100kitov.ru

Интересные факты — события, биографии людей, психология
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

НАСА разработало телескоп для изучения гелиосферы

NASA запускает телескоп для ловли частиц с границ Солнечной системы

осмическое агентство NASA разработало зонд-телескоп SHIELDS, предназначенный для исследования гелиосферы и детектирования частиц, которые попадают в Солнечную систему из межзвездного пространства. Первый полет суборбитальной ракеты с телескопом на борту запланирован на 19 апреля. Запуск состоится с ракетного полигона Уайт-Сэндс в Нью-Мексико . Информация размещена на официальном сайте NASA .

Гелиосфера — область околосолнечного пространства, в которой плазма солнечного ветра — поток ионизированных атомов солнечной короны — движется в магнитном поле Солнца со сверхзвуковой скоростью. Благодаря гелиосфере все объекты Солнечной системы защищены от негативного воздействия космического излучения, приходящего из межзвездного пространства.

На протяжении первых десяти миллиардов километров от Солнца скорость солнечного ветра составляет около одного миллиона километров в час. Сталкиваясь с межзвездной средой в области, которую ученые называют границей ударной волны, солнечный ветер замедляется. Еще дальше расположена гелиопауза — внешняя граница гелиосферы, вдоль которой давление межзвездной среды и солнечного ветра уравновешивают друг друга. Здесь заканчивается защитный пузырь магнитного поля Солнца и начинается межзвездное пространство.

«Это действительно самая дальняя граница, которую мы можем изучить, — приводятся на сайте NASA слова главного исследователя миссии SHIELDS, космического физика из Аризонского университета Уолта Харриса (Walt Harris). — Мы все еще очень мало знаем о том, что находится за этой границей. К счастью, нам могут помочь в этом частицы межзвездного вещества, которые, пройдя через эту границу, попадают в Солнечную систему».

Согласно проекту миссии SHIELDS (Spatial Heterodyne Interferometric Emission Line Dynamics Spectrometer), зонд размещен на борту ракеты, которая уже через несколько минут после запуска достигнет высоты около 300 километров. После этого инструмент сфокусируется на «носовой» части гелиосферы, чтобы уловить свет от прибывающих атомов водорода.

На этом кадре из новой визуализации на переднем плане находится сверхмассивная черная дыра весом 200 миллионов солнечных масс. Ее гравитация искажает свет от аккреционного диска меньшей сопутствующей черной дыры весом 100 миллионов солнечных масс. Аккреционный диск первой черной дыры показан красным, второй — синим — РИА Новости , 1920, 16.04.2021
16 апреля, 11:49
Создана первая визуализация двойной черной дыры
Солнечная система, заключенная в гелиосферу как в надутый Солнцем магнитный пузырь, несется в пространстве со скоростью 23 километра в секунду. Межзвездные частицы бьют по «носу» гелиосферы, как дождь в лобовое стекло движущегося автомобиля.
SHIELDS будет измерять свет от особой группы нейтральных атомов водорода из межзвездного пространства. Заряженные частицы обтекают гелиопаузу, а нейтральные, со сбалансированным числом протонов и электронов, пересекают силовые линии магнитного поля, проникая через гелиопаузу внутрь Солнечной системы, но при этом они отклоняются. По этим отклонениям прибор способен восстановить траектории частиц, чтобы определить, откуда они пришли, а наблюдения спектрометра SHIELDS за изменением длин волн позволит установить их скорости.

Читайте так же:
Тайна терракотовой армии: разбираем главное

Анализируя эти параметры, ученые надеются восстановить форму этого пузыря и получить первые данные о структуре межзвездного пространства за его пределами, так как, по расчетам физиков, гелиосфера должна деформироваться при столкновении с межзвездной средой — сжиматься там, где сопротивление больше, и расширяться, где оно меньше.

Например, ученые считают, что сейчас Солнечная система проходит через разреженный участок пространства длиной около 300 световых лет в спиралевидном рукаве Ориона нашей галактики Млечный Путь. Этот участок астрономы называют Местным пузырем. Он содержит сотни звезд, в том числе Солнце. Расчеты указывают на то, что его плотность составляет около одной десятой части от плотности остальной части основного диска Галактики. Подтвердить или опровергнуть эти теоретические построения должны результаты наблюдений телескопа SHIELDS.

«Вояджеры» помогли прояснить структуру гелиосферы Солнечной системы


Альфа Центавра a и b, ближайшие соседние к нам звезды

Границы Солнечной системы находятся гораздо дальше последней орбиты планеты или планетоида. Можно сказать, что границами нашей системы являются стенки гелиосферы. Сама гелиосфера — это область околосолнечного пространства, где плазма солнечного ветра движется относительно Солнца со сверхзвуковой скоростью. Википедия говорит нам, что снаружи гелиосфера ограничена так называемой бесстолкновительной ударной волной. Она возникает в солнечном ветре из-за его взаимодействия с межзвездной плазмой и межзвездным магнитным полем.

До гелиопаузы — внешних границ гелиосферы Солнца — человек еще не добрался, если иметь в виду пилотируемую экспедицию. Зато до этих пределов дошли два автоматических зонда, которые были запущены много лет назад: это «Вояджер-1» и «Вояджер-2». Что касается первого зонда, то в 2012 году вышел в пространство, где нет давления солнечного ветра. Тогда приборы устройства пять раз фиксировали скачки количества протонов и ядер ядер гелия с энергией 1,9-2,7 МэВ в окружающем пространстве, при неизменности плотности частиц с другими зарядами. По словам экспертов, это говорит о пятикратном пересечении гелиопаузы.

20 марта почётный профессор астрономии из университета Нью-Мексико Билл Веббер официально сообщил, что «Вояджер-1» всё-таки вышел за пределы Солнечной системы, и случилось это 25 августа 2012 года на расстоянии 121,7 а.е. от Солнца. С тех пор интенсивность излучения 1,9-2,7 МэВ уменьшилась в 300-500 раз.

Сейчас пересекает гелиопаузу «Вояджер-2». Он тоже вскоре покинет Солнечную систему, но приборы аппарата фиксируют несколько иную картину происходящего при уходе в межзвездное космическое пространство. Об этом заявил Эд Стоун, экс-директор Лаборатории реактивного движения НАСА. Свое аявление он сделал на Конференции геофизического союза, которая проходила на прошлой неделе. Так вот, «Вояджер-1», как считают ученые, зафиксировал так называемые галактические космические лучи. А вот «Вояджер-2», пересекая границу Солнечной системы, никаких лучей не обнаружил. В этом случае интенсивность частиц оставалась все время на одном уровне.

Возможно, говорит Стоун, разница обусловлена тем, что сейчас мы находимся в активной фазе солнечного цикла. Солнечный ветер по этой причине довольно мощный, и число космических лучей, пересекающих границу Солнечной системы, не слишком велико. Совсем иная ситуация наблюдалась, когда границу пересекал «Вояджер-1». Тогда активность Солнца была ниже, чем сейчас, и большее число галактических лучей прорывалось через «рубеж». «Благодаря этой информации мы получили больше данных о том, насколько мощными могут быть барьеры нашего пузыря», — говорит Стоун.

Читайте так же:
Интересные факты про летаргический сон: разбираемся со всех сторон

Данные, получаемые приборами «Вояджера-2» также указывают на то, что внутри гелиощита солнечный ветер приобретает закрученную форму и отклоняется от общего потока, образуя достаточно длинный хвост, который кому-то может напомнить хвост кометы. Ранее считалось, что именно такой и должна быть ситуация на границе Солнечной системы. Но «Вояджер-1» ни с чем таким не столкнулся. Он зафиксировал снижение скорости ветра при сохранении направления его движения. А вот «Вояджер-2» смог заметить совсем иное.

Сейчас зонд «Вояджер-1», который находится на расстоянии около 137 астрономических единиц от Солнца, движется в сторону созвездия Змееносца. Это созвездие находится на севере от солнечного экватора. Что касается «Вояджера-2», то этот аппарат находится от нас на расстоянии примерно 113 астрономических единиц. Он движется в другую сторону — в сторону созвездия Павлина, находящегося на юге. Вероятно, в межзвёздном пространстве аппарат окажется уже в ближайшие годы.

По мнению Стоуна, информация, передаваемая «Вояджерами», помогает понять, как взаимодействуют звезды с околозвездным космическим пространством. Раньше специалисты могли только строить прогнозы и делать предположения. Сейчас же в руках специалистов оказались надежные данные, полученные двумя зондами «Вояджер».

Как уже говорилось выше, эти аппараты проработали уже много лет, и еще около двадцати лет они будут продолжать функционировать. Правда, у систем осталось совсем мало плутония-238, энергия распада которого и используется зондами. Уже через пару десятков лет зонды замолчат навсегда. Сейчас ученые понемногу отключают некоторые модули аппаратов, поскольку для работы всех модулей зондов уже не хватит генерируемой РИТЭГ энергии.

Пока что движение «Вояджеров» продолжается, данные регулярно поступают на Землю и ученые тщательно их анализируют. Кстати, именно анализ сигналов устройства позволил более детально изучить Уран и спутники этой планеты-гиганта. Дело в том, что мимо этой планеты 30 лет назад пролетал «Вояджер-2», который смог собрать информацию об этой планете и ее спутниках. Благодаря именно этим данным астрономам из Университета Айдахо удалось выяснить, что у планеты может еще быть два небольших спутника, которые вполне могут располагаться в двух кольцах Урана, что усложняет выявление этих планетоидов.

За краем света. 7 фактов о новой космической миссии NASA, которая заглянет в неизведанное

межзвездный зонд, Вояджер, NASA, Солнечная система

Новый аппарат призван выяснить природу «космического пузыря», окружающего Солнце, в котором находится наша Солнечная система.

14 февраля 1990 года космический зонд NASA Вояджер-1 повернул свои камеры в сторону Солнца и сделал туманный, нечеткий снимок, на котором Земля походила на пылинку, подвешенную в солнечном луче.

Читайте так же:
Интересные факты о тюльпанах

ФОКУС в Google Новостях.

Подпишись — и всегда будь в курсе событий.

Известный астроном Карл Саган описал этот снимок, как «бледно-голубая точка». Спустя более 40 лет с момента запуска Вояджер-1 ученые планируют запустить новый аппарат Interstellar Probe («Межзвездный зонд»). Согласно концепции миссии, аппарат должен достичь «межзвездной среды» – части космоса за пределами нашей Солнечной системы, что примерно в 10 раз дальше, чем космический аппарат «Вояджер», пишет Forbes.

Interstellar Probe призван выяснить природу «космического пузыря», окружающего Солнце, в котором находится наша Солнечная система. Также аппарат сможет открыть несколько новых миров на своем пути.

Вот еще 7 фактов, которые необходимо знать о новой 50-летней революционной миссии.

Обновить снимок «бледно-голубой точки»

Земля, Вояджер, Солнечная система, межзвездное пространство

«Межзвездный зонд отправится в неизвестное межзвездное пространство, куда человечество никогда раньше не заглядывало», – говорит член команды Interstellar Probe Елена Проворникова из Лаборатории прикладной физики Университета Джона Хопкинса (APL).

«Впервые мы сделаем снимок нашей обширной гелиосферы снаружи, чтобы увидеть, как выглядит наш дом в Солнечно системе», – добавила ученая.

Самый смелый шаг после высадки на Луну

межзвездный зонд, Вояджер, NASA, Солнечная система

Авторы миссии Interstellar Probe говорят, что это первый осознанный шаг человечества в космический океан, отделяющий наше Солнце от других пригодных для жизни систем.

Проект возглавляет Лаборатория прикладной физики Университета Джона Хопкинса (APL), но проводимое в настоящее время исследование концепции финансируется NASA.

Interstellar Probe проделает путь в 10 раз больше, чем «Вояджер»

Космические аппараты «Вояджер-1» и «Вояджер-2» вышли в межзвездное пространство в 2012 и 2018 года соответственно. Они прошли около 120 астрономических единиц (а.е.) – в 120 раз больше расстояния от Земли до Солнца. Они находятся на границе гелиосферы – сферы влияния Солнца.

В это же время, Interstellar Probe достигнет 1000 а.е. и войдет межзвездную среду – пространство между звездами.

Новый аппарат могут запустить в 2030 году и его миссия продлится 50 лет

Солнечная система, межзвездное пространство

Запуск Interstellar Probe планируется в начале 2030-х годов, межзвездному зонду потребуется около 15 лет, чтобы достичь границ гелиосферы. И это крайне быстро. Например, двум «Вояджерам» понадобилось 35 лет, чтобы добраться до того же места.

Срок службы нового межзвездного зонда будет составлять 50 лет, что даст ему намного больше времени на изучение неизвестной области космоса.

Ключевым нововведением, которое ускорит время полета, является сверхтяжелая ракета носитель SLS от NASA. Она сможет дать зонду необходимую скорость, которая позволит ему покрывать около 7 а.е.

Межзвездный зонд исследует солнечный щит извне

Гелиосфера – это область влияния Солнца, предел распространения заряженных солнечных частиц, которые выбрасываются звездой в космос. Гелиосфера защищает нашу Солнечную систему от высокоэнергичных галактических космических лучей.

Научные инструменты межзвездного зонда обнаружат:

  • Как Солнечная система взаимодействует с межзвездным газом, создавая гелиосферу;
  • Что лежит за пределами гелиосферы;
  • Как наша гелиосфера выглядит снаружи.
Читайте так же:
Почему люди не рождаются с синими или зелеными волосами? Причины, фото и видео

Аппарат также сможет получить изображение гелиосферы и даже обнаружить внегалактический фоновый свет с момента формирования галактики Млечный Путь.

Interstellar Probe может открыть новую карликовую планету или даже несколько

Плутон, карликовые планеты, Солнечная система

Как известно, в Солнечной системе есть масса маленьких планет. Считается, что за пределами Плутона находится около 130 карликовых планет, и многие из них могут оказаться намного сложнее и интереснее с геологической точки зрения, чем мы думали. Например, исследования Плутона показали, что он геологически активный и может содержать океаны жидкой воды.

На пути к глубокому космосу межзвездный зонд может пролететь мимо Квавара, либо мимо другого транснептунового объекта, которые могут быть геологически активными.

Новая область космоса

Солнце делает полный круг вокруг центра Млечного Пути примерно раз в 220-250 млн лет, что составляет межгалактический год, по таким меркам Земле всего около 16 лет. Ученые считают, что Солнце в настоящее время находится на краю Местного межзвездного облака, через которое путешествует уже миллионы лет, но скоро наша Солнечная система выйдет в новую область межзвездного пространства.

Таким образом, межзвездный зонд сможет стать свидетелем перехода в новую область, и посмотреть как гелиосфера приспособиться к новой среде. Главный вопрос заключается в том, увеличится ли уровень галактических космических лучей в этой новой области.

Если лучей станет больше, это может повысить уровень радиационного фона на Земле. В качестве бонуса, ученые также узнают, как Солнце и другие звезды взаимодействуют друг с другом.

В конце 2021 года команда ученых представит NASA отчет, в котором излагается научный потенциал миссии, примеры полезной нагрузки в виде приборов, а также образцы космических аппаратов и траектории миссии.

«Наша задача состоит в том, чтобы составить меню того, что можно сделать в рамках новой космической миссии», – подытожила Проворникова.

Путешествие в бездну Тайны вышедшей в межзвездное пространство станции Voyager 1

Станция Voyager 1 на удалении от орбит планет (в представлении художника)

В начале января 2017 года НАСА сообщило о том, что использует орбитальный телескоп Hubble для исследования свойств межзвездной среды, в которую вышла станция Voyager 1. Этот самый быстро движущийся и самый удаленный от Земли аппарат, созданный человеком, вместе с Voyager 2, несмотря на свою технологическую, с современной точки зрения, простоту, уже в течение почти 40 лет изучает Солнечную систему. О последних результатах и будущем миссии рассказывает «Лента.ру».

В настоящее время Voyager 1 находится в 138 астрономических единицах (около 21 миллиарда километров) от Земли. Это расстояние свет преодолевает чуть более чем за 19 часов. К рекордам первой станции приближается вторая — Voyager 2 находится на удалении более 114 астрономических единиц (примерно 17 миллиардов километров) от Земли. Свет проходит это расстояние за 16 часов. Скорость движения станций превышает 3,3 астрономической единицы в год.

Станции Voyager движутся почти в полтора раза быстрее запущенных еще в начале 1970-х аппаратов Pioneer, связь с которыми НАСА не поддерживает. Примерно через пару лет Voyager 2 удалится дальше от Солнца, чем Pioneer 10.

Читайте так же:
Образ жизни насекомых – описание, фото и видео

Миссии Voyager 1 и Voyager 2 отличаются траекторией полета — вторая станция пролетела мимо Юпитера, Сатурна, Урана и Нептуна, тогда как первый аппарат посетил только Юпитер и Сатурн.

Voyager 1 опередил не только Voyager 2, первым пролетев мимо Юпитера и Сатурна в конце 1970-х — начале 1980-х, но и Pioneer 11 — в 1998 году, на расстоянии около 70 астрономических единиц от Солнца. Pioneer 11 вместе с Pioneer 10 и двумя станциями Voyager — первые рукотворные объекты, покинувшие пределы пояса Койпера.

Технически Voyager 1 и Voyager 2 идентичны. Стартовая масса вместе с гидразином, который использовался для управления ориентацией аппаратов, составляла 815 килограммов. Каждая из станций целиком, с развернутыми антеннами, помещается в куб со стороной четыре метра. Оба аппарата запущены в 1977 году, второй — на 16 суток раньше.

Основной целью миссии Voyager являлось пролетное исследование газовых гигантов Солнечной системы, с чем две станции успешно справились.

Эта область Солнечной системы, представляющая собой скопление ледяных небесных тел, начинается за орбитой Нептуна, на расстоянии 30 астрономических единиц от звезды и заканчивается за орбитой Макемаке, третьей по величине карликовой планеты Солнечной системы, в 60 астрономических единицах от светила. В настоящее время в поясе Койпера находится только один рукотворный аппарат — зонд New Horizons, который в 2015 году пролетал мимо Плутона, крупнейшей известной карликовой планеты.

Станция Voyager 1 — первый рукотворный объект, вышедший в межзвездное пространство. В декабре 2011 года, через 35 лет после старта, аппарат покинул пределы гелиосферы — магнитного аналога атмосферы планет и оказался в районе гелиопаузы, отделяющей гелиосферу от межзвездного пространства.

Граница Солнечной системы, кроме гелиопаузы, также часто определяется сферой Хилла. Так называют область пространства, в котором определяющее гравитационное влияние оказывает центральное небесное тело. Для Солнца радиус сферы Хилла оценивается в один-два световых года. С этой точки зрения, станция Voyager 1 еще нескоро покинет пределы Солнечной системы.

В тот момент научные инструменты Voyager 1 зарегистрировали стократное увеличение количества высокоэнергетических электронов, летящих в сторону Солнца из межзвездного пространства, и сокращение числа низкоэнергетических частиц, прилетающих от светила. В первом полугодии 2012-го станция зафиксировала усиление интенсивности галактических космических лучей. В конце августа того же года аппарат, отметив практически полное угасание солнечного ветра, покинул гелиосферу и вышел в межзвездное пространство.

Однако нашлись ученые, заявившие, что Voyager 1 еще не преодолел гелиопаузу, где происходит торможение солнечного ветра межзвездными частицами. Они полагали, что такой переход должен сопровождаться значительным сдвигом в характеристиках магнитного поля, чего не наблюдалось. Кроме того, направление магнитного поля в районе пребывания Voyager 1 отклоняется на 40 градусов от ожидаемого.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию