Мировые космические новости

9 июля 2003 г.

Содержание

Роботы-астронавты NASA

Ракетостроители-любители провели испытательное сбрасывание своего корабля

Испытательный кусок пены проделал в крыле "шаттла" дыру диаметром 40 см

У далеких звезд обнаружено еще восемь планет

На Марс полетят одни миллионеры?

Поставлена под сомнение возможность использования "солнечного паруса"

Большую часть "темной материи", возможно, обнаружить нельзя

Роботы-астронавты NASA

Американское космическое агентство совместно с Агентством перспективных оборонных проектов (DARPA) ведет работы над созданием новых человекоподобных роботов. Эти роботы предназначены для работы в космосе и получили название "робонавтов" от слов "робот" и "астронавт". Роботы лишены ног, но имеют похожие на человеческие туловище, руки и голову.

В настоящее время специалистами Джонсонского космического центра NASA построены два "робонавта". Недавно были проведены первые испытания их взаимодействия, в ходе которых роботы обменивались различными предметами (на снимке вверху). Нужно отметить, что роботы не являются автономными и управляются операторами-людьми, повторяя их движения. Система управления "робонавтами" показана на снимке.

Ракетостроители-любители провели испытательное сбрасывание своего корабля

Компания Armadillo Aerospace, главой которой является небезызвестный разработчик компьютерных игр Джон Кармак (John Carmack), занимается строительством ракеты, которая будет участвовать в конкурсе X Prize.

Напомним, что по условиям этого конкурса, команда, которая до 1 января 2005 года сможет в течение двух недель дважды запустить на высоту 100 км над Землей построенный ею космический корабль с экипажем из трех человек и вернуть всех в целости и сохранности обратно, получит 10 млн дол.

До упомянутой даты осталось не так уж много времени, поэтому желающие поучаствовать в этом конкурсе заметно активизировали свою деятельность, поскольку пришла пора проводить испытательные полеты.

Такой полет 5 июля проводила группа инженеров компании Armadillo Aerospace. Это был первый тест на сбрасывание макета пассажирской капсулы с вертолета для проверки работы тормозного парашюта. На местах для экипажа в корабле находились мешки с песком общим весом 273 кг.

Как сообщается, испытания прошли успешно. С какой высоты произошло сбрасывание, не сообщается, но, известно, что сразу же после начала падения был выпущен вспомогательный парашют, который начал вытягивать основной купол. Основной парашют раскрылся через 9 секунд полета. При этом "пассажиры" корабля испытали перегрузку всего в 2G. В реальном полете скорость падения будет существенно больше (по расчетам она должна составить около 320 км/час), соответственно, больше будут и перегрузки. Во время приземления акселерометр зафиксировал пиковое ускорение 10 G, но ни один мешок с песком не пострадал.

Затем в ангаре Armadillo Aerospace была проведена инспекция всего аппарата, и состояние кабины для экипажа было признано вполне удовлетворительным. Ее даже собираются использовать во время первых испытательных полетов большого корабля, но потом будет построена кабина второго поколения с конструктивными доработками, учитывающими разные варианты приземления. Планируется также доработать конструкцию парашюта, чтобы уменьшить болтанку корабля во время спуска. Когда будут проведены новые испытания, пока не сообщается.

Испытательный кусок пены проделал в крыле "шаттла" дыру диаметром 40 см

Комиссия по расследованию причин катастрофы "шаттла" Columbia на днях провела моделирование ситуации, которая могла произойти во время взлета "шаттла". Речь идет об эпизоде с ударом обледенелого куска теплоизолирующей пены о левое крыло "шаттла" на 82 секунде после старта. На создание стенда для проведения этих испытаний было потрачено 3,4 млн дол., но в итоге комиссия получила весьма красноречивые результаты.

Во время этих испытаний копия левого крыла "шаттла" в аэродинамической трубе обстреливалась кусками пены определенного размера весом порядка 750 г, летевшими со скоростью 235 м/с. Все происходящее фиксировалось с помощью 16 скоростных видеокамер и нескольких сотен датчиков, измеряющих давление, температуру и прочие характеристики поверхностей крыла. Каково же было удивление участников, когда через полсекунды после удара куска пены под углом 22 градуса в крыле образовалась дыра диаметром 40 см. Эти полсекунды разделяют верхний и нижний снимок (белый прямоугольный кусок пены виден на верхнем снимке).

Конечно, все ожидали повреждений крыла, но все-таки не таких огромных размеров. Таким образом, можно считать практически доказанным тот факт, что "шаттл" погубил кусок теплоизоляционной пены, упавший во время запуска с топливного бака на крыло. Конечно, дыра в крыле во время реального полета была не такой большой, как получилось на испытаниях, иначе "шаттл" потерпел бы катастрофу еще при запуске. Но экстремальных условий спуска в атмосферу он не выдержал. В отверстие в полость крыла устремилась раскаленная плазма, которая расплавила алюминиевые конструкции крыла, и "шаттл" в итоге развалился на части.

Теперь NASA придется вносить существенные изменения в правила полетов космических челноков. Некоторые предварительные рекомендации на этот счет комиссия по расследованию уже опубликовала, но ее окончательный официальный отчет ожидается в конце июля.

У далеких звезд обнаружено еще восемь планет

За последние несколько недель количество известных планет, вращающихся вокруг далеких звезд, увеличилось на 8 штук.

Семь из этих планет обнаружила группа европейских астрономов, работающих в Женевской обсерватории. Все эти планеты намного больше Земли. Они относятся к категории газовых гигантов. Масса самой маленькой из них приблизительно равна массе Юпитера, а самой большой - в 8 раз превышает массу Юпитера. На полный виток вокруг своих звезд они тратят от одного до четырех земных лет. А две из этих планет вращаются вокруг одной и той же звезды HD 169830.

Восьмую планету обнаружили японские астрономы. Они нашли ее у звезды HD 104985. Причем, это вторая планета, вращающаяся вокруг этой звезды. Масса этой планеты в 6 раз больше массы Юпитера.

Кстати, кроме нашего Солнца, астрономам известно всего 13 звезд, у которых имеется более одной планеты.

На Марс полетят одни миллионеры?

В номере журнала Foreign Policy за июль/август опубликована статья профессора Королевского колледжа Кембриджского университета Мартина Риса (Martin Rees) о проблемах освоения космоса.

Во-первых, профессор высказывается против отправки людей в космос. Он считает, что большую часть того, что люди сейчас делают в космосе, лучше и дешевле смогут сделать компьютеры и роботы. Более того, прогресс в области роботостроения и миниатюризации электронного оборудования только увеличивает превосходство машины над человеком в космосе.

Проект Международной космической станции Рис считает грандиозным провалом, который наглядно демонстрирует тупиковую ситуацию с пилотируемой космонавтикой. Особенно она усугубилась сейчас, когда после катастрофы "шаттла" Columbia на МКС постоянно находятся только два человека. Ни о какой сколько-нибудь серьезной научной работе на станции сейчас говорить не приходится, так как экипаж занят, главным образом, обслуживанием самой станции, а на остальное времени практически нет. Получается не работа в космосе, а сплошная борьба за жизнь.

Однако Рис вовсе не отрицает саму идею "очного" исследования космоса человеком. Но он считает, что нужно прекратить тратить на это государственные ресурсы. Во-первых, стоимость космических путешествий необходимо снизить, а, во-вторых, люди должны летать в космос не за счет государства, а за собственный счет, либо за счет частных компаний, соглашающихся оплачивать такие затеи.

Профессор Рис считает, что частный бизнес в состоянии колонизировать Луну и долететь до Марса. Правда, возникает вопрос, что эти астронавты-частники натворят на Луне и на Марсе. Будут ли они следовать принципу "не навреди" или оставят после себя ядерную помойку? Так что, проблема, как долететь до Марса, представляется Мартину Рису менее сложной и важной, чем осознание человечеством того, зачем ему это надо и что люди будут делать на Марсе, когда они там окажутся.

Поставлена под сомнение возможность использования "солнечного паруса"

Томас Голд, физик из Корнелльского университета (Итака, штат Нью-Йорк), поставил под сомнение саму возможность использования "солнечного паруса" для полетов внутри Солнечной системы. По его мнению, идея перемещения космического аппарата за счет давления света противоречит законам термодинамики.

Уже несколько десятилетий подряд специалистов по космической технике вдохновляет идея "солнечного паруса". Использование интенсивного потока фотонов, излучаемых ближайшей к нам звездой - так называемого "солнечного ветра" - позволило бы создать экономически выгодные космические корабли.

На первый взгляд, использование в качестве двигателя гигантского зеркала кажется очень простой и легко осуществимой идеей. Зеркало может отражать солнечные фотоны в направлении, противоположном направлению движения космического корабля. А частицы света, хотя и не имеют массы, обладают инерцией и, по закону сохранения, должны будут отдавать часть энергии "солнечному парусу", а значит, двигать его в пространстве.

Несмотря на то, что NASA и Европейскому космическому агентству до сих пор не удалось на практике убедиться в применимости популярной идеи, обе организации всерьез рассматривают и активно финансируют проекты по созданию "космических парусников".

Однако Томас Голд детально проанализировал ряд подобных проектов и пришел к выводу, что сторонники солнечных парусов не учитывают законы термодинамики. Солнечные паруса должны быть совершенными зеркалами, а значит, отражать все фотоны, которые с ними столкнутся.

Голд доказывает, что в таком случае, отражаясь от идеального зеркала, фотоны не будут терять свою энергию. В своих заключениях ученый опирается на правило Карно. Согласно этому положению физики, в тех случаях, когда при отражении фотонов не происходит существенного изменения температуры, практически невозможно накопить (и, соответственно, выделить и применить) энергию, которая могла бы двигать парус.

Подобные выводы не отвергают начисто положение о выделяемой солнечным ветром движущей силе, доказательством существования которой являются, например, хвосты комет, всегда направленные в противоположную сторону от Солнца. Однако, по словам Голда, хвост кометы не является совершенным зеркалом и поглощает определенное количество фотонов, так что в данном случае по правилу Карно какую-то долю энергии из солнечного света получить можно.

Впрочем, заявление Голда пока принято научным сообществом с некоторым скептицизмом. "Не вижу никаких термодинамических ограничений, препятствующих использованию космического паруса, хотя, разумеется, существует предельное количество полезной солнечной радиации, той, которую получится преобразовать в движущую силу", - утверждает эксперт по термодинамике из Кембриджского университета Джеффри Луинс.

Все споры должен будет разрешить запуск в сентябре этого года на орбиту Земли первого космического парусника Cosmos 1, созданного Планетарным обществом из Пасадены (штат Калифорния). Луис Фридман, руководитель проекта по созданию и запуску этого 100-килограммового аппарата, твердо верит в успех своего предприятия, несмотря на критику со стороны Голда. "Солнечные парусники возможны", - уверен Фридман.

Большую часть "темной материи", возможно, обнаружить нельзя

Джонатан Фенг и его коллеги из Калифорнийского университета в Ирвине подозревают, что большую часть "темной материи" могут составлять неуловимые частицы.

Наиболее удобной для исследования "темной материей" традиционно считаются черные дыры и нейтронные звезды. Время от времени эти объекты поглощают обычную материю, например, газ или космическую пыль. В такие моменты "невидимки" испускают гамма- или рентгеновское излучение, поэтому астрофизикам не так трудно засечь их местоположение.

Однако многие исследователи считают, что большая часть "темной материи" представляет собой вовсе не черные дыры, нейтронные звезды или бурые карлики, а значительно более мелкие объекты. Согласно так называемой теории Калузы-Клейна, "скрытую массу" Вселенной, в основном, составляют частицы гравитационного поля с подобающими названиями - гравитоны и гравитино.

Однако Фенг и его коллеги склоняются к тому, что скорее всего, "темную материю" представляют собой предполагаемые слабо взаимодействующие массивные сверхчастицы (super-WIMP - по аналогии с WIMP, слабо взаимодействующими массивными частицами). Они гораздо тяжелее составляющих атомы протонов и нейтронов, и поэтому способны оказывать ощутимое гравитационное воздействие на "обычную" материю.

Физики из Европы и США уже создали специальные подземные детекторы super-WIMP и пытаются зафиксировать их редкие столкновения с уже известными частицами. Однако, по мнению Фенга, одно свойство super-WIMP может вообще не позволить физикам когда-либо обнаружить гипотетические частицы. Super-WIMP взаимодействуют друг другом и с атомами так слабо, что оказываются практически "невидимы". Исследования Фенга и его коллег позволяют предположить, что "super-WIMP невозможно обнаружить в результате прямых, а возможно, и опосредованных методов".

И все-таки, небольшой шанс обнаружить суперчастицы есть, причем, примерно также, как находят другую темную материю. В тех областях, где скапливается аномальное количество super-WIMP, должно регистрироваться интенсивное гамма-излучение. Особые надежды Фенг возлагает на международную гамма-лучевую орбитальную астрофизическую лабораторию Европейского космического агентства "Интеграл" - оборудование этого спутника позволяет измерять диффузию гамма-лучевого спектра.