На Международной космической станции, в её американском сегменте, сломалась одна из систем жизнеобеспечения, передаёт «Интерфакс» со ссылкой на источник в ракетно-космической отрасли.

Источник изображения: NASA

«В американском сегменте вышла из строя одна из систем, отвечающих за переработку воды. Ее работу не удается восстановить вот уже несколько дней», — передаёт издание слова источника.

Представительство NASA при российском центре управления полётами сообщило «Интерфаксу», что два дня назад возникла неисправность в блоке обработке воды (WPA). Данный блок представляет собой сложную систему фильтров, который тщательно очищает воду из различных «отходов», включая конденсат, использованную для гигиенических процедур воду, а также дистиллят, полученный из урины.

В документации NASA сказано, что система WPA позволяет получить питьевую воду. Тем не менее, представитель американского космического агентства отметил «Интерфаксу», что «данный блок отвечает за технические жидкости, а не питьевую воду. Ведется работа над восстановлением системы. Пока она не завершена».

Это далеко не первый и определённо не последний подобный инцидент. В октябре 2020 года на российском сегменте МКС вышел из строя туалет, а примерно через год подобна участь постигла и туалет на американском сегменте. Также туалеты выходили из строя и прежде, в конце нулевых. К счастью, их на станции было два, а к тому же у космонавтов есть подгузники. Ломались и другие системы жизнеобеспечения: в январе текущего года в американском сегменте МКС сломался контроллер вентилятора в системе удаления углекислого газа CDRA, а в ноябре 2015 года на американском сегменте МКС отказал канал питания, ремонт которого занял несколько месяцев.

Обновлено:

ТАСС получило более подробный комментарий от представителя NASA касательно инцидента: «На этой неделе в среду утром (29 мая) мы с удивлением обнаружили аномалию на борту — у блока обработки мочи отказал насос, который принимает всю мочу экипажа и обрабатывает ее на первом этапе системы регенерации воды. Затем он отправляет ее в систему обработки воды, которая превращает ее в питьевую воду. Поэтому станция действительно спроектирована таким образом, чтобы обеспечить замкнутый цикл и непрерывный процесс переработки мочи вплоть до получения питьевой воды. И вот с этим процессом ничего не получается, мы находимся в положении, когда нужно хранить мочу на борту станции».

Также было сказано, что на станции имеются «мешки и емкости, которые установили для этой цели, но их запас ограничен». В NASA рассчитывали, что сломавшийся насос проработает примерно до осени. Теперь ожидается, что новый насос отправят на МКС уже сегодня на корабле Boeing Starliner, который должен совершить первую пилотируемую миссию.

NASA и Boeing запланировали первый пилотируемый испытательный полёт космического корабля Starliner к Международной космической станции (МКС) на 1 июня. Это решение было принято после нескольких недель детальной проверки, в ходе которой была выявлена утечка гелия и конструкционная уязвимость в системе двигателей. Инженеры уверены, что риски для полёта Starliner с экипажем на борту остаются в допустимых пределах.

Источник изображений: Boeing

За последние две с половиной недели был проведён обширный анализ данных, который помог установить вероятную причину утечки гелия, которую официальные лица назвали небольшой и стабильной. Инженеры подтвердили, что даже в случае её ухудшения это не создаст неприемлемого риска для испытательного полёта Starliner к МКС.

Однако инженеры также обнаружили, что маловероятное сочетание технических неисправностей в системе двигателей Starliner, вероятность которого составляет 0,77 % от всех возможных режимов отказов, может помешать космическому кораблю сойти с земной орбиты в конце миссии. Об этом сообщил Стив Стич (Steve Stich), руководитель коммерческой программы полётов NASA.

«Изучая утечку гелия, мы также проверили всю систему двигателей, чтобы убедиться, что нет других проблем, которые должны нас беспокоить. Мы обнаружили уязвимость конструкции в системе двигателей при анализе данной утечки гелия, где в некоторых крайне редких случаях отказов нам не удалось выполнить тормозной манёвр для выхода с орбиты с дублированием», — сообщил Стич на пресс-конференции в пятницу.

Астронавты NASA и опытные пилоты ВМС, командир Барри Уилмор (Barry Wilmore) и пилот Сунита Уильямс (Sunita Williams)

Эти две проблемы, выявленные одна за другой, заставили отложить испытательный полёт Starliner, чтобы инженеры могли разработать обходные пути. Это будет первый полёт астронавтов на корабле Starliner после двух беспилотных демонстрационных миссий в 2019 и 2022 годах.

Программа Starliner отстаёт от графика на несколько лет главным образом из-за проблем с программным обеспечением (ПО), парашютами и системой двигателей, поставляемой Aerojet Rocketdyne. Проблемы с ПО прервали первый испытательный полёт Starliner в 2019 году, не позволив ему состыковаться с МКС, что вынудило Boeing провести дополнительный испытательный полёт, чтобы доказать безопасность корабля для астронавтов. NASA и Boeing отложили второй беспилотный испытательный полёт почти на год из-за коррозии клапанов в системе двигателей.

В прошлом году, за несколько месяцев до планируемого пилотируемого испытательного полёта, была обнаружена проблема с парашютами Starliner. Тогда же было установлено, что внутри капсулы была использована воспламеняющаяся лента. Несмотря на все эти проблемы, миссия Starliner наконец-то была готова к долгожданному пилотируемому испытательному полёту с космодрома на мысе Канаверал.

6 мая командир Барри «Буч» Уилмор (Barry «Butch» Wilmore) и пилот Сунита Уильямс (Sunita Williams) находились в своих местах внутри Starliner, когда старт был отменён из-за неисправного клапана на ускорителе ракете-носителе Atlas V компании United Launch Alliance (ULA). После наземные команды обнаружили утечку гелия в служебном модуле Starliner после отмены отсчёта. В итоге компания вернула ракету в свой ангар для замены клапана, чтобы позже предпринять ещё одну попытку запуска.

Компания Boeing объявила, что намеревается осуществить первый пилотируемый запуск корабля Starliner 1 июня, но эта дата не является окончательной. В качестве резервных установлены 2, 5, и 6 июня. Предварительными, впрочем, являются все перечисленные сроки: специалисты продолжают анализ данных и пока не дали добро на запуск.

Источник изображения: nasa.gov

Старт миссии Crew Flight Test (CFT) постоянно переносится. Миссия на ракете United Launch Alliance (ULA) Atlas V с базы Космических сил на мысе Канаверал во Флориде должна была стартовать 6 мая, но из-за сбоя в работе предохранительного клапана в системе подачи кислорода его перенесли. Сначала запуск ракеты назначили на 17 мая, а впоследствии перенесли на 21 мая, потому что была обнаружена утечка гелия. В последний раз запуск запланировали на 25 мая, но позже в NASA отказались и от этой даты, уже не называя новой.

Теперь NASA опубликовало заявление, согласно которому запуск Boeing Starliner в рамках миссии CFT должен состояться 1 июня в 12:25 по времени Восточного побережья (19:25 мск); резервными датами значатся 2, 5 и 6 июня. Эти даты, впрочем, также не являются окончательными: специалисты миссии продолжают анализировать информацию и намечать пути дальнейшего продвижения. Более подробную информацию специалисты NASA, Boeing и ULA сообщат завтра на совместной пресс-конференции.

В рамках миссии CFT на МКС отправятся астронавты NASA Бутч Уилмор (Butch Wilmore) и Суни Уильямс (Suni Williams). Boeing и SpaceX одновременно заключили контракты с NASA на разработку кораблей для доставки астронавтов на МКС. Первый испытательный пилотируемый полёт SpaceX Demo-2 прошёл успешно ещё в 2020 году — с тех пор капсулы Dragon уже восемь раз доставляли астронавтов NASA на МКС. Миссия CFT станет третьим запуском Starliner — до этого корабль дважды отправлялся к МКС без экипажа в декабре 2019 и мае 2022 года. В первом случае он так и не долетел до станции, но добился успеха во втором.

В NASA сообщили, что древний космический зонд «Вояджер-1» (Voyager-1) впервые за шесть месяцев после крупного и продолжительного сбоя прислал на Землю научные данные. Информацию передали два научных прибора — магнитометр и датчик плазмы. Для первого в истории человечества зонда за пределами гелиосферы — это бесценная информация. Вскоре команда миссии обещает запустить в работу ещё два инструмента на борту аппарата.

Источник изображения: NASA

Сегодня «Вояджер-1» и «Вояджер-2» являются самыми дальними разведчиками земной цивилизации. Обоим им в конце этого года стукнет по 47 лет. Это два самых старых действующих аппарата NASA. Удивительно даже то, что они всё ещё продолжают собирать научные данные и, в принципе, сохраняют работоспособность.

Крупный сбой в компьютерной системе «Вояджер-1» произошёл в ноябре 2023 года. Вместо телеметрии и научных данных зонд стал передавать на землю бессмысленный набор данных. В апреле 2024 года команда миссии смогла понять причину неисправности — вылетел небольшой сегмент (чип) в оперативной памяти одного из трёх компьютеров зонда. Специалисты сумели обойти неисправный сектор и впервые получили от зонда читаемую информацию.

Дальше было делом техники. Запрос на получение данных от двух научных приборов был отправлен 17 мая и спустя двое суток пришёл ответ — полная информация по наблюдениям (сигнал в один конец путешествовал 22,5 ч). Ещё два прибора — датчик космических лучей и датчик низкоэнергетических заряженных частиц — проходят калибровку и будут введены в строй в течение следующих недель или месяцев. Шесть других приборов на борту зонда либо отключены, либо вышли из строя раньше. Но даже оставшихся хватит на множество новых научных работ.

В NASA сообщили, что зонд Psyche («Психея») впервые на очень длительное время запустил свои «научно-фантастические» двигатели и начал движение в режиме крейсерского полёта. Зонд оборудован электроракетными двигателями на эффекте Холла. В космосе за зондом должен тянуться едва уловимый шлейф синего «пламени» — вылетающих из дюз заряжённых частиц рабочего тела. Это настоящая картинка из будущего, когда химические ракетные двигатели станут архаикой.

Художественное представление зонда «Психея». Источник изображений: NASA

В настоящий момент зонд «Психея» удалился от Солнца дальше орбиты Марса. Последние шесть месяцев команда миссии проверяла техническое состояние бортового оборудования зонда и нашла его в отличной форме. Это дало зелёный свет на переход в крейсерский режим полёта, в ходе которого зонд разгонится с нынешних 135 тыс. км/ч до 200 тыс. км/ч. Плазменные двигатели аппарата будут непрерывно работать до мая 2026 года. Затем двигатели на короткое время будут выключены, за которое «Психея» совершит гравитационный манёвр у Красной планеты.

Плазменный двигатель «Психеи» создаёт давление всего как «три 25-центовика в руке»

Своей цели — богатого металлами астероида «Психея» — зонд достигнет в августе 2029 года. Рядом с астероидом зонд NASA пробудет около двух лет. Считается, что целевой астероид представляет собой зародыш каменистой планеты, подобной Земле. Это лучший способ изучить глубинное строение землеподобных планет без вскрытия собственной.

Траектория полёта зонда «Психея»

В первые 100 дней после запуска 13 октября 2023 года с площадки Космического центра NASA имени Кеннеди во Флориде на ракете Falcon Heavy компании SpaceX зонд «Психея» прошёл комплексную дистанционную проверку, включая передачу на Землю первых изображений с бортовых камер и установление оптического канала связи по лазерному лучу. Позже зонд связался с Землёй по лазеру с расстояния 31 млн км и передал данные на скорости 267 Мбит/с — как по широкополосной сети интернет, только из глубокого космоса. Это будущее дальней космической связи, которое на борту «Психеи» проходит тестирование возможностей.

Полёт двух астронавтов на Международную космическую станцию на корабле Boeing Starliner перенесён на неопределённый срок. Пуск, изначально запланированный на 6 мая, несколько раз откладывался — сначала из-за неисправности предохранительного клапана в системе подачи кислорода, а затем из-за утечки гелия. Последний раз старт был перенесён на 25 мая, но теперь, после расширенного совещания NASA и Boeing, принято окончательное решение о его отмене.

Источник изображения: United Launch Alliance

«Команда собиралась на совещания два дня подряд, оценивая обоснование полёта, качество системы и резервирование, — пояснили в NASA. — В этих областях ведётся работа, а следующая возможность запуска все ещё обсуждается. NASA поделится более подробной информацией, как только у нас будет более чёткое понимание ситуации».

От этой первой миссии Starliner с экипажем зависит очень многое — прежде всего, жизнь двух астронавтов, Бутча Уилмора (Butch Wilmore) и Суни Уильямс (Suni Williams) — поэтому NASA и Boeing проявляют максимальную осторожность. Кроме того, эта миссия должна стать финальным испытанием для получения Boeing сертификации NASA на доставку астронавтов на МКС и обратно на регулярной и плановой основе.

Источник изображения: NASA

Для Boeing и NASA успешный запуск корабля с людьми должен стать важным событием, которое позволит всегда иметь под рукой запасной вариант доставки экипажа на МКС помимо российских «Союзов» и Crew Dragon Илона Маска.

Первый в мире коммерческий космический самолет Dream Chaser прибыл в Космический центр NASA им. Кеннеди во Флориде, откуда путь ему только в космос. Отправка самолёта в полёт ожидается в конце текущего года на ракете Vulcan компании ULA. В центре NASA самолёт (космоплан) пройдёт завершающие проверки, получит тепловую защиту и в комплекте с одноразовым грузовым контейнером будет установлен на ракету для запуска.

Художественное представление космоплана Tenacity. Источник изображений: NASA

Проекту космического самолёта Dream Chaser DC-100 Tenacity в этом году исполняется 20 лет. Изначально он задумывался как лёгкая альтернатива «Шаттлам». В 2014 году проект отвергли в пользу кораблей компании Boeing и SpaceX, которые поделили контракт NASA общей стоимостью $7 млрд по доставке экипажей на МКС на коммерческой основе. К проекту коммерческого многоразового космоплана NASA вернулось в 2016 году, вновь заключив договор на его разработку с компанией Sierra Space (ранее этим занималась Sierra Nevada Corporation).

Согласно предварительной договорённости, многоразовый космический самолёт Tenacity совершит минимум 7 грузовых рейсов к МКС. В свой первый рейс, как сказано выше, самолёт будет отправлен в конце текущего года. Основной грузовой отсек самолёта одноразовый, за что он получил название «Падающая звезда». Он крепится к задней части самолёта и может вмещать в себя свыше 3,5 т полезной нагрузки: провизии, оборудования, наборов для экспериментов и другое.

После освобождения от груза в отсек закладывается мусор с МКС для сжигания в верхних слоях атмосферы вместе с контейнером. Сам самолёт садится на своих крыльях и двигателях на фактически любую взлётно-посадочную полосу и будет использован повторно. Навесные грузовые контейнеры, конечно же, каждый раз нужно будет изготавливать новые и их объём со временем будет расти, благо этот груз в космос поднимает ракета, а самолёт только корректирует орбиту и проводит стыковку с МКС.

Самолёт в конфигурации с внешним грузовым контейнером

В свой первый полёт в состоянии стыковки с МКС самолёт проведёт 45 суток. В последующем время стоянки будет увеличено до 75 суток. Во внутреннем контейнере самолёт способен доставить на Землю 2,5 т полезной нагрузки со станции: результаты экспериментов и другое. Правда, посадка будет жёсткая — со скоростью около 1,5 g, поэтому о надёжной упаковке хрупких образцов придётся побеспокоиться особенно хорошо.

На днях представитель миссии NASA по управлению марсоходом Perseverance сообщил, что ровер, по всей видимости, смог взять наилучший образец породы Красной планеты, по образцам которой можно будет узнать о существовании на древнем Марсе биологической жизни. Именно в таких породах учёные на Земле находят следы древнейших микроорганизмов. Марс в этом плане ничем не должен отличаться, поэтому впереди нас ждут удивительные открытия.

Источник изображений: NASA

Конечно, собранные Perseverance образцы ещё предстоит вернуть на Землю. Миссия по их возврату во многом уже проработана, но столкнулась с чрезвычайным перерасходом средств и многолетними задержками. Команду марсохода это не смущает. Она продолжает миссию по сбору образцов. Всего должны быть заполнены 38 титановых пробирок. Около 70 % из них уже заполнены образцами пород, поверхности, кернов и даже воздуха планеты.

Марсоход берёт два образца в каждой точке. Одну пробирку потом оставляют на поверхности планеты в импровизированных «хранилищах» — фактически просто на песке под открытым небом, а вторая хранится на борту марсохода. Миссия по возврату образцов на Землю либо заберёт контейнер с Perseverance, если марсоход не затеряется в песках Марса, либо подберёт пробирки с поверхности роботизированными вертолётами (ранее для этой цели предлагалось использовать небольшой ровер).

