NASA объявило, что генеральным подрядчиком по проектированию, созданию и испытаниям демонстрационной ракеты с атомным двигателем выбрана компания Lockheed Martin. Кроме неё в проекте участвует целый ряд компаний, включая BWX Technologies, которая проектирует атомный тепловой двигатель. Задачей Lockheed Martin станет собрать всё это в виде демонстрационной ракеты и запустить в космос уже через четыре года.

Источник изображения: DARPA

Атомный тепловой двигатель подразумевает разогрев рабочего тела энергией деления ядер. Чаще всего рассматривается разогрев водорода, который может быть в жидком или газообразном состоянии. Атомные тепловые двигатели обещают оказаться от двух до пяти раз лучше по тяге, чем современные химические ракетные двигатели, и они в десятки тысяч раз мощнее, чем электрические двигатели на ионной тяге. Например, с помощью ракеты на атомном двигателе NASA рассчитывает в два раза сократить доставку астронавтов на Марс, что сохранит им здоровье во время полёта в пустоте с сильнейшей радиацией.

Компания Lockheed Martin будет отвечать за интеграцию двигателя и других компонентов в ракету, за проектирование ракеты и изготовление демонстратора, а также за запуск демонстратора в 2027 году. Проектированием атомного теплового двигателя занимается компания BWX Technologies. Ранее для этих целей NASA и DARPA заключали контракты с компаниями Blue Origin, Gryphon Technologies и General Atomics.

Добавим, все контракты и проекты ведутся в целях программы DRACO (Demonstration Rocket for Agile Cislunar Operations), представленной DARPA в 2020 году. У военных США большие планы относительно атомных ракетных двигателей. В частности, такие «долгоиграющие» двигатели необходимы для постоянного патрулирования военными США пространства Земля-Луна. К 2030 году и позже ожидается оживлённое движение кораблей в области до и за Луной, и армия США надеется присутствовать там в полном объёме, чтобы гарантировать безопасность научных и коммерческих миссий.

«Сотрудничество с DARPA и компаниями коммерческой космической отрасли позволит нам ускорить разработку технологий, необходимых для отправки людей на Марс, — сказала заместитель администратора NASA Пэм Мелрой (Pam Melroy). — Эта демонстрация станет важнейшим шагом на пути к достижению наших целей по доставке экипажа в дальний космос с Луны на Марс».

NASA выделяет до $300 млн на реализацию проектов по программе DRACO. В эту сумму входят затраты на проектирование и разработку ядерного двигателя в размере до $250 млн, а также технический надзор и экспертиза со стороны сотрудников агентства.

Проблемы Boeing с разработкой космического корабля Starliner продолжаются. Компания уже потеряла $1,1 млрд на программе Starliner, а дата первого полёта с экипажем всё ещё не определена. NASA считает преждевременным обсуждение возможных дат запуска.

Источник изображений: Boeing

В течение весны NASA и Boeing готовились к июльскому запуску Starliner, который впервые должен был доставить на орбиту двух астронавтов. Однако всего за несколько недель до предполагаемого старта, 1 июня, Boeing объявил о двух серьёзных проблемах. Одна из них касалась системы, соединяющей капсулу Starliner с парашютами, а второй стало обнаружение внутри корабля десятков метров ленты из стеклоткани P-213, которая оказалась легковоспламеняющейся.

В среду, в рамках квартального отчёта о прибылях, Boeing объявил о потере $257 млн на программе Starliner, в основном из-за последствий ранее объявленной задержки запуска. Это увеличило общий объём убытков компании по программе Starliner до более чем $1,1 млрд. Частично из-за этого подразделение Boeing, ответственное за оборону, космос и безопасность, заявило о потере $527 млн во втором квартале этого года.

Поскольку Starliner финансировался NASA по контракту с фиксированной ценой в рамках программы «Коммерческий экипаж», Boeing несёт ответственность за любые превышения стоимости и финансовые потери из-за задержек.

Обнаружение двух серьёзных проблем незадолго до полёта заставило NASA более внимательно изучить Starliner и определить, не скрываются ли в корабле другие проблемы. «Со стороны NASA мы действительно отошли на шаг назад и рассмотрели все аспекты подготовки к полёту», — сказал Стив Стич (Steve Stich), управляющий программой NASA «Коммерческий экипаж» (Commercial Crew).

NASA, Boeing и поставщик парашютов Airborne работают над проблемой системы, соединяющей капсулу Starliner с парашютами. Ранее инженеры разработали новый тип соединения, который соответствует требованиям безопасности NASA. Однако Стич не уточнил, насколько эти новые соединения были испытаны в полевых условиях, и какая кампания по тестированию необходима для их сертификации перед полётом.

Техники также сняли панели внутри космического корабля Starliner для доступа к легковоспламеняющейся ленте. Эта лента из стеклоткани была обмотана вокруг проводки внутри корабля, чтобы защитить её от трения в полёте. Стич сказал, что из Starliner пока удалено около метра этой ленты.

На вопрос о том, сможет ли Starliner взлететь в этом году, Стич не предложил конкретного графика: «Мы ещё не готовы говорить о возможности запуска. Сначала мы будем работать над решением технических проблем, а затем, когда наступит подходящее время, сядем с командой Boeing и выберем цель для запуска». Такой ответ намекает на то, что запуск Starliner на ракете Atlas V, который должен доставить астронавтов NASA Суни Уильямс (Suni Williams) и Бутча Уилмора (Butch Wilmore) на Международную космическую станцию, может быть отложен до 2024 года.

Сложности, с которыми столкнулась Boeing в процессе разработки космического корабля Starliner, подчёркивают сложность и риски, связанные с космической отраслью. Потери в размере $1,1 млрд и неопределённость относительно даты первого полёта с экипажем являются серьёзным ударом по репутации компании. Однако эти проблемы также подчёркивают важность проведения тщательных проверок и испытаний перед запуском любого космического корабля. Безопасность экипажа является абсолютным приоритетом, и любые задержки, даже если они приводят к финансовым потерям, предпочтительнее риска потери жизни.

Центр управления полётами Национального управления по аэронавтике и исследованию космического пространства (NASA) США в Хьюстоне утром во вторник потерял связь с Международной космической станцией из-за проблем с электропитанием. Пока велось устранение последствий сбоя, ведомство связалось с астронавтами через российскую систему связи, чтобы объяснить им происходящее.

Источник изображения: roscosmos.ru

«Сегодня утром <…> у нас возникли проблемы с электропитанием ЦУП Хьюстона, и мы потеряли возможность осуществлять командование, в том числе голосовое общение и получение телеметрических данных, проблема была не на станции, это произошло полностью на Земле», — приводит источник слова главы программы МКС в NASA Джоэля Монталбано.

Представитель аэрокосмического ведомства сообщил, что в течение 20 минут после возникновения проблемы с электропитанием ЦУП с помощью российских систем удалось связаться с экипажем и объяснить им происходящее. Отмечается, что МКС и экипаж станции не подвергались опасности. Согласно имеющимся данным, ЦУП в Хьюстоне был переведён на резервное питание в течение 90 минут, после чего связь со станцией была восстановлена.

«В течение дня сегодня мы будем изучать, что произошло, и, надеюсь, что к концу дня мы будем работать в штатном режиме», — сообщил представитель NASA, выразив благодарность всем партнёрам аэрокосмического ведомства по МКС.

На днях NASA раскрыло некоторые детали о заключённой 15 июня сделке с компанией SpaceX. Договор носит некоммерческий характер, но может стать ключевым для агентства после завершения эксплуатации Международной космической станции. В рамках соглашения компания SpaceX создаст вариант корабля Starship для долговременного нахождения на орбите Земли. Фактически на базе Starship создадут орбитальную станцию, которая сможет заменить МКС после 2030 года.

Starship в качестве орбитальной станции в представлении художника. Источник изображения: arstechnica.com

Компания SpaceX уже представила ряд целевых назначений гигантской ракеты Starship из нержавеющей стали. Ракета сможет выводить в космос сверхкрупногабаритные грузы, например, телескопы следующего поколения. Она же позволит запускать сверхбольшие партии спутников Starlink, что сделает спутниковый интернет дешевле. Также Starship обеспечит доставку людей на Луну в рамках миссии «Артемида-3», а в будущем и на Марс.

При этом Starship будет осуществлять рядовые полёты в космос для доставки экипажей на орбитальные станции и обычных спутников на орбиты Земли. Наконец, огромный корабль рассматривается как способ быстрой доставки грузов и людей из одной точки Земли в другую. Теперь в арсенале SpaceX появилось новое применение кораблю — в качестве коммерческой орбитальной станции, если проект дойдёт до своего воплощения.

Соответствующее соглашение со SpaceX агентство подписало ещё 15 июня. Работы будут проводиться в рамках новой программы Collaborations for Commercial Space Capabilities (CCSC), которая в широком смысле откроет путь в космос многочисленным большим и маленьким компаниям. В NASA ожидают, что подобные программы сделают космос доступнее и дешевле. В агентстве, например, не планируют после 2030 года содержать за государственный счёт орбитальные станции. Этот сектор должен стать коммерческим и, следовательно, полностью окупаемым.

Важно, что программа CCSC не связана с финансируемым соглашением NASA с компаниями Nanoracks, Blue Origin и Northrop Grumman, каждая из которых работает над своими концепциями коммерческих космических станций, а также с компанией Axiom Space, которая создаёт обитаемый модуль для МКС, который затем станет точкой сборки новой космической станции. Проектные работы SpaceX будет выполнять за свой счёт. В этой работе NASA возьмёт на себя роль эксперта и советчика. Кроме того, NASA предоставит SpaceX все необходимые технологии и данные, которые потребуются для завершения проекта.

В документах NASA новый проект представлен как «интегрированная архитектура низких околоземных орбит», которая включает в себя корабль Starship и другие программы SpaceX, в том числе капсулу Dragon и широкополосную сеть Starlink.

«Эта архитектура включает в себя Starship как транспортный и космический элемент низкоорбитального назначения, поддерживаемый Super Heavy, Dragon и Starlink, и составляющие его возможности, включая транспортировку экипажа и грузов, связь, оперативную и наземную поддержку», — сказано в сообщении NASA.

Пока неясно, будет ли Starship использовать для нужд орбитальной станции только лишь достаточно большое внутреннее пространство отсека для пилотов, или предусмотрит превращение одного или нескольких топливных баков в обитаемый модуль. Ранее NASA рассматривало варианты с использованием сухих или опустошённых баков под жилое пространство на орбите. В конечном итоге подобные разработки были реализованы при создании орбитальной станции Skylab в 1973 году. На орбиту на ракете Saturn V был запущен разгонный модуль S-IVB с пустым баком внутри которого оборудовали орбитальную станцию, где благополучно прошли вахту три экипажа NASA. В SpaceX также могут пойти по этому пути, дооснастив отсек системами жизнеобеспечения, батареями и всем необходимым.

Концепция орбитальной станции на базе опустевших баков «шаттлов»

Главной ставкой NASA в соглашении о создании на базе Starship низкоорбитальной космической станции является финансовая состоятельность компании, её малая зависимость от других производителей оборудования и отработанные технологии изготовления ракет и запусков. Из минусов программы CCSC отмечается отсутствие графика выполнения работ и включение в этот график помощи NASA.

«Дополнительное доверие вызывает план компании по самофинансированию разработки Starship за счёт своих пусковых и спутниковых предприятий, — написал ответственный работник NASA в разделе, посвящённому бизнес-подходу SpaceX к созданию космической станции Starship. — Единственным недостатком предложения является отсутствие графика внедрения новых возможностей и вовлечения NASA в ... этапы [разработки]. В целом, сильные стороны перевешивают слабые».

Теперь дело за малым. Компании SpaceX осталось доказать, что корабли Starship летают. Пока они только взрываются.

NASA сообщило подробности о жилых модулях для лунных и марсианских миссий. Решения для марсианских миссий будут обеспечивать жизнедеятельность астронавтов более тысячи дней. Первый модуль, названный Surface Habitat (SH), является центральным в лунных миссиях Artemis, поскольку станет основным местом проживания астронавтов. SH будет способен поддерживать 30-дневные миссии для двух человек, а также рассчитан на размещение до четырёх астронавтов на короткое время, например, при смене экипажей.

Источник изображений: NASA

SH будет размещён неподалёку от места посадки миссий Artemis. Ожидается, что одновременно на Луне будут работать четыре астронавта: двое будут жить в SH, а двое — в корабле материально-технического обеспечения. Транспортировка между посадочной платформой и SH будет осуществляться на луноходе. NASA планирует развивать SH таким образом, чтобы он мог поддерживать жизнедеятельность четырёх членов экипажа в течение 60-дней, а также выдерживать длительные периоды бездействия модуля.

Кроме того, SH будет работать как система жизнеобеспечения лунного корабля. В этом случае лунный корабль будет пристыковываться к SH и перекачивать на него продукты жизнедеятельности и конденсат. В результате их переработки вода и газы, способные поддерживать жизнь астронавтов, будут поступать обратно на корабль. Помимо этого, SH должен будет выдерживать длительные периоды нахождения в тени, продолжающиеся более ста суток.

SH будет работать совместно с базовым лагерем NASA Artemis Base Camp. В космическом агентстве положительно оценивают возможности программы Artemis по увеличению времени пребывания и работы астронавтов на Луне. Для миссии Artemis будет использован южный полюс Луны, где световой день длится до 200 суток, в то время как астронавтам Apollo приходилось довольствоваться 14 сутками светового дня на экваторе и возвращаться на Землю до истечения этого срока.

Всё это поможет NASA в подготовке к миссиям по исследованию Марса и позволит моделировать марсианские миссии на Луне, работая с новым модулем Mars Transit Habitat (MTH). На этапе тренировок экипаж будет связываться с MTH напрямую или через орбитальную лунную космическую станцию «Лунные врата» (Lunar Gateway). Затем астронавты будут спускаться на поверхность Луны и работать там, как если бы они работали на Марсе. После завершения работы астронавты будут возвращаться в MTH и совершать обратный путь на Землю.

В целом, некоторые конструктивные особенности SH, такие как режим покоя, защита от пыли, выработка и хранение энергии, будут применяться и в будущих миссиях на Марсе. NASA также сообщило, что MHT будет перевозить четыре экипажа в течение 1200 дней на Марс и обратно. Связь с экипажем во время марсианской миссии будет осложнена длительными задержками до 24 минут. Также инженерам NASA придется решить проблемы, связанные с бездействием жилых модулей на время отсутствия астронавтов.

Новые подробности NASA о проектах жилых модулей для астронавтов вселяют надежду на дальнейшее исследование космоса. Разработка таких сложных систем требует колоссальных усилий, передовых технологий и ресурсов, но результаты стоят всех усилий, ведь они приближают нас к величайшим достижениям человечества — исследованию других планет и глубокому пониманию Вселенной.

Во вторник на форуме NASA Exploration Science Forum представитель агентства сообщил, что в июне официально стартовала сборка лунохода VIPER для поиска воды на Луне. Это будет первый луноход NASA, которому понадобятся фары, добавил докладчик. Ровер будет спускаться на дно лунных кратеров, куда солнце никогда не заглядывало. Без источников света там никак не обойтись.

Луноход VIPER в представлении художника. Источник изображения: NASA

Миссия VIPER (Volatiles Investigating Polar Exploration Rover) была объявлена NASA в 2019 году. Формально она является продолжением миссии Resource Prospector, которая была отменена в 2018 году по причине перехода NASA на коммерческие программы. Напомним, целый спектр миссий по доставке на Луну роверов и разработку научных приборов поручили компаниям из утверждённого списка, что, по идее, должно было снизить нагрузку на федеральный бюджет (в чём есть сомнения, но это другая история).

Для доставки лунохода NASA на Луну в 2020 году была выбрана компания Astrobotic. Разрабатываемый Astrobotic посадочный модуль Griffin должен доставить луноход в район кратера Нобиле — это ударный кратер шириной 73 км на южном полюсе Луны. Для этого с Astrobotic заключён контракт на сумму $200 млн. К сожалению, компания не смогла выдержать план разработок и производства, и это заставило перенести миссию с ноября этого года на ноябрь 2024 года. Общая стоимость миссии достигает $500 млн с учётом оплаты запуска на ракете Falcon Heavy компании SpaceX.

Луноход массой 450 кг и размерами с машину для гольфа будет впадать в спячку, когда место посадки будет уходить из зоны прямой видимости с Земли (южный полюс Луны выписывает в пространстве эллипс и на две недели скрывается от нас). Заряда аккумуляторов будет хватать луноходу на 50 часов разведки дна лунных кратеров. Поскольку задержка сигнала с Земли на Луну всего несколько секунд, команда с Земли сможет управлять им, как беспилотником в режиме реального времени.

Для определения толщины водяного льда, если таковой будет найден, на луноходе предусмотрен бур длиной один метр. Признаки воды на Луне обнаружил ещё в 2009 году индийский спутник Chandrayaan 1 и учёные надеются, что в кратерах будут её большие залежи в виде льда, а вода — это источник кислорода для дыхания и водорода для ракетного топлива. От наличия и обилия воды на Луне будет зависеть судьба лунных баз и выбор направления для последующих космических программ.

Номинальной датой запуска лунохода выбрано 10 ноября 2024 года. Затем последует полёт к Луне, который продлится пять месяцев или на пару месяцев дольше, если в NASA внесут коррективы в траекторию сближения с Луной.

Во Вселенной происходят физические явления, которые никогда не будет возможно повторить в земных условиях. Наблюдая такие явления, учёные познают мир, и новые инструменты помогают делать это лучше и точнее, как новая рентгеновская обсерватория NASA IXPE. Этот инструмент помог вскрыть структуру электромагнитных полей джетов блазаров, где частицы разгоняются до околосветовых скоростей.

Художественное представление релятивистской струи, бьющей из центра чёрной дыры, окружённой аккреционным диском (в рентгене видна «белая область» — это фронт ударной волны). Источник изображения: NASA/Pablo Garcia

Поразительно, что открытие сделано с расстояния 400 млн световых лет от Земли. Впрочем, энергия выбросов — джетов или струй блазаров, бьющих из центров чёрных дыр — настолько велика, что затмевает свет всех остальных звёзд в галактике-хозяйке. Тем не менее, приборы обсерватории NASA IXPE смогли различить спиралевидную структуру электромагнитного поля в месте движения ударной волны в струе блазара Маркарян 421 (Markarian 421) в созвездии Большой Медведицы.

Ранее обсерватория IXPE смогла увидеть признаки спиралевидной структуры в джете другого блазара — Маркарян 501. Двукратное наблюдение за блазаром Маркарян 421 позволило более детально изучить структуру поля и окончательно утвердиться в мысли, что частицы в джете разгоняются до околосветовых скоростей именно благодаря формированию фронта ударной волны, а фронт волны, в свою очередь, формируется в процессе вращения частиц по линиям электромагнитного поля по спирали.

Обсерватория NASA IXPE

Интересно, что два наблюдения блазара Маркарян 421 с перерывом свыше полугода не показало изменения в поляризации рентгеновского излучения джета. При этом каждое из наблюдений показывало постоянную смену поляризации на 15 %. Оказалось, что между двумя наблюдениями поляризация поменялась на 180 градусов. Это стало сюрпризом, поскольку никто не ожидал таких крупных витков «спирали» в магнитном поле струи. И это открытие позволило упрочить фундамент под нашими знаниями о физике джетов и блазаров.

С лёгкой руки Ньютона земная наука ввела в практику спектральный анализ источников видимого света. К примеру, гелий сначала обнаружили в спектре Солнца и только 13 лет спустя нашли на Земле. Специалисты NASA и JAXA шагнули ещё дальше — рентгеновский телескоп XRISM, который запустят 26 августа, будет изучать невидимые или рентгеновские спектры. Это даст информацию о самых энергичных событиях и объектах во Вселенной, включая взрывы сверхновых и чёрные дыры.

Рентгеновская обсерватория XRISM в представлении художника. Источник изображения: NASA, JAXA

Собирать спектры — измерять температуру (или энергию) рентгеновских лучей — будет разработанный в NASA датчик Resolve разрешением 6 x 6 пикселей. Это настолько чувствительный инструмент, что его необходимо будет охладить до температуры всего на доли градуса выше абсолютного нуля.

«Спектры, собранные XRISM, будут самыми подробными из всех, которые мы когда-либо видели для некоторых явлений, которые мы будем наблюдать, — сказал Брайан Уильямс (Brian Williams), научный сотрудник проекта XRISM NASA в Центре космических полетов им. Годдарда. — Миссия позволит нам получить представление о некоторых наиболее сложных для изучения местах, таких как внутренние структуры нейтронных звезд и джеты [релятивистские струи] частиц, движущихся со скоростью, близкой к световой, которые испускают чёрные дыры в активных галактиках».

Датчик Resolve способен проводить спектроскопию рентгеновского излучения с энергией от 400 до 12 000 эВ (электрон-вольт), измеряя энергию отдельных рентгеновских лучей для формирования спектра. Для сравнения, энергия видимого света составляет около 2–3 эВ. Разложение рентгеновского излучения на спектральные составляющие даст информацию о химическом и физическом составе и свойствах изучаемых объектов и явлений. Мы не можем заглянуть внутрь нейтронной звезды или чёрной дыры, но по данным спектрального анализа сможем оценить, из каких элементов состоят ядра таких звёзд, и каковы физические параметры той или иной чёрной дыры.

Датчик Resolve

Вторым прибором у космической обсерватории XRISM стала камера Xtend. Её особенность — чрезвычайно большое поле обзора для рентгеновского диапазона. Оно примерно на 60 % больше среднего видимого размера полной Луны. Искать источники рентгеновского излучения на небе занятие непростое. Камера Xtend с расширенным полем обзора облегчит такие задачи.

Запуск обсерватории XRISM намечен на 26 августа. Пуск состоится на японской ракете-носителе H-IIA с комплекса в Космическом центре Танэгасима.

Космическая обсерватория «Хаббл» получила самый детальный снимок неправильной или нерегулярной галактики ARP 263. Но ярче всего на снимке позирует «звёздная фотобомба», как назвали её в NASA — это яркая и совершенно посторонняя звезда. Но именно она оживила фотографию, как приглашённая на вечеринку знаменитость.

Нажмите, чтобы увеличить. Источник изображения: ESA/Hubble, NASA

Пекулярные или нерегулярные галактики названы так по причине отсутствия у них явно выраженной галактической структуры — спиральных или эллиптической формы рукавов. Галактика ARP 263 или NGC 3239 выглядит как поле звёзд с отдельными очагами звёздообразования. По мнению учёных, такая форма могла образоваться при столкновении двух галактик. Эстафету наблюдений «Хаббла» за галактикой подхватит «Джеймс Уэбб» и, возможно, раскроет её секрет.

«Фотобомба» на переднем плане — это звезда BD+17 2217, которая к нам намного ближе, чем галактика ARP 263, которая удалена от нас на 25 млн световых лет. У звезды чётко видны восемь лучей — это особенности оптики «Хаббла». При прохождении света через оптическую систему этого телескопа вокруг ярких объектов образуется четыре дифракционных шипа. На снимке их восемь по той причине, что телескоп наблюдал галактику ARP 263 дважды в ходе двух отдельных обзоров, каждый из которых проводился под другим углом. Совмещение двух изображений дало такую картину. Теперь ждём снимка ARP 263, сделанного «Уэббом».

По мере того, как Солнце приближается к пику своего текущего солнечного цикла, наша звезда становится всё более активной. И, по мнению учёных, пик такой активности может наступить раньше, чем предполагалось.

Источник изображения: NASA / SDO

Приблизительно каждые 11 лет Солнце переживает периоды низкой и высокой солнечной активности, что связано с количеством солнечных пятен на его поверхности. Эти тёмные области, некоторые из которых могут достигать размеров Земли или даже больше, приводятся в движение сильным и постоянно меняющимся магнитным полем Солнца.

В течение солнечного цикла Солнце переходит от спокойного к интенсивному и активному периоду. Во время пика активности, называемого солнечным максимумом, магнитные полюса Солнца меняются местами. Затем, во время солнечного минимума, на Солнце снова наступает спокойствие. Первоначально прогнозировалось, что пик активности начнётся в июле 2025 года. Теперь эксперты считают, что циклический пик, скорее всего, придётся на середину или конец 2024 года.

Текущий солнечный цикл, известный как 25-й солнечный цикл, был очень активным, более активным, чем ожидалось. Учёные из Центра прогнозирования космической погоды Национального управления океанических и атмосферных исследований (NOAA / NWS) в Боулдере, штат Колорадо, уже отследили больше солнечных пятен, чем было насчитано на пике предыдущего цикла.

«Нет двух одинаковых солнечных циклов», — сказал Марк Миш (Mark Miesch), научный сотрудник Центра прогнозирования космической погоды (SWPC). «Этот солнечный максимум — эквивалент сезона ураганов в космической погоде. Именно в это время мы наблюдаем самые сильные штормы. Но в отличие от сезона ураганов, который длится несколько месяцев, солнечный максимум длится несколько лет».

Повышенная активность также включает в себя сильные солнечные вспышки, выбросы корональной массы и магнитные поля, которые вырываются из внешней атмосферы Солнца. Солнечные бури, порождаемые Солнцем, могут влиять на работу электросетей, GPS и авиации, а также спутников на низкой околоземной орбите. Эти явления также вызывают отключения радиосвязи и даже представляют опасность для пилотируемых космических полётов.

2 октября 2022 г. на Солнце произошла вспышка Х1, запечатлённая Обсерваторией солнечной динамики NASA (SDO). События X-класса — это самые интенсивные вспышки, и они могут повлиять на системы связи на Земле. Источник изображения: NASA / SDO

Известный пример: 29 января 2022 г. на Солнце произошла серия выбросов корональной массы, и это привело к нагреву и расширению внешней атмосферы Земли. В результате этого расширения сгорели 38 из 49 спутников Starlink, запущенных компанией SpaceX.

Но в увеличении активности нет ничего необычного, и оно будет продолжаться по мере приближения солнечного максимума. Солнечные пятна будут формироваться всё чаще, что приведёт к росту активности. «Это абсолютно нормально», — сказал Алекс Янг (Alex Young), помощник директора по науке научного отдела NASA по гелиофизике в Центре космических полётов имени Годдарда (GSFC) в Гринбелте, штат Мэриленд. «То, что мы наблюдаем, в целом вполне ожидаемо. По мере приближения к солнечному максимуму Вы видите, что все больше солнечных пятен появляются в виде сгустков. Иногда эти скопления будут больше и дольше».

На этом изображении показан выброс корональной массы. Магнитное солнечное явление может послать в космос миллиарды тонн плазмы, которая может достичь Земли в период от одного до трёх дней, воздействуя на электронные системы как на спутниках, так и на Земле. Источник изображения: NASA

«По мере того, как мы становимся все более зависимыми от технологий, от электросетей, от спутников, от самолётов и GPS, влияние космической погоды возрастает, поскольку именно эти системы подвержены влиянию солнечных бурь. Хотя этот конкретный цикл не является чем-то выдающимся с точки зрения Солнца, с нашей точки зрения он является таковым», — сказал Миш.

Новые прогнозы солнечного максимума были сделаны под руководством Скотта Макинтоша (Scott McIntosh), заместителя директора Национального центра атмосферных исследований (NCAR), и Роберта Леамона (Robert Leamon), младшего научного сотрудника Института планетарной гелиофизики Годдарда (GPHI), а также их соавторов. Институт представляет собой партнёрство Университета Мэриленда (UMB), округ Балтимор, Университета Мэриленда (UMD), Колледж Парк и Американского университета (AU) с NASA.

Вместо того, чтобы отслеживать солнечные пятна, исследователи сосредоточили внимание на так называемом «терминаторе» — точке, когда активность одного солнечного цикла исчезает с поверхности Солнца, после чего следует резкое увеличение солнечной активности в новом цикле. Солнечные пятна считаются ключевым моментом в прогнозировании солнечных циклов, но Леамон сказал, что он и его коллеги считают, что отслеживание магнитной активности, которая приводит к появлению солнечных пятен, может дать более точные прогнозы. После достижения солнечного максимума активность может сохраняться в течение многих лет.

По словам Леамона, после максимума количество вспышек на Солнце достигает пика. Увеличение происходит на фазе подъёма чётных солнечных циклов и на фазе спада нечётных циклов. «Пик последствий для Земли наступает после максимума, поэтому наибольшие последствия на ближайшие пару лет гарантированы. Именно после максимума ожидается самый большой фейерверк. Даже если солнечных пятен станет меньше, они будут более продуктивными», — сказал он.

Учёные использовали компьютерные модели и данные Обсерватории солнечной динамики NASA (SDO), чтобы создать вид сложного магнитного поля Солнца 10 августа 2018 года. Источник изображения: NASA / GSFC / SDO

«Хотя переход от солнечного минимума к солнечному максимуму обычно занимает около четырёх лет, простого пика для максимума не существует, поскольку Солнце очень изменчиво», — говорит Миш. По словам Янга, иногда во время некоторых солнечных циклов возникают два пика, когда северное и южное полушария Солнца рассинхронизируются. Это может произойти, когда количество солнечных пятен в одном полушарии достигает максимума в другое время, чем в другом полушарии, что приводит к удлинению максимума. «Солнечный максимум может длиться около двух лет, прежде чем всё пойдёт на спад, что означает, что вероятность солнечных бурь может оставаться высокой дольше, чем фактический пик», — считает Миш.

Более позитивным побочным эффектом повышенной солнечной активности являются авроры, «танцующие» вокруг полюсов Земли, известные как северное сияние (aurora borealis) и южное сияние (aurora australis). Когда заряженные частицы из выбросов корональной массы достигают магнитного поля Земли, они взаимодействуют с газами в земной атмосфере, создавая в небе разноцветное свечение.

Гигантское солнечное пятно размером почти 128748 км в поперечнике появилось на Солнце 23 октября 2014 года. Источник изображения: NASA / SDO

Геомагнитные бури, вызванные Солнцем в феврале и апреле, привели к тому, что авроры стали видны там, где их редко можно увидеть, в том числе на юге, в Нью-Мексико, Миссури, Северной Каролине и Калифорнии в США, а также на юго-востоке Англии и в других частях Великобритании. По словам Янга, в зависимости от местности, авроры не всегда видны над головой, но они могут вызывать красочное зрелище на горизонте. По словам Янга, тем, кто хочет увидеть более интенсивные авроры в будущем, возможно, стоит отправиться на Аляску, в Канаду, Исландию, Норвегию, Скандинавию или на верхний полуостров штата Мичиган. «Я видел авроры — это одно из самых удивительных явлений, которые я когда-либо наблюдал», — сказал он.

Хотя наиболее вероятным временем возникновения солнечных бурь является период максимума, они могут произойти в любой момент цикла, сказал Миш. Специалисты Центра прогнозирования космической погоды (SWPC) используют данные наземных и космических обсерваторий, магнитные карты солнечной поверхности и ультрафиолетовые наблюдения за внешней атмосферой Солнца, чтобы определить, когда на Солнце наиболее вероятны солнечные вспышки, выбросы корональной массы и другая космическая погода, которая может повлиять на Землю.

По словам Билла Муртаха (Bill Murtagh), координатора программ центра, прогнозы, наблюдения, предупреждения и оповещения предоставляются тем, кого затрагивает космическая погода, как можно скорее, от нескольких часов до нескольких недель. Солнечные вспышки могут повлиять на связь и GPS практически сразу, поскольку они нарушают ионосферу Земли, или часть верхней атмосферы. Высокоэнергетические частицы, высвобождаемые Солнцем, могут также вывести из строя электронику на космических аппаратах и воздействовать на астронавтов, не имеющих надлежащей защиты, в течение от 20 минут до нескольких часов.

Частицы, посылаемые с большой скоростью от Солнца во время выбросов корональной массы, могут достичь Земли за 30-72 часа, вызывая геомагнитные бури, которые влияют на спутники и создают электрические токи в верхних слоях атмосферы, которые проходят через Землю, оказывая влияние на электросети.

Согласно исследованиям Геологической службы США (USGS), регионы к востоку от Аппалачских гор, на верхнем Среднем Западе и на Тихоокеанском Северо-Западе более подвержены нарушениям в работе электросетей, поскольку земля в этих районах проводит ток по-разному в зависимости от её состава. Бури также влияют на схемы полётов коммерческих авиакомпаний, которым предписано держаться подальше от полюсов Земли во время геомагнитных бурь из-за потери связи или сбоев навигации.

Солнечная вспышка среднего размера и выброс корональной массы вырвались из крупной активной области 14 июля 2017 г. Витки — это частицы, вращающиеся по спирали вдоль линий магнитного поля, которые образовались после взрыва. Изображения были получены в диапазоне длин волн экстремального ультрафиолетового света. Источник изображения: NASA / GSFC / SDO

Предсказать, когда следующая большая солнечная буря повлияет на Землю, довольно сложно. Экстремальные бури случались и раньше, например, одна из них вывела из строя электросеть в Квебеке в 1989 году. «Событие Кэррингтона» 1859 года остаётся самой интенсивной геомагнитной бурей из когда-либо зарегистрированных, в результате которой телеграфные станции искрились и загорались, а небо светилось арктическим сиянием даже в тропических широтах. Если подобное событие произойдёт сегодня, оно может причинить ущерб на триллионы долларов и вывести из строя некоторые электросети на долгое время. «Мы не знаем, когда произойдёт следующая крупная катастрофа. Она может произойти через пару недель или через 50 лет», — сказал Муртаг.

Солнце и его тайны очаровывали человечество на протяжении тысячелетий. Солнце является якорем нашей Солнечной системы и обеспечивает тепло и свет, необходимые жизни для выживания, однако остаётся много вопросов о его внутренних процессах, которые определяют его магнитную активность. Разгадка оставшихся секретов Солнца с помощью таких миссий, как Parker Solar Probe NASA и Solar Orbiter Европейского космического агентства (ESA), может улучшить прогнозы. А у учёных будет шанс изучить Солнце во время полного солнечного затмения 8 апреля 2024 года.

Сенат США не одобрил в полном объёме запрос NASA о выделении средств на амбициозную миссию по доставке на Землю образцов грунта и камней с Марса. Если аэрокосмическое агентство запрашивало $949 млн на поддержку миссии Mars Sample Return (MSR) на 2024 фискальный год, то сенаторы решили предоставить только $300 млн, да и сама миссия в целом может оказаться под угрозой.

Источник изображения: NASA

По мнению сенаторов, вызывают озабоченность технические проблемы, связанные с MSR и их потенциальное влияние на другие миссии агентства. Известно, что на миссию уже потрачено $1,7 млрд, но сроки её завершения, вероятно, будут перенесены, что угрожает реализации других проектов. Более того, заявляется, что законодатели могут отменить даже выделение $300 млн, если NASA не предоставит Конгрессу США гарантии, что общая стоимость миссии не превысит $5,3 млрд. Тогда средства перераспределят в пользу программы Artemis по освоению Луны.

Недавно появилась информация, что стоимость миссии по возвращению образцов с Марса продолжает расти и в NASA обсуждают сценарии, при которых она достигнет $9 млрд. Кроме того, под большим вопросом способность NASA и подведомственной ему Лаборатории реактивного движения (JPL) подготовить посадочный модуль к запуску в 2028 году. Некоторые учёные считают, что марсианская миссия буквально пожирает фонды, выделяемые для других проектов и её финансирование может вовсе выйти из-под контроля.

Американские законотворцы считают, что, если реализация миссии не уложится в $5,3 млрд, вероятно, её не следует завершать вовсе. Впрочем, пока речь не идёт об окончательном решении. Нижняя палата Конгресса США тоже должна определить бюджет на новый фискальный год, после чего обе палаты должны достичь консенсуса относительно окончательного бюджета этой осенью.

Perseverance. Источник изображения: NASA

Важное влияние окажет и работа Институционального наблюдательного совета (IRB), собранного NASA для оценки миссии и предложения вариантов для её успешного завершения. Окончательный доклад совет подготовит в августе или сентябре. Группа независимых учёных может обеспечить NASA и Конгресс информацией о том, не стоит ли вообще свернуть реализацию программы или каким образом можно её скорректировать. Другими словами, может оказаться, что ровер Perseverance напрасно трудился, собирая образцы, поскольку на их доставку просто не хватит денег.

Конгресс уже ставил под угрозу реализацию проекта «Джеймс Уэбб» в 2011 году, но тогда научное сообщество сплотилось для защиты легендарного телескопа. С марсианским проектом этого может не случиться, поскольку, несмотря на его медийную привлекательность, с научной точки зрения он имеет гораздо более «локальное» значение для многих учёных.

В NASA сообщили, что совместно с компанией Aerojet Rocketdyne приступили к квалификационным испытаниям электрического ракетного двигателя AEPS, предназначенного для системы маневрирования окололунной станции Lunar Gateway («Лунные врата»). Это самый мощный электроракетный двигатель на данный момент — его мощность составляет 12 кВт, что в четыре раза больше ранее созданных установок.

Ракетный ионный двигатель AEPS на стенде. Источник изображения: NASA

На станции «Лунные врата» будет три таких двигателя, которые не менее 15 лет будут удерживать её на заданной орбите. Их установят на электродвигательный модуль PPE (Power and Propulsion Element) с питанием от солнечных батарей суммарной мощностью около 60 кВт. Рабочим телом для электроракетных (ионных) двигателей будет ксенон, бак которого на борту модуля будет вмещать до 2 т газа.

С учётом всех задержек планируется, что станция Gateway отправится в полёт в 2025 году. Она обеспечит поддержку лунным миссиям, включая высадку людей на поверхность спутника, а также станет базой для сборки корабля для отправки экипажей на Марс. Включение в состав станции ионных двигателей AEPS компании Aerojet Rocketdyne станет первым практическим испытанием силовых установок, которые в будущем должны обеспечить полёты в дальний космос и транспортные маршруты в пределах системы Земля-Луна. Ионные двигатели маломощны, но могут длительное время работать непрерывно на скромных запасах топлива. Одного бака ксенона на станции должно хватить минимум на 15 лет её эксплуатации, включая манёвры по выводу на рабочую орбиту.

Первая установка AEPS отправлена в NASA и установлена для испытаний в начале июля. Вторая установка будет доставлена в 2024 году. Запланированы непрерывные четырёхгодичные испытания одного из двигателей в вакуумной камере, чтобы выяснить все нюансы работы, расхода топлива на разных режимах и его общей эффективности. Очевидно, что до запуска Gateway двигатель не успеет завершить полномасштабные тесты, которые продлятся 23 тыс. часов. Но NASA это не смущает. Завершение тестов необходимо для будущих космических программ, а для запуска «Лунных врат» хватит и того, что успеют.

Пример выхлопа электроракетного (ионного) двигателя

Первые испытания двигателя AEPS будут включать вибрационные и другие механические тесты установки, которые будут имитировать взлёт ракеты и последующие манёвры. К огневым испытаниям, судя по всему, перейдут только в следующем году.

Калифорнийский стартап Canoo, сосредоточивший усилия на разработке и выпуске электрических минивэнов и пикапов, рискует превратиться в очередной «электромобильный долгострой», но в качестве важного имиджевого шага компания недавно предоставила американскому аэрокосмическому агентству NASA три специально подготовленных электрических минивэна, которые будут перевозить на Земле участников будущих лунных экспедиций.

Источник изображения: NASA

О сотрудничестве Canoo с NASA стало известно накануне с подачи самого аэрокосмического ведомства США. В минувший вторник три просторных электромобиля в специальном оформлении поступили на площадку Космического центра Кеннеди во Флориде, откуда в следующем году должна стартовать ракета с участниками миссии Artemis II, подразумевающей путешествие до Луны, вокруг её орбиты и обратно на Землю. Это будет первая экспедиция с людьми на борту за пределы околоземного пространства с 1972 года. В 2025 году должна состояться миссия Artemis III, которая доставит астронавтов на поверхность Луны.

Предполагается, что три специально подготовленных минивэна Canoo смогут доставлять четвертых астронавтов в скафандрах, сопутствующее оборудование и грузы, а также обслуживающий персонал непосредственно к стартовой площадке на мысе Канаверал. Как уточняется, в разработке оформления минивэнов и дизайна колёсных дисков принимали непосредственное участие специалисты NASA. Компания Canoo получила заказ на разработку данных «челноков» ещё в апреле 2022 года, и переход на использование электромобилей для выполнения соответствующий функций для NASA очень важен с точки зрения соблюдения экологической повестки. Во время подготовки к миссии Artemis II эти минивэны будут задействованы для тренировки персонала и участников будущей лунной экспедиции.

С 1984 года для доставки астронавтов по территории штата Флорида к стартовой площадке на мысе Канаверал использовался модифицированный «автодом» Airstream, который за 27 последующих лет службы пробежал не более 42 400 км, поскольку преодолеваемое им за один рейс расстояние не превышало 15 км. В обязанности данного транспортного средства входила доставка астронавтов к стартовой площадке в день запуска, во время предполётной тренировки и обратно уже после приземления.

Космический телескоп «Джеймс Уэбб» (JWST) разработали для того, чтобы проникнуть в тайны Вселенной глубже, чем когда-либо в истории астрономии. Учёные планировали заглянуть как можно дальше в пространство, параллельно совершая своеобразное путешествие в прошлое. Прошёл год с начала его научной деятельности, и результаты превзошли все ожидания, телескоп не только помог в изучении древних галактик, но и объектов в Солнечной системе. К годовщине NASA опубликовало снимок облачного комплекса Ро Змееносца — ближайшей к Земле области звездообразования.

Ро Змееносца. Источник изображения: NASA

Проект JWST задумывался ещё в 1980-е в качестве преемника «Хаббла», но с его реализацией пришлось долго ждать из-за финансовых ограничений — инвестиции в $10 млрд учёные выбивали очень нелегко. При этом, в отличие от «Хаббла», новый телескоп изначально не проектировался, как модульная конструкция с возможностью замены комплектующих и исследователи были буквально счастливы, когда удалось успешно вывести его на орбиту вокруг Солнца в точку Лагранжа L₂, находящуюся на расстоянии более 1,5 млн км от Земли и ввести в эксплуатацию. Полёты людей на такое расстояние никогда не осуществлялись, поэтому о ремонте в обозримом будущем в случае любого инцидента не может быть и речи.

Столпы творения. Источник изображения: NASA

По имеющимся данным, движение «Джеймса Уэбба» по орбите вокруг Солнца не было слишком простым — в определённый период ему даже пришлось прекратить сбор данных по соображениям безопасности, а столкновение с крупным микрометеороидом повредило фрагмент его зеркала. Хотя телескоп отправили в космос рождественским утром 2021 года, его команда отмечает годовщину только сегодня, поскольку немало времени ушло на развёртывание зеркала и ввод аппарата в эксплуатацию.

Квинтет Стефана — один из первых снимков, сделанных JWST. Источник изображения: NASA

Фактически основной целью JWST была своеобразная «космическая археология». Свет, хотя и слабеет со временем, остаётся вечно, смещаясь в инфракрасную часть спектра, что позволяет «Джеймсу Уэббу» изучать очень далёкое прошлое на заре появления Вселенной. Одним из основных открытий JWST стала информация о том, что многие наиболее удалённые, а значит, древние галактики оказались странно яркими для своего возраста — некоторые теоретические научные положения, возможно, придётся пересмотреть. Одним из факторов, ставших причиной такой светимости, как это ни парадоксально, могут быть сверхмассивные чёрные дыры. Хотя сама чёрная дыра только поглощает свет и материю, устремляющиеся к ней газ и пыль могут нагреваться и светиться чрезвычайно ярко. Например, очень ярко светится сердце галактики CEERS 1019, в котором, как считается, находится самая удалённая и древняя из обнаруженных сегодня активная сверхмассивная чёрная дыра.

Cкопление галактик SMACS 0723. Источник изображения: NASA

Делаются и другие открытия. Например, учёным впервые удалось с помощью «Джеймса Уэбба» обнаружить углекислый газ на удалённой экзопланете WASP 39b, причём саму планету невозможно разглядеть с помощью современных технологий — приходится полагаться на косвенные данные, получаемые при прохождении планеты мимо диска своей звезды.

Необычный снимок Сатурна. Источник изображения: NASA

Наконец, телескоп позволил совершенно по-новому взглянуть на планеты в Солнечной системе — достаточно посмотреть на изображение Сатурна с его кольцами или Юпитера.

Юпитер в ближнем инфракрасном диапазоне. Источник изображения: NASA

Нептун. Источник изображения: NASA

Примечательно, что многие учёные, как сообщает The Washington Post, в основном не смотрят на сами изображения, обрабатывая непосредственно данные — реальные снимки способны вызвать потрясения даже у них самих.

Национальное управление по аэронавтике и исследованию космического пространства США (NASA) сообщило во вторник о прекращении работ над миссией по отправке двух космических зондов Janus для изучения двойной системы астероидов. Космическое агентство распорядилось «подготовить космический аппарат к долгосрочному хранению». Всего на подготовку миссии было израсходовано $50 млн при бюджете $55 млн.

Источник изображения: Ars Technica

Космические зонды Janus планировали отправить в космос на ракете-носителе SpaceX Falcon 9 в качестве дополнительной полезной нагрузки вместе с автоматической межпланетной станцией Psyche, предназначенной для изучения астероида «Психея» диаметром 225 км, находящегося в поясе астероидов между орбитами Марса и Юпитера и состоящего в основном из железа и никеля.

Из-за проблем с тестированием программного обеспечения станции Psyche космическое агентство было вынуждено отложить её запуск более чем на год. За это время положение астероидов, на которые были нацелены Janus, сильно изменилось. Они слишком удалились от Солнца, чтобы солнечные панели зондов могли генерировать достаточно энергии для обеспечения их работоспособности. Эрик Янсон (Eric Ianson), заместитель директора отдела планетарных исследований NASA, сообщил ресурсу ArsTechnica, что агентство изучило возможность использования Janus для альтернативных миссий, но из-за ограничений в финансировании в ближайшие несколько лет было принято решение полностью заморозить проект.

Разработка зондов Janus выполнялась в рамках программы Малых инновационных планетарных исследовательских миссий (Small Innovative Missions for Planetary Exploration, SIMPLEx) NASA. Две другие миссии SIMPLEx, выбранные NASA одновременно с Janus, готовятся к запуску. В частности, космический аппарат Lunar Trailblazer отправится к Луне вместе с посадочным модулем от Intuitive Machines. В рамках второй миссии EscaPADE два космических зонда будут отправлены на орбиту Марса для изучения атмосферы и магнитосферы Красной планеты.