Новости физики и космоса 

Выпуск 7 (82) 1 - 15 апреля 

На Большом адронном коллайдере произошла авария

Пятнадцатиметровый магнит, устанавливаемый на Большой адронный коллайдер (БАК) на границе Франции и Швейцарии, был поврежден в ходе испытаний, сообщили во вторник представители Европейского центра ядерных исследований (CERN).

Как передает агентство Associated Press, очевидцы происшествия стали свидетелями "громкого взрыва и тучи пыли".

Сверхпроводящий магнит, который должен работать при температуре –271 градус Цельсия, был поврежден из-за ошибки разработчиков. Разрушился композитный крепеж магнита, который не выдержал асимметричных нагрузок по продольной оси.

За эту деталь конструкции отвечала американская Лаборатория имени Энрико Ферми. Ее директор Пьер Оддоун (Pier Oddone) так прокомментировал случившееся: "Мы опозорились перед всем миром. Мы просто оглушены тем, что не предусмотрели такое простое сочетание сил".

Поврежденный магнит будет заменен.

В Большом адронном коллайдере будут разгоняться и сталкиваться протоны, а также ядра свинца. Устройство предназначено для поиска и изучения элементарных частиц. Коллайдер строится в туннеле с периметром 2665 метров на глубине около ста метров.

Первые тестовые столкновения в коллайдере планировалось провести в ноябре 2007 года, но, возможно, из-за происшествия график будет нарушен.

Туннельные механизмы ионизации

Чтобы оторвать от атома отрицательно заряженный электрон, необходимо, чтобы он поглотил фотон высокой энергии, а именно квант ультрафиолета или рентгеновского излучения. Электронная оболочка атома достаточно возбуждается, чтобы электрон мог преодолеть кулоновские силы взаимодействия с положительно заряженным ядром. Таковы основы ионизации. Команда исследователей из Германии и Голландии смогла доказать существование альтернативного механизма ионизации. Мощная электрическая составляющая лазерного импульса способна вызывать ослабление электростатических связей и электрон может покидать атом через квантовое туннелирование.

Леонид Келдыш, в настоящее время работающий в Институте физических проблем им. Лебедева, еще в 1964 г. предсказал этот эффект. Но только лазерный импульс длительностью несколько сотен аттосекунд смог продемонстрировать это теоретически предсказанное явление. Импульсный лазер уже применялся для возбуждения электронов в атомах. Более мощный лазер позволил исследователям отслеживать движение электронов, которые происходят во время химических реакций.

Ференц Крауз из Института квантовой оптики им. Макса Планка, Германия, описали свой эксперимент по ионизации атомов 5 апреля в журнале Nature. Мишенью в экспериментах был неон, применялся ультрафиолетовый лазер с импульсом продолжительностью 250 аттосекунд. Параллельно с этим физики облучали газ инфракрасным лазером с импульсом 5000 аттосекунд.

Кулоновское взаимодействие, ослабляемое ультрафиолетовым лазером, отпускало электроны и они туннелировали, как квантовые частицы через потенциальный барьер. Увеличивая продолжительность воздействия между импульсами ультрафиолетового и инфракрасного лазера, исследователи обнаружили, что содержание ионизированных атомов газа также растет. Теория Келдыша, описывающая ионизацию в сильных магнитных полях во многом пересекается со многими другими теориями, так что результат никого не удивил. Однако важно то, что исследователи проложили новый путь в экспериментальной физике. В частности, в ее разделе, посвященном динамике электронов, замечает Пол Горкам из Канадского совета национальных исследований, Оттава. Эта технология позволяет лучше понять процессы, взаимного обмена энергией между электронов.

Например, Крауз упоминает процессы встряски, которые испытывает атом, поглощая высокоэнергетические рентгеновские кванты. При этом электрон вылетает из атома, передавая часть энергии другим электронам. Атом приходит в возбужденное состояние, которое постепенно распространяется от самого ядра. Таким образом, заполнение освободившейся вакансии в электронной оболочке атома происходит с некоторой задержкой. Она составляет, по оценкам Крауза, 50 аттосекунд. Крауз заявляет, что хочет достичь продолжительности импульсов в 100 аттосекунд, чтобы выяснить динамику ионизации атомов.

Звёзды рождаются на перемычке

Один из последних снимков главной камеры орбитального телескопа Hubble помог астрономам понять, что за перемычка пересекает галактику NGC 1672. Оказалось, что на ней идёт активнейший процесс звездообразования, а по краям располжены области «взрыва звёзд».

NASA опубликовало снимки спиральной галактики с перемычкой NGC 1672. Их сделал космический телескоп Hubble. Оказалось, что перемычка (бар) – область активного звездоформирования. На снимках представлены детальные изображения протозвездных облаков и больших областей межзвездной пыли. Можно увидеть несколько районов активного формирования звезд, включая несколько областей так называемого взрыва звезд на границах галактики.

NGC 1672 расположена в 60 миллионах световых лет от нас в созвездии Золотая Рыба (Dorado). Она относится к так называемым сейфертовским галактикам, то есть галактикам с яркими звездообразными ядрами и сильными широкими линиями излучения в спектрах. Такое название они получили по фамилии американского астронома Карла Кинана Сейферта, изучавшего их в 1940-х годах.

Снимок сделан еще в 2005 году при помощи камеры Advanced Camera for Surveys. Сейчас такой снимок сделать уже не удастся.

Эта камера вторично вышла из строя в конце января 2007 года. Как говорят в NASA, две трети функций потеряны безвозвратно, остальные, возможно, удастся восстановить.

В прошлом году камера также ломалась: в июне 2006 года об этом сообщили новостные агентства. 19 июня с телескопа поступил сигнал о выходе за допустимый уровень напряжения в электросети, что привело к остановке работы камеры. Автоматика отключила камеру от общей электросети, в то время как другие научные приборы телескопа продолжали работу в обычном режиме. Однако тогда техники довольно быстро решили проблему на Земле. 2 июля научные наблюдения при помощи ACS продолжились.

Впрочем, NASA уже решило, что Hubble нужно ремонтировать. Ремонтная бригада уже тренируется в Годдардовском космическом центре.

В составе основного экипажа командир миссии Скотт Альтман, пилот Грегори Джонсон, уже летавшие астронавты Джон Грюнсфельд и Майк Массимино, на которых ляжет вся тяжесть работ в открытом космосе, астронавты-новички Эндрю Фёстел и Майкл Гуд, а также оператор руки-манипулятора Меган Макартур.

Во время обслуживающей экспедиции астронавты пять раз выйдут в открытый космос. За это время они не только отремонтируют телескоп, но и установят два новых научных прибора. За счёт ремонта ветеран внеатмосферной астрономии должен прожить до 2013 года.

Астрономы впервые нашли воду вне Солнечной системы

Астрономы впервые нашли воду на планете, расположенной за пределами Солнечной системы, сообщает Reuters.

Следы водяного пара были обнаружены американскими учеными в атмосфере юпитерообразной планеты HD 209458b в созвездии Пегаса.

По словам одного из сделавших это открытие ученых, находка подтвердила предположение о наличии воды на множестве планет этого типа.

Планета HD 209458b находится от Земли на расстоянии 150 световых лет. Она имеет очень короткий - длиной всего три с половиной земных дня - период обращения вокруг своего светила, поэтому ученым было легко наблюдать за ней.

Китай представил атомный луноход

Прототип самоходного аппарата с атомной энергетической установкой представлен в Китае. Как пишет газета Shanghai Daily, проект разрабатывается в Шанхайском институте проектирования аэрокосмических систем для лунной экспедиции 2012 года.

По словам директора института Ло Цзяня (Luo Jian), аппарат превзойдет советские луноходы и американские марсоходы.

Расчетная скорость китайского лунохода – 100 метров в час. Его высота – 1,5 метра, масса – 200 килограммов. Управление устройством осуществляется дистанционно. Название ему еще предстоит придумать.

Луноход оборудован приборами для получения трехмерных изображений окружающего ландшафта, прямой трансляции видеоизображения, забора и исследования проб грунта.

Ходовая часть аппарата позволит ему подниматься по склонам, а система датчиков позволит луноходу избегать столкновения с препятствиями.

Работа над луноходом ведется уже четвертый год. Для этого в лаборатории шанхайского института создан полигон, имитирующий поверхность Луны. Сейчас китайские специалисты занимаются испытанием всех систем лунохода, которым предстоит функционировать при лунной гравитации (составляющей одну шестую от земной), сильном облучении и больших перепадах температур (от –180 до 150 градусов Цельсия). В ближайшее время испытательный комплекс дооснастят приспособлениями, имитирующими эти жестокие условия среды, отмечает газета.

Наибольшей проблемой разработчики лунохода называют его энергетическое обеспечение во время лунной ночи, которая продолжается 14 земных суток. Поскольку солнечные батареи в это время не смогут производить электричество, в проектном институте намереваются установить на борт аппарата атомный источник энергии.

Работы над луноходом ведутся в рамках "Проекта Чан-э", названного в честь персонажа китайской мифологии, называемой "лунной феей" и представляемой в виде жабы со ступкой. Чан-э была женой героя Хоу И, доставшего порошок бессмертия, чтобы им с женой превратиться в богов. Однако Чан-э тайком употребила все средство в одиночку, вознеслась на небо и поселилась на Луне.

Климат на Марсе меняется

Постепенно темнеющая поверхность Марса, согласно оценкам, в течение 20 лет медленно разогревалась. На основе моделирования климата Красной планеты исследователи сообщают, что яркость песков находится в определенной зависимости от температуры атмосферы. Они обнаружили, что энергия солнца, поглощаемая темными скальными породами, является двигателем ветров, которые поднимают блестящую пыль, что делает темные породы еще более темными (обнажают их). Но предсказываемое потепление подтвердить довольно тяжело и движение песков Марса может обернуть процесс вспять.

Анализ снимков за последние три десятилетия показывает, что изменения в альбедо Марса составляют 10 % (Марс отражает примерно 20 % энергии Солнца). Чтобы узнать, действительно ли альбедо влияет на климат, исследователи сравнили снимки, полученные с борта Викинга в 1976 – 78 гг. со снимками, полученными в 1999 – 2000 гг., когда Марс навещал космический аппарат Mars Global Surveyor. На первых снимках наблюдались яркие и темные пятна, а на последних темных пятен стало значительно больше.

Введя новые данные по альбедо в модель марсианского климата, исследователи смогли получить карту температур и ветров на протяжении марсианского года. Согласно этой модели более темная поверхность Марса нагревает воздух, что способствует формированию локальных пылевых бурь, которые поднимают в воздух относительно яркую пыль. Таково мнение члена команды Лори Фентона, планетарного геолога из Центра Карла Сагана в Калифорнии. Более тусклые области Марса подвержены даже большим ветрам, поскольку поднимающий пыль теплый воздух гонит ее в более холодные регионы, создавая зоны турбулентности.

Изменение в альбедо на протяжении исследуемого периода может быть связано с увеличением средней температуры планеты примерно на 0,65 градусов (что соответствует одному градусу Фаренгейта). Об этом на этой неделе сообщает Фентон в журнале Nature. Более высокие летние температуру вблизи южного полюса планеты вполне объясняют, почему на протяжении четырех лет сокращается в размерах полярная шапка Марса. По мнению исследователя процесс потепления Марса стал более очевидным после наблюдения гигантских песчаных бурь в 1970-х гг., которые наблюдались по всей поверхности планеты.

Но достоверно что-либо утверждать сложно. Температура планеты из года в год изменяется с такой амплитудой, что тенденция не просматривается. «Мы располагаем только данными о глобальных песчаных бурях, так что данными, опровергающими наши  прогнозы, не располагаем. Однако их и недостаточно, чтобы подтвердить нашу правоту», – говорит Фентон.

Но в отличие от земного глобального потепления, марсианское целиком определяется динамикой пылевых бурь, которая может быть весьма переменчивой.

Солнечная активность сбивает с толку GPS-навигацию

Исследование доказало связь между вспышками на солнце и сбоями в работе систем навигации GPS, сообщает The Inquirer. Данные исследования ученых из Университета Корнелл были представлены на Форуме космических метеорологов в Вашингтоне.

В декабре 2006 года на поверхности солнца были зарегистрированы две вспышки. По данным исследователей, эти вспышки стали самыми мощными за последние годы, с интенсивностью радиоволн, почти в 20 тысяч раз превышающую обычную активность солнца в 11-летний период спокойствия.

Космонавт Тюрин засадил МКС горохом

Космонавт Михаил Тюрин, находящийся сейчас на МКС, увлекся выращиванием гороха. Как передает РИА Новости, в ходе прямого сеанса связи с Землей космонавт рассказал, что ухаживает за этой культурой в космосе и намерен продолжить свои сельскохозяйственные опыты по возвращении домой.

"По моим данным, в космосе горох растет также быстро, как и на Земле. А на МКС нам удалось собрать уже шесть урожаев этой ценной и вкусной бобовой культуры", - сообщил Тюрин. Российский космонавт рассказал о полезных свойствах гороха и выразил уверенность, что даже если человечество полностью перейдет на синтетические продукты, горох не утратит своей популярности. Правда, из нового урожая, выращенного на Международной космической станции, Тюрину не удалось попробовать ни горошины. Весь выращенный в космосе горох имеет научную ценность и должен быть отправлен на Землю для дальнейших исследований.

Космический турист раскрыл планы Гейтса по освоению космоса

Чарльз Симони, бывший сотрудник исследовательского центра Xerox и некогда один из ведущих разработчиков корпорации Microsoft заявил, что самый богатый человек в мире Билл Гейтс собирается полететь в космос. Эту новость Симони сообщил в ходе видеоконференции с Международной космической станции.

Об этом стало известно из заметки на сайте Вести.Ру, в которой Симони называют "первым заместителем" Билла Гейтса, хотя, по имеющимся сведениям, пятый космический турист не работает в Microsoft с 2002 года. Кроме того, информация о планах Гейтса по освоению космоса, как выяснилось, поступила не от самого Симони, а была получена со слов российского космонавта Федора Юрчихина. Россиянин рассказал о желании основателя Microsoft слетать на орбиту, сославшись на высказывания американского соседа по космической станции.

За транспортные услуги для NASA Роскосмос получит 719 миллионов долларов

Федеральное космическое агентство России (Роскосмос) и Национальное аэрокосмическое агентство США (NASA) объявили о заключении четырехлетнего контракта на общую сумму 719 миллионов долларов, пишет "Коммерсант". Соглашение является крупнейшим контрактом в космической отрасли за всю историю российско-американских отношений.

Документ предусматривает доставку на МКС и возвращение на Землю 15 американских астронавтов: шестерых в 2009 году, шестерых в 2010 году и троих в 2011 году. Кроме того, в NASA приобрели дополнительное место в постоянном экипаже станции в 2009 году для своих зарубежных партнеров: Европейского космического агентства, Японии или Канады. Кому конкретно будет отдано это место, NASA пока не уточняет.

Астронавты будут входить в составы экипажей российских кораблей "Союз", командирами которых будут космонавты Роскосмоса.

NASA также оплатит доставку на станцию 5,6 тонны грузов, необходимых для поддержания работы американского сегмента МКС. Часть из этих грузов (1,4 тонны) будет доставлена на российском стыковочном модуле, запуск которого планируется в 2010 году. Остальную часть грузов доставят корабли "Прогресс".

Подписанное соглашение стало самым крупным российско-американским контрактом в области космоса. До сих пор первенство удерживало соглашение, по которому в 1995-1998 годах семь американских астронавтов совершили длительные полеты на станцию "Мир" за 480 миллионов долларов.

Необходимость в покупке мест на "Союзах" появилась у NASA после решения сократить число полетов "шаттлов" и совсем прекратить их запуски не позднее 2010 года. В декабре 2005 года Роскосмос и NASA подписали первый контракт на 43,8 миллиона долларов, позволивший в 2006 году слетать на МКС двум астронавтам. В октябре прошлого года контракт был продлен на 2007-2008 годы и обошелся NASA дополнительно в 160 миллионов.

Нынешний контракт между Роскосмосом и NASA может стать последним. Сейчас NASA финансирует работы частных компаний по созданию грузовых, а в будущем и пилотируемых кораблей для полетов к МКС.

В августе 2006 года NASA заключило контракты с компаниями SpaceX и Rocketplane Kistler на суммы 278 и 207 миллионов долларов соответственно. SpaceX строит грузопассажирский корабль Dragon, запускаемый с помощью ракеты Falcon 9. Rocketplane Kistler разрабатывает носитель многоразового использования K-1, который может быть оснащен грузовым или пилотируемым модулем.

Американцы создали радиозарядку для мобильников

Компания Powercast создала технологию передачи электроэнергии по радиоволнам, сообщает PC Magazine. В частности, технология позволит заряжать аккумуляторы мобильных устройств без использования проводных соединений.

Кит Крессин, вице-президент по маркетингу компании Powercast, сообщил, что их технология передачи энергии по радиоволнам, безусловно, не нова. Но, в отличие от конкурентных разработок, работает значительно эффективнее, так как способна передавать 50-70 процентов вырабатываемой энергии (традиционные системы радиопередачи энергии транслируют лишь 10 процентов). С расстоянием эффективность системы ослабевает. Впрочем, это зависит от мощности передатчика.

Российский спутник мог стать жертвой военных экпериментов

Космический аппарат "Татьяна" ("Университетский"), который был запущен на орбиту в январе 2005 года и перестал подавать сигналы 7 марта 2007 года, мог погибнуть в результате воздействия на него каких-либо технических средств с Земли, заявил "Интерфаксу" неназванный источник в российской ракетно-космической отрасли.

"По мнению некоторых российских экспертов, велика вероятность того, что спутник "Татьяна" стал жертвой проводимых в США экспериментов по лучевому воздействию на космические аппараты. Один из таких экспериментов, по официальной информации, проводился в США незадолго до того, как наш спутник перестал подавать сигналы", - сообщил собеседник агентства.

Источник "Интерфакса" рассказал, что спутник "Татьяна" перестал подавать сигналы внезапно. "Связь со спутником устойчиво поддерживалась до того момента, когда он ушел "за горизонт", из зоны радиовидимости российских наземных средств. Когда он, сделав виток, примерно через час возвратился в нашу зону, его бортовая аппаратура была уже "мертва", - заявил он.

По словам источника агентства, обычно старение аппарата приводит к тому, что его блоки один за другим начинают давать сбой. "В случае же с "Татьяной" вся целевая аппаратура работала стабильно и вышла из строя одновременно", - сказал неназванный информатор "Интерфакса".

По его словам, подобное может случиться также в том случае, если аппарат столкнулся с так называемым "космическим мусором". "Однако размер спутника так мал, что вероятность его столкновения с каким-либо космическим обломком практически ничтожна", - заканчивает цитировать неназванный источник "Интерфакс".

"Еще один эксперт в области космической деятельности, пожелавший остаться неназванным", заявил тому же агентству, что неожиданный выход из строя университетского спутника может быть связан с проводившимся с территории США 7 марта ракетным запуском. "Сопоставление временных характеристик запуска и времени пролета "Татьяны" над территорией США показывает, что причинно-следственная связь между двумя событиями вполне допустима", - сказал источник.

По общедоступным данным, расчетный срок существования "Татьяны" составлял от одного до трех лет. К моменту прекращения работы, космический аппарат провел на орбите более двух лет.

Аппарат массой около 23 килограммов был выведен на орбиту с космодрома "Плесецк" 20 января, попутно с военным навигационным спутником "Парус". "Татьяна" была построена на платформе разработки омского КБ "Полет". Научную аппаратуру для него создавали студенты и специалисты НИИ ядерной физики МГУ. На спутнике велись эксперименты по изучению радиационной обстановки вблизи Земли, космических частиц высокой энергии, ультрафиолетового фонового излучения ночной атмосферы и полярных сияний, магнитного поля Земли, а также радиационной стойкости бортовой электроники.

Помимо этого, на борту "Татьяны" были смонтированы детекторы ультрафиолетового излучения, позволяющие измерять уровень фонового свечения ночной атмосферы, а также полярных сияний во время усиления магнитных бурь

В Пентагоне категорически опровергли утверждения неназванных российских экспертов о причастности американских военных к уничтожению малого исследовательского спутника "Татьяна" ("Университетский"). Представитель Стратегического командования США Джеймс Грейбил (James Graybeal) назвал подобные сведения полностью недостоверными, сообщает MSNBC.

Высокие астронавты не поместятся в новый корабль NASA

Американское аэрокосмическое агентство (NASA) собирается ввести строгие ограничения по росту для астронавтов, которые будут выполнять миссии на борту нового корабля Orion, сообщает газета The Sunday Times.

По предварительным расчетам компании Lockheed Martin, занимающейся разработкой корабля, в него поместятся астронавты ростом не более 170-175 сантиметров. Представитель NASA Дьюан Росс признал, что члены экипажа Orion, вероятно, будут "ниже сегодняшних астронавтов, которые имеют самые разные фигуры и рост".

"Большие астронавты по-прежнему будут необходимы для выходов в открытый космос, требующих особой выносливости. Но что касается миссии на Луну или Марс с участием экипажа из четырех человек, существуют сложные расчеты, показывающие, во что обойдется лишний дюйм роста с точки зрения расхода топлива", - заявил один из инженеров Lockheed Martin.

К 2010 году Россия планирует запустить лунный корабль

Модернизированный космический корабль "Союз" может совершить первый полет к 2010 году. Об этом, как передает ИТАР-ТАСС, сообщил журналистам президент и генеральный конструктор РКК "Энергия" Николай Севастьянов.

Последняя модернизация "Союза" проводилась в 2001 году. "Сегодня мы переходим на новые цифровые технологии, это позволит расширить возможности космического корабля. В том числе он сможет летать к Луне и возвращаться к Земле со второй космической скоростью", - сказал Севастьянов.

Ранее, отвечая на вопрос журналистов об источниках финансирования проекта, Севастьянов сказал, что "часть средств составят собственные инвестиции корпорации для проведения проектных работ". "Мы ожидаем, что нас финансово поддержит Роскосмос, а также Европейское космическое агентство в рамках доли своего участия в этом проекте", - сообщил он.

Севастьянов подчеркнул, что решение Роскосмоса о глубокой модернизации космического корабля "Союз" - первый шаг в проекте "Клипер". "Мы пока не решаем задачу увеличения технического экипажа, многоразовости и снижения себестоимости полета, то что задумали решить на "Клипере", - добавил руководитель РКК.

Модернизированный "Союз" планируется также задействовать как "спасательную шлюпку" для экипажей МКС. Кораблем сможет управлять всего один пилот, в то время как аналоговые системы требуют участия бортинженера.

Жертвенник с магнитом

Астрономам при помощи нескольких космических аппаратов удалось обнаружить объект, которых пока что известно всего около дюжины. Тело под названием CXOU J164710.2-455216, расположенное в 13000 световых лет от Земли в созвездии Жертвенника, оказалось магнитаром – нейтронной звездой с очень мощным магнитным полем.Астрономам удалось «поймать» довольно редкого космического «зверя». При помощи нескольких космических аппаратов удалось обнаружить объект, которых пока что известно всего около дюжины. Тело под названием CXOU J164710.2-455216, расположенное в 13 000 световых лет в созвездии Жертвенника, оказалось магнитаром – нейтронной звездой с очень мощным магнитным полем.

Собственно, сам объект обнаружили еще в 2004 году. Первым исследователем его стал Майкл Муно из лаборатории космических излучений Калифорнийского технологического института. Чтобы не мучаться с громоздким названием космического тела, ему присвоили неофициальное наименование «магнитар Westerlund 1».

Приблизительно год спустя после открытия магнитар произвел мощную вспышку, которая привела к увеличению его яркости в 100 раз. Ее удалось наблюдать сразу несколькими космическими аппаратами, в том числе европейским рентгеновским телескопом XMM-Newton и гамма-рентгеновским спутником NASA Swift. Более того, всего за пять дней до вспышки при помощи XMM-Newton Муно наблюдал спокойный магнитар. Таким образом, весьма редкий процесс удалось наблюдать фактически онлайн.

Как полагают ученые, столь подробно изученная вспышка очень многое может рассказать не только о таких достаточно редких представителях класса нейтронных звезд, но и о вообще нейтронных звездах.

По мнению Муно, вспышка произошла из-за того, что мощнейшие магнитные поля магнитара создали сильнейшие напряжения в коре нейтронной звезды. И уже эти напряжения вызвали своего рода подобие сейсмических событий на Земле.

Однако, как отмечает ученый, мы пока что очень мало знаем о строении нейтронных звезд. И то обилие данных, которое удалось получить в результате наблюдавшегося события, наверняка поможет в нем разобраться.