Кубсат, собранный в основном силами студентов бакалавриата и запущенный в космос в минувшее воскресенье, предназначен для исследования возможности использования новой двигательной системы, которая позволит удерживать на протяжении долгого времени крохотные спутники на орбите вокруг Земли без использования топлива. Это, в свою очередь, позволит формировать из крохотных спутников постоянно действующие группировки для слежения, например, за бурями и природными катастрофами.

Кубсат размером с булку хлеба был отправлен в космос с площадки Воздушно-космического порта Мохаве, США, компанией Virgin Orbit.

Малые спутники являются важной современной тенденцией развития рынка спутниковых технологий, однако в отличие от их более крупных собратьев большинство крохотных спутников не могут противостоять сопротивлению разреженной земной атмосферы на орбите, и поэтому их орбита быстро деградирует, и обычно срок их работы составляет несколько дней или недель, реже – несколько месяцев. Как правило, масса крохотного спутника при запуске критична, поэтому такие модели не оснащают двигательными системами, использующими ракетное топливо.

Для решения проблемы корректировки орбиты малых спутников студенты и профессорско-преподавательский состав Мичиганского университета, США, предлагают создавать тягу, поднимающую спутники вверх, не за счет выбрасывания струи газа в противоположную сторону, а за счет использования электромагнитных сил. Идея состоит в соединении двух крохотных спутников, каждый размером примерно с сотовый телефон, при помощи провода длиной от 10 до 30 метров, через который в обоих направлениях может проходить электрический ток, подаваемый солнечными панелями, причем замыкаются концы этого провода в ионосфере Земли. Когда через провод, находящийся в магнитном поле, течет ток, то со стороны этого магнитного поля на проводник действует сила. Команда планирует использовать эту силу для создания необходимой тяги с целью корректировки орбиты спутников.

Первая экспериментальная версия такой пары спутников, носящая название MiTEE-1: The Miniature Tether Electrodynamics Experiment-1, запущенная в космос в воскресенье, включает два спутника, один размером с булку хлеба, другой – размером с крупный смартфон, соединенных при помощи жесткой развертываемой мачты длиной около 1 метра. По мере развития этого проекта планируется увеличить длину проводника до 10 метров, сообщили участники проекта.

Согласно прогнозам авторов, этот наклон будет лишь увеличиваться в течение ближайших нескольких миллиардов лет.

Недавние наблюдения показали, что Титан и другие спутники постепенно удаляются от Сатурна с намного более высокой скоростью, чем считалось ранее. Включив эти новые данные в расчет, исследователи пришли к выводу, что этот процесс влияет на наклон оси вращения Сатурна – чем дальше спутники удаляются от Сатурна, тем больше становится наклон оси вращения планеты.

Решающее событие, обусловившее наклон оси Сатурна, произошло относительно недавно. На протяжении первых трех миллиардов лет после формирования Сатурна его ось оставалась относительно неподвижной и лишь слегка наклоненной по отношению к плоскости его солнечной орбиты. И лишь примерно один миллиард лет назад постепенное движение спутников гигантской планеты вызвало явление резонанса, свидетелями которого мы являемся в настоящее время – ось вращения Сатурна начала активно взаимодействовать с орбитой планеты Нептун, и ее наклон постепенно увеличился до современного значения в 27 градусов.

Эти находки ставят под сомнение предыдущие сценарии. Астрономы уже давно пришли к согласию относительно факта существования этого резонанса. Они, однако, считали, что он имел место более чем четыре миллиарда лет назад, когда происходили изменения орбиты Нептуна. С того времени ось Сатурна оставалась стабильной. На самом деле ось Сатурна продолжает наклоняться, и то, что мы видим сегодня, представляет собой лишь переходный этап этого процесса. На протяжении ближайших нескольких миллиардов лет наклон орбиты Сатурна может увеличиться почти в два раза.

Ученые использовали космическую обсерваторию «размером с Галактику» для обнаружения возможных признаков уникального гравитационно-волнового сигнала, представляющего собой рябь самого пространства-времени.

Эти новые находки были сделаны в рамках совместного канадско-американского проекта под названием North American Nanohertz Observatory for Gravitational Waves (NANOGrav).

На протяжении более чем 13 лет исследователи проекта NANOGrav анализировали радиоизлучение, идущее со стороны десятков различных пульсаров, расположенных в нашей галактике Млечный путь, с целью обнаружения «фонового гравитационно-волнового излучения». Так ученые называют устойчивый поток гравитационных волн с весьма продолжительным периодом, который постоянно омывает Землю. Пока команда не смогла точно подтвердить обнаружение такого фона, однако стала на несколько шагов ближе к его возможному обнаружению, сообщил Джозеф Саймон (Joseph Simon), астрофизик из Колорадского университета в Боулдере, США, и главный автор новой научной работы.

«Мы зарегистрировали устойчивый сигнал в ходе наблюдений, - сказал Саймон, исследователь-постдок с кафедры астрофизики и планетологии. – Но пока мы не можем с уверенностью показать, что этот сигнал связан с фоновым гравитационно-волновым излучением».

В 2017 г. ученые эксперимента Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory (LIGO) получили Нобелевскую премию по физике за первое обнаружение гравитационных волн. Эти волны были порождены двумя черными дырами звездных масс, столкнувшимися на расстоянии примерно в 130 миллионов световых лет от Земли. В отличие от этого сигнала гравитационно-волновой сигнал, который ищут Саймон и его коллеги, может быть связан с черными дырами иного класса – сверхмассивными черными дырами (СМЧД), расположенными в центрах галактик. В то время как колебания пространства-времени в случае гравитационных волн, порожденных черными дырами звездных масс, происходят обычно в течение нескольких секунд, колебания, вызванные СМЧД, происходят на протяжении нескольких лет или даже десятков лет. Эти колебания отражаются на тайминге периодических сигналов, поступающих от разных пульсаров, разбросанных по нашей Галактике, что позволяет выявить данное фоновое гравитационно-волновое излучение в случае его наличия, объясняют ученые проекта NANOGrav

Кроме того, на видео показана вспышка, которая породила эльфов. Несмотря на фантастическое название, явление вполне реальное: эльфы представляют собой огромные, но слабо светящиеся вспышки-конусы, которые появляются непосредственно из верхней части грозового облака. Их диаметр достигает примерно 400 км.

Красивые явления удалось заснять с помощью набора оптических камер, фотометров и других приборов, установленных в обсерватории Европейского монитора атмосферно-космических взаимодействий (ASIM) на Международной космической станции. В источнике говорится, что на молнии смотрели с высоты 400 км.

По словам ученых, полученные кадры помогут в изучении особенностей погоды на Земле. Наблюдения дают ключ к разгадке того, как молнии возникают в облаках. Исследователи также считают, что подобные молнии могут влиять на концентрацию парниковых газов в атмосфере Земли, но пока это лишь предположение, которое будут подробно

рассматривать в будущем.

Через месяц после сброса лунных образцов на Землю зонд (служебный модуль) «Чанъэ-5» преодолел 1,43 млн км по пути к точке Лагранжа L1. На борту космического аппарата осталось около 100 кг топлива, часть которого он потратит на торможение. В точку L1 на линии Земля-Солнце, где тяготение этих небесных сил уравновешивает друг друга, «Чанъэ-5» прибудет через два месяца.

Нахождение в точке Лагранжа L1 для космического объекта обходится с минимальным расходом топлива, поскольку гравитация Солнца и Земли компенсируют одна другую, что позволяет вести наблюдение с минимальным расходом горючего. Точка Лагранжа L1 находится примерно в 1,5 млн км от Земли. Для Китая это опыт эксплуатации космического аппарата условно в дальнем космосе, где условия сильно отличаются от движения по орбите.

«Миссия предоставит данные для потенциальных исследований дальнего космоса в будущем», — сказала заместитель главного конструктора Шэн Жуйцин (Sheng Ruiqing) в интервью китайской государственной телекомпании CCTV. После оценки систем «Чанъэ-5» в точке Лагранжа зонду, возможно, будет поставлена другая задача.

Вместо этого Янхунен предлагает людям заселить гигантский спутник, который, однако, следует сначала построить на орбите вокруг Цереры, карликовой планеты, расположенной в Главном астероидном поясе, между орбитами Юпитера и Марса.

Многие астрономы отмечали многочисленные трудности, которые возникают при попытке освоения Луны или Марса – поскольку условия на поверхностях обоих этих космических объектов являются весьма неблагоприятными для человека. Поэтому ряд ученых высказывал предложение построить вместо этого космическую базу, способную вместить десятки тысяч людей. Но строительство такой структуры также сопряжено с рядом проблем, среди которых необходимость защиты людей от космической радиации, обеспечение привычной человеку гравитации, а прежде всего – выбор подходящего места в космосе. В своей работе Янхунен показывает, что Церера будет идеальным местом для размещения такой искусственной структуры, если расположить ее на орбите вокруг карликовой планеты. Он отмечает, что низкая 1000-километровая орбита позволит поднимать строительные материалы и припасы с поверхности карликовой планеты при помощи космического лифта – а на поверхности Цереры в изобилии присутствуют азот, вода и диоксид углерода, необходимые для успешного возведения и функционирования базы, рассуждает автор.

Также Янхунен рассматривает в своей работе возможность строительства спутника в форме тарелки – который, в представлении ученого, будет иметь длину свыше 1 километра, а его поверхность будет покрыта тысячами взаимосвязанных цилиндрических ячеек, где будут проживать люди, а также располагаться необходимые сельскохозяйственные предприятия и зоны отдыха. Он также предлагает установку пары гигантских зеркал для сбора солнечной энергии с двух противоположных сторон спутника, в результате чего структура мега-спутника в целом будет напоминать раковину моллюска. Физик предлагает для начала заселить спутник примерно 50 000 человек. Он также отмечает, что большая часть этой базы будет построена из материалов, добытых с поверхности Цереры. Требуемая гравитация на базе будет достигнута раскручиванием ее с требуемой скоростью, добавляет он.

Хорошо известно, что расширение Вселенной ускоряется из-за таинственной темной энергии. Внутри галактик звезды также испытывают ускорение, однако оно связано в основном с темной материей и плотностью распределения звезд. В новом исследовании были впервые произведены прямые измерения среднего ускорения звезд нашей галактики Млечный путь. В этой работе команда под руководством Суканьи Чакрабарти (Sukanya Chakrabarti) из Института перспективных исследований, США, использовала данные наблюдений пульсаров для определения радиальных и вертикальных ускорений звезд, находящихся в галактической плоскости и вне ее. Исходя из этих новых прецизионных измерений и известного количества видимой материи в Галактике, исследователи затем смогли рассчитать плотность распределения темной материи в нашей Галактике, минуя привычное допущение о том, что Млечный путь находится в устойчивом состоянии.

«Наш анализ не только является первым случаем измерения тех крохотных ускорений, которые испытывают звезды Галактики, но также открывает возможность расширить проведенную работу для понимания природы темной материи, и в конечном счете – темной энергии, если говорить о более крупных масштабах», - сказала Чакрабарти.

В то время как в большинстве предыдущих исследований при расчете средней плотности массы Галактики предполагалось, что Галактика находится в состоянии равновесия, в этом новом исследовании рассмотрено естественное, неравновесное состояние Млечного пути. Для пояснения понятия о неравновесном состоянии здесь уместна аналогия с прудом, в который бросают камень: в то время как изначально неподвижный пруд находится в состоянии равновесия, при попадании в него камня по поверхности воды расходятся волны, и пруд временно переходит в неравновесное состояние. Именно в таком неравновесном состоянии пребывает в настоящее время Млечный путь, испытывающий возмущения со стороны большого количества поглощенных им карликовых галактик

Учёный отметил, что европейское оборудование не способно фиксировать развитие «эльфов», тогда как российский прибор видит не только это, но также успешно регистрировал двойных и тройных «эльфов». «При этом собственно картину развития «эльфов» они наблюдать не могут, потому что у них нет приборов с высоким временным разрешением. Они просто по спектру излучения предполагают, что это «эльф»: если короткое излучение в ультрафиолете, то, значит, скорее всего, это «эльф», — сказал Павел Климов.

Ранее Европейское космическое агентство сообщило о том, что их система мониторинга атмосферно-космических взаимодействий (ASIM) зафиксировала редкие явления, наблюдать которые с поверхности планеты нельзя. Агентство выпустило анимацию, на которой демонстрируется развитие «синих струй», представляющих собой поднимающиеся на 50 км светящиеся потоки, а также «эльфов» — быстро распространяющихся в ионосфере на большие расстояния колец оптического и ультрафиолетового излучения.

Согласно имеющимся данным, в настоящее время на МКС используется российское оборудование эксперимента «УФ-атмосфера», работающее параллельно с европейским. В конструкции отечественного прибора имеется камера с временным разрешением 2,5 микросекунды, благодаря чему он может видеть детальную пространственно-временную картинку событий. По словам Климова, чувствительность российского скоростного телескопа примерно на два порядка выше, чем у европейского, что позволяет ему замечать значительно больше данных.

«Эльфы» прекрасно видны, сейчас их порядка 15-20 штук зарегистрировано. Видна пространственно-временная структура развития этих событий. И есть необычные вещи, связанные с тем, что называется «двойные эльфы», то есть когда два кольца бегут, и есть даже «тройной эльф», то есть когда три кольца друг за другом бегут», — заявил учёный. Он также отметил, что российский эксперимент ещё не завершён, поскольку основной массив собираемых данных передаётся на флешках, которые возвращаются на Землю вместе с космонавтами.

KIC-8462852 находится почти в созвездии Лебедя на расстоянии около полутора тысяч световых лет от Земли и по размерам примерно в полтора раза превосходит Солнце. Главной особенностью этой звезды являются изменения её яркости — время от времени она резко падает более чем на 20 процентов.

Авторы новой научной работы провели моделирование, на основании которого пришли к выводу, что звезда Табби может периодически сближаться с соседней звездой, находящейся от нее примерно в 880 раз дальше, чем Земля от Солнца. По мнению специалистов, это не влияет на яркость звезды напрямую, однако может привести к беспорядочному перемещению планет на ее орбите и появлению множества обломков, которые, в свою очередь, "загораживают" свет для наблюдателей с Земли.

Исследование принято к публикации в научном издании The Astrophysical Journal.

Ранее ученые предлагали множество других объяснений необычному мерцанию. Самым "захватывающим" предположением является наличие так называемой "сферы Дайсона" - гипотетической рукотворной структуры, которая позволила бы инопланетным сверхцивилизациям, в случае существования таковых, собирать свет своей звезды, получая большое количество энергии.

Менее "фантастические" версии включают в себя множество планет, газопылевые облака или крупную планету с кольцами на орбите KIC-8462852, а также неравновесные термодинамические процессы в самой звезде. Впрочем, ни одно из этих и других предположений единодушной поддержки научного сообщества не получило.

Ледниковые периоды происходили вследствие изменения наклона оси Марса. Такие погодные встряски отразились на рисунке камней, которые за долгую историю планеты срослись с ледниками.

История ледниковых периодов может дать исследователям ответы на множество вопросов о планете на разных стадиях ее существования. Что очень важно для ее будущего изучения во время марсианских миссий.

Камни сохранили следы, по которым можно установить, когда происходили ключевые погодные изменения.

Долгие годы планетологи пытались определить, имел ли место на Марсе один затяжной ледниковый период, в результате которого образовались его ледники. Или же таковых было несколько на протяжении многих миллионов лет.

Пролить свет на загадки ледниковых периодов помогло изучение валунов и ледников.


За два лета команда исследовала 60 000 марсианских камней

Проверить свои предположения и найти ответы на вопросы ученый смог, изучая изображения 45 ледников Марса. Их сделал спутник NASA Mars Reconnaissance Orbiter.

Поскольку работа обещала быть кропотливой, планетолог взял себе в помощь 10 студентов. За два лета команда проанализировала 60 тысяч крупных марсианских камней.

Позже планетолог шутил, дескать, команда «прогуливалась вверх и вниз по ледникам и наносила на карту валуны».

Оказалось, что камни группировались определенным образом и перемещались внутри ледников. Исследователи обнаружили следы таявшего льда, которые остались с тех времен, когда на Марсе в очередной раз менялся наклон оси. А, значит, имел место ледниковый период.

Джо Леви сделал вывод, что за последние 300-800 лет Красная планета пережила до 20 ледниковых периодов.

Исследователи продолжат картографирование ледников на Марсе в надежде узнать больше о прошлом планеты и о возможном существовании жизни на ней.

Аналіз даних зонда Cassini показав, що глибина центральної частини моря Кракена може досягати 300 метрів. Однак через низьку температуру роль води там грають легкі вуглеводні, метан і етан, що утворюють річки та моря, випаровуються хмарами і падають дощем.


Що з'ясували вчені

Американський зонд Cassini, у 2004-2017 роках працював біля Сатурна, зокрема й досліджував його супутник Титан поблизу. Бортовий радар дозволив зазирнути крізь щільну, непроникну для звичайних інструментів атмосферу. Йому дійсно відкрився вельми "земний" ландшафт з річковими руслами, озерами і островами. Ця робота дозволила отримати перші карти поверхні Титану і навіть проміряти глибину його "вуглеводойм". Проте досі в цих даних бракувало однієї ключової деталі.


Була встановлена глибина і склад всіх морів Титану, за винятком найбільшого, моря Кракена, яке не тільки називається вражаюче, але і містить до 80 відсотків всієї рідини на поверхні супутника,
— говорить Валеріо Поґґіалі з Корнельського університету.

Поґґіалі з колегами звернулися до даних, які зібрав зонд Cassini в 2014 році, коли провів вимірювання в трьох ділянках моря Кракена. Тоді радарні спостереження показали, що в районі затоки Синус глибина сягає 85 метрів. Рідина там на 70 відсотків складається з метану, на 14 відсотків — з етану, а ще на 16 відсотків — з рідкого азоту.

Однак в центральній частині Моря Кракена досягти дна так і не вдалося: або воно знаходиться занадто глибоко, або склад рідини там інший, і вона поглинає надто багато радіохвиль, не дозволяючи вловити відбитий від дна сигнал. Другий варіант малоймовірний, оскільки рідина в морі постійно перемішується, тому автори роботи схиляються до першого варіанту.

Розрахунки показують, що в цьому випадку глибина центральних районів Моря Кракена становить не менше 100 метрів, а в окремих ділянках може доходити до 300 метрів. Ці дані несуть особливу цінність для NASA, де зараз проєктують безпілотний підводний апарат для роботи на Титані. Теоретично місія може стартувати приблизно у 2040 році.

Этот газовый гигант, носящий название WASP-62b, был впервые обнаружен в 2012 г. при помощи обзора неба Wide Angle Search for Planets (WASP) South. Однако изучение атмосферы этой планеты до сих пор никем не проводилось.

«В моей диссертации я представляю результаты изучения экзопланет, - сказала Мунацца Алам (Munazza Alam), аспирант Астрофизического центра, являющаяся главным автором нового исследования. – Я беру уже открытые планеты и провожу дополнительные наблюдения этих планет в попытке охарактеризовать их атмосферы».

Известная как «горячий юпитер», планета WASP-62b находится на расстоянии около 575 световых лет от нас и имеет массу примерно вдвое меньше массы крупнейшей планеты Солнечной системы. Однако, в отличие от Юпитера, совершающего один оборот вокруг нашей звезды в течение 12 лет, планета WASP-62b обращается вокруг своего светила с периодом всего лишь 4,5 суток. Такая близость к звезде обусловливает экстремально высокие температуры на поверхности планеты, поэтому такие газовые гиганты принято называть «горячими юпитерами».

Используя космический телескоп Hubble («Хаббл»), Алам провела спектроскопические наблюдения планеты WASP-62b, анализируя изменения спектра света родительской звезды в то время, когда перед ней проходила планета. Такие наблюдения в оптическом диапазоне позволяют обнаружить, в частности, элементы натрий и калий в атмосфере планеты.

В результате проведенных наблюдений ученый не обнаружила следов калия в атмосфере планеты WASP-62b, однако спектральные признаки натрия были невероятно четкими. Команда смогла наблюдать все линии поглощения натрия в полученных спектрах, то есть получить полную спектральную картину натрия, в то время как обычно астрономы едва различают линии этого металла в спектрах атмосфер планет.

«Это говорит нам о том, что в атмосфере планеты WASP-62b отсутствуют облака, затрудняющие наблюдения натрия», - пояснила она.

Планеты, лишенные облаков, являются чрезвычайно редкими – на них приходится, согласно недавним исследованиям, лишь не более 7 процентов от числа всех планет, известных науке. Изучение таких планет позволяет глубже понять причины формирования таких «безоблачных атмосфер», а также облегчает определение химического состава вещества планеты, пояснила Алам.