September 19th, 2020

Астрономия, космос, вселенная

SpaceX снова откладывает запуск Starlink

SpaceX снова откладывает запуск Starlink
https://www.astronews.ru/cgi-bin/mng.cgi?page=news&news=20200918233237
SpaceX снова отложила запуск 60 спутников Starlink из Флориды. Запуск был отменен в четверг и снова сегодня из-за неблагоприятных погодных условий в Атлантическом океане, где первая ступень Falcon 9 должна была совершить посадку на автономную баржу.
SpaceX заявила, что в ближайшие несколько дней погода будет неприемлемой. В связи с этим компания не объявила новую дату запуска 13-й партии широкополосных спутников Интернета.
Астрономия, космос, вселенная

Первое измерение расстояния до магнетара геометрическим методом

Первое измерение расстояния до магнетара геометрическим методом
https://www.astronews.ru/cgi-bin/mng.cgi?page=news&news=20200919180632
Астрономы при помощи радиообсерватории Very Long Baseline Array (VLBA) Национального научного фонда США произвели первое в истории науки определение расстояния до магнетара, лежащего в границах Млечного пути, геометрическим методом – измерение, которое поможет выяснить, могут ли магнетары являться источниками таинственных быстрых радиовсплесков.
Магнетары являются разновидностью нейтронных звезд – сверхплотных остатков массивных звезд, взорвавшихся как сверхновые – отличающейся экстремально мощным магнитным полем. Интенсивность магнитного поля типичного магнетара примерно в один триллион раз превышает интенсивность магнитного поля Земли, что делает магнетары объектами с самыми мощными магнитными полями, известными во Вселенной. Они могут испускать мощные импульсы рентгеновского и гамма-излучения, а с недавнего времени они также стали считаться наиболее вероятными кандидатами на роль источников быстрых радиовсплесков – таинственных коротких космических радиоимпульсов неизвестного происхождения, регистрируемых с 2007 г.
Магнетар под названием XTE J1810-197, открытый в 2003 г., стал первым из всего лишь шести таких объектов, со стороны которых астрономы смогли зарегистрировать импульсы радиоизлучения. Он излучал в радиодиапазоне в период с 2003 по 2008 гг., а затем «замолчал» на 10 лет. В декабре 2018 г. источник возобновил излучение ярких радиоимпульсов.
Команда астрономов под руководством Хао Дина (Hao Ding), студента магистратуры Технологического университета Суинберн, Австралия, использовала обсерваторию VLBA для проведения регулярных наблюдений магнетара XTE J1810-197 в период с января по ноябрь 2019 г., а затем – также в марте и апреле 2020 г. Наблюдая магнетар с противоположных точек околосолнечной орбиты Земли, астрономы смогли определить крохотное смещение его наблюдаемого местоположения на небе по отношению к более удаленным объектам. Этот эффект, называемый параллаксом, позволяет астрономам рассчитывать расстояние до космических объектов. Вычисленное таким образом расстояние до магнетара XTE J1810-197 составило около 8100 световых лет.
Согласно авторам, полученные результаты показывают, что магнетар XTE J1810-197 является одним из ближайших к Земле объектов своего класса и представляет собой перспективную цель для дальнейших наблюдений, в том числе для установления его возможной связи с быстрыми радиовсплесками.
Работа опубликована в журнале Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.
Астрономия, космос, вселенная

Наблюдения в ИК-диапазоне выявили свежий лед в северном полушарии Энцелада

Наблюдения в ИК-диапазоне выявили свежий лед в северном полушарии Энцелада
https://www.astronews.ru/cgi-bin/mng.cgi?page=news&news=20200919193311
Ученые использовали данные, собранные при помощи аппарата НАСА Cassini («Кассини») в течение 13 лет исследования им системы Сатурна, чтобы получить подробные снимки одного из его ледяных спутников – и обнаружить новые следы недавней геологической активности.
Новые комбинированные изображений, составленные из снимков, полученных при помощи космического аппарата Cassini, представляют собой самые подробные глобальные виды Энцелада в инфракрасном диапазоне. Полученные данные показывают, что поверхность северного полушария Энцелада была обновлена в результате недавней геологической активности, сообщает группа исследователей, включающая Габриэля Тоби (Gabriel Tobie) из Нантского университета, Франция.
Ученые миссии Cassini в 2005 г. обнаружили, что Энцелад – который выглядит при наблюдениях невооруженным глазом как яркий белый «снежок» с высокой отражательной способностью – разражается мощными извержениями ледяных осколков и водяных паров, исходящими из трещин в ледяной коре, под которой, вероятно, располагается подповерхностный океан. Эти новые снимки показывают, что инфракрасные сигналы хорошо согласуются с такой геологической активностью – и это особенно хорошо заметно для южного полюса. Именно здесь вырывающиеся из-под поверхности «тигровые полосы» выносят из океана лед и водяной пар.
Однако ряд структур, аналогичных структурам, наблюдаемым на инфракрасных снимках в южном полушарии Энцелада, также встречается и в северном полушарии. Это говорит ученым не только о том, что в северном полушарии планеты поверхность покрыта свежим льдом, но также о том, что в нем имела место аналогичная геологическая активность – обновление поверхности. Процессы обновления поверхности в северном полушарии могут быть связаны либо с такими же джетами, как и в южном полушарии, либо с постепенным движением льда сквозь трещины из океана, расположенного в недрах Энцелада, к его поверхности, пояснили авторы.
Исследование опубликовано в журнале Icarus.
Астрономия, космос, вселенная

Технологии НАСА позволяют осуществлять точную посадку без пилота

Технологии НАСА позволяют осуществлять точную посадку без пилота
https://www.astronews.ru/cgi-bin/mng.cgi?page=news&news=20200919221223
Некоторые из самых интересных мест для изучения в нашей Солнечной системе находятся в самых суровых условиях, а приземление на любое планетное тело уже является рискованным делом. Поскольку НАСА планирует миссии с участием роботов и экипажей с посадками на Луне и Марсе, необходимо избегать посадок на крутом склоне кратера или в поле валунов. Это имеет решающее значение для обеспечения безопасного приземления для исследования других миров. Чтобы повысить безопасность посадки, НАСА разрабатывает и тестирует набор технологий точной посадки и предотвращения опасностей.
Комбинация лазерных датчиков, камер, высокоскоростного компьютера и сложных алгоритмов даст космическому кораблю искусственные глаза и аналитические возможности для поиска назначенной зоны приземления, выявления потенциальных опасностей и корректировки курса к самому безопасному месту приземления. Технологии, разработанные в рамках проекта Safe and Precise Landing - Integrated Capabilities Evolution (SPLICE) в рамках программы Game Changing Development директората космических технологий, в конечном итоге позволят космическим кораблям избегать валунов, кратеров и других предметов в зонах приземления размером в половину футбольного поле.
Три из четырех основных подсистем SPLICE совершат свой первый комплексный испытательный полет на ракете Blue Origin New Shepard во время предстоящей миссии. Когда ракета-носитель возвращается на землю, после достижения границы между атмосферой Земли и космосом, на борту ракеты-носителя будут работать система относительной навигации по местности, навигационный доплеровский лидар SPLICE и компьютер для спуска и посадки. Каждый из них будет действовать так же, как и при приближении к поверхности Луны.
Четвертый основной компонент SPLICE, лидар обнаружения опасности, будет испытан в будущем, посредством наземных и летных испытаний.
Когда место выбирается для исследования, необходимо обеспечить достаточно места для приземления космического корабля. Размер области, называемой посадочным эллипсом, показывает неточную природу устаревшей технологии приземления. Целевая площадка для посадки Аполлона-11 в 1968 году составляла примерно 18 километров на 5 километров, и сами космонавты пилотировали посадочный модуль. Последующие полеты роботов на Марс были предназначены для автономных посадок. Викинг прибыл на Красную планету 10 лет спустя с целевым эллипсом 280 километров на 100 километров.
Технология улучшилась, и последующие автономные зоны приземления уменьшились в размерах. В 2012 году посадочный эллипс марсохода Curiosity уменьшился до 20 на 6 километров.
Возможность точно определить место посадки поможет будущим миссиям нацеливаться на районы для новых научных исследований в местах, которые ранее считались слишком опасными для беспилотной посадки. Это также позволит продвинутым миссиям по снабжению отправлять грузы и припасы в одно место, а не на много километров в сторону.
У каждого планетарного тела свои уникальные условия. Вот почему «SPLICE разработан для интеграции с любым космическим кораблем, приземляющимся на планету или Луну», - сказал руководитель проекта Рон Сотарик. Сотарик объяснил, что проект охватывает несколько центров агентства.
«Мы строим полную систему спуска и посадки, которая будет работать для будущих миссий Artemis на Луну и может быть адаптирована для Марса», - сказал он. «Наша работа - собрать отдельные компоненты вместе и убедиться, что они работают как функционирующая система».
Атмосферные условия могут быть разными, но процесс спуска и посадки одинаков. Компьютер SPLICE запрограммирован на включение навигации по местности на высоте нескольких километров над поверхностью. Бортовая камера фотографирует поверхность, делая до 10 снимков в секунду. Они непрерывно загружаются в компьютер, в который предварительно загружаются спутниковые снимки посадочной площадки и база данных известных ориентиров.
Алгоритмы ищут на снимках в реальном времени известные особенности, чтобы определить местоположение космического корабля и безопасно направить его к предполагаемой точке приземления. Это похоже на навигацию по ориентирам, таким как здания, а не по названиям улиц.
Точно так же относительная навигация по местности определяет, где находится космический корабль, и отправляет эту информацию в компьютер наведения и управления, который отвечает за выполнение траектории полета к поверхности. Компьютер будет знать приблизительно, когда космический корабль должен приблизиться к своей цели.
Этот процесс продолжается примерно до 6 километров над поверхностью.
Лазерная навигация
Знание точного положения космического корабля необходимо для расчетов, необходимых для планирования и выполнения снижения до точной посадки. В середине спуска компьютер включает навигационный доплеровский лидар для измерения скорости и дальности, что дополнительно увеличивает точную навигационную информацию, полученную при относительной навигации по местности. Лидар работает почти так же, как радар, но использует световые волны вместо радиоволн. Три лазерных луча, каждый узкий, как карандаш, направлены на поверхность. Свет от этих лучей отражается от поверхности обратно в космический корабль.
Время прохождения и длина волны этого отраженного света используются для расчета того, насколько далеко корабль от земли, в каком направлении он движется и как быстро он движется. Эти расчеты производятся 20 раз в секунду для всех трех лазерных лучей и передаются в компьютер наведения.
Доплеровский лидар успешно работает на Земле. Однако Фарзин Амзаджердян, соавтор технологии и главный исследователь из центра Лэнгли НАСА в Хэмптоне, Вирджиния, отвечает за решение проблем, связанных с использованием в космосе.
«До сих пор неизвестно, сколько сигналов будет приходить с поверхности Луны и Марса», - сказал он. Если материал на земле не очень отражающий, обратный сигнал на датчики будет слабее. Но Амзаджердян уверен, что лидар превосходит радарные технологии, потому что частота лазера на несколько порядков выше, чем у радиоволн, что обеспечивает гораздо большую точность и более эффективное зондирование.
Рабочей лошадкой, отвечающей за управление всеми этими данными, является компьютер спуска и посадки. Данные навигации от сенсорных систем передаются бортовым алгоритмам, которые рассчитывают новые траектории для точной посадки.
Компьютер спуска и посадки синхронизирует функции и управление данными отдельных компонентов SPLICE. Он также должен легко интегрироваться с другими системами на любом космическом корабле. Таким образом, этот небольшой вычислительный центр не позволяет технологиям точной посадки перегрузить основной бортовой компьютер.
Вычислительные потребности, выявленные на ранней стадии, ясно показали, что существующие компьютеры очень слабые. Высокопроизводительный вычислительный процессор НАСА для космических полетов удовлетворит спрос, но до завершения еще несколько лет. Требовалось временное решение, чтобы подготовить SPLICE к его первым суборбитальным летным испытаниям с Blue Origin на ее ракете New Shepard. Данные о производительности нового компьютера помогут определить его возможную замену.
Забегая вперед, подобные испытательные миссии помогут сформировать системы безопасной посадки для миссий НАСА и коммерческих провайдеров на поверхности Луны и других тел Солнечной системы.
«Безопасная и точная посадка в другом мире по-прежнему сопряжена с множеством проблем», - сказал Карсон. «Еще нет коммерческих технологий, которые можно было бы купить для этой миссии. Каждая будущая наземная миссия может использовать эту возможность для точной посадки, так что НАСА готовится к подобным испытаниям».