Сохраняй посты, комментируй и ставь оценки
Хромосфера (длина волны 656.28 нм):
Фотосфера (длина волны 540 нм):
Фотосфера (длина волны 393.3 нм):
Место съемки: Анапа, двор.
Бонус: вращение Солнца с 26 по 31 июля
От автора:
Я использую специальный солнечный телескоп, оснащённый фильтром Hydrogen Alpha, который пропускает только очень узкий диапазон длин волн.
Это позволяет наблюдать детали солнечной поверхности, которые обычно не видны. Для ещё большей детализации я добавляю второй фильтр, что усиливает эффект и делает видимыми более тонкие структуры на Солнце.
Для съёмки Солнца, Луны или планет я записываю видео, а затем разбиваю его на отдельные кадры. Эти кадры я складываю, чтобы уменьшить шумы и улучшить качество изображения. Обычно я снимаю 600 кадров со скоростью 20 кадров в секунду. Раньше я пробовал снимать 2000 кадров, но это быстро заполняет память — около 20 ГБ за один сеанс съёмки.
После обработки изображение получается чёрно-белым. Я настраиваю уровни, чтобы сделать его более чётким, и иногда инвертирую цвета (более холодные области становятся ярче, а горячие — темнее).
Затем в Photoshop я добавляю оранжевый оттенок, чтобы изображение выглядело естественно и не напоминало, например, микроорганизм или оплодотворённую яйцеклетку.
Перед вами солнечная фотосфера — видимая "поверхность" звезды, предстающая в виде плотной мозаики из светлых гранул и темных промежутков между ними. Именно так в сверхвысоком разрешении выглядит поверхность нашего светила, где раскаленная плазма непрерывно поднимается из глубин и переносит энергию наружу.
Светлые гранулы на изображении — это вершины гигантских конвективных ячеек. В центре таких структур находится наиболее горячая поднимающаяся плазма, а по краям — остывающее вещество, плотность которого возрастает, из-за чего оно вновь опускается в глубину. Поэтому границы между гранулами выглядят темнее: там плазма холоднее, плотнее и движется вниз. Все это — прямое проявление бурной солнечной конвекции, которая никогда не прекращается.
Особого внимания заслуживают крошечные яркие точки в темных межгранульных промежутках. Это не артефакты съемки, а области очень сильных локальных магнитных полей. Они выглядят ярче потому, что магнитное давление меняет структуру плазмы, позволяя нам увидеть более глубокие и горячие слои звезды, лежащие ниже фотосферы. Именно поэтому на снимке эти участки выделяются как маленькие сверкающие "искорки" среди более темной сетки.
Белая линия в нижней левой части кадра показывает масштаб: ее длина составляет 5 000 километров. На изображении ниже я добавил Землю в ее реальном размере относительно этого снимка, чтобы вы могли еще нагляднее оценить, насколько крошечные по меркам Солнца элементы на деле имеют колоссальные размеры в масштабах нашей планеты. Отдельные солнечные гранулы сопоставимы по размерам с территориями крупных государств.
Снимок был получен в сентябре 2007 года с помощью Шведского 1-метрового солнечного телескопа (англ. SST — Swedish 1-m Solar Telescope) на испанском острове Ла-Пальма. Этот инструмент, установленный в обсерватории Роке-де-лос-Мучачос, является одним из наиболее эффективных наземных солнечных телескопов в мире. Высочайшая детализация достигается не только благодаря современной адаптивной оптике, но и за счет сложной компьютерной обработки, которая позволяет компенсировать искажения, вызванные земной атмосферой.
Такие наблюдения позволяют ученым буквально видеть физику звезды в действии. Чем точнее наше понимание поведения плазмы и магнитных полей на Солнце, тем лучше мы можем разобраться в природе солнечных вспышек, корональных выбросов массы и других явлений космической погоды. В перспективе это помогает совершенствовать прогнозы событий, способных нарушить работу спутников, навигации, радиосвязи и даже вывести из строя наземную инфраструктуру.
Наше Солнце сформировалось примерно 4,6 миллиарда лет назад в гигантском молекулярном облаке вместе с тысячами других звезд.
Молекулярные облака — это области межзвездного пространства с высокой концентрацией газа и пыли. Температура внутри таких облаков очень низкая, около -260 градусов Цельсия, что способствует образованию молекул, в первую очередь водорода.
В определенный момент части облака начинают сжиматься под действием собственной гравитации. Этот процесс может запустить близкая вспышка сверхновой (взрыв массивной звезды) или прохождение облака через спиральный рукав галактики, где повышенная гравитация создает волны сжатия в межзвездном газе. При сжатии гигантское облако фрагментируется — разделяется на множество более мелких сгустков. Каждый такой сгусток продолжает сжиматься, постепенно превращаясь в протозвезду — зародыш будущей звезды. В результате из одного молекулярного облака формируется не одна звезда, а целое звездное скопление.
Именно в одном из таких скоплений и появилось наше Солнце. Ученые определили это, изучая химический состав Солнечной системы, в частности, наличие в ней определенных радиоактивных изотопов, таких как алюминий-26 и железо-60. Эти короткоживущие изотопы должны были попасть в протосолнечное облако извне, причем совсем незадолго — по астрономическим меркам — до формирования планет. Единственное убедительное объяснение их присутствия — рядом с будущим Солнцем взорвалась звезда, один из его массивных "родственников" в скоплении. Вспышка сверхновой не только обогатила нашу будущую планетную систему новыми элементами, но могла также послужить тем самым спусковым крючком, запустившим процесс рождения самого Солнца.
За миллиарды лет звезды из родного скопления Солнца разбрелись по разным частям Млечного Пути. Наша звезда вместе со своей формирующейся планетной системой тоже переместилась от места своего рождения. По расчетам астрономов, Солнце сделало уже более 20 оборотов вокруг центра Галактики, пройдя путь длиной около 100 000 световых лет. Сейчас астрономы пытаются найти "братские" светила, исследуя звезды схожего возраста и химического состава. Некоторые кандидаты уже обнаружены, например, звезда HD 162826, находящаяся в 110 световых годах от нас.
Изучение "семейной истории" Солнца важно не только для понимания его происхождения. Это помогает раскрыть тайны формирования планетных систем и даже происхождения жизни на Земле, ведь условия рождения звезды влияют на всю ее дальнейшую судьбу и судьбу объектов на ее орбите.
На этом изображении показана верхняя атмосфера (хромосфера), которая находится над излучающей поверхностью Солнца (фотосферой). Также видны волокна/протуберанцы — это выбросы плазмы, удерживаемые магнитными полями. Такие области часто становятся основой для крупных плотных потоков в короне (это то, что видно во время солнечного затмения).
Солнце - наш космический маяк, источник жизни и центр Солнечной системы. Каждый день мы видим его на небе, но часто ли мы задумываемся о том, что ждет нашу звезду в далеком будущем? Как ученые могут предсказать судьбу светила, которое будет сиять еще миллиарды лет? Давайте отправимся в увлекательное путешествие по времени и узнаем, какое будущее уготовано нашему Солнцу.
Астрономы изучают жизненные циклы звезд уже много десятилетий. Наблюдая за звездами разных возрастов и масс, ученые составили детальную картину звездной эволюции.
Большинство звезд, включая наше Солнце, проводят большую часть своей жизни на так называемой "главной последовательности". Это стабильный период в жизни звезды, когда она сжигает водород в своем ядре, превращая его в гелий. На диаграмме Герцшпрунга — Рассела, которая показывает соотношение между яркостью и температурой звезд, главная последовательность выглядит как диагональная полоса.
Солнце - типичный представитель звезд главной последовательности средней массы. Изучая звезды, похожие на Солнце, но находящиеся на разных этапах эволюции, астрономы могут предсказать, что произойдет с нашим светилом в будущем. Это похоже на то, как мы можем предсказать будущее развитие ребенка, наблюдая за людьми разного возраста.
Определение и уточнение возраста Солнца — одна из важнейших задач астрофизики. Ученые используют несколько методов, чтобы точно установить, сколько лет нашему светилу:
Исследуя спектр солнечного света, астрофизики могут определить, какие элементы присутствуют в Солнце и в каких пропорциях. С течением времени состав звезды меняется, поэтому это дает ключ к определению ее возраста.
Изучение колебаний поверхности Солнца позволяет заглянуть в его недра и получить информацию о внутренней структуре, которая меняется с возрастом.
Большинство астероидов сформировалось одновременно с Солнечной системой. Измеряя соотношение различных изотопов в образцах астероидного вещества (включая метеориты, которые являются фрагментами астероидов, достигшими Земли), ученые могут определить возраст Солнечной системы и, следовательно, Солнца.
Наблюдая за звездами, похожими на Солнце, но находящимися на разных этапах эволюции, астрономы могут уточнить оценку возраста нашего светила.
Комбинируя эти методы, ученые пришли к выводу, что Солнцу около 4,6 миллиарда лет. Это действительно середина жизненного пути для звезды такой массы, как наше Солнце.
Солнцеподобные звезды обычно проводят на главной последовательности около десяти миллиардов лет. Это означает, что у нашего светила в запасе примерно пять миллиардов лет стабильной жизни, прежде чем начнутся драматические изменения.
Интересно отметить, что состав Солнца также дает нам информацию о формировании всей Солнечной системы. Например, наличие определенных тяжелых элементов указывает на то, что наше Солнце является звездой второго поколения, или звездой населения I, сформировавшейся из остатков предыдущих звезд. Следовательно, вся Солнечная система — продукт "переработки" древних звезд.
Современные суперкомпьютеры позволяют создавать сложные модели звездной эволюции. Ученые "запускают" виртуальное Солнце и наблюдают за его изменениями на протяжении миллиардов лет, учитывая все известные физические процессы.
Эти модели учитывают множество факторов:
Ядерные реакции в центре Солнца;
Перенос энергии от ядра к поверхности;
Изменения в химическом составе;
Гравитационное сжатие и расширение;
Потеря массы через солнечный ветер.
Компьютерные симуляции позволяют ученым "увидеть" будущее Солнца во всех деталях, от постепенного увеличения яркости до драматических изменений в конце жизни звезды.
Солнце будет постепенно становиться ярче и горячее. Его светимость будет увеличиваться примерно на 10% каждый миллиард лет. Это приведет к серьезным изменениям на Земле задолго до финальных стадий эволюции звезды. Уже через миллиард лет океаны могут начать испаряться, а атмосфера - улетучиваться в космос.
Примерно через 5-7 миллиардов лет Солнце исчерпает запасы водорода в ядре и начнет расширяться, превращаясь в красный гигант. Его размер увеличится в сотни раз, а внешние слои охладятся и покраснеют. На этой стадии Солнце может поглотить ближайшие планеты, включая Меркурий, Венеру и, возможно, Землю.
В конце жизни Солнце сбросит внешние слои, образуя красивую планетарную туманность. Это будет похоже на гигантский космический фейерверк, видимый на огромных расстояниях. Сброшенное вещество обогатит межзвездную среду элементами, которые могут стать строительным материалом для новых звезд и планет.
Финальная стадия - Солнце станет плотным белым карликом размером примерно с Землю. Этот небольшой, но очень горячий объект будет медленно остывать в течение триллионов лет, постепенно угасая и превращаясь в черный карлик - холодный, темный остаток некогда яркой звезды.
Хотя будущее Солнца может казаться далеким, понимание его эволюции критически важно для науки. Это знание помогает нам лучше понять нашу планету, Солнечную систему и место человечества во Вселенной.
Изучение судьбы Солнца - яркий пример того, как наблюдения, теоретическая физика и компьютерное моделирование объединяются, чтобы заглянуть в будущее, отстоящее от нас на миллиарды лет. Оно напоминает нам о грандиозных масштабах космоса и времени, в которых существует наша цивилизация.
Пока Солнце продолжает свой неспешный танец в космосе, мы, его дети, продолжаем исследовать и восхищаться чудесами Вселенной, частью которой являемся.
В сравнении с человеческой жизнью и даже с целыми цивилизациями Солнце кажется вечным и неизменным. Однако наше светило непрерывно теряет массу, и каждую секунду оно становится легче на миллионы тонн — и это медленно меняет орбиты всех объектов Солнечной системы, включая Землю.
В ядре Солнца протекают термоядерные реакции: водород превращается в гелий, выделяя колоссальную энергию. Часть массы при этом превращается в энергию по формуле Эйнштейна E=mc² — в среднем около четырех миллионов тонн в секунду. Эта масса не исчезает в никуда, а рассеивается по космическому пространству в виде тепла и света, часть из которых достигает Земли, делая ее пригодной для жизни.
Кроме того, наша звезда постоянно испускает солнечный ветер — поток заряженных частиц, который на огромной скорости разлетается по всей Солнечной системе. Этот процесс уносит еще примерно 1–2 миллиона тонн вещества в секунду. Таким образом, Солнце "худеет" примерно на 5–6 миллионов тонн в секунду, то есть порядка 430–520 миллиардов тонн в сутки.
Для нас, живущих на пылинке в бескрайней Вселенной, это может показаться каким-то невообразимым числом. Но на самом деле — это ничтожно мало. За миллиард лет Солнце лишится всего около 0,01% своей массы, так что для звезды такие потери — капля в море. Но даже эта "капля" имеет последствия.
Гравитация Солнца удерживает объекты Солнечной системы на орбитах. Чем меньше масса звезды, тем слабее притяжение — и орбиты начинают медленно, но необратимо расширяться. Земля, например, отдаляется от Солнца со скоростью около 1–2 сантиметра в год.
Примерно через пять миллиардов лет, когда запасы водорода в солнечном ядре подойдут к концу, звезда начнет превращаться в красного гиганта, стремительно расширяясь и сбрасывая свои внешние оболочки. Может показаться, что миграция Земли должна обеспечить спасение от столь катастрофических изменений, но... к сожалению, это не поможет.
Раздувающееся Солнце поглотит Меркурий, Венеру и, вероятно, достигнет земной орбиты, которая к тому времени "уползет" всего на 50–100 тысяч километров от ее нынешнего положения.
Даже если Земля физически не будет поглощена умирающим Солнцем, условия на ней станут адскими задолго до финала.
Примерно через миллиард лет океаны начнут испаряться, атмосфера разрушится, поверхность раскалится. Практически вся жизнь — кроме каких-нибудь экстремофилов, живущих глубоко под поверхностью — исчезнет намного раньше, чем Солнце достигнет максимального размера.
"Ничто не вечно, немногое долговечно, конец у вещей различный, но все, что имеет начало, имеет и конец", — писал римский философ Луций Анней Сенека.
Плазменные выбросы могут вызывать геомагнитные бури, нарушить работу спутников и электросетей.
14 декабря около 20:00 по московскому времени на Солнце зафиксировали самую сильную вспышку за последние шесть лет. Солнечные физики классифицируют сильные вспышки на три категории: C - слабые, M - средние, X - мощнейшие. Данная вспышка была классифицирована как X2.8 — это самая мощная вспышка с сентября 2017 года.
Такие мощные вспышки часто сопровождаются корональными выбросами массы (CME) — массивными потоками солнечной плазмы. Существует вероятность, что с этой вспышкой был связан именно такой выброс, который, по всей видимости, направлен в сторону Земли. По данным Space, скорость CME может превышать 2100 км/с.
Несмотря на то, что атмосфера Земли предотвращает проникновение вредного излучения солнечных вспышек на поверхность, последствия всё равно могут ощущаться в виде геомагнитных бурь, нарушений сигналов GPS и спутниковой связи, а также радиопомех. Они также способны усилить полярные сияния, делая их более яркими и обширными. Как сообщает Space, в результате вспышки наблюдались перебои в работе коротковолновых радиостанций над Северной и Южной Америкой.
С учётом того, что Солнце вступает в более активную фазу своего 11-летнего цикла, ожидается увеличение солнечной активности. По прогнозам Национального управления океанических и атмосферных исследований США, пик 25-го солнечного цикла придётся на период между январём и октябрём следующего года.
На расстоянии около 18 000 световых лет от Земли, в направлении созвездия Стрельца, находится удивительный космический объект, который фактом своего существования бросает вызов нашему пониманию предельных скоростей во Вселенной
Этот объект, получивший скучное название PSR J1748-2446ad, представляет собой самый быстрый известный пульсар* во Вселенной. Обладая диаметром примерно 32 километра и массой около двух масс Солнца, пульсар PSR J1748-2446ad совершает полный оборот вокруг своей оси за 1,396 миллисекунды (716 оборотов в секунду!).
При такой невероятной скорости вращения PSR J1748-2446ad балансирует на грани разрушения. Если бы он вращался на 20% быстрее, то центробежная сила разорвала бы его на части.
*Что такое пульсар? Представьте себе сверхплотную нейтронную звезду – бывшую массивную звезду, сжатую до размеров города. Теперь представьте, что она бешено вращается, а ее магнитное поле, в миллиарды раз более мощное, чем земное, направлено не вдоль оси вращения, а под углом к ней. Из магнитных полюсов звезды бьют узкие лучи излучения – словно два космических прожектора на противоположных концах.
Подобно фигуристу, который ускоряет вращение, прижимая руки к телу, пульсар получает свою головокружительную скорость в результате сжатия. Когда массивная звезда коллапсирует в нейтронную звезду, она сохраняет большую часть своей массы, но сжимается до крошечного — относительно исходного — размера. При этом сохраняется и момент импульса звезды. В результате такого экстремального сжатия огромной массы она начинает вращаться с колоссальной скоростью.
Каждый оборот пульсара отмечается вспышкой радиоизлучения, которую можно зафиксировать с Земли. Эти регулярные импульсы делают пульсары невероятно точными космическими часами. Астрономы используют их как инструменты для поиска гравитационных волн, проверки фундаментальных теорий гравитации и изучения структуры межзвездной среды. А космические агентства даже разрабатывают системы навигации для космических кораблей, основанные на сигналах от пульсаров – своеобразные космические GPS.
PSR J1748-2446ad был открыт в 2004 году командой астрономов, использовавших радиотелескоп Грин-Бэнк в США, и он до сих пор удерживает титул самого быстрого известного пульсара во Вселенной.
В 1964 году советский астрофизик Николай Семенович Кардашёв (25 апреля 1932 года — 3 августа 2019 года) предложил революционный способ классификации цивилизаций, основанный на их энергопотреблении. Эта идея оказалась настолько влиятельной, что до сих пор используется учеными при обсуждении будущего человечества и поиске внеземных цивилизаций, достигших более высокого уровня развития.
По мнению Кардашева, именно количество энергии, которую цивилизация способна контролировать и использовать, определяет уровень ее технологического развития. Это логично: чем больше население и выше уровень развития технологий, тем больше требуется энергии. В своей классификации ученый выделил три типа цивилизаций, между которыми существуют колоссальные технологические различия.
Такая цивилизация способна использовать все энергетические ресурсы своей планеты и получать дополнительную энергию от родительской звезды. Человечество пока не достигло даже этого уровня, хотя постепенно к нему приближается.
Мы уже научились использовать атомную энергию, развиваем технологии получения энергии от Солнца и стремимся к управляемому термоядерному синтезу, но все еще сильно зависим от ископаемого топлива.
Это уже космическая сверхдержава, способная использовать всю энергию своего светила. Такая цивилизация могла бы построить гигантскую сферу Дайсона вокруг звезды, чтобы собирать почти всю ее энергию.
Она также освоила бы межзвездные перелеты и колонизировала ближайшие звездные системы.
Чтобы достичь столь непостижимого уровня развития, цивилизация должна научиться использовать энергию всей галактики.
Такая цивилизация могла бы управлять энергией миллиардов звезд, черных дыр (создавая для этого сингулярные реакторы) и, возможно, даже манипулировать пространством и временем.
В 2015 году астрономы обнаружили необычную звезду KIC 8462852, известную как "звезда Табби", расположенную в 1 470 световых годах от Земли. Ее яркость периодически падает на целых 25% — явление, которому ученые до сих пор не могут найти однозначного объяснения. Одна из гипотез предполагает, что вокруг звезды может существовать инопланетная мегаструктура, созданная цивилизацией второго типа.
Астроном, кандидат физико-математических наук Сурдин Владимир Георгиевич о полётах в пределах Солнечной системы, о роли человека в космосе и будущем космонавтики.
Стенограмма: @Bioluh
Интервьюер: Владимир Георгиевич, здравствуйте.
Сурдин Владимир Георгиевич: Добрый вечер.
Интервьюер: Говорить мы будем про полёты по просторам Солнечной системы и про человека в космосе. И наш первый вопрос: Владимир Георгиевич, как изменились космические аппараты за минувшие полвека?
Владимир Георгиевич: Аппаратами мы называем обычно беспилотные: спутники, зонды, которые летают к планетам. И они, конечно, очень сильно изменились. То, на чём летают люди, называется космический корабль, и они изменились незначительно. Конечно, электроника эволюционирует, но в принципе тяжёлого человека с большим запасом еды, топлива, воды запускают примерно одними и теми же ракетами, на одном и том же месте, на тех же космодромах. А вот маленькие аппараты изменились принципиально, тоже благодаря электронике. Раньше они были тяжёлые, неповоротливые, недолго живущие, приходилось каждый раз запускать новые, когда ломались старые. Сегодня они очень долго живут, имеют очень маленький размер. И мы даже говорим про наноспутники. Нано! Вот так в кулаке можно его держать.
Ниже: Наноспутник — ESTCube-1
И они делают вполне приличную работу. Так что спутники стали разнообразными. Зонды, которые к планетам летают, тоже стали очень разными. Например, последние аппараты, долетевшие до Марса, именно последние, имели размер с портфель: три нанокуба. Как большой термос. И они вполне выполнили свою задачу. В этом смысле эволюция происходит, наверное, такая же быстрая как в любых гаджетах, которые нас окружают.
Интервьюер: А почему не изменяются корабли, которые предназначены для людей?
Владимир Георгиевич: Потому что не изменяется сам человек. Он каким был в скафандре сто килограмм весом, пол кубического метра объёмом; он хочет дышать, хочет пить, есть и так далее. Естественно всё это приходится сохранять: все системы жизнеобеспечения, чтобы поддержать человека, все системы связи. Они, конечно, компактными становятся, приспосабливаются под человека, а человек не меняется, поэтому и не меняется ни масса кораблей, ни дальность их полета. Пятьдесят лет назад летали к Луне и сейчас примерно на таких же полетят к Луне. Потому что туда надо транспортировать таких же людей. Если бы человек миниатюризировался, стал бы маленьким, плотненьким, не ел, не пил, то, конечно, и космический корабль бы изменился. Пока человек как он есть остаётся, то и техника примерно те же масштабы имеет. Конечно, она стала более надёжной, менее дорогой, это понятно, но, в общем, человек диктует масштабы той космической техники, которая для него создаётся.
Интервьюер: Вы неоднократно говорили, что пилотируемая космонавтика уходит в прошлое. Расскажите, пожалуйста, об основных доводах заменить человека роботами в космосе.
Владимир Георгиевич: Наверное, я не совсем это говорил. Пилотируемая космонавтика осталась в прошлом, она почти не набрала новых функций. Как летали вокруг Земли на высоте 400 км, так год от года, десятилетия за десятилетием и летают.
Для чего там летает человек? В основном для того чтобы изучить его самого, чтобы понять как он там себя чувствует, что он может, чего не может, чем ограничены возможности самого человека. Но это уже давно изучено. Да, первые полёты на неделю кончались тем, что космонавты прибывали на Землю в разбитом состоянии: они страдали от неподвижности, от зажатости в маленьком корабле, от невесомости. Сегодня научились продлевать активную жизнь космонавта на орбите до года. Научились. Нашли способы гимнастики, питания. Но всё это не бесплатно. Например, эта гимнастика отнимает время от научных экспериментов, и человек уже, как оператор, как управляющий приборами, какими-то опытами на орбите, становится малополезным на орбите. Он в основном заботится о своём здоровье. Он поддерживает системы жизнеобеспечения, постоянно ремонтирует на космической станции туалеты, питьевую воду, заменяет баллоны, фильтры для дыхания, фильтры для поглощения углекислоты. То есть, обеспечивает себя. Но ведь не для этого мы его туда запускали. Нам человек на орбите в первое десятилетие космонавтики нужен был как оператор способный навести фотоаппарат на нужное место Земли, сфотографировать, перемотать пленку. Он обеспечивал работу механизмов на орбите, которые без него не работали бы. Сегодня они работают прекрасно без человека. Сегодня все задачи космонавтики выполняет автоматика. Это что касается вокруг Земли.
Теперь о далёких полётах. 1969 год, полёт на Луну. Могли мы тогда сделать то с помощью роботов, что сделали люди: собрать сотни килограммов лунного грунта, поставить на Луне и правильно сориентировать нужные приборы (сейсмометры привозили, отражатели лазерного света) и так далее? Нет, без человека тогда это было невозможно. В эту же эпоху мы запускали своих самых передовых роботов — советские луноходы. Что они сделали? Да почти ничего. Вот тогда ясно было, что роль человека нельзя заменить каким-то механизмом. Да, чуть позже американских полётов мы привезли с Луны несколько [порций] по 100–150 грамм лунного грунта. На это наши роботы были способны. Но это, конечно, капля по сравнению с тем, что доставили космонавты из сотен мест на Луне, из разных точек Лунной поверхности, тысячи образцов грунта. Они до сих пор исследуются, и до сих пор каждый месяц можно найти статью с открытиями, сделанными при изучении лунного грунта. Космонавты выполнили свою роль, на которую роботы тогда были неспособны.
Сегодня другая история. На Луне работают роботы, сегодня китайские, они уже два раза садились на поверхность Луны. Да, они ещё не совершенны, но они гораздо дешевле, чем организация полёта человека, и какую-то свою роль они выполняют. На планетах — Венера, Марс и дальше — работают только роботы, и сегодня мы не можем послать туда человека. Можно сказать, что последние сорок или почти пятьдесят лет пилотируемая космонавтика топчется на месте. Но зачем вкладывать деньги в то, что не развивается. Надо либо отправлять человека дальше, либо оставить его на Земле и на эти ресурсы, на эти деньги отправлять сотни и сотни интересных для науки роботов.
Не только учёные заботятся о полёте человека, есть ещё, конечно, какой-то общественный резонанс, есть какая-то национальная гордость: «Наш человек на орбите». У соседей нет космонавтов, а у нас есть. Да, это стимулировало космонавтику в первые годы её развития. Сегодня попробуйте вспомнить, у какой страны не было космонавта. Почти все экономически развитые страны, и не очень развитые уже, своих космонавтов имеют. Мы уже не помним их имена, мы уже не знаем, кто сегодня на орбите, представители какой национальности именно сегодня работают на МКС. Это стало рутиной. Может быть, следующий рывок опять будет за человеком. Например, научную станцию на Луне, наверное, вновь придётся делать пилотируемой. Человек более динамичен, более интеллектуален, чем робот, он, может быть, как профессионал там нужнее будет. Но когда это станет интересным для науки, мы это сделаем, но сегодня, да ещё и вчера и завтра, человек пока никакой важной функции в космосе не исполняет. А роботы делают крайне полезные вещи. Что говорить, у каждого из нас GPS или ГЛОНАСС навигатор, мы пользуемся интернетом, который через спутники проходит к нам. Я не буду перечислять, все понимают, что космонавтика не пилотируемая, автоматическая, сегодня часть нашей жизни. А какую часть нашей жизни люди на орбите поддерживают, что они реально для нас делают, что они продвигают? Они как морские свинки (в хорошем смысле, как лабораторное животное, которое надо было изучить в космосе) свою функцию выполнили.
Больше, чем на год, по объективным причинам, человека в космосе оставить нельзя даже на околоземной орбите. Доза радиации, которую он получает, не запредельная, но уже вполне опасная для его жизни. Дальше никто рисковать не будет. Полёты в открытый космос, то есть, за пределы земного магнитного поля, атмосферы, ещё большую нагрузку на здоровье человека окажут. Надо либо найти способ избежать этого, либо перестать эксплуатировать людей в космосе, и, сэкономив эти деньги, начать стремительно развиваться с помощью роботов. В конце концов, надо сопоставлять полёты в космос с другими аналогичными прорывами. Были прорывы, например, в глубины океана. Да, люди добрались до Марианской впадины, в 60-м году туда опустился батискаф. Отметили — люди были в самой глубокой точке мирового океана. И всё. И на шестьдесят лет почти, ну, на пятьдесят, закончились ныряния человека в Марианскую впадину. А что, там роботы не были? Были. Они дешевле, они надёжнее, никто не рискует своим здоровьем, они работают там и изучают её.
Полёт на Марс. 15 лет почти работал маленький марсоход Оппортьюнити. 15 лет! За это время человек не только умер бы от радиации, он бы уже разложился там, потому что доза колоссальная. А Оппортьюнити бегал и бегал, пока не надоело. Сейчас там уже 6 лет бегает другой. Это дёшево, это полезно. Когда человек первый раз попадёт на Марс, это будет лишь в том случае, когда станет выгодно. Выгодно для экономики, для науки, для следующего продвижения. А пока роботы идут вперёд, и хорошо.
Ниже: Марсоход Оппортьюнити (Opportunity)
Интервьюер: Если уж мы заговорили о человеке на Марсе, мы бы хотели узнать, насколько вам в принципе реализуемой и экологичной кажется идея терраформирования Марса и дальнейшего заселения.
Терраформирование — изменение климатических условий планеты, спутника или же иного космического тела для приведения атмосферы, температуры и экологических условий в состояние, пригодное для обитания земных животных и растений.
Владимир Георгиевич: Это даже не фантастика, это фэнтези пока. Её можно обсчитать, конечно, если поставлена задача "переделать планету для жизни человека". Можно посмотреть, а можем ли мы переделать Марс для того, чтобы люди жили там. Конечно, как на Земле они не будут жить, такого комфорта не будет, но хоть какой-то минимальный набор жизненных потребностей там удовлетворить. То есть, пить воду, дышать без скафандра… Терраформирование предполагает атмосферу как у Земли, озёра, реки, какую-то нормальную окружающую среду. На Марсе её пока мы не видим, из чего можно было бы создать. Атмосфера — это азот, кислород, вода. Ну, вода на Марсе есть, пока замерзшая, но если приложить большие усилия... даже трудно понять какие. Мы считали: весь наш ядерный арсенал российский, американский, северокорейский, в общем, все атомные бомбы собрать на Земле и бросить их на марсианские полярные шапки — всё равно ничего хорошего не получится. Растопим пару кубических километров льда, реки от этого не потекут. Нужен какой-то более мощный источник энергии. Астероиды можно бросать на Марс. Правда, это не очень экологично, но, в конце концов, надо же переделать планету. Воду мы там создадим. А вот атмосферу не из чего создавать. Мы дышим кислородом и азотом. Нам надо, чтобы давление вокруг нас было достаточно большое. При низком давлении у человека закипает кровь, выделяется азот. Из чего, где взять газы для наполнения марсианской атмосферы? На Марсе маленькая сила тяжести — в 2,5 раза меньше, чем на Земле — поэтому атмосфера должна быть очень объёмистой, очень массивной, чтобы создать такое же давление, которое комфортно нам в жизни на Земле. Не из чего, нет этого ресурса, пока мы его не нашли на Марсе. Поэтому терраформирование Марса это такая фантастика неподтверждённая наукой.
Можно ограничиться таким подходом: давайте сделаем локальную среду. Подземные города небольшого объёма, рассчитанные на миллион человек. Марс не особенно большая планета, там не будет миллиардного населения. Это возможно. Можно с Земли привезти часть атмосферы, можно на Марсе из воды, расщепив её на водород и кислород, создать немножко газа для дыхания. Наверное, вот такой подход, такое локальное формирование искусственной среды для обитания человека, я думаю, когда-нибудь замахнётся на это наша цивилизация. Но на переделку всей планеты ни энергии, ни ресурсов, ни запасов полезных веществ мы пока на Марсе не видим. Так что рано об этом говорить.
Интервьюер: Какая планета или спутник сейчас представляет наибольший интерес для исследователей?
Владимир Георгиевич: В Солнечной системе немало таких планет. Марс, конечно, прежде всего, это планета, на которую надо почти все ресурсы бросить. Не все, но почти все. Потому что там очень много уже открытого, но не до конца исследованного. Есть спутники планет-гигантов. Вообще-то говоря, про Луну тоже нельзя забывать, это спутник, который у нас в руках: до него всего три дня полёта, а то и быстрее. Это спутник, который уже надо осваивать. Мы уже очень многое знаем про Луну, мы не ожидаем каких-то сногсшибательных открытий, её просто нужно осваивать и изучать.
А есть спутники, которые ещё почти не исследованы, но крайне привлекательны. Это Европа (спутник Юпитера) и Энцелад и Титан — два спутника Сатурна. Энцелад и Титан совершенно разные.
Ниже: Энцелад
Энцелад маленький, 500 км, но под его ледяной корой есть жидкий океан, мы его видели, мы его щупали. Из трещин ледяной коры бьют гейзеры, пар и вода оттуда вырываются, и мы уже знаем, что это вода, что она солёная, что там, на дне этого океана, какие-то, скорее всего, термальные источники, тёплые выходы из-под коры. А это питание для микроорганизмов. Тот, кто живёт подо льдом, не видит Солнце, ему надо чем-то другим питаться и откуда-то брать энергию. У нас в глубине океана это чёрные курильщики — горячие выбросы богатой минералами воды. Если такие же есть на Европе, спутнике Юпитера, и на Энцеладе, спутнике Сатурна, то там условия для жизни будут не хуже, чем у нас в глубине океана.
Ниже: Титан
Ну, а Титан — это вообще потрясающая вещь. Это огромный спутник. Даже неудобно называть его спутником, это почти настоящая планета, она вдвое меньше Земли. Но там атмосфера почти Земная, из азота состоит. Чем мы дышим? Азотом и чуть-чуть кислорода. Вот в этой комнате 80% азота и 20% кислорода, для нас это родная атмосфера. На Титане точно такая же, только кислорода нет. Ну, кислород можно с собой привезти. Но главное – для нас она не ядовита. Скажем, если я на Марсе вдохну, это будет чистый углекислый газ, для меня это яд, или в облаках Венеры буду летать на каком-то аэростате и вдохну — это углекислый газ, для меня яд. Я должен быть изолирован от атмосферы этих планет. А на Титане ничего страшного, ну, азот — вдохнул-выдохнул. Кислород в бачке подмышкой. Но прохладно там. Прохладно — это хорошо, всегда можно согреться. Вот когда слишком жарко, не знаешь, что делать. На Венере плюс 470 по Цельсию, и не охладишься, сгоришь моментально. А на Титане минус 180. Да, оделся потеплее, подогрев в каком-нибудь виде, изнутри или снаружи, и ты можешь по ней гулять, по этой маленькой планете. И не только гулять, ты можешь летать, надев крылья на руки. Серьёзно. Плотная атмосфера и при этом низкая сила тяжести — в семь раз меньше, чем на Земле. Надел крылья и полетел. Лёгкий скафандр, давление атмосферы почти такое же, как на Земле, не нужен этот [тяжёлый] скафандр, который тебя от вакуума спасает. Нужен просто тёплый костюмчик, крылья, бачок с кислородом — и полетел. Фантастика! А по части самого Титана, конечно, условия для жизни там не очень подходящие: там в виде жидких озёр и океанов запасы сжиженного газа — озёра из метана, этана, пропана, бутана и прочих наших любимых газов, которые в конфорке на плитке у нас горят, там это всё плещется. Не знаю, можно ли жить в такой среде. Но под грунтом Титана жизнь возможна: там много замерзшей воды, там тепло на большой глубине, и когда-нибудь мы копнём и посмотрим, что там развивается. А как место для колонизации... Вот говорят, терраформирование — Титан уже террасформирован! Он уже почти готовая Земля. Только согреться надо. Согреемся, дело нехитрое, любой компьютер будет у нас обогревать маленький кабинет, потому что там кулеры работают в компьютере.
Это не шутка, это серьёзно, Титан очень привлекателен. Плохо, что до него далеко лететь. Сатурн не близко. Но, если куда человека и посылать (не роботов, а человека), то я в первую очередь советовал бы на Титан. Это замечательная маленькая планета. И она нам очень пригодится как запасная планета, когда на Земле станет невыносимо. Либо невыносимо жарко, либо ещё по каким-то причинам невыносимо. Титан вполне оправдает себя. Кстати, площадь его поверхности примерно такая же, как площадь наших земных континентов. У нас на Земле что: три четверти океан и четверть суши, а на Титане она почти вся суша, вот, пожалуйста, миллиард человек или два, или три миллиарда плечом к плечу согреются и будут жить.
Интервьюер: Вы ещё упомянули Луну, что она очень значительна, какие здесь направления исследований сейчас?
Владимир Георгиевич: Когда-то на Луну были расчёты у военных. Когда в начале шестидесятых только начались полёты на Луну, военные интересовались поверхностью Луны как некой площадкой для размещения ракет, шпионских, разведывательных аппаратов, телескопов и так далее. Но быстро поняли, что Луна не годится, в военном смысле она себя не оправдала: слишком далеко, слишком открыта она для потенциального противника и так далее. Сегодня у военных, по-моему, никаких планов на Луну нет. И, мне кажется, именно поэтому исследования Луны сильно притормозились. Всё-таки на космонавтику основной поток финансов идёт, конечно, по заказам военных, это все прекрасно знают, что большая часть спутников, самых дорогих спутников, прежде всего оборонные задачи решают. На Луну теперь смотрят только учёные, как на новое небесное тело. Это прямо музей прошлого Солнечной системы. То, что на Земле очень быстро стирается из памяти нашей планеты. О чём помнит Земля? О последних сотнях миллионов лет, всё остальное ветер, вода, эрозия почвы, движение океанского дна всё стирают. А Луна помнит о нескольких миллиардах лет прошлого. То, что мы видим сегодня на Луне, вот эта картинка лунной географии сложилась примерно 3,5–4 миллиарда лет назад. Это музей прошлого даже на поверхности. А внутри ещё интересней будет. Потому что там нет такой геологической активности, которая на Земле всё перемалывает, там многое сохранилось в первозданном виде. И для учёных это, конечно, замечательный музей прошлого.
Для энергетики Земли Луна может пригодиться, если мы перейдём к использованию термоядерной энергии. Пока только первые шаги сейчас делаются. Первый термоядерный реактор сейчас сооружают, который, может быть, начнёт оправдывать себя, то есть, давать электроэнергии больше, чем потребляет на саму термоядерную реакцию. Во Франции делается такой экспериментальный термоядерный реактор. Если он заработает, если окажется, что термоядерная энергетика может конкурировать с атомными электростанциями, с нефтяными, с газовыми, то Луна станет привлекательна как источник топлива. Там в тонком слое лунного грунта (буквально несколько сантиметров толщиной) довольно много редкого изотопа гелия — гелий-3. Мы обычно на земле шарики надуваем и прочее гелием-4, это более тяжёлый изотоп. Его у нас тут не так чтобы много, но можем добыть, но он никому не нужен, кроме как аэростаты им надувать. А гелий-3 — крайне калорийное топливо для термоядерных электростанций. На Земле его нет, а вот на Луне он есть. Если окажется, что земные электростанции в нём нуждаются, то всё, Луна станет привлекательной для добычи гелия-3. Пока трудно сказать, произойдёт это или нет. А для учёных она, безусловно, привлекательна, и надо там приспосабливаться.
Ниже: ITER — Международный экспериментальный термоядерный реактор
На Луне нет пока достаточного количества воды, и вообще нет атмосферы. Так что научная станция на Луне обойдётся в разы, я думаю, в сотни раз дороже, чем наземная станция. Но это было бы интересно. Небольшую научную станцию, я думаю, такие страны как мы, Китай, Америка, объединённая Европа могли бы там поддерживать, и это будет намного полезнее для развития пилотируемой космонавтики, чем сидеть на МКС, даже в психологическом плане. Космонавты на МКС хорошо знают: случись что, они прыгают в свой космический аппарат, какой-нибудь Союз, или там следующие скоро полетят, американские, и через полчаса они на Земле. Задержка связи никакая, помощь с Земли за сутки может к ним прийти и так далее. На Луне этого не будет. Задержка радиосвязи небольшая, поговорить с Луной можно будет, полторы секунды туда, полторы обратно. Но помочь «лунатикам» мы быстро не сможем, вернуть их на Землю мы быстро не сможем. Это значит, что надо будет привыкать к такой межпланетной жизни — улетели, и вы сами по себе, ваша жизнь в ваших руках. Это будет хороший следующий шаг.
Американцы сейчас задумали окололунную базу, на орбите вокруг Луны. Да, это дешевле, чем посадки, но мне кажется, это не очень продуктивный шаг. Он какой-то промежуточный, которого можно было бы избежать и сразу на поверхности Луны создать полноценную базу. Скорее всего, в районе полюсов, Северного или Южного. Вероятно, Южного. Там есть залежи льда, мы уже точно знаем, просто видели их, разведали, там есть залежи водяного льда, а это значит, что с Земли не надо будет возить воду. А вода — это ведь не только попить или сварить суп, вода, расщеплённая на водород и кислород, это ещё и топливо. Водород и кислород — прекрасное ракетное топливо. Энергия для этого солнечная, на Луне её хоть отбавляй. Так что, найдём воду, это будет и для людей жизнеобеспечение, и для ракет заправка.
Луна мне кажется перспективной во всех отношениях. Хотя она, вроде, уже не привлекательна: «Были уже на Луне». Да кто был? Одним шагом только, одной ногой наступили и вернулись. А, собственно, не поняли, можно ли жить и работать там. Я читал все отчёты о полётах Аполлонов туда: за трое суток работы в скафандре тренированный, молодой, сильный космонавт (у американцев это астронавты) до конца выкладывается и полностью теряет работоспособность, практически. Три дня работы в скафандре на Луне изматывают человека до предела. Это значит, что мы не научились. Так же точно как первые полёты на космических кораблях за несколько суток изматывали человека, а сегодня они год там работают и вроде неплохо себя чувствуют, на Луне надо учиться работать. Создавать скафандры удобные для работы, или какой-то микроклимат и внутри станции, чтобы без скафандра работать, и к этому дело идёт. Так что я "за" Луну. Я "за" полёты человека на Луну, вот это интересно.
===================
Источники:
Комментарии