Хотите видеть только хорошие новости?

У них там своя атмосфера

К Луне отправился аппарат LADEE

LADEE на окололунной орбите
LADEE на окололунной орбите
Рисунок: NASA

7 сентября в 7:27 по московскому времени с космодрома Уоллопс в США на борту ракеты «Минотавр-V» был запущен аппарат LADEE (Lunar Atmosphere and Dust Environment Explorer). По плану аппарат проведет на орбите около 100 дней. За это время ученые планируют изучить атмосферу Луны, а также испытать систему лазерной связи. Впрочем, главной задачей, стоящей перед LADEE, является проверка концепции модульной компоновки космических аппаратов, которая в будущем позволит удешевить научные космические миссии.

Лунная атмосфера

У Луны действительно есть атмосфера. Она в триллион раз разреженнее нашей и соответствует атмосфере Земли примерно на уровне орбиты МКС. На каждый кубический метр такой атмосферы приходится около десяти триллионов частиц. С одной стороны, это крайне мало. С другой, на расстоянии в сто тысяч километров от Земли, то есть примерно в четверти пути до Луны, можно насчитать всего несколько миллионов частиц на кубометр. Кроме того, лунная атмосфера способна рассеивать свет — в этом убедились (причем невооруженным глазом) американские астронавты во время миссий «Аполлон».

При помощи установленного на LADEE масс-спектрографа и спектрографа, работающего в оптическом и ультрафиолетовом диапазоне, астрономы рассчитывают определить химический состав атмосферы Луны. Прибор LDEX (Lunar Dust Experiment, «эксперимент "Лунная пыль"») в передней части аппарата измерит концентрацию пылевых частиц: работа этого прибора основана на эффекте электризации металлической мишени при столкновении с отдельными пылинками.

Новые приборы позволят прояснить пространственное распределение и соотношение концентраций различных веществ вокруг Луны. Такие данные, как надеются ученые, помогут в создании теорий для описания очень разреженной атмосферы вокруг разного рода небесных тел; таких, по подсчетам тех же ученых, в нашей Солнечной системе немало. Если быть точным, то за исключением семи планет (Венеры, Земли, Марса, Юпитера, Сатурна, Урана и Нептуна ) и одного спутника (Титана) такого рода атмосферой обладает всякое мало-мальски серьезное небесное тело. Скажем, те же видимые вблизи Энцелада или Ио шлейфы вулканических выбросов больше похожи на ореолы газа и пыли вокруг Луны, чем на земные облака.

Прошлые наблюдения, в том числе проведенные при помощи российских нейтронных детекторов, показали наличие на Луне водяного льда и полученных при разложении воды ионов в лунном грунте. Есть ли вода в атмосфере Луны, в каком виде она там присутствует, каков ее круговорот в системе «лунный грунт — лунная атмосфера» — вопросы весьма актуальные и пока остающиеся без ответа; LADEE также позволит разобраться и с ними.

Оптика вместо радио

Аппарат LADEE нужен не только ученым, но и инженерам. Мало иметь исправный зонд где-нибудь на орбите Луны, Марса или на пути к Плутону: прием и передача сигнала требует не любительского оборудования, а специализированных узконаправленных антенн, установленных в разных точках планеты.

Гораздо проще (и дешевле) принимать от космического аппарата оптический сигнал (он к тому же будет нести больше информации, чем радиосигнал). Эта идея уже была проверена на практике — такого рода система связи уже успешно транслирует данные с МКС на Землю. Чтобы проверить, как эта система будет работать в условиях космического пространства, на борту аппарата LADEE установлена система Lunar Laser Communication Demonstration.

По словам разработчиков, их система обеспечит передачу данных к спутнику со скоростью 20 мегабит в секунду, что сопоставимо с приличным домашним интернет-каналом в большинстве развитых стран. Обратная скорость передачи данных еще выше: до 622 мегабит за секунду. То есть средней продолжительности фильм в HD-качестве со спутника можно было бы скачать на Землю всего за восемь минут. При этом та же задача для обычного радиоканала займет 639 часов.

Современная исследовательская аппаратура часто нуждается в передаче информации, по объему не уступающей фильму в HD-качестве. Для изучения поверхности небесных тел, например, применяются камеры высокого разрешения, которые делают сотни и тысячи снимков.

Как и в случае с изучением лунной атмосферы, опыты по созданию дальней лазерной связи интересны не только в контексте исследования Луны. Сейчас компания Laser Light Communications из США разрабатывает оптическую систему связи между спутниками на орбите вокруг Земли. Пропускная способность полученной таким образом сети, по утверждению разработчиков, будет сравнима с пропускной способностью подводных оптоволоконных кабелей связи. Лазерный луч, правда, блокируется облаками, но облачный покров редко охватывает территорию целых стран и континентов; кроме того, можно представить вынесенные на какие-нибудь высотные аэростаты приемо-передающие модули.

Конструктор

Еще одной особенностью LADEE, которой гордится NASA, является модульная схема компоновки. Аппарат, по сути, представляет собой несколько дисков, нанизанных на общий стержень. В основе пирамидки лежит общая шина, по которой происходит распределение электроэнергии, там же находится общий канал обмена данными; каждый диск может нести те приборы и устройства, которые нужны для решения конкретной задачи.

Такие сборные зонды могут стать намного дешевле, поскольку заказчик будет каждый раз собирать их из стандартных блоков, а не разрабатывать аппарат для конкретной задачи с нуля. Аналогичный подход уже использовали при создании так называемых наноспутников (собираемых на базе стандартных кубиков с ребром в 10 сантиметров) и модульных лабораторных систем для МКС NanoRacks. Как утверждают в NASA, этот опыт оказался чрезвычайно успешным. NanoRacks были названы лучшей разработкой в прошлом году: стандартизированные контейнеры, которые экипажу остается только подключить к стандартной же бортовой установке, позволили резко снизить стоимость исследований на орбите.

Справедливости ради отметим, что конструкторы во всем мире стремились использовать прошлые наработки всегда, а коммерческие спутники связи давно делаются на унифицированных платформах, но все-таки для научных зондов, посылаемых в дальний космос, модульный подход скорее в новинку. Российские конструкторы, разрабатывавшие «Фобос-грунт», рассчитывали на его основе сделать целое семейство аппаратов («Венера-Д», «MetNet»), однако авария «Фобос-грунта» привела к переносу планов по постройке этих аппаратов на начало 2020-х годов.

* * *

Работа LADEE продлится 100 дней. Потом у спутника закончится топливо, без которого он не сможет поддерживать заданную орбиту (высота его траектории во время сбора данных составит всего 50 километров). Через несколько дней аппарат врежется в Луну: к сожалению, использовать это событие для каких-то дополнительных наблюдений (как было сделано в случае с LCROSS) вряд ли получится. Точно предсказать место падения нельзя, поэтому заранее навести туда телескопы и посмотреть на спектр вспышки не выйдет.

Обсудить
00:02 19 января 2017

Адский пепел

Что сотворило с человечеством мощнейшее в истории извержение вулкана
00:03 17 января 2017

Чужой внутри

Как раковые клетки обретают неуязвимость и медленно уничтожают человека
00:06 25 ноября 2016
Адольф Гитлер в окружении девушек

Блудливый рейх

Как проституция поднимала боевой дух нацистов
«Пустая голова и тело без сердца»
Художник Олег Кулик о том, почему Ленина следует оставить как арт-объект
Съезд после триумфа
Какие задачи стоят перед «Единой Россией»
Сергей Готье«Если врачу проще отправить в морг — он так и сделает»
Академик Сергей Готье о нехватке органов для трансплантации и детском донорстве
Игорь Додон и Владимир ПутинПодошел к Кремлю
Новый президент Молдавии признал ошибки перед Москвой и обещал дружить
Барак ОбамаБлагие намерения на неправильной стороне истории
Почему Барак Обама почти во всем потерпел неудачу
Crips на похоронах Туки УильямсаЧерно-красные против черно-синих
Уличная война в Лос-Анджелесе и далее везде
Face masks depicting Russian President Vladimir Putin and U.S. President-elect Donald Trump hang for sale at a souvenir street shop in St.Petersburg, RussiaВеликий и ужасный
Почему пресса Британии и США демонизирует образ Путина
Монастырь Мар Маттай«Саддам покончил бы с этим бардаком за пару недель»
Рассказ монаха древнего иракского монастыря о жизни по соседству с террористами
People walk past the walls of Jerusalem's Old City lit in blue, white and red, colours of the French flag, in solidarity with Paris, in Jerusalem November 15, 2015Французский исход
Что заставляет евреев бежать из Пятой Республики в Израиль
Адский пепел
Что сотворило с человечеством мощнейшее в истории извержение вулкана
Чужой внутри
Как раковые клетки обретают неуязвимость и медленно уничтожают человека
Осталось прикопать
Неуязвимые бактерии угрожают гибелью человечеству
«Этим парням не нужен от меня секс»
История феминистки из Абу-Даби, которая живет за счет мужчин
Дональд Трамп с женой Меланией и моделью Хайди Клум в 2008 годуБойкот по-голливудски
На инаугурации Трампа не будет звезд?
Лица не увидать
Пользовательницы Instagram посвящают посты своим пятым точкам
Хейтеры возненавидят
Обычные женщины, прославившиеся в Instagram благодаря лишнему весу
Тест седана с динамикой суперкара
Тест Audi S8 Plus — представительского седана с максималкой 305 км/ч
5 уникальных суперкаров, погибших в авариях
Очень редкие автомобили, которые закончили жизнь в ДТП
Тест: угадай автомобиль под камуфляжем
Получится ли у автопроизводителей провести настоящего знатока? Давайте проверять
5 провалов Детройта
Засекреченный блогер о главных премьерах первого моторшоу 2017 года
«Теперь она бомж и живет в закутке под лестницей»
История преподавательницы, лишившейся трех квартир в Москве
«Мы начали решать свои проблемы, как в 90-х»
За потребительские кредиты смогут отбирать квартиры
Развели тут бордель
Экскурсия по самому большому публичному дому Южного полушария
Война дворцам
Каких домов лишились в 2016 году звезды Голливуда