Статьи в журнале «Scientific American» 1909 - 2021 гг.

1. Джон Уоткинс. Современные икары (John Elfreth Watkins. The modern icarus) (на англ.) 2.10.1909 в djvu - 494 кб
   Первое упоминание о Ван Гу в американской прессе
   
   
2. С. В. Хокинг. Квантовая механика черных дыр (S. W. Hawking, The Quantum Mechanics of Black Holes) (на англ.) том 236, №1 (январь), 1977 г., стр. 34-40 в pdf - 612 кб
   "Значительное расширение астрономических наблюдений, начавшееся в начале 1960-х годов, привело к возрождению интереса к классической общей теории относительности, поскольку казалось, что многие из открываемых новых явлений, таких как квазары, пульсары и компактные источники рентгеновского излучения, указывают на существование очень сильной гравитационной силы. поля, поля, которые могут быть описаны только общей теорией относительности. (...) Одна из проблем, с которой столкнулись физики, пытавшиеся применить общую теорию относительности к этим недавно открытым или гипотетическим объектам, заключалась в том, чтобы сделать ее совместимой с квантовой механикой. (...) Первый намек на возможную связь между черными дырами и термодинамикой появился после математического открытия в 1970 году, что площадь поверхности горизонта событий, границы черной дыры, обладает свойством всегда увеличиваться, когда в черную дыру попадает дополнительное вещество или излучение. (...) Эти свойства позволяют предположить, что существует сходство между площадью горизонта событий черной дыры и понятием энтропии в термодинамике. Энтропию можно рассматривать как меру беспорядка в системе или, что эквивалентно, как отсутствие знаний о ее точном состоянии. Знаменитый второй закон термодинамики гласит, что энтропия всегда увеличивается со временем. (...) если энтропия черной дыры конечна и пропорциональна площади ее горизонта событий, то она также должна иметь конечную температуру, которая пропорциональна силе тяжести на ее поверхности. Это означало бы, что черная дыра может находиться в равновесии с тепловым излучением при некоторой температуре, отличной от нуля. Однако, согласно классическим представлениям, такое равновесие невозможно, поскольку черная дыра поглощала бы любое падающее на нее тепловое излучение, но по определению не могла бы ничего излучать взамен. Этот парадокс сохранялся до начала 1974 года, когда я исследовал, каким должно быть поведение материи вблизи черной дыры в соответствии с квантовой механикой. К моему большому удивлению, я обнаружил, что черная дыра, по-видимому, испускает частицы с постоянной скоростью. (...) Что окончательно убедило меня в том, что это реальный физический процесс, так это то, что вылетающие частицы имеют именно тепловой спектр: черная дыра создает и испускает частицы и излучение точно так же, как если бы это было обычное горячее тело с температурой, пропорциональной силе тяжести на поверхности и обратно пропорциональной массе. (...) Один из способов понять это излучение заключается в следующем. Квантовая механика подразумевает, что все пространство заполнено парами "виртуальных" частиц и античастиц, которые постоянно материализуются парами, разделяются, а затем снова собираются вместе и уничтожают друг друга. Эти частицы называются виртуальными, потому что, в отличие от "реальных" частиц, их нельзя наблюдать непосредственно с помощью детектора частиц. Тем не менее, их косвенное воздействие можно измерить. (...) Теперь, в присутствии черной дыры, одна из пар виртуальных частиц может упасть в дыру, оставив другую без партнера, с которым она могла бы аннигилировать. Покинутая частица или античастица может упасть в черную дыру вслед за своим партнером, но она также может улететь в бесконечность, где она выглядит как излучение, испускаемое черной дырой. (...) Таким образом, квантовая механика позволила частице вырваться из черной дыры, чего не допускает классическая механика. (...) Подробные расчеты показывают, что испускаемые частицы имеют тепловой спектр, соответствующий температуре, которая быстро возрастает по мере уменьшения массы черной дыры. Для черной дыры с массой Солнца температура всего лишь на одну десятимиллионную градуса выше абсолютного нуля. Тепловое излучение, выходящее из черной дыры