Термояду.нет  
17 Июнь 2019, 17:33:36 *
Добро пожаловать, Гость. Пожалуйста, войдите или зарегистрируйтесь.

Войти
Новости: Большинство функций форума доступны только после регистрации
 
   Начало   Помощь Поиск Войти Регистрация  
Страниц: 1 ... 13 14 [15]
  Печать  
Автор Тема: Тайны Солнечной системы  (Прочитано 147171 раз)
Avtor
Администратор
Ветеран
*****
Сообщений: 1925


Просмотр профиля
« Ответ #210 : 29 Январь 2019, 07:57:45 »

О Солнце...
Навстречу солнечному ветру

Как зонд «Паркер» будет исследовать ближайшую к нам звезду

(12 августа 2018 года, в космос отправилась) новая миссия по изучению Солнца — Parker Solar Probe (или солнечный зонд «Паркер»). Через несколько лет аппарат подойдет к Солнцу так близко, как это еще не удавалось ни одному рукотворному объекту. Редакция N + 1 с помощью Сергея Богачева, главного научного сотрудника лаборатории рентгеновской астрономии Солнца ФИАН, решила разобраться, зачем ученые посылают аппарат в столь жаркое место и каких результатов от него ждут.

Когда мы смотрим на ночное небо, то видим огромное количество звезд — самую многочисленную категорию объектов во Вселенной, доступных для наблюдений с Земли. Именно эти огромные сияющие газовые шары производят в своих термоядерных «топках» многие химические элементы тяжелее водорода и гелия, без которых не существовала бы и наша планета, и все живое на ней, и мы сами.

Звезды находятся на огромных дистанциях от Земли — расстояние до ближайшей из них, Проксимы Центавра, оценивается в несколько световых лет. Но есть одна звезда, чей свет идет до нас всего восемь минут, — это наше Солнце, и наблюдения за ним помогают нам больше узнать о других звездах Вселенной.

Солнце гораздо ближе к нам, чем это кажется на первый взгляд. В определенном смысле, Земля находится внутри Солнца — ее постоянно омывает поток солнечного ветра, исходящего из короны — внешней части атмосферы звезды. Именно потоки частиц и излучения от Солнца управляют «космической погодой» вблизи планет. От этих потоков зависит появление полярных сияний и возмущения в магнитосферах планет, а вспышки на Солнце и корональные выбросы массы выводят из строя спутники, влияют на эволюцию жизненных форм на Земле и определяют радиационную нагрузку на пилотируемые космические миссии. Причем подобные процессы происходят не только в Солнечной системе, но и в других планетных системах. Поэтому понимание процессов в короне Солнца и внутренней гелиосфере позволяет нам лучше ориентироваться в особенностях поведения плазменного «океана», окружающего Землю.

«Из-за удаленности Солнца практически всю информацию о нем мы получаем через генерируемое им излучение. Даже какие-то простые параметры, такие как температура, которые на Земле могут измеряться обычным градусником, для Солнца и звезд определяются существенно более сложным способом — по спектру их излучения. Это относится и к более сложным характеристикам, например к магнитному полю. Магнитное поле способно влиять на спектр излучения, расщепляя линии в нем, — это так называемый эффект Зеемана. И именно благодаря тому, что поле меняет спектр излучения звезды, мы способны его зарегистрировать. Если бы такого влияния не было в природе, то мы бы ничего не знали о магнитном поле звезд, так как способа прямо подлететь к звезде нет», — говорит Сергей Богачев.

«Но у этого способа есть и ограничения — взять хотя бы то, что отсутствие излучения лишает нас информации. Если говорить про Солнце, то солнечный ветер не излучает свет, поэтому никакого способа удаленно определять его температуру, плотность и иные свойства нет. Не излучает свет и магнитное поле. Да, в нижних слоях солнечной атмосферы магнитные трубки заполнены светящейся плазмой и это дает возможность измерять магнитное поле вблизи поверхности Солнца. Однако уже на удалении одного радиуса Солнца от его поверхности такие измерения невозможны. И таких примеров можно привести довольно много. Как же быть в такой ситуации? Ответ очень простой: надо запускать зонды, которые могут подлететь прямо к Солнцу, погрузиться в его атмосферу и в солнечный ветер и проводить измерения непосредственно на месте. Такие проекты широко распространены, хотя менее известны, чем проекты космических телескопов, производящих удаленные наблюдения и поставляющих намного более эффектные данные (например, фотографии), чем зонды, с которых идут скучные потоки цифр и графиков. Но если говорить про науку, то, конечно, мало какое удаленное наблюдение может сравниться по силе и убедительности с исследованием объекта, который находится вблизи», — продолжает Богачев.