В «ключевых» для поиска признаков древней жизни на Марсе образцах, взятых в районе Залива Лефрой (Lefroy Bay) в кратере Езеро, обнаружен гидратированный кремнезём. Его распознали с помощью камеры марсохода. К сожалению, более детальный анализ образца на месте невозможен. Более того, даже грубый анализ вещества стал недоступным для условий Марса. Предназначенный для этого спектральный прибор SHERLOC временно считается нерабочим — у него отказала заслонка. Проблема может быть решена в течение следующих месяцев, но это неточно.

Марсоход будет двигаться по этому ландшафту

Марсоход продолжит собирать образцы, продвигаясь по более сложному участку. Он попытается подняться по внутреннему склону кратера — предполагаемому бывшему склону берега древнего озера. Это наилучшее место для сбора образцов с донными отложениями в разные эпохи. Предварительный анализ собранных образцов всё более явно свидетельствует о существовании воды на древнем Марсе, а если там была вода, значит, существует большая вероятность зарождения на Марсе жизни в древности. Пусть даже микробной. В любом случае, это станет подтверждением того, что в плане появления жизни Земля не уникальна, и во Вселенной точно есть жизнь и не одна.

Национальное управление по аэронавтике и исследованию космического пространства (NASA) и Европейское космическое агентство (ESA) подписали на прошлой неделе меморандум о взаимопонимании, в рамках которого американское космическое агентство окажет содействие ESA в реализации второго этапа миссии «ЭкзоМарс» (ExoMars).

Источник изображения: ESA/ATG

После прекращения европейским космическим агентством сотрудничества с «Роскосмосом» в проведении исследований Марса, проект «ЭкзоМарс» оказался под угрозой срыва. Российское агентство должно было предоставить для него посадочную платформу «Казачок», а также обеспечить запуск в космос платформы вместе с европейским ровером «Розалинд Франклин» (Rosalind Franklin).

Согласно новому соглашению с NASA, американское агентство взяло на себя обязательства по реализации второго этапа проекта «ЭкзоМарс», включая запуск в космос полезных нагрузок, а также поставку ESA некоторых компонентов для посадочного модуля, в том числе двигателей для его торможения при посадке, и трёх радиоизотопных нагревательных блоков для обогрева космического аппарата.

Недавно ESA заключило с Thales Alenia Space контракт на сумму €522 млн на разработку новой посадочной платформы взамен российской. Первоначально запуск миссии ExoMars был запланирован на сентябрь 2022 года. Поскольку запланированное окно запуска было пропущено, теперь придётся ждать 2028 года, так как благоприятные условия для полётов к Марсу зависят от взаимного расположения Земли и Красной планеты и стартовое окно «открывается» лишь раз в 26 месяцев.

Отметим, что в связи с прекращением сотрудничества с ESA по изучению Марса, в России приступили к работе над собственным проектом по отправке миссии на Красную планету.

Упавшему астронавту в скафандре не позавидуешь — попытки подняться на Луне или планете с другой гравитацией напоминают о печальной судьбе перевёрнутой на спину черепахи. Поэтому для запланированного возвращения людей на Луну в сентябре 2026 года исследователи Массачусетского технологического института подготовили SuperLimbs — пару роботизированных конечностей, выдвигающихся из скафандра, чтобы помочь астронавту встать обратно на ноги с минимальными усилиями.

Источник изображений: MIT

«Астронавты физически очень развиты, — считает профессор Массачусетского технологического института Гарри Асада (Harry Asada). — Но на Луне гравитация составляет одну шестую от земной при неизменной инерции. Скафандр является значительным бременем и может сковывать движения. Мы хотим предоставить астронавтам безопасный способ встать на ноги в случае падения». На видео ниже неуклюжие попытки астронавта встать вызывают смех, хотя на самом деле смешного в этом мало, а проблема адаптации и уверенного передвижения по поверхности другой планеты достаточно серьёзная.

SuperLimbs были разработаны ещё 10 лет назад и с тех пор применяются в судо-, авиастроении и строительстве. В ходе общения с NASA разработчики выяснили, что проблема падения на Луне представляет собой серьёзный риск для астронавтов и внесли некоторые изменения в конструкцию с учётом космической специфики и другого уровня гравитации.

Исследователи провели ряд экспериментов, снабдив группу добровольцев жёсткой, тяжёлой и громоздкой экипировкой и заставив их подниматься с пола всеми возможными способами. Выяснилось, что 80 % людей пытаются подняться, выполняя определённую последовательность действий. Затем был разработан контроллер, который с помощью роботизированной конечности помогал людям вставать, причём со стороны это напоминало действия барона Мюнхгаузена, который сам вытащил себя из болота за волосы.

Убедившись, что они на правильном пути, учёные модернизировали систему SuperLimbs, которая получила две многосуставные «руки» по обе стороны рюкзака для скафандра. В рюкзаке также находится система управления и дыхательный аппарат. Теперь устройство может использоваться не только для помощи при падении, но и для повышения производительности за счёт стабилизации положения тела, прогнозирования и предотвращения падений.

Использование SuperLimbs также помогает снизить метаболическую активность астронавта, что позволяет экономить кислород и увеличивать автономность. Стоит упомянуть и о не самом типичном применении устройства — переход в «четвероногий режим», в котором астронавт превращается в своего рода лунного кентавра.

В Лаборатории реактивного движения NASA планируют изготовить вариант SuperLimbs из «космических», максимально облегчённых материалов и затем испытать его вместе со скафандром на симуляторах низкой гравитации. Специалисты NASA полагают, что устройство SuperLimbs может помочь астронавту быстрее восстановиться после падений, работать более продуктивно и продлить время нахождения в безвоздушном пространстве.

Учёные опубликовали новые снимки ледяной луны Юпитера — Европы, поверхность которой зонд NASA «Юнона» снял по время близкого пролёта в сентябре 2022 года. Изображения стали редкой возможностью лучше изучить особенности рельефа и геологии спутника, на котором может существовать глобальный подлёдный океан с жидкой водой, теоретически пригодной к зарождению биологической жизни.

Источник изображений: NASA/JPL-Caltech

Новые данные дадут ориентиры будущим миссиям по изучению особенностей Европы и поиску признаков жизни на ней. Позже в этом году в систему Юпитера стартует миссия Europa Clipper (с указаниями инопланетянам по поиску жизни на Земле). Также в систему Юпитера летит запущенный год назад европейский зонд JUICE, которому тоже помогут новые снимки «Юноны». Интересно, что сделаны они фактически вспомогательным оборудованием зонда, а не основными приборами.

Более того, учёные смогли настроить камеру ориентации зонда по звёздам (SRU) для получения снимков поверхности Европы в условиях слабого освещения. Благодаря этому удалось получить первые снимки ночной стороны Европы, освещённой лишь отражённым от облаков Юпитера светом Солнца. И это тоже были снимки, изобилующие множеством интересных деталей.

Зона «Утконоса» на ночной стороне Европы (снимок сделан камерой SRU)

Самым примечательным и перспективным объектом для изучения на поверхности Европы считается зона «Утконоса» — область со сторонами 37 × 67 км. Судя по вздыбленным краям этой области — это сравнительно молодое геологическое образование на поверхности. Рельеф Европы в целом невыразительный, а его складки быстро исчезают. Появляются же они, как считается, в процессе дрейфа ледяного щита по глобальному океану. Во льдах возникают трещины, через которые в космос на высоту до 200 км поднимаются брызги подлёдного океана. Выбросы воды формируют стенки кратеров и другие неровности, но также они сравнительно быстро сглаживаются. Детальные фотографии поверхности подскажут, где лучше искать признаки выбросов и проводить химический анализ подлёдной воды.

Впрочем, пока данные о наличии водяных гейзеров на Европе неубедительные. Там не было замечено таких ярких выбросов, как, например, на спутнике Сатурна Энцеладе. В то же время на Энцеладе и Европе присутствуют похожие по структуре и рисунку складки рельефа, а это подсказка, где искать самое интересное.

Сверхмассивные чёрные дыры подобные той, что находится в центре нашей галактики, демонстрируют завидное постоянство тихой активности. Их излучение стабильно и умеренно, как будто вещество на них падает непрерывным и необильным ручейком. В относительном хаосе Вселенной это выглядит необычно, и учёные взялись разобраться с «пищевыми» привычками этих интереснейших объектов. Найти ответ помогли архивы телескопа «Спитцер».

