Юпитер в космосе

Вилламетт — железно-никелевый метеорит. Является самым большим метеоритом из когда-либо найденных на территории США

Что случится, если солнце погаснет прямо сейчас ?

Масса солнца превышает массу нашей планеты примерно в 333000 раз и производит такое же количество энергии, как 100 миллиардов водородных бомб каждую секунду. Гигантская масса делает эту звезду доминирующей силой тяготения во всей Солнечной Системе, надежно фиксируя все восемь планет на своих орбитах. В то же время, энергия солнца обогревает Землю в необходимой мере для того, чтобы появился катализатор жизни — вода.

Но что будет, если солнце вдруг возьмет и исчезнет? Многие люди не могут даже представить себе подобную ситуацию. Тем не менее, поставленная проблема не так глупа, каковой кажется на первый взгляд. По крайней мере, этим мысленным экспериментом не пренебрег сам Альберт Эйнштейн — ну а мы, основываясь на его выкладках, попробуем рассказать вам, что на самом деле случится с Землей, если вдруг погаснет звезда.

Гравитация

Перед тем, как вопросом задался Эйнштейн, ученые полагали, что гравитация изменяется мгновенно. Если бы это и в самом деле было так, то исчезновение солнца моментально послало бы все восемь планет в бесконечное путешествие по темным глубинам галактики. Но Эйнштейн доказал, что скорость света и скорость гравитации распространяются одновременно — а это значит, мы будем еще целых восемь минут наслаждаться обычной жизнью, прежде чем осознаем исчезновение Солнца.

Вечная ночь

Солнце может и просто потухнуть. В этом случае, человечество не останется в полной темноте, на заполненной отчаявшимися безумцами планете. Звезды все еще будут светить, заводы работать, а люди, вполне возможно, не начнут поджигать костры инквизиции еще десяток лет. Зато остановится фотосинтез. Большинство растений умрет в течение нескольких дней — но это не то, что должно беспокоить нас больше всего. Средняя температура Земли упадет до -17 градусов по Цельсию уже через неделю. К концу первого года, наша планета начнет переживать новый ледниковый период.

Остатки жизни

Конечно, большая часть жизни на Земле свое существование прекратит. Меньше, чем за месяц, погибнут практически все растения. Большие же деревья смогут продержаться еще несколько лет, так как они обладают большими запасами питательной сахарозы. Зато, ничего не будет грозить некоторым микроорганизмам — так что, формально, жизнь на Земле сохранится.

Выживание людей

Но что же случится с нашим видом? Профессор астрономии Эрик Блекман уверен: мы вполне сможем выжить и без Солнца. Это произойдет благодаря вулканическому теплу, которое можно будет использовать и для обогрева жилищ, и в промышленных целях. Лучше всего жить будет в Исландии: люди здесь уже сейчас обогревают дома с помощью геотермальной энергии.

Бесконечное путешествие

Но хуже всего, что отсутствие Солнца сорвет нашу планету с привязи и отправит в долгое, долгое путешествие. Планета ринется на поиски приключений — и, скорее всего, найдет их с легкостью. К сожалению, для нас это закончится не очень хорошо: малейшее столкновение с другим объектом вызовет огромные разрушения. Но есть и более позитивный сценарий: если планету отнесет в сторону Млечного Пути, то Земля вполне может найти себе новую звезду и стать на новую орбиту. В таком, невероятно маловероятном случае, долетевшие люди станут первыми космонавтами, преодолевшими столь значительное расстояние.

Всё, что вам нужно знать о возможной колонизации Марса

Марс. Довольно жестокое место. В этом сухом, иссушенном мире средняя температура поверхности составляет -55 градусов по Цельсию. На полюсах температура может опускаться до -153 градусов по Цельсию. Во многом это из-за тонкой атмосферы планеты, которая не может удержать тепло (не говоря уж о пригодном для дыхания воздухе). Почему же идея колонизации Марса так интригует нас?


На это есть ряд причин, среди которых сходство этой планеты с нашей родной, наличие воды, перспективы выращивания пищи, производства кислорода и строительных материалов на месте. Есть также долгосрочные выгоды от использования Марса как источника сырья и терраформирования его в более пригодную для жизни среду. Давайте подробно поговорим об этом. 

Выгоды колонизации Марса

Как уже упоминалось, есть много интересных сходств между Землей и Марсом, которые делают последний жизнеспособным вариантом для колонизации. Для начала Марс и Земля обладают похожей длиной дня. Марсианский день (сол) длится 24 часа и 39 минут, а это означает, что растениям и животным, не говоря уж о колонистах со стороны людей, такой суточный цикл придется вполне по душе.

Марс также обладает наклоном оси, который очень похож на земной, что означает практически те же основные перемены времен года, к которым мы привыкли на Земле. В основном когда одно полушарие направлено на Солнце, оно испытывает лето, тогда как на другом царит зима — только температуры выше и дни дольше.

Это будет весьма на руку, когда дело дойдет до выращивания культур и обеспечения колонистов комфортными условиями и способом измерения течения года. Подобно фермерам на Земле, будущие марсиане будут переживать сезон роста урожая и сезон его сбора, а также иметь возможность проводить ежегодные торжества по случаю смены времен года.

Кроме того, как и на Земле, Марс расположен в пределах потенциально обитаемой зоны нашего Солнца (так называемой зоны Златовласки), хотя и смещен к ее внешнему краю. Венера тоже находится в этой зоне, но расположена ближе к внутреннему краю, что в сочетании с ее толстой атмосферой сделало ее самой горячей планетой Солнечной системы. Отсутствие кислотных дождей также делает Марс более привлекательным вариантом.

В дополнение к этому, Марс находится ближе к Земле, чем другие планеты Солнечной системы — кроме Венеры, но мы уже поняли, что она не подходит для первых колонистов. Это упростит процесс колонизации. На самом деле, каждые несколько лет, когда Земля и Марс находятся в оппозиции — то есть на минимальной дистанции, — открываются «окна запуска», идеальные для отправки колонистов.

К примеру, 8 апреля 2014 года Земля и Марс были на 92,4 миллиона километров друг от друга. 22 мая 2016 года они будут на расстоянии 75,3 миллиона километров, а к 27 июля 2018 года сойдутся на 57,6 миллиона километров. Запуск в нужный момент позволит сократить время полета с нескольких лет до месяцев.

Кроме того, Марс обладает изрядными запасами воды в форме льда. Большая его часть расположена в полярных регионах, но изучение марсианских метеоритов показало, что много воды может находиться под поверхностью планеты. Ее можно добывать и очищать в питьевых целях, причем довольно просто.

В своей книге The Case for Mars Роберт Зубрин также отмечает, что будущие колонисты могли бы жить за счет почвы, отправляясь на Марс, и в конечном счете колонизировали бы планеты на все сто. Вместо того чтобы возить все припасы с Земли — подобно жителям Международной космической станции, — будущие колонисты могли бы делать собственный воздух, воду и даже топливо, расщепляя марсианскую воду на кислород и водород.

Предварительные эксперименты показали, что марсианскую почву можно запечь в кирпичи, чтобы создать защитные сооружения, и это сократило бы количество материалов, которые необходимо отправлять с поверхности Земли. Земные растения также могут расти в марсианской почве, если получают достаточно света и углекислого газа. Со временем высадка растений в местной почве может помочь создать пригодную для дыхания атмосферу. 

Проблемы колонизации Марса

Несмотря на вышеупомянутые выгоды, есть несколько довольно серьезных проблем в колонизации Красной планеты. Для начала есть вопрос о средней температуре поверхности, которая довольно негостеприимна. Хотя температуры вокруг экватора в полдень могут достигать мягких 20 градусов по Цельсию, на месте высадки «Кьюриосити» — в кратере Гейла, который близок к экватору — обычные ночные температуры опускаются до -70 градусов.

Гравитация на Марсе составляет около 40% земной, приспособиться к ней будет довольно трудно. Согласно отчету NASA, последствия влияния микрогравитации на тело человека довольно глубоки, ежемесячные потери мышечной массы доходят до 5%, а плотности костей — до 1%.

На поверхности Марса эти потери будут ниже, поскольку там есть некоторая гравитация. Но постоянные поселенцы будут сталкиваться с проблемами дегенерации мышц и остеопороза в долгосрочной перспективе. 

Также есть вопрос атмосферы, которая непригодна для дыхания. Порядка 95% атмосферы планеты составляет углекислый газ, а это значит, что в дополнение к производству пригодного для дыхания воздуха для колонистов, они также не смогут выходить наружу без сдавливающих скафандров и кислородных баллонов.

Марс также не имеет глобального магнитного поля, сравнимого с геомагнитным полем Земли. В сочетании с тонкой атмосферой это означает, что поверхности Марса может достигать значительное количество ионизирующего излучения.

Благодаря измерениям, сделанным космическим кораблем Mars Odyssey (инструмент MARIE), ученые выяснили, что уровень радиации на орбите Марса в 2,5 раза выше, чем на Международной космической станции. На поверхности этот уровень должен быть ниже, но все равно остается слишком высоким для будущих поселенцев.

В одной из последних работ, представленных группой ученых MIT, анализирующих план Mars One по колонизации планеты, которая начнет в 2020 году, подсчитано, что первый астронавт задохнется уже через 68 дней, в то время как остальные умрут от голода, обезвоживания или выгорания в богатой кислородом атмосфере.

Короче говоря, проблемы создания постоянного поселения на Марсе остаются многочисленными, но вполне преодолимыми. 

Терраформирование Марса

Со временем многие или все трудности жизни на Марсе могут быть преодолены путем применения геоинженерии (терраформирования). Используя организмы вроде цианобактерий и фитопланктона, колонисты могли бы постепенно преобразовать большую часть углекислого газа в атмосфере в пригодный для дыхания кислород.

В дополнение к этому предполагается, что значительное количество диоксида углерода (CO2) содержится в форме сухого льда на южном полюсе Марса, а также поглощено реголитом (почвой). Если температура на планете поднимается, этот лед сублимирует в газ и повысит атмосферное давление. Хотя атмосфера после этого не станет более дружелюбной для легких человека, это решит проблему необходимости сдавливающих костюмов.

Возможный способ осуществить это — намеренно создать парниковый эффект на планете. Это можно сделать путем импорта аммиачного льда из атмосфер других планет в нашей Солнечной системе. Поскольку аммиак (NH3) представлен в основном азотом по весу, он также поставить буферный газ, необходимый для пригодной для дыхания атмосферы — как здесь, на Земле.

Точно так же можно было бы вызвать парниковый эффект за счет импорта углеводородов вроде метана — его много в атмосфере Титана и на его поверхности. Метан можно было бы выпустить в атмосферу, где он выступит в качестве компонента парникового эффекта.

Зубрин и Крис Маккей, астробиолог Исследовательского центра Эймса при NASA, также предложили создать заводы на поверхности планеты, которые накачивали бы парниковые газы в атмосферу, тем самым вызвав глобальное потепление (с помощью такого же процессы мы портим атмосферу нашей родной Земли).

Существуют и другие возможности, начиная с орбитальных зеркал, нагревающих поверхность, до намеренной бомбардировки поверхности кометами. Независимо от метода, все существующие варианты по терраформированию Марса могут сделать планету пригодной для человека только в долгосрочной перспективе.

Другое предложение заключается в создании подземных жилищ. Построив ряд туннелей, соединяющих подземные места обитания, колонисты могли бы отказаться от необходимости носить кислородные баллоны и сдавливающие скафандры, находясь вдали от дома.

Также это обеспечило бы некоторой защитой от радиации. Данные, полученные Mars Recknnaissance Orbiter, показывают, что такие подземные жилища уже существуют, а значит, их можно использовать. 

Предлагаемые миссии

NASA предлагает осуществить пилотируемую миссию на Марс — которая состоится в 2030-х годах с использованием многоцелевого транспортного средства «Орион» и ракеты SLS — но это не единственное предложение по отправке людей на Красную планету. В дополнение к другим федеральным космическим агентствам, существуют планы по освоению у частных корпораций и некоммерческих организаций, некоторые из которых довольно амбициозны и преследуют не только ознакомительные цели.

Европейское космическое агентство давно планирует отправить людей на Марс, только вот строить нужный транспорт так пока и не начало. Российское федеральное космическое агентство Роскосмос планирует пилотируемую миссию на Марс, и в запасе есть проведенные испытания модели «Марс-500» еще в 2011 году, в ходе которых в течение 500 дней имитировались летные условия полета на Марс. Впрочем, ЕКА тоже принимало участие в этом эксперименте.

В 2012 году группа голландских предпринимателей раскрыла планы на краудфандинговую компанию по созданию марсианской базы, которое начнется в 2023 году. План MarsOne предусматривает серию односторонних миссий с целью создания постоянной и расширяющейся колонии на Марсе, которые будут финансироваться при помощи сбора средств через СМИ.

Другие детали плана MarsOne включают отправку телекоммуникационного орбитального аппарата к 2018 году, марсохода к 2020 году и компонентов базы вместе с колонистами к 2023 году. База будет оснащена 3000 квадратных метров солнечных панелей, а оборудование будет доставлено с помощью ракеты SpaceX Falcon 9 Heavy. Первая команда из четырех астронавтов должна будет приземлиться на Марс в 2025 году; после этого, через каждые два года будет прибывать новая группа.

2 декабря 2014 года директор по продвинутым системам человеческого исследования и операционным миссиям NASA Джейсон Крусан и зампомощника администратора по программам Джеймс Рейтнер анонсировали предварительную поддержку инициативе Boeing под названием Affordable Mars Mission Design (проект доступной миссии на Марс). Запланированная на 2030-е годы, миссия включает планы по созданию радиационной защиты, искусственной гравитации с помощью центрифуги, повторной поддержки расходными материалами и аппарата для возвращения.

CEO SpaceX и Tesla Элон Маск также объявил о планах по созданию колонии на Марсе с населением 80 000 человек. Неотъемлемой частью этого плана является разработка Mars Colonial Transporter (MCR), системы космических полетов, которая будет полагаться на ракеты повторного использования, пусковые аппараты и космические капсулы для транспортировки людей на Марс и возвращения на Землю.

В 2014 году SpaceX начала разработку большого ракетного двигателя Raptor для MCT, однако MCT не начнет работу до середины 2020-х. В январе 2015 года Маск заявил, что надеется представить детали «совершенно новой архитектуры» системы марсианского транспорта в конце 2015 года.

Настанет день, когда спустя поколения терраформирования и многочисленные волны колонистов Марс заполучит жизнеспособную экономику. Возможно, на Красной планете будут добываться минералы, их можно будет отсылать на Землю для продажи. Запуск драгоценных металлов вроде платины будет относительно недорогим, благодаря низкой силе тяжести на планете.

Однако Маск считает, что наиболее вероятный сценарий (для обозримого будущего) включает экономику недвижимости. По мере того как население Земли будет расти, будет расти желание убраться отсюда подальше, а также инвестировать в недвижимость Марса. И как только система транспорта будет налажена и отработана, инвесторы будут рады начать строительство на новых землях.

Однажды на Марсе заведутся настоящие марсиане — и это будем мы.

Один из самых фантастических кадров Сатурна, который когда либо получал человек. 

Это не фотошоп - это многокадровая панорамная съемка через инфракрасный, красный и фиолетовый спектральные фильтры, когда Солнце расположено на противоположной стороне планеты. Расстояние до планеты 800 тыс. км.

Использование фильтров позволяет увидеть подробности изображения, недоступные видимому спектру человеческого зрения.

Инопланетная жизнь появится после смерти Земли

Взаимодействие Каппы Кита и гипотетической планеты с земным магнитным полем в представлении художника.

Авторы изучали активность звезды с помощью спектрополяриметра, установленного в обсерватории Миди-де-Бигор. Данные об изменении в характере свечения позволили астрономам сформировать модель магнитного поля светила. Оказалось, что Каппа Кита магнитно активна — на ее поверхности, как и на Солнце, находятся пятна. Они гораздо крупнее и многочисленнее, чем на нашем светиле. По данным астрономов, звезда порождает мощный поток звездного ветра, в 50 раз интенсивнее солнечного.

Ученые смоделировали его взаимодействие с магнитным полем ранней Земли. Считается, что последнее почти отличалось от современного, возможно было несколько слабее. Вычисления показали, что размер магнитосферы, а соответственно и защищенной от солнечного ветра части атмосферы, в таких условиях был бы в два-три раза меньше, чем современный. 

Кроме того, исследователи обнаружили на Каппе Кита следы супервспышек — мощных выбросов, в десятки и сотни миллионы раз превосходящих по энергии самые сильные вспышки на Солнце. Согласно опубликованной ранее работе другого коллектива, эти явления снижают вероятность существования жизни на экзопланетах.

Считается, что отсутствие магнитного поля стало одной из причин, по которой Марс потерял атмосферу. За этот процесс отвечает солнечный ветер, ионизирующий молекулы газов в атмосфере и увлекающий их за собой. Магнитное поле отклоняет частицы и формирует безопасный «карман».

Возраст Каппы Кита, по оценкам астрономов, составляет 400-600 миллионов лет. Примерно таким же Солнце было 4 миллиарда лет назад, когда на Земле появилась первая жизнь.

7 планет, потенциально пригодных для жизни

Буквально вчера главный научный советник NASA Эллен Стофан сделала прогноз, что в ближайшие 10 лет учёным удастся найти убедительные признаки существования жизни за пределами Земли. По этому случаю, предлагаю топ самых жизнепригодных планет, известных нам на данный момент.

Для поддержания жизни (в привычном нам понимании этого слова), планета должна одновременно похвастаться наличием железного ядра, коры, атмосферы, и воды в жидком виде. Такие планеты в известном нам космосе — большая редкость, но они есть.

Gliese 667 Cc.

Звёздная система: Gliese 667
Созвездие: Скорпион
Расстояние от Солнца: 22,7 световых лет
Индекс подобия Земле: 0,84

Светило, вокруг которого вращается планета, принадлежит к тройной системе звезд, и, помимо самого красного карлика Глизе 667С, планету также освещают его «сестры» — оранжевый карлик Глизе 667А и Глизе 667B.

В случае, если планета имеет атмосферу, подобную земной, с парниковым эффектом за счет наличия 1% СО2 эффективная температура согласно расчётам составит -27 °C. Для сравнения: эффективная температура Земли −24 °C. Впрочем, не исключен и более печальный вариант: возможно, из-за близости к тройному светилу магнитное поле планеты здорово пострадало, и звездный ветер давно сорвал с нее воду и летучие газы. Кроме того, существует гипотеза о том, что жизнь в системах двойных и тройных звезд не может зародиться в принципе из-за нестабильности условий.

Kepler-62 f.

Звёздная система: Kepler-62
Созвездие: Лира
Расстояние от Солнца: 1200 световых лет
Индекс подобия Земле: 0,83

Одна из самых «жизнепригодных» планет из всех, что нам известны. Индекс подобия Земле у неё — 0,83 из 1.00. Но учёных больше всего волнует не это. Планета Kepler-62 f на 60% больше Земли, в полтора раза старше, и, скорее всего, полностью покрыта водой.

Период обращения планеты вокруг материнской звезды составляет 267 дней. Днём температура поднимается до +30° — +40° C, ночью температура +20° — −10° C. Немаловажным остаётся и тот факт, что нас с этой планетой разделяют 1200 световых лет. То есть сегодня мы видим тот Kepler-62 f, которым он был в 815 году по земному летоисчислению.

Gliese 832 c.

Звёздная система: Gliese 832
Созвездие: Журавль
Расстояние от Солнца: 16 световых лет
Индекс подобия Земле: 0,81

Глизе 832 с имеет массу примерно в 5,4 раза больше, чем масса Земли. Период обращения вокруг материнской звезды составляет около 36 дней. Её температура, по прогнозам, довольно похожа на земную, но подвержена значительным колебаниям по мере вращения планеты вокруг своей звезды. Средняя температура на поверхности, по прогнозам, составляет -20° C. Тем не менее она может иметь плотную атмосферу, которая могла бы сделать климат на ней намного жарче, а её саму — похожей на Венеру.

Планета является представителем «суперземель», обращающихся в зоне обитаемости. Хотя планета находится гораздо ближе к своей звезде, чем Земля от Солнца, она получает примерно столько же энергии от красного карлика, сколько Земля получает от нашего жёлтого карлика.

Tau Ceti e.

Звёздная система: Tau Ceti
Созвездие: Кит
Расстояние от Солнца: 12 световых лет
Индекс подобия Земле: 0,78

Планета получает примерно на 60% больше света, чем Земля от Солнца. Бурная плотная атмосфера, похожая на облачный покров Венеры, плохо пропускает свет, но отлично прогревается. Средняя температура на поверхности Тау Кита е составляет около 70 °C. При таких условиях в горячей воде и на берегах водоемов обитают, вероятно, лишь простейшие теплолюбивые организмы (бактерии).

К сожалению, на данный момент, даже используя современные технологии, отправить миссию к Тау Кита невозможно. Самый быстро движущийся искусственный космический объект — Вояджер-1, скорость которого относительно Солнца на данный момент составляет около 17 км/c. Но даже у него путешествие до планеты Тау Кита e займёт 211 622 лет, плюс ещё 6 лет, необходимые новому космическому аппарату для разгона до такой скорости.

Gliese 581 g.

Звёздная система: Gliese 581
Созвездие: Весы
Расстояние от Солнца: 20 световых лет
Индекс подобия Земле: 0,76

Неофициально эта планета носит название Зармина — по имени супруги ученого, открывшего ее в 2010 году. Предполагается, что на Зармине есть скалы, вода в жидком виде и атмосфера, однако с точки зрения землян даже в этом случае жизнь тут должна быть непростой.

Из-за близости к материнской звезде Зармина, скорее всего, оборачивается вокруг своей оси за то же время, за которое проходит полный круг по орбите. В результате Глизе 581g всё время повернута к своему светилу одним боком. На одной её стороне постоянно царит холодная ночь с температурой до -34 °С. Другая половина окутана красным полумраком, поскольку светимость звезды Глизе 581 составляет всего 1% от светимости Солнца. Тем не менее на дневной стороне планеты может быть очень жарко: до 71 °С, как в горячих источниках на Камчатке. Из-за разницы температур в атмосфере Зармины, скорее всего, постоянно бушуют ураганы.

Kepler 22b.

Звёздная система: Kepler 22
Созвездие: Лебедь
Расстояние от Солнца: 620 световых лет
Индекс подобия Земле: 0,71

При массе планеты в 35 раз превышающей массу земли, сила тяжести на её поверхности больше земной более чем в 6 раз. Сочетание меньшего расстояния от звезды и меньшего светового потока предполагает умеренную температуру на поверхности планеты. По оценкам учёных, при отсутствии атмосферы равновесная температура на поверхности была бы около -11 °C. Если парниковый эффект, вызванный наличием атмосферы, аналогичен земному, то это соответствует средней температуре поверхности равной примерно +22 °C.

Впрочем, часть ученых считает, что Кеплер 22b похожа не на Землю, а на оттаявший Нептун. Для планеты земного типа она все-таки слишком большая. Если такие предположения верны, Кеплер 22b представляет собой один сплошной «океан» с маленьким твердым ядром посередине: гигантское безбрежное водное пространство под толстым слоем атмосферных газов. Жизнепригодности планеты это, впрочем, не отменяет: по словам специалистов, существование форм жизни в планетарном океане «не за гранью возможного».

Kepler-186 f.

Звёздная система: Kepler-186
Созвездие: Лебедь
Расстояние от Солнца: 492 световых года
Индекс подобия Земле: 0,64

Один оборот вокруг своей материнской звезды Kepler-186 f совершает за 130 дней. Планета имеет освещённость 32%, находясь тем самым внутри обитаемой зоны, хотя ближе к наружному её краю, аналогично положению Марса в Солнечной системе. В виду того, что Kepler-186 f открыли лишь год назад, масса, плотность и состав планеты неизвестны.

По предположениям учёных, планета вполне может оказаться жизнепригодной, но только лишь в том случае, если сохранила свою атмосферу. Красные карлики, к которым принадлежит звезда планеты, излучают сильный поток высокоэнергетического ультрафиолетового излучения на ранних стадиях своего существования. Планета могла потерять первичную атмосферу под воздействием этого излучения.