Навіщо потрібен космічний зонд

0 Comments

Інтерстеллар: найшвидший зонд у космосі, що працюватиме і через 100 років

Звичайно, переконаний Ральф Макнатт з Лабораторії прикладної фізики Університету Джонса Гопкінса (JHU-APL) у США.

Макнатт з колегами нещодавно опублікували розлогий звіт про космічний зонд, який після дослідження зовнішніх областей Сонячної системи вийде у міжзоряний простір, а потім гіпотетично досягне іншої зоряної системи.

40 років тому із Землі за межі Сонячної системи вже вилетіли два легендарні зонди НАСА Voyager 1 та Voyager 2, вони досі вивчають глибини космосу.

Але міжзоряний зонд Макнатта піде далі на значно більшій швидкості, і, як очікують, працюватиме через 50-100 років після того, як залишить Землю.

“Припустимо, цю штуку запустять у 2036 році, і свою номінальну місію вона завершить у 2086-му, – розмірковує вчений. – Мені на той момент буде 130 років. Але мене це не турбує. Я передам проєкт іншим. Я кажу людям: якщо ви хочете отримати миттєвий результат, космос – не та галузь”.

Автор фото, NASA/HST/R.Casalegno/GALEX

Телескоп показує геліосферні бульбашки навколо інших зірок

Voyager 1 і 2 увійшли в історію у 2010-х роках, коли вилетіли за межі газового міхура, що оточує Сонце, або так звану геліосферу, та увійшли у міжзоряний простір – космічну зону, де переважають частки, пил та магнітні поля, що генерують інші зірки.

Ці зонди розповіли нам багато нового про галактичне середовище, у якому “мешкає” Сонце, однак не це було їхнім основним завданням. Їх задумали для вивчення зовнішніх планет – Юпітера, Сатурна, Нептуна й Урана. А міжзоряний простір і його дослідження стали своєрідним бонусом.

Команда Макнатта хоче змінити пріоритети.

“На борту Voyager 1 і 2 були інструменти, що призначалися для дослідження планет. Однак вони не мали спеціального обладнання, яке дозволяло б зрозуміти процеси на межі геліосфери”, – каже Олена Проворнікова з JHU-APL.

Робоча ідея першої міжзоряної місії – запустити космічне судно вагою 850 кг, оснащене датчиками для вимірювання таких параметрів, як заряджені й нейтральні частки, магнітні поля та пил.

Зонд планують запустити у 2036 році на надважкій ракеті з додатковими щаблями, що надасть їй величезної космічної швидкості.

Судну знадобиться лише 6,5 годин, щоб облетіти орбіту Місяця та за сім місяців досягти Юпітера, де він зробить гравітаційний маневр, який прискорить його рух до максимальної швидкості: 6-7 астрономічних одиниць на рік. Це понад мільярд кілометрів кожні 12 місяців.

Автор фото, JHU-APL

Для фінансування зонда знадобиться широка підтримка Американського астрономічного товариства

Обидві станції Voyager нині залишаються працездатними лише завдяки приладам, оскільки потужність їхніх радіоізотопних термоелектричних генераторів – дуже низька.

Але з двома ядерними енергосистемами наступного покоління, які наразі розробляють спільно з НАСА, міжзоряний зонд зможе надсилати дані на Землю навіть через століття, на відстані сотень астрономічних одиниць.

“Ми взяли мрії вчених і вдихнули в них інженерну думку”, – пояснила керівниця дослідницької групи з систем корисного навантаження Еліс Кокорос.

“І дійшли висновку, що можемо досягти всього, чого хочемо з цією місією, за допомогою короткострокових технологій, які не вимагають значних вливань чи розвитку. І це доволі захопливо”.

Якщо фінанси дозволять, то в рамках місії зонд зможе зустрітися з цікавими об’єктами на шляху з Сонячної системи. Можливо, це буде ще один проліт повз Плутон, який ми вперше спостерігали з місією “Нові горизонти” у 2015 році, або зустріч з одним із тих крижаних тіл, що обертаються навколо Сонця на одній і тій самій орбіті.

Дані обох станцій Voyager порушили чимало нових питань про природу сонячного міхура, каже учасник проєкту Понтус Брандт.

“Наша Сонячна система почала формуватися чотири-шість мільярдів років тому, а разом з нею з’явився магнітний міхур, що захищає нашу планету від пилу і плазми під час подорожі галактикою”.

“Міжзоряний зонд дозволить нам не лише зрозуміти поточний стан речей, а й усвідомити, звідки ми прийшли, як це вплинуло на еволюцію, і куди ми прямуємо далі. Мало хто знає, але ми ось-ось вийдемо з міжзоряної хмари, через яку геліосфера проходить останні 60 тисяч років. Ми наразі входимо до абсолютно нової зони”.

Автор фото, NASA-JHU-APL

Сонячний зонд “Паркер” на короткий проміжок часу занурився до так званої сонячної корони

Чи отримає міжзоряний зонд необхідне фінансування (близько 1,6 млрд доларів), залежатиме від підтримки Американського астрономічного товариства, та від тем, які вони вважають найбільш актуальними для своїх досліджень.

Вони можуть вирішити, що краще витратити гроші на проєкти, що досліджують вплив Сонця ближче до Землі.

Приміром, нещодавно НАСА повідомило про історичний момент. Вперше в історії космічний корабель пролетів крізь зовнішню атмосферу Сонця та отримав нові уявлення про те, як “працює” зірка нашої сонячної системи.

Варто зазначити, що є й інші проєкти. Китайське космічне агенство розробляє програму “Міжзоряний експрес”. А російсько-ізраїльський підприємець Юрій Мільнер запропонував приватному підприємству Breakthrough Starshot відправити флот крихітних “міжзоряних кораблів” у напрямку найближчої зіркової системи.

“Є дві речі, які дійсно надихають людей”, – вважає Понтус Брандт.

“Перша – це сміливість йти туди, де ніхто раніше не був, і друга – це краса довгої місії, коли ви робите це для майбутніх поколінь, адже саме туди нас неминуче приведуть дослідження космосу. Ми робимо це для майбутніх поколінь”.

Хочете отримувати головні новини в месенджер? Підписуйтеся на наш Telegram або Viber!

Експедиція зонда Юнона до Юпітера: чому це так важливо

Ця експедиція і її мета – унікальні в історії дослідження далеких меж Сонячної системи. Російська служба Бі-бі-сі зібрала найважливіші відомості про зонд НАСА і планету, до якої він вирушив п’ять років тому.

Мета експедиції

“Юнона” – не перший космічний апарат, який побував на орбіті найбільшої планети у нашій системі. До того там був американський зонд “Галілео”, запущений у 1989 році. Він провів на орбіті вісім років, вивчав верхні шари атмосфери Юпітера і його супутники.

Але унікальність “Юнони” – в тому, що цей зонд вперше спробує зазирнути за хмарний покрив гігантської планети і вивчити її ядро. Крім того, його конструкція забезпечує не тільки захист від жорсткого випромінювання радіаційних поясів Юпітера, а й порівняльну дешевизну проекту.

Вперше в такому апараті використали не вкрай дорогі радіоізотопні термальні генератори електроенергії на плутонії, а значно легші модульні сонячні панелі, які зазвичай використовують на супутниках, що працюють у навколоземному просторі.

Що ми знаємо про планету Юпітер

Це найпотужніша планета Сонячної системи і перша в ряду газових гігантів. Вона складається переважно з первинних газів, які входять до складу більшості зірок нашої Галактики – водню і гелію.

Досі дуже мало відомо про те, чи є у планети тверде ядро.

Багато хто з астрономів вважає Юпітер протозіркою на кшталт червоного карлика – тобто недорозвиненою зіркою. Адже це єдина планета Сонячної системи, яка випромінює радіохвилі, як зірка (якщо не брати до уваги антропогенного випромінювання нашої Землі). Крім того, вона володіє надзвичайно потужним магнітним полем і радіаційними поясами, які у 40 разів інтенсивніші, ніж земні.

Захист від жорсткого випромінювання

Зонд “Юнона” нагадує танк у тому сенсі, що апарати такого типу ще не мали настільки потужної системи захисту від жорсткого випромінювання.

Це – шість екранів із титану, які прикривають бортову електроніку. Сонячні панелі також виготовлені з матеріалів, здатних витримувати гамма-випромінювання радіаційних поясів Юпітера упродовж трьох років.

Що саме буде досліджувати “Юнона” на орбіті

За допомогою інструментів, які працюють в інфрачервоному і мікрохвильовому діапазонах, “Юнона” виміряє теплове випромінювання, яке виходить із глибин планети.

Ці спостереження дозволять доповнити картину попередніх досліджень складу планети, оцінивши кількість і розподіл води, а отже, кисню. Ці дані допоможуть скласти уявлення про походження Юпітера.

Крім того, “Юнона” буде досліджувати конвекційні процеси, які керують загальною циркуляцією атмосфери. За допомогою інших приладів зберуть дані про гравітаційне поле планети і полярні області магнітосфери.

Загадкова планета

Палеонтологи вже багато десятиліть сперечаються про можливу будову планет на кшталт Юпітера.

Газові гіганти можуть мати скелясте чи металеве ядро. У випадку Юпітера, де тиск у нижніх шарах атмосфери сягає тисяч атмосфер, газоподібний водень може приймати форму металу, що може пояснити наявність у Юпітера потужного магнітного поля. Але такого поля немає у інших газових гігантів Сонячної системи – Сатурна, Урана і Нептуна. Чи означає це, що у них немає ядра?

Шукаючи екзопланети за межами Сонячної системи астрономи виявили сотні планет на кшталт Юпітера. Чи вказує їх поширеність на якісь загальні механізми формування планетних систем навколо зірок найрізноманітніших типів?

Що буде далі в інструментальних дослідженнях Сонячної системи?

У 2017 році почнеться політ іще одного зонда НАСА – TESS. У рамках цього проекту кілька космічних телескопів шукатимуть нові потенційно населені екзопланети поруч із найближчими до нашого Сонця зірками.

У 2018 році НАСА запустить Solar Probe Plus, завданням якого буде дослідити зовнішню атмосферу Сонця.

На цей же рік заплановано запуск найдосконалішого космічного телескопа нового покоління – обсерваторії “Джеймс Вебб”, яка шукатиме нові галактики і зможе зазирнути значно глибше у Всесвіт, ніж усі її попередники.

Останнім завданням на 2018 рік є запуск космічного апарату OSIRIS-Rex, який наблизиться до астероїда +1999 RQ36, роботизованою рукою візьме зразки ґрунту і повернеться з ними на Землю в 2023 році.