2021 |

Марсоход Perseverance («Настойчивость») прибывает на Марс

В июле 2020 года НАСА запустило беспилотный космический аппарат “Марс 2020”, направляющийся к Красной планете. На нём находился марсоход “Настойчивость”, предназначенный для поиска признаков древней жизни и сбора образцов для возвращения на Землю. Миссия также включает демонстрацию технологий для подготовки к будущим полётам человека на Марс.

Дизайн, основанный на предыдущем марсоходе Curiosity, который прибыл на Марс в 2012 году, отличается лучшими камерами (всего их 23), улучшенными размерами колес и дизайном протектора, а также увеличенной вместимостью образцов. На марсоходе также были установлены два микрофона для записи звуков спуска с орбиты, а также последующей работы на поверхности.

Зонд прибывает в феврале 2021 года и приземляется в кратере Езеро, к северу от экватора. Считается, что этот кратер диаметром 49 км в далеком прошлом был озером, глубина которого достигала 250 метров. Оно содержит месторождение веерной дельты, богатое глинами, и озеро существовало, когда на Марсе формировались сети долин, что делало его геологически богатым участком.

Маленький вертолет сопровождает «Настойчивость». Этот беспилотный летательный аппарат на солнечной энергии, названный Ingenuity («Изобретательность»), выполняет две функции: разведку пути и расчёт наилучшего маршрута движения; и обнаружение интересных целей для изучения. Хотя он ограничен высотой 10 м над землей, он может преодолевать максимальное горизонтальное расстояние в 600 метров за каждые три минуты полета. Позже НАСА улучшит дизайн этого беспилотника, создавая более продвинутые версии для использования в будущих миссиях с участием людей.

Марсоход оснащен семью научными приборами, включая систему хранения образцов для сбора камней и пыли, вместимостью до 30 образцов. Его 23 камеры обеспечивают широкий спектр видов и методов наблюдения, от чрезвычайно близкого анализа до отдаленных панорам и возможностей масштабирования. Для отправки собранных образцов на землю будет отправлен дополнительный ровер в 2026 году, который осуществит посадку на Марс и наземные операции в 2029 году и с окном возврата, позволяющим доставить образцы на Землю в 2031 году.

Ключевым инструментом «Настойчивости» является MOXIE (Mars Oxygen In-Situ Resource Utilisation Experiment – марсианский эксперимент с кислородом, технологический демонстратор для проверки возможности выработки кислорода из атмосферы Марса). Эта демонстрация технологии позволяет преобразовать углекислый газ в кислород для использования в ракетном топливе и пригодном для дыхания воздухе, что необходимо для полетов человека в будущем. 20 апреля 2021 года, на 60-й сол марсохода, прибор успешно провёл свой первый рабочий цикл по производству кислорода. За час работы общее количество произведенного кислорода составило 5,37 грамма, чего достаточно, чтобы обеспечить человека кислородом на десять минут

Первый беспилотный полёт Системы космических запусков (SLS) NASA

Space Launch System (SLS, Система космических запусков) – это многоразовая ракета-носитель в классе «сверхтяжёлых», разработанная в 2011 году и предназначенная для замены вышедшего из эксплуатации космического челнока «Спейс шаттл» в качестве флагманского корабля NASA.

Первоначально предназначенный для перевозки 70 тонн груза на низкую околоземную орбиту (LEO), SLS позже значительно превысила это требование, имея номинальную грузоподъёмность 95 тонн. Будущие версии, известные как Block 2, будут иметь обновления, включая усовершенствованные ускорители, с ещё большей мощностью LEO более 130 тонн. Для сравнения, предыдущая программа «Спейс шаттл» с 1981 по 2011 год имела максимальную грузоподъёмность всего 27,5 тонн, или около 21% от SLS Block 2.

SLS должна стать основной ракетой-носителем в планах NASA по исследованию дальнего космоса, включая полёты на Луну с экипажем в рамках программы Artemis и последующую миссию человека на Марс. Также система будет использоваться для строительства новой космической станции на орбите Луны.

Первый беспилотный запуск произошёл в 2021 году, за ним последует полёт на Луну с экипажем в 2022 году. Дополнительные запуски включают в себя полёт Block 1 Cargo, который доставляет зонд Europa Clipper на Юпитер через прямую Гомановскую траекторию. В полётах человека на лунную орбиту и за её пределами используется частично многоразовый модуль на SLS, известный как многоцелевой пилотируемый корабль Orion (Orion MPCV), в экипаж которого может входить до шести человек в длительных миссиях.

Хотя SLS является чрезвычайно мощной системой (с самой высокой суммарной тягой при запуске), проект критикуется за его стоимость по сравнению с новыми появляющимися коммерческими ракетами, которые также могут обеспечить возможность многократного использования – например, разработанные SpaceX и Blue Origin. Это заставляет переосмыслить финансирование NASA, поскольку частный сектор играет всё более важную роль в космической деятельности, что способствует созданию отрасли стоимостью 1 триллион долларов к концу 2030-х годов.

Первая миссия Китая на Марс

В течение первых двух десятилетий 21-го века Национальное космическое управление Китая уделяло большое внимание Луне. Его серия лунных зондов “Чанъэ” (Chang’e) достигла больших успехов.

Китай начал марсианскую программу в 2009 году в сотрудничестве с Россией. Однако, российский космический корабль «Фобос-Грунт», доставлявший китайский орбитальный аппарат Yinghuo-1 (“Инхо-1”), потерпел крушение в январе 2012 года, через несколько дней после взлёта. Впоследствии Китай начал собственный независимый проект по исследованию Марса, миссия которого была одобрена властями в 2016 году.

Новый китайский марсианский зонд состоит из орбитальной станции, спускаемого аппарата и марсохода, размещённого на поверхности Марса с научными целями, заключающимися в поиске доказательств как нынешней, так и прошлой жизни, а также в оценке окружающей среды планеты. Он получил название Mars Global Remote Sensing Orbiter and Small Rover, под более коротким именем “Тяньвэнь-1” (Tianwen-1, бывшее название Huoxing-1, сокращённо HX-1. Huoxing означает «Марс» на китайском языке).

Космический аппарат запущен на борту тяжёлой ракеты-носителя Long March 5 («Чанчжэн-5», буквально – “Великий поход 5”) в июле 2020 года, общая масса полезной нагрузки составляет 5000 килограммов. Выход на орбиту Марса состоялся в феврале 2021 года, а спуск на поверхность – 23 апреля 2021 года. Спускаемый аппарат, несущий марсоход, приземлится с использованием парашюта, посадочных двигателей и надувных подушек для достижения мягкой посадки, которая произошла в равнине Утопия – регион, который, как известно, содержит большое количество водяного льда под поверхностью Марса.

Марсоход питается от солнечных панелей и оснащён георадаром (GPR) для сканирования на глубине до 100 м под поверхностью. Он также может выполнять химический анализ марсианской почвы и искать биомолекулы и биосигнатуры. Шестиколёсный аппарат весом 200 килограммов рассчитан на три месяца эксплуатации.

Орбитальный аппарат и марсоход вместе несут в общей сложности 12 приборов. В дополнение к своему мощному подповерхностному радару, марсоход включает в себя мультиспектральную камеру (MSC) и навигационно-топографическую камеру (NTC). Тем временем, орбитальный аппарат оснащён камерой высокого разрешения (HRC) для получения изображений с разрешением до 2 м с орбиты высотой 400 километров. Марсоход включает демонстрацию технологии, необходимой для миссии по возвращению образца с Марса, запланированной на 2030-е годы.

Первый пилотируемый космический полет Индии

Индия стала четвертой по счету страной, после СССР, США и Китая, независимо запустившей человека в космос. Отправленная в полет корабль – Гаганьян (“Небесный транспорт”), ранее условным наименованием корабля по проекту было ISRO Orbital Vehicle, разработанный Индийской организацией космических исследований (ИОКИ).

Почти 8-тонная (при запуске) ракета предназначена для вывода на орбиту экипажа космонавтов-гаганавтов из 3 человек, ресурс автономного полета составляет 7 дней.

В первом запуске, ракета несёт автономную 3-тонную капсулу с командой из двух человек на борту. Они проведут на орбите вокруг Земли семь дней на высоте 400 км, до того как опустятся в Бенгальский залив. Общая стоимость проекта приблизительно 124 миллиарда рупий (2,67 миллиарда долларов). Запуск состоялся в декабре 2021 года.

Запущен космический телескоп имени Джеймса Уэбба

Космический телескоп Джеймса Уэбба (JWST) – долгожданный преемник стареющего космического телескопа Хаббла. Названный в честь Джеймса Э. Уэбба – администратора НАСА с 1961 по 1968 год – телескоп разработан в коллаборации НАСА, Европейского космического агентства (ЕКА) и Канадским космическим агентством.

Орбитальная астрономическая обсерватория находится между Солнцем и Землёй на орбите L2 (точка Лагранжа), которая варьируется расстоянием от 374,000 км до 1,500,000 км от Земли. JWST предоставляет беспрецедентный уровень разрешения и чувствительности с длиной волны видимого света в среднем инфракрасном диапазоне. В то время как космический телескоп Хаббла имел основное зеркало площадью 4,5 м2, приёмная площадь зеркала JWST почти в шесть раз больше – 25 м2. Оно состоит из 18 шестиугольных синхронно работающих зеркальных элемента. С точки зрения увеличения, он в 100 раз мощнее Хаббла, что делает его способным видеть самое первое поколение звезд, которое возникло менее чем через 200 миллионов лет после Большого взрыва – это только 1,4% времени от нынешнего возраста Вселенной. Если бы шмель был помещён на поверхность Луны, JWST смог бы обнаружить насекомое как в отражённом свете, так и от тепла его тела. Большой солнцезащитный козырек держит приборы телескопа ниже 50 K (-220 °c).

Телескоп преследует четыре главные научные цели:

  • Поиск света от первых звезд и галактик, образовавшихся во Вселенной после Большого взрыва.
  • Исследование формирования и эволюции галактик.
  • Исследование образования звёзд и планетных систем.
  • Изучение планетных систем и происхождения жизни.

JWST был впервые предложен в 1996 году, когда его стоимость оценивалась в $0,5 млрд с планируемым запуском в 2007 году. Однако, в течение многих лет расходы увеличивались, и отставание от графика серьезно увеличилось. К 2017 году проект вырос до $8,8 млрд., с датой запуска на весну 2019 года. Первый сегмент зеркала был установлен на телескоп лишь в конце 2015 года, а полностью главное составное зеркало было собрано только в феврале 2016 года. Запуск состоялся 18 декабря 2021 года с общей ценой проекта чуть менее 10 миллиардов долларов. После запуска ракетой-носителем «Ариан-5» телескоп на протяжении четырех недель будет двигаться к пункту назначения во вторую точку Лагранжа после чего приступит к работе уже в 2022 году.

Больше…

Появились суперкомпьютеры в 1 эксафлопс

Производительность в 1 эксафлопс означает, что машина может выполнять квинтиллион (миллиард миллиардов, число с 18-ю нолями) операций с плавающей запятой в секунду. Лучшие суперкомпьютеры мира в настоящее время достигают этой скорости, что в 1000 раз выше, чем у машины с мощностью 1 петафлопс.

Эксафлопсный барьер в марте 2021 года впервые преодолел китайский суперкомпьютер Sunway Oceanlite. Тесты показали пиковую производительность 1,3 эксафлопса при устойчивой производительности 1,05 и при максимальном энергопотреблении 35 мВт. Компьютер располагает 42 млн вычислительных ядер и может запускать полноценное квантовое моделирование.

Рост вычислительной мощности в течение многих лет следовал экспоненциальной тенденции. Однако во второй половине 2010-х годов наблюдалось замедление темпов прогресса. Ранее было предсказано, что машины exaFLOP прибудут к концу десятилетия, но этот график, похоже, нарушился из-за технических и финансовых проблем.

IBM представила “Summit” с максимальной производительностью 200 петафлопс, который стал самым быстрым суперкомпьютером в мире в июне 2018 года, и этот титул он сохранял в 2019 и 2020 годах. Несколько претендентов ждали своего часа, в том числе три машины exaFLOP, разрабатываемые Китаем, три – США и другие – Европейским союзом, Индией, Японией и Тайванем. Они были запущены в начале и середине 2020-х годов.

Китай был первой страной, которая достигла “пиковой” производительности на эксафлопсе, но в достижении устойчивой производительности на эксафлопсе наблюдались постоянные задержки. К 2021 году это, наконец, было продемонстрировано с использованием процессоров, разработанных и произведенных внутри страны. После Китая следующими странами, демонстрирующими устойчивую производительность exaFLOP, являются Соединенные Штаты и Япония.

Масштабные вычисления приводят к революционным достижениям в ряде областей, позволяя проводить моделирование большего масштаба, сложности и продолжительности, чем когда-либо прежде. Нейробиология является одной из областей, заслуживающих особого внимания, поскольку становится возможным моделировать весь человеческий мозг в режиме реального времени, вплоть до уровня отдельных нейронов. Последующая модернизация существующих машин, наряду с совершенно новыми машинами, позволит повысить производительность на несколько порядков и проложит путь к суперкомпьютерам мощностью зеттафлопс в 2030-х годах.

Тропа вдоль всего побережья Англии открыта для пешеходов

Прибрежная тропа Англии /England’s Coastal Path/ – это общественный пешеходный маршрут протяжённостью 4800 км, охватывающий весь периметр Англии и Уэльса. Теперь это самая длинная урегулированная и размеченная знаками и дорожками прибрежная пешеходная дорога в мире. Она открывает места, которые ранее были ограничены землевладельцами или были физически недоступны. Тысячи новых пешеходных путей, сельских троп, альпинистских маршрутов, пляжей, бухт, скал и живописных видов становятся доступными, помогая стимулировать туризм, улучшить местную экономику и вдохнуть новую жизнь в приморские города и деревни. Маршрут через Уэльс был завершён уже в 2012 году. Предполагалось, что остальные английские участки будут завершены к 2030 году, но дополнительное государственное финансирование позволило ускорить график на 9 лет – с готовностью к 2021 году.

Прибрежная тропа будет находиться под угрозой эрозии в последующие десятилетия. Однако, это смогли учесть, поэтому, если часть побережья размоется или подвергнется оползню, путь не исчезнет – его можно будет восстановить с новой береговой линией.

 

Больше…

Транспортный проект Crossrail запущен в Лондоне

Строящийся с 1980-ых годов, проект Crossrail наконец откроется в этом году. Один из самых больших транспортных проектов, он увеличит вместимость линии метрополитена Лондона более чем на 10%, принеся большие выгоды.

Линия имеет длину в 120 км (в том числе 42 км тоннелей) и тянется от Беркшира на западе к Эссексу на востоке, соединяя вместе все главные экономические узлы в столице — аэропорт Хитроу, Уэст-Энд, Лондонский Сити и Кэнэри-Уорф (деловой квартал). Поезда с десятью вагонами длиной 200 метров ходят с частотой 24 поезда в час в каждом направлении в часы пик.

По первоначальному плану первые поезда должны начать ходить в 2017 году. После всесторонней оценки расходов, произведенной в 2010 году, позволившей сэкономить 1 из 16 миллиардов фунтов запланированных издержек, дата пуска первых поездов в центральной зоне отодвинулась до 2018 года, затем до 2019 и в итоге до 2021 года.

Crossrail также Назван линией Елизаветы в честь королевы Елизаветы II. помимо самой железнодорожной линии, проект включает в себя десять новых современных станций.

Глобальная средняя температура повысилась на 1°C

Температурные показатели на суше и на море продолжают расти, в связи с ростом уровня CO2. К началу 2020-х годов они стали на 1°C выше по сравнению с 1961-1990 гг.

Эти данные – только средний мировой показатель, тем не менее, многие удаленные от моря районы подвергаются бóльшим колебаниям. Великие равнины в США – один из таких регионов. Канзас, Небраска и другие близлежащие штаты переживают сейчас худшие «пыльные» времена, чем те, что происходили в 1930 году.

Это наносит значительный ущерб сельскому хозяйству и экономике, ещё более увеличивая убытки, причиненные повышением цен на топливо. Некоторые крупнейшие пылевые бури вызывают тревогу из-за своих масштабов и суровости. Верхний слой почвы, разрушенный и отнесенный к востоку сильными континентальными ветрами, в некоторых случаях даже достигает Чикаго.

Государство Бангладеш в южной Азии сейчас регулярно страдает от ливневых наводнений и штормов. Эта страна особенно уязвима для постоянно меняющихся уровней моря. В будущем она подвергнется невиданному ранее в истории страны кризису беженцев. Арктика столкнулась с самыми высокими показателями температуры. К середине этого десятилетия она превратится из накопителя углерода в его источник, в конечном итоге освободив более 100 гигатонн CO2.

Между тем, в юго-западных штатах США остро встают проблемы хронического дефицита воды.

Кризис водоснабжения на юго-западе США

На фото –  Плотина Гувера, по уровню воды можно заметить явное обмеление озера Мид.

Юго-западные районы США – включая Неваду, Аризону и Южную Калифорнию – в настоящее время сталкиваются с катастрофической нехваткой воды. Озеро Мид, ключевой источник воды для более чем 25 миллионов человек (около 8% населения США), высыхает в результате изменения климата. Свою роль сыграли также рост численности населения и связанный с этим спрос на водные ресурсы. Когда-то это было самое большое водохранилище в стране, но его пропускная способность существенно сократилась из-за чистого дефицита воды в реке Колорадо, составляющего около 1200 миллиона м3 в год. Помимо обеспечения пресной водой, озеро Мид являлось главным источником гидроэлектростанции через плотину Гувера. В настоящее время всё чаще происходят блэкауты. Власти пытаются стабилизировать ситуацию путем строительства объектов солнечной энергетики, а также прокладки подземных трубопроводов из других районов Невады.

Больше…