« »

пятница, 27 февраля 2015 г.

У Земли есть вторая Луна?

25 января 2015 года

"Луна была классной, загадочной, романтичной. Она висела в небе, и как бы ты ни хотел, ты не смог бы дотянуться до нее. Но ты прав, если бы ты там оказался, для тебя она была бы просто большим скучным камнем"
Futurama


Солнечная система - чудное место. Особенно чудесной является внутренняя ее часть.
 
Image credit: NASA / Voyager 

Подумайте о планетах-гигантах, масса которых - от десятков до сотен масс Земли.

Вокруг этих огромных газовых шаров движется по орбитам разных интересные штучки всех сортов - начиная от тех, у которых есть своя атмосфера (Титан, сверху), захваченных объектов пояса Куйпера (спутник Нептуна Тритон, в центре), до обычных спутников, сформировавшихся прямо на их орбите - таких, как Диона и Энцелад - спутники Сатурна (снизу).
 

Images credit: NASA; Cassini/Huygens (L), Voyager 2 (Center), Cassini (R).

Если мы окинем взглядом все планеты Солнечной Системы, то увидим, что планеты группы Юпитера владеют на них целой монополией. Например, спутников с диаметром более 100 км у Юпитера - 7, у Сатурна - 11, у Урана - 8, у Нептуна - 6. Да даже у непланеты Плутона есть один! А во всей внутренней Солнечной Системе такой спутник есть только у Земли - ее Луна.


Да, это так - у Меркурия и Венеры нет спутников, а у Марса - всего два маленьких астероида (поперечником до 25 км), захваченных им когда-то давно, и которые мы называем лунами.

Но если Марс захватил астероиды, могла ли подобным заниматься и Земля?

Для начала, рассмотрим, какие типы захватов вообще возможны.
Image credit: Neil J. Cornish / NASA / WMAP science team, via http://map.gsfc.nasa.gov/mission/observatory_l2.html

Гравитационные взаимодействия между небольшим телом, Землей и Солнцем могут привести к большим отклонениям его орбиты, включая гравитационный захват. Но такой захват может быть не только на орбиту вокруг Земли, существуют некие стабильные (квази-стабильные) точки в двух местах орбиты Земли вокруг Солнца - точки Лагранжа L4 и L5. 

У Юпитера в этих точках находится большое количество объектов, которые называются троянцами (или, в старом поэтическом переложении - "троянцы" в точке L4 и "греки" в точке L5).



Images credit: Petr Scheirich, 2005, "Троянцы" и "Греки" показаны зелеными точками. 
На втором рисунке показано в системе отсчета, связанной с Юпитером, на первом - с Солнцем.

В действительности, у любой большой планеты есть такие точки, и в них потенциально могут находиться такие "троянцы" - позади или впереди нее на орбите. Вот у Марса есть целых 7 кандидатов в "троянцы", четверо из которых уже подтверждены!

Поэтому, конечно, вполне естественно спросить - а могут ли быть подобные спутники у Земли? Конечно, у нас на орбите есть Луна, но есть ли что-то в точках Лагранжа, что движется синхронно с нами по орбите вокруг Солнца?

Image credit: Sonia Keys, Powell Observatory, Kansas

Вы, возможно, уже слышали про 3753 Круитни (Cruithne), который я как-то назвал "второй луной Земли" когда-то давно? Эта мучительная история, если не возражаете - Круитни - камень размером всего 5 км, который следует за нами по орбите!

Что я имею в виду, когда говорю "следует"? Это значит, что Земле требуется 365 дней на полный оборот вокруг Солнца, а Круитни - 364 дня. Впечатляющее совпадение? Из системы отсчета, связанной с Солнцем, оба тела движутся по эллипсам, в одном фокусе которых оно и находится. А с точки зрения Земли - следующий за ней астероид совершает вот такую загогулину, как на анимации внизу:

 

Images credit: Wikimedia Commons user Jecowa, 2007.

Но технически это - не наш спутник потому, что он не связан с нами гравитационно. Это даже не чистый "троянец", его просто выбросит из нашей орбиты через несколько тысяч лет. Он подойдет довольно близко к Земле в 2292 году, и после этого взаимодействия, Круитни изменит свою орбиту на 500 тысяч км, а Земля - на 1.3 см!

Но это не значит, что мы совсем одиноки. В 2010 году был открыт настоящий астероид-"троянец" - спутник Земли!


Image credit: NASA/Jet Propulsion Lab-Caltech/UCLA.

Знакомьтесь - астероид 2010 TK7, 300 метров (не километров!) в поперечнике, который открыли всего несколько лет назад - в октябре 2010  - миссией WISE. Да, его открыл инфракрасный телескоп.

Он движется по вытянутой орбите вокруг точки Лагранжа L4, и если взлететь над плоскостью эклиптики, его траекторию можно было бы нарисовать такой:

Image credit: Paul Chodas & Don Yeomans

Итак, у нас не совсем вторая луна, но мы сделали неоспоримое открытие астероида-"троянца", который можем называть своим собственным. И это совсем не 3753 Круитни, а 3 тысячи лет - не время для Солнечной системы. Когда дело дойдет до "троянцев", держите в уме вот этот - 2010 ТК7!

Европа - водный мир


четверг, 26 февраля 2015 г.

Церера: А что это там такое белое чернеется?








26 февраля 2015 года


В одной детской книжке Михаила Пляцковского (если не ошибаюсь, "Солнышко на Память") есть сказка о том, как кот и щенок смотрели ночью на небо, на Луну (а чем им еще заниматься?) и вдруг увидели, как на крыше их домика что-то блестит.

В итоге решили, что это звезда упала. А утром кот влез на крышу и нашел эту "звезду" - оказалось, это просто стеклышко...
...
А теперь почти сенсация!

19 февраля аппарат Dawn находился от Цереры на расстоянии 46 тыс км, и на присланном им снимке, в самом центре хорошо освещенного диска малой планеты, видны две яркие точки!

Крис Рассел, руководитель миссии, рассуждает о том, что это могут быть некие вулканы, но пока говорить об этом рано и т.п. и т.д.

Но мы-то с вами знаем... (далее идет конспирологическая версия основанная на непереводимой на научный язык игре слов "корабль пришельцев - посадочные огни - древние пирамиды - неопознанные объекты - правительство скрывает" - вымарано главредом целиком).

На самом деле тут могут быть, конечно, обычные помехи - космические лучи на матрице аппарата, и, конечно же, хотелось бы сравнить этот с другими снимками в том же ракурсе и того же разрешения.

Впрочем, Крис Рассел и его команда, думаю, лучше нас понимают в том, как выглядят космические помехи на матрице, и, имея под рукой весь материал, уже давно отсеяли эту версию (они ее даже не упоминают).

И все-таки, что бы это могло быть? Может, действительно мы пытаемся искать звезду на крыше - в том месте, где лежит просто осколок стекла? :-\

среда, 25 февраля 2015 г.

понедельник, 23 февраля 2015 г.

понедельник, 16 февраля 2015 г.

Внегалактический Вестник. Эпизод 5. Карлики Местной Группы


среда, 11 февраля 2015 г.

Титан. В поисках святого Кракена.

 
10 февраля 2015 года

К марсоходам, бороздящим просторы Марса, все уже более-менее привыкли. И теперь NASA ищет новые пути удивить общественность грандиозными планами. Так, например, в 2040 году Агентство собирается отправить на Титан ...подводную лодку! На недавнем симпозиуме Института Передовых Технологий NASA в Коко Бич, Флорида, ученые и инженеры представили концепт субмарины, которая должна работать на Титане - спутнике Сатурна, свободно перемещаясь в морях из жидких углеводородов около полюсов.

Если выбирать самый необычный спутник в Солнечной Системе, Титан, без сомнения, возьмет первый приз. В самом деле, размером больше Меркурия, с собственной атмосферой, состоящей, в основном, из азота и метана, с давлением в полтора раза больше земного, а также с гравитацией всего 0.14g, эта большая луна представляет собой удивительное место, где еще вдобавок ко всему температура не поднимается выше -179С!

В результате работы космических аппаратов Кассини и Гюйгенс, мы узнали о наличии больших морей на поверхности Титана - морей из жидкого этана и метана! Самое большое из них - Море Кракена - было открыто Кассини в 2007 году и расположено неподалеку от полюса - между 60й и 80й параллелями северной широты, покрывая собой площадь около 400 тыс кв.км! Средняя глубина этого метан-этанового моря - около 160 м, с отдельными участками глубиной до 300 м. Благодаря присутствию Сатурна, в море наблюдаются даже приливы и отливы, а сложная береговая линия и отложения, оставшиеся после испарения газа, представляют собой объект чрезвычайного интереса для ученых!


Но с поверхности моря видно немного, поэтому принято решение нырнуть в глубину этого загадочного газового моря - прямо в гости к Кракену!

Концепт субмарины NASA основан на опыте, полученном при конструировании подводных лодок-роботов. Ее масса должны быть около тонны, а для движения она будет использовать электрические двигатели, на которых она в течение 90-дневной миссии сможет пройти до 2 тысяч км!

Вследствие вытянутости формы, субмарину может доставить на Титан только специальный аппарат - аналогичный X-37, который сможет уцелеть при гиперзвуковом входе в атмосферу Титана, достичь поверхности моря, а затем, освободив лодку, утонуть, оставив субмарину качаться на этан-метановых волнах темного моря Кракена. Лодка сделает рекогносцировку, определит свое местоположение, и начнет выполнять свою миссию. Вследствие большой удаленности от Земли, субмарине будет предоставлена большая автономность. 

Лодка будет нести на борту киловаттный радиотермический генератор Стирлинга, который не только даст достаточно питания для двигателей, но и будет подогревать электронику, не давая ей совсем замерзнуть. К сожалению, условия на Титане - практически, криогенная физика, поэтому даже небольшой поток тепла от генератора заставит все вокруг лодки кипеть, бурлить и испаряться. Конечно, это будет чрезвычайно сильно мешать работать, и конструкторам придется найти решение этой проблемы, прежде чем аппарат будет помещен в ракету, а та - на стартовый стол. Тем не менее, NASA рассчитывает добиться от лодки скорости до 3.6 км/ч. Неплохо.


Для экономии и упрощения, миссия не будет использовать орбитальный модуль, который так же нужно питать и обеспечивать его маневренность на орбите - а значит, нужны двигатели, баки с горючим и т.п. Поэтому вся связь будет осуществлять самой лодкой, и для этого конструкторы предусмотрели в ней целый спинной плавник  с плоской фазовой антенной. И, как следствие, лодке придется до 16 часов в день проводить на поверхности, пытаясь отправить сигнал на далекую Землю, и, чтобы не терять слишком много времени, в такие часы запланировано получение снимков всего, что будет вокруг при помощи специальной камеры. И тогда у ученых (а потом и всей публики) появится возможность увидеть великолепные кольца Сатурна на все небо (ну, или хотя бы в разрывах азотно-метановых облаков)!

Так же, как и подводные лодки на Земле, субмарина на Титане будет использовать балластные цистерны, но их конструкция - еще один хороший вопрос, ведь этан и метан даже в жидком виде - по плотности, все-таки не соленая вода, и пока проблемой является даже просто определение подходящего размера цистерн.


Сила тяжести на Титане невелика, а Море Кракена - глубоко, и это может вызвать еще одну проблему - на больших глубинах азот в балластных цистернах может вдруг сконденсироваться в жидкую фазу, и это приведет к потере плавучести лодки. Здесь может помочь поршень, который бы выталкивал азот наружу - в отличие от обычных подводных лодок на Земле.

NASA пока не распространяется о целях своей экспедиции, но, скорее всего, это будет изучение структуры и состава Моря Кракена - как его жидкости, так и отложений. А, поскольку, на Титане - переизбыток органических компонентов, можно попробовать поискать следы пребиотических соединений, которые, несомненно, дадут важную информацию о том, как могла формироваться жизнь на нашей планете. 

Анимация ниже показывает концепт в действии.

Источник: NASA (PDF)






В.Г.Сурдин. НЛО: загадки и разгадки. Часть 2


понедельник, 2 февраля 2015 г.