с такой температурой, было бы полностью поглощено общим радиационным фоном Вселенной. С другой стороны, черная дыра массой всего в миллиард тонн, то есть первичная черная дыра размером примерно с протон, должна была бы иметь температуру около 120 миллиардов градусов Кельвина. (...) По мере того как черная дыра испускает частицы, ее масса и размер неуклонно уменьшаются. (...) В долгосрочной перспективе каждая черная дыра во Вселенной испарится таким образом. Однако для больших черных дыр это займет действительно очень много времени: черная дыра с массой Солнца просуществует около 10⁶⁶ лет. С другой стороны, первичная черная дыра должна была почти полностью испариться за те 10 миллиардов лет, которые прошли с момента большого взрыва, начала Вселенной в том виде, в каком мы ее знаем. Сейчас такие черные дыры должны испускать жесткие гамма-лучи с энергией около 100 миллионов электрон-вольт. (...) Заключительная стадия испарения черной дыры протекала бы так быстро, что закончилась бы грандиозным взрывом. (...) Поскольку частицы, испускаемые черной дырой, поступают из области, о которой наблюдатель имеет очень ограниченные знания, он не может точно предсказать положение или скорость частиц, испускаемых черной дырой. частица или любая их комбинация; все, что он может предсказать, - это вероятности того, что определенные частицы будут испущены. Поэтому кажется, что Эйнштейн был вдвойне неправ, когда сказал: "Бог не играет в кости". Рассмотрение излучения частиц из черных дыр, по-видимому, наводит на мысль, что Бог не только играет в кости, но и иногда бросает их туда, где их не видно".
   
   
3. Лоуренс А. Содерблум. Галилеевы спутники Юпитера (Laurence A. Soderblom, The Galilean Moons of Jupiter) (на англ.) том 242, №1 (январь), 1980 г., стр. 88-100 в pdf - 1,25 Мб
   "Галилеевы спутники похожи на тела внутренней Солнечной системы как по размеру, так и по составу, так что обе группы объектов должны были эволюционировать в ходе сопоставимых процессов и в сходных временных масштабах. (...) [Ио] - яркий пример научного предсказания, опубликованного всего за три дня до близкого сближения. Пил из Калифорнийского университета в Санта-Барбаре, Патрик М. Кассен и Рэй Т. Рейнольдс из Исследовательского центра Эймса НАСА (...) предположил, что "на Ио может происходить широко распространенный и повторяющийся поверхностный вулканизм". (...) На одном из таких снимков [сделанных "Вояджером-1"] видна круглая впадина диаметром около 50 километров, окруженная утесом и излучающимся потоком. Эта особенность напоминает вулканическую форму, наблюдаемую на других земных телах: кальдера, или большой разрушающийся кратер, образуется, когда лава вытекает из магматического очага или отводится из него, так что поверхность над ним разрушается. (...) Через несколько дней после сближения "Вояджера-1" с Юпитером Линда А. Морабито, инженер из Лаборатории реактивного движения Калифорнийского технологического института, изучала несколько снимков Ио, сделанных с большого расстояния для целей навигации. (...) Изучая один снимок, Морабито заметила большую яркую фигуру, напоминающую зонтик, на краю Ио (южное полушарие). (...) После того, как была принята реальность облака, поиск показал, что на Ио было не менее восьми действующих вулканов, выбрасывающих столбы высотой от 70 до 300 километров со скоростью до километра в секунду. (...) Недавний спектрофотометрический анализ изображений, полученных "Вояджером", показывает, что большие белые области могут быть наполовину инеем из диоксида серы, а наполовину - серой. (...) Общепризнано, что яркие цвета, видимые на поверхности, соответствуют широкому спектру молекулярных форм серы, которые, как известно, стабильны на поверхности Ио. температура поверхности колеблется от 60 до 120 градусов по Кельвину. [Европа] На снимках, сделанных "Вояджером-1", видно, что тело Европы почти белое, с общими отметинами и узорами, которые неяркие и имеют низкую контрастность. (...) На снимках, сделанных "Вояджером-2" с более высоким разрешением, полосы выглядят как обширный клубок пересекающихся линий. Испещренный темными пятнами рельеф разделен на ряд взаимосвязанных впадин и плоскогорий, типичный размер которых составляет несколько километров. (...) Были обнаружены только три вероятных ударных кратера. (...) Отсутствие существенного рельефа вдоль терминатора, где он был бы наиболее заметен, говорит о том, что вода, наиболее вероятный источник образования кратера. основной летучий компонент спутника поднялся из недр на поверхность и образовал толстую ледяную мантию, которая скрывает топографический рельеф. Мантия глубиной в 100 километров, безусловно, была бы достаточно толстой, чтобы скрыть любой рельеф, который мог бы существовать на силикатной литосфере. (...) [Ганимед и Каллисто] Поверхность почти вся в кратерах, однако Каллисто выглядит совсем не так, как луна Земли. Например, на яркой оконечности Каллисто полностью отсутствует видимый рельеф. В левой половине полушария преобладает система концентрических колец с центром в яркой круглой области в 10 градусах к северу от экватора и диаметром около 600 километров. (...) Количество кратеров во внутренней части кольцевой системы в три раза меньше, чем в других местах на Каллисто. (...) Наиболее вероятным объяснением является то, что сильное столкновение, в результате которого образовались кольца, произошло на ранней стадии истории спутника, когда земная кора еще не была сформирована. достаточно жесткая, чтобы поддерживать и сохранять топографические формы, обычно присущие крупным ударным бассейнам. (...) Один узор, видимый [на Ганимеде] в таком масштабе (...), представляет собой сложную пересекающуюся сеть неправильных, линейных, ломаных и ветвящихся ярких полос, которые пересекают диск спутника. (...) были выделены два основных типа рельефа: сильно изрытые кратерами полигональные области диаметром до нескольких десятков километров, окруженные более молодыми участками изрезанного рельефа. (...) Плотность кратеров на изрезанном рельефе Ганимеда чрезвычайно изменчива, варьируясь от плотности, эквивалентной той, что наблюдается на изрытой кратерами местности с плотностью, сниженной в 10 раз. Подразумевается, что образование бороздчатого рельефа началось на ранней стадии истории спутника и продолжалось в течение длительного времени в период интенсивных бомбардировок. (...) Самой поразительной особенностью Ганимеда, которую можно увидеть с "Вояджера-2", является большая круглая область древней темной местности с кратерами, занимающая около трети всего полушария. (...) Темную область пересекает серия гигантских ярких полос, которые слегка изогнуты и параллельны. (...) Открытие, сделанное Обнаружение "Вояджером-2" большого свежего ударного бассейна вблизи южного полюса Ганимеда является еще одним свидетельством серьезных изменений в прочности и жесткости коры спутника. (...) Основным способом установления относительных временных масштабов этих событий на основе изображений является определение количества ударных кратеров, исходя из простой предпосылки, что чем старше поверхность, тем больше на ней кратеров. Установить абсолютные временные рамки на основе данных об образовании кратеров гораздо сложнее, поскольку для этого требуется знание скорости образования кратеров для каждого из тел. (...) Можно сделать следующие общие выводы. Сильно изрытая кратерами местность на Ганимеде и Каллисто, сравнимая с сильно изрытыми кратерами высокогорьями на Луне, Марсе и Меркурии, должна относиться к периоду проливных бомбардировок около четырех миллиардов лет назад. Очевидно, изрезанный рельеф на Ганимеде начал формироваться еще до окончания интенсивной бомбардировки. Нижний предел количества кратеров, образовавшихся в последнее время, можно определить следующим образом. Во-первых, поверхность Европы определенно не может быть старше примерно четырех миллиардов лет, иначе на ней все еще были бы видны шрамы от больших древних кратеров, образовавшихся во время ранней проливной бомбардировки. (...) На другом конце диапазона возможностей поверхность Европы не могла быть моложе, чем, возможно, 100 миллионов лет, или поток в окрестностях Европы должен был бы быть намного больше, чем в окрестностях Луны. Что касается Ио, то, независимо от оценок потока, полное отсутствие кратеров просто означает, что у него самая молодая и динамичная поверхность, которая когда-либо наблюдалась в Солнечной системе".
   
4. Джеймс Б. Поллак, Джеффри Н. Куцци. Кольца в Солнечной системе (James B. Pollack, Jeffrey N. Cuzzi, Rings in the Solar System) (на англ.) том 245, №5 (ноябрь), 1981 г., стр. 105-129 в pdf - 1,60 Мб
   "Кольца Сатурна, Урана и Юпитера обладают рядом общих свойств. Во-первых, они состоят из мириадов частиц, вращающихся по независимым орбитам. Во-вторых, они расположены гораздо ближе к своей родительской планете, чем основные спутники планеты; фактически, основная часть каждой кольцевой системы находится на расстоянии менее одного планетарного радиуса от поверхности планеты. В-третьих, кольца расположены в экваториальной плоскости планеты; действительно, почти весь материал колец сосредоточен в узкой области в этой плоскости. В-четвертых, кольцевые системы Юпитера и Сатурна имеют ряд крошечных спутников вблизи колец или внутри них. (...) Тем не менее, каждая кольцевая система имеет свои особенности. (...) Вместе взятые, основные кольца Сатурна (кольца группы А, кольца группы С) имеют ширину около 275 000 километров (...) По сравнению с ними толщина колец Сатурна ничтожно мала. Для их вертикальной протяженности был установлен верхний предел в размере около километра. (...) Анализ данных, полученных с "Вояджера" (...), показывает, что самые крупные частицы, встречающиеся в кольцах A, Band C, имеют размер около 10 метров. Более распространенные частицы имеют размер всего 10 сантиметров (...) Фотографии колец с высоким разрешением, сделанные космическим аппаратом "Вояджер", выявили ряд сюрпризов. Появились узкие кольцевые участки различной яркости и непрозрачности, которых, казалось бы, было так же много, как бороздок на грампластинке. (...) Центральная, самая непрозрачная часть кольца В - это то место, где расположены спицы. Обычно каждую спицу можно увидеть в течение значительной части тех 10 часов, которые требуются участку кольца В для совершения одного оборота по орбите. Тем временем в новых местах кольца время от времени появляются новые спицы. (...) электромагнитные силы могут быть частично ответственны за появление спиц. (...) Кольца Урана узкие (каждое из них имеет радиальную протяженность от нескольких до 100 километров) и разделены широкими пустыми областями. Подтверждено наличие девяти колец вокруг Урана. (...) Кольца Юпитера состоят из трех основных частей: яркого кольца, рассеянного диска и гало. (...) Все частицы в кольцевой системе имеют общее орбитальное движение вокруг планеты: они движутся в направлении вращения планеты. (...) соседние частицы движутся случайным образом в этих направлениях [вертикальном и радиальном] относительно друг друга, и столкновения неизбежны. (...) Столкновения соседних частиц также преобразуют часть их кругового орбитального движения в радиальное. Следовательно, кольца будут распространяться радиально. (...) Кольца Сатурна и Урана, однако, имеют резкие, четко очерченные границы, которые ограничивают области, плотно заполненные частицами. Следовательно, быстрому распространению, вызванному частыми столкновениями, должны противодействовать другие процессы. Важную роль в этих процессах могут играть спутники, встроенные в кольца или прилегающие к ним. (...) Полного понимания физики взаимодействий колец с лунами пока нет. (...) На мелкие частицы в кольцах могут воздействовать силы, отличные от силы тяжести. (...) Если частицы меньше примерно 0,1 микрометра, электромагнитная сила больше, чем гравитационное притяжение планеты, и поэтому она доминирует в их движении. Таким образом, можно было бы объяснить несколько аспектов структуры кольцевых систем. (...) Второй силой, которая может влиять на движение мелких частиц в кольцах, является сопротивление газов. Здесь трение, вызванное присутствием плазмы, заставляет кольцевые частицы двигаться по спирали к планете. (...) Юпитер, Сатурн и, возможно, другие планеты-гиганты, возможно, излучали во много тысяч раз больше тепла [в прошлом], чем сейчас. Это тепло вполне могло влиять на температуру и, следовательно, на состав твердого вещества в околопланетных оболочках. (...) Согласно одной гипотезе [объясняющей кольца вокруг газовых планет-гигантов], одно крупное тело, приблизившись к планете, распалось на мириады кусочков, и фрагменты затем образовали кольца. (...) Вторая основная гипотеза, касающаяся истории кольцевых частиц (...), постулирует, что одно большое тело было разделено на мириады частей, когда оно приблизилось к планете, и фрагменты затем образовали кольца. (...) единственная крупная луна в области кольца (или, возможно, несколько лун) катастрофически столкнулась с блуждающим метеоритом. Фотографии спутников Юпитера и Сатурна, сделанные космическим аппаратом "Вояджер", действительно показывают, что спутники покрыты большим количеством кратеров, образовавшихся в результате высокоскоростных столкновений. (...) Окончательная гипотеза, касающаяся истории кольцевых частиц, постулирует, что более крупные тела в кольцах являются просто результатом из-за ограниченной степени накопления вещества в околопланетной оболочке на расстояниях, близких к планете. (...) Они [мелкие частицы], должно быть, формируются уже сегодня. (...) Можно подсчитать, что если диаметр спутника меньше примерно 10 километров, то большая часть выбросов, возникающих в результате столкновения с межпланетным телом, может выйти за пределы гравитационного поля спутника. Выбросам, выходящим из спутника, не хватило бы энергии, чтобы покинуть планету, вокруг которой он вращается; таким образом, они заняли бы орбиты в кольцах. (...) В целом, спутники в кольцах, а также самые крупные частицы в кольцах, вероятно, относятся к ранней истории Солнечной системы: они являются современниками спутников планет-гигантов. Мельчайшие частицы кольца формируются даже сейчас."
   
   
5. Эндрю П. Ингерсолл, Юпитер и Сатурн (Andrew P. Ingersoll, Jupiter and Saturn) (на англ.) том 245, №6 (декабрь), 1981 г., стр. 90-108 в pdf - 2,75 Мб
   "Юпитер и Сатурн - единственные планеты в Солнечной системе, состоящие в основном из водорода и гелия. (...) Размер и плотность планеты регулируются таким образом, что внешнее давление сжатого вещества точно уравновешивает внутреннее притяжение в любом заданном месте внутри планеты. Результатом является состояние гидростатического равновесия. (...) вращающаяся планета сплющена: ее полярный радиус меньше экваториального. (...) Очевидно, что степень сплющенности является чувствительным показателем внутренней структуры вращающейся планеты. (...) И Юпитер, и Сатурн имеют плотное ядро, которое не может состоять из сжатого водорода и гелия. Давление внутри каждой планеты просто недостаточно велико, чтобы создать требуемую плотность в центре из смеси этих двух элементов. По-видимому, ядро Юпитера состоит из камня и льда, что составляет около 4 процентов его массы, а у Сатурна аналогичное ядро составляет около 25 процентов его массы. (...) Знания о внутреннем строении Юпитера и Сатурна также основаны на квантово-механическом описании того, как атомы и молекулы ведут себя в качестве они сжаты. (...) переход от молекулярного водорода к металлическому происходит при почти одинаковом критическом давлении (три миллиона земных атмосфер) как на Юпитере, так и на Сатурне. Поскольку Юпитер массивнее Сатурна, критическое давление достигается ближе к поверхности. (...) и у Юпитера, и у Сатурна есть внутренние источники тепла. (...) их внутреннее тепло, должно быть, представляет собой преобразование потенциальной гравитационной энергии, которая стала доступной, когда каждая планета начала сжиматься из газового облака около 4,6 миллиарда лет назад. (...) можно показать, что температурный градиент в недрах Юпитера и Сатурна близок к адиабатическому и что центральные температуры находятся в диапазоне от 20 000 до 30 000 градусов Кельвина. При таких температурах смесь водорода и гелия не затвердевает. Таким образом, металлический водород внутри Юпитера и Сатурна является жидким. (...) Твердые и жидкие частицы, из которых состоят облака Юпитера и Сатурна, являются еще одним свидетельством химического неравновесия. Наиболее распространенными конденсируемыми парами в смеси солнечного состава являются вода, аммиак и сероводород. (...) Проблема в том, что все эти конденсаты белые, в то время как облака Юпитера и Сатурна цветные. (...) Источники цвета на Юпитере и Сатурне остаются неопределенными. Однако можно сказать, что облака разного цвета на Юпитере и Сатурне связаны с разными уровнями в атмосфере. (...) На Юпитере самые высокие вершины облаков красные; следующие по высоте - белые, те, что пониже, - коричневые, а самые низкие (или, возможно, атмосфера под облаками) голубые. (...) На Юпитере и Сатурне горизонтальные температурные градиенты могут быть менее существенными, чем на Земле. (...) На Юпитере, например, разница в температуре между экватором и полюсом составляет менее трех градусов по Цельсию. (...) Во-вторых, атмосфера Юпитера и Сатурна становится более плотной. половина или более тепла поступает из недр планеты. (...) на поверхность Юпитера и Сатурна попадает больше солнечного света, чем на полюса (...) Таким образом, тепло переносится к полюсам. Аргумент о том, что внутренняя часть каждой планеты, по сути, является мощным проводником, подразумевает, что вся жидкость внутри каждой планеты участвует в переносе к полюсу. (...) Модель, основанная на совершенно других предположениях, была опубликована Гаретом П. Уильямсом из лаборатории геофизической гидродинамики Национального управления океанических и атмосферных исследований. в Принстонском университете. (...) Короче говоря, модель атмосферы Юпитера или Сатурна, предложенная Уильямсом, во многом напоминает модель атмосферы Земли. Тем не менее, его модель, как оказалось, способна выявить наиболее примечательную особенность метеорологии Юпитера или Сатурна: чередующиеся восточные и западные ветры. Действительно, модель предполагает предсказание того, как поддерживаются ветры. (...) Одним из замечательных результатов стало соответствие между измерениями, основанными на снимках Юпитера, сделанных "Вояджером", и измерениями, основанными на примерно 80-летних наблюдениях с Земли. (...) нужно быть осторожным, делая какие-либо общие выводы об эффективности энергетического цикла Юпитера или Сатурна, поскольку эти циклы включают в себя преобразования энергии, которые еще не были измерены. (...) Суммарная эффективность Юпитера и Сатурна неизвестна. (...) В настоящее время трудно сделать выбор между моделью Юпитера и Сатурна, в которой большая глубина залегания жидкости в недрах не имеет значения, и в которой глубина имеет решающее значение. (...) некоторые косвенные стратегии могут оказаться полезными. Одна из таких стратегий использует различия между Юпитером и Сатурном. (...) Другая стратегия заключается в изучении характера атмосферных потоков Юпитера и Сатурна, отличных от восточного и западного ветров, и выяснении того, какие предположения о глубоких слоях атмосферы согласуются с наблюдениями. В частности, Большое красное пятно Юпитера и другие долговременные овалы на Юпитере и Сатурне являются уникальным и, возможно, диагностическим признаком планет-гигантов. (...) Фундаментальные вопросы остаются нерешенными. Насколько глубоко простираются видимые структуры потоков на Юпитере и Сатурне? Насколько важен солнечный нагрев атмосферы в отличие от внутреннего нагрева? Как распределяется плотность атмосферы под верхушками облаков? (...) Компьютерные модели будут играть важную роль, но по мере того, как мы будем лучше понимать планеты-гиганты, еще больше потребуется умное мышление и проницательность."
   
6. Лоуренс А. Содерблум, Торренс В. Джонсон. Спутники Сатурна (Laurence A. Soderblom, Torrence V. Johnson, The Moons of Saturn) (на англ.) том 246, №1 (январь), 1982 г., стр. 101-116 в pdf - 1,79 Мб
   "О спутниках Сатурна можно сделать несколько обобщений. Во-первых, только на одном из них есть сколько-нибудь заметная атмосфера. Это Титан, атмосфера которого непрозрачна для видимого света. (...) Во-вторых, можно рассчитать, что все спутники Сатурна, кроме трех самых удаленных, должны вращаться синхронно: они должны быть обращены к планете одной и той же стороной, точно так же, как Луна обращена к Земле одной и той же стороной. (...) Явным исключением является Феба, самый дальний спутник, который слишком мал и находится слишком далеко от планеты, чтобы потерять свое вращение из-за приливных сил. (...) Снимки, сделанные "Вояджером", показывают, что размеры спутников варьируются от размеров астероидов до размеров Меркурия. (...) Из различных измерений становится ясно, что плотность всех спутников Сатурна составляет менее двух граммов на кубический сантиметр. На самом деле, плотность некоторых из них составляет менее 1,5 грамма на кубический сантиметр. Такие значения предполагают, что спутники состоят в основном из льда. (...) Плотность Япета составляет около 1,1 [грамма на кубический сантиметр]. Это означает, что его плотность почти такая же низкая, как у чистого водяного льда. (...) Задняя полусфера яркая. В видимой области электромагнитного спектра его альбедо составляет почти 50 процентов. В противоположность этому, переднее полушарие чрезвычайно темное: его альбедо составляет всего 3-5 процентов. (...) Своеобразное сочетание темноты и яркости на Япете позволяет предположить, что темное вещество, падающее из космоса, покрывает поверхность. (...) Таким образом, идея заключается в том, что темная материя была выброшена с Фебы в результате столкновения с микрометеороидами. (...) Было обнаружено кольцо из темного материала диаметром около 100 километров, расположенное на границе между полушариями. (...) Очевидно, что маловероятно, что объект с такой необычной геометрией, как темное кольцо, мог образоваться в результате падения вещества из космоса. (...) Кратеры с темным дном в задней полусфере, а также четкая и сложная граница между темным и светлым рельефом, взятые вместе, подразумевает историю извержений в недрах Япета. (...) Удаленные снимки Реи, переданные на землю "Вояджером-1", когда космический аппарат приближался к Луне, показали яркое, невыразительное переднее полушарие, отмеченное лишь тем, что кажется большим и относительно недавним ударным кратером. Задняя полусфера отличается. На ней изображен сложный узор из ярких полос на фоне, более темном, чем у передней полусферы. Считается, что полосы образовались в результате внутренней активности. (...) Оценки скорости, с которой кометы и астероиды сегодня покрывают Рею кратерами, показывают, что лишь немногие из видимых кратеров (как больших, так и маленьких) на снимках образовались недавно. Следовательно, большая часть кратеров, должно быть, образовалась на ранней стадии истории Солнечной системы, и они, должно быть, были интенсивными. (...) В целом, появление Реи позволяет предположить, что по крайней мере две популяции снарядов оставили следы на поверхности. (...) