Исследователи космоса

В августе с Восточного к Луне впервые в истории современной России отправится автоматическая станция. Ей предстоит мягко сесть в окрестности Южного полюса и изучать лунный реголит и экзосферу.

Пресс-служба Научно-производственного объединения имени С.А. Лавочкина (входит в Госкорпорацию «Роскосмос») подготовила материал об этапах полета автоматической станции.

Чтобы оказаться на естественном спутнике Земли и выполнить все задачи, «Луне-25» необходимо пройти несколько этапов полета.

Первый из них — выведение станции на траекторию перелета к Луне.

Через девять минут после старта с космодрома Восточный ракета-носитель «Союз-2.1б» доставляет разгонный блок «Фрегат» со станцией «Луна-25» на суборбитальную траекторию. Первым включением маршевой двигательной установки «Фрегат» переводится на близкую к круговой орбиту высотой около 200 км, на которой он проводит примерно половину витка вокруг Земли.

Вторым включением маршевой двигательной установки разгонный блок отправляет станцию на траекторию перелета к Луне. Длительность выведения «Луны-25» от старта ракеты-носителя до отделения автоматической станции составляет 1 час 20 минут.

«Фрегат» после отделения «Луны-25» уводится на высокоэллиптическую орбиту существования, которая не попадает в Луну и избегает пересечения с орбитой станции при ее последующих маневрах.

Тем временем, начинается второй этап — перелет «Луны-25» к естественному спутнику Земли. На станции включают, проверяют и настраивают все системы. Для обеспечения восполнения запасов электроэнергии «Луна-25» строит постоянную солнечную ориентацию, при которой разворачивается к Солнцу максимальной площадью панелей солнечных батарей.

Поскольку параметры перелетной траектории, сформированной разгонным блоком, имеют отклонения от значений, рассчитанных при баллистическом проектировании миссии, примерно через полтора суток после старта «Луна-25» проводит первую коррекцию орбиты. За день до выхода на орбиту вокруг Луны станция выполняет вторую коррекцию траектории.

В последние сутки перелета уточняются параметры орбиты «Луны-25» и рассчитывается маневр торможения, который необходим для перехода станции на орбиту искусственного спутника Луны.

С торможения «Луны-25» при помощи двигательной установки начинается третий этап — полет вокруг Луны по круговой околополярной орбите высотой 100 км, который длится три дня. При этом плоскость орбиты станции получается примерно перпендикулярной направлению с Луны на Солнце.

Полет на низкой окололунной орбите характеризуется быстрой эволюцией ее формы из-за сложного гравитационного поля Луны. Поэтому задача группы управления — обеспечить заданный характер этой эволюции для формирования правильных параметров посадочной орбиты. Так как торможение у Луны — большой маневр, соответственно, качество его исполнения сильно влияет на получающуюся орбиту искусственного спутника Луны.

В связи с этим на окололунной орбите предусмотрены две коррекции траектории для перехода «Луны-25» на эллиптическую посадочную орбиту: первая обеспечивает требуемую высоту апоселения (наиболее отдаленная от Луны точка орбиты), вторая — формирует заданную высоту периселения (ближайшая к Луне точка орбиты), который должен находиться над точкой посадки. Во время посадки необходимо, чтобы район прилунения был освещен Солнцем — это позволяет исключить теневые интервалы, что существенно улучшает энергобаланс станции.

В ходе четвертого этапа — полет вокруг Луны по эллиптической посадочной орбите с минимальной высотой 18 км и максимальной 100 км — проводятся измерения параметров движения «Луны-25» для уточнения получившейся орбиты. Также выполняется расчет и ввод полетного задания на программу торможения и осуществления мягкой посадки на лунную поверхность.

Последний и самый важный этап полета — посадка станции в районе Южного полюса Луны. «Луна-25» осуществляет два торможения для схода с орбиты искусственного спутника Луны. Затем следуют вертикализация и свободное падение станции до высоты приблизительно 800 — 1200 м с получением информации от доплеровского измерителя скорости и дальности. После этого идет прецизионное торможение с помощью двигательной установки, работающей сперва в режиме большой тяги, потом — малой. Наконец, «Луна-25» спускается с постоянной скоростью до касания поверхности.

После прилунения и наведения направленной антенны станции на Землю начинается научная работа «Луны-25» на лунной поверхности, которая, как ожидается, продлится в течение одного года.

Источник

На Восточном продолжается подготовка к запуску межпланетной станции «Луна-25». И на обтекателе замечен логотип миссии. Ранее РК представил только талисман.

Источник: Роскосмос

В 2018 году космический телескоп «Кеплер», лучший на данный момент времени охотник за экзопланетами, вышел на пенсию. Он начал работу девятью годами ранее, когда науке были известны всего около 300 объектов этого рода. «Кеплер» обнаружил более двух с половиной тысяч. Таким образом, свыше 60% экзопланет, фигурирующих в соответствующих каталогах, найдены одним-единственным телескопом. В общем, это была чрезвычайно продуктивная программа. Удалось ли «Кеплеру», как рассчитывалось, найти «двойника» Земли? Претендентов на это почетное звание мало. Отчасти это связано с невинной ошибкой, которую допустили конструкторы телескопа. Они считали, что Солнце – это самая ординарная звезда. Но оно оказалось в каком-то отношении уникальным.

Космический телескоп Кеплер на фоне Земли. Иллюстрация

Солнце – единственная звезда, которую мы можем рассмотреть вблизи, поэтому предположение о том, что большинство этих небесных тел похожи на неё, выглядит очень естественно. Но уже более ста лет известно, что светила бывают самых разных размеров и цветов. Солнце принадлежит к классу G, на долю которого приходится всего около 6% звезд Млечного пути. Между тем, 73% относятся к классу M – они более известны как красные карлики. Вероятность того, что рядом с ними обнаружится пригодная для землян планета, безусловно, имеется, но она весьма невелика. Красные карлики меньше и холоднее Солнца, поэтому зона обитаемости (область орбиты, где возможно пребывание воды в жидком состоянии) здесь намного уже. Более того, планеты, находящиеся внутри неё, располагаются в непосредственной близости от звезды, что грозит уничтожением атмосферы излучением последней. Это значит, что Землю 2.0 нужно искать около Солнца 2.0.

Земля и Солнце. Иллюстрация

При проектировании «Кеплера» конструкторы пошли на поводу ещё одного стереотипа – о том, что все звезды класса G так же шумны, как Солнце. Эта характеристика не имеет отношения к громкости звука. Она описывает случайные колебания яркости звезды. Поверхность светила вечно «бурлит», на нем множество пятен и других особенностей. Все это приводит к хаотичному изменению светимости, которое прямо влияет на результаты деятельности того же «Кеплера». Телескоп вглядывался в один участок небесной сферы в течение нескольких лет, наблюдая за 150000 светилами одновременно. В его данных ученые пытались обнаружить крошечные провалы в яркости звезд, которые указывали бы на прохождение планет. Если это крупный газовый гигант, то никаких проблем не возникает, и объект спокойно заносится в каталог. Также метод успешно работает с тусклыми красными карликами, когда планета блокирует значительную часть света звезды.

Транзит планеты на фоне звезды

Но если бы «Кеплер» рассматривал издалека Солнечную систему, то проходящая по диску Земля снижала бы яркость звезды всего где-то на 0,0085%. В течение 10 часов один раз в год. Другими словами, чтобы засечь это событие, надо очень долго наблюдать за конкретным светилом чрезвычайно чувствительным телескопом, заметить микроскопический провал в светимости и понять, что это не было случайностью. Основываясь на поведении Солнца, астрономы считали, что «Кеплеру» придется иметь дело с «шумами» объемом до 10 частей на миллион. Это весьма неприятно при попытке найти отклонения в 85 частей на миллион, но ничего невозможного тут нет. Однако проанализировав данные за первые полтора года наблюдений, ученые поняли, что мерцание звезд класса G в два раза превышает допустимый уровень помех.

Снижение яркости звезды на фоне прохождения планеты по ее диску

Согласно отчету за 2011 год, почти ни у одного такого светила «шумность» не опускалась ниже 10 частей на миллион, а примерно у 30% превышала 50. Наше Солнце оказалось самым тихим представителем своего семейства, и искать планеты размером с Землю на фоне более активных его родственников было очень сложно. Это был серьезный удар по планам ученых, но телескоп стоимостью более полумиллиарда долларов не мог пропадать даром. Сталкиваясь с подобными препятствиями, исследователи всегда пытаются найти выход и очень часто его находят. В данном случае решение оказалось довольно простым: нужно было дольше наблюдать за звездами. Значительный объем собранных данных позволял отбросить случайные колебания и выделить изменения яркости, спровоцированные крошечными планетами земного типа.

Земля 2.0 и Солнце 2.0 в представлении художника

В конце 2012 года НАСА санкционировало продление миссии «Кеплера». По иронии судьбы, некоторые узлы, стабилизирующие положение телескопа в пространстве, начали выходить из строя уже после этого решения. В течение нескольких месяцев он не мог смотреть в нужную сторону космоса, но затем инженеры нашли способ выровнять обсерваторию. Сделано это было с помощью солнечного ветра, давление частиц которого стало чем-то вроде опоры для «Кеплера».

По состоянию на 2023 год в ходе анализа данных, полученных «аварийным» телескопом, было обнаружено более пятисот экзопланет. Продолжается изучение и информации, добытой ранее. В 2015-ом были опубликованы результаты исследования, авторы которого использовали дополнительные методы обработки «картинки». Они смогли снизить уровень помех, а также переоценить «шумность» Солнца по отношению к другим звездам.

Все это, конечно, предельно интересно, но как насчет Земли 2.0? Удалось ли её найти? Что ж, в 2011 году НАСА объявило об открытии Kepler-22b. Эта планета всего в два раза крупнее Земли и находится в зоне обитаемости звезды, похожей на Солнце. На данный момент она больше любой другой походит на колыбель человечества. Делать какие-то выводы, тем не менее, пока очень рано. Никто не знает, из чего состоит эта экзопланета и есть ли у нее атмосфера, не говоря уже о жидкой воде на поверхности.

Зона обитаемости Солнечной системы (отмечена зеленым цветом) и системы Kepler-22b

По состоянию на 2023 год «Кеплер» обнаружил 361 экзопланету, потенциально находящуюся в зоне обитаемости. Однако достоверно подтверждено существование только 88 из них. Большинство последних не являются идеальной Землей 2.0, но телескоп выявил несколько неплохих кандидатов, в том числе четыре, вращающихся вокруг звезд класса G. Как бы то ни было, сделать окончательный выбор ещё только предстоит. Для начала было бы неплохо проследить за выявленными претендентами с помощью других телескопов.

Для этой роли может подойти заработавший недавно «Джеймс Уэбб», но куда продуктивнее будут обсерватории, специализирующиеся на поиске экзопланет. Это, например, «TESS», запущенная в 2018 году. Европейское космическое агентство планирует в 2026-ом отправить в космос телескоп «PLATO». У него будет 26 камер и потрясающая разрешающая способность, что позволит отсеивать помехи и улавливать мельчайшие изменения в яркости звезд. В общем, работа продолжается. Она невероятно интересна и мы с нетерпением ждем её результатов.

Космический телескоп Plato. Иллюстрация

Спасибо за внимание! Если вам понравилась статья, то можете поддержать нас "плюсиком" или подписаться на наш канал. Также хотелось бы упомянуть, что у нас есть свой Телеграм канал. Там мы постоянно публикуем интересные посты о космосе и астрономии.

На первый взгляд кажется, что Луна идеально полная. Но если внимательно присмотреться, можно заметить — в северной её части (на фотографиях это сверху) протянулсь цепочка вскользь освещенных кратеров. Здесь проходит терминатор — линия, разделяющая освещенное Солнцем и неосвещенное полушария Луны.

В это полнолуние Луна как-будто специально повернулась к Солнцу своим Северным Полюсом, и северные приполярные районы Луны видны лучше, чем южные, которые сейчас отвернулись и от Солнца, и от Земли.

Особенно удобно сейчас рассматривать Море Холода — самое северное море Луны и кратер Анаксагор — самый северный из лучевых лунных кратеров, названный в честь древнегреческого ученого, объяснившего природу затмений.

Туманность Пузырь NGC 7635 (LBN 549, Sharpless 162, Caldwell 11) — эмиссионная туманность в созвездии Кассиопея. «Пузырь» образовался в результате звездного ветра от горячей массивной звезды типа Звезда Вольфа — Райе SAO 20575 (BD+60 2522), имеющей видимую звездную величину 8,7 и массу в 10-40 солнечных. Сама туманность является частью гигантского молекулярного облака, расположенного на расстоянии 7100 — 11 000 световых лет от Солнца.

В проекции на небесную сферу находится на расстоянии всего в 35 угловых минут от рассеянного звёздного скопления M 52.

Телескоп: William Optics Zenithstar 81 APO
Камера: ZWO ASI533MC Pro/ZWO ASI533MM Pro
Съёмка: ASIAIR Plus
Калибровка/Сложение/Обработка: PixInsight
Косметика: Photoshop

Засветка неба: Оранжевая зона

Экспозиция:
Фильтр: Antlia Triband RGB Ultra Filter 2»
137 кадров по 120 секунд
Фильтр: Antlia 3nm Narrowband H-alpha 1.25″
17 кадров по 300 секунд
Gain: 100
Общее накопление: 5 часов 59 минут

Снимок получен через несколько телескопов с различными узкополосными светофильтрами, выделяющими определенную длину волны.
Красный канал - H-alpha (656 нм),
зеленый канал - Continuum (540 нм),
синий канал - CaK (393 нм).
Список используемого оборудования и снимки в высоком качестве — по ссылке.
Место съемки: Анапа, двор.