, хотя он располагается в той же «умеренной зоне», что и Земля. Как такое может быть?

Проктор отреагировал на это крайне просто: раз у жизни есть начало, то должен быть и конец. Способность к адаптации не может быть неограниченной. Жизнь появилась на Земле лишь по окончании длительного подготовительного периода и исчезнет, как только планета одряхлеет или когда Солнце уменьшится в размерах и остынет. «Эпоха жизни коротка по сравнению с общим сроком существования планеты, — заключал он. — Следовательно, нельзя заранее предполагать, что на любой случайно выбранной планете нашей или другой системы в данный момент существует жизнь».

На Луне, полагал он, некогда была жизнь, но с тех пор прошло много времени. С Марсом, по его мнению, дело обстоит аналогичным образом: «Марс был таким же миром, как и наш, — с разнообразными формами жизни. Несомненно, эти формы менялись соответственно изменениям окружающей среды, прогрессируя и деградируя, когда условия были благоприятными, и, наоборот, возможно, развились в формы, обладающие, подобно различным человеческим расам, способностью разумно мыслить. Но теоретические соображения говорят о том, что Марс почти наверняка уже миновал стадию жизни».

Самой похожей на Землю планетой Солнечной системы Проктор считал Юпитер: «Мы видим, что вся поверхность Юпитера окутана слоями облаков огромной глубины, и наблюдаем постоянные изменения, свидетельствующие об активной деятельности (или, иными словами, об активном нагреве) всей этой массы. В том, как выглядит планета, мы узнаём признаки условий, схожих с теми, что существовали на Земле, когда значительная её часть находилась в газообразном состоянии. Нет сомнений, что за этим последует период (намного более длительный, чем период существования жизни на Земле), в течение которого Юпитер будет пригоден для жизни».

Пожалуй, самый убийственный аргумент сторонников гипотезы о множественности обитаемых миров звучал так. Если Земля — единственный обитаемый мир, то зачем Господь создал так много звёзд и планет? Вот что писал Митчелл: «Возможно ли верить в то, что эти сферические тела — столь многочисленные, столь обширные, столь щедро разбросанные по безграничному пространству космоса — были созданы только ради Земли, которая в сравнении с ними не более чем песчинка? Сия мысль абсурдна и принята быть не может. А если они созданы не ради Земли, нет причин для сомнения в том, что, поскольку Творец не делает ничего попусту и поскольку вся Природа — свидетель его благих деяний, они были сформированы ради их обитателей».

Фламмарион же советовал человечеству отказаться от мысли о своей исключительности: «Как мало оснований в том вдохновляющем нас положении, что Вселенная создана для нас, убогих существ, затерянных в безбрежности мироздания, и что, как только мы сойдём со сцены, вся Вселенная будет ввергнута в хаос, словно она есть не более чем скопление неповоротливых тел, и лишена света!»

Уильям Уэвелл (1794–1866) подытожил эти соображения таким вопросом: «Так может ли Земля быть центром нравственной и религиозной вселенной, коль скоро показано, что она не является центром вселенной физической?» Уэвелл — человек энциклопедических знаний, теолог, философ, изобретатель словаscientist — отвергал теории Дарвина, и это сделало его самым убедительным критиком тезиса о множественности миров. Прежде всего он был уверен в том, что количество миров во Вселенной сильно преувеличивается. Например, он указывал на большое число двойных звёзд, утверждая, что система планет, обращающаяся вокруг или среди пары звёзд, что в свою очередь обращаются вокруг друг друга, не может быть стабильной.

Отвечая на вопрос о том, почему Бог создал столь обширную Вселенную и не населил её разумными существами, Уэвелл говорил так: законы физики, созданные Божественным Автором ради творения Земли, привели к возникновению множества других вещей. Например, силы «соединения и сцепления» были созданы ради того, чтобы человек мог стоять на твёрдой земле, но они же породили явление кристаллизации, благодаря которому мы наслаждаемся красотой и симметрией драгоценных камней. То же со звёздами и планетами...

И даже сегодня, когда минули полторы сотни лет и теологический аспект проблемы множественности миров выпал из сферы научных интересов, нас продолжает волновать вопрос об уникальности Земли. Хотя существование экзопланет всесторонне доказано, пристальное изучение нашей собственной Солнечной системы заставляет всё больше поражаться количеству совпадений, без которых эволюция жизни на Земле стала бы невозможной.

С другой стороны, за эти годы мы узнали, что «империя жизни», о которой писал Фламмарион, даже больше, чем он мог себе вообразить. По-видимому, жизнь способна существовать всюду, где есть источник энергии, вода и органика. И пусть Проктор ошибался насчёт Юпитера, сегодня всерьёз рассматривается возможность зарождения жизни на его спутнике — Европе, где под ледяной корой, вероятно, располагается жидкий океан.

Как видим, несмотря на то что плоды буйной фантазии учёных XIX века не подтвердились, мы сейчас точно так же, как они, считаем, что во вселенной чудес жизнь — самое главное чудо.

Физики считают, что наша Вселенная существует внутри черной дыры

Эта странная теория может пролить свет на многие вопросы, на которые не в состоянии ответить знаменитая теория Большого взрыва.

Эта странная теория, над которой физики работают уже ни одно десятилетие, может пролить свет на многие вопросы, на которые не в состоянии ответить знаменитая теория Большого взрыва.

Согласно теории Большого взрыва, до того, как Вселенная начала расширяться, она пребывала в сингулярном состоянии - то есть в бесконечно малой точке пространства содержалась бесконечно высокая концентрация материи. Эта теория позволяет объяснить, например, почему невероятно плотная материя ранней Вселенной начала расширяться в пространстве с огромной скоростью и образовала небесные тела, галактики и скопления галактик.

Но, в то же время, она оставляет без ответа и большое количество важных вопросов. Что спровоцировало сам Большой взрыв? Каков источник таинственной темной материи?

Теория о том, что наша Вселенная находится внутри черной дыры, может дать ответы на эти и многие другие вопросы. И, к тому же, в ней объединены принципы 2-х центральных теорий современной физики: общей теории относительности и квантовой механики.

Общая теория относительности описывает Вселенную в самых крупных масштабах и объясняет, как гравитационные поля таких массивных объектов, как Солнце, искривляют время-пространство. А квантовая механика описывает Вселенную в самых мелких масштабах — на уровне атома. Она, например, учитывает такую важную характеристику частиц, как спин (вращение).

Идея состоит в том, что спин частицы взаимодействует с космическим временем и передает ему свойство, называемое "торсион". Чтобы понять, что такое торсион, представьте космическое время в виде гибкого прута. Сгибание прута будет символизировать искривление космического времени, а скручивание — торсион пространства-времени.

Если прут очень тонкий, вы можете его согнуть, но разглядеть, скручен он или нет, будет очень сложно. Торсион пространства-времени может быть заметен только в экстремальных условиях — на ранних стадиях существования Вселенной, либо в черных дырах, где он будет проявляться как сила отталкивания, противоположная гравитационной силе притяжения, исходящей от кривизны пространства-времени.

Как следует из общей теории относительности, очень массивные объекты заканчивают свое существование, сваливаясь в черные дыры — области космоса, от которых не может ускользнуть ничего, даже свет.

В самом начале существования Вселенной гравитационное притяжение, вызванное искривлением пространства, будет превосходить силу отталкивания торсиона, благодаря чему материя будет сжиматься. Но затем торсион станет сильнее, и начнет препятствовать сжатию материи до бесконечной плотности. А поскольку энергия обладает способностью превращаться в массу, то чрезвычайно высокий уровень гравитационной энергии в этом состоянии приведет к интенсивному образованию частиц, отчего масса внутри черной дыры будет нарастать.

Таким образом, механизм скручивания предполагает развитие поразительного сценария: каждая черная дыра должна порождать внутри себя новую Вселенную.

Если эта теория верна, то материя, из которой состоит наша Вселенная, тоже привнесена откуда-то извне. Тогда наша Вселенная тоже должна быть образована внутри черной дыры, существующей в другой Вселенной, которая приходится нам "родительской".

Движение материи при этом всегда происходит только в одном направлении, чем обеспечивается направление времени, которое мы воспринимаем как движение вперед. Стрелка времени в нашей Вселенной, таким образом, тоже унаследована из "родительской" Вселенной.

Карликовая звезда «приютила» сразу три потенциально обитаемых планеты

Астрономы открыли рядом с карликовой звездой сразу три потенциально обитаемых суперземли. Их отделяет от нас всего 22 световых года.


Открытие было сделано специалистами из Геттингенского университета (Германия), чья статья опубликована в журнале Astronomy & Astrophysics.

Ученым было давно известно, что вокруг звезды Gliese 667C из созвездия Скорпиона вращаются три планеты, одна из которых может быть потенциально обитаемой. Авторы работы с помощью телескопов чилийской обсерватории Ла-Силья решили проверить, так ли это. Оказалось, что планеты действительно существуют - и все они, а не только одна, пригодны для жизни.

Существование планет удалось подтвердить лишь косвенным путем, наблюдая, как их гравитационное поле изменяет траекторию движения звезды. По размерам они в 2,7-3,8 раз превосходят Землю. Это значит, что планеты, скорее всего, являются каменными. Такие объекты, чья масса немного превышает массу нашей планеты, называются суперземлями. Считается, что именно они наиболее приспособлены для обитания живых организмов.

Открытые планеты делают полный оборот вокруг Gliese 667C за 28, 39 и 62 дня. Поскольку эта звезды относится к классу M-карликов, в 3 раза уступая по массе нашему Солнцу, то ее излучение достаточно слабо. Следовательно, жидкая вода может существовать и в ее ближайших окрестностях, где и располагаются три обнаруженные суперземли.

Напомним, что недавно другая группа ученых предложила искать обитаемые миры рядом с белыми карликами - на фоне тусклых светил их легче заметить.

Экипаж «Шэньчжоу-10» вернулся на Землю после 15-дневного полета

Экипаж космического корабля «Шэньчжоу-10» успешно вернулся на Землю после 15-дневного пребывания на орбите. Об этом сообщает Agence France-Presse со ссылкой на китайское телевидение.

Приземление капсулы с Не Хайшэном, Чжан Сяогуаном и второй в истории Китая женщиной-космонавтом Ван Япин произошло в автономном китайском регионе Внутренняя Монголия в 08.06 по местному времени (04.06 МСК) в соответствии с намеченным планом.

Китайский пилотируемый космический корабль «Шэньчжоу-10» стартовал с космодрома Цзюцюань 13 июня. Основной целью миссии являлась стыковка с находящимся на орбите модулем «Тяньгун-1», которая была успешно проведена дважды — один раз в ручном режиме, и один раз — в автоматическом.

Миссия «Шэньчжоу-10» стала шестым пилотируемым запуском в истории Китая. Прошедшая миссия стала самой продолжительной в истории китайских пилотируемых полетов.