Этот новый космический зонд.

Мы живем в центре гигантского плазменного шара, надуваемого солнцем, когда он мчится через межзвездное пространство. Чтобы узнать больше о том, как ведет себя этот пузырь, когда солнце тащит его по галактике, ученые, изучающие наш любимый шар горячего воздуха, стремятся выбраться за пределы нашего защитного пузыря и присмотреться к нему поближе. Но для этого им понадобится быстрый и способный зонд.

Первые два выхода человечества в так называемое межзвездное пространство произошли случайно. «Вояджер-1» и «Вояджер 1» и «Вояджер-2» воспользовались выравниванием планет раз в 175 лет, чтобы поближе познакомиться с Юпитером, Сатурном, Ураном и Нептуном между 1979 и 1989 годами. продолжал идти, предпринимая вторую миссию на краю влияния Солнца, которая никогда не предназначалась — но, тем не менее, произвела революцию в нашем понимании места нашей звезды в галактике.

К следующей поездке, метко названной миссией « Межзвездный зонд», исследователи планируют подготовиться. С этой целью группа из Лаборатории прикладной физики Университета Джона Хопкинса представила текущее состояние инициативы, которая расширилась до более 100 ученых, в понедельник на Генеральной ассамблее Европейского союза наук о Земле. Они говорят, что современные технологии позволяют за меньшее время пойти дальше, чем «Вояджер», и в процессе узнать больше о нашей солнечной системе.

«Это похоже на кондитерскую для ученых», — сказал Понтус Брандт, физик из Джона Хопкинса и ученый проекта миссии на недавнем семинаре, обсуждая проект. Но «без твердого плана исполнения это останется мечтой или даже галлюцинацией».

Новая поездка
Брандт десятилетиями мечтал о межзвездных исследованиях. Свою раннюю карьеру он провел, занимаясь исследованиями физики плазмы за Полярным кругом, где кромешно темное небо и обширные виды звезд заставляли остальную часть галактики чувствовать себя необычно близкой.

НАСА всерьез задумалось о преемнике «Вояджера» сравнительно недавно. Интерес к другому межзвездному зонду уже давно проявлялся, но никто не хотел ждать еще 40 лет, пока он выйдет из-под влияния Солнца. К 2019 году, однако, близился конец разработки ракеты следующего поколения НАСА, Space Launch System (SLS) , и космическое агентство задавалось вопросом, что может быть возможно с ее новой мощной системой. Брандт встретился с директором программы и объяснил, как мускулы SLS могут обеспечить относительно быструю межзвездную миссию.

SLS, первый запуск которого может состояться уже в этом году, предназначен для отправки десятков тонн полезных нагрузок в неторопливые поездки на низкую околоземную орбиту, Луну и Марс. Или, по словам Брандта, он может в спешке запустить зонд массой около тонны в глубокий космос.

Космический корабль будет двигаться в два раза быстрее, чем «Вояджер», и с помощью увеличения скорости Юпитера он сможет достичь внутреннего края плазменной оболочки, окружающей Солнце, всего за 12 лет. Затем он продолжит свой путь в межзвездное пространство, достигнув в десять раз дальше от Солнца, чем орбита Плутона, в течение 50 лет после запуска — это более чем в два раза больше расстояния, на котором ожидается отключение зондов «Вояджер». Эта миссия затмила все предыдущие начинания НАСА как по дальности, так и по продолжительности.

«Это не просто еще одна миссия», — говорит Брандт. «Это первый шаг человечества в космос между звездами».

Новая межзвездная перспектива
Если Межзвездный зонд когда-нибудь зайдет так далеко, его основная задача будет заключаться в том, чтобы выяснить, чем пространство там отличается от пространства здесь — «здесь», которое является пространством рядом с нашей звездой.

Мы живем довольно близко к центру гигантского намагниченного пузыря, который заботливо надувает наше солнце. Пузырь в основном заполнен чрезвычайно тонкой плазмой — своего рода горячим газом, состоящим из заряженных частиц. Когда Солнце нагревает близлежащие атомы, оно разбивает их, и образующиеся заряженные ионы устремляются наружу вдоль его магнитного поля в солнечном ветре, раздувая «гелиосферу». Эта гелиосфера защищает нас, отклоняя, возможно, 70 процентов потенциально вредных космических лучей, которые космос бросает в солнечную систему.

Астрономы сделали снимки похожих пузырей вокруг других звезд (известных как «астросферы») и обнаружили, что они могут принимать всевозможные формы , в зависимости от того, насколько быстро дует звездный ветер, как быстро он пронизывает окружающую плазму и пыль. межзвездное пространство и насколько плотны эти плазма и пыль.

Но наша гелиосфера остается для нас практически невидимой. В то время как зонды, такие как Cassini и IBEX , сумели выделить некоторые общие черты, исследователи расходятся во мнениях относительно того, как интерпретировать их результаты. Возможно, наша Солнечная система тащит за собой длинный хвост, как комета. Или, возможно, гелиосфера вздымается в стороны, образуя круассан . С нашей точки зрения в центре сложно сказать. «Вы находитесь внутри облака и пытаетесь понять, как оно выглядит», — говорит Брандт.

Межзвездный зонд может оглянуться назад и нанести на карту первую точную карту нашей гелиосферы с внешней точки зрения.

И это только начало того, что удалось обнаружить. Космические аппараты-близнецы «Вояджер» разрешили некоторые загадки (теоретики ожидали, что солнечный ветер спадет около Сатурна, но зонды столкнулись с границей «конечной ударной волны» более чем в 10 раз дальше), но при этом обнаружили гораздо больше. Межзвездная плазма выглядит странно холодной, магнитное поле Солнца простирается слишком далеко, а весь пузырь пульсирует с солнечной активностью.

Помимо своих целей, связанных с солнцем, сотрудничество Interstellar Probe также анализирует возможность добавления камер. Устройство видимого света могло бы делать крупные планы карликовой планеты, похожей на Плутон, под названием Квавар , которая в земные телескопы выглядит как тусклое пятнышко. Инфракрасный прибор может улавливать диффузное фоновое свечение межзвездного пространства, которое содержит свет самых ранних галактик Вселенной.

Новый вид мышления
Группа опубликует свой окончательный отчет в течение года, после чего НАСА будет решать, следует ли официально разработать межзвездный зонд. По словам Брандта, если агентство выберет миссию, космический корабль может отправиться на стартовую площадку в 2030-х годах.

И НАСА — не единственное космическое агентство, формулирующее такие планы. Китайские исследователи разрабатывают аналогичную миссию, которая может разворачиваться в аналогичных временных масштабах. «Мы много с ними разговариваем. Мы все ужасно взволнованы этим », — сказал Брандт.

Для успеха любого проекта потребуется новое мышление. Миссия, которая стартует в 2030-х годах и проводит большую часть своих измерений между 2040-ми и 2080-ми годами, охватит поколения. И исследователи, закладывающие основу для этого, теперь знают, что, возможно, они никогда не увидят его данные. Брандт называет опыт работы с таким проектом «унизительным» и описывает временной горизонт как еще одно ограничение дизайна, такое как мощность или масса.

«Мы учли это количественно в нашем планировании», — говорит он. «Как вы берете на борт молодых людей? Вы не ходите в колледжи. Тебе нужно ходить в среднюю школу ».

 

Вам может быть интересно  Новости России и мира сегодня

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *