Про дожди из серной кислоты на Венере, ураганы в водородной атмосфере Юпитера и другие условия, которые ждут вас на разных планетах.

Илон Маск вскоре грозится покорить Марс на строящемся сейчас Starship. Вполне возможно, первый полёт к Красной планете случится в ближайшие несколько лет.

Однако колонизировать другие небесные тела, как мечтает Илон, будет нелегко, ведь условия на них, мягко говоря, не самые комфортные. О том, сколько человек сможет прожить на различных планетах или даже звёздах, подробно рассказывал астрофизик Нил Деграсс Тайсон в беседе с журналистами Business Insider. Сейчас, когда интерес к теме космоса особенно высок, самое время вспомнить это интервью.

Солнце

Очевидно, что Солнце просто мгновенно сожжёт вас, ведь температура его поверхности — 5 499 °C. Вообще, у Солнца, естественно, нет поверхности — так называют его часть между ядром и короной. Вы просто испаритесь там бесследно.

Но мгновенно — понятие растяжимое. Физик Рэндалл Манро, бывший сотрудник NASA, полагает, что если вас телепортировать на Солнце на одну наносекунду (миллиардная доля секунды), а потом вернуть обратно, то вы уцелеете. Ваша кожа получит тепла на пять порядков меньше, чем от секундного прикосновения к бутановой горелке, то есть вы даже ничего не заметите.

Но вот если вас телепортировать чуть ближе к ядру, где температура достигает 14 999 727 °C, — вы испаритесь за одну фемтосекунду (одна миллионная наносекунды, или одна квадриллионная секунды).

Среднее время жизни: 10⁻¹⁵ секунды.

Меркурий

День на Меркурии длится 59 земных дней, а год — 88. У планеты практически нет атмосферы, так что небо там всегда чёрное, а Солнце выглядит в два с половиной раза больше, чем мы видим его с Земли, да и по небосклону оно движется очень странно. Дневная сторона Меркурия раскаляется под +427 °C, а ночная охлаждается до −180 °C.

Но если вы окажетесь где‑нибудь на границе между ними (так называемом терминаторе, то вполне сможете выжить — пока сумеете обходиться без кислорода.

На поверхности Меркурия почти вакуум, поэтому ваши лёгкие, если в них будет оставаться воздух, скорее всего, лопнут, тело начнёт распухать, а кровь — закипать. Секунд за 10–15 вы потеряете сознание от нехватки кислорода, а через 1–2 минуты умрёте, не приходя в себя. Вас убьёт простая гипоксия.

Среднее время жизни: 2 минуты.

Венера

На Венере почти такая же сила тяжести, как на Земле, но там гораздо более плотная атмосфера из углекислого газа. Воздух настолько густой, что в нём тяжело пошевелиться — как в Тихом океане на глубине 914 метров. День на Венере длится 116 земных суток, но атмосфера плохо пропускает солнечный свет, и на поверхности очень темно.

Парниковый эффект раскаляет планету до +465 °C, что вызывает постоянные дожди из серной кислоты, которые у поверхности превращаются в туманы… тоже из серной кислоты.

Так что, оказавшись на Венере, вы немедленно будете раздавлены атмосферой и сожжены жарой и серной кислотой.

Среднее время жизни: меньше 1 секунды.

Земля

В основном безвредна.

Время жизни: от нескольких секунд или минут (если вы окажетесь рядом с агрессивными хищниками, враждебно настроенными людьми, над Мировым океаном, в кратере вулкана или на высокогорье в разрежённой атмосфере) до 122 лет (официальный рекорд долгожительства, поставленный француженкой Жанной Кальман).

Марс

На Марсе довольно холодно — от −60 до +20 °C, но при этом очень разрежённая атмосфера, состоящая в основном из углекислого газа, а также азота и аргона, так что низкая температура будет ощущаться не так сильно, как на Земле. Дышать там, естественно, нечем.

Вы проживёте на Марсе столько, сколько сможете продержаться без кислорода. Если же вы предусмотрительно захватили с собой баллон воздуха, то вас убьёт низкое атмосферное давление (за несколько минут), холод (за несколько часов), марсианская пыль, повреждающая лёгкие (за несколько недель), или радиация (за несколько месяцев).

Среднее время жизни: 2 минуты.

Юпитер

Юпитер — газовый гигант, и у него нет поверхности, чтобы приземлиться. Если вы будете падать на него с большой высоты, вас, скорее всего, убьёт очень сильная радиация ещё до приближения к атмосфере планеты.

Если вы это пережили и добрались до верхних слоёв атмосферы, то пронесётесь сквозь них на скорости 180 000 км/ч (поскольку на Юпитере гравитация намного сильнее земной, падать вы будете быстрее). Примерно на высоте 250 километров вы достигнете аммиачных облаков и ощутите температуру −150 °C и сильный ветер — ураганы в водородной атмосфере Юпитера достигают скорости 482 км/ч. Давление тут уже достаточное, чтобы убить.

Если и это вам нипочём, то спустя 12 часов непрерывного падения вы окажетесь в нижних слоях атмосферы, где царит непроглядный мрак, давление в 2 000 000 раз превышает земное, а температура выше, чем на поверхности Солнца. Тут уж никакой терминатор не спасётся.

Среднее время жизни: меньше 1 секунды.

Сатурн

Всё, сказанное для Юпитера, верно и для прочих газовых гигантов. Сатурн не исключение, и, если вы упадёте в его атмосферу, вас раздавит чудовищным давлением и уничтожит высокой температурой.

Среднее время жизни: меньше 1 секунды.

Уран

Ещё один газовый гигант. Давление, температура и радиация прилагаются.

Среднее время жизни: меньше 1 секунды.

Нептун

Несмотря на то что Нептун зовётся ледяным гигантом, в недрах его водородно‑метановой атмосферы температура достигает 476,85 °C. И там очень высокое давление. Так что на этой планете с вами случится то же самое, что и на Юпитере.

Среднее время жизни: меньше 1 секунды.

Пора узнать, как долго туда добираться и какая там будет погода, когда приземлишься.

Движение Марса и Земли вокруг Солнца. Линия показывает расстояние между планетами. Фотографии в кружках сверху — вид на Марс с Земли в момент сближения. Изображение: Peter Kovalik / CBC

Это зависит от того, когда вы начали своё путешествие. Марс и Земля вращаются по эллиптическим орбитам вокруг Солнца. Из‑за того что их расстояние от общего светила, а значит, и скорость движения на орбитах разные, дистанция между планетами со временем то сокращается, то увеличивается.

Самое маленькое расстояние между Землёй и Красной планетой было зафиксировано в августе 2003 года — оно равнялось примерно 56 миллионам километров. По данным NASA, в следующий раз такое сближение произойдёт только в 2237 году.

Дальше всего Марс отодвигается от Земли на 401 миллион км, когда Солнце находится точно между двумя планетами. Средняя же дистанция обычно составляет 225 миллионов км.

Когда Марс с Землёй сближаются, что происходит каждые 26 месяцев, это называется оппозицией, или противостоянием. И это оптимальное время для запуска миссий к Красной планете.

Так что, чтобы подгадать момент для погрузки на космический корабль, необязательно ждать двести лет — окно запуска открывается примерно раз в два года.

Согласно расчётам профессора физики Крейга Паттена из Калифорнийского университета в Сан‑Диего, до Марса можно добраться в среднем за девять месяцев, или примерно за 270 дней, при условии, что нужно экономно расходовать топливо. Ещё примерно девять месяцев уйдёт на возврат с Марса.

Но вообще, если затратить больше горючки на разгон и торможение, то можно сгонять и побыстрее. Например, ровер Curiosity долетел до Марса за 254 дня, Perseverance — за 204, а Mariner 7 — всего за 128 дней.

Миссия какой страны первой достигла Марса?

Пилотируемые запуски на Марс человечеству ещё предстоит совершить — Илон Маск как раз работает над этим. А вот роботизированные исследования Красной планеты начались ещё в 60‑е годы XX века.

В период с 1960 по 1969 год Советский Союз запустил девять зондов, которые должны были долететь до Марса. Но почти все они потерпели неудачу: одни не смогли даже взлететь, другие не достигли марсианской орбиты. Успешным был только запуск аппарата «Марс‑3» в 1971 году. Он смог проработать на Красной планете 14 секунд, передав научную информацию и фрагмент первой в истории фотографии поверхности.

Так что СССР, несмотря на все шероховатости своих миссий, был первым, кто высадил на Марс робота.

США в 1964 году запустили к планете два зонда: Mariner 3 и Mariner 4. У первого не получилось покинуть орбиту Земли — обтекатель заклинило. Но второй благополучно прилетел к Марсу в 1965 году.

Первым американским аппаратом, который успешно вышел на стабильную орбиту вокруг Красной планеты, стал Mariner 9 в 1969 году. А Viking 1 и Viking 2 успешно сели на поверхность в 1975‑м — на четыре года позже советского «Марса‑3». Зато зонды США смогли предоставить куда больше научных данных.

Сейчас песчаные просторы Марса бороздят марсоходы NASA Curiosity и Perseverance, а также китайский Zhùróng. В небе над Красной планетой летает американский коптер Ingenuity, а её недра бурит автономная сейсмическая станция NASA InSight.

На данный момент Марс является единственной известной науке планетой, полностью населённой роботами.

Есть ли на Марсе горы?

Есть, и землянам о таких остаётся только мечтать. В 1976 году орбитальный зонд Viking 1 сфотографировал гору Олимп — самый высокий пик не только на Марсе, но и вообще в Солнечной системе. Это потухший вулкан высотой больше 21,9 км. Он в два с половиной раза превосходит земной Эверест.

Кроме Олимпа, на Марсе есть ещё множество здоровенных гор, и все они вулканического происхождения, например Аскрийская гора (18 км высотой), Элизий (16 км) и гора Павлина (14 км).

Почему Марс красный?

Если уж на то пошло, то при ближайшем рассмотрении он совсем не красный, а скорее желтовато‑коричневый с примесью золотистого, бурого, рыжевато‑коричневого и даже зелёного.

Но из космоса Марс действительно выглядит красным. Дело в том, что его поверхность покрыта грунтом, содержащим окисленное железо. Кроме того, в атмосфере планеты витает много пыли, состоящей из частиц красного железняка — гематита, обогащённого титаном.

То есть Марс имеет красноватый оттенок буквально из‑за того, что он ржавый.

Другой вопрос, откуда на планете без кислорода так много ржавчины. Скорее всего, это значит, что раньше на Марсе была вода, содержащая атомы кислорода. Или железо окислялось из‑за других веществ — перекиси водорода, двуокиси углерода или двуокиси серы, которых в марсианском воздухе хватает. С этим учёным ещё предстоит разобраться.

Сколько спутников у Марса?

У Марса два спутника: Фобос и Деймос. Их названия по‑гречески значат соответственно «Страх» и «Ужас». Это имена сыновей греческого бога войны Ареса, позднее переименованного римлянами в Марса.

Спутники представляют собой два небольших небесных тела неправильной формы, которые больше смахивают на астероиды, чем на нормальный, уважающий себя спутник вроде нашей Луны. Фобос побольше, он 26 км в диаметре; Деймос — всего 15 км.

С точки зрения астрономии Фобос и Деймос — объекты очень скучные, нет на них ни любопытных геологических образований, ни других «достопримечательностей». Интересно только, как Марс ими обзавёлся. То ли это астероиды, притянутые Красной планетой, то ли раньше у неё была большая Луна, которая по каким‑то причинам развалилась на два куска.

Любопытно, что писатель Джонатан Свифт в своей книге «Приключения Гулливера» рассказал, как астрономы летающего острова Лапута обнаружили у Марса два маленьких спутника, ещё до того, как их открыли в реальности. А Станислав Лем в своих «Звёздных дневниках Ийона Тихого» объяснил это тем, что Свифту повстречался путешественник во времени.

Сколько длятся день и год на Марсе?

Сутки на Марсе и Земле имеют схожую продолжительность. Марсианские сутки называются «сол» и длятся 24 часа 39 минут и 35,244 земных секунды.

А вот год на Красной планете куда длиннее, чем на Земле, что объясняется большей удалённостью от Солнца. Марсианский год равен 686,98 земного дня, или 668,5991 сола.

Какая погода на Марсе?

Из‑за красноватого оттенка и песка Марса многие люди ассоциируют его с земными пустынями, рисуя в голове образ вроде Дюны Фрэнка Герберта — горячей, засушливой планеты с мощными песчаными бурями. Но это совершенно неправильно.

Марс очень холодная планета с разрежённой атмосферой из углекислого газа. Температура колеблется от −125 °C на полюсах до +20 °C летом в жару на экваторе. Средняя температура на Красной планете составляет −63 °C.

Могучие пыльные бури, которые нам показал Ридли Скотт в фильме «Марсианин», в реальности невозможны — слишком тонкая и слабая атмосфера, чтобы создавать такие вихри. Страшнейший шторм на Марсе покажется землянам лёгким ветерком.

Но гравитация там меньше нашей. Если на Земле вы весите 75 кг, то на Марсе это было бы чуть более 28 кг. Из‑за слабой гравитации бури переносят больше пыли, отчего страдают марсоходы, которые питаются от солнечных панелей, — их фотоэлементы постоянно засыпает песком.

Что такое марсианские каналы?

В конце XIX — начале XX века астрономы заметили на Марсе сеть так называемых каналов — длинных линий в экваториальных областях планеты. Впервые их описал итальянский учёный Джованни Скиапарелли в 1877 году. Тогда эти наблюдения объяснили тем, что на Марсе есть цивилизация, создающая оросительные системы.

Однако к началу XX века астрономическая аппаратура улучшилась, и новые исследования показали, что каналы не более чем оптическая иллюзия.

Современные спутники картографировали Марс с высочайшей точностью, и сейчас наука совершенно достоверно знает, что никаких каналов, рек и, к сожалению, даже ручейков на Красной планете нет.

Какого цвета небо на Марсе?

В кино марсианское небо постоянно изображают светло‑красным, но на самом деле это не так. Да, на заходе и на рассвете оно имеет розовато‑красный оттенок. Но по мере того, как Солнце садится или поднимается, воздух приобретает всё более синий цвет.

А в разгар дня небо на Марсе имеет жёлто‑коричневый оттенок. Время от времени оно также окрашивается в фиолетовый — из‑за рассеивания света очень мелкими частицами водяного льда в облаках.

Есть. Правда, в замороженном состоянии. Вся гидросфера Марса сосредоточена в двух ледяных шапках на северном и южном полюсах планеты. Жидкую воду учёные NASA пока что найти не могут, хотя есть косвенные признаки, что, возможно, где‑то глубоко в почве и горных породах она всё-таки имеется.

В прошлом же — в так называемом гесперийском периоде, 3,5–2,5 миллиарда лет назад, — у Марса вода точно была. Всю его северную равнину занимал солёный океан неправильной формы, а в умеренных широтах было много озёр и рек. Но потом, когда атмосферу планеты сдуло солнечным ветром, водоёмы испарились.

Вот что бывает, когда забываешь отрастить себе нормальное магнитное поле и набрать планетарную массу.

Если спросить первого встречного, какие важные события в изучении и освоении космоса он знает, то, скорее всего, прозвучит ответ про полет Гагарина или лунную миссию «Аполлона» — в зависимости от того, где живет этот первый встречный. Возможно, кто-то вспомнит спутник, марсоходы или луноходы, но, скорее всего, это будут очень известные и при этом относительно давние достижения. Это, конечно, не умаляет их значимости, но за последние десять лет мы узнали о Вселенной и космосе очень много благодаря и другим — может быть, не столь растиражированным, но невероятно важным миссиям, о которых большинство в лучшем случае «что-то где-то слышали».

Впрочем, одна из них сейчас на слуху буквально у всех — 31 мая 2020 произошло историческое событие — впервые за 59 лет пилотируемой космонавтики, 49 лет существования орбитальных станций и 21 год функционирования МКС к ней пристыковался разработанный и эксплуатируемый частной компанией корабль с астронавтами на борту. Кроме того, это было первое за девять лет пополнение экипажа международной орбитальной лаборатории, стартовавшее с территории США.

А пока давайте вспомним хотя бы пять из важнейших событий последнего десятилетия, которые помогли лучше понять устройство нашей Солнечной системы и Вселенной.

Где-то в космосе летит…

Прямо сейчас, пока вы читаете этот текст, где-то в космосе летит маленький аппарат, который завершил большую миссию, начавшуюся 3 декабря 2014 года, а если считать подготовку к запуску, то еще раньше. Речь идет о японской межпланетной автоматической станции «Хаябуса-2»: она побывала на астероиде Рюгу и возвращается на Землю с ценным подарком — образцами внеземного грунта.

За успех этой миссии на протяжении нескольких лет болели не только ученые из Японского агентства аэрокосмических исследований, которые ее запустили, но и все, кто неравнодушен к науке и космосу. Дело в том, что благодаря «Хаябусе-2» мы, возможно, узнаем новые факты о том, как появились Земля и Солнечная система в целом. Наша планета образовалась более 4,5 млрд лет назад, и очень трудно найти вещества, которые дошли до нас с тех времен в неизменном виде и могли бы рассказать нам о событиях, которые тогда происходили. Тем не менее подобные вещества есть — так, они содержатся в так называемых хондритах. Это самый распространенный тип метеоритов — на них приходится около 85,7% от общего числа метеоритов и 92,3% от числа тех, что падают на Землю.

Казалось бы, какая проблема, если они сами летят к нам в руки? Увы, такие «гости» уже не заслуживают доверия — по пути на Землю они проходят через атмосферу, и даже если не сгорают полностью, то сильно плавятся. Это внешнее влияние сильно искажает информацию, которую они могли бы нам передать, поэтому, чтобы получить ее в первозданном виде, необходимо выйти за пределы атмосферы. С этой целью и был запущен аппарат «Хаябуса-2»: астероид Рюгу относится к так называемому классу С, который близок по составу к хондритам. Он находится между орбитами Земли и Марса и пересекает то одну, то другую. От нашей планеты его отделяют от 144 до 211,8 млн километров.

«Хаябусе-2», чтобы добраться до Рюгу, пришлось преодолеть гораздо большее расстояние: для совершения гравитационного маневра он три раза облетел вокруг Солнца и только потом смог отправиться к цели. Уже на подлете к астероиду аппарат начал передавать на землю его снимки, которые позволили подтвердить оценки диаметра и периода обращения небесного тела, полученные в ходе наблюдений с Земли, и дополнили их новыми данными. Так, удалось в деталях разглядеть поверхность Рюгу, что дает возможность судить о ее минеральном составе. Кроме того, «Хаябуса-2» высадил на астероид спускаемый аппарат и два зонда, также рассказавшие немало интересного. Например, с их помощью выяснилось, что на Рюгу нет пыли и что сам он, скорее всего, появился в результате столкновения двух небесных тел, обладающих разным химическим составом.

Но главной целью «Хаябусы-2» стало получение образцов грунта, взятых не на поверхности, а с глубины. Для этого была произведена бомбардировка — аппарат с высоты 500 м выпустил по астероиду снаряд, а потом с помощью зонда грунт из кратера был собран и запечатан в герметичную капсулу. Этот ценный для ученых груз должен прибыть на землю в конце 2020 года, если не произойдет ничего непредвиденного. Пока что возвращение идет в запланированном порядке, и хочется верить, что завершение миссии будет таким же успешным, как и все ее предыдущие этапы.

В частном порядке

Буквально на днях состоялся запуск, которого США ждали целых девять лет — впервые американские астронавты отправились на МКС на собственном корабле, а не воспользовались, как было все эти годы, услугами «Роскосмоса». Но это событие знаковое не только для Штатов — его важность заключается еще и в том, что Crew Dragon, созданный SpaceX Илона Маска, стал первым частным пилотируемым космическим кораблем.

Хотя сейчас на Crew Dragon полет к МКС совершили двое астронавтов, корабль рассчитан на семерых, ведь для Илона Маска создание «Дракона» — еще одна ступень к воплощению его главной мечты, миссии к Марсу, а вдвоем туда не полетишь. Корабль задуман как многоразовый, но с оговоркой: людей он берет на борт только один раз, а потом становится грузовым судном.

Аппарат выглядит он как пришелец из будущего или из фантастического фильма. Многочисленные кнопки и рычаги заменены сенсорными экранами, люди не ютятся в тесной капсуле, а с комфортом располагаются в креслах с большим пространством для ног. Изменились даже скафандры, которые теперь лишены привычной громоздкости — каждый изготавливается индивидуально под конкретного астронавта, а шлемы напечатаны на 3D-принтере. К скафандру прилагается неожиданный атрибут — самые обычные резиновые сапоги, поскольку астронавтам в чем-то нужно дойти до корабля, и эти сапоги уже успели обсудить в соцсетях. Но шутки шутками, а если первый частный пилотируемый космический корабль успешно добрался до своей цели, что уж там было на ногах у астронавтов поверх скафандра — какая, собственно, разница?

Реально дыра!

Существуют ли черные дыры? В самом деле, что за вопрос — отрицательно на него, пожалуй, ответят разве что сторонники теории плоской земли и иже с ними. Но все не так просто — еще какой-то год назад, несмотря на кажущуюся очевидность факта, их существование было лишь гипотезой, построенной на основе косвенных данных, — хотя и очень достоверной.

Однако в апреле 2019 года было получено, а точнее, опубликовано ее надежное подтверждение — первое в истории фото черной дыры. На нем удалось запечатлеть объект, расположенный в галактике М87 из созвездия Девы. Расстояние до «фотомодели» — 50 млн световых лет, и к тому же это модель плюс-сайз: ее масса больше солнечной в 6,5 млрд раз.

На фото мы видим оранжевое кольцо света, которое с чем только не сравнивали сетевые шутники — и с Оком Саурона, и с голубиным глазом, и с пончиком. Строго говоря, это не сама дыра — черные дыры называются черными именно потому, что ее притяжение непреодолимо для любого излучения. На полученном учеными снимке изображен горизонт событий — своеобразная граница вокруг черной дыры, за пределами которой излучение еще способно вырваться.

Слово «фото» тоже не стоит понимать совсем уж буквально: так, будто бы на небо навели мощнейший телескоп, щелкнули затвором и сделали снимок. Чтобы разглядеть подобный объект, потребовалось бы устройство размером с нашу планету, и, как ни удивительно это звучит, его удалось создать, — правда, не совсем обычным способом. Если два радиотелескопа расположить как можно дальше друг от друга и синхронно навести на одну и ту же точку, то в определенном смысле получится телескоп, равный по размеру расстоянию между ними. Разница заключается в том, что гипотетический мегателескоп увидел бы объект целиком, а каждый из разрозненных радиотелескопов «получает» только часть информации, причем в виде радиоизлучения, и ее потом требуется сводить и обрабатывать.

Именно по такому принципу был собран виртуальный телескоп EHT — Event Horizon Telescope, то есть телескоп горизонта событий. Он объединил 8 мощных радиотелескопов, разбросанных по всему миру и синхронизированных с помощью атомных часов. Из-за вращения Земли одновременное наблюдение велось только с 3−4 из них, но как раз для этого и требовалось подключить большее количество, чтобы устройства передавали друг другу эстафету. Данные собирались около двух лет, и за это время их накопилось столько, что информацию было невозможно передать по интернету — ее записали на сотни жестких дисков и привезли самолетами для обработки в аналитические центры, расположенные в Германии и США. В результате всей этой долгой и очень кропотливой работы мы наконец-то увидели, как выглядит черная дыра, и, что гораздо важнее, окончательно убедились, что такие объекты действительно существуют.

Лови волну!

Меньше чем за четыре года до того, как миру было представлено фото черной дыры, ученым удалось получить еще одно очень веское доказательство в пользу таких объектов, а заодно совершить открытие, которого ждали сотню лет. Речь идет об открытии гравитационных волн — их существование предсказал еще Эйнштейн в рамках общей теории относительности, но до 14 сентября 2015 года это была лишь гипотеза, хотя, как в случае с черными дырами, и очень достоверная.

Попытки поймать гравитационную волну на практике начались еще во второй половине ХХ века, и чтобы понять, почему успех пришел лишь полвека спустя, стоит вспомнить, что из себя представляют эти самые волны. Если представить пространство в виде натянутой ткани и поместить на нее шар, то ткань прогнется, а если добавить еще один шар, то оба тела скатятся друг к другу, а по полотну пройдут волны. То же самое происходит и в пространстве, когда взаимодействуют два тела, движущиеся друг к другу с ускорением — например, две звезды, вращающиеся вокруг общего центра. Они искажают пространство вокруг себя, отправляя в путешествие по Вселенной гравитационные волны.

Проблема в том, что эти колебания очень незначительны — упомянутые два шара на ткани тоже искажают пространство, но так ничтожно, что этим можно пренебречь. Другое дело — массивные звезды или черные дыры, но они находятся от нас на огромном расстоянии, а гравитационным волнам, как и любым другим, свойственно угасать. Когда они доходят до нас, степень искажения измеряется в величинах, которые в тысячи раз меньше атомного ядра. Первым, кто всерьез попытался их зафиксировать, стал американский физик Джозеф Вебер. Он собрал резонансный детектор и в 1969 опубликовал статью, где сообщал, что зафиксировал гравитационные волны. Но научное сообщество ему не поверило: амплитуда колебаний около 10−16, о которой он заявил, была слишком большой — согласно теоретическим расчетам, она должна быть хотя бы в миллион раз меньше. Многие исследователи пытались повторить его опыты, но ни один не добился успеха, и в 1970 году полученные им результаты были окончательно опровергнуты, хотя сам Вбер еще долго продолжал на них настаивать.

И хотя ученый услышал всего лишь шум, он сыграл важную роль в открытии гравитационных волн, вдохновив других исследователей на поиск новых, более действенных способов их зафиксировать. Детекторы становились все более надежными, снижался уровень шумов, но проект, который и привел к открытию, был основан лишь в 1992 году по предложению американских физиков Кипа Торна, Рональда Древера и Райнера Вайсса — в 2017 году Торн, Вайсс, а также еще один участник проекта, Барри Бэрриш, получат за свой вклад Нобелевскую премию по физике.

Проект получил название LIGO — он состоит из двух обсерваторий в США, находящихся на расстоянии около 3000 км друг от друга. Каждая из них представляет собой систему двух четырехкилометровых труб, расположенных в форме буквы Г. Очень грубо его устройство можно представить так: внутри труб создан глубокий вакуум, через который пущен лазер. В месте пересечения труб висит полупрозрачное зеркало с детектором, которое раздваивает сигнал лазера, и такие же зеркала стоят в конце каждой трубы. Волны света гасятся за счет специально подобранного расстояния между зеркалами, но как только оно хотя бы незначительно изменится, детектор зафиксирует вспышку, а измениться оно может как раз в том случае, если вмешается гравитационная волна, пришедшая из космоса. Две обсерватории нужны для того, чтобы исключить вмешательство шумов и других посторонних факторов, а кроме того, по отставании сигнала во времени можно примерно предположить, из какой области Вселенной пришла эта волна. Исторический сигнал, который был зафиксирован 14 сентября 2015 года, был порожден слиянием двух черных дыр — масса одной составляет около 36 солнечных, другой — около 29. Это открытие не только подтвердило существование черных дыр и всю ОТО, но и открыло новое поле для исследований. Гравитационные волны — еще один источник информации о Вселенной и ее объектах, и они многое могут нам рассказать не только о черных дырах — не в последнюю очередь ученые надеются получить о них информацию о слиянии нейтронных звезд и лучше понять их природу.

Бессрочная миссия

Более 50 лет назад NASA запустила два космических аппарата для исследования дальних планет Солнечной системы, которые получили названия «Вояджер-1» (старт — 5 сентября 1977 года) и «Вояджер-2» (старт — 20 августа 1977 года). Изначально предполагалось, что они полетят к Юпитеру и Сатурну, но по разным траекториям. В связи с последним фактом их запускали в последовательности, обратной их порядковым номерам: «Вояджер-1» должен был прилететь к Юпитеру и Сатурну раньше (так и случилось), и по этой причине стал «первым», хотя и стартовал вторым.

«Срок годности» аппаратов составлял около пяти лет — ученые планировали изучить две крупнейшие планеты Солнечной системы и их окрестности, этим и ограничившись. Но позднее траектория «Вояджера-2» была скорректирована так, чтобы тот «захватил» еще Уран и Нептун. И хотя ученые не слишком рассчитывали, что после завершения — вполне успешного — этих миссий аппараты продолжат передавать сигнал, они продолжают это делать до сих пор. В результате оба «Вояджера» стали первыми в истории рукотворными объектами, которые вышли в межзвездное пространство, и это одно из самых важных для науки событий последнего десятилетия. «Вояджер-1» оказался там примерно 25−26 августа 2012 года, а второй «Вояджер» долетел туда 10 декабря 2018 года.

С связи с этим событием не раз публиковались сенсационные заголовки о выходе «Вояджеров» за пределы Солнечной системы, но на самом деле это не так. Оба они по‑прежнему в ней находятся и покинут ее примерно через тридцать-сорок тысяч лет. Так что же они тогда покинули? На самом деле они вышли за пределы гелиопаузы — это условная граница, за которую уже не попадает солнечный ветер и где начинается межзвездное пространство. Но и это тоже само по себе сенсация — в 1977 году никто и надеяться не мог, что два аппарата с работающими приборами и остающиеся на связи с Землей доберутся так далеко, так что мы совершенно случайно получили очень ценный источник информации о том, что происходит на расстоянии более 100 астрономических единиц.

Кстати говоря, попутно выяснилось, что гелиопауза находится гораздо ближе, чем предполагалось ранее — «Вояджер-2» пересек ее на расстоянии 122 а.е. Теперь ученые заняты решением загадки, почему теоретические выкладки разошлись с фактическими данными. Кроме того, было измерено давление частиц и скорость звука в этой области Солнечной системы и подтверждено существование внутренней ударной волны, которая расположена перед гелиопаузой. Аппараты-долгожители продолжают передавать данные, но, к сожалению, и они не вечны — ученые считают, что они дотянут примерно до 2025 года, а потом связь с ними будет утеряна, и оба они отправятся в молчаливое путешествие по Вселенной.

Подошла к концу миссия ровера НАСА Opportunity, продолжавшаяся 15 лет, но её успех на Марсе обеспечил роверу заслуженное место в зале славы роботов. И вот что вам нужно знать об отважном марсианском труженике...

В миссии Mars Exploration Rovers участвовали два идентичных, размером с гольфкар, ровера с питанием от солнечной энергии: Spirit и Opportunity. Spirit совершил посадку в кратер Гусева 4 января 2004 года, Opportunity же сел на противоположной стороне Марса, на равнине Меридиани 24 января 2004 года по времени PST, или 25 января по времени EST.

2. Opportunity и Spirit показали, что когда-то на Марсе было тепло и влажно, и в те далёкие времена он мог быть благоприятен для жизни

Наиболее важным из многочисленных научных открытий роверов стало то, что, по всей вероятности, Марс некогда был гораздо более тёплым и влажным местом, а такие условия могли бы послужить колыбелью для жизни на Марсе в те времена, когда жизнь впервые появилась и на Земле.

Opportunity совершил несколько ключевых находок, подтверждающих такое заключение. Он был первым ровером, который идентифицировал и изучил осадочные породы не на Земле, а на другой планете. Измерения Opportunity установили, что эти осадочные породы формировались в условиях непродолжительного периода древних мелководий. Opportunity также нашёл небольшие сферы гематита, прозванные "голубикой", которые формируются в условиях подъёма кислотных грунтовых вод.

А когда ровер достиг края кратера Индевор, он обнаружил белые прожилки ископаемого гипса — явный признак воды, некогда протекавшей в подземных разломах. А в камнях кратера Индевор Opportunity нашёл ещё больше явных признаков некогда водного прошлого Марса: глинистые минералы, которые формируются в воде с нейтральным рН (не слишком кислотной, не слишком щелочной). Из всех мест, которые исследовал Opportunity, именно в кратере Индевор окружающая среда имела самые дружественные условия для древней микробной жизни.

3. Opportunity — обладатель внеземного рекорда

Opportunity проработал на поверхности Марса дольше, чем любой другой робот — больше 14-ти лет. Срок значительно превысил изначально планировавшуюся для Opportunity и Spirit продолжительность миссии в 90 дней.

За всё своё время на Марсе, Opportunity также проехал в общей сложности 28.06 миль (45.16 километров), установив в 2014 году рекорд самой длительной поездки по другому миру.

4. Opportunity — маленький ровер, который смог

Ровер выживал свыше 14 лет не потому, что миссия была лёгкой. Он сталкивался с трудностями, которые потребовали от его инженеров изобретательности. Например, его правое переднее колесо иногда потребляло больше энергии, чем остальные, поэтому инженеры часто запускали ровер задом-наперёд, чтобы увеличить срок жизни проблемного колеса. Местность также была коварной. После того, как ровер совершил посадку в кратере Игл, его колёса свободно проворачивались на откосе во время первой попытки выехать из кратера. Проектировщикам ровера пришлось найти нестандартные стратегии движения, чтобы оттуда выбраться. Те же стратегии они снова применили в кратере Эндьюранс, где крутизна откоса достигала 31 градуса.

А 26 апреля 2005 года колёса Opportunity увязли в мягкой, нанесённой ветром песчаной зыби и застряли на несколько нервных недель в "Дюне Чистилища". Но после длительных тестов на марсианоподобном испытательном полигоне в JPL, команде удалось аккуратно вывести ровер из песчаной марсианской ловушки.

Opportunity пережил две непосредственно угрожавших продолжению миссии пылевые бури, которые не давали солнечному свету попасть на солнечные панели. Он выжил в пылевой буре 2007 года, минимизировав выполняемые операции, и, сохранив достаточно энергии в батареях, чтобы восстановиться, когда небо очистится. К сожалению, пылевая буря 2018 года затмила солнечный свет ещё больше, а небеса над ровером оставались тёмными почти на месяц дольше.

5. Opportunity и Spirit показали нам красоту Марса

Opportunity и Spirit были заядлыми документалистами, давшими нам вид в человеческой перспективе на то — каково это, быть на Марсе. Они прислали свыше 320 тысяч изображений в формате RAW, каковые изображения сразу публиковались онлайн, чтобы ими мог воспользоваться любой желающий. Эта пара роверов также представила 31 поразительную панораму в цвете с круговым обзором.

Наиболее запоминающиеся снимки, которые сделал Opportunity (включая рябь на песке, похожую на волны по воде; участки с беспорядочно сваленными камнями на краю кратера; кружащиеся пыльные дьяволы; собственные следы вдоль хребта кратера) показали нам иномирную красоту Марса и драматичность исследования.

6. История роверов Opportunity и Spirit не завершена, их уроки живут в текущих и будущих миссиях на Марс

Успех миссии Mars Exploration Rovers способствовал росту марсианской программы НАСА, обеспечил поддержкой орбитеры и новые виды роверов. Spirit и Opportunity показали, что передвижные роботы на Марсе могут поддерживать надёжную связь с Землёй (как напрямую, так и задействуя орбитеры возле Марса как ретрансляторы для общения с родным миром), использовать 3D-обзор для навигации по марсианскому ландшафту и проводить автономные научные наблюдения.

Curiosity и будущий Mars 2020 построены с учётом опыта роверов Spirit и Opportunity. А учёные ещё долгие годы будут делать открытия на основе данных, полученных во время миссии Mars Exploration Rovers.

Spirit и Opportunity были плодородной почвой для подготовки многих сотен инженеров и планетологов, что учились на их роботизированном опыте. Ряд из них возглавили другие космические проекты. Многие из тех, кто задействован в программе Opportunity, по совместительству делятся опытом с другими миссиями, исследующими нашу Солнечную систему. Для большинства же работа над Spirit и Opportunity была преображающим опытом. Многие из их историй можно почитать здесь.

НАСА нашло способ накачать кислородом атмосферу Марса — эксперимент будет проведен, когда следующий робот прибудет на красную планету в 2020 году.

Ученые отправят туда микроорганизмы — возможно, водоросли или бактерии — в ходе миссии «Ровер 2020» в попытке создать воздух, пригодный для потребления человеком, передает Independent.

По задумке микроорганизмы найдет питательные вещества в марсианской почве, а кислород будут выделять в качестве побочного продукта.

Если эксперимент будет удачным, таким образом на Марсе смогут получать кислород для людей и в качестве ракетного топлива для вылета на Землю. Это станет важным шагом на пути к превращению Марса в пригодную для обитания человеческих колоний планету.

Атмосфера Марса содержит только 0,13% кислорода по сравнению с 21% на Земле.

У ученых также есть планы построить магнитный щит вокруг Марса и установить на планете ядерный реактор.

Кроме того, они надеются запустить космическую станцию вблизи Луны, которая могла бы послужить отправной точкой для миссий в другие концы солнечной системы.