Мимо каких далеких звезд смогут когда-нибудь пролететь «Вояджеры» и другие космические долгожители

Два исследователя произвели вычисления вероятности звездных встреч на период в миллион лет для космических аппаратов Voyager 1 и 2, а также Pioneer 10 и 11.

Pioneer 10, первый космический зонд, достигший Юпитера, а затем и внешней области Солнечной системы, находится в пути уже почти 48 лет. Иллюстрация: NASA

Два ученых задали себе интересный вопрос: к каким звездным системам смогут прилететь зонды Pioneer и Voyager в далеком будущем. Некоторые из этих «близких встреч» были уже предсказаны раньше, но о многие ранее известно не было.

Корин Бэйлер-Джонс из Института астрономии Макса Планка в Гейдельберге и Дэвид Фарноккья из Лаборатории реактивного движения NASA при Калифорнийском технологическом институте получили результаты, которые наглядно демонстрируют, насколько пусто межзвездное пространство на самом деле. Детали своей работы они опубликовали на предпечатном ресурсе arXiv.

В пути на третьей космической скорости

В 1970-х годах космическое агентство США NASA отправило в космос четыре научных зонда в разных направлениях. Скорость их полета была достаточно высока, чтобы покинуть Солнечную систему; в этом контексте принято говорить о третьей космической скорости.

Автоматические зонды Pioneer 10 и 11, а также Voyager 1 и 2 не только передали на Землю первые впечатляющие крупные планы внешних планет Солнечной системы, но и продолжат свой полет еще очень долго после завершения своей основной миссии. В то время как Voyager 1 и Voyager 2 все еще имеют остатки энергии для некоторых научных инструментов на пути в межзвездном пространстве, и все еще находятся в контакте с центром управления, радиосвязь с двумя ветеранами, Pioneer 10 и 11, отсутствует уже годы и даже десятилетия.

Точный скрининг

Для того, чтобы выяснить, какие звездные системы пройдут четыре зонда-ветерана и когда это произойдет, Бэйлер-Джонс и Фарноккия использовали космический телескоп Gaia. Обсерватория была запущена Европейским космическим агентством ESA в 2013 году и размещена в точке L2 Лагранжа Солнце-Земля. Gaia собирает данные от более чем миллиарда звезд в рамках своей высокоточной трехмерной оптической миссии. Новейшая база данных была опубликована в прошлом году, и она включает 7,2 миллиона звезд.

Таблица: C.A.L. Bailer-Jones, D. Farnocchia

Комбинируя орбитальные данные четырех космических зондов с информацией телескопа Gaia о множестве звезд, которые могут оказаться на их пути, ученые смогли в некоторой степени отследить перемещения зондов в окрестности звезд. Разумеется, результат применим только к звездам, для которых Gaia до уже предоставила надежные данные (фактическое их число может оказаться и выше). Короче говоря, в течение миллиона лет каждый из четырех космических аппаратов сблизится с 60 звездами. Десять из этих звезд они пройдут на расстоянии двух парсеков (около 6,5 световых лет) или даже меньше.

В представленной здесь таблице исследователи суммировали наиболее важные приближения всех четырех межзвездных зондов в предстоящий миллион лет. Особо значимыми представляются значения t [kyr] = время в 1000 лет до максимального сближения, и d enc [pc] = расстояние до зонда при максимальном сближении в парсеках; 1 парсек соответствует расстоянию в 3,26 световых лет.

Столкновение в конце времен

Ближайший подход к звезде за этот период осуществит Pioneer 10: зонд - по крайней мере, исходя из последних известных данных полета - пройдет возле звезды с обозначением HIP 117795 в созвездии Кассиопея через 90 000 лет на расстоянии 0,6 световых года, что на самом деле по космическим меркам очень близко. В значительно более близком будущем, а именно через 40 000 лет, Voyager 2 пройдет звезду Росса 248, удаленной от нас на десять световых лет, на расстоянии 1,6 световых года.

Статистически, зонды будут приближаться к очередной звезде каждые 50 000 лет на расстояние до 3,2 световых лет. И пока, в конце концов, не произойдет случайного столкновения с какой-нибудь звездой, космические зонды, вероятно, будут путешествовать целую вечность. Но до тех пор, пока это может произойти, считают оба исследователя, может пройти не менее, чем 1020 земных лет. Такое предположение они делают исходя из вероятности, основанной на современных гипотезах о судьбе космоса: в это время в постоянно расширяющейся вселенной будет накапливаться все больше звездных трупов, то есть погасших звезд.

Лунные дома из камня и… мочи

Не только туалетная бумага может быть важным и ценным продуктом. Иногда даже субстанция, для одной из которых эта туалетная бумага предназначена, может раскрыть свой совершенно немыслимый потенциал. Самое новое и невероятное применение: лунный бетон из мочи астронавтов.

Ученые рассматривают разные варианты материалов для строительства баз на Луне и других планетах. © ESA, Foster and Partners

Строительство лунной базы - это настоящий логистический кошмар: транспортировка десятков тысяч тонн бетона на Луну громоздка и чрезвычайно дорога - каждый килограмм материала обойдется чуть менее чем в 20 000 евро.

А это значит, что значительно выгоднее изготавливать строительное вещество прямо на месте стройки. Камней на Луне имеется предостаточно. Из них могут быть получены геополимеры неорганических материалов, которые характеризуются особой стабильностью и долговечностью и, таким образом, представляют собой идеальный базовый материал. К сожалению, на Луне имеется явный дефицит воды, и поэтому ситуация выглядит не такой уж и перспективной - отсутствует пластификатор. И вот теперь команда ученых из ESA под руководством Шимы Пилехвар, похоже, нашла для этих целей подходящее, обильное и постоянно возобновляемое сырье. В специальном журнале Journal of Cleaner Production они опубликовали результаты своих экспериментов с мочевиной (лат. Urea), важным компонентом человеческой мочи.

Мочевина способна расщеплять молекулы водорода и снижать вязкость жидкостей - короче говоря: она позволить им даже при низком потреблении воды течь менее вязко. Исследователи в лабораторных условиях проверили, насколько хорошо это работает применительно к строительным материалам. В отсутствие настоящих лунных камней они использовали искусственный полимер, разработанный Европейским космическим агентством ESA, часть которого они смешали с мочевиной, а часть с другими пластификаторами. Из этой смеси с использованием 3D-печати были изготовлены небольшие цилиндры, и различные слои были наложены друг на друга (см. фото). Такой способ был выбран потому, что будущая лунная среда обитания людей также должна быть создана с помощью такой трехмерной печати, чтобы минимизировать участие человека в строительных работах и, таким образом, снизить опасность для космонавтов.

Образцы лунного бетона. Используя 3-D принтер, исследователи напечатали и сравнили несколько слоев лунного бетона. Оба образца содержат три процента пластификатора: мочевину (слева) и наиболее распространенный пластификатор нафталин (справа). © Shima Pilehvar et al. / Journal of Cleaner Production

По сравнению с обычными пластификаторами, такими как нафталин и поликарбоксилат, мочевинный бетон хорошо показал себя во всех нагрузочных испытаниях. Оказалось, что маленькие цилиндры смогли не только выдержать килограмм веса без деформации; прохождение нескольких циклов замораживания и оттаивания сделало их еще прочнее. Пилевар и ее команда собираются на следующем этапе исследовать более экстремальные колебания температуры, а также продолжить исследования в новом направлении: Насколько хорошо мочевинный бетон справится со своими задачами в вакууме? Сможет ли он защитить обитателей базы от метеоритных дождей и космического излучения? Также остается пока открытым вопрос о том, как будет мочевина извлекаться из мочи, и необходимо ли это вообще, потому что, возможно, и другие компоненты мочи, особенно вода, также могут способствовать стабильности новой лунной базы. Так что вполне вероятно, что будущие астронавты будут мочиться с пониманием того, что это поможет расширить их жизненное пространство на Луне.

ESA и "Роскосмос" перенесли запуск миссии "ExoMars" на два года

Загружается...

Картина дня

))}
Loading...
наверх