Слева пыль, газ и звёзды, справа только пыль. Источник изображения: NASA

Данный случай стал наглядным примером того, как архивные данные помогают делать открытия, которые учёные проглядели в момент первичного сбора и изучения информации. К настоящему дню компьютерное моделирование развилось достаточно сильно, если сравнивать с инструментами 20-летней давности. С помощью уточнённых моделей и на более мощном оборудовании группа учёных воссоздала механизм тихого питания сверхмассивных чёрных дыр, когда их активность, выраженная в излучении аккреционного диска, оставалась равномерной без резких перепадов яркости.

Синим пунктиром показаны два рукава пыли, питающие чёрную дыру (синий кружок — это её диск аккреции)

Для подтверждения модели исследователи воспользовались тысячами снимков галактики Андромеда, сделанными инфракрасной космической обсерваторией «Спитцер», а также данными «Хаббла» в видимом диапазоне. Изучая свет на разных длинах волн, учёные смогли отделить пыль и газ от звёзд и областей звездообразования. Детальное изучение потоков пыли в центре Андромеды выявило два отчётливых рукава, направляющихся к сверхмассивной чёрной дыре в центре этой галактики. Данные наблюдений точно уложились в те пределы, которые установило моделирование, а это означает верность предложенной теории тихого питания сверхмассивных чёрных дыр. Вещество падает на аккреционный диск чёрной дыры равномерно, а не сгустками, питая её множественными потоками пыли и газа.

Не секрет, что Луна рассматривается в качестве производственной и перевалочной базы на пути к Марсу и дальше к отдалённым уголкам Солнечной системы. Это подразумевает создание разветвлённой транспортной сети на поверхности Луны для перевозки грузов вплоть до добываемых на спутнике материалов: воды, водорода, реголита и другого. Идеальное решение — это железная дорога, но для Луны она нужна особенная. И у NASA есть идея на этот счёт.

Источник изображения: NASA

В NASA сообщили, что для Луны в рамках программы Robotic Lunar Surface Operations 2 (RLSO2) — роботизированные операции на лунной поверхности — создаётся роботизированная транспортная система необычного типа. Концепция лунной «железной дороги» носит название FLOAT (Flexible Levitation on a Track) или, по-русски, свободная левитация на треке. Разработка концепции FLOAT в целом завершена и работы перешли ко второй фазе, в ходе которой начнут прорабатываться критически важные элементы проекта.

Трек или трасса FLOAT будет представлять собой гибкую трёхслойную ленту. Тем самым не нужно будет строить капитальные дороги и укладывать рельсы. Достаточно раскатать ленту из катушки в нужном месте и, в случае изменения маршрута, можно будет смотать её обратно и разместить в другом месте.

За левитацию тележек для транспортировки грузов будет отвечать графитовый слой ленты. Он позволит воссоздать так называемую диамагнитную левитацию. Как раз недавно с подобной технологией добились успеха японские учёные. Второй слой будет управлять движением левитирующих тележек — их скоростью и направлением, для чего в слое будут реализованы необходимые схемы. Наконец, третий слой будет опциональным — это будут гибкие солнечные элементы, встроенные в ленту. Они будут вырабатывать электричество для транспортной сети и других нужд колонистов.

Левитирующие тележки будут передвигаться без питания. Для диамагнитной левитации это возможно. Груз они будут перевозить сравнительно небольшой, но за сутки транспортная система сможет переправить с места на место до 100 т материалов со скоростью до 1,6 км/ч для каждой тележки.

На втором этапе разработки системы FLOAT инженеры NASA создадут ряд масштабных прототипов транспортной сети вплоть до демонстрации на испытательном стенде с имитацией лунного ландшафта. Это позволит проверить ряд стратегий по подготовке площадок для развёртывания транспортной сети и, собственно, проверки самого развёртывания.

Кроме того, прототип позволит оценить влияние внешней среды — температуры, радиации, зарядки, загрязнения лунным реголитом и прочее — на производительность и долговечность системы. Выявленные проблемы помогут сосредоточить усилия на решении технических задач, которых, наверняка, будет немало.

Добавим, помимо специалистов NASA проблематикой лунной транспортной сети с недавнего времени занимается также компания Northrop Grumman. В марте 2024 года стало известно, что компания заключила контракт с DARPA на создание лунной «железной дороги».

Компания Илона Маска SpaceX достигла рубежа в 83 запуска ракет Falcon 9 и Falcon Heavy с космодрома на мысе Канаверал со стартового комплекса 39A, превзойдя рекорд NASA по количеству запусков «Шаттл» с данной площадки и показав перспективы частной аэрокосмической отрасли.

Источник изображения (скриншот): Spacex.com

Комплекс 39А имеет богатую историю — именно отсюда стартовали ракеты Сатурн-5 с пилотируемыми миссиями на Луну в рамках программы Аполлон. Затем на протяжении 30 лет с этого легендарного космодрома осуществлялись все запуски космических челноков. А теперь комплекс арендован компанией SpaceX для коммерческих запусков своих ракет.

За прошедшие с момента подписания 20-летнего договора аренды в 2014 году, SpaceX удалось провести 83 запуска ракет Falcon с этого стартового комплекса. Это на один запуск больше, чем общее количество запусков Shuttle за 30 лет их эксплуатации. Такие впечатляющие результаты стали возможны благодаря многоразовой архитектуре ракет Falcon, позволяющей существенно снизить стоимость выведения полезных грузов на орбиту.

Помимо рекордного количества запусков, компания добилась и других успехов. В частности, освоила посадку и повторное использование первых ступеней ракет, что ранее считалось невозможным в коммерческом секторе. Также SpaceX, как известно, развернула спутниковую группировку Starlink, насчитывающую уже около 6000 аппаратов, что больше, чем у всех остальных операторов вместе взятых.

Несмотря на впечатляющие достижения с Falcon, компания сосредоточена на разработке новой тяжёлой ракеты Starship, которая должна стать полностью многоразовой и ещё более дешёвой в эксплуатации. Хотя Starship пока не совершил ни одного орбитального полёта, SpaceX планирует в будущем осуществлять на нём пилотируемые миссии к Луне и Марсу.

Итак, превзойдя рекорд NASA по количеству стартов с мыса Канаверал, SpaceX продемонстрировала конкурентоспособность частных космических компаний по сравнению с государственными и их возрастающую роль в освоении космоса.

Используя новейшие данные и мощности суперкомпьютера, специалисты NASA создали видео падения на чёрную дыру и облёт вокруг горизонта событий. Это был бы билет в один конец, поэтому реальный видеоряд подобного манёвра человечество вряд ли когда-либо увидит. Моделирование NASA даёт представление о невероятных явлениях самым доступным образом — через визуализацию.

Пересекая горизонт событий. Художественное представление. Источник изображения: NASA

Картинка транслируется виртуальной камерой, падающей за горизонт событий со всеми возможными световизуальными эффектами для наблюдателя. Для стороннего зрителя приближающийся к границе горизонта событий объект превратился бы в «спагетти» — гравитация растянула бы его вместе с пространством-временем. Для взгляда со стороны в таком виде объект находился бы бесконечно долго, но для самого объекта жизнь и существование прекратились бы в считанные секунды — его размело бы на элементарные частицы и понесло бы к центру чёрной дыры. Симуляция для виртуальной камеры позволяет насладиться визуальными эффектами после пересечения горизонта событий, пока камера не прекращает существования.

Второй ролик показывает облёт вокруг горизонта событий на безопасном отдалении и как меняется вид неба и аккреционного диска по мере облёта чёрной дыры на околосветовой скорости в области искажения пространства времени. За пару облётов управляющий кораблём астронавт вернулся бы к своим товарищам на 36 минут моложе их, ведь при движении на околосветовых скоростях время замедляется. Они бы постарели, а он — нет.

Симуляция NASA создана для сверхмассивной чёрной дыры в центре нашей галактики. Её горизонт событий простирается на 25 млн км. Видео начинается на расстоянии 640 млн км от чёрной дыры и показывает путешествие, которое в реальном времени заняло бы около трёх часов. В процессе симуляции суперкомпьютер NASA Discover работал пять суток и создал свыше 10 Тбайт данных.

Это отличный материал для демонстрации обычным людям процессов, которые не укладываются в голове. Кристофер Нолан в фильме «Интерстеллар» показал хороший пример, пригласив для визуализации эффектов с чёрной дырой учёного Кипа Торна, получившего Нобелевскую премию с двумя другими коллегами за открытие гравитационных волн. В этом плане научно-фантастический фильм 2014 года предвосхитил усилия NASA по визуализации полётов рядом с чёрной дырой, но видеоролик NASA, безусловно, максимально точно передаёт те визуальные впечатления, которые могут сопровождать подобный вояж.