Примерно год назад американский спутник SSPD-1 впервые передал энергию с орбиты на Землю. Спутниковая платформа Momentus Vigoride российского бизнесмена Михаила Кокорича несла на себе три экспериментальных модуля в области выработки и получения энергии из космоса. Самым значимым из них стал блок по передаче микроволновой энергии с орбиты на наземный приёмник. Это было первое такого рода испытание, и оно увенчалось успехом.

Художественное представление миссии. Источник изображения: Mmdi/Getty Images

Эксперимент стартовал в январе 2023 года. На проведение одних исследований потребовались дни или недели, а другие затянулись на месяцы. Сейчас настал срок первых публикаций по проведённым экспериментам и время узнать интересные подробности.

На платформе Momentus Vigoride были размещены модули DOLCE, ALBA и MAPLE. Самый внушительный из них — это DOLCE. Это система автоматического развёртывания полей солнечных батарей на орбите. В перспективе, если создание солнечных электростанций в космосе для передачи энергии на Землю станет реальностью, солнечные фермы должны разворачиваться самостоятельно из достаточно компактных конструкций, помещающихся в обтекатели ракет. Это будут сегменты со сторонами в сотни метров.

Модуль DOLCE — это лишь первый шаг в этом направлении. Он не несёт солнечных панелей. Это лишь голый каркас со сторонами 1,8 м. Целью эксперимента была проверка способности конструкции развернуться в космосе, а камеры должны были снять этот процесс. Эксперимент признан удачным, а его проведение можно увидеть на видео ниже. В далёком будущем подобные модули будут разворачиваться и дрейфовать по орбите. Они не будут крепиться один к одному. Вместо этого на каждом углу площадки-панели будут установлены двигатели ориентации для выбора лучшего освещения. Сложная система управления будет следить за Солнцем и соседними модулями, чтобы они не перекрывали друг другу свет от звезды и караваном кружили по орбите.

Модуль ALBA представлял собой коллекцию из 32 миниатюрных фотоэлектрических панелей. Что хорошо работает на Земле, может не подойти для открытого космоса, поэтому учёные Калтеха отобрали наиболее перспективные образы для проверки их в условиях космоса в течение года. От части образцов отказались ещё до старта. Например, была идея создавать миниатюрные фотоприемники с линзами, чтобы увеличить сбор солнечного света и повысить мощность фотоприёмников. Но в итоге от этого отказались ввиду необходимости строгой ориентации подобных систем в сторону Солнца.

Крайне перспективными признаны фотопанели из арсенида галлия. Они очень тонкие и при этом высокоэффективные, а вес для космических систем всегда на вес золота. Также они могут быть лучше приспособлены для развёртывания по типу парусов, что важно для автоматических конструкций будущих орбитальных электростанций. Оказался интересен для космоса и перовскит. На Земле он подвержен влаге и быстро теряет свои свойства. В космосе влаги нет, поэтому перовскитные панели меньше подвержены деградации, хотя в открытом пространстве полно других воздействий на материалы.

Эксперимент MAPLE (Microwave Array for Power-transfer Low-orbit Experiment) был центральным в программе испытаний, но он был разбит на две фазы. Во-первых, он продемонстрировал возможность специализированной электроники работать в условиях космоса. Во-вторых, он обеспечил передачу мощности на Землю. Платформа управления должна была суметь поменять прицеливание по передаче энергии с космических объектов на наземные и наоборот. Также в космосе проверялась беспроводная передача энергии, но на короткую дистанцию — от стенки до стенки внутри модуля MAPLE. В отличие от других подобных разработок, созданная в Калтехе платформа отличается компактностью, лёгкостью и гибкостью, что может в будущем изменить подход к космической электронике. Будущие интернет-спутники могут стать многократно легче и дешевле, чем современные спутники сети Starlink, например.

Модуль MAPLE изнутри. Разнесённые пустым пространством приёмник и передатчик энергии и светодиод, подтверждающий передачу энергии. Источник изображения: Caltech

Что касается передачи энергии на Землю в эксперименте MAPLE, то разработчики говорят скорее о регистрации сигнала, чем о передаче мощности. Передающая фазированная антенная решётка была небольшая и поэтому она не могла сфокусировать микроволновый луч на небольшой площади. Сигнал разошёлся по большой площади на Земле, но смог попасть на приёмный антенный комплекс на крыше одного из кампусов Калтеха. Фактически разработчики зафиксировали уровень сигнала, сравнимый со спутниковой передачей, чем подтвердили расчётные характеристики опытной платформы. Это с трудом можно назвать передачей энергии из космоса. Тем не менее, система работала так, как от неё ожидали, а остальное приложится, хотя путь предстоит долгий.

В NASA сообщили, что подготовили к запуску в космос платформу с солнечным парусом нового поколения. Небольшой спутник будет запущен в текущем месяце со стартового комплекса №1 в Махии в Новой Зеландии на ракете Electron компании Rocket Lab. После вывода платформы на солнечно-синхронную орбиту высотой 1000 км платформа развернёт солнечный парус площадью 80 м². Из-за отражённого от паруса солнечного света объект будет таким же ярким, как звезда Сириус.

Художественное представление новой платформы NASA с солнечным парусом. Источник изображений: NASA

Для испытаний новой платформы солнечного паруса компания NanoAvionics изготовила кубсат нестандартного масштаба 12U. Целью испытания станет проверка системы «парусного такелажа» — специально созданных для солнечных парусов композитных мачт, которые в свернутом виде имеют размер примерно с обычную рулетку, но могут разворачиваться в достаточно жёсткие распорки по семь метров длиною каждая.

При выходе на заданную орбиту мачты начнут выдвигаться из своих гнёзд и увлекать за собой закреплённые на них сегменты паруса. Каждая распорка представляет трубчатую конструкцию из композитного материала, что придаст им в итоге жёсткость. Однако при намотке на барабан они уплощаются и, в итоге, становятся компактными, когда втянуты внутрь. В перспективе это поможет, например, создавать парусные конструкции площадью до 2 км². Предложенная конструкция и материал мачт теоретически это допускают.

На разворачивание экспериментального паруса уйдёт 25 минут. Всё это время процесс развёртывания будет сниматься на камеру. Повторим, цель запуска — проверка новой раздвижной системы и сбор данных для создания ещё более масштабных парусов. В качестве дополнительного эксперимента будет проверена возможность манёвров кубсата с помощью ориентации паруса, как это происходит в парусном спорте на Земле. Только в космосе давление на парус будут создавать испущенные солнцем фотоны, но принцип тот же.

Специалист NASA проводит осмотр кубстата с солнечным парусом в сборе

В перспективе, считают в NASA, спутники с парусами смогут использоваться в длительных миссиях по Солнечной системе. Это позволит уйти от тяжёлых двигателей и огромных запасов топлива. Двигаться спутники с солнечным парусом заставит Солнце и оно в человеческих масштабах неисчерпаемое.

Что касается системы развёртывания парусов, то она также может найти применение в создании космических станций (в виде каркаса) и в конструкциях лунных и марсианских баз. Это технология широкого профиля, осталось только испытать её в условиях космоса, чтобы подтвердить стойкость и надёжность выбранных композитных материалов.

На деньги Министерства энергетики США учёные из Лехайского университета (штат Пенсильвания) создали материал для солнечных панелей с невообразимой эффективностью. Благодаря разработке новые панели смогут вырабатывать до двух электронов на каждый поглощённый высокоэнергетический фотон, что намного выше теоретически предсказанного значения.

Источник изображения: Ekuma Lab/ Lehigh University

Следует подчеркнуть, что привычное значение КПД панелей и внешняя квантовая эффективность фотоэлектрического материала — это не одно и то же. При падении на панель часть фотонов отражается, а другая часть нагревает панель вместо возбуждения электронов. Тем самым теоретическое значение внешней квантовой эффективности (EQE) не может быть больше 100 %, на что указывает предел Шокли-Квиссера, а КПД панелей ещё меньше. Но что это за наука, если она не может шагнуть за пределы известного?

«Эта работа представляет собой значительный скачок вперёд в нашем понимании и разработке решений в области устойчивой энергетики, подчеркивая инновационные подходы, которые могут переопределить эффективность и доступность солнечной энергии в ближайшем будущем», — сказал Чинеду Экума (Chinedu Ekuma), профессор физики, который является ведущим автором статьи в журнале Science Advances.

Поиск нужной комбинации материалов сначала был проведён с помощью моделирования на компьютере. Затем, на основе полученных данных, был создан прототип, подтвердивший удивительные свойства материала. Образец в качестве активного слоя в кремниевой фотоэлектрической ячейки продемонстрировал среднее фотоэлектрическое поглощение в 80 %, высокую скорость генерации фотовозбуждённых носителей и внешнюю квантовую эффективность (EQE) на беспрецедентном уровне 190 %.

Скачок эффективности материала во многом объясняется его отличительными «состояниями промежуточной зоны», специфическими уровнями энергии, которые расположены в электронной структуре материала таким образом, что делают их идеальными для преобразования солнечной энергии. Эти состояния имеют уровни энергии в пределах оптимальных энергетических диапазонов, в которых материал может эффективно поглощать солнечный свет и производить носители заряда — около 0,78 и 1,26 эВ (электрон-вольт). Кроме того, материал особенно хорошо проявил себя при высоких уровнях поглощения в инфракрасной и видимой областях электромагнитного спектра.

В традиционных солнечных элементах максимальное значение EQE составляет 100 %, что соответствует генерации и сбору одного электрона на каждый поглощенный фотон солнечного света. Новый материал, как и ряд других перспективных материалов, продемонстрировал способность генерировать и собирать более одного электрона из фотонов высокой энергии, что обеспечивает увеличение теоретически возможного КПД панелей до двух и более раз.

Хотя такие материалы с многократным генерированием экситонов еще не получили широкого коммерческого распространения, они обладают потенциалом для значительного повышения эффективности систем солнечной энергетики. В материале, разработанном исследователями Лехайского университета, состояния промежуточной зоны позволяют улавливать энергию фотонов, которая теряется традиционными солнечными элементами, в том числе за счет отражения и выработки тепла.

Исследователи разработали новый материал с использованием «ван-дер-ваальсовых зазоров», атомарно малых промежутков между слоистыми двумерными материалами. Эти промежутки могут удерживать молекулы или ионы, и материаловеды обычно используют их для вставки или «интеркалирования» других элементов для настройки свойств материала. По сути в этих зазорах различные межмолекулярные силы, определяемые как силы Ван-дер-Ваальса, крепко удерживают нужные молекулы или атомы, как в случае нового материала. В частности, учёные поместили между селенидом германия (GeSe) и сульфидом олова (SnS) атомы меди нулевой валентности.

«Его быстрый отклик и повышенная эффективность убедительно указывают на потенциал Cu-интеркалированного GeSe/SnS в качестве квантового материала для использования в передовых фотоэлектрических решениях, предлагая возможности для повышения эффективности преобразования солнечной энергии, — говорят разработчики. — Это многообещающий кандидат для разработки высокоэффективных солнечных элементов следующего поколения, которые сыграют решающую роль в удовлетворении глобальных потребностей в энергии».

Для наблюдателей с Земли полное солнечное затмение 8 апреля 2024 года на узкой полосе земли от Мексики до Канады длилось около трёх минут, но из космоса всё выглядело намного масштабнее и дольше. Горстка астронавтов и космонавтов могла долго наблюдать, как тень Луны движется по лику Земли. Чтобы это стало возможным, орбиту МКС многократно изменяли последние несколько месяцев.

Источник изображения: Mark Schiefelbein/AP Photo

NASA предоставило видео с борта МКС, в котором собраны уникальные кадры наблюдения за полным солнечным затмением из космоса. Люди и их предки сотни тысяч лет наблюдали это грандиозное и пугающее явление только с одного ракурса. Выход человека в космос открыл ещё одну грань этого явления, а на любое событие правильно смотреть под всеми возможными углами — только так творится наука.

Следующее полное затмение над территорией США произойдёт в 2044 году. В NASA не хотели упустить возможности показать людям прохождение тени Луны по Земле прямо сейчас. Возможно, в 2044 году астронавты смогут взглянуть на новое затмение с ещё более удивительного ракурса — с территории созданной к тому времени лунной базы.

Источник изображения: Eric Gay/AP Photo

Впрочем, в Европе полное затмение случится намного раньше — в 2026 году. Его можно будет наблюдать с территории Гренландии, Исландии, Испании, России или Португалии. Но это будет уже другая история.

С 14 декабря 2023 год зонд NASA «Вояджер-1» (Voyager-1) отправляет на Землю тарабарщину: бессмысленный набор нулей и единиц. В начале марта команда NASA смогла получить полный дамп памяти блока FDS, ответственного за формирование пакетов. Это дало надежду обнаружить корень проблем с аппаратом, достигшим края Солнечной системы. Теперь уверенность в успехе окрепла — инженеры вычислили неисправный чип памяти в блоке.

Источник изображения: Caltech/NASA-JPL

Согласно анализу дампа памяти, в блоке бортовой системы полетных данных (FDS) отказала микросхема памяти, что затронуло около 3 % массива. В рабочем состоянии блок FDS собирает пакеты из телеметрии и научных данных, которые затем отправляет на передатчик. Неисправность микросхемы памяти привела к сбою запуска программы, которая отвечает за работу блока FDS. В настоящий момент уже нет специалистов, которые могли бы прояснить детали работы архитектуры компьютера «Вояджера», ведь система была разработана 50 лет назад.

Тем не менее, проблема отслежена до аппаратной неисправности и потенциально может быть решена. Другое дело, что на это наслаивается множество других сложностей. Зонд «Вояджер-1» удалился от Земли на 24 млрд км, поэтому сигнал до него добирается за 22,5 ч и столько же уходит на обратную дорогу. Проверка каждой команды требует значительного времени и восстановление может затянуться на месяцы. Между тем, часики тикают — ресурс батареи зонда тоже на исходе и через год-два спасать уже будет нечего.

«Хотя это может занять недели или месяцы, инженеры настроены оптимистично, что они смогут найти способ нормальной работы FDS без использования непригодного для использования оборудования памяти, что позволит "Вояджеру-1" снова начать возвращать научные и инженерные данные», — заявили в NASA.

Накануне Европейская комиссия заявила о начале расследования возможного субсидирования китайских производителей солнечных панелей властями Китая. В случае вскрытия таких фактов, на панели из Поднебесной могут ввести заградительные пошлины, что позволит европейским производителям оставаться в рамках честной конкуренции.

Источник изображения: ИИ-генерация Кандинский 3.0/3DNews

Подозрения о возможном субсидировании частного китайского производственного сектора властями Китая начали появляться после оценки торгов за контракт на строительство и эксплуатацию солнечного парка в Румынии. Контракт выиграли дочки двух китайских корпораций: LONGi Green Energy Technology и Shanghai Electric Group. Как опасаются в Брюсселе, иностранные субсидии могли представить двум консорциумам «неоправданно» конкурентные предложения при проведении торгов. Комиссию это волнует по той причине, что Брюссель будет частично финансировать это проект.

Следует напомнить, что проблема наводнения Европы китайскими солнечными панелями более широкая. Её в принципе невозможно решить на фундаментальном уровне, создав в ЕС конкурентоспособное производство солнечных панелей. Этому помешают дорогие энергоресурсы и отсутствие собственных источников сырья. Поэтому установка заградительных пошлин может стать единственным решением проблемы и, как всегда, за это заплатят граждане ЕС, потому, что солнечная энергетика — это неизбежное и очень недешёвое будущее.

Ранее власти ЕС начали аналогичные расследования в отношении китайских электромобилей и биодизеля. Европейские производители биодизеля открыто говорят, что китайцы сбрасывают в Европу дешёвое биотопливо, не позволяя местным производителям развивать собственные мощности. Китай, кстати, тоже умеет играть в эти игры. Если ЕС не будет покупать электромобили, солнечные панели, биодизель и другие товары по хорошим ценам, то Поднебесная перестанет покупать в Европе коньяк, в отношении импорта которого в Китай в январе 2024 года начато антидемпинговое расследование.

Человечество успешно справилось с обнаружением экзопланет — миров в иных звёздных системах. На очереди открытие экзолун. Эти планетарные тела сравнительно небольших размеров и поэтому обнаружить их пока не удаётся. Зато намного проще может оказаться увидеть будущий спутник, пока он «размазан» тонким слоем пыли и газа по протопланетному диску. Подобные признаки формирования экзолун были обнаружены в молодой звёздной системе PDS 70.

Протопланетный диск системы PDS 70. Источник изображений: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)/Benisty

Открытие системы PDS 70 несколько лет назад стало подарком астрономам и планетологам. Она расположена сравнительно недалеко от Земли — всего в 370 световых годах. Звезде и протопланетному диску PDS 70 всего 5,5 млн лет — это младенец по сравнению с Солнечной системой, возраст которой оценивается в 4,5 млрд лет. Поэтому система PDS 70 изучалась всеми доступными астрономическими инструментами от наземных до космических. Большинство интересных открытий были сделаны радиотелескопом ALMA и Очень большим телескопом, расположенными в Чили.

Самым впечатляющим открытием стало обнаружение в системе PDS 70 двух формирующихся экзопланет на одной орбите (PDS 70B и PDS 70C). После этого за системой стали следить ещё внимательнее и обнаружили удивительное — вокруг каждой из них наблюдались спиральные завихрения вещества в протопланетном диске. Моделирование показало, что с большой вероятностью это могут быть признаки образования естественных спутников у этих планет. Подобные завихрения вещества учёные наблюдали и раньше в протопланетных дисках других систем, но теперь появилась возможность связать все наблюдения воедино и предположить, что всё это один процесс — рождение будущих лун.

Два ранее обнаруженных зародыша экзопланет на одной орбите

Но на этом сюрпризы не окончились. На внутреннем крае протопланетного диска PDS 70 были обнаружены данные, которые заставили учёных заподозрить формирование там третьей экзопланеты. После подтверждения открытия другими группами планета получит индекс PDS 70D.

«Мы нашли новые доказательства присутствия третьей планеты в системе, которые были предложены на основе наблюдений VLT, — сказал Валентин Кристианс, один из учёных проекта. — Более того, новые инфракрасные измерения [Джеймсом Уэббом], которые мы провели для двух известных протопланет, предполагают наличие вокруг них нагретого материала, который может быть строительным материалом для формирующихся вокруг них лун».

Европейское космическое агентство (ESA) реализует миссию, цель которой заключается в создании искусственных солнечных затмений. Для этого планируется доставить в космос два спутника, которые будут располагаться на расстоянии 150 метров друг от друга таким образом, что один из них будет полностью закрывать собой Солнце, оставляя видимой лишь его корону. Такой подход позволит детально изучить солнечную корону — одну из наиболее труднодоступных для наблюдений областей светила.

Источник изображений: ESA

Для реализации этой миссии оба аппарата должны будут поддерживать положение друг относительно друга «с точностью до миллиметра», для чего планируется задействовать спутниковую навигацию, радиосвязь, камеры и лазерный луч, который будет отражаться между спутниками. В ESA отметили, что заставить оба аппарата «действовать так, как будто они являются одним огромным прибором длиной 150 метров», будет «чрезвычайно сложной технической задачей». В конечном счёте учёные планируют проводить наблюдения за солнечными затмениями продолжительностью до шести часов.

Одна из причин, по которым учёные прикладывают немало усилий для изучения солнечной короны заключается в том, что она оказывает влияние на погоду на нашей планете. Помимо того, что корона имеет более высокую температуру относительно поверхности Солнца, она способствует возникновению солнечных ветров, а выбросы корональной массы могут иметь прямые последствия для Земли — от огней полярного сияния и до масштабных перебоев с электроэнергией. Учёные из ESA говорят, что одна из целей миссии, получившей название Proba-3, сводится к измерению уровня общей энергоотдачи Солнца.

Для наблюдения за солнечной короной вне затмений используются специальные телескопы, называемые коронографами. В настоящее время коронографы есть и на Земле, и в космосе. В ESA считают, что их возможности ограничены из-за рассеивания света. Размещение заслоняющего диска дальше помогает решить эту проблему, но создавать такую конструкцию в виде единого спутника, по мнению учёных, непрактично. Поэтому европейские исследователи приняли решение сформировать систему из двух аппаратов, которые будут располагаться на расстоянии 150 метров друг от друга.

ESA планирует запустить аппараты миссии Probe-3 в космическое пространство в сентябре этого года. Какая именно ракета-носитель будет задействована для этого, пока неизвестно.

В новом отчете Международного энергетического агентства по программе PVPS (фотоэлектрические системы) сказано, что в Германии первостепенное значение приобретает практика сбора и переработки списанных солнечных панелей. Страна первой начала активно использовать солнечные панели и первой столкнётся с необходимостью их массовой утилизации. К 2030 году объём отходов солнечной энергетики достигнет 1 млн т и это вызов для Германии.

Источник изображения: ИИ-генерация Кандинский 3.0/3DNews

Германия входит в пятёрку ведущих стран по установленной мощности фотоэлектрических систем вместе с Китаем, США, Японией и Индией. Согласно оценке Института систем солнечной энергетики Фраунгофера (ISE), к концу 2020 года в Германии было установлено солнечных панелей общей мощностью около 67 ГВт. Кроме того, с обновлением в 2023 году Закона Германии о возобновляемых источниках энергии целевые показатели расширения производства фотоэлектрических систем были значительно увеличены до совокупной установленной мощности фотоэлектрических систем 215 ГВт в 2030 году и 400 ГВт в 2040 году.

На фоне проблем Австралии с ежегодным объёмом списанных солнечных панелей к 2030 году на уровне 100 тыс. т в год (эквивалент 1,2 ГВт), объёмы Германии на порядок выше. Другое дело, что в этой европейской стране традиционно чуть больше порядка и заводы по переработке списанных солнечных панелей худо-бедно работают. Но этого недостаточно, заявляют в МЭА. Причём нужно не только больше перерабатывающих мощностей (намного больше!), но также большая прозрачность в сборе и управлении отходами и специальное обучение персонала.

Например, сегодня нередка практика, когда списанные солнечные панели свозились на «неподходящие» объекты первичной обработки. Так, на предприятия для переработки солнечных панелей из кремния свозились панели на основе другого сырья. Также, по словам специалистов, система сбора отходов солнечной энергетики «очень сложная». Всё вместе приводит к перерасходу административных ресурсов.

МЭА признаёт, что Германия предприняла шаги для обеспечения надлежащего сбора и вторичной переработки фотоэлектрических модулей, но отмечает необходимость улучшения всего процесса переработки, особенно в части прозрачности объёма отходов фотоэлектрических модулей, процесса возврата и сбора, а также утилизации модулей.

Дело в том, что объёмы собранных и переработанных отходов фотоэлектрических модулей, указанные в официальной статистике, меньше объёма отходов, что приводит к предположению, что значительное количества списанных панелей утилизируется «альтернативными путями», минуя системы переработки. Поэтому важно улучшить отслеживание списанных панелей по всей цепочке предприятий, что можно было бы сделать с помощью разного рода стимулов. Например, обеспечив доставку списанных модулей в пункты сортировки без дополнительных сборов.

В целом, Германия сможет справиться с кризисом утилизации списанных солнечных панелей, если немедленно начнёт совершенствовать и расширять производства по переработке и извлечению ценных составляющих из панелей. Полностью 50-страничный отчёт доступен по ссылке.

Исследователи из Австралийского центра передовой фотовольтаики (ACAP) при Университете Нового Южного Уэльса (UNSW) бьют тревогу. Свежий анализ ситуации с растущим числом отходов от солнечных электростанций грозит скорой катастрофой. Ситуацию может исправить быстрейшее создание сети перерабатывающих заводов в крупнейших городах континента, но пока на это нет денег и воли властей.

Источник изображения: UNSW

Обновлённый прогноз до конца десятилетия показал, что к 2030 году количество отходов от солнечной энергетики достигнет 100 тыс. т в год, что эквивалентно списанию в утиль 1,2 ГВт панелей в год. Ранее прогнозировалось, что проблема начнёт ощутимо расти после 2030 года, что давало время на раскачку. Больше этого запаса нет. Вопрос создания перерабатывающих центров учёные считают первоочередным и безотлагательным. К 2035 году, как следует из нового анализа, ежегодно будет выбрасываться не менее 1 млн т списанных солнечных панелей.

«По прогнозам, более 80 % выведенных к 2030 году из эксплуатации солнечных панелей будут поступать от небольших распределенных фотоэлектрических систем, что связано с более ранней эволюцией австралийского рынка фотоэлектрических систем для жилых помещений», — уточняют эксперты. По прогнозам, около 892 тыс. т солнечных отходов поступят от систем на крышах, а 265 тыс. т — от крупномасштабных солнечных ферм.

«В ближайшие 12 лет нам нужна чётко определенная структура управления, доступные методы сбора данных и новые технологии, чтобы превратить проблему использования солнечных панелей с истёкшим сроком службы в устойчивые бизнес-возможности с положительными экономическими, экологическими и социальными результатами», — добавляют учёные и настоятельно рекомендуют, что уже к 2027 году в Сиднее, Мельбурне, Брисбене, Перте и Аделаиде должны быть созданы и запущены перерабатывающие предприятия.

Сегодня панели проще отвезти на свалку. Это обходится в $2 за панель, тогда как переработка каждой панели будет стоить до $20. Сегодня никто не хочет брать на себя такие расходы и это приведёт к тому, что стоимость списанных панелей к 2035 году превысит $1 млрд.

Параллельно вскрылся факт чудовищного мошенничества властей Австралии с квотами на выбросы парниковых газов. Власти обязались создать лесной массив на площади в 42 млн га, что больше площади Японии. Спутниковые снимки показали, что только 20 % территории можно считать полезными для заявленных целей, но это не мешало властям страны продать квоты на 27 млн т заинтересованным компаниям. Фактически они наживались на продаже несуществующих объёмов поглощения углекислого газа, и этот факт ещё предстоит осмыслить.

Учёные поделились данными свежих наблюдений о поведении атмосферы Юпитера и состоянии его крупнейших вихрей — знаменитого Большого Красного Пятна и его меньшего собрата Младшего Красного Пятна, а также о других атмосферных процессах. Ещё в поле зрения «Хаббла» попал спутник Юпитера Ио — самое вулканически активное небесное тело Солнечной планеты. Изучение всех этих объектов позволяет лучше понять погоду на Земле и планетах в целом.

Источник изображения: NASA, ESA, STScI

Наблюдения «Хаббла» были проведены 5–6 января 2024 года. Снимки делаются на нескольких длинах волн, что позволяет также заглянуть вглубь атмосферы Юпитера. Интересно, что примерно за год до этого Юпитер подходил на ближайшее расстояние к Солнцу, и там было лето в самом разгаре. Теперь, год спустя, учёные констатируют факт, что атмосфера планеты по-прежнему достаточно разогрета, чтобы там проявлялась повышенная активность ураганов.

Наблюдения за Юпитером и другими планетами Солнечной системы с атмосферами проводятся в рамках программы «Исследование атмосфер внешних планет» (OPAL). Центральным объектом наблюдений остаётся Большое Красное Пятно (БКП). Оно задаёт учёным две главных загадки: когда оно пропадёт и случится ли это вообще, а также, почему пятно красного цвета?

На цвет, вероятно, влияет химический состав атмосферы и взаимодействие её частиц с солнечным светом, в частности — с ультрафиолетовым излучением. Что касается уменьшения размеров БКП, то этот процесс, возможно, ускоряется. Пятно уверенно наблюдается учёными не менее 200 лет подряд. Из первых достоверных источников известно, что его размеры составляли 41 тыс. км. В него тогда могло поместиться три Земли. В 1979 году миссия «Вояджеров» при пролёте Юпитера определила размер БКП как 23 300 км. Наблюдение «Хаббла» в 1995 году дало уже 20 950 км. В 2014 году диаметр пятна уменьшился до 16 500 км, а в 2021 — до 14 750 км. Наконец, в ноябре 2023 года астрофотограф-любитель Дэмиан Пич измерил его как 12 500 км, в которое едва помещается одна Земля.

На новых снимках «Хаббла» запечатлены оба полушария Юпитера (см. выше), который делает один оборот за 10 ч. Кстати, это легко вычисляется как раз по положению БКП. На левом снимке кроме Большого Красного пятна правее и ниже его мы можем разглядеть Младшее Красное Пятно, которое фиксируется с 2006 года после объединения нескольких ураганов в один, после чего оно покраснело.

На правом снимке севернее экватора просматриваются один циклон и один антициклон, которые будут отталкивать друг друга. Также на правом снимке виден спутник Юпитера Ио, на поверхности которого в одном из подходящих диапазонов просматривается чрезвычайная вулканическая активность. Но это уже другая история.

На днях во время 55-й научной конференции по Луне и планетам группа астрономов сообщила, что в районе экватора Марса обнаружен гигантский потухший вулкан. Образование это настолько явное, что остаётся только удивляться, почему учёные его проглядели. Снимки этой местности доступны с 1971 года со времён миссии NASA Mariner 9. В сочетании с другими факторами район вулкана может стать целью для высадки очередного марсохода.

Источник изображений: Pascal Lee and Sourabh Shubham 2024

Исследование района в восточной части Лабиринта Ночи в экваториальной зоне Марса проводилось с прицелом на обнаружение залежей водяного льда. Вода — это кислород для дыхания и ракетное топливо для возвращения экспедиций на Землю. Ранее в этой области был обнаружен реликтовый ледник, объёма воды которого, если данные подтвердятся, будет достаточно для покрытия всего Марса сплошным слоем глубиной около двух метров. Тем самым склоны вулкана могут стать целью для новой экспедиции на планету.

Новый вулкан получил название Гора Ночи (Noctis Mons). Толчком к его идентификации стали последние наблюдения орбитальной станции NASA Mars Reconnaissance Orbiter. Также для подтверждения находки использовались данные других миссий, включая архивные — это NASA Mariner 9, Viking Orbiter 1 и 2, Mars Global Surveyor, Mars Odyssey и миссии Европейского космического агентства Mars Express.

Вулкан Гора Ночи относится к так называемым щитовым вулканам — образованиям пологой формы. На Земле такие вулканы расположены на Гавайях. Диаметр марсианского вулкана составляет около 250 км, а максимальная высота чуть превышает 9 км. Самый большой щитовой вулкан на Земле обнаружен на дне Тихого океана. Его диаметр составляет 650 км, а высота — 4 км. В этом плане Марс не уникален. На Красной планете Гора Ночи стала седьмым по высоте образованием рельефа. Лидирует гора Олимп высотой 21 км — это самый высокий из известных объектов в Солнечной системе.

«Его открытие указывает на новое захватывающее место для поиска жизни и потенциальное направление для будущих исследований роботов и людей», — отмечается в заявлении Института SETI, который принимал активное участие в исследовании.

Сочетание минералов, вулканического тепла и воды в одном месте делает район Горы Ночи крайне перспективным для поиска внеземной жизни. И это не считая потенциального наличия воды в этом районе. Вулкан долго не могли найти по той причине, что он слишком пологий и эрозия в значительной степени разрушила его стенки.

«Мы изучали геологию района, где в прошлом году обнаружили остатки ледника, когда поняли, что находимся внутри огромного и глубоко разрушенного вулкана», — объясняют учёные. Ранее на присутствие вулкана в этой местности намекали некоторые минералы, обнаруженные с орбиты. Фактически учёные были готовы к тому, что они, наконец, увидели — гигантский размытый временем кратер с признаками даже относительно недавней активности. И это ещё одна загадка Марса — остаётся ли он геологически активным, или его недра давно потеряли способность выбросить на поверхность хоть сколько-то магмы?

NASA представило памятную табличку, которая отправится в систему Юпитера на борту автоматической станции Europa Clipper. Этот зонд NASA будет искать признаки жизни в глобальном подлёдном океане Европы. Ожидается, что там в два раза больше воды, чем во всех земных океанах. Это роднит Землю и Европу, что отражено в оформлении памятного знака.

Источник изображений: NASA

Размеры изготовленной из тантала пластины составляют 18 × 28 см. Формально — это крышка, закрывающая отверстие в отсек с научным оборудованием. Европа находится в центре окружающих Юпитер радиационных поясов. В этом смысле там не просто жарко, а очень жарко. Но для соблюдения давней традиции по отправке посланий человечества в космос, что NASA практикует почти с самого начала миссий на окраины Солнечной системы, крышку оформили как письмо инопланетному разуму.

На одной стороне пластинки нанесена написанная от руки поэма американской поэтессы Ады Лимон (Ada Limón) — «Во славу тайны: поэма для Европы». В верхней части пластины выгравирована абстрактная, в общем-то, формула по вычислению числа цивилизаций в нашей галактике, придуманная в 1961 году американским физиком Фрэнком Дрейком (Frank Donald Drake). Также на лицевой стороне пластины выполнена гравировка портрета учёного Рона Грили (Ron Greeley), ставшего своего рода прародителем американской планетологии, что можно считать прологом к миссии Europa Clipper.

Наконец, на передней стороне пластины выгравированы частоты, на которых совершаются попытки прослушивать инопланетные сигналы. Также на этой стороне закреплены крошечные кремниевые пластинки, на которых выгравированы имена свыше 2,6 млн человек, пожелавших отправить упоминание о себе или о значимых для них людей в космос.

На тыльной стороне пластины расходящимися от центра символами выгравировано 103 произношения слова «вода» на языках и наречиях населяющего Землю человечества. Гравировка представляет визуальное изображение звуковых волн. В центре изображения помещён символ, показывающий воду в американской версии азбуки глухонемых.

Станция Europa Clipper будет отправлена в космос в октябре 2024 года. В систему Юпитера она прибудет в 2030 году. Станция совершит 49 близких пролётов Европы. Основной целью миссии станет поиск признаков жизни в подлёдном океане спутника. Памятная табличка вряд ли будет доставлена на спутник. Скорее всего, как и в случае предыдущих миссий в систему Юпитера, станция будет сожжена в его атмосфере, чтобы не допустить возможного заражения земными микроорганизмами поверхность Европы.

Несмотря на понимание общего принципа формирования планет из протопланетных дисков, большинство деталей человечество не знает. Ответ скрывается во Вселенной. Наблюдая за тысячами протопланетных дисков, можно узнать об их поведении на разных отрезках эволюции. Первым шагом в таких исследованиях стало наблюдение приборами «Джеймса Уэбба» за протопланетным диском звезды TCha, от которого впервые был зарегистрирован ветер — поток частиц и газа.

Художественное представление о ветре из протопланетного диска. Источник изображения: ESO/M. Kornmesser

Впервые линию неона в спектре потока частиц от протопланетного диска ещё в 2007 году обнаружил телескоп «Спитцер». Появление «Уэбба» побудило учёных ещё раз взглянуть на протопланетный диск TCha. Наблюдение помогло выявить ещё три линии, относящиеся к истечению из диска вещества. На этот раз был определён аргон. Оставался вопрос, что побуждает газ покидать протопланетный диск? Обычно такое происходит под воздействием высокоэнергичных фотонов, исходящих от молодой звезды, но это также может происходить под воздействием магнитного поля, индуцируемого самим диском.

Природа утечек, интенсивность этих процессов, а также распределение их во времени позволят понять эволюцию планет от пыли и газа до полноценных небесных объектов планетарной массы. К примеру, планеты Солнечной системы до Марса включительно вобрали в себя мало газов, тогда как дальше в системе расположены газовые гиганты, где газов аномально много. Было бы важно узнать и пронаблюдать, как газы распределены по протопланетным дискам и насколько разноудалённые от звезды планеты способны абсорбировать этот газ до того момента, как звёздный ветер или что-то ещё выдует вещество из протопланетного диска.

Звезда TCha с её протопланетным диском и впервые наблюдаемым учёными ветром от него может дать несколько ответов или подсказок на эти вопросы. Согласно первым оценкам, каждый год из протопланетного диска этой звезды улетучивается вещества как на одну нашу Луну. «Важно знать, как газ рассеивается, поскольку это ограничивает время, оставшееся зарождающимся планетам для поглощения газа из окружающей среды», — поясняют учёные в своей работе.

В данном случае, как показали модели, газ выдувается из диска высокоэнергичными фотонами, исходящими от центральной звезды, что сужает границы возможностей и даёт больше информации для выводов. Но наблюдения за системой будут продолжены.

Система Юпитера служит своего рода уменьшенной версией Солнечной системы и тем привлекает учёных и особенно астробиологов. Подо льдом, составляющим поверхность больших спутников Юпитера, могут скрываться глобальные океаны с инопланетной биологической жизнью. Ещё аппарат NASA «Галилео» засёк выработку кислорода на спутнике Юпитера Европе. Новое исследование зонда «Юнона» только укрепило учёных во мнении, что в океан этой луны может поступать кислород.

Источник изображений: NASA

Данные «Галилео» более чем 20-летней давности давали сильный разброс в оценках количества кислорода, продуцируемого ледяным щитом Европы. С поверхности этой луны могло улетать от нескольких килограммов до тонны кислорода в секунду. Кислород на Европе получается в процессе бомбардировки её поверхности заряжёнными частицами от Юпитера — этот спутник находится в центре радиационных поясов газового гиганта. Радиация расщепляет молекулу воды (льда на поверхности спутника) на водород и кислород. Датчики зондов улавливают ионы этих элементов и определяют интенсивность их потоков.

Прибор Jovian Auroral Distributions Experiment (JADE) на борту современного зонда «Юнона» (Juno) смог собрать данные о заряжённых частицах у спутника при пролёте на высоте 354 км над Европой, что произошло 29 сентября 2022 года. Как отмечают авторы исследования в свежей статье в журнале Nature Astronomy, анализ выявил выработку кислорода на Европе в объёме 12 кг в секунду. Этого достаточно для обеспечения кислорода для дыхания одному миллиону человек в течение суток. Добавим, непосредственно кислород приборы определить не могут. Оценка даётся по регистрации частиц атомарного водорода.

«Когда миссия NASA «Галилео» пролетала над Европой, это открыло нам глаза на сложное и динамичное взаимодействие Европы с окружающей средой. "Юнона" предоставила новую возможность напрямую измерять состав заряжённых частиц, выделяющихся из атмосферы Европы, и нам не терпелось ещё раз заглянуть за занавес этого захватывающего водного мира, — говорят авторы работы. — Но чего мы не понимали, так это того, что наблюдения "Юноны" дадут нам такие жёсткие ограничения на количество кислорода, вырабатываемого на ледяной поверхности Европы».

Выработка кислорода — это один из многих нюансов, которые будет исследовать миссия NASA Europa Clipper, когда она прибудет в систему Юпитера в 2030 году (запуск зонда ожидается в октябре 2024 года). Зонд будет оснащён сложной аппаратурой из девяти научных приборов, позволяющих определить, есть ли на Европе условия, которые могли бы быть пригодны для жизни. Даже теперь очевидно, что часть кислорода попадает в подлёдный океан. Там вполне может существовать биологическая жизнь. Впрочем, «Юнона» ещё не исчерпала свой научный потенциал и хотя основная её научная работа завершена, этот аппарат ещё послужит учёным.