Рубрика: 21 век

EnVision – космический аппарат, разработанный Европейским космическим агентством (ЕКА) для изучения Венеры. ЕКА выбрало EnVision в 2021 году в качестве пятой миссии среднего класса для своего плана Космического видения. Запущенный в 2031 году, полёт занимает 15 месяцев, чтобы достичь планеты, и еще 16 месяцев на аэробрейкинг, чтобы достичь вращения по орбите.

Зонд помогает ученым понять взаимосвязь между геологической активностью Венеры и атмосферой, потенциально находя подсказки о том, почему Венера и Земля пошли такими разными эволюционными путями. Он определяет уровень и характер текущей активности, раскрывает последовательность геологических событий, которые породили целый ряд особенностей поверхности, и подтверждает, были ли когда-то на Венере океаны, и была ли она когда-то пригодна для жизни. Благодаря аппарату учёные получают новые знания об организующей геодинамической структуре, которая контролирует выделение внутреннего тепла с планеты. Высота полета зонда колеблется от 220 до 470 км, а продолжительность миссии составляет 4,5 года.

В комплектацию аппарата входят три прибора, а также производится радионаучный эксперимент. Радар с синтезированной апертурой Венеры (VenSAR) позволяет использовать несколько методов визуализации и определения дальности с пространственным разрешением до 10 метров. Он даёт характеристики структурным и геоморфологическим свидетельствам многомасштабных процессов, которые сформировали геологическую историю Венеры, и раскрывает текущую вулканическую, тектоническую и осадочную активность. Второй прибор, радиолокационный эхолот Венеры (SRS), проникает в верхний слой недр на километр в поисках подземных слоев и их структуры, включая ударные кратеры и их содержание, тессеры (черепице-подобные детали рельефа поверхности) и их границы, потоки лавы и их края, равнины и тектонические особенности, чтобы выявить стратиграфические взаимосвязи в различных диапазонах глубин и горизонтальных масштабах. Третий прибор, Venus Spectroscopy Suite (VenSpec), предоставляет композиционные данные о типах горных пород, атмосферные измерения с чрезвычайно высоким разрешением, подробный мониторинг сернистых газов и сканирование таинственного УФ-поглотителя в верхних облаках Венеры.

В дополнение к трем основным приборам гравитационная и радиосистема отображает гравитационное поле Венеры в высоком разрешении, позволяя исследовать ее глубокую внутреннюю структуру и подтвердить размер и текущее состояние ядра. Он также измеряет свойства атмосферы с помощью  дистанционного зондирования методом радиозатмения.

До этого за последнее десятилетие к Венере отправлялись и другие зонды – российский наземный спускаемый аппарат Venera D, а также миссии НАСА VERITAS и DAVINCI+, значительно улучшающие научные знания об этой планете.

К 2033–2035 гг. квантовые компьютеры становятся настолько мощными и с таким длительным временем когерентности, – что они могут разблокировать ранее высокоуровневое шифрование с сотнями цифр за считанные секунды.

Квантовые компьютеры начали появляться в предыдущем десятилетии как революционная альтернатива “классическим” компьютерам. В то время как последние были ограничены двоичными единицами и нулями, квантовые системы имели преимущество одновременного использования нескольких значений, что позволяло им работать с астрономически огромными числами, на вычисление которых обычно уходили миллионы или миллиарды лет.

В течение 2010-х годов самые мощные квантовые компьютеры содержали несколько десятков кубитов – квантовый эквивалент компьютерных битов, что делало их хуже традиционных компьютеров. Такие компании, как D-Wave, заявляли о тысячах кубитов, но полагались на метод, называемый квантовым отжигом, не принятый исследователями в качестве “универсальных” квантовых компьютеров и подверженный высокой частоте ошибок.

В то время как быстрое наращивание кубитов произошло в 2020-х годах, время согласованности (когерентности) оставалось большой проблемой. Определяемый как время, в течение которого кубит может хранить точную информацию, обычно измерялся в масштабах нано – или микросекунд. Однако к концу десятилетия квантовые компьютеры начали превышать время когерентности в одну секунду или более.

В 2030-х годах время согласованности возросло ещё больше, со стабильными и непрерывными вычислениями продолжительностью 10 секунд или более. Сочетание всё более последовательных и отказоустойчивых систем с ещё более высоким количеством кубитов теперь позволило квантовым компьютерам работать с поистине гигантскими числами. Это включает в себя и решение алгоритмов шифрования высокого уровня. Например, классическим компьютерам потребовалось бы 300 триллионов лет, чтобы преодолеть 617 цифр стандарта шифрования RSA-2048. Владельцы квантовых компьютеров теперь достигают этого успеха за 10 секунд.

К середине 2030-х годов, с переходом крупномасштабных квантовых компьютеров из лаборатории в более широкое использование, огромные объемы доступной вычислительной мощности открывают множество возможностей, но также и опасностей. В то время как большинство правительств и предприятий приняли меры по модернизации своей ИТ-инфраструктуры, устаревшие системы без необходимых улучшений безопасности в настоящее время уязвимы для кибератак со стороны государственных структур и организованных преступников.

В дополнение к персональным данным пользователей, возможность взлома ключей RSA-2048 также раскрывают государственные и промышленные секреты, а также информацию, относящуюся к давним теориям заговора, историческим архивам и так далее. Сообщения средств массовой информации этого времени освещают ряд взломов и утечек, что побуждает к более тщательному изучению технологий квантовых компьютеров и шифрования в целом.

More…

Long March 9 (официально CZ-9, Чанчжэн-9) – новая китайская ракета, впервые анонсированная в 2018 году и предназначенная для дальних полетов на Луну, Марс и за его пределы. С грузоподъемностью 140 000 кг на низкой околоземной орбите (LEO) и 50 000 кг для транслунного перехода, она входит в число самых больших ракет, когда-либо построенных, – одна из очень немногих ракет-носителей класса “сверхтяжелая”.

“Долгий марш-9” представляет собой трехступенчатую ракету с большим сердечником диаметром 10 метров, окруженную кластером из четырех двигателей. Сравнимая по размерам с вышедшим на пенсию Сатурном V от НАСА, эта огромная ракета специально разработана для расширения возможностей Китая за пределами Земли и в глубинах космоса. На вершине ракеты находится космический корабль следующего поколения, способный к полету на Луну, вместимостью до шести астронавтов.

Проект Чанчжэн-9 завершил технико-экономическое обоснование в 2021 году и в том же году получил одобрение правительства. 14-й пятилетний план (2021-25 годы) позволил ей перейти к следующему этапу развития. К 2030 году состоялся первый испытательный полет, и ракета-носитель готовится к использованию в лунных миссиях. После дополнительных испытательных полетов Китай высадит своих первых астронавтов на Луну в начале этого десятилетия.

Это происходит наряду с аналогичными усилиями США, у которых теперь тоже есть собственная ракета с двигателем, способным доставлять корабли до Луны – космическая система запуска (SLS), а также коммерческими компаниями, такие как SpaceX и Blue Origin. Две страны, участвующие во второй космической гонке в течение последних двух десятилетий, теперь, наконец, видят плоды своих долгосрочных исследований и разработок.

Чанчжэн-9 является ключевой частью операций Китая на Луне не только для отправки астронавтов в краткосрочные миссии, но и для установления более постоянного присутствия. Его огромная грузоподъемность позволит образовать научный форпост на лунной поверхности в конце 2030-х годов.

More…

К концу этого столетия микроэволюция человеческого предплечья привела к тому, что все новорожденные теперь имеют постоянную срединную артерию. Эта биологическая аномалия когда-то считалась эмбриональной структурой, обычно регрессирующей к 8-й неделе беременности. В утробе матери она функционирует как основной сосуд, снабжающий кровью предплечье и кисть, но исчезала, как только лучевая и локтевая артерии развиваются параллельно по обе стороны от неё.

Тем не менее, начиная с 18-го века, все большая распространенность среди взрослых стала проявляться. Все больше и больше людей сохраняли все три артерии на протяжении всей своей жизни. К концу 19-го века более 10% новорожденных имели эту особенность, и к 2000 году этот показатель вырос до 30%.

Исследование умерших в 2020 году показало, что это явление продолжается и в настоящее время наблюдается у 35% населения. Ученые объяснили эту микроэволюцию мутациями генов, участвующих в развитии средней артерии, или проблемами со здоровьем у матерей во время беременности, или и тем, и другим.

Кроме того, исследования показали, что люди эволюционируют в целом быстрее, чем когда-либо за последние 250 лет. Другие изменения в анатомии, наблюдавшиеся в течение относительно короткого времени, включали растущее отсутствие зубов мудрости (вызванное современными диетами и сужением лиц), аномальные соединения двух или более костей в ногах и растущую распространенность скрытого расщепления позвоночника (небольшой разрыв в одном или нескольких позвонках).

К 2099 году постоянная срединная артерия больше не считается разновидностью, а является “нормальной” структурой человека. Дополнительный кровеносный сосуд не представляет никакого риска для здоровья и, на самом деле, даёт небольшую выгоду за счет увеличения общего кровоснабжения. Он также может быть использован в качестве замены при хирургических процедурах для других частей тела.

More…

Международная лунная исследовательская станция (ILRS) – это лунная база, построенная на южном полюсе Луны, первоначально автоматическая и роботизированная, но позже начавшая принимать людей на всё более длительные сроки. Возглавляемая Китаем, ILRS привлекает международных партнеров, таких как Россия, которые вносят свой вклад в различные компоненты.

Серия зондов “Чанъэ”, начавшаяся в 2007 году, позволила Китаю приобрести опыт орбитальных маневров и изучения лунной поверхности. Первые две из этих миссий сформировали Первую фазу его программы исследования Луны. Чанъэ 3 и 4, которые сформировали фазу II, включали мягкую посадку и развертывание марсоходов. За фазой III последовали Chang’e 5-T1 и Chang’e 5, последняя из которых в 2020 году стала первой миссией по возвращению образцов грунта на Землю.

Китай намеревался провести четвертый этап в качестве подготовки к созданию лунной исследовательской станции. Чанъэ-6, запущенный в 2024 году, исследовал топографию, состав и структуру недр посадочной площадки на южном полюсе и вернул образцы из этого региона на Землю. Его преемник, Чанъэ-7, более подробно исследовал полярную среду. Эта миссия включала орбитальный аппарат, посадочный модуль, ровер и мини-летающий зонд. Чанъэ-8 последовал в 2027 году и стал самой продвинутой лунной миссией, когда-либо предпринятой Китаем. В дополнение к посадочному модулю, марсоходу и детектору полета, он произвёл 3D-печать с использованием местных ресурсов. Этот эксперимент продемонстрировал испытание конструкции, необходимой для лунной базы.

К 2030 году Китай завершил свою роботизированную программу исследования Луны и начал переходить к более ориентированным на человека миссиям. Сверхтяжелая ракета-носитель Long March 9 значительно расширила возможности страны в космосе. При грузоподъемности 50 000 кг для транслунной доставке на поверхность теперь можно было доставлять очень крупные грузы.

После более ранней демонстрации Chang’e 8 вокруг площадки произходит больше активности. Последующие машины с более совершенными методами строительства заложили начало временной лунной базы. В это время произошла важная веха в истории Китая, когда его первые астронавты отправились на Луну.

Китай намеревался поддерживать более постоянное присутствие на лунной поверхности и работал над созданием Международной лунной исследовательской станции (ILRS), которая на сегодняшний день является его самым амбициозным предприятием. Оно включает поддержку долгосрочных, более масштабных научных исследований, технических экспериментов, добычи и использования лунных ресурсов, а также постройки модулей среды обитания, производства солнечной энергии и транспортных средств для исследований за пределами базы. В период 2036-2045 годы база начинает принимать людей для длительного пребывания.

Как и для аналогичной базы у НАСА, южный полюс является выгодным местом для ILR из-за постоянно освещенных солнцем пятен с почти непрерывной солнечной энергией, а также постоянно затененных кратеров, которые, как известно, содержат воду и другие летучие вещества; результат оси вращения Луны.

Роскосмос и другие международные партнеры участвуют в ILR, которая продолжает расширяться и развиваться в 2040-х годах. К 2045 году Китай начнёт смещать свое внимание с Луны на Марс.

More…

Лунная платформа-шлюз (англ. Lunar Orbital Platform-Gateway, LG) является преемником устаревшей Международной космической станции (МКС). В то время как МКС была выведена на орбиту вокруг Земли, LG находится ближе к Луне. Партнеры, участвующие в его строительстве, кроме России, аналогичны МКС: Канадское космическое агентство (CSA), Европейское космическое агентство (ESA), Японское агентство аэрокосмических исследований (JAXA) и НАСА.

Шлюз разрабатывается, используется и поддерживается в сотрудничестве с коммерческими и международными партнерами в качестве “плацдарма” для операций на поверхности Луны (как роботизированных, так и с экипажем) и для возможного путешествия на Марс. Отправляя людей и грузы в межлунное пространство и обратно, участники проекта получают знания и опыт, необходимые для полета на Луну и за её пределы.

Первоначально НАСА намеревалось построить Шлюз в рамках “Миссии по перенаправлению астероидов”, но позже отменило этот план. В сентябре 2017 года было объявлено о неофициальном совместном заявлении о сотрудничестве между НАСА и Роскосмосом. Однако в октябре 2020 года Роскосмос заявил, что программа будет слишком “ориентирована на США”, чтобы Россия могла участвовать в ней, а в январе 2021 года подтвердил, что не будет участвовать в программе LG. НАСА заказало частным компаниям исследования доступных способов разработки силовых и двигательных элементов станции – такими частными компаниями были Boeing, Lockheed Martin, Orbital ATK, Sierra Nevada и Space Systems/Loral.

Международные партнеры, участвующие в проекте, планировали, что его строительство будет происходить постепенно с 2024 по 2028 год с поставкой четырех основных компонентов:

• Силовой и двигательный элемент (СИЗ, Power and Propulsion Element (PPE)) – электродвигательный модуль, служащий главным командным и коммуникационным центром LG, СИЗ может генерировать 50 кВт солнечной электроэнергии для своих ионных двигателей, которые могут быть дополнены химическим двигателем. Система связи S-диапазона обеспечивает радиосвязь с близлежащими транспортными средствами, а также может функционировать в качестве космического буксира, переводя космическую станцию с одной орбиты на другую. Наряду с жилым и логистическим форпостом (см. ниже), СИЗ является первым компонентом LG, который будет доставлен и запущенн SpaceX на Falcon Heavy в 2024 году.

• Жилой и логистический аванпост (Habitation and Logistics Outpost, HALO) – кабина экипажа для астронавтов, посещающих платформу. Его основная цель – обеспечить основные потребности в жизнеобеспечении для посещающих астронавтов и обеспечить подготовку к спуску на лунную поверхность. В дополнение к экологическому контролю и хранению энергии, он имеет пространство для научных исследований и хранения, возможности обработки данных и стыковочные порты для посещающих транспортных средств и будущих модулей. Модуль размещён в 2024 году.

• Международный жилой модуль (International Habitation Module, I-HAB) – дополнительный жилой модуль, построенный ЕКА в сотрудничестве с Японией. Вместе I-HAB и HALO обеспечивают для станции в общей сложности 125 м3 пригодного для жилья объёма. Стыковка и размещение I-HAB произошла в 2026 году. Этот компонент также включает в себя большую роботизированную руку, предоставленную канадским космическим агентством.

• Европейская система обеспечения заправки, инфраструктуры и телекоммуникаций (European System Providing Refuelling, Infrastructure and Telecommunications, ESPRIT) – сервисный модуль с воздушным шлюзом для научных проектов, дополнительной ёмкостью для ксенонового и гидразинового топлива и коммуникационным оборудованием. В нём также есть док-порты и небольшой жилой коридор с окнами. Модуль ESPRIT состоит из двух частей и полностью установлен к 2027 году.

Полная сборка Лунного шлюза требует около 25 запусков с Земли, большинство из которых не пилотируемые. Окончательное размещение произходит в 2028 году, и затем станция начнет полноценную работу, служа платформой для миссий на Луну. Эти операции на поверхность Луны изначально роботизированы, но позволяют построить постоянную базу для людей в 2030-х годах.

Ожидаемый срок службы LG составляет около 15 лет, что позволяет ему работать до 2040-х годов. Ближе к концу этого периода НАСА начинает испытания нового отдельного транспортного средства, предназначенного для полетов с экипажем в более отдаленные места, такие как Марс. Известный как Транспорт для дальнего космоса (DST, Deep Space Transport), он может перевозить до шести астронавтов в длительных путешествиях, используя как электрическую, так и химическую двигательную установку. DST возвращается в LG после каждой миссии для обслуживания и повторного использования для новой миссии.

В целом, Лунная платформа-шлюз оправдывает своё название как пересадочный пункт в места за пределами низкой околоземной орбиты (LEO) и, возможно, являются логическим следующим шагом для исследования человеком космоса. Помимо того, что станция является платформой для регулярных посещений лунной поверхности и функционирует как ретранслятор между Землей и Луной, он также предоставляет возможности для тестирования новых технологий для достижения Марса.

Лунная орбитальная платформа строится поэтапно. Первоначально план предполагал, что каждая часть будет доставлена исключительно системой космического запуска (SLS), огромной новой ракетой, разрабатываемой НАСА. Однако последующий план стал включать коммерческие ракеты-носители, такие как SpaceX Falcon Heavy. Последний также будет доставлять грузы на Луну с помощью нового корабля под названием Dragon XL – аналогичного программе коммерческих грузов для Международной космической станции – для поддержки миссий с экипажем туда и на лунную поверхность.

Trident − это миссия к внешним планетам, предложенная в 2019 году в рамках программы NASA Discovery. Запущенный в 2026 году, зонд совершает гравитационные манёвры вокруг Венеры (2027), Земли (2028 и 2031), Юпитера и его спутника Ио (2032), прежде чем достичь Нептуна в 2038 году, сосредоточившись на его самой большой луне – Тритоне.

Предыдущая миссия на Тритон – “Вояджер-2”, пролетал мимо него в 1989 году на расстоянии 40 000 км. Он обнаружил свидетельства геологической активности, с молодой поверхностью и относительно небольшим количеством ударных кратеров, несколькими криовулканами и очень тонким слоем атмосферы. Несмотря на испарение, происходящее в “летние” периоды, Луна имела самую холодную среднюю температуру в Солнечной Системе − 35,6 К (−237,6°С), что всего на 35°С выше абсолютного нуля.

После этого мимолётного пролёта “Вояджера-2” ледяное тело оставалось незамеченным ещё 50 лет, оставляя многие вопросы без ответа. “Трайдент” будет стремиться решить эти научные загадки, получив при этом почти полную карту поверхности (“Вояджер-2” нанес на карту только 40%) и предоставив изображения с высоким разрешением.

Космический аппарат совершает единственный облет, проходя через тонкую атмосферу Тритона на высоте 500 км, анализируя его ионосферу с помощью плазменного спектрометра и выполняя измерения магнитной индукции для оценки потенциального существования внутреннего океана. Его полезная нагрузка также включает в себя инфракрасный спектрометр, узкоугольную и широкоугольную камеры.

В дополнение к изучению Тритона, зонд открывает новые возможности для изучения Нептуна – и, следовательно, продвигает науку в понимании “ледяных гигантов”, которые являются наиболее распространенным типом экзопланет.

Сильным стимулом для запуска миссии является редкое и эффективное выравнивание между Юпитером, Нептуном и Тритоном в 2038 году. Кроме того, орбита Нептуна вокруг Солнечной системы в это время даёт наилучшую возможность изучить ледяные мантийные плюмы (криовулканы) Тритона – в случае потери этого окна возможности придётся ожидать ещё одно столетие.

More…

31 января 2026 года зонд под названием Психея /Psyche/ выходит на орбиту большого металлического астероида, известного как (16) Психея. Один из самых массивных объектов в главном поясе астероидов – и самый тяжелый известный астероид M-типа – он более 250 км в диаметре и составляет около 1% от массы всего пояса.

“Психея” – это орбитальная миссия, разработанная в рамках программы NASA Discovery. Его основная цель – исследовать происхождение планетных ядер и подтвердить, является ли 16 Psyche обнаженным железным ядром протопланеты, остатком сильного столкновения с другим объектом, оголивший его от внешней коры.

Космический корабль запущен в июле 2022 года на борту ракеты-носителя SpaceX Falcon Heavy, с последующим гравитационным манёвром на расстоянии 500 км от Марса в мае 2023 года, прежде чем достичь пункта назначения через два с половиной года. Он выполняет всестороннее исследование геологии астероида, формы, особенностей поверхности, элементного состава, силы тяжести, магнетизма и распределения массы, помогая лучше понять формирование планет и их внутреннее строение. Эта информация также может быть использована в будущих операциях по добыче ископаемых с астероидов. Продолжительность миссии составляет 21 месяц, продлится до последнего квартала 2027 года, с серией постепенно уменьшающихся орбит, приближающих зонд к (16) Психея. Начальная орбита начинается на расстоянии 700 км, а конечная – на расстоянии 85 км.

В дополнение к исследованию (16) Психея, космический корабль также тестирует экспериментальную технологию лазерной связи под названием Deep Space Optical Communications, разработанную для повышения производительности и эффективности в 10-100 раз по сравнению с обычными средствами связи космического аппарата. Лазерные лучи от космического корабля принимаются наземным телескопом в Паломарской обсерватории в Калифорнии.

More…

ARIEL (Atmospheric Remote-sensing Infrared Exoplanet Large-survey, Атмосферный инфракрасный исследователь экзопланет дистанционного зондирования) – это космическая обсерватория, запущенная в 2029 году в качестве четвертой миссии среднего класса в рамках программы Европейского космического агентства Cosmic Vision. Он предназначен для наблюдения за более чем 1000 известных экзопланет с использованием транзитного метода, изучение и описание химического состава и термической структуры планет одновременно в видимом и инфракрасном диапазонах волн.

Аппарат будет размещён на гало-орбите в точке Лагранжа L₂ системы Солнце — Земля, примерно в 1 500 000 км от Земли, где он получает выгоду от блокировки солнечного света, чтобы максимизировать потенциал для обнаружения целей. Он предоставляет множество научных данных о разнообразных экзопланетах: от очень жарких до умеренных; и от газообразного до каменистого. Его фотометр, спектрометр и система наведения достаточно чувствительны, чтобы определять наличие облаков в атмосфере, а также некоторых экзотических молекул, которые могли быть пропущены ранними телескопами.

В дополнение к раскрытию нового понимания многих ранее изученных миров, миссия отвечает на фундаментальные вопросы о том, из чего состоят экзопланеты, и как планетные системы формируются и развиваются. Европейское космическое агентство официально утвердило миссию в ноябре 2020 года с запланированной датой запуска в 2029 году. Продолжительность миссии составляет четыре года.

More…

Asagumo – это паучий робот, разработанный британской фирмой Spacebit и предназначенный для исследования поверхности Луны. Его кубовидный корпус размером всего 10 см x 10 см, а общий вес составляет всего 1,3 кг, что делает его самым маленьким марсоходом, когда-либо исследовавшим лунную среду.

Несмотря на небольшой размер, он может исследовать части Луны, недоступные другим посадочным модулям, используя четыре ноги для большей мобильности. Он приземляется в регионе под названием Lacus Mortis («Озеро смерти»), равнине базальтовых лавовых потоков в северо-восточной части Луны, где он действует до 13 дней. Здесь он использует 3D-лидар для сбора ряда данных. Он также оснащен камерами, включая видео в формате Full HD.

Эта миссия во многом будет первопроходческой: впервые задействован Vulcan Centaur – новая двухступенчатая ​​ракета-носитель для вывода на орбиту, разрабатываемая United Launch Alliance (ULA) с 2014 по 2021 годы; также, это первая миссия Peregrine – космический аппарат, который несёт на себе и выпускает робота Asagumo; первое путешествие на поверхность Луны на аппарате, построенном в Великобритании; и впервые – робот на ногах исследует другой мир.

Хотя он проходит всего 10 метров за две недели, следующие версии будут выпущены в 2023 и 2026 годах с более продвинутыми возможностями. Эти миссии позволяют нескольким роботам путешествовать на большие расстояния и исследовать лунные лавовые трубки, чтобы увидеть, являются ли они жизнеспособными местами для строительства будущих лунных сред обитания.

More…