Почему космонавты не падают на Землю с орбиты? Описание, фото и видео
На вопрос, по какой причине предметы, а также сами космонавты во время пребывания на орбите находятся в невесомости, часто можно услышать неверные ответы. В действительности в космосе присутствует сила тяжести, ведь благодаря ей удерживаются планеты.
Без действия силы притяжения галактики могли бы просто разлететься во все стороны. На самом деле невесомость возникает благодаря наличию скорости движения.
Падение “около Земли”
В действительности, космонавты, а также другие предметы, которые находятся на земной орбите, падают. Однако это падение происходит не в привычном смысле (на Землю, с орбитальной скоростью), а как бы вокруг Земли.
При этом их движение должно составлять не менее семнадцати с половиной миль в час. При ускорении относительно Земли сила тяжести тут переносит траекторию движения, направляя ее вниз, поэтому космонавты во время полета никогда не смогут преодолеть минимум сближения с Землей. А в силу того, что ускорение космонавтов равно ускорению космической станции, они находятся в состоянии невесомости.
Аналоги космической невесомости на Земле
Кратковременно невесомость можно испытать, находясь над Землею. Это можно почувствовать в момент осуществления падения. Такое явление можно сравнить катанием на «американских горках» в тот момент, когда тележка резко падает вниз после достижения максимально высокой точки. То же самое происходит, например, при падении лифта, у которого оборвался трос.
Если лифт падает с высоты, например, сотого этажа, то, находясь внутри, человек тоже ощущал бы невесомость, аналогичную той, в которой пребывают космонавты на орбите Земли. Кроме того, кратковременное состояние невесомости можно испытать на используемом НАСА аэроплане. Это устройство предназначено специально для тренировки космонавтов и привыкания их организма к этому состоянию парения.
Если Вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.
Научный консультант редакции сайта «Как и Почему». Свидетельство о регистрации средства массовой информации ЭЛ № ФС 77 – 76533. Издание «Как и почему» kipmu.ru входит в список социально значимых ресурсов РФ.
«Как возвращаются на землю космонавты?» – Яндекс.Кью
Смотря какие космонавты и откуда они прилетают. Допусти они находятся на стабилной орбите МКС, то самое простое для них будет сбрасывание орбитальной скорости, что будет приводить к смещению орбиты движения. Снижают скорость до момента, когда орбитальное движение пересекает верхние слои атмосферы Земли (ниже 100 км) и подбирают такой угол, чтобы нырнуть в эти слои плавно, как в воду с берега, так, чтобы не ударится об их поверхность и не отскочить обратно в космос и не врезаться в них, чтобы начать сбрасывать скорость настолько резко, что высота будет падать с такой скоростью, что будет повышаться плотность воздуха разгоняемый спускаемым аппаратом настолько быстрее расчетного, что приведет к повышению температуры окружающего воздуха вокруг аппарата, вплоть до разрушения обшивки. Т.е мы должны начать тормозить скорость плотностью атмосферы, продолжая совершать виток вокруг Земли, подбирая параболическое приземление в нужный район. Вот мы сбрасываем скорость ниже первой космической, начинаем терять высоту, на каком-то этапе захватываемся атмосферой и тут очень важно регулировать дальнейшее снижение скорости для необходимой нам траектории. Наступает такой момент, когда скорость нам нельзя сбрасывать, чтобы не начать движение вертикально вниз, но плотность воздуха уже достаточная, чтобы вытесняемый объем нашего спускаемого аппарата приводил к тому, что вытесненный воздух врезался бы в неподвижный, повышая локальную плотность, что приводит к локальному нагреву (дизельный двигатель на этом принципе работает — сжимает резко газовоздушную смесь и она нагревается вплоть до детонации) и передает энергию нагрева нашей обшивке — мы горим в атмосфере, что многие далекие называют трением объектов об атмосферу, хотя нагрев из-за повышения давления воздуза локально. Наша скорость продолжает падать, как и высота. Наступает такой момент, когда скорость вытесняемых масс не достаточная для нагрева и мы перестаем гореть. Окружающих воздух уплотнятеся помере снижение высоты. В районе 15 км он уже начинает уплотняться значительно быстрее, помере снижение высоты. Наша орбитальная скорость практически сбрасывается до вертикального падения — раскрываются реактивные парашюты, способные выдерживать высокие скорости, затем основные парашюты, тормозящие и где-то на высоте 10 метров над Землей включаются реактивные тормозные устройства, которые сбрасывают оставшуюся энергию падения и мы на Земле. Аллилуйя Братья и Сестры! Т.к. каждый раз это игра в лотерею — миллиард причин, по которым спуск может пойти не по программе.
Почему мы до сих пор не летали на Марс?
Рассказать всей Вселенной!
В конце 1960-х годов люди впервые высадились на Луне. Прошли десятилетия. И люди все еще мечтают о покорении других миров. Теперь они хотят прогуляться по Марсу. Для осуществления подобной миссии необходимы новые мощные космические корабли, материалы и технологии. И задачи их разработки и производства будут решаться новыми поколениями инженеров и ученых. Новые корабли должны будут решить задачу не только доставки космонавтов на другие планеты. Но и обеспечивать их защиту от внешних условий непосредственно на месте.
Сегодняшние ракеты гораздо мощнее, гораздо эффективнее и надежнее, чем те, что использовались в ходе выполнения миссии «Аполлон». Электроника, которая управляет космическими кораблями и помогает поддерживать жизнедеятельность космонавтов, постоянно развивается. И некоторые из гаджетов, которые вы используете ежедневно в быту, гораздо мощнее компьютеров, обеспечивавших работу лунных миссий. Сегодня все аспекты пилотируемых космических полетов имеют гораздо более серьезную, чем в прошлом, поддержку. И если это так, почему же тогда люди до сих пор не были на Марсе?
До Марса сложно добраться
Основная проблема заключается в том, что до Марса невероятно сложно добраться. Именно по этой причине две трети миссий к Марсу закончились неудачей. И они все были роботизированными! Представьте, насколько это важно учитывать, если мы задумаем отправку на Красную планету людей.
Подумайте также о том, как далеко придется лететь. Даже при максимальном приближении к Земле Марс находится примерно в 150 раз дальше от нас, чем Луна. Кажется, что это не так уж и много. Но представьте, какой нужно будет иметь запас топлива. Много топлива означает большой вес. Больший вес означает, что будут нужны большие ракеты. Эти проблемы делают путешествие на Марс делом совсем другого масштаба. Это вам не относительно простой «прыжок» до Луны.
Окно возможностей
Однако это не все проблемы. Поскольку Марс находится очень далеко, и вращается вокруг Солнца с другой скоростью, нежели Земля, миссия должна быть спланирована очень точно. Инженеры миссий должны ждать лучшего «окна возможностей». Это момент, когда планеты находятся в оптимальном орбитальном положении относительно друг друга. Это важно как для полета к Марсу, так и для возвращения домой. Окно для успешного запуска открывается только один раз в несколько лет. Поэтому выбор времени старта имеет решающее значение. Кроме того, требуется время, чтобы добраться до Марса безопасно. Нужны будут месяцы или, даже, возможно, целый год для полета в один конец.
Космонавтам, когда они окажутся на поверхности Красной планеты, придется ждать, пока Земля и Марс снова займут нужные положения. Только после этого они смогут относительно быстро вернуться на Землю. Сколько времени это займет? По крайней мере полтора года.
Вопрос времени
Большая длительность полетов на Марс вызывает проблемы и в других областях. Где космонавты будут брать кислород? А как насчет воды? И, конечно же, еды? И как им обойти тот факт, что они путешествуют в космосе
Решение этих проблем задача очень сложная. Но они все равно рано или поздно будут решены. Это сделает полет на Марс вполне реальным. Защита космонавтов от опасностей космического пространства будет решена созданием космического корабля из новых прочных материалов, разработка которых уже ведется.
Где брать еду?
Проблемы пищи и воздуха тоже вполне могут быть решены. Здесь нужно применить творческий подход. Выращивание растений, которые можно употреблять в пищу, и которые будут давать кислород, является хорошей идеей. Однако если растения вдруг по какой-то причине погибнут, это будет означать катастрофу.
Конечно, космонавты могут взять с собой еду, воду и кислород. Но достаточное количество запасов, рассчитанное на весь полет, сильно увеличит вес и размер космического корабля. Одним из возможных решений может быть отправка материалов, которые будут использоваться на Марсе заранее. Подобное предложение ученые уже анализируют.
В настоящее время планы по покорению Марса все еще лежат в плоскости теоретических изысканий. Но в ближайшие два десятилетия планировщики миссий надеются сократить разрыв между теорией и реальностью.
И, может быть, тогда человечество сможет послать исследователей на Красную планету для разведки и оценки ее возможной колонизации.
Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.
Рассказать всей Вселенной!
Где край у Вселенной? Астроном отвечает на наивные вопросы о космосе | Наука | Общество
Всё не так, как кажется
Александр Власенко, АиФ. ru: Почему Луна у горизонта выглядит гораздо крупнее, чем высоко в небе?
Александр Иванов: Этот вопрос часто задают обыватели, ведь Луна завораживает даже далёких от астрономии людей. Особенно всех впечатляет её восхождение из-за горизонта, которое кажется каким-то таинством. В такие моменты диск естественного спутника Земли действительно выглядит гораздо крупнее, но это никак не связано с реальными физическими процессами. Угловые размеры Луны в любой точке её движения по небесной сфере остаются одинаковыми. Иллюзия увеличения возникает из-за особенностей работы человеческого мозга, который пытается сравнить Луну с наземными объектами, как бы привязать её к ним. Стоит только Луне подняться выше и всё таинство исчезает. Но если её со всех сторон окружают облака, то опять возникает тот же самый интересный эффект. Здесь наш мозг опять пытается что-то к чему-то привязать. Кстати, тоже самое можно наблюдать и в случае с Солнцем.
— Почему кольца есть только у Сатурна?
— Так думают большинство обывателей и это, в общем-то, нормально для далёких от астрономии людей. Но на самом деле не всё так просто. Ещё в 50-х годах прошлого века советский ученый Всехсвятский сделал предположение о наличии метеорных облаков вокруг всех планет-гигантов. И когда американская космическая станция «Пионер» впервые долетела до Юпитера, то она действительно обнаружила у него кольца. Просто они состоят из такого вещества, которое плохо отражает свет. По этой же причине мы не полностью видим и кольца Сатурна. На самом деле они простираются в космос чуть ли не на миллион с лишним километров дальше, чем мы можем рассмотреть с Земли. Подобные образования зафиксировали также у Урана и Нептуна. Но сейчас я вас удивлю ещё больше, сказав, что свой ободок имеется даже у Земли. Это тоненькое, пылеобразное, незаметное колечко, но оно есть. Все кольца состоят из вещества кометного и метеорного происхождения, которое удерживается на орбитах планет благодаря гравитации. Точно так же и наше Солнце удерживает вокруг себя огромный запас комет, метеоритов и астероидов.
Планета Сатурн. Фото: Commons.wikimedia.org/ Kevin GillПредел запредельного
— Можно ли долететь до края Вселенной?
— Этот вопрос довольно простой с одной стороны, и довольно сложный — с другой. Краем Вселенной называют наиболее удалённую от нас область, которую можно увидеть с помощью самых больших из существующих телескопов. Сегодня этот край определяется как 15 миллиардов световых лет, но это ещё не значит, что Вселенная там и заканчивается. Просто-напросто дальше мы пока не можем заглянуть. Остаётся ждать ввода в строй новых мощных телескопов. Но в любом случае долететь до самой удалённой от нас части Вселенной невозможно, даже если двигаться со скоростью света. Даже триста тысяч километров в секунду в масштабах космоса — это очень мало. Свет от Солнца до Земли идёт восемь минут и если его выключить, то мы узнаем об этом только через восемь минут. То есть мы, по сути, видим изображение Солнца в прошлом. Кстати, именно поэтому Вселенную иногда называют машиной времени. От другой ближайшей к нам звезды — Проксимы Центавра — свет идёт уже почти четыре года. От ближайшей к нам крупной галактики Андромеды он идёт два миллиона лет. А от края Вселенной — 15 миллиардов лет. Нет ни одного космонавта, который бы мог столько прожить. Я уже не говорю о том, что космические корабли сегодня летают гораздо медленнее скорости света.
Солнце. Фото: pixabay.com— Почему Солнце зимой не греет?
— Это ошибочное мнение, что Солнце зимой не греет Землю. С этим тесно переплетается распространённое заблуждение о причинах смены времён года. Часто школьники, студенты и даже очень образованные люди начинают объяснять, что наступление зимы или лета связано с расстоянием нашей планеты от Солнца. Но ведь в нашем полушарии сейчас зима, а в противоположном — лето. Смена времён года связана только с углом наклона земной оси к Солнцу, который периодически изменяется. В летний период лучи падают на земную поверхность в нашей части света под почти прямым углом и тем самым хорошо её нагревает. А зимой Солнце стоит у нас низко над горизонтом, и угол падения света получается более наклонным. Лучи достигают поверхности по касательной, то есть они как бы скользят по ней и поэтому меньше греют.
— Как потухнет Солнце?
— Каждую секунду на Солнце сгорает 300 тысяч тонн вещества. Нам кажется, что это очень много, но на самом деле — мелочь с учётом общей массы нашей звезды. По теории она существует уже пять миллиардов лет и должна прожить как минимум ещё столько же, пройдя целую цепочку эволюционных преобразований. Но этот процесс будет идти не так, как у гигантских светил. Когда они гибнут, возникает яркая вспышка сверхновой звезды. А у Солнца будет происходить медленный процесс расширения его оболочки, в результате чего оно превратится в красный гигант. Потом эта оболочка будет сброшена и образуется красивая туманность, которую, возможно, будут наблюдать какие-нибудь далекие астрономы. То есть потихоньку Солнце сойдет на нет, и от него останется только огарок в виде коричневого или белого карлика.
Млечный путь. Фото: Commons.wikimedia.org/ ESO/H.H. HeyerНайдёт тот, кто умеет ждать
— Найдет ли человечество жизнь за пределами Земли?
— Всё начиналось с поиска разума во Вселенной, а не просто какой-нибудь жизни. В СССР была целая лаборатория, занимавшаяся астробиологией. Там на полном серьезе исследовали возможность жизни на Венере, на Марсе. Мы начали слать сигналы и «стучаться» во все стороны, а ответа так пока и не получили. Но это ещё ничего не значит, просто мы мало ждали. Допустим, разумная жизнь есть в пятидесяти световых годах от Земли. По меркам космоса это близко, вот только сигнал туда и обратно будет идти целых сто лет. При таком расстоянии невозможно получить ответ сразу как по сотовому телефону. Если мы послали сигнал в 1960-х годах, то ответ будет не раньше 2060-х. А если разумные существа живут в ста световых годах от нас, то ответ от них может прийти минимум через двести лет. И это без учёта того, что возможны проблемы с прохождением сигнала и нужно время на его расшифровку. В целом поиск жизни во Вселенной не лишён смысла, и здесь я люблю приводить пример одного процента. Суть в том, что даже при такой низкой вероятности только в нашей галактике могут быть сотни тысяч и даже миллионы потенциально обитаемых планет. А ведь по прикидкам во Вселенной триллион галактик. Хотя совсем не обязательно искать так далеко. До сих пор не исключена вероятность существования внеземной жизни даже в Солнечной системе. Например, на спутнике Юпитера Европе под толстым слоем льда есть океан с подходящими для жизни условиями. Простые формы жизни могут существовать в атмосфере Юпитера и Венеры. Я хочу напомнить, что в своё время с внешней стороны космической станции «Мир» была обнаружена плесень. И не важно, как она туда попала. Главное, это доказывает, что жизнь возможна даже в адских условиях открытого космоса.
— Как, глядя на небо, отличить звезду от планеты?
— Некоторые планеты Солнечной системы определить довольно просто. Венеру отличает то, что она очень ярко светится на утреннем и на вечернем небе. Она сразу бросается в глаза. Также очень яркий Юпитер. Но отличить большинство планет Солнечной системы на небе от звёзд для обывателя сложно. Тут нужно либо хорошо знать созвездия, либо проводить наблюдения как минимум в течение месяца. Дело в том, что звёзды все восходят и заходят одновременно. А вот планеты движутся среди звёзд, они потихонечку смещаются относительно них. При долгом наблюдении можно заметить, что планеты выписывают восьмёрки. Это проекция их движения вокруг Солнца. К слову не имеет ничего общего с действительностью мнение о том, что планеты и звёзды как-то по-разному дрожат или «играют» на небе. Эти визуальные эффекты связаны только со свойствами земной атмосферы.
Планета Земля. Фото: pixabay.comПеременчивый космос
— Земля вращается вокруг Солнца. А Солнце стоит на месте?
— Земля вращается вокруг Солнца со скоростью 30 километров в секунду и делает один полный оборот за 365 дней. Но и сама наша звезда не стоит на месте. Она вместе с восьмью удерживаемыми ею планетами Солнечной системы и миллионами астероидов движется вокруг центра нашей галактики Млечный путь со скоростью 250 километров в секунду. При такой огромной скорости на один полный оборот Солнца вокруг центра Млечного пути уходит почти миллион лет. И даже Млечный путь в общем облаке с Туманностью Андромеды и рядом других галактик вращается вокруг определённого центра масс. А вся эта группировка в свою очередь движется в метагалактике. Всё вокруг чего-то вращается, а связано это с гравитацией, которая является определяющей силой во Вселенной.
— Почему Плутон лишили звания планеты?
— Этот драматичный вопрос имеет простой ответ. В 2006 году Плутон лишили звания планеты не из-за его размеров, как многие думают. Дело всё в том, что по правилам Международного астрономического союза на орбитальной траектории движения планеты не должно находиться других объектов. Их нет ни у Земли, ни у Венеры, ни у Юпитера. Меркурий очень маленький, но на его орбите всё чисто, не «болтается» ничего лишнего и поэтому он — планета. А по орбите Плутона движется множество других объектов. Их размеры особой роли не играют, главное, что они там есть. Но зато Плутон стал родоначальником целого нового класса карликовых планет. В честь него такие космические объекты называют плутонидами.
— Можно ли полететь на самую большую планету Солнечной системы — Юпитер?
— Полёты к планетам-гигантам — Юпитеру, Сатурну, Урану и Нептуну в принципе возможны, но вот высадиться на них человек никогда не сможет из-за их физических свойств. Даже при наличии очень продвинутого космического корабля это всё равно, что попытаться сесть на Солнце. В атмосферах этих планет бушуют ураганы огромной силы со скоростью ветра несколько тысяч километров в час. Например, на Юпитере уже как минимум четыреста лет существует гигантский торнадо, в котором могли бы поместиться три Земли. Другим препятствием является невероятное давление в атмосферах планет-гигантов. Любой аппарат в таких условиях просто сплющит. И тем более в такой газовой среде невозможно достичь какой-то тверди. До ядра мы не доберемся, потому что давление там просто запредельное.
Почему на Марсе можно побывать только раз в жизни
Действительно ли дальний космос так враждебен, как защититься от радиации в космосе и на сколько лет сократится жизнь человека после полета к Марсу — об этом рассказал заведующий отделом радиационной безопасности пилотируемых космических полетов Института медико-биологических проблем (ИМБП РАН), кандидат физико-математических наук Вячеслав Шуршаков.
Радиация повсюду
Чтобы получить дозу радиации, необязательно работать на атомной электростанции или летать в космос, — на Земле есть естественная радиация. Работая, отдыхая, просто сидя дома, все люди получают дозу около одного миллизиверта (мЗв) в год. А если неудачно выбрать место для отпуска, то этот показатель может вырасти в разы. Например, в Бразилии есть пляжи с радиоактивным песком, где уровень радиации в десять раз выше среднего наземного фона.
Конечно, есть профессии, напрямую связанные с радиацией, и дозы на такой работе несравнимо больше. Работник атомной станции получает до 20 мЗв в год. Космонавт за год на Международной космической станции (МКС) набирает около 220 единиц. За всю карьеру космонавт, согласно нормативам, может получить 1 тыс. мЗв. Таким образом, человек может провести на низкой околоземной орбите максимум четыре с небольшим года.
Помешает ли радиация долететь до Марса?
Сможет ли человек долететь до Марса и не погибнуть от космической радиации? Такое путешествие возможно, но только один раз. «Строго говоря, к Марсу, если взять эти нормативы, космонавт может слетать только туда и обратно. За полет к Красной планете наберется такая доза, что посылать туда человека больше будет нельзя», — отметил Вячеслав Шуршаков.
Радиация в дальнем космосе отличается от той, что мы получаем на Земле. Космос переполнен галактическим излучением: это ядра атомов практически всех элементов таблицы Менделеева, разогнанные до околосветовых скоростей. За счет большой массы эти частицы прошивают защиту любого космического корабля — проникают даже сквозь десять метров воды. От этой радиации никуда не деться. Но, как отметил Вячеслав Шуршаков, у нее есть одно достоинство: ее уровень меняется очень медленно, без скачков.
Помимо галактического излучения, на космические экипажи в дальнем космосе будет влиять еще один тип радиации — солнечное протонное излучение, которое резко увеличивается во время вспышек на Солнце. Это бывает нечасто — в среднем раз в 11 лет. «Вспышки опасны своей внезапностью: то протонного излучения нет, то его становится в сотни или даже в тысячу раз больше», — уточнил Вячеслав Шуршаков, добавив, что предсказать начало таких событий практически невозможно, и сегодня над этой проблемой работает несколько институтов.
В то же время, пояснил ученый, когда начинают фиксировать повышение солнечной протонной радиации, есть время от начала события до того момента, когда частицы дойдут от Солнца до МСК или космического корабля. Максимальная концентрация протонов возникает спустя примерно 20 часов после вспышки. Этого времени хватит, чтобы предупредить экипаж об опасности, и люди успеют укрыться в радиационном убежище.
Для наблюдения за солнечными протонными событиями используются данные с патрульных приборов, которые регистрируют усиление потока протонов. Эти приборы установлены на спутниках на геостационарной орбите. «В Советском Союзе эти приборы были широко представлены, потом в России их вообще не было, сейчас эта патрульная система опять начинает возрождаться, создавая предпосылки для нашей независимости от зарубежных патрульных данных. Но на данный момент мы пользуемся информацией с американского спутника GOES (Geostationary Operational Environmental Satellite)», — рассказал Вячеслав Шуршаков.
Он также отметил, что в августе 1972 года, когда американцы летали на Луну, произошло мощнейшее солнечное протонное событие. Миссии «Аполлона», к счастью, проходили весной и в конце зимы. Астронавтам повезло: если бы они были на Луне во время вспышек, то могли погибнуть, получив очень большую дозу радиации.
Чем опасна космическая радиация
Ученые выяснили, что, кроме болезней, радиация сокращает среднюю продолжительность жизни: примерно на три года при допустимой дозе 1 тыс. мЗв. Таким образом, всего один полет к Марсу может стоить экипажу как минимум нескольких лет жизни. Тяжелые заряженные частицы галактического излучения (ядра углерода, кислорода, железа) могут повредить центральную нервную систему человека — у космонавта может ухудшиться память, координация, он будет хуже выполнять операторские функции.
По мнению Вячеслава Шуршакова, знаний о космической радиации и существующих технологий недостаточно. «Как специалист сейчас я не могу дать согласие на полет человека к Марсу, потому что есть большая неопределенность в эффектах от космической радиации. Если подходить к вопросу консервативно, то можно сказать, что дней 100 еще можно в дальнем космосе полетать. Но мы до сих пор не знаем, что может произойти с человеком при более длительном воздействии галактической радиации», — пояснил ученый.
Радиационное убежище, шлем из полиэтилена и другие методы защиты
Проблема защиты человека в дальнем космосе от влияния радиации на сегодняшний день прорабатывается плохо, считает Вячеслав Шуршаков. Он подчеркнул, что если Россия планирует космические полеты дальше околоземной орбиты, то надо заниматься исследованиями и разработками в этой области.
Есть несколько вариантов радиационной защиты в дальнем космосе. Во-первых, можно обустроить радиационные убежища, то есть защищать не весь корабль, а отдельный отсек. Лучше всего для этого подходят вода и пластики. «Тут секрет такой: хорошо защищают вещества из атомов легких химических элементов. Они хорошо замедляют нейтроны», — объяснил ученый.
У американцев, к примеру, спальные места на МКС расположены в модуле, со всех сторон обложенном полиэтиленовыми плитами толщиной примерно 5 см. А алюминий, из которого сделан корпус космического корабля, плохо защищает от радиации. Из-за космических частиц начинается реакция и излучаются нейтроны, которые поражают человека.
В длительных космических миссиях, отметил Вячеслав Шуршаков, необходима защита уязвимых мест на теле. Критически важна система кроветворения, следовательно, надо закрыть область таза. Также тяжелые частицы воздействуют на гиппокамп — отдел мозга, участвующий в процессах запоминания. «Возникает простая идея — защитить голову специальным шлемом, сделанным из чего-то типа полиэтилена. На наш взгляд, нужно иметь специальные средства, которые позволят даже в небольшом корабле или станции защитить космонавтов», — сказал ученый.
Американский космический корабль «Орион»
© AP Photo/Chris O’MearaВячеслав Шуршаков также отметил, что индивидуальные системы защиты сейчас разрабатывают в США и Израиле. Например, при первом полете американского корабля «Орион» к Луне планируется поместить внутрь мужской и женский манекены в специальных костюмах, чтобы выяснить уровень облучения. В России работы в этом направлении не ведутся.
Гибернация и киборгизация как защита от радиации
Ученые обдумывают и другие, футуристические способы защиты: гибернацию (искусственный сон) и киборгизацию. Во сне биологические процессы замедляются — сейчас пытаются понять, как космическое излучение влияет на человека в состоянии гибернации. При подготовке к космическим полетам или экспедициям в Антарктику раньше удаляли проблемные зубы, аппендикс.
«Тут возникает мысль, что человека можно «доработать» для полета в космос, например, заменить ему хрусталик глаза на искусственный. Американские специалисты заметили, что чем дольше летал астронавт, тем больше у него возникает очагов катаракт», — пояснил Вячеслав Шуршаков.
Также необходимо учитывать индивидуальную радиочувствительность космонавтов. Перед полетом можно облучать кровь предполагаемых членов экипажа в пробирке, смотреть на реакцию и отбирать в команду с учетом индивидуальной сопротивляемости.
А что с Луной?
Если путь к Марсу для человека пока закрыт, то как обстоит дело с Луной? По словам Вячеслава Шуршакова, во время миссий к естественному спутнику Земли дозы радиации приемлемы. Согласно опубликованным данным по лунным экипажам США, десятидневная миссия эквивалентна полету на орбите Земли в течение 20 суток: общая доза составит примерно 12 мЗв.
По пути к Луне космический корабль должен будет пройти через радиационные пояса Земли. Чтобы избежать сильного облучения, нужно правильно построить траекторию полета — через самые тонкие области поясов. Маршрут «Аполлонов» был проложен именно так.
«Также есть риск мощного солнечного протонного события, но если планировать двухнедельную экспедицию, то опасность мала. А для постоянного пребывания на Луне, конечно, необходима серьезная защита. Остается галактическое излучение. Его трудно уменьшить, но оно не имеет резких перепадов», — сказал Шуршаков.
Исходя из сегодняшних знаний о космической радиации, специалисты ИМБП РАН допускают полет к Луне длительностью от нескольких недель до двух месяцев. «Миссия на Луну вполне реальна. Получается, мы опять вынуждены идти на риск — наблюдать за состоянием здоровья первопроходцев. Когда мы сможем проводить на Луне полгода-год, может быть, окажется, что можно организовывать миссии и к Марсу», — отметил ученый.
В целом научное сообщество смотрит с оптимизмом на планы по подготовке миссий на Луну и в дальний космос. «Человечество не останется в своей колыбели. Надо сейчас раздвигать горизонты, лететь к Луне. Нужно шаг за шагом, применяя новые технологии, покорять Вселенную. Надо осознавать сложности, опасности космоса, но я верю, что человек их преодолеет», — сказал Вячеслав Шуршаков.
Подготовила Милена Синева
Какая планета будет нашим новым домом после Земли?
Земля – общий дом для более, чем 7-ми миллиардов человек. Пищи и ресурсов хватит ещё надолго, да и перенаселение пока что нам не грозит (если не говорить об отдельных странах). Однако учёные уверены, что вечно такая относительная идиллия не сможет продержаться, и пусть не в ближайшее время, но когда-то наша планета перестанет быть пригодной для жизни. Это может быть результатом мировой войны, глобального катаклизма или космического воздействия. Каков же выход для человека? Неплохо было бы переселиться на другую пригодную для проживания планету, конечно, заблаговременно её для этого подготовив. Давайте же рассмотрим ТОП-7 планет, которые может колонизировать человек для будущего переселения.
Спойлер: Это точно не Плутон, потому что он — не планета.
7 место. Меркурий
Среди других объектов Солнечной системы планета Меркурий рассматривается как кандидат для колонизации. Лучше всего заселять район полюсов, т. к. там имеются ледяные шапки (пока что предположительно) и минимальны суточные перепады температуры. На Меркурии не будет проблем с энергией благодаря близкому расположению к Солнцу, да и на полезные ресурсы эта планета богата, жаль только не на пищевые… К достоинствам Меркурия можно отнести наличие магнитного поля, которое сможет справиться с солнечным ветром и космическим излучением, хотя не так эффективно, как Земля.
Но близость к Солнцу и отсутствие более-менее плотной атмосферы делают Меркурий не столь привлекательным в плане колонизации. Ну и бонусным недостатком является продолжительность суток в 176 земных. Терраформирование в таких условиях просто нецелесообразно, поэтому придется обходиться колонией под землёй. В любом случае организация возможности проживания человека на Меркурии будет довольно длительной и трудозатратой. Из-за гравитации Солнца даже сам перелёт будет чрезвычайно энергозатратным и опасным. Именно поэтому лишь 7 место.
6 место. Kepler-438 b
Для разнообразия рассмотрим две планеты вне Солнечной системы, но наиболее пригодных для жизни. Не исключено, что в далёком будущем мы сможем преодолевать межзвёздное пространство за сроки, не превышающие человеческую жизнь, поэтому и далёкие миры целесообразно рассматривать как места колонизации.
Как может выглядеть Kepler-438 bНаходится Kepler-438 b в созвездии Лира на расстоянии 470 световых лет от Земли. Сегодня она считается наиболее похожей на Землю по ряду характеристик, поэтому и наличие жизни на ней оценивается очень высоко. Эта планета немного больше нашей, а её расположение от звезды оптимально для наличия воды в жидком виде и вполне приемлемой температуры. В каталоге жизнепригодных планет Kepler-438 b находиться на втором месте после Голубой планеты, а это уже о чём-то говорит.
Ещё много интересного в наших соцсетях Kepler-438 b в списке потенциально пригонных для жизни планетЕдинственное, что ставит под вопрос пригодность для жизни Kepler-438 b, так это недавно обнародованные результаты наблюдений за звездой, вокруг которой вращается планета. Астрономы заметили, что эта звезда очень часто производит сильные выбросы радиационного излучения. Так что не всё так радужно, да и лететь до неё далековато. Поэтому 6 место.
5. место. Проксима Центавра b
Экзопланета Проксима Центавра b была открыта в начале августа 2016 года. Вращается она вокруг ближайшей к Солнцу звезды Проксима Центавра. Среди всех вероятно обитаемых планет вне нашей системы Проксима Центавра b примечательна своим относительно небольшим расстоянием до Земли в 4,22 световых лет. Средняя температура на ней около -40 °С. Пока точно заявлять о наличии там жизни нельзя, но то, что планета расположена в пригодной для этого зоне, неоспоримо.
Год на этой планете длится всего 11 земных суток. Звезда Проксима Центавра небольшая, а значит и зона обитаемости вокруг неё ближе, чем у Солнца. А, следовательно, и орбита планет тоже будет меньшей, поэтому и виток вокруг звезды происходит быстрее. Кстати, подобно Луне с Землёй Проксима Центавра b обращена к своей звезде всегда только одной стороной, поэтому в одном полушарии вечная ночь, а в другом – постоянный день.
На Проксиме Центавре b освещаться только одна сторонаУчёные всерьёз заговорили, что неплохо было бы отправить туда зонды, а точнее – нанозонды весом 1 грамм, которые смогут долететь до этой планеты за 20 лет.
4 место. Луна
Луна (да, это не планета) наиболее привлекательна тем, что полёт к ней составляет всего 3 дня, и построить там базу не так затратно, как на других космических объектах. На спутнике Земли была обнаружена вода, небольшое количество которой сконцентрировано на полюсах. Собственно говоря, и всё – более Луна ничем не привлекательна как место для переселения.
К сожалению, среди всех рассмотренных вариантов терроформирование Луны пожалуй будет наиболее сложной. Она лишена и подходящей для жизни атмосферы, и существенного магнитного поля. Так что от метеоритов и радиации защиты практически никакой. К тому же нужно решать проблему всепроникающей лунной пыли, которая не только портит оборудование, но и проникает в лёгкие человека. В общем, для создания земных условий на Луне придется сильно постараться. Но её близкое расположение к Земле является неоспоримым преимуществом.
Сегодня Луна рассматривается, прежде всего, как место проведения научных исследований и как источник полезных ископаемых. В особенности землян привлекает наличие там гелия-3, в котором мы будем нуждаться в обозримом будущем.
3 место. Венера
Венера – соседка Земли и по совместительству одна из самых горячих планет в нашей системе. Всему виной плотнейшие облака, которые удерживают полученное тепло в атмосфере. Из-за этого средняя температура на планете составляет 477 °C. Тем не менее, если решить проблему с облаками, то вполне реально получить в итоге условия, подобные земным. К тому же добираться до Венеры гораздо проще, чем к любой другой планете.
Венеру заслуженно называют близнецом Земли, т.к. их диаметр и масса очень схожи.
Кроме решения проблемы чрезвычайной жары человеку придется решать проблему с водой, которой на Венере не обнаружено, но всё же есть надежда, что где-то в недрах планеты она есть. Неприятен и тот факт, что без облаков Венера может оказаться подвержена радиации из-за слабого магнитного поля.
Учёные уже имеют представление о том, как подготовить Венеру к активному терраформированию. Можно установить специальные экраны между планетой и Солнцем, которые снизят поток солнечной энергии, что позволит значительно снизить температуру. Менее изящным способом является бомбардировка Венеры кометами и астероидами, которые несут лёд. К тому же согласно расчётам так можно раскрутить планету и сократить венерианские сутки, которые сейчас составляют 58,5 земных. В процессе формирования гидросферы уже можно будет начать закидывать туда водоросли и земные микроорганизмы.
Размер астероида, необходимого для создания гидросферы на ВенереТаким образом, колонизация Венеры вполне возможна, пусть и не в ближайшем будущем, ведь сейчас для этих целей человечеством выбрана иная планета…
2 место. Титан
Да, Титан, спутник Сатурна, не является планетой, но в наш перечень очень колоритно вписывается. Это одно из немногих мест в Солнечной системе, где на данный момент возможно существование жизни (кроме Земли конечно) хотя бы в самой примитивной форме. Согласно актуальным исследованиям на Титане имеется углерод, водород, азот и кислород – всё необходимое для жизни. К тому же достаточно плотная атмосфера обеспечивает надёжную защиту от космического излучения. На Титане есть всё необходимое для жизнедеятельности колонии: от воды до возможности получения ракетного топлива. Титан очень привлекателен в экономическом плане, т.к. жидких углеродов там в сотни раз больше, чем всех нефтяных запасов на Земле. К тому же все эти сокровища находятся прямо на поверхности спутника в виде озёр.
Титан. Вид сквозь облакаЧеловеку на Титане может навредить низкое давление, низкая температура и наличие цианистого водорода в атмосфере. Без специальных скафандров на первых парах не обойтись. Неприятным фактором является и гравитация, которая ниже нашей в 7 раз. Из-за этого наш организм может пострадать. А ещё там нередко бывают сильные землетрясения.
Рекомендуем также почитать: Что будет, если появится телепортация
Очень высока вероятность того, что Титан станет 3-м космическим объектом после Луны и Марса, на котором высадится человек. Сегодня его в первую очередь рассматривают как источник ресурсов, которые на Земле постепенно заканчиваются.
1 место. Марс
Именно Марс претендует на планету, которую человек колонизирует первой. Красная планета подходит для создания жизнепригодных для человека условий, по словам учёных, на сегодняшний день в наибольшей степени.
Земля и Марс сегодняНеоспоримым преимуществом Марса является возможность производства пищевых ресурсов, кислорода и стройматериалов на месте. Это неоспоримый плюс перед другими вариантами планет Солнечной системы. Всё это позволит осуществить задачу терраформирования, что в конечном итоге позволит создать земные условия. Человеку будет гораздо проще привыкнуть к марсианским суткам, которые составляют 24 часа и 39 минут. Животные и растения тоже будут в восторге.
На Марсе точно есть вода. Это подтверждают последние исследования ребят из НАСА. А вода – это жизнь! Она, правда, в замороженном состоянии, но есть предположение, что на Марсе обширные подземные запасы. Тамошняя почва при дополнительной обработке пригодна к выращиванию земных растений.
Красная планета серьёзно рассматривается как место для создания «Колыбели человечества» на случай, если на нашей планете произойдёт глобальная катастрофа. Правда пока это далёкая перспектива, а сейчас на красную планету смотрят скорее как на место, где возможно проводить интересные исследования и эксперименты, которые на Земле проводить опасно.
Кстати есть мнение, что наша цивилизация зародилась на Марсе, но вынуждена была переселиться на Землю.
Среди главных проблем, которые нужно решать, выделяют слабое магнитное поле Марса, разряженную атмосферу и гравитацию, равную 38% от земной.
Для защиты от радиации нужно создать нормальное магнитное поле, что при нынешнем развитии нашей науки пока нереально. С текущей атмосферой тоже придётся что-то решать, т.к. она не удерживает ни тепло, ни воздух. Среднесуточная температура на Марсе -55 °C. К тому же атмосфера красной планеты не обеспечивает должную защиту от метеоритов. Так что, пока не решится проблема с оптимальной атмосферой, придется жить в специальных жилых помещениях. Фактор более низкой гравитации подвергнет организм человека большим испытаниям – ему придётся перестраиваться. Ещё одной неприятностью на Марсе являются его знаменитые песчаные бури, которые сегодня очень плохо изучены. Однако уже рассматриваться разные методы решения этих проблем, когда организация жизни на многих других планетах пока выглядит как фантастика.
Марсианская база с жилыми модулями и теплицейСегодня исследованиям Марса препятствует дороговизна полётов. Конечно, ведь правительства всех стран считают, что лучше тратить миллиарды на вооружение, чем на покорение других миров… Так что будем надеяться, что мы успеем организовать на Марсе хотя бы города со своей атмосферой до того, как окончательно загадим Землю.
Полёт на Марс занимает около 9 месяцев, но в обозримом будущем намечаются разработки новых двигателей, которые значительно смогут сократить этого время. Если сравнивать с полётом к Меркурию, то энергозатраты просто мизерные, не говоря уже о сравнении с межзвёздными перелётами.
В общем, Марс оптимальный вариант в плане соотношения пригодности для жизни и расстояния от Земли.
Заключение
Уже в ближайшие 20 лет человек высадится на Марс. Это будет большой полезный опыт в плане освоения других планет. Сегодня о массовом переселении землян и речи быть не может, да и необходимости пока нет. Но зато мы точно знаем, есть не одна планета, которая сможет стать нашим новым домом.
Каждый шаг как подвиг. Врач о том, как на земле встречают космонавтов | ОБЩЕСТВО
Профессор, доктор медицинских наук, завкафедрой травматологии, ортопедии и военно-полевой хирургии Юугму, единственной доктор из Челябинской области в составе бригады врачей, ответственных за приземление космонавтов.
Лана Литвер, «АиФ-Челябинск»: Как вы оказались в составе бригады?
Хирург Игорь Атманский: Всё вышло случайно. Меня пригласил командир бригады неотложной медицинской помощи военно-воздушных сил России Виктор Мальков. Он проходил у меня обучение на сертификационном курсе по ортопедии и предложил поработать. Я отправил пакет документов и забыл, если честно. И вот в один прекрасный день мне позвонили и сказали вылетать в Упрун (военный аэродром в Увельском районе.- ред.), откуда направимся в Казахстан. Общий сбор всех бригад по поиску космонавтов происходит в Караганде. Там на брифинге обозначают район и чёткое время посадки капсулы.
— Большой район посадки?
— Приличный, порядка 50 квадратных километров. И вы должны понимать, что нелётной погоды просто не бывает. Однажды была страшная метель, ничего не видно, мы полтора часа сидели в вертолёте с заведённым двигателем и ждали минутного окошечка, чтобы взлететь. Наши пилоты — сумасшедшие мастера. Вовремя не успеешь подняться на определённую высоту или чуть выше — это грозит обледенением, вертолёт камнем упадёт. Но космонавты уже летят к земле, и пилоты должны доставить бригаду на точку.
Или однажды капсула приземлялась в туман. Там просто молоко, мы аппарат потеряли. Летали кругами, потихоньку снижались, осматривались. Это страшно: три вертолёта вслепую летят рядом, можно друг друга и не заметить, задеть.
— А если ясная погода?
— Космическое тело входит в стратосферу, загорается. Раскрывается парашют. Мы с земли видим огромный купол, примерно 100 квадратных метров, и он несёт маленькую чёрную горошинку. Капсулу ведут два наших самолёта, на разных высотах контролируют снижение. Когда до земли остаётся чуть больше метра, мы видим яркую вспышку, из сопел вырывается огонь — это включаются двигатели торможения. Как правило, капсула приземляется не в одно касание. Она ещё несколько раз прыгает и потом останавливается.
Однажды был очень сильный ветер, парашют уволок аппарат в реку, рядом даже вертолёт не мог сесть. Капсула плавала в реке, воздуховоды забивались льдом. Чтобы космонавты не задохнулись, спасатель прыгнул в реку на парашюте и больше часа, пока шёл вездеход, руками отгонял лёд от этих воздуховодов. Получил жестокое обморожение, но космонавтов спас.
Съезжать с детской горки
— Когда аппарат приземлился, к нему сразу бегут врачи?
— Нет. Первыми к капсуле подходят «энергетики» — так называют команду специалистов, которые открывают люк.
— Космонавты выбираются сами?
— Они сами отстёгиваются, но выбраться из люка наверх, на специальную площадку, им помогают, конечно. А уже сверху они аккуратно съезжают вниз по металлическому жёлобу, похожему на детскую горку. Космонавты могут двигаться, просто им очень тяжело. Представьте, они вдруг почувствовали вес своего тела после 200 с лишним дней невесомости.
Это огромная перегрузка. Может случиться, например, коллапс — сосуды резко расширяются, нет обратного венозного кровотока, сердце без крови работать не может. Это состояние, угрожающее жизни.
— Вам приходилось с этим справляться?
— Бог миловал, нет. Из капсулы космонавтов несут на руках, сам человек сразу идти не может. Усаживают в кресло неподалёку. Им очень трудно, они к этому моменту не спали 16-18 часов: сначала подготовка к от-стыковке на космической станции, потом спуск по спирали, несколько витков по орбите, чтобы спускаться плавно. Плюс резкая нагрузка при приземлении. Им очень и очень непросто, но они улыбаются.
— Это дисциплина?
— И ещё радость, что они живы, что полёт завершён. Они уже могут разговаривать, интервью дают короткие — вы видели наверняка по телевизору. В этот момент к ним подходим мы, доктора. В нашей бригаде терапевт, реаниматолог, травматолог. С каждым — медсестра. Беглый осмотр длится минут 15. Опрашиваем и осматриваем каждого. Моя задача — определить, нет ли травм, нужна ли неотложная помощь. Если проблем по моей части нет, я занимаюсь закреплённым за мной космонавтом.
Все космонавты, на моё счастье, прилетали целыми. Но вот у коллеги, который отвечал за американского туриста, случалось — парню было совсем худо, тошнило его, пришлось ставить капельницу.
— Туристу?
— Да, космическому туристу. Только очень состоятельные люди могут себе позволить. Они проводят на орбите дня три: улетают с одним экипажем, возвращаются с другим. Их, конечно, готовят к сумасшедшим перегрузкам, но это всё равно непрофессионалы.
— Они проклинают космос?
— Совсем нет! Они прилетают, конечно, зелёные, но очень счастливые, что приземлились живыми. Благодарят Бога за то, что они почувствовали этот драйв. Я бы тоже полетел, если бы у меня было столько денег.
Сгорали и не долетали
— Вернёмся к космонавтам. А им предлагают алкоголь за прилёт? Условные пять грамм?
— Это не самое хорошее средство. Космонавты в принципе непьющие люди. Если человеку, ведущему здоровый образ жизни, да ещё после приземления предложить алкоголь… Нет. Хотя в качестве антистрессового препарата можно было бы.
— А у них стресс?
— У них сумасшедший стресс. Представьте: капсула стукается о землю, подпрыгивает. Снова стукается, опять подпрыгивает. Это очень жёстко. Последний раз капсула стукнулась так, что сопла тормозного двигателя были просто смяты. Конечно, они чувствуют этот удар. И сама по себе процедура спуска из космоса на землю — это тоже стресс. История развития космонавтики знает случаи, когда наши до земли не долетали. Капсула разгерметизировалась или не выдерживала обшивка, и они сгорали там. Или если не сработал двигатель торможения — удар о землю будет такой же жёсткий, как если бы «Мерседес» врезался в стену на скорости 100 км/час. Никто не выживет. Поверьте, космонавты и без алкоголя очень счастливы, что прилетели.
— А после интервью им разрешают поспать?
— К сожалению нет. После коротких интервью спасатели несут космонавтов в палатку. Несут, потому что им нельзя делать резких движений. Пред-ставьте, вы легли и всю ночь проспали. Лежали девять часов и вдруг резко встали. У вас закружится голова. А тут не то что ночь — 100 дней, а то и 150! У некоторых и 300. Если человек после этого резко подпрыгнет и начнёт что-то делать… Представляете? Дичайшая слабость. Каждое движение, которое нам кажется простым, для них — сверхусилие, потому что тело приобрело гравитацию. Он в космосе делает рукой взмах и ничего не поднимает, а здесь поднимает целую руку! Это серьёзно.
Растянуть внутренние силы
— А что происходит в палатке?
— Мы снимаем с космонавтов скафандры, раздеваем, обтираем их, переодеваем, обеспечиваем компрессию. На них надето специальное компрессионное белье «Кентавр». Мы вручную затягиваем и регулируем давление в этом костюме исходя из общего состояния и рекомендаций личного доктора космонавта, чтобы обеспечить адекватный венозный возврат и не допустить коллапса, о котором я вам рассказывал.
Игорь Атманский (на фото слева) единственный доктор из Челябинской области в составе бригады врачей, ответственныйх за приземление космонавтов. Фото из личного архива Игоря АтманскогоОни в палатке немного отдыхают. Они могут уже пройти несколько шагов. Их заносят в вертолёт, чтобы лететь в Караганду на официальный брифинг. Летят они ещё лёжа, в Караганде их подвозят к зданию аэропорта, и вот там они уже самостоятельно идут. Там пресса, камеры, официальные лица…
— Но их же можно торжественно привезти на креслах?
— На инвалидных креслах? Космонавтов? Ну что вы! Они же герои. Они победители. Герои не могут приехать на пресс-конференцию в инвалидных креслах. Я думаю им тяжело, но они идут. Это ещё один подвиг, я бы сказал.Вообще, моё впечатление от космонавтов — это очень мужественные люди. Держатся очень просто. Я с вопросами не приставал — надо дать возможность отдохнуть. Когда начинается брифинг, работа нашей бригады заканчивается.
— Быстро. А было такое ощущение: «о, отличная работа, даже делать ничего не пришлось»?
— Нет, было ощущение, что мне чертовски повезло. Я всё это время нахожусь в напряжении: вдруг что-то случится! Представьте, есть кусочек резиночки. Её можно растянуть вот так — и с ней ничего не будет. Можно растянуть ещё — и опять ничего не будет. А можно растянуть ещё чуть-чуть — и всё, она порвётся. Никто не знает, на какую величину растянули резинку — я имею в виду внутренние силы организма, резервные возможности, уровень стресса, который надо пережить.
— Вы же его осмотрели, измерили давление…
— Мы же не знаем: космонавт улыбается, показатели в норме, но вдруг он напряжён до предела и достаточно чихнуть — и всё посыплется? По опыту прошлых посадок мы можем говорить, что в 99,9% случаев будет всё благополучно. Но одна сотая процента на кого выпадет — никто не знает. Я могу только молиться, чтобы этого не случилось.
В Челябинске открылась выставка, посвящённая Дню космонавтики | Фотогалерея
В Челябинске открылась выставка, посвящённая Дню космонавтики | Фотогалерея
Почему космонавты плавают в космосе?
перейти к содержаниюНаша планета
бледно-голубая точка
- Дом
- Исследование космоса
- Земля из космоса
- Астрономия
- Жизнь на Земле
- Назад
Планета земного типа? Не так быстро — Ученый советует следить за своими словами
Искусство обнаружения экзопланет находится на подъеме, и ученые, возможно, находятся на пороге переломного момента — обнаружения жизни в других мирах.
На сегодняшний день наземные и космические телескопы обнаружили более 3500 подтвержденных планет, вращающихся вокруг других звезд, кроме Солнца Земли. И этому количеству суждено расти.
Действительно, открытие внесолнечных планет примерно такого же размера и массы, как Земля, открыло дверь для научных дискуссий о вероятности того, что такие миры могут быть обитаемыми.
Предупреждающие флаги
Находки экзопланет за последние несколько лет вызвали появление множества новостей, в заголовках которых упоминаются такие термины, как «самая обитаемая планета» или «близнец Земли». Однако реальность такова, что в настоящее время у нас нет возможности количественно оценить способность планеты поддерживать жизнь, — сказала Элизабет Таскер, доцент кафедры наук о солнечной системе Японского агентства аэрокосмических исследований и его Института космоса и астронавтики.
«Нам нужно изменить то, как мы обсуждаем обитаемость.Мы говорим о пригодных для жизни планетах, но на данный момент мы не знаем, что нужно делать », — сказал Таскер Space.com во время семинара Habitable Worlds 2017, который проходил в Ларами, штат Вайоминг, с 13 по ноябрь. 17. Семинар был организован Nexus for Exoplanet System Science (NExSS), исследовательско-координационной сетью НАСА, посвященной изучению обитаемости планет.
Подрыв будущих проектов?
Подразумевая, что ученые могут измерить степень, в которой Планета способна поддерживать жизнь, сказал Таскер, «мы подрываем будущие проекты», чтобы исследовать такие факторы, как атмосферные условия недавно обнаруженных миров.Она предложила изменить как язык, так и метрики, используемые при исследовании экзопланет, обращаясь к обнаруживаемости, а не к обитаемости.
Во время семинара Таскер продемонстрировал «Следи за своим языком!» плакат, на котором, в частности, было написано: «Нам нужно изменить то, как мы обсуждаем метрики экзопланет. Если мы не хотим рискнуть лишиться нашего шанса узнать, уникальна ли Земля, нам нужно перестать притворяться, что мы уже знаем».
Таскер сказала, что она часто морщится, когда слышит термин «зона Златовласки», который относится к области космоса вокруг звезды, где температура на поверхности планеты как раз подходит для жидкой воды (и, в более широком смысле, жизни, как мы знаем Это).
«Люди очень взволнованы, когда слышат планету« размером с Землю »и« в обитаемой зоне », — сказал Таскер. «Поэтому они думают, что он должен быть пригодным для жилья, но это абсолютно неправильно».
Все, что это означает, объяснила она, — это то, что у вас есть планета того же размера, что и Земля, которая получает такой же уровень радиации. Но мы не знаем, есть ли у него магнитное поле. Есть ли в нем порода, необходимая для углеродно-силикатного цикла? Есть ли там вообще вода?
Говорящие экзопланеты? «Лучше следите за тем, что вы говорите», — посоветовала ученый Элизабет Таскер.(Изображение предоставлено Барбарой Дэвидом)Увидеть Starbucks
«Термин« похожий на Землю »вызывает в воображении образы холмов [и] блестящих озер, и некоторые могут даже начать смотреть Starbucks», — сказал Таскер. «Мы должны подчеркнуть, что это не означает, что планета определенно похожа на Землю или пригодна для жизни. Я думаю, потребуется всего лишь одно пояснение, и все поймут идею».
Ключевой вопрос заключается в том, что наука об экзопланетах затрагивает самые разные области исследований.
«Это междисциплинарно.«Мы не используем один и тот же жаргон, когда разговариваем друг с другом», — сказал Таскер. «Заставить планетологов [ученых], ученых Земли и астрофизиков разговаривать в одной комнате — одна из самых захватывающих, но сложных областей изучения экзопланет. момент. Попадем на ту же страницу. Нам нужно быть осторожными во всех сферах. Я думаю, что ясность станет главным названием игры в ближайшие несколько лет ».
Леонард Дэвид — автор книги« Марс: наше будущее на красной планете », опубликованной National Geographic.Книга является компаньоном серии «Марс» телеканала National Geographic. Давний писатель Space.com, Дэвид пишет о космической отрасли более пяти десятилетий. Подпишитесь на нас @Spacedotcom, Facebook или Google+. Первоначально опубликовано на Space.com.
.Что мы узнаем о Земле, изучая Луну — NASA Solar System Exploration
На огромных просторах нашей солнечной системы есть одно место, которое в некотором смысле мы знаем даже лучше, чем части Земли. Это вращающийся камень, постоянный на протяжении всей нашей жизни: наш естественный спутник Луна.
НАСА Science Live Ep. 1: На Луну и дальше
Во всем мире люди нашли способ сделать Луну своей. Китайцы рассказывают историю о Чанъэ, богине Луны.У древних египтян был бог Луны Хонсу, покровитель ночных путешественников. У древних греков была богиня Луны Селена, которая, как говорили, вела колесницу Луны по темному небу.
Не только наши истории помогли нам разобраться в Луне, но и Луна дала нам представление о Земле. Итак, вот 10 фактов, которые мы узнали о Земле, изучая нашего ближайшего соседа.
Здесь протопланета размером с Марс ударяется о протоземлю под углом 45 градусов, близким к скорости взаимного убегания обоих миров.Было обнаружено, что «красные» частицы покидают систему Земля-Луна. Некоторые из этих обломков могут в конечном итоге столкнуться с другими телами Солнечной системы, такими как крупные астероиды главного пояса. «Желто-зеленые» частицы попадают в диск, из которого состоит Луна. «Синие» частицы аккрецировались прото-Землей. Предоставлено: Робин Кэнап / Юго-западный исследовательский институт.1. Грим новорожденной Земли
Луна не из сыра; он сделан из остатков детской Земли!
Ученые считают, что объект размером с Марс врезался в Землю 4.5 миллиардов лет назад. Сила этого крушения была настолько велика, что материалы с Земли и от объекта, который ударил ее, полетели в космос. Некоторые из этих обломков слиплись и образовали Луну.
Мало того, что Луна была построена в основном из Земли, но и много обломков с Земли, вероятно, приземлились на Луну в период после ее образования. Больше ключей к разгадке состава ранней Земли вполне можно было спрятать между слоями лунной пыли.
Кратер Менделеева на Луне (названный в честь Дмитрия Менделеева, изобретателя периодической таблицы элементов) имеет диаметр около 195 миль (313 километров).Он содержит цепочку кратеров под названием Катена Менделеева. Предоставлено: НАСА / GSFC / Государственный университет Аризоны.2. «Капсула времени» Земли на Луне
Лицо Луны сохранило почти каждый кратер в своей истории. Земля, поверхность которой постоянно взбалтывается и изменяется под воздействием тектоники плит, эрозии и других элементов, вряд ли может сказать то же самое. Но из-за того, насколько близко Луна к Земле, мы можем взглянуть на неизменную лунную поверхность, чтобы раскрыть прошлое Земли. Считается, что большинство кратеров на Луне образовалось около четырех миллиардов лет назад, в период, называемый поздней тяжелой бомбардировкой.Мы считаем, что за это время огромное количество астероидов и других объектов обрушилось на Луну, нашу планету и другие планеты. Изучая лунные кратеры, а также камни, привезенные астронавтами Аполлона несколько десятилетий назад, мы можем лучше понять, что происходило с Землей в этот бурный период времени и за его пределами.
Образец Луны, возвращенный астронавтами Аполлона-14, может содержать кусочек Земли, появившийся около 4 миллиардов лет назад.3. Земля обменивает «коллекционные» метеориты с Луной
Мы думаем, что Земля и Луна не играют в карты, а обмениваются метеоритами.Наши исследования Луны научили нас, как метеориты, выброшенные с ее поверхности во время столкновения с астероидом, могли упасть на Землю, где они были обнаружены учеными.
Эти образцы Луны поступают со всех участков лунной поверхности, даже с обратной стороны Луны, которую мы не видим с Земли. Хотя свидетельств миграции с Земли на Луну меньше, ученые считают, что это возможно. Одно исследование даже предполагает, основанное на компьютерном моделировании, что на каждые 100 квадратных километров Луны может приходиться примерно 40 000 фунтов (20 000 кг) земных камней.
Художественная концепция тяжелой бомбардировки ранней Земли. Предоставлено: Лаборатория концептуальных изображений Центра космических полетов имени Годдарда НАСА.4. Возможные ключи к разгадке происхождения жизни на Земле
Если Земля действительно меняет метеориты со своим спутником, эти уникальные реликвии могли бы рассказать нам больше об условиях Земли, ведущих к возникновению жизни.
Некоторые ученые предположили, что на Луне могли существовать микроорганизмы, возможно, перенесенные туда метеоритами с Земли.Другие также предложили прочесать лунную почву на предмет элементов, включая древний азот или кислород, с Земли, что могло бы заполнить пробелы в знаниях о таких вещах, как развитие атмосферы Земли.
Было даже высказано предположение, что те же самые материалы, которые привели к жизни на Земле, могли сохраняться в лунной лаве.
Ночной вид на вулкан Килауэа на Гавайях, один из самых активных вулканов Земли. Команда под руководством НАСА изучает гавайские вулканы с воздуха, земли и космоса, чтобы лучше понять вулканические процессы и опасности.Предоставлено: НАСА.5. Вулканы Земли — «фонтан молодости»
Несмотря на то, что Земля и Луна сформировались примерно в одно время, поверхность Земли выглядит моложе. Глубокий секрет нашей планеты? Вулканы.
Тектоника плит и горячие точки постоянно помогают Земле изливать горные породы, пепел и газы из ее недр. Часть этого материала оседает, обновляя поверхность Земли и сохраняя ее сияние молодости.
На Луне есть моря, или равнины из вулканических пород, которые указывают на действующие вулканы в прошлом.Открытия орбитального аппарата НАСА Lunar Renaissance Orbiter указывают на то, что на Луне могли быть вулканические потоки всего десятки миллионов лет назад, в эпоху динозавров Земли.
Поскольку свидетельства лунной вулканической активности хорошо сохранились, мы можем изучить, как они менялись со временем и в различных условиях, чтобы лучше понять вулканические процессы на Земле.
Простая визуализация магнитосферы Земли. Предоставлено: Студия научной визуализации НАСА / JPL NAIF.6.Луна может помочь укрепить щит Земли
Магнитное поле Земли — это наш щит, постоянно защищающий нас от вредного солнечного ветра или частиц космических лучей. Этот важный буфер создается за счет быстрого движения жидкого железа и никеля во внешнем ядре Земли
.Одна вещь, которая заставляет двигаться этот расплавленный океан металла, — это гравитация Луны. Недавние исследования показывают, что гравитация Луны воздействует на слой мантии Земли (который находится поверх внешнего ядра). Это заставляет жидкое внешнее ядро разбрызгиваться, помогая генерировать энергию, необходимую для поддержания нашего магнитного поля.
Сравнение четырех лунотрясений (черный цвет) и землетрясения (красный цвет). Предоставлено: НАСА / Центр космических полетов Маршалла / Рене Вебер.7. Землетрясения — не что иное, как лунотрясения
Землетрясения обычно длятся всего полминуты. Напротив, неглубокие лунотрясения, тип лунной вибрации, которая возникает на глубине от 12 до 19 миль (от 20 до 30 километров) под поверхностью, могут длиться не менее 10 минут. Причина этих редких землетрясений не ясна, но они подчеркивают одну причину, по которой жидкая вода имеет решающее значение для Земли: она помогает распространять энергию, заглушая землетрясения.Изучение лунотрясений может помочь нам понять, какой могла быть сейсмическая активность на Земле во времена, когда на поверхности было меньше жидкой воды, например, во время крупных ледниковых периодов или во время ранней истории Земли, когда поверхность была слишком горячей для сохранения жидких океанов.
Луна над Землей, вид с Международной космической станции. Тропосфера оранжевого цвета — это самая низкая и самая плотная часть атмосферы Земли. Тропосфера резко заканчивается тропопаузой, которая появляется на изображении как резкая граница между оранжевой и голубой атмосферой.Серебристо-голубые серебристые облака простираются далеко над тропосферой Земли. Предоставлено: НАСА.8. Зеркало, Зеркало на Луне
Каждую планету или луну в нашей солнечной системе можно измерить по ее альбедо или количеству отраженного света. Думайте об этом как об уровне яркости: более яркое тело будет иметь более высокое альбедо, а более тусклое — более низкое.
На Земле измерение альбедо особенно важно, потому что оно может помочь отслеживать изменения в нашем климате в зависимости от количества солнечного света, которое Земля поглощает.
Луна действительно может помочь нам измерить это ключевое свойство. Вы когда-нибудь замечали, что во время полумесяца вы иногда можете слабо видеть остальную часть лица Луны? Эта более тусклая часть лица фактически освещена солнечным светом, отражающимся от Земли, — что-то, что называется земным светом.
Измеряя это свечение Луны, ученые могут точно оценить, насколько сильно светит сама Земля, и даже состав атмосферы Земли.
Охристая морская звезда способствует определенному разнообразию в зонах отлива, поедая мидий, которые могут вытеснить других морских обитателей.Фото: Национальный научный фонд / Дженни Андерсон, Городской колледж Санта-Барбары9. Луна делает возможным наше существование…
Мы должны благодарить Луну за наш образ жизни!
Подпись Земли на 23,5 градуса наклонена по своей оси из-за того, что Луна держит его под контролем. Угол в 23,5 градуса гарантирует, что наша планета безопасна для жизни, поскольку более преувеличенный наклон приведет к более суровым сезонам.
Без гравитации Луны Земля могла бы более сильно раскачиваться вокруг своей оси, что резко изменило бы климат.Помимо поддержания стабильности климата, Луна также задает ритм Земли — приливы и отливы, — что влияет на разнообразие способов использования океана для еды, путешествий и отдыха. Точное измерение массы, размера и орбитальных свойств Луны имеет важное значение для предсказания этих ритмов приливов и отливов.
На этом изображении, сделанном из кормовых окон космического корабля «Дискавери» в 1998 году, красиво обрамлены Земля и ее Луна. Фото: НАСА10…. Но мы отталкиваем его
Поскольку Земля и Луна взаимодействуют посредством приливов, наша планета фактически отталкивает свой спутник примерно на 1,5 дюйма (3,78 см) каждый год — примерно с такой же скоростью, как и ногти. Вот как: сторона Земли, обращенная к Луне, притягивается гравитацией Луны, создавая то, что ученые называют «приливной выпуклостью», или выпуклостью поднятой океанской воды, притягивающейся к Луне. Поскольку Земля вращается вокруг своей оси быстрее, чем вращается вокруг нее Луна, более высокая сила тяжести от выпуклости Земли пытается ускорить вращение Луны.Тем временем Луна притягивает Землю и замедляет вращение планеты. Трение, возникающее в результате этого перетягивания каната, вынуждает Луну выйти на более широкую орбиту. Изучение этих приливных и орбитальных взаимодействий чрезвычайно важно для понимания возможных последствий для климата Земли.
.НАСА — Почему мы исследуем
Исследование космоса человеком
Интерес человечества к небесам был всеобщим и непреходящим. Люди стремятся исследовать неизведанное, открывать новые миры, раздвигать границы наших научных и технических ограничений, а затем продвигаться дальше. Неосязаемое желание исследовать и оспаривать границы того, что мы знаем и где мы были, веками приносило пользу нашему обществу.
Освоение космоса человеком помогает ответить на фундаментальные вопросы о нашем месте во Вселенной и истории нашей Солнечной системы.Решая проблемы, связанные с освоением космоса человеком, мы расширяем технологии, создаем новые отрасли и помогаем укреплять мирные связи с другими странами. Любопытство и исследования жизненно важны для человеческого духа, и принятие задачи углубиться в космос пригласит граждан мира сегодня и будущие поколения присоединиться к НАСА в этом захватывающем путешествии.
Гибкий путь
Это начало новой эры в освоении космоса, в которой перед НАСА стояла задача разработать системы и возможности, необходимые для исследования за пределами низкой околоземной орбиты, включая такие направления, как транслунное пространство, околоземные астероиды и, наконец, Марс.
НАСА будет использовать Международную космическую станцию в качестве испытательного стенда и ступеньки для предстоящего непростого путешествия. Основываясь на том, что мы там узнаем, мы подготовим космонавтов к вызовам длительных полетов и постоянному расширению возможностей исследования человеком за пределы того, где мы были раньше. Исследователи могут посетить околоземные астероиды, где мы сможем получить ответы на вопросы, которые всегда задавали люди. Посещение астероида предоставит ценный опыт миссии и подготовит нас к следующим шагам — возможно, к первым людям, ступившим на Марс.
Роботизированные исследования продолжают давать подробные ответы о нашей Вселенной, посещая далекие места, обеспечивая разведку и собирая научные данные. Комбинируя человеческие и роботизированные методы исследования, мы будем использовать технологии и наши чувства, чтобы повысить нашу способность наблюдать, адаптироваться и открывать новые знания.
Почему Международная космическая станция?
Первый шаг в долгом и сложном путешествии — это создание прочной основы для успешного предприятия.Международная космическая станция служит национальной лабораторией по изучению здоровья человека, биологических исследований и материалов, технологическим испытательным полигоном и ступенькой для дальнейшего проникновения в солнечную систему. На Международной космической станции мы будем совершенствоваться и изучать новые способы обеспечения безопасности, здоровья и продуктивности космонавтов во время исследований, и мы продолжим расширять наши знания о том, как материалы и биологические системы ведут себя вне воздействия гравитации.
НАСА продолжит беспрецедентную работу с коммерческой отраслью и расширит целую отрасль по мере того, как частные компании разрабатывают и эксплуатируют безопасные, надежные и доступные коммерческие системы для перевозки экипажа и грузов на Международную космическую станцию и на низкую околоземную орбиту и обратно.
Почему Транслунное пространство?
Транслунное пространство — это обширное пространство, окружающее систему Земля-Луна, простирающееся далеко за пределы орбиты Луны и контролируемое гравитационными полями двух тел. Исследования в транслунном пространстве, за пределами защиты геомагнитного поля Земли, дадут беспрецедентный опыт работы в дальнем космосе. Работая в транслунном пространстве, НАСА может исследовать галактическую космическую радиацию — потенциально наиболее опасный элемент для людей, исследующих дальний космос — и разрабатывать стратегии смягчения последствий, которые также могут привести к медицинским достижениям на Земле.
Точки Лагранжа — места в окололунном пространстве, где гравитационные влияния Земли и Луны нейтрализуют друг друга — являются выгодными областями для исследований и исследований, в которых почти не требуется силовая установка для удержания объекта или космического корабля в неподвижном состоянии. Точка Лагранжа на дальней стороне системы Земля-Луна, называемая L2, также обеспечивает зону «радиомолчания» для астрономических наблюдений. Полеты
в транслунное пространство дадут НАСА и его партнерам возможность разработать инструменты и операционные методы для поддержки исследований в течение десятилетий, оставаясь при этом в относительной близости к Земле.
Почему астероиды?
Считается, что астероиды образовались в самом начале истории нашей Солнечной системы — около 4,5 миллиардов лет назад — когда облако газа и пыли, называемое солнечной туманностью, коллапсировало и сформировало наше Солнце и планеты. Посещая эти объекты, сближающиеся с Землей, чтобы изучить материал, полученный из солнечной туманности, мы можем найти ответы на некоторые из самых насущных вопросов человечества, например: как образовалась Солнечная система и где появилась вода на Земле и другие органические материалы, такие как откуда берется углерод?
В дополнение к разгадке загадки нашей Солнечной системы астероиды могут дать подсказку о нашей Земле.Узнав больше об астероидах, мы сможем узнать больше о прошлых столкновениях с Землей и, возможно, найти способы уменьшить угрозу будущих столкновений.
Будущие полеты роботов к астероидам подготовят людей к длительному космическому путешествию и возможному путешествию на Марс. Роботизированные миссии предоставят разведывательную информацию об орбитах астероидов, составе поверхности и даже вернут образцы на Землю для дальнейшей оценки. Эти роботизированные миссии являются важным шагом в подготовке людей к посещению астероидов, где мы узнаем о ценных ресурсах, доступных в космосе, и в дальнейшем разработаем способы их использования в нашем стремлении к более эффективным и доступным исследованиям.
Почему Марс?
Марс всегда был источником вдохновения для исследователей и ученых. Роботизированные миссии нашли доказательства наличия воды, но существует ли жизнь за пределами Земли, все еще остается загадкой. Роботизированные и научные роботизированные миссии показали, что Марс имеет характеристики и историю, аналогичную Земле, но мы знаем, что есть поразительные различия, которые нам еще предстоит понять. Люди могут опираться на эти знания и искать признаки жизни и исследовать геологическую эволюцию Марса, что приводит к исследованиям и методам, которые могут быть применены здесь, на Земле.
Миссия к нашему ближайшему планетарному соседу предоставляет лучшую возможность продемонстрировать, что люди могут жить в течение длительного, даже постоянного пребывания за пределами низкой околоземной орбиты. Технологии и космические системы, необходимые для транспортировки и поддержки исследователей, будут стимулировать инновации и поощрять творческие способы решения проблем. Как показали предыдущие космические исследования, полученные в результате изобретательность и технологии будут иметь долгосрочные преимущества и применения.
Задача — отправиться на Марс и научиться там жить — побудит страны всего мира работать вместе для достижения такого амбициозного предприятия.Международная космическая станция показала, что возможности для сотрудничества подчеркнут наши общие интересы и обеспечат глобальное чувство общности.