Возможно ли с помощью геоинженерии превратить пустынный Марс в цветущий сад? Полагалось, что если высвободить таящийся в его недрах углекислый газ, то постепенно в ходе знакомого нам парникового эффекта планета нагреется и станет более пригодной для колонизации.
Но мечты разбились о научные расчеты. Планетолог Брюс Якоски из Колорадского университета в Боулдере и его коллега Кристофер Эдвардса из Университета Северной Аризоны в течение нескольких последних лет изучали данные, полученные различными космическими аппаратами, и пришли к выводу, что на Марсе недостаточно углекислого газа для терраформирования.
Статья с результатами исследования была опубликована в журнале Nature Astronomy
В аннотации исследователи пишут:
«…результаты говорят о том, что на Марсе недостаточно CO2 для обеспечения значительного парникового эффекта при выпуске газа в атмосферу; более того, большая часть хранящегося CO2 недоступна и не может быть легко мобилизована. В результате мы приходим к выводу, что терраформирование Марса невозможно при использовании только технологий, существующих на сегодняшний день.»
These results suggest that there is not enough CO2 remaining on Mars to provide significant greenhouse warming were the gas to be emplaced into the atmosphere; in addition, most of the CO2 gas in these reservoirs is not accessible and thus cannot be readily mobilized. As a result, we conclude that terraforming Mars is not possible using present-day technology.
Ранее ученые полагали организовать сценарий, чем-то похожий на фильм «Вспомнить все», где на Марсе были растоплены ледяные шапки, и высвободившийся газ сделал планету точь-в-точь как Земля. В действительности полагалось, что высвободившийся от таяния ледников углекислый газ позволит повысить на Марсе атмосферное давление, которое сейчас слишком низкое, чтобы вода оставалась там в жидком состоянии (ибо мерзнет, либо испаряется). Это уже значительно облегчило бы колонизацию.
Однако исследователи отмечают, что их результаты вовсе не означают, что терраформирование невозможно будет никогда. Это лишь оказалось не так просто, как полагали ранее.
В часть Дня космонавтики мы решили подарить вам целый плей-лист с мини-видео с МКС. Всем нам порой бывает любопытно как те или иные бытовые действия совершаются в условиях невесомости: как космонавты чистят зубы, едят, занимаются спортом, стригут волосы... Об этом нам рассказывает Крис Хэдфилд - канадский астронавт и командир экспедиции МКС-35.
В общем, держите сразу 10 увлекательных коротеньких видео прямиком из космоса, переведенных и озвученных студией Vert Dider.
Хотелось бы ответить на часто задаваемые вопросы по поводу этого запуска. Поскольку сограждане, видимо, как-то странно представляют себе космические испытания и космические полёты в целом.
Почему запустили автомобиль, а не что-то полезное?
Данный запуск — тестовый. Велика вероятность какого-то сбоя и крушения или улёта не туда (как, собственно, и получилось, поскольку им не удалось стартовать вовремя).
По этой причине дорогое оборудование, типа научного спутника, грузить в такую ракету никто бы не стал. Сам запуск обошёлся в 90 миллионов долларов, однако в случае неудачи можно было бы раскокать оборудования на миллиард.
Соответственно, при тестовом запуске используется что-то ненужное — например, корпус от автомобиля, который всё равно предполагался к утилизации, и манекен, цена которого несравнимо меньше цены ракеты.
При тестовом запуске такое делается просто, чтобы показать, что такую массу можно запустить в космос такой ракетой. И самое главное, проверить, что ракета, несущая эту массу, ведёт себя так, как предполагалось. Если же возникнут ошибки, их можно будет исправить по результатам первого тестового запуска и нескольких последующих.
Вот тогда уже ею будут разгонять что-то ценное.
А почему бы вместо этого не доставить что-нибудь на МКС?
Дело в том, что МКС находится на ближней околоземной орбите — примерно 400 км. Самое близкое расстояние от Земли до Марса — 50 000 000 километров. Однако, поскольку полёт — это не телепортация, пролететь именно такое расстояние, а не большее, не удастся, поскольку Марс во время полёта тоже будет продолжать лететь.
Но даже если взять этот минимум, то легко видеть, что расстояния слегка различаются — примерно в 100 000 раз.
Кроме того, для вывода на околоземную орбиту надо набрать первую космическую скорость, для полёта же к Марсу — минимум вторую (а желательно и побольше). При этом топливо в ракете сгорает не мгновенно, в результате чего при разгоне до больших скоростей большинство топлива тратится на разгон топлива же — того, которое будет использоваться на следующих стадиях. Из-за этого количество топлива, требуемое для разгона до нужной скорости, возрастает нелинейно относительно этой скорости.
Из этого вытекает несколько следствий.
Во-первых, каждая ракета, которая способна донести что-то до Марса, способна вывести это что-то (а реально и в разы более массивное) на околоземную орбиту. Но обратное уже неверно: не каждая ракета, выводящая что-то на околоземную орбиту, может доставить это что-то на Марс.
Таким образом, доставка чего-то на МКС этой ракетой никак не свидетельствовала бы, что эта ракета пригодна и для полёта к Марсу.
Во-вторых, доступная для доставки на Марс полезная масса будет сильно меньше, чем доступная для доставки на околоземную орбиту. Однако одно в другое можно пересчитать, а потому доставка к Марсу доказывает, что и на околоземную орбиту бо́льшую массу тоже можно доставить. Обратное же снова неверно (просто потому, что ракета, вполне возможно, вообще не в состоянии обеспечить набор требуемой скорости).
В-третьих, процесс дальнего запуска ощутимо более сложен, нежели околоземного. Если ракета с ним справилась, то справится и с околоземной доставкой. Обратное, как вы теперь уже догадались, и здесь тоже неверно.
Поэтому доставка чего-то на МКС и дальние полёты — совершенно разные по своей доказательной силе вещи.
Зато доставить еду на МКС было бы полезно!
Безусловно. Это было бы полезно. Однако в данном случае цель — разработать не только способ дешёвых околоземных полётов, но и способ дешёвых дальних. Что никак не умаляет пользы снабжения МКС ценными ништяками, но одновременно с тем эта очевидная польза не умаляет стремления летать далеко, но дёшево.
Можно было бы подумать, будто «правильные космопроходцы» в этом случае сначала бы доставили бы что-то на МКС, а потом уже рванули бы к Марсу, но как такое сделать?
Для «попутной» доставки на МКС надо выйти на околоземную орбиту, подрулить к МКС, состыковаться, передать ништяки, отстыковаться и снова начать разгон. Без маневровых двигателей такое невозможно — то есть на борту вместо почти бесплатного балласта появится весьма дорогое оборудование. В случае аварии оно будет потеряно. И в случае успеха тоже — ведь возврат на Землю не планировался.
Но мало того, если потом предполагается разгон, то с МКС надо стыковаться с очень большим количеством топлива на борту. Что, соответственно, потребует гораздо более мощных маневровых двигателей. Что снова приведёт к резкому росту стоимости.
Однако самое главное, что такое — очень опасно. Тестовый запуск. Непроверенная на эксперименте ракета, с кучей топлива стыкуется к Международной Космической Станции, которую собирали по частям кучу времени, и в которой, к тому же, сидят живые люди. Кто бы вообще пошёл на такое?
Иными словами, стыковка с МКС при тестовом запуске к Марсу исключает непосредственный полёт к Марсу.
Что же касается просто стыковки с МКС, то SpaceX это уже проделывал, поэтому ещё раз доказывать свою способность организовать такое, им уже не надо. Можно просто возить туда что-то полезное при не тестовых запусках.
А почему загрузка ниже заявленной? В чём тогда смысл?
Как говорилось выше, загрузка ниже заявленной по двум причинам.
Первая из них: та загрузка, которую вы считаете «заявленной», — это для околоземной орбиты. В зависимости от источника, откуда вы её взяли, — либо низкая околоземная, либо геостационарная.
Если той же ракетой совершать дальний полёт, то загрузка с неизбежностью будет ниже той, которая возможна при околоземном полёте: поскольку скорость нужна выше, а потому гораздо больший процент топлива приходится разгонять при взлёте, чтобы сжечь его чуть позже. Из-за этого снижается полезная масса — иначе требуемое количество топлива просто не влезет в ракету.
У данной ракеты разница примерно в четыре раза. То есть, если уже удалось запустить к Марсу тонну, то на низкую околоземную орбиту той же ракетой можно привести минимум четыре.
Вроде бы не так много, у Протона-М больше. Однако это — первый запуск. Протон-М при первом запуске вывел на околоземную орбиту две тонны. А тут — тонна к Марсу.
Вторая причина: полёт — тестовый. Причём первый. Предельные параметры сильно повышают риск неудачи, а потому зачастую при первом тесте используют сильно заниженные: чтобы оно не взорвалось прямо на космодроме, а куда-то всё-таки полетело. Из чего потом можно будет собрать информацию о дефектах и исправить их перед следующими испытаниями. И таким образом итерационно получить уже регулярно используемый агрегат.
Правда, с Falcon Heavy пока неизвестно, будут ли использовать именно его, однако данные о поведении конструкции всё равно важны, поскольку другие их ракеты всё-таки не отличаются от данной прямо сразу вообще по всем своим деталям.
Постойте, они же не попадут на Марс! Обманули?
Да, они не сумели запустить ракету вовремя, поэтому на орбиту вокруг Марса корпус автомобиля с манекеном не попадёт.
Однако при этом данный корпус пересечёт орбиту Марса вокруг Солнца с большим запасом, что явственно свидетельствует о том, что такой ракетой можно доставлять космические корабли как минимум вот такой массы на Марс.
И, видимо, даже дальше — вплоть до пояса астероидов, до которого в этот раз не долетят, но вообще-то долететь было бы можно, поскольку в этот раз не хватит самой малости.
Иными словами, промах мимо Марса никак не снижает доказательную силу сего эксперимента: для реального полёта надо только лишь не прозевать запуск или, если уж прозевали, скорректировать параметры полёта.
А в чём вообще ценность всего этого?
Ну, типа, ведь и тяжёлые ракеты раньше делали, и на Марс аппараты запускали, и даже дальше? В чём тут прикол вообще?
Прикол тут в том, что в этот раз, во-первых, сильно дешевле, а во-вторых, уже не путём напряжения всей сверхдержавы разом, а почти что частным порядком. Что вселяет изрядный оптимизм на перспективы дальнейшего исследования космоса.
Цену на запуск Протонов пришлось снизить именно из-за Falcon‘ов Маска. И теперь у него тестовый запуск Falcon Heavy стоил несколько меньше, чем у Протонов штатные.
Если это можно делать малыми силами, но в больших объёмах, то запускать можно больше и лучше. То же, что Маск не сам лично всё с нуля разработал, а взял у НАСА — ну так отлично. Из этого следует, что и остальные тоже могут взять и сделать. И что технологический уровень развития человечества сейчас уже таков, что не только два—три самых продвинутых гения всея планеты могут такое осилить, но и, как многие в своих вопросах пишут, «такой заурядный человек, как Маск» со своей командой.
Замечательно же.
Ну и что? У СССР тоже был проект «Энергия»!
Так я только «за». Давайте летать на «Энергии». Которая, к тому же, будет столь же дешёвой в эксплуатации, что и ракеты Маска.
Немного занимательных новостей науки и техники прошедшей недели:
Ученые отредактировали ДНК бактерии и научили ее вырабатывать новый белой
Созданный в ИТМО метаматериал отмечен как один из важнейших открытых года в области оптики
"Роскосмос" потерял ракету с кучей спутников на борту
Обнаружена пара сверхмассивных черных дыр на рекордно близком расстоянии друг от друга.
А теперь обо всем подробнее:
Ученым удалось создать полусинтетическую бактерию и заставить ее вырабатывать новый белок.
Группе ученых из научно-исследовательского института Скриппса при участии Флойда Ромесберга (Floyd Romesberg) (и основываясь на его более ранних исследованиях) удалось отредактировать ДНК кишечной палочки. ДНК всей жизни на Земле зашифровано четырьмя буквами – азотистыми основаниями (А – аденин, Т — тимин, Г-гуанин, Ц – цитозин), комбинации которых шифруют аминокислоты. Ученым удалось внедрить в код кишечной палочки два дополнительных неестественных азотистых основания, которые также приняли участие в шифровании. При этом им удалось добиться, чтобы бактерия использовала эти основания и информацию для синтеза зеленого флуоресцентного белка.
Да, пока ученые только заставили кишечную палочку светиться, но это первый шаг, открывающий огромные возможности для науки. А тех, кто начал волноваться, что полусинтетические бактерии захватят мир, ученые успокаивают: их творения не могут жить вне лаборатории, так как для их работы требуются специальные химические вещества.
Флуоресцентные клетки экспрессируют белок, кодируемый искусственными основаниями ДНК
Метаматериал для управления светом, созданный в ИТМО, признан одним из самых выдающихся научный достижений года
Журнал Optics & Photonics News назвал 30 самых выдающихся достижений в области оптики за этот год. И в этот ТОП попал созданный в стенах ИТМО специальный трехмерный метаматериал, призванный управлять движением света и электромагнитных волн без потери энергии.
«Благодаря трехмерным изоляторам мы можем добиться такого поведения электромагнитных волн, которое раньше было технически недостижимо. На сегодняшний день невозможно создать оптический волновод без дефектов поверхности. Из-за них сигнал постепенно затухает, и в какой-то момент его уже невозможно уловить. С помощью топологических систем мы сможем избежать возникающих оптических потерь», ‒ объясняет Александр Ханикаев, профессор Городского университета Нью-Йорка (США), чьи теоретические наработки использовались для создания материала.
Не все новости из мира науки и техники позитивные…
Во вторник (28 ноября) с космодрома «Восточный» стартовала ракета-носитель «Союз 2.16», на борту которой располагался спутник «Метеор-М» и еще 18 маленьких космических аппаратов (спутники связи и прочее). В начале, вроде, все шло хорошо: головной блок отделился от ракеты. Затем разгонный блок должен был вывести спутник «Метеор-М» на орбиту, но в расчетное время аппарат не вышел на связь.
Есть предположения, что головной блок упал в океан в районе Антарктиды.
Только один спутник «Метеор-М», находившийся на борту ракеты, был застрахован на сумму в 2,6 миллиарда рублей.
Обнаружена пара черных дыр на рекордно маленьком расстоянии друг от друга
Объект с очередным романтическим астрономическим названием LGGS J004527.30 + 413254.3, ранее считавшийся частью туманности Андромеды, оказался парой сверхмассивных черных дыр. Это открытие совершили Тревор Дорн-Валленштейн (Trevor Dorn-Wallenstein), Эмили Левеск (Emily Levesque) и Джон Руан (John Ruan) из Вашингтонского университета. Причем, расстояние между обнаруженными черными дырами оказалось рекордно маленьким. Они вращаются вокруг общего центра масс.
Ученые полагают, что однажды эти черные дыры сольются, и по примерным подсчетам это должно произойти через 350 000 — 360 000 лет.
Луна станет доступнее. Космический инженер Торстен Денк (Thorsten Denk) создал и презентовал машину, способную добывать воду и воздух из лунного грунта. Это позволит сделать полеты на Луну и работу на ней дешевле.
На этой неделе солнечная Испания привлекает внимание общественности не только референдумом в Каталонии, но и научными новостями. Инженеру Торстену Денку из Plataforma Solar de Almeria (CIEMAT) удалось создать машину по «добыче» воды и кислорода из реголита. Над этой идеей ученый работал 10 лет, и труд его увенчался успехом.
«После миссий «Аполлон» у ученых было много идей о том, как сделать кислород на Луне, потому что каждый материал, который вы приносите с Земли, стоит денег. За каждый килограмм полезной нагрузки вам понадобятся сотни килограммов топлива» — объяснил важность своего изобретения мистер Денк.
В 2017 году созданная им машина провела 6-месячную обкатку и показала свою работоспособность. Она рассчитана на обеспечение водой и кислородом команды в 6-8 человек. Презентация о проектировании и испытании этой машины была представлена на 23-ей ежегодной конференции SolarPACES в Чили.
Как это работает? Машина обрабатывает за 1 час примерно 25 кг лунного реголита, выделяя из него воду. А затем расщепляет воду на кислород и водород. В данный момент машинка Торстена Денка может сделать 700 г воды за 1 час и 2,5 кг кислорода за 4 часа. При этом значительную часть расходуемой электроэнергии она берет из солнечных батарей. Весит она около 400 кг. Но Торстен Денк заверяет, что сможет повысить показатели и уменьшить агрегат, если на его разработку найдется необходимое финансирование.
И напоследок — фото самого Тоснета Денка. Пожелаем ему удачи!
В апреле 2017 года Государственный исторический музей и Институт космических исследований РАН (ИКИ РАН) заключили соглашение о сотрудничестве, в рамках которого будут изучаться уникальные рукописи-палимпсесты из фондов музея. Изучение древних документов будет осуществляться с помощью мультиспектральной съемки и специальных алгоритмов обработки информации, которые были разработаны учеными ИКИ РАН, Московского университета геодезии и картографии, Национального исследовательского центра «Курчатовский институт», Государственного научно-исследовательского института реставрации.
Одна из первых задач, поставленная перед исследователями – визуализация одного из древнейших глаголических палимпсестов кирилло-мефодиевской традиции. В исследуемой рукописи имеются 7 листов, с которых еще в древности был смыт текст, написанный круглой глаголицей (ок. X—XI вв) и поверх него написан новый кириллический текст. Эти листы были вставлены в сербскую рукопись XIV века. Прочтение глаголического текста будет событием мирового масштаба, т.к. известно не более 20 раннеславянских глаголических памятников. Если эксперимент будет признан удачным, то можно надеется, что с помощью этой технологии будет изучен и Новгородский кодекс, названный академиком А.А. Зализняком — «гиперпалимпсест». По его подсчетам, в этой рукописи можно выделить до 10 скрытых текстов.
Палимпсест (греч. παλίμψηστον, от πάλιν — опять и ψηστός — соскобленный, лат. Codex rescriptus) — рукопись, написанная на пергаменте, уже бывшем в подобном употреблении. Появление палимпсестов было вызвано дороговизной материала для письма. Технология изучения таких рукописей включает в себя фотографирование документа при помощи специального фотоаппарата, получение изображения в широком диапазоне (от ультрафиолетового до инфракрасного) и использование специальных алгоритмов для анализа полученных снимков. В разных диапазонах волн можно увидеть разницу в химическом составе чернил и степени проникновения их в пергамент. Следовательно, можно восстановить все данные, которые были написаны на исследуемом документе.
Разворот книги «Апостол» 1564 года (фронтиспис и заглавная страница)
В рамках подписанного соглашения о сотрудничестве было проведено еще одно исследование, давшее интересные результаты. При помощи все той же мультиспектральной съемки ученым удалось увидеть единственный прижизненный портрет царя Ивана IV «Грозного» на переплете первой датированной печатной книги на Руси – «Апостола» (1564 г). Предположительно, портрет был выполнен в технике гравюры на меди и оттиснут на крышке переплета. Изображение было выполнено на специальном экземпляре, который был преподнесен царю первопечатником Иваном Федоровым. К сожалению, рельеф был полностью уничтожен временем и сейчас не виден невооруженным глазом.
«Апостол» давно хранится в собрании Исторического музея. Более того, еще в XIX веке учеными было зафиксировано, что там есть некое изображение, оно было нечетким, только контуры. Благодаря методикам, которые применил сотрудник Института космических исследований РАН, полностью исчезнувшее с течением времени изображение и черты лица стали проявляться», — сообщила заместитель директора Государственного исторического музея по фондовой работе Марина Чистякова.
Но на этом исследование полученного изображения не закончено, еще предстоит выяснить автора портрета царя. Уже выдвинуто предположение, что им мог быть один из сыновей выдающегося иконописца Дионисия (1444-1502).
Прижизненный портрет Ивана IV Грозного, обнаруженный учеными