МИССИЯ ВО ВСЕЛЕННОЙ

Год назад американский ровер "Кьюриосити" начал свое путешествие по долинам и взгорьям Марса, так что имеется хороший повод подвести некоторые итоги нашей миссии во Вселенной! Кстати, не так давно появился сайт НАСА на русском языке, где освещаются последние новости с передовых рубежей. (Астрономия. Новости и статьи NASA на русском. Новости ... www.astrogorizont.com/?). Но сначала отдадим долг павшим железным бойцам науки. Нет, я не о перманентном падеже российских ракет и спутников, свидетельствующем об упадке науки, технологий, качества специалистов, руководителей и даже народа в целом, а о тех американских и европейских космических зондах и телескопах, которые внесли огромный вклад в развитие наших представлений о вселенной.

29 апреля стало ясно, что последние из 2,5 тысяч литров жидкого гелия для охлаждения ПЗС-матрицы космического инфракрасного телескопа "Гершель", испарились за четыре года работы и его плодотворная миссия завершилась. Европейское космическое агентство вскоре отправит ослепший телескоп на гелиоцентрическую "парковочную" орбиту.

Одной ракетой вместе с "Гершелем" в космос был выведен и зонд "Планк" для изучения вариаций космического микроволнового фона (реликтового излучения). Его низкочастотный приемник (4?10 мм) еще работает, а вот высокочастотный (0,35?1 мм), требующий особого охлаждения, постигла та же участь: в январе 2012 года закончился жидкий гелий.

В отличие от зонда WMAP, эти приемники могут измерять не только интенсивность, но и поляризацию излучения, что дает сторонникам теории множественности вселенных надежду на обнаружение поляризованных кругов на карте реликтового излучения, следов столкновения с иными вселенными. Результаты миссии были опубликованы 21 марта 2013 года.
По данным "Планка" (точнее, так их трактуют) мир состоит на 4,8% из обычного (барионного) вещества (предыдущая оценка по данным WMAP - 4,6%), на 25,4% из темной материи (против 22,7%) и на 70% (против 73%) из темной энергии.

Уточненное значение постоянной Хаббла равно теперь 68 км/c/Мпк. То есть с момента Большого взрыва прошло 13,8 млрд. лет. Предыдущая оценка (70 км/c/Мпк) соответствовала 13,75 миллиардов.

Данные зонда подтверждают наличие трех типов нейтрино (электронное, мюонное и тау-нейтрино), а также небольшое отличие спектра первоначальных возмущений материи от однородного, что весьма важно для укрепления позиций базовой инфляционной теории происхождения Вселенной. Но результаты эти не окончательные, ибо часть данных до конца еще не проанализирована. В частности, не картирована поляризация микроволнового фона, что оставляет надежду обнаружить следы реликтовых гравитационных волн.

По мнению российских руководителей, изучение микроволнового фона в частности и такие отвлеченные знания, такая наука в целом не приносят большой макроэкономической пользы народно-олигархическому хозяйству, поэтому они хоронят академию и наука в России закончится раньше, чем нефть. С нашей же точки зрения зонд "Планк" полностью окупил себя. Понимают это и китайские путины, выделяя большие деньги на свою амбициозную космическую программу. Сейчас в ней занято 200 тысяч человек - больше, чем в США и России вместе взятых!

Но продолжим мартиролог. 28 июня, после 10 лет безупречной работы операторы корпорации Orbital Sciences Corporation в Далласе, штат Вирджиния, отправили сигнал выключения на телескоп УФ диапазона GALEX (Galaxy Evolution Explorer). Его миссия продлевалась трижды, пора на покой.

Однако самое большое несчастье постигло астрофизику 12 мая. В этот день вышел из строя второй гиродин телескопа "Кеплер". Обсерватория потеряла ориентацию, а ее компьютер перешел в безопасный режим. Орбита телескопа выбрана так, что за сутки он отстает от Земли на 40000 км и теперь так далеко, что отремонтировать его подобно "Хабблу" не в наших силах. Ему ищут иное занятие, но искать планеты у звезд он уже не сможет. Во всяком случае, так эффективно, как раньше.

Зато его данные уже пригодились для отбраковки одного из кандидатов на роль тёмной материи! Помимо основного, вимпов (WIMP, Weakly Interacting Massive Particle) - гипотетически слабо взаимодействующих с обычной материей массивных частиц, были и столь экзотические претенденты, как MACHO массивные астрофизические компактные объекты в галактическом гало. Иными словами, небольшие черные дыры.
Гало галактик, в которых должна скрываться основная часть тёмной материи, почему-то не показывают следов ее высокой концентрации. Гипотеза MACHO предполагает, что требуемая масса обеспечивается первичными чёрными дырами, оставшихся с начала образования Вселенной. Эти ЧД компактны и в условиях дефицита обычной материи в галактических гало обнаружить их по аккреционному диску, выдающему обычные ЧД, очень трудно.

Команда Кима Гриста из Калифорнийского университета в Сан-Диего попыталась поискать в данных первых двух лет наблюдений "Кеплера" следы гравитационного микролинзирования. Если первичные чёрные дыры в гало есть, то они своей массой должны искажать находящиеся за ними звёзды. Выяснилось, что данные "Кеплера" наполнены фоновым шумом от переменных звёзд и их вспышек, и даже от комет и астероидов Солнечной системы, пресекавших поле зрение телескопа. Кстати, отсеивая эти шумы, астрономы пришли к мысли, что на основе информации "Кеплера" можно искать астероиды и кометы, не замеченные другими средствами, и даже представили расчёты по наблюдениям телескопом пары известных комет и одного неведомого небесного тела.

Но никаких значимых событий микролинзирования таким методом обнаружить не удалось. Масса первичных ЧД поэтому не превышает 2?10-9 - 2?10-7 солнечных. Этого, конечно, совершенно недостаточно, чтобы на них можно было списать хотя бы часть тёмной материи. Более того, заодно с первичными ЧД исключаются иные компактные микролинзирующие объекты, так что пока главным кандидатом в ТМ остаются неизвестные частицы, а не массивные объекты.

Раз уж речь зашла о темной материи, то недавно российские ученые убедительно показали ее отсутствие в Солнечной системе. Тёмной материи в Солнечной системе нет | Астрономия ... Зато появились усложненные гипотезы, в которых до 5% ее частиц эффективно взаимодействует с барионной материей, что должно вести к формированию тонкого темного диска, вроде видимого галактического. Более того, такой ТМ-диск будет содержать "тёмные" аналоги протонов и электронов, взаимодействующих посредством гипотетического аналога электромагнетизма и образующих полные аналоги атомов и так далее, вплоть до ТМ-звёзд! Еще более того, по словам Мэтью Рииса (Matthew Reece), одного из авторов работы, "вопрос о том, могут ли существовать формы жизни, состоящие из тёмной материи, не кажется полностью исключённым"…

Поверить в сие трудно, проверить невозможно, а вот наличие ТМ-диска способна будет определить готовящаяся к запуску в этом октябре обсерватория ЕКА "Гайя" с весьма широкими возможностями. Теоретически она сможет отличить гравитационное влияние тонкого уплощенного диска от тяготения более сфероидного галактического гало. Есть и другой способ: если ТМ-материя взаимодействует на манер обычной, то следы аннигиляции таких частиц (гамма-лучи) придут только из тех областей неба, где расположен ТМ-диск, а не со всех сторон, как в случае гало. Следовательно, их будет можно отличить и зарегистрировать детекторами космического базирования на "Ферми", PAMELA и AMS-02.

Как ожидается, чувствительная Gaia откроет также сотни и тысячи новых небесных объектов, таких как экзопланеты, коричневые карлики и астероиды нашей системы. Еще она изучит полмиллиона удаленных квазаров и даже намеревается устроить серьезную проверку общей теории относительности!

Вернемся, однако, к "Кеплеру". За три года он обнаружил 2740 кандидатов в планеты. На январь 2013 г. подтверждено более 100 из них. Среди кандидатов 351 меньших, чем 1,25 размера Земли, у 816 от 1,25 до 2 размеров Земли, у 1290 - от 2 до 6, у 202 - от 6 до 15 и 81 гигант больше 15. То есть едва ли не половина находок это земли и суперземли, что внушает большие надежды. Замечательно и то, что 43 % кандидатов входит в состав мультипланетных систем, что подтверждает неуникальность нашей солнечной системы. Очевидно, следующим большим шагом всего человечества станет доказательство заурядности человека! Любопытно, как это скажется на вере в бога?..

Кроме того, ещё 42 кандидата были открыты волонтёрами проекта "Planets Hunters". А в целом собрано столько данных, что их обработка займет несколько лет и, скорее всего, число кандидатов существенно возрастет. С деталями вы можете ознакомиться в статье д-ра Макса Каммерера Большая охота "Кеплера" | Электронный Научный Семинар ... www.elektron2000.com/article/1239.htm

Каков же самый важный вывод из всего этого фейерверка открытий? Он заключается в том, что великий Джордано Бруно был прав и мы живем в мире миллиардов миров! Остается сделать еще один шаг и открыть подобные нашему. Есть даже надежда - и совсем не робкая! на обнаружение миров обитаемых, что сразу придаст смысл нашему существованию и, возможно, продлит его…

Свежая оптимистическая добавка:

18 июля 2013 года наземный центр управления телескопом попробовал «пощупать» возможности восстановления работоспособности «Кеплера». По сути, это были обычные тесты производительности вышедших из строя двигателей-маховиков (ДМ) №№ 4 и 2. Инженерам хотелось выяснить, можно ли их возвратить к активной жизни.

Четвёртый ДМ в ответ на тесты не смог обеспечить вращение по часовой стрелке, однако продемонстрировал неугасшую способность вращаться против часовой стрелки. Заметим, что именно ДМ-4 считается наиболее тяжело повреждённым из двух неисправных подсистем.

В понедельник, 22 июля, с Земли продолжили тестирование ДМ-2. И внезапно этот двигатель-маховик заработал в обоих направлениях в соответствии с наземными командами!

Тесты продлятся ещё две недели, и только после этого будет приниматься решение о том, что, собственно говоря, делать дальше. Хотя оба считавшихся неисправными маховика выказывают признаки жизни (а для точной ориентации и нормальной работы космическому телескопу, повторим, нужно три таких устройства из четырёх), пока трудно оценить уровень трения — а он критически важен для того, чтобы исключить колебания космического аппарата...

Если трение при вращении будет слишком большим, то ни о каком возрождении телескопа говорить не придётся. И хотя даже без точной ориентации какое-то количество планет он всё равно сумеет отыскать, вряд ли это будут планеты в зоне обитаемости. Испытания же, при помощи которых инженеры точно узнают уровень трения и, следовательно, прояснят перспективы дальнейшей работы самого эффективного телескопа в истории человечества, пока лишь предстоят. И их итоги вряд ли будут известны ранее начала августа.

Целая эскадра космических станций и телескопов несет вахту.

Так, продолжает свою работу MRO (Mars Reconnaissance Orbiter), оснащенный великолепной камерой, которая снимает поверхность Марса с феноменальным разрешением, до 25 см, что позволяет находить роверы и даже видеть их колею. Эти превосходные фото можно найти на русском сайте проекта beautifulmars-russian - Tumblr beautifulmars-russian.tumblr.com/?

И зонд "Кассини" недавно прислал редкий снимок Земли вместе с Луной в просвете между кольцами Сатурна: эти две крохотных точки, голубая и белая, напоминают нам о Pale Blue Dot Карла Сагана и том скромном положении, которое мы занимаем во вселенной. Напоминают об этом и бессмертные "Вояджеры", которые вот уже 36 лет летят, летят - и никак не вылетят в межзвездный простор за пределы Солнечной системы. Им еще мчаться и мчаться до гелиопаузы. Что уж тут говорить о звездах…

Неторопливое "Любопытство"

Начав за упокой, пора бы продолжить во здравие и перейти к виновнику торжества, к юбиляру. Складывается впечатление, что он напоминает известный паровозик из Ромашково, который любил нюхать незабудки и всегда опаздывал. Кажется, мощный "Кьюриосити" не укладывается в график прохождения маршрута - за целый год он не прошел и четверти пути до цели!

С одной стороны, имелась масса веских причин не торопиться. Сначала потребовалась обкатка ровера и проверка его приборов. Затем команда управления осваивала навыки вождения. Перед этим пришлось перезагрузить программы бортовых компьютеров с полетных на исследовательские. Затем компьютеры пришлось переключать после сбоя, на что ушло много времени. Потом пришло время бурения почвы и анализа образцов, а в апреле наступил месяц вынужденной спячки, когда Марс проходил за Солнцем и велика была опасность программных сбоев при передаче команд.

В итоге оказалось, что темпы продвижения оставляют желать лучшего. Хотя крейсерская скорость марсохода неплоха и составляет 4 см в секунду, жизнь заставила специалистов НАСА в шутку уточнить: один километр в год. И в этой шутке лишь доля веселья до цели путешествия, до склона горы Шарп, что возвышается в центре кратера Гейл, еще около 8 километров. А ведь миссия рассчитана всего на два, пусть и долгих марсианских года.

Поэтому 4 июля началась большая марсианская гонка! В этот день ровер проехал 18 метров, 7 июля - 40 м, а к вечеру 9 июля, одолев еще 41 м, он удалился от местности Гленелг, где простоял так долго, уже на 99 метров!

17 июля (335 день нахождения на Марсе) "Кьюриосити" совершил очередной рывок на 38 метров и преодолел, наконец, километровую отметку. Точное расстояние, которое проехал он за это время, составило 1029 метров. Но по прямой он находится всего лишь в полукилометре от места посадки. И после этих бросков снова замер, занявшись детальным изучением состава марсианской атмосферы. Они подтвердили повышенное содержание тяжелых изотопов углерода и кислорода в главном газе марсианской атмосферы, двуокиси углерода. Это свидетельствует о том, что некогда планета была окутана воздушной шубой, была влажной и теплой, по ней текли реки и впадали в океан. Но все это благоденствие длилось недолго, и уже в течение первого миллиарда лет солнечный ветер сдул незащищенную магнитным полем атмосферу, превратив Марс в тот мертвый мир, каким мы его видим сейчас.

Придя к таким печальным заключениям, 21 июля ровер ускорил свой путь и в этот день прошел рекордное расстояние 100.3 м! 23 июля - еще 62.4 м. В итоге пройдено уже 1.23 км. Что ж, пока он то стоит, то мчится, как угорелый, вспомним, что по Марсу вот уже девять лет движется еще один, причем куда более шустрый ровер, живой памятник надежности американской техники, ветеран "Оппотьюнити". В НАСА его ласково называют скраповым ровером, то есть металлоломом…

Согласитесь, даже на Земле такая живучесть дистанционно управляемого, ни разу не проходившего ни технического обслуживания, ни ремонта аппарата внушала бы глубокое уважение! У этой замечательной машины есть все шансы побить феноменальный рекорд 40-летней давности советского "Лунохода-2" (проданного, между прочим, американцу в лихие 90-е) и пройти более 37 км. По советским данным "Луноход-2" преодолел 42 км, но они основаны на орбитальных снимках, американцы же исходили из числа оборотов колес. Впрочем, недавно команда зонда LRO (Lunar Reconnaissance Orbiter) подтвердила российские данные.

Босс команды управления сообщил, что на 20 июня (Sol 3344) Opportunity прошел 36.84 км. Учитывая возраст машины и суровые условия Марса, говорит он, каждый новый день миссии надо воспринимать как подарок. В начале июля Opportunity был на подходе к подъему Solander Point, очередному месту исследований у вала кратера Индевор, причем шел на большой скорости, проходя в день от нескольких дюжин до более ста метров! Ветеран, как видим, в хорошей форме, у него опытная команда и я верю, что "Оппи" сможет побить рекорд передвижения по суше иных миров.

Согласно данным одометра на 3369-й сол (16 июля 2013) пройдено уже 37.86 км, то есть на километр ушло менее месяца. Посмотрим, сможет ли "Кьюриосити" показать такой же результат! Но более важны, конечно, научные результаты. И как раз на склонах Индевора ровер обнаружил глины, свидетельствующие о том, что когда-то по Марсу текла вода пресная, которую можно было пить, наиболее благоприятная для зарождения жизни. Однако на вечный вопрос есть ли жизнь на Марсе, наука по-прежнему ответить не может. Хотя данные "Кьюриосити" о составе атмосферы не внушают оптимизма - кажется, у марсианской жизни было слишком мало времени для зарождения, а тем более для развития.

Похоже на то, что лишь на одной планете Солнечной системы существует жизнь. Да и та не слишком разумна. Судя по тому, что на оружие тратит в сотни раз больше, чем на миссию во Вселенной.