knezevolk

Солнечные батареи «Юноны» повернуты к Солнцу, аппарат обеспечен энергией и начинает свое турне по вытянутой 53,5-дневной орбите Юпитера.

Согласно распространенной шутке Юнона, жена Юпитера, летит узнать как он проводит время со своими любовницами и любовниками. На самом деле миссия Juno не касается взаимоотношений Юпитера и его спутников, это исследование всецело посвящено гиганту.

Главные научные задачи Juno — лучше узнать строение Юпитера. Это знание позволит лучше понять строение планеты, и больше узнать о процессах формирования газовых гигантов в Солнечной и других планетных системах. Юпитер — уникальное тело для нашей системы — практически переходная форма от планеты к коричневому карлику. Чтобы стать коричневым карликом Юпитеру понадобится найти где-то еще дюжину своих близнецов, а чтобы дойти до состояния звезды — восемь десятков. Тем не менее, Юпитер — уже совсем не та планета земного типа, которые сейчас лучше всего изучены. Всего под несколькими сотнями километров гелий-водородной газовой атмосферы, Юпитер наполнен морем жидкого водорода, на дне которого еще более экзотическое вещество — металлический водород. Огромное давление и температуры формируют условия, которые просто так невозможно даже представить на Земле, можно лишь провести математическое моделирование или получить миллиграммы подобного вещества в лаборатории. Как распределяются слои в недрах Юпитера, какие там процессы происходят, есть ли твердое ядро в самом центре? На эти вопросы должна ответить Juno.

Взгляд в Большое красное пятно, позволит увидеть не только богатый внутренний мир Юпитера, но и лучше понять процессы формирования планетных систем и более экзотических объектов Вселенной: коричневых карликов.

Juno оборудована приборами, которые будут, каждый по-своему извлекать знания из юпитерианских глубин.

Внешняя газовая оболочка — самая доступная для изучения, поэтому на нее нацелено больше всего приборов, но процессы, происходящие в юпитерианских облаках должны подсказать, что происходит глубже. Внешнюю атмосферу Юпитера будут изучать два спектрометра: инфракрасный и ультрафиолетовый. Для «массового зрителя» установлена отдельная камера, которая снимает в видимом диапазоне — ее задача радовать нас красивыми фоточками, пока она не умрет от радиации.

Инфракрасная камера позволит увидеть тепловые потоки в атмосфере на глубине до 70 км. Чтобы инфракрасные данные о Юпитере были полнее, его заранее стали наблюдать при помощи наземных телескопов, в том числе европейского VLT.

В ультрафиолете будут наблюдаться полярные сияния Юпитера. Сейчас этим занимается только телескоп Hubble.

Полярные сияния интересуют ученых не только с эстетической точки зрения. Магнитное поле Юпитера — самое сильное из планет солнечной системы. Оно является причиной формирования самых мощных радиационных поясов, а хвост магнитосферы тянется на сотни миллионов километров аж до орбиты Сатурна. Природа его образования таится в глубинах Юпитера и связана с потоками жидкого металлического водорода во внешнем ядре планеты-гиганта, поэтому изучение магнитного поля и радиационных поясов — еще одна важная задача Juno.

Например уже сейчас известно, что у Юпитера, так же как и у Земли географический полюс не совпадает с магнитным, из-за чего гигант кокетливо помахивает своими радиационными поясами.

В отличие от Земли, у Юпитера есть свой собственный источник заряженных частиц, который наполняет радиационные пояса. У нас приходится ждать солнечной вспышки, чтобы увидел полярные сияния, а Юпитеру достаточно очередного крупного извержения на ближайшем крупном спутнике Ио. А поскольку Ио бурлит всегда, то и фейерверки на полюсах Юпитера не редкость.

Вулканы Ио выбрасывают пыль и газы, атомы которых ионизируются солнечным ультрафиолетом и пополняют магнитосферу Юпитера, становясь большой проблемой для космических аппаратов и возможных будущих покорителей Европы.

Для изучения заряженных частиц и плазмы Juno оснащена двумя датчиками низкоэнергичных и высокоэнергичных частиц. Специальная антенна будет изучать радиоволны, которые создаются полярными сияниями.

Магнитное поле будет картографировано при помощи магнитометра, расположенного на одном из «крыльев» космического аппарата. Этот прибор очень чуток к изменениям магнитного поля, поэтому его постарались вынести как можно дальше от электрооборудования Juno.

Для повышения точности показаний, магнитометр оснащен звездными датчиками, которые смогут определять положение прибора ориентируясь по звездам. Когда Juno пролетала мимо Земли, звездные датчики удалось протестировать и одновременно использовать в качестве видеокамеры.

Взгляд в самое нутро атмосферы Юпитера Juno произведет при помощи микроволнового радиометра. Он позволит наблюдать тепловые потоки на глубине до 600 км.

Наконец, пожалуй, одно из самых важных исследований будет проведено путем регистрации отклонений гравитационного поля планеты. Результатом должно стать понимание строения Юпитера, распределения слоев, уточнение массы его ядра, и более точное понимание его состава. Как ни странно, для этих целей не предназначено отдельного прибора. Анализ будет производиться по радиосигналу: неоднородности гравитационного поля на ничтожные доли процента будут менять скорость космического аппарата и эти отклонения будут определяться на Земле по эффекту Допплера, который будет удлинять или укорачивать волну радиосигнала Juno.

Космический аппарат будет вращаться по вытянутой полярной эллиптической орбите, удаляясь на 3,5 млн км и сближаясь на 5 тыс. км. Благодаря этому мы сможем впервые увидеть полюса Юпитера, которые еще не удавалось снять ни одному зонду.

Каждый виток на орбите будет занимать 14 дней. Эта орбита предназначается для исследовательской работы, но Juno не сразу на нее выйдет. Работа у Юпитера начнется с 53,5-суточной орбиты, а этап научной работы начнется только в ноябре 2016 года. Меньше чем через полтора года, к февралю 2018 года, миссия Juno завершится и аппарат будет сведен в плотные слои атмосферы планеты-гиганта.

Такое бесследное уничтожение аппарата предусмотрено чтобы избежать опасности заражения земными микроорганизмами поверхности спутников Юпитера, прежде всего Европы, где надеются найти собственную жизнь.

Если повезет, за время работы Juno на Юпитер упадет очередной крупный астероид, и это событие удастся исследовать всем инструментарием. Как показывают наземные наблюдения, такие столкновения для Юпитера не редки, хотя предшественнику Juno — зонду Galileo в 90-е повезло еще больше — он смог наблюдать падение кометы Шумейкеров-Леви 9 в 1994 году.

Любопытно, что до сих пор в верхней атмосфере Юпитера наблюдается повышенное содержание воды в тех регионах, куда произошло падение фрагментов кометы. Это открытие было сделано инфракрасным телескопом Herschel, и Juno тоже попытается оценить запасы воды.

Juno далеко не первый исследователь Юпитера, но большинство зондов пролетало мимо и изучало лишь с пролетных траекторий.

Почти всегда гигант использовался для ускорения при гравитационных маневрах, и лишь в 90-е к нему прилетел аппарат NASA Galileo.

В отличие от Galileo, Juno полностью посвятит себя исследованию Юпитера, проведет более тесные сближения и осмотр полярных областей.

Следить за полетом Juno можно на сайте whereisjuno.info, в приложении для настольных компьютеров NASA Eyes или в SolarWalk для iOS и Android.

Пригласили на GEEK PICNIC рассказать о космических мифах. Разумеется я взял самый ходовой и популярный: миф о лунном заговоре. За час подробно разобрали наиболее часто встречающиеся заблуждения и самые распространенные вопросы: почему не видно звезд, почему развевается флаг, где скрывается лунный грунт, как смогли потерять пленки с записью первой высадки, почему не делают ракетные двигатели F1 и другие вопросы.

После завершения лекции о Луне поговорили еще о космонавтике в целом, о будущих пилотируемых миссиях, о SpaceX, и прочем космическом. В сумме вышло два часа.

В юго-западной китайской провинции Гуйчжоу завершено строительство крупнейшего в мире радиотелескопа. Об этом сообщило агентство Xinhua.

Специалисты установили последний из 4450 отражателей, из которых состоит радиотелескоп FAST (Five hundred meter Aperture Spherical Telescope). Диаметр рефлектора FAST составляет 500 метров, что на 200 метров больше, чем у его ближайшего соперника в обсерватории Аресибо (Пуэрто-Рико).

В ходе работ по созданию телескопа китайские власти и технические специалисты столкнулись с немалым количеством трудностей. Пришлось даже принять решение о переселении более девяти тысяч человек, проживавших в горных уездах Пинтан и Лодянь в радиусе 5 км от стройплощадки.

С помощью телескопа астрономы рассчитывают вести наблюдение за космическими объектами, расположенными на расстоянии до 11 млрд световых лет.

Вчера NASA официально одобрило продление межпланетных миссий, MRO, MAVEN, Mars Odyssey, Opportunity, Curiosity, LRO и «Новые горизонты». Впрочем, все это было ожидаемо. Наибольший же интерес вызывала судьба аппарата Dawn. Весной этого года команда миссии неожиданно для всех предложила направить его к еще одному астероиду.

Напомню вкратце предысторию вопроса. Для ориентации аппарата в пространстве используются маховики. Всего на Dawn их две пары. Первая оказалась не очень надежной. После того, как в 2012 году второй маховик вышел из строя, для его компенсации стали использовать гидразиновые движки. Тогда же был сделан расчет, согласно которому при имевшемся уровне расхода топлива Dawn не дотянет до Цереры. К счастью, инженеры проявили чудеса смекалки и придумали несколько способов, как сэкономить топливо. Результат превзошел все ожидания: к моменту формального завершения миссии 30 июня 2016 года у Dawn остались небольшие запасы гидразина. Что касается ионных двигателей, то они также находились в рабочем состоянии. Это означало, что аппарат можно было бы отправить к еще одному астероиду — правда уже без выхода на орбиту, а просто по пролетной траектории.

Как теперь стало известно, новой целью миссии должна была стать Адеона — 150-километровый астероид класса С. Будь предложение команды утверждено, уже 15 июля Dawn бы активировал свой двигатель и перешел на спиральную орбиту, постепенно удаляясь от Цереры. К концу года он бы покинул окрестности окрестности карликовой планеты и отправился в новое путешествие по поясу астероидов. В мае или июне 2019 года аппарат должен был совершить пролет Адеоны. Таким образом, у нас бы получилось миниатюрное повторение славного 2015 года, когда Dawn и «Новые горизонты» побывали в гостях у Цереры и Плутон (напомню, что в 2019 году «Новые горизонты» изучат объект пояса Койпера 2014 MU69).

Судя по всему, предложение было близко к успеху. Иначе сложно объяснить то, что в блоге миссии появилась запись с изложенным выше планом с припиской, что он получил одобрение.

Увы, но новости оказались преждевременными и сейчас запись уже удалена. Как следует из вчерашнего официального сообщения, Dawn останется у Цереры. В NASA сочли, что она является более ценным для изучения объектом, чем Адеона. К тому же, очень многое зависело от ситуации с уже упомянутыми маховиками. Если бы еще один из них вышел из строя (а вероятность этого достаточно высока), аппарату бы не хватило топлива, чтобы дотянуть до астероида.

Конечно очень жаль, что в NASA не захотели рискнуть. Dawn уже отснял всю поверхность карликовой планеты и его спектрометры изучили все интересные места. Вероятность того, что миссия обнаружит что-то новое конечно есть, но кто знает, какие сюрпризы могла бы преподнести Адеона? Да и кто сейчас скажет через сколько лет следующий земной аппарат посетит пояс астероидов?

Но решение принято и обжалованию не подлежит. Dawn останется у Цереры. Согласно расчетам инженеров, имеющихся остатков гидразина хватит, чтобы аппарат смог проработать на ее орбите до весны будущего года. Это при условии, что оставшиеся маховики не выйдут из строя. Если же один из них сломается, то топливо иссякнет к сентябрю этого года.

Уже в понедельник космический аппарат «Юнона» должна выйти на орбиту Юпитера и приступить к своей научной программе. Это не первый аппарат, который будет исследовать самую большую планету нашей системы. В 1995–2003 годах этой же задачей занимался «Галилео». Что же нового должна разузнать «Юнона»?

Вода

Подобно Солнцу, Юпитер большей частью состоит из водорода и гелия, поскольку, по всей видимости, образовался первым из наших планет. Однако до сих пор неизвестно, насколько много в его составе воды. «Галилео» не обнаружил большого количества водяного пара, «Юнона» попробует заглянуть глубже в атмосферу. Для этого на её борту имеется микроволновой радиометр, способный обнаружить воду на глубине до 550 км в атмосфере Юпитера.

Большое красное пятно

Одним из самых загадочных явлений, наблюдаемых на Юпитере, является так называемое Большое красное пятно. По своей сути, это громадный ураган, бушующий в атмосфере Юпитера на протяжении многих сотен лет — впервые его заметили в 1665 году. Его размер, правда, уменьшается в последние годы. Если в 1880-х годах диаметр пятна составлял более 40 тыс. км, то сейчас он равняется всего лишь 15 000 км. «Юнона» постарается выяснить, насколько глубоко ураган проникает внутрь атмосферы.

Полярные сияния

Юпитерианские полярные сияния — самые яркие в Солнечной системе, но природа их отлична от природы сияния на Земле. На нашей планете полярные сияния возникают в результате взаимодействия магнитного поля и солнечного ветра — потока быстрых заряженных частиц, исходящих от Солнца во время мощных вспышек на нём. До Юпитера этот поток доходит сильно ослабленным. Причиной же сияний, по всей видимости, является высокая скорость вращения Юпитера. Полный оборот вокруг оси он совершает всего за 10 часов — и это при том, что его размеры в 10 раз больше, чем у Земли. Предполагается, что такое быстрое вращение возмущает магнитное поле газового гиганта и приводит к возникновению сияний. «Юнона» должна проверить эту гипотезу, измерив магнитные поля Юпитера и определив состав его радиационных поясов.

Ученые уедут, пожелав держаться

К чему приведет Россию отказ от финансирования фундаментальной науки.


Почему в России наука финансируется хуже, чем в Греции и Эстонии, почему молодых ученых легко потерять и так сложно будет вернуть, рассуждает член Центрального совета Профсоюза работников РАН, научный сотрудник Физического института им. П.Н. Лебедева Евгений Онищенко.

Ситуация в научных организациях близка к критической и продолжает ухудшаться. Бюджетное финансирование науки сокращается, зарплатный фонд институтов сжимается, начались ползучие сокращения, нет денег на коммунальные услуги, возникает реальная угроза отключения электричества, не хватает денег на оплату налогов на имущество...

Кризис коснулся большинства сфер жизни, однако фундаментальная наука пострадала особенно сильно: из-за падения курса рубля основная часть современного (в первую очередь — дорогостоящего) оборудования и значительная часть необходимых реактивов и расходных материалов, которые производятся за рубежом, подорожали в два раза.

Участие в международных проектах и конференциях, подписка на необходимые научные журналы — все это сейчас в два раза дороже, чем два года назад.

Есть и другая важная особенность, которую не учитывают чиновники, урезая расходы на науку. Фундаментальная наука — это интернациональная область деятельности, существует глобальный рынок научного труда. И если сложно представить себе массовый отток чиновников или сотрудников силовых ведомств за рубеж, то в науке «утечка мозгов» из стран, где условия для научной работы становятся все хуже, в страны, где для исследователей созданы нормальные условия, — естественный и непрерывный процесс.

Продолжение игнорирования особенностей науки обойдется нашей стране дорого. Чиновники и силовики, конечно, никуда не денутся, а талантливые молодые ученые поедут туда, где они могут рассчитывать на нормальные условия для работы и зарплату, а не только на призывы держаться и пожелания здоровья.

Впереди планеты всей?

Однако правительство считает, что в ситуации кризиса сокращать расходы необходимо, поскольку Россия тратит на науку слишком много. Апеллируя к данным 2014 года, когда бюджетные расходы на гражданскую науку достигли — в абсолютных величинах — максимального значения за новейшую историю России, чиновники утверждают, что по величине расходов государственного бюджета на исследования и разработки мы были на четвертом месте в мире (по паритету покупательной способности).

Вроде бы впечатляет, но в 2014 году по объему ВВП (по паритету покупательной способности) Россия находилась на пятом месте в мире. И доля расходов государства на исследования и разработки по отношению к ВВП (проводя сравнительный анализ «нагрузки на бюджет», имеет смысл смотреть на этот показатель) в России не рекордная.

Чиновники продолжают: в наиболее развитых странах мира две трети и более средств на исследования и разработки выделяется бизнесом, тогда как в России 70% средств на науку расходует государство. Тут есть изрядная доля лукавства, даже если говорить про расходы на науку в целом. В наиболее развитых странах мира существуют множество форм государственного стимулирования расходов бизнеса на исследования и разработки — фактически опосредованного финансирования науки со стороны государства — налоговые вычеты, налоговые кредиты и др.

Но обсуждение целесообразности высокой доли государственных расходов на науку логично только применительно к прикладным исследованиям и разработкам. Фундаментальная же наука и в наиболее экономически развитых странах была и остается сферой ответственности государства. В США три четверти расходов на исследования и разработки приходится на долю бизнеса, однако с финансированием фундаментальной науки картина совсем другая. По данным Национального научного фонда США, в последние годы доля средств бизнеса в финансировании фундаментальной науки не превышала 6%, а основную нагрузку (60%) нес федеральный бюджет США (остальное — средства штатов, университетов, некоммерческих организаций и т.д.). При этом расходы федерального бюджета США на фундаментальные научные исследования в этот период достигали 0,26% ВВП.

Статистика Организации экономического сотрудничества и развития (ОЭСР) дает общую картину по развитым странам. Данных отдельно по расходам государственного бюджета нет, но в подавляющем большинстве стран доля государства в финансировании исследований и разработок выше, чем в США, и доля государственного бюджета в финансировании фундаментальной науки заметно превышает 60%.

Тройка лидеров по расходам на фундаментальную науку в отношении к ВВП — Швейцария (0,9% ВВП), Южная Корея (0,76% ВВП) и Исландия (0,65% ВВП).

Россия с ее 0,18% ВВП (в т.ч. 0,17% ВВП — федеральный бюджет) в благополучном 2014 году отстает не только от наиболее развитых в научно-технологическом отношении стран Европы, таких как Франция (0,54% ВВП) или Нидерланды (0,56% ВВП), но и от Эстонии (0,37% ВВП), Португалии (0,28% ВВП), Испании (0,27% ВВП), Польши (0,23% ВВП).

Единственные две страны ОЭСР, которые отстают от нас по этому показателю, — это Чили (0,12% ВВП) и Мексика (0,11% ВВП). Но при сохранении нынешних тенденций у России хороший шанс выйти на их уровень уже в следующем году. Глядя на эти цифры, понимаешь, что речь идет не о катастрофически высокой нагрузке на российский бюджет, а об аномально низких расходах нашего государства на фундаментальную науку.

Что делать?

На VI съезде Профсоюза работников РАН было принято обращение к президенту России, в котором предлагается в ближайшие годы вывести финансирование фундаментальной науки из средств федерального бюджета на уровень 0,2% ВВП, а в среднесрочной перспективе увеличить его до 0,25% ВВП.

Где взять деньги? Деньги, которых, как известно, нет, даже в кризисной период легко находятся, если есть заинтересованность властей. К примеру, осенью прошлого года, непосредственно перед внесением проекта федерального бюджета на 2016 год в Государственную думу, его расходы были увеличены на 165 млрд руб. (эти средства пошли на нужды силовых ведомств).

Совсем недавно закончилась дискуссия о распределении сотен миллиардов рублей прибылей крупнейших государственных компаний. Малой доли прошлогодней прибыли «Газпрома» или «Роснефти» хватило бы, чтобы увеличить расходы на фундаментальную науку на 10–15 млрд руб. уже в этом году.

Да и размер бюджетного дефицита в 3% ВВП не с неба на скрижалях спущен. Государственный долг России в этом году вряд ли превысит 20% ВВП, так что не возникло бы больших проблем, если бы 2–3 года бюджетный дефицит оставался на уровне 4% ВВП. Дополнительные средства можно было бы направить на здравоохранение, образование, науку — на инвестиции в будущее.

Если на них постоянно экономить, можно в конце концов превратиться в бедную и нестабильную страну, в «Нигерию с ракетами».

Разруха не в клозетах, а в головах

Возможно, чиновники и депутаты добросовестно заблуждаются, полагая, что Россия тратит на фундаментальную науку слишком много денег. Давайте просвещать их. Интересоваться, неужели у нас в стране ситуация хуже, чем в Венгрии, Испании, Португалии — странах с не самой лучшей экономической ситуацией, которые тратят на фундаментальную науку больший процент ВВП, чем Россия.

Впрочем, при разговоре о пострадавших от кризиса европейских странах в первую очередь вспоминается Греция. В 2009 году, когда дефицит государственного бюджета Греции превысил 15% ВВП, в стране разразилась финансово-экономической катастрофа. Кредиторы, оказывающие на Грецию крайне жесткое давление с целью добиться сокращения государственных расходов, превысившая 25% безработица, сотрясающие страну протестные выступления, достигший 180% ВВП государственный долг, — тут уж точно впору сказать «денег нет, держитесь».

Однако в условиях длящегося несколько лет тяжелейшего кризиса расходы Греции на фундаментальную науку составляют 0,28% ВВП. Заметно больше, чем в России в 2014 году.

Возникает вопрос: что же за неведомая катастрофа, требующая резко уменьшать финансирование фундаментальной науки, у нас разразилась? Может быть, как говорил профессор Преображенский, разруха все-таки в головах?

ancifer2002:
Да где это блин можно прочитать без стёба?