Илон Маск (Elon Musk) в основном продвигает идею использования черепичной крыши домов в качестве элементов солнечных батарей, но он не исключал ранее применения данного источника энергии и на транспортных средствах Tesla. Фирменные разработки в этой сфере несколько опередила компания Sunflare Solars, которая на CES 2025 продемонстрировала пикап Cybertruck, полностью покрытый солнечными панелями.

Источник изображения: Electrek

Данная доработка увеличила стоимость машины на $10 000, но позволила вырабатывать за счёт солнечной энергии до 1,5 кВт электричества в час. По сути, при достаточной продолжительности светового дня и сохранении относительной чистоты поверхности кузова эти солнечные панели могут увеличить запас хода электромобиля на пару десятков километров. В своё время на этапе анонса Cybertruck компания Tesla как раз обещала, что встроенные в крышу солнечные панели позволят за день накапливать от солнечной энергии запас хода в 24 км. Правда, подобная опция так и не появилась в списке доступных для покупателей Cybertruck.

Кстати, ранее Илон Маск признавался, что пытался заставить инженеров компании оснастить солнечными панелями на крыше Tesla Model 3, но при уровне развития технологий 2017 года подобная затея не показалась им целесообразной. Глава компании также предполагал, что если бы Tesla занялась выпуском коммерческого электрического фургона, то в его крышу и откидные панели по бортам можно было бы встроить солнечные элементы, которые в ясную погоду позволяли бы получать до 48 км пробега без дополнительных затрат. Если же говорить о прототипе Cybertruck с поверхностью кузова, покрытой солнечными батареями, который представила Sunflare Solars, то он оснащается инвертором мощностью 5 кВт, который заряжает тяговую батарею электроэнергией, вырабатываемой солнечными панелями. Пикап с таким покрытием кузова становится достаточно уязвимым для механического воздействия, да и неизбежные загрязнения снижают эффективность работы солнечных элементов, так что практическая ценность подобной модификации пока вызывает много вопросов.

Компания Aptera Motors из Калифорнии представила на выставке CES 2025 готовую к массовому производству версию электромобиля на солнечных батареях (sEV). Сообщается, что электромобиль имеет запас хода 643 км на одной зарядке, а также обеспечивает возможность перемещения на расстояние до 64 км в день на энергии солнца.

Пользователи, живущие в южных странах с большим количеством солнечных дней, могут рассчитывать на более чем 10 тыс. миль (16,1 тыс. км) в год езды на солнечной энергии, что позволит снизить зависимость от зарядки от сети.

Солнечная батарея автомобиля состоит из четырех панелей, расположенных на капоте, панели приборов, крыше и люке, а также по бокам кузова. Транспортное средство отличается небольшим весом благодаря использованию формовочного компаунда из листового углеродного волокна (CF-SMC). Для изготовления электромобиля требуется менее одной десятой деталей, используемых в традиционных транспортных средствах, отметила Aptera Motors.

На CES 2025 компания подписала соглашение о партнёрстве с LG Energy Solution, которая будет поставлять аккумуляторные элементы для «солнечных» электромобилей, и CTNS, которая будет производить аккумуляторные модули, разработанные по её проектам.

Aptera утверждает, что уже получила около 50 тыс. предварительных заказов на поставку электромобиля на сумму более чем $1,7 млрд. Также сообщается, что Aptera Motors привлекла $135 млн через краудфандинговую платформу. Вместе с тем нет никаких сведений о том, когда мы сможем увидеть её электромобили на улицах или в дилерских центрах, отметил ресурс autoevolution.com.

Федеральное сетевое агентство Германии (Bundesnetzagentur) сообщило, что в 2024 году был установлен рекорд по выработке электроэнергии с отрицательными ценами. Если в 2023 году на оптовом рынке отрицательные цены сохранялись в течение 301 часа, то в 2024 году цены на электроэнергию оставались отрицательными уже 457 часов.

Источник изображения: ИИ-генерация Кандинский 3.1/3DNews

Также в минувшем году биржевая цена на электроэнергию реже пересекала критическую отметку в €0,10 за 1 кВт·ч. Превышение фиксировалось в течение 2296 часов, тогда как годом ранее такое наблюдалось в течение 4106 часов. Таким образом, средняя оптовая цена на рынке «на сутки вперёд» в годовом исчислении снизилась на 17,5 % — до €0,07851 за 1 кВт·ч.

Агентство также сообщило, что в 2024 году на возобновляемые источники энергии пришлось 59 % чистой выработки электроэнергии, что на 3 % больше, чем в 2023 году. Аналитики Fraunhofer ISE определили долю солнечной энергетики в Германии чуть выше — на уровне 62,7 %. При этом Bundesnetzagentur учитывает только ту электроэнергию, которая поступила в сеть, исключая собственное потребление владельцами генераторов.

В 2024 году общий объём выработки электроэнергии в Германии снизился на 4,2 %, составив 431,7 ТВт·ч. Возобновляемые источники энергии произвели 254,9 ТВт·ч, из которых на ветровую энергетику пришлось 111,9 ТВт·ч, а на солнечную — 63,3 ТВт·ч (по сравнению с 55,7 ТВт·ч в 2023 году). Доля солнечных систем составила 14,7 % выработки, а ветровых установок — почти 26 %.

Выработка электроэнергии из ископаемых ресурсов сократилась примерно на 11 %, составив 176,8 ТВт·ч. Производство электроэнергии на основе каменного угля уменьшилось на 31,2 %, бурого угля — на 8,8 %, тогда как выработка на газе увеличилась на 8,6 %.

Учёные из Института науки и технологий Тэгу Кёнбук (DGIST) в Южной Корее представили гибрид солнечной панели и суперконденсатора, что даёт ряд преимуществ по сравнению с традиционными солнечными панелями. Прежде всего, гибридные панели способны отдавать большую мощность потребителю, чем не могут похвастаться обычные панели. Также встроенные в панели суперконденсаторы способны накапливать энергию на месте, улучшая эффективность солнечной системы.

Источник изображения: DGIST

Исследовательская группа значительно улучшила производительность существующих аналогов суперконденсаторов за счёт использования электродных материалов на основе переходных металлов (таких, как марганец, кобальт, медь, железо, цинк и другие) и предложила новую технологию накопления энергии, которая сочетает суперконденсаторы с солнечными элементами. Предложенная технология значительно улучшила производительность устройств хранения энергии, продемонстрировав значительные достижения в области плотности энергии, мощности и стабильности заряда и разряда.

Достигнутая в исследовании плотность энергии составляет 35,5 Вт·ч/кг, что значительно выше, чем накопление энергии на единицу веса в предыдущих исследованиях (5–20 Вт·ч/кг). Плотность мощности достигает внушительных 2555,6 Вт/кг, что значительно превышает значения, полученные в предыдущих исследованиях (до 1000 Вт/кг). Разработка демонстрирует способность быстро высвобождать большую мощность, обеспечивая немедленную подачу энергии даже для мощных устройств. Кроме того, отмечены незначительные потери в ёмкости при повторных циклах зарядки и разрядки, что подтверждает пригодность устройства к длительному использованию.

Наконец, эффективность встроенной системы накопления достигла 63 % и общего КПД на уровне 5,17 % при освещении 10 мВт/см² (это примерно в 10 раз слабее, чем в среднем от солнца в безоблачный день). В этих параметрах исследователи видят большой потенциал для будущих коммерческих разработок, но они, безусловно, нуждаются в дальнейшем улучшении, прежде чем попадут на рынок.

Несколько часов назад служба NASA приняла сигнал маяка зонда Parker Solar Probe, который 24 декабря сблизился с Солнцем на рекордное расстояние и оборвал связь. Как только зонд вынырнул из-за звезды, автоматика сообщила о полной исправности аппарата. Опасения по этому поводу были небезосновательны: при таком сближении зонд входил в верхние слои атмосферы Солнца и мог подвергнуться температурным нагрузкам, несовместимым с его дальнейшим существованием.

Источник изображения: NASA

Оперативная группа Лаборатории прикладной физики имени Джона Хопкинса (APL) в Лореле, штат Мэриленд, получила сигнал незадолго до полуночи по местному времени в ночь на 26 декабря (27 декабря в 08:00 по московскому времени). Команда потеряла связь с космическим аппаратом во время максимального сближения, которое произошло 24 декабря, когда Parker Solar Probe пролетел всего в 6,1 млн км от поверхности Солнца, двигаясь со скоростью около 192 км/с. Ожидается, что космический аппарат отправит подробные телеметрические данные о своём состоянии 1 января.

Зонд проводит исследование Солнца с близкого расстояния, что даёт учёным возможность проводить измерения, которые помогут лучше понять, как вещество в этой области пространства нагревается до миллионов градусов, проследить происхождение солнечного ветра (непрерывного потока вещества, покидающего Солнце) и обнаружить механизмы, разгоняющие энергичные частицы до скорости, близкой к скорости света. Предыдущие сближения помогли учёным точно определить происхождение структур в солнечном ветре и нанести на карту внешнюю границу атмосферы Солнца.

Зонд Parker Solar Probe был разработан в рамках программы NASA «Жизнь со звездой» для изучения деталей работы системы Солнце-Земля, которые непосредственно влияют на жизнь и общество. Программа «Жизнь со звездой» управляется Центром космических полётов имени Годдарда в Гринбелте, штат Мэриленд. Подразделение APL спроектировало, построило и эксплуатирует космический аппарат, а также управляет миссией в интересах NASA.

Весной 2025 года планировался запуск миссии IMAP для изучения физики на стыке солнечных и межзвёздных частиц, а также двух сопутствующих миссий по исследованию космической погоды в околоземном пространстве. Согласно выводам NASA, у миссии IMAP возникли проблемы с готовностью полезной нагрузки, поэтому запуск перенесён на осень 2025 года. Это особенно досадно, поскольку наиболее интересные процессы происходят в период максимальной активности Солнца, который уже начался.

Художественное представление зонда IMAP. Источник изображений: NASA

Миссия IMAP (Interstellar Mapping and Acceleration Probe) будет создавать карту границ гелиосферы — своеобразного пузыря, формируемого солнечным ветром. На границах этого пузыря солнечный ветер сталкивается с частицами из межзвёздного пространства, что образует гелиопаузу — буфер, где межзвёздные частицы замедляются и теряют часть своей энергии. Таким образом, гелиопауза защищает Солнечную систему, создавая внутри неё уникальный микроклимат.

Зонд IMAP будет работать из точки Лагранжа L1 — расположенной в 1,5 миллионах километров перед Землёй, между ней и Солнцем. Он не полетит к границам Солнечной системы, как «Вояджеры», поэтому сбор научных данных начнётся сразу после достижения аппаратом пункта назначения. Вместе с ним в качестве сопутствующей нагрузки на ракете Falcon 9 компании SpaceX полетят ещё два зонда: Геокоронная обсерватория имени Каррутерса (ранее GLIDE — Global Lyman-alpha Imager of the Dynamic Exosphere) и SWFO (Space Weather Follow-On). Эти зонда будут наблюдать за Землёй и околоземным пространством для оперативного мониторинга космической погоды.

Художественное представление Солнечной системы в гелиопузыре

Планирование космических миссий становится всё более зависимым от знаний о космической погоде, поскольку человечество стремится исследовать дальние рубежи Солнечной системы, покидая «зонтик» в виде Земли и её магнитосферы, защищающей жизнь на планете. В связи с этим изучение Солнца, солнечного ветра и воздействия межзвёздных частиц на систему приобретает особую значимость, а любые задержки в реализации подобных проектов крайне нежелательны.

Доставленные на Землю образцы Луны дают противоречивые данные о возрасте спутника. Большинство минералов указывает, что Луне 4,35 млрд лет. В то же время анализ кристаллов лунного циркона указывает на более древний возраст Луны — до 4,51 млрд лет. Международная группа учёных провела моделирование, которое объясняет это расхождение, а также помогает раскрыть другие загадки спутника.

Источник изображения: NASA

Согласно ведущей гипотезе, около 4,6 млрд лет назад молодая Земля столкнулась с планетой размерами с Марс. В результате столкновения значительный объём массы нашей планеты был выброшен в космос, из которого впоследствии сформировался естественный спутник. Изначально Луна представляла собой глобальный океан магмы, который, однако, относительно быстро застыл. Это позволило циркону в недрах остывшей Луны сохраняться, постепенно переживая распад урана до свинца.

Радиоизотопный анализ циркона, доставленного с Луны, показал, что возраст образцов из двух разных проб составляет 4,46 и 4,51 млрд лет. Однако анализ минералов и магматических пород из тех же проб давал возраст 4,35 млрд лет. Учёные в своей новой работе объяснили это расхождение: оно могло возникнуть, если поверхность Луны — её кора — расплавилась повторно спустя некоторое время после застывания. Такое вторичное плавление могло быть вызвано приливным воздействием Земли, которое разогрело недра Луны до температуры плавления. Моделирование показывает, что это возможно при определённой и сильно вытянутой орбите спутника. Подобные процессы, кстати, сегодня происходят в недрах спутника Юпитера — Ио.

Эволюция недр Луны. Источник изображения: Francis Nimmo et al. / Nature, 2024

Вторичное расплавление поверхности Луны также могло скрыть следы множества ударных кратеров. Учёные продолжают удивляться относительно малому количеству кратеров на Луне, и это явление может объясняться тем, что они попросту затянулись. Новая оценка возраста спутника, основанная на представленной модели, накладывает ограничения на время его образования, помещая его в промежуток между 4,43 и 4,53 млрд лет назад. Луна оказывается старше, чем выглядит.

Китайская компания SDIC Gansu New Energy ввела в эксплуатацию солнечную электростанцию Akesai Huidong мощностью 750 МВт в провинции Ганьсу. Утверждается, что это самая мощная гибридная солнечная электростанция в стране. Она вырабатывает электрическую энергию днём и ночью, используя гелиоконцентратор в качестве буфера в ночное время. В течение суток всю работу обеспечивает Солнце, что практично и дешевле, чем использование аккумуляторов.

Источник изображений: SDIC Gansu New Energy

Гелиоконцентраторы (Concentrated Solar Power) — это не новое изобретение, но их реализация требует достаточно места и связана со строительными работами. В основе гелиоконцентратора лежит высокая башня, окружённая огромным полем зеркал, направленных в одну точку на вершине башни. Сфокусированный солнечный свет создаёт высокую температуру, которая плавит соли и запасает энергию в расплаве. По сути, это тепловой аккумулятор. В ночное время накопленное тепло используется для производства электроэнергии. Установка Akesai Huidong, например, способна выдавать в сеть мощность 110 МВт в течение 8 часов непрерывно.

В сочетании с полем фотопанелей мощность электростанции Akesai Huidong достигает 750 МВт. Общая площадь электростанции составляет 16,5 км². Зеркала с башней занимают в этом комплексе площадь 2 км². Башня высотой 200 м окружена 11 960 пятиугольными зеркалами, расположенными концентрическими кругами. Площадь отражающей поверхности каждого зеркала достигает 48,5 м², а общая площадь отражения равна 580 000 м². Зеркала устойчивы к ветру и запылению.

Строительство двухбашенного гелиоконцентратора

Огромные ресурсы Китая позволяют реализовывать уникальные проекты. В этой же провинции другая компания строит двухбашенный гелиоконцентратор, аналогов которому в мире пока нет. Две башни будут использовать смешанное поле зеркал, что должно повысить эффективность установки примерно на четверть. Проект планируется подключить к сети до конца текущего года, и он может указать новое направление для развития зелёной энергетики.

Достигший в 2004 году Сатурна аппарат NASA «Кассини» нашёл кольца этой планеты яркими и чистыми. Учёные решили, что если бы кольца появились к моменту формирования Сатурна 4,5 млрд лет назад, то сегодня они не выглядели бы так ярко. Моделирование на основе информации «Кассини» дало кольцам возраст от 100 до 400 млн лет, что делало их ровесниками динозавров. Однако японские учёные не согласились с этим и представили свой анализ, состарив кольца до возраста Сатурна.

Источник изображения: NASA

Как признаётся автор новой работы — профессор Токийского университета Рюки Хиодо (Ryuki Hyodo), ему, как планетологу, странно слышать, что в Солнечной системе, в основном сформировавшейся 4,5 млрд лет назад, может существовать что-то новое такого масштаба, как кольца у Сатурна.

Предыдущий анализ данных «Кассини» строился на вопросе о том, как и с какой скоростью микрометеороиды бомбардируют ледяные кольца Сатурна. Эти объекты, размеры которых сопоставимы с песчинкой, загрязняют кольца и испаряют из них лёд, делая их более тусклыми. За 4,5 млрд лет они были бы способны полностью лишить нас возможности наблюдать кольца, но поскольку этого не произошло, кольца Сатурна, по-видимому, появились относительно недавно.

Профессор Хиодо в своей работе показал, что его коллеги могли неправильно интерпретировать процессы в кольцах, вызванные воздействием микрометеороидов. Согласно его модели, кольца Сатурна сформировались вместе с планетой около 4,5 млрд лет назад из ледяных обломков, которые не стали частью Сатурна или его спутников.

«Солнечная система [в то время] была гораздо более хаотичной, — пояснил Хиодо. — Многие крупные планетные тела всё ещё мигрировали и взаимодействовали, что значительно увеличивало шансы на значительное событие, которое могло привести к образованию колец Сатурна».

В модели японского учёного микрометеороиды сталкиваются с кольцами на скорости до 108 тыс. км/ч. Эти столкновения могут создавать локальный нагрев до 9725 ℃, что приводит к испарению микрометеороидов. Затем этот газ расширяется, охлаждается и конденсируется в магнитном поле Сатурна, производя электрически заряженные ионы и микроскопические частицы. Интенсивные процессы заставляли ионы покидать кольца, не загрязняя их. Тем самым первозданная чистота колец сохранялась в течение миллиардов лет.

«Чистый внешний вид не обязательно означает, что кольца молодые», — считает учёный. Новая работа не опровергает данные «Кассини», но показывает, что прежние интерпретации могут быть неверными. Учёный отказал кольцам Сатурна в звании ровесников динозавров. Они по-настоящему древние.

Земные аппараты на поверхности Марса продолжают служить науке даже после своего выхода из строя. Во время посадки каждый из них оставил следы на песке, как и подставил под удары погоды свой корпус и широко разнесённые солнечные панели. На всём этом оседает красная марсианская пыль, что даёт представление о ветрах на поверхности и их интенсивности. Для будущих покорителей Марса — это важная информация.

Источник изображения: NASA

Лететь на другую планету и скрипеть пылью в шестерёнках — гиблое дело. Необходимо представлять, насколько пыль может быть опасна для систем обеспечения микроклимата в колониях и для механизмов машин. Современные миссии на Марс позволили потревожить его поверхность и одновременно создали как бы чистый лист, по рисункам на котором можно однозначно следить за темпом «обращения» песка на Красной планете. Этим регулярно занимается орбитальный аппарат NASA Mars Reconnaissance Orbiter с помощью камеры высокого разрешения Imagine Science Experiment (HiRISE).

Спутник MRO следит за всей брошенной на Марсе техникой и местами её посадки. Последние ценные данные для понимания динамики распространения пыли на планете дало наблюдение за автоматической станцией InSight. Она прекратила работу в декабре 2022 года, когда её солнечные панели перестали вырабатывать необходимый объём мощности. По уровню выработки напряжения NASA могло следить за динамикой запыления солнечных панелей InSight пока она ещё работала, и с помощью наблюдений с орбиты в последующие годы. Также хорошим индикатором пыли служили отметины на песке в месте посадки станции, которые она оставила своими двигателями.

Пыль на Марсе служит главным фактором по изменению картины ландшафта. В частности, она оседает на стенках марсианских кратеров. На этой планете нет тектонической активности (нет тектонических плит), поэтому кратеры никуда не деваются и об их возрасте косвенно можно судить по объёму нанесённой туда пыли. Поскольку на Земле тектоника стирает кратеры с лица планеты, по «оспинам» на лике Марса мы можем судить о частоте и периодах падения на планету метеоритов и давать на основе этого оценки и прогнозы для Земли.

«Несмотря на то, что мы больше не имеем связи с InSight, он по-прежнему рассказывает нам о Марсе, — говорят учёные. — Отслеживая, сколько пыли собирается на поверхности и сколько уносится ветром и пылевыми вихрями, мы узнаем больше о ветре, круговороте пыли и других процессах, которые формируют планету».

Заметно повлиявшая на земную цивилизацию зарегистрированная геомагнитная буря произошла лишь однажды — в 1859 году. Но это цветочки по сравнению с тем, на что способны звёзды, подобные Солнцу. На выборке из 56 450 похожих на наше светило звёзд учёные показали, что вспышки на два порядка мощнее способны происходить каждые 100 лет. Эта работа изобилует натяжками и полна пробелов, но по всему выходит, что нам пока крупно везёт.

Источник изображения: NASA

Мы не до конца понимаем физику Солнца. В основе процессов горения звёзд лежит квантовая физика и настоящий случай. Изучая активность Солнца и звёзд того же класса и масштаба учёные опираются на статистику, которая очерчивает границы возможного. На Земле об исторической активности Солнца мы судим по уровню азота во льдах Арктики и Антарктиды, а также с недавнего времени по уровню изотопа углерод-14 в древесине. По этим «записям» удалось восстановить ряд возникших в прошлом экстремальных вспышек на Солнце, самая мощная из которых произошла чуть больше 14 тыс. лет назад.

Но у учёных есть другие архивы — целая вселенная данных во всех смыслах. Достаточно собрать статистику по мегавспышкам солнцеподобных звёзд и применить полученные данные к нашей системе. Только есть одна пока непреодолимая погрешность: активность звезды зависит от скорости её вращения вокруг своей оси (чем медленнее и старее звезда, тем ниже активность), а измерить эту скорость можно далеко не всегда. Недостаток этой информации учёные заменили данными о яркости звёзд и их температуре, подобрав наиболее похожие на Солнце по совокупному набору характеристик.

Перебрав звёзды из каталога наблюдений телескопа «Кеплер», исследователи отобрали 56 450 звёзд, условно похожих на Солнце. На 2527 из них зафиксировано 2889 супервспышек с энергией, в сотни раз превышающее вспышку 1859 года. И если тогда по всей Земле вспыхнуло оборудование на телеграфных станциях, то в случае мегавспышки, возможно, будут выведены из строя все спутники и широко затронута электроника на поверхности Земли. Массовый выход электроники из строя станет для зависимой от неё цивилизации настоящим концом света.

Нехитрые подсчёты показали, что подобные Солнцу звёзды могут испускать мегавспышки каждые 100 лет. Если это так, то наша звезда определённо задолжала нам «конец света». Но есть ещё одна натяжка в работе. Событие 1859 года сопровождалось также выбросом корональной массы в сторону Земли. Вспышка без выброса массы Солнца — в основном рентгеновское излучение — это тоже не сахар. Это прерывание связи и облучение всех, кто летит на самолётах или в космических кораблях.

Реальную угрозу представляет плазма Солнца — корональная масса. Заряженные частицы в виде солнечного ветра могут сильно раздуть атмосферу и буквально уронить спутники, а также вызвать наведённые токи в протяжённых металлических конструкциях на земной поверхности. Вспышки далеко не всегда сопровождаются выбросом корональной массы, что служит ещё одним неизвестным в апокалипсическом уравнении учёных. Наконец, вспышки также часто направлены в сторону от Земли, что ещё сильнее снижает вероятность прихода Судного дня. Поэтому, перефразируя классика, можно сказать, что выводы о высокой вероятности конца света сильно преувеличены. Но забывать о такой вероятности нельзя. Продолжаем разбираться в вопросе.

Учёные разгадали одну из главных загадок вулканической активности спутника Юпитера Ио. Они определили глобальную суть вулканических процессов на этой луне, извержения на которой были впервые замечены 44 года назад зондом NASA «Вояджер-1». В основном ожидалось, что в недрах Ио имеется глобальный океан раскалённой магмы. Свежие данные показывают, что это ошибочное мнение — каждый вулкан на Ио имеет свой персональный «ад».

На Ио не обнаружено признаков глобального океана магмы. Источник изображения: NASA

О содержании недр небесного тела можно судить по его гравитационному полю. В этом плане Земля и Луна имеют подробнейшие карты гравитационных возмущений, что помогает нам рассчитывать орбиты космических миссий. Карты гравитационных полей Земли и Луны созданы с помощью спутников и измерений их скоростей и ускорений под действием гравитационных сил.

Аналогичным образом учёные поступили в случае картирования гравитационного поля Ио. Пробным телом для этого выступил зонд NASA «Юнона» (Juno). Во время двух близких пролётов мимо Ио в декабре 2023 года и феврале 2024 года зонд сближался со спутником до 1500 км. В это время он поддерживал связь с Землёй. Это означает, что радиоканал работал на двух частотах. По изменениям в длинах волн из-за эффекта Доплера можно рассчитать изменения в скорости зонда (ускорение или замедление). Тем самым гравитация Ио, в зависимости от содержимого его недр, повлияла бы на зонд либо так, либо иначе. Как именно, учёные смогли рассчитать и понять, что это означает.

Расчёты и моделирование показали, что мантия Ио на небольшой глубине (около 50 км) скорее упруго-вязкая, чем жидкая. Если бы на спутнике был глобальный океан жидкой магмы, отклик был бы совсем другой. Жидкая магма сильнее бы реагировала на приливные силы Юпитера, и это создавало бы более сильные возмущения гравитации, что нашло бы отражение в ускорении «Юноны» во время близкого пролёта этой луны. В случае Ио сотни одновременно действующих вулканов питаются из собственных карманов магмы, а не черпают расплав из общего источника.

Проделанная работа помогла понять, что приливные силы не обязательно настолько сильны, как у Юпитера, чтобы расшевелить недра ближайшей луны до состояния расплавленного океана магмы. Очевидно, что это поможет давать оценку экзопланетам и их геологии, а также эволюции. Кроме того, планетологи, похоже, должны пересмотреть возможное строение других близких спутников Юпитера и Сатурна, что со временем непосредственно скажется на наших космических программах.

Компании Ad Astra и Space Nuclear Power Corporation объединили усилия по созданию комбинированной ядерно-электрической силовой установки для ускорения полётов по Солнечной системе. Плазменной двигательной установкой занимается Ad Astra, а источником энергии на распаде ядер — SpaceNukes. Испытания прототипа ожидаются в конце десятилетия с началом коммерциализации к середине 30-х годов, что позволит резко сократить время полёта к Марсу и дальше.

Источник изображений: techspot.com

Проектированием систем электрического (плазменного) ракетного двигателя VASIMR компания Ad Astra занимается более 20 лет. Двигатель VASIMR или магнитоплазменная ракета с переменным удельным импульсом (variable specific impulse magnetoplasma rocket) как и любой другой ионный ракетный двигатель работает за счёт использования мощных электромагнитных полей для ионизации и ускорения топлива (рабочего тела), создавая высокоскоростной плазменный выброс.

Плазменные или ионные двигатели экономичны, но их тяга очень низкая. Проблему со слабой тягой может решить мощный источник питания от выбора которого, кстати, ионные двигатели не зависят — подойдёт любой. Для двигателя VASIMR требуются источники питания мощностью в несколько сотен киловатт. Прототип VASIMR VX-200, например, требует 200 кВт входной мощности. Подобную и более высокую мощность не смогут обеспечить ни радиоизотопные источники питания, ни солнечные батареи — энергетическая основа современной космонавтики.

Теперь поддержку Ad Astra решает оказать компания SpaceNukes. В 2018 году она показала прототип портативного космического ядерного реактора мощность 1 кВт и пообещала представить 10-кВт источник электричества с продолжительностью работы не менее 10 лет. Объединение усилий позволит создать интегрированную силовую ядерно-электрическую установку для космических кораблей. Если планы компаний будут воплощены в жизнь, то появится возможность достичь Марса и вернуться обратно за считанные месяцы, вместо примерно двух лет, как это возможно с использованием современных двигателей на химическом топливе.

Учёные NASA приоткрыли завесу тайны над новым классом комет — их назвали тёмными. У таких комет нет привычных хвостов, но они не лишены замёрзшего летучего вещества, способного при приближении к светилу незаметно испаряться с их поверхности и действовать подобно реактивному двигателю. Такие кометы могут нести опасность для Земли, поскольку они не видны, а их траектории при приближении к Солнцу становятся непредсказуемыми.

Художественное представление астероида Оумуамуа. Источник изображения: ESA

Впервые такой объект учёные обнаружили в марте 2016 года. Астероид 2003 RM немного отклонился от своей траектории. В принципе, астероиды могут изменять свою траекторию вследствие так называемого эффекта Ярковского, когда от нагрева его боков возникает слабый реактивный импульс. В случае 2003 RM отклонение было намного сильнее, чем это допускал неравномерный нагрев астероида Солнцем. В то же время видимого хвоста у него так и не появилось, что не позволяло причислить астероид к кометам.

«Когда вы видите такое отклонение в поведении небесного объекта, это обычно означает, что это комета, с поверхности которой выделяются летучие вещества, придающие ей небольшую тягу, — сказал соавтор исследования Давид Фарноккья (Davide Farnocchia) из Лаборатории реактивного движения NASA в Южной Калифорнии. — Но как мы ни старались, мы не смогли обнаружить никаких признаков хвоста кометы. Он выглядел как любой другой астероид — просто светящаяся точка. Итак, на короткое время у нас появился один странный небесный объект, [сущность] которого мы не могли полностью разгадать».

О странностях поведения астероида 2003 RM вспомнили через год, когда в нашу систему ворвался межзвёздный астероид Оумуамуа (1I/2017 U1). Астероид Оумуамуа так «газанул» при приближении к Солнцу, что некоторые увидели в нём межзвёздный крейсер. Хвоста у него тоже не было. И это точно была не комета. Позже появилось предположение, что на астероиде были запасы замёрзшего молекулярного водорода, испарение которого придало объекту дополнительное ускорение.

«Оумуамуа был удивительным во многих отношениях, — сказал Фарноккья. — Тот факт, что первый объект, обнаруженный нами [как пришелец] из межзвёздного пространства, продемонстрировал поведение, сходное с поведением 2003 RM, сделал 2003 RM ещё более интригующим».

К 2023 году исследователи идентифицировали уже семь объектов Солнечной системы, которые выглядели как астероиды, но вели себя как кометы. Этого было достаточно, чтобы астрономическое сообщество присвоило им собственную категорию небесных объектов: «тёмные кометы». Сегодня, после обнаружения еще семи таких объектов, исследователи создали первую классификацию этих объектов.

После анализа орбит и отражательной способности 14 тёмных комет учёные разделили их на два класса. Один класс — это большие (от сотен и больше метров в поперечнике) небесные тела с сильно вытянутыми орбитами. В чём-то они сходны с юпитерианским семейством комет. Второй класс тёмных комет — это небольшие небесные тела до нескольких десятков метров или меньше. У них круговые орбиты, и пролегают они в пределах орбит внутренних планет системы: Меркурия, Венеры, Земли и Марса.

Учёным тёмные кометы интересны в качестве объектов по потенциальной доставке на Землю жизни из космоса. К счастью, они не настолько большие, чтобы угрожать уже существующей на нашей планете жизни. С другой стороны, кометы — это всё-таки опасные объекты, и лучше их всегда держать на прицеле.

Сегодня в Японии начались полевые испытания систем передачи энергии на расстоянии. Целью проекта является отработка технологий по сбору солнечной энергии на орбите и её передаче на Землю. Солнечные панели на высоте 36 000 км смогут работать круглосуточно и будут вырабатывать энергию в 10 раз эффективнее, чем на земной поверхности. Это мечта человечества о чистой энергии, к которой сегодня сделан первый шаг.

Источник изображения: Kyoto University

Идея вырабатывать энергию от Солнца на орбите Земли родилась в 60-е годы прошлого века. Она имеет неоспоримые плюсы, но минусов пока так много, что реализовать передачу энергии из космоса на Землю очень и очень непросто. Во-первых, нет необходимых технологий. Во-вторых, это будет крайне дорого. Однако начинать всегда нужно с технологий.

Япония не стала первой страной, которая начинает эксперименты с передачей энергии из космоса. Дальше всего по этому пути продвинулись учёные в США. В прошлом и в этом году хорошо показала себя экспериментальная установка Калтеха, отправленная в космос в начале 2023 года. Китай также проводит в этой области эксперименты. На данный момент известно о работах в пределах высотных зданий с планами разместить передатчики на дирижаблях.

В Японии систему дистанционной передачи энергии начала испытывать компания Japan Space Systems (JSS). Работы будут проводиться по заказу Министерства экономики, торговли и промышленности Японии. Для этого на земле развёрнута сеть из 13 приёмников на площади 600 м², а передатчики будут подвешены под крыльями самолётов. Также установленные на крыльях солнечные панели будут собирать энергию, и передавать её на землю в виде микроволнового излучения с высоты 5–7 км. Отработка технологии позволит на следующем этапе начать передачу энергии из космоса, для чего в следующем году на орбиту будет отправлен 150-кг спутник.

Даже если всё пройдёт успешно, эксперты говорят о сложном масштабировании подобных решений. Например, для передачи из космоса энергии порядка 1 ГВт необходимо поле панелей площадью 2 км². Всё это будет весить 10 тыс. т и стоить не менее $6,7 млрд в нынешних ценах. Потребуется ещё не менее четверти века, чтобы эти планы приблизились к реализации.