Загадки Солнца

Наблюдения за Солнцем велись еще в Древней Греции и в Древнем Египте, а на протяжении последних 70 лет не один десяток космических спутников, межпланетных станций и телескопов, начиная от «Спутника-2» и заканчивая работающими сегодня космическими обсерваториями, такими как SDO, SOHO или STEREO, пристально следили (и следят) за поведением самой близкой к нам звезды и ее окрестностями. Тем не менее, у астрономов по-прежнему остается немало вопросов, связанных со строением Солнца и его динамикой.

Например, уже более 30 лет перед учеными стоит проблема солнечных нейтрино, заключающаяся в недостатке зарегистрированных электронных нейтрино, образующихся в ядре Солнца в результате ядерных реакций, по сравнению с их теоретически предсказанным количеством. Другая загадка связана с аномальным нагревом короны. Этот самый внешний слой атмосферы звезды имеет температуру более миллиона градусов Кельвина, в то время как видимая поверхность Солнца (фотосфера), над которой располагаются хромосфера и корона, нагрета всего до шести тысяч градусов Кельвина. Это кажется странным, ведь по логике более внешние слои звезды должны быть более холодными. Прямого теплопереноса между фотосферой и короной недостаточно для обеспечения подобных температур, что означает, что здесь работают иные механизмы подогрева короны.

Существуют две основные теории, объясняющие эту аномалию. Согласно первой, за перенос тепла из конвективной зоны и фотосферы Солнца в хромосферу и корону ответственны магнитоакустические волны и Альвеновские волны, которые, рассеиваясь в короне, увеличивают температуру плазмы. Однако эта версия имеет ряд недостатков, например магнитоакустические волны не могут обеспечить перенос достаточно большого объема энергии в корону из-за рассеяния и отражения обратно в фотосферу, а волны Альвена относительно медленно преобразуют свою энергию в тепловую энергию плазмы. Кроме того, долгое время каких-либо прямых свидетельств распространения волн через солнечную корону просто не существовало — лишь в 1997 году космическая обсерватория SOHO впервые зарегистрировала магнитоакустические солнечные волны на частоте в один миллигерц, которые дают лишь десять процентов энергии, необходимой для нагрева короны до наблюдаемых температур.

Вторая теория связывает аномальный нагрев короны с постоянно происходящими микровспышками, возникающими из-за непрерывного пересоединения магнитных линий в локальных областях магнитного поля в фотосфере. Эта идея была предложена в 1980-х годах американским астрономом Юджином Паркером, чьим именем назван зонд и который также предсказал наличие солнечного ветра — потока высокоэнергетичных заряженных частиц, непрерывно испускаемых Солнцем. Однако теория микровспышек также до сих пор не получила подтверждения. Возможно, на Солнце работают оба механизма, однако это необходимо доказать, а для этого надо подлететь к Солнцу на достаточно близкое расстояние.

С короной связана еще одна тайна Солнца — механизм образования солнечного ветра, заполняющего всю Солнечную систему. Именно от него зависят такие явления космической погоды, как северные сияния или магнитные бури. Астрономов интересуют механизмы возникновения и ускорения медленного солнечного ветра, рождающегося в короне, а также роль магнитных полей в этих процессах. Здесь также существует несколько теорий, имеющие как доказательства, так и недостатки, и ожидается, что зонд «Паркер» поможет расставить точки над i.

«В целом, в настоящее время существуют достаточно проработанные модели солнечного ветра, которые предсказывают, как должны меняться его характеристики по мере удаления от Солнца. Точность этих моделей достаточно высока на расстояниях порядка земной орбиты, но насколько точно они описывают солнечный ветер на близких расстояниях от Солнца, не понятно. Вероятно, „Паркер“ может помочь с этим. Еще довольно интересный вопрос — ускорение частиц на Солнце. После вспышек к Земле приходят потоки большого числа ускоренных электронов и протонов. Не до конца ясно, однако, происходит ли их ускорение непосредственно на Солнце, а потом они просто движутся к Земле по инерции, или эти частицы дополнительно (а может быть и полностью) ускоряются на пути к Земле межпланетным магнитным полем. Возможно, когда на Землю придут данные, собранные зондом вблизи Солнца, с этим вопросом тоже можно будет разобраться. Есть еще несколько аналогичных проблем, продвинуться в решении которых можно тем же путем, — сравнив аналогичные измерения вблизи Солнца и на уровне земной орбиты. В целом, именно на решение таких вопросов и нацелена миссия. Остается только надеяться, что аппарат ждет успех», — говорит Сергей Богачев.

Прямиком в пекло

... По плану процесс сближение с Солнцем продлится семь лет — с каждой новой орбитой (всего их 24) аппарат будет все ближе подходить к светилу. Первый перигелий будет пройден уже 1 ноября, на расстоянии 35 солнечных радиусов (около 24 миллионов километров) от звезды. Затем, после серии из семи гравитационных маневров вблизи Венеры, аппарат сблизится с Солнцем до расстояния около 9-10 солнечных радиусов (около шести миллионов километров) — это произойдет в середине декабря 2024 года. Это в семь раз ближе, чем перигелий орбиты Меркурия, еще ни один рукотворный космический аппарат не подбирался настолько близко к Солнцу (текущий рекорд принадлежит аппарату Helios-B, который приближался к звезде на 43,5 миллиона километров).

Выбор подобной позиции для наблюдений не случаен. По расчетам ученых, на расстоянии десяти радиусов от Солнца находится точка Альвена — область, где солнечный ветер ускоряется настолько, что покидает Солнце, а волны, распространяющиеся в плазме, уже не оказывают на него влияния. Если зонд сможет оказаться вблизи точки Альвена, то можно считать, что он вошел в солнечную атмосферу и коснулся Солнца.

"Задача зонда заключается в измерении основных характеристик солнечного ветра и солнечной атмосферы вдоль своей траектории. Научные инструменты на его борту не являются уникальными, не обладают рекордными характеристиками (если не считать такими способность выдержать потоки солнечной радиации в перигелии орбиты). Parker Solar Probe — это аппарат с обычными приборами, но на уникальной орбите. Большинство (а может быть, даже все научные приборы) планируется держать отключенными на всех участках орбиты, кроме перигелиев, где аппарат наиболее близок к Солнцу. В некотором смысле такая научная программа дополнительно акцентирует, что главной задачей миссии является изучение солнечного ветра и солнечной атмосферы. Когда аппарат будет уходить от перигелия, данные с тех же приборов будут превращаться в рядовые, и для сохранения ресурса научных инструментов их будут просто переключать в фоновый режим до следующего сближения. В этом смысле способность выйти на заданную траекторию и способность прожить на ней заданное время — это те факторы, от которых в первую очередь будет зависит успех миссии«, — рассказывает Сергей Богачев.

Чтобы выжить вблизи звезды, зонд оснащен теплозащитным щитом, работающим в качестве «зонта», под которым укроются все научные приборы. Передняя часть щита будет выдерживать нагрев до температур более 1400 градусов Цельсия, в то время как температура его задней части, где находятся научные инструменты, не должна превысить тридцати градусов Цельсия. Такой перепад температур обеспечивает особая конструкция этого «солнечного зонтика». При общей толщине всего в 11,5 сантиметра он состоит из двух панелей, сделанных из углеграфитового композита, между которыми находится слой углеродной пены. На переднюю часть щита нанесено защитное покрытие и белый керамический слой, увеличивающий его отражательные свойства.

Кроме щита, проблему перегрева призвана решить система охлаждения, использующая в качестве хладагента 3,7 литра деионизированной воды, находящейся под давлением. Электрическая проводка аппарата сделана с использованием высокотемпературных материалов, таких как сапфировые трубочки и ниобий, а во время сближений с Солнцем солнечные панели будут убираться под тепловой щит. Помимо сильного нагрева, инженерам миссии придется учитывать сильное световое давление со стороны Солнца, которое будет сбивать правильную ориентацию зонда. Чтобы облегчить эту работу, на зонд в разных местах установлены датчики солнечного света, помогающие контролировать защищенность научной аппаратуры от воздействия Солнца...

Солнце хранит еще немало тайн, разгадка которых порой занимает десятилетия и приводит к неожиданным результатам. Остается надеяться, что «Паркер» не повторит судьбу Икара, героя древнегреческого мифа, и успеет собрать за свою недолгую жизнь большое количество уникальных научных данных, а те, в свою очередь, позволят ученым узнать больше о самой близкой к нам звезде.

Александр Войтюк

https://nplus1.ru/material/2018/08/10/touch-the-Sun.

P.S. 19 января 2019 года «Паркер» достиг афелия первой научной орбиты и начал полет по второй научной орбите вокруг Солнца, в ходе которого 4 апреля 2019 года он пролетит на минимальном расстоянии около 24 миллионов километров от звезды: https://nplus1.ru/news/2019/01/28/second-orbit-to-sun, http://www.termoyadu.net/index.php?topic=33.msg3317#msg3317.

Другие новости...
- Девятая планета Солнечной системы оказалась суперземлей
https://lenta.ru/news/2019/02/27/planetx/,
https://ria.ru/20190227/1551421548.html,
https://arxiv.org/abs/1902.10103.
-- Предыстория здесь: http://www.termoyadu.net/index.php?topic=43.msg2964#msg2964.

P.P.S. Зонд «Паркер» начал второе тесное сближение с Солнцем
https://nplus1.ru/news/2019/03/30/PSP-two-flyby,
http://parkersolarprobe.jhuapl.edu/News-Center/Show-Article.php?articleID=120.
« Последнее редактирование: 31 Март 2019, 08:40:28 от Avtor » Записан
Avtor
Администратор
Ветеран
*****
Сообщений: 1925


Просмотр профиля
« Ответ #211 : 06 Март 2019, 19:42:40 »

Исследования Луны...
Китайский луноход исследовал камни на обратной стороне Луны

ПЕКИН, 6 мар – РИА Новости. Китайский луноход "Юйту-2" ("Нефритовый заяц-2") исследовал камни на обратной стороне Луны и в общей сложности уже преодолел 127 метров, говорится в сообщении Китайского национального космического управления.

Космический аппарат "Чанъэ-4" и луноход "Юйту-2", с начала января исследующие обратную сторону Луны, переждали лунную ночь в спящем режиме и проснулись 1 марта.

Из-за экстремально низких температур на обратной стороне Луны в ночной период, аппараты входят в "спящий режим", чтобы сохранить работоспособность для дальнейших экспериментов.
"После пробуждения "Чанъэ-4" и луноход "Нефритовый заяц - 2" работают в нормальном режиме.

Луноход провел исследования камней, а также изучил след, оставшийся на грунте от колес", - говорится в сообщении ведомства.

Сообщается, что диаметр самого большого исследованного камня составляет около 20 сантиметров. Во время зондирования луноход находился на расстоянии 1,2 метра от камней.

По состоянию на данный момент, луноход преодолел в общей сложности 127 метров.

"Чанъэ-4" утром 3 января осуществил историческую мягкую посадку на Луне и уже через несколько часов прислал первые снимки поверхности обратной стороны спутника. Аппарат прилунился в кратере Карман, в северо-западной части самого большого известного лунного кратера Бассейн Южный полюс — Эйткен. Китайское национальное космическое управление признало абсолютно успешной миссию " Чанъэ-4" по исследованию обратной стороны Луны.

За время своего пребывания на обратной стороне Луны китайские космические аппараты выполнили уже целый ряд задач, включая первый в истории человечества биологический эксперимент на лунной поверхности, в ходе которого удалось прорастить хлопчатник.

"Чанъэ-4" регулярно присылает снимки поверхности обратной стороны Луны, которые значительно помогают ученым со всего мира в дальнейшем изучении естественного спутника Земли.

https://ria.ru/20190306/1551597702.html.

В дополнение...
- О посадке китайского аппарата на Луну здесь:
http://www.termoyadu.net/index.php?topic=13.msg3320#msg3320.
- Температура на обратной стороне Луны минус 190 градусов
http://russian.cri.cn/news/homeList/380/20190201/243960.html, https://tass.ru/kosmos/6062817,
https://korrespondent.net/tech/science/4059913-kytaitsy-yzmeryly-nochnuui-temperaturu-na-lune,
https://hi-news.ru/technology/kitajskij-lunoxod-perezhil-pervuyu-noch-na-obratnoj-storone-luny.html.
- Новый снимок от китайского лунохода
https://mobile.twitter.com/AJ_FI/status/1104272506318479360/photo/1?ref_src=twsrc.

P.S. Китайский луноход миссии «Чанъэ-4» прислал новые снимки поверхности Луны
https://hi-news.ru/space/kitajskij-lunoxod-missii-chane-4-prislal-novye-snimki-poverxnosti-luny.html.
- Китайский луноход «Юйту-2» прислал новые фотографии обратной стороны Луны
https://nplus1.ru/news/2019/04/23/Yutu-two-new-photos.
« Последнее редактирование: 25 Апрель 2019, 10:37:09 от Avtor » Записан
Avtor
Администратор
Ветеран
*****
Сообщений: 1925


Просмотр профиля
« Ответ #212 : 21 Май 2019, 10:04:38 »

О Плутоне...
Ученые выяснили, почему океан Плутона до сих пор не замерз

МОСКВА, 20 мая – РИА Новости. Подледный океан в недрах Плутона продолжает оставаться жидким благодаря своеобразной "теплоизоляции", тонкому слою из замороженного метана, который отделяет его теплые воды от холодной ледяной "коры" карликовой планеты. К такому выводу пришли японские планетологи, опубликовавшие статью в журнале Nature Geoscience.

"Похожая газовая "изоляция" может сохранять океаны в недрах других относительно больших лун и карликовых планет, получающих минимальное количество тепла от Солнца. Получается, что во Вселенной может быть значительно больше океанов, чем мы считали раньше. Это повышает шансы на открытие внеземной жизни", — заявил Синути Камата (Shunichi Kamata) из университета Хоккайдо (Япония).

Первые данные, собранные зондом New Horizons во время пролета через систему Плутона летом 2015 года, указали на то, что эта карликовая планета может обладать гигантским подледным океаном.

В пользу этого, в частности, говорит то, что недра Плутона парадоксальным образом расширяются по мере их остывания, что происходит, когда вода в его подледном океане превращается в лед. Кроме того, необычная форма и глубина "сердца Плутона" указывают на то, что в его рождении был замешан подледный океан.

Астрономы предполагают, что в океане Плутона вряд ли есть жизнь. Гигантский океан под поверхностью Плутона скорее всего содержит в себе гигантские количества аммиака и солей, что ставит под сомнение возможность существования жизни в нем, за исключением крайне экзотических вариантов микробов.

Первые модели этого океана, построенные на базе информации с New Horizons, указали на то, что он может оставаться жидким до сих пор и что он может быть похож по своему составу и свойствам на Мертвое море Земли – в нем содержится огромное количество соли и других веществ, не дающих воде замерзнуть.

В этом случае, как отмечает Камата, возникает противоречие – если океан Плутона содержит много "антифриза", то тогда он будет обладать относительно низкой плотностью. Это не сочетается с замерами New Horizons и распределением гравитационных аномалий - иначе говоря, лед будет тонуть в такой воде, а не плавать по ее поверхности.

Вдобавок, его существование требует запредельно высокого количества аммиака, которое не характерно ни для одного астероида, кометы или планеты. По этой причине японские планетологи еще раз задумались над тем, что могло защитить подледный океан "царя подземного мира" от замерзания.

Анализируя предположительное содержимое этого водоема, ученые обратили внимание на то, что в нем будет присутствовать некоторое количество метана и других углеводородов. Это заставило их вспомнить один процесс, который характерен для самых холодных океанов на Земле.

Дело в том, что при достаточно высоких давлениях и низких температурах, метан и прочие органические соединения будут "вмерзать" в лед и формировать особые соединения с водой, так называемые клатраты. Они обладают такой же плотностью, как и лед, благодаря чему они должны будут всплывать к "поверхности" океана и формировать своеобразную "прокладку" между водой и "корой" планеты.

В отличие ото льда, клатраты крайне плохо пропускают через себя тепло, что могло защитить воды Плутона от замерзания. Японские ученые проверили, так ли это на самом деле, создав компьютерную модель планеты, учитывавшую существование подобного слоя "теплоизоляции".

Как показали эти расчеты, появление даже тонкой прослойки из замороженного метана резко снизило темпы "побега" тепла в верхние слои коры Плутона. В результате этого океан из жидкой воды просуществовал в его недрах более 4,6 миллиарда лет, не меняясь в размерах, тогда как без подобного слоя он исчез через несколько сотен миллионов лет.

Этот же сценарий, как отмечают планетологи, объясняет две других загадки Плутона – почему в его атмосфере нет метана и как возникли различные гравитационные аномалии на его поверхности.

Дело в том, что вязкость клатратов заметно выше, чем у азотного или водного льда, благодаря чему крупные кратеры на поверхности Плутона, такие как равнина Спутника, будут существовать несколько миллиардов лет, если их запасы присутствуют на границе между океаном и "корой" планеты. В противном случае они исчезли бы без следа очень быстро, что опять противоречит снимкам с New Horizons.

Аналогичным образом, наличие подобной прослойки в недрах Европы, Энцелада и прочих "водных" лун Сатурна и Юпитера может объяснять то, как их океаны оставались жидкими на протяжении сотен миллионов лет, не обладая большими запасами аммиака и прочих "антифризов", которые там давно пытаются найти планетологи. Все это заметно повышает вероятность существования внеземной жизни в их водах, заключают авторы статьи.

https://ria.ru/20190520/1553650825.html.
« Последнее редактирование: 21 Май 2019, 10:12:21 от Avtor » Записан
Страниц: 1 ... 13 14 [15]
  Печать  
 
Перейти в:  

Частичная или полная перепечатка материалов сайта Термояду.нет
возможна только с разрешения администрации

© Ялышев Ф.Х. | Powered by SMF 1.1.21 | SMF © 2006, Simple Machines
Rambler's Top100 Рейтинг@Mail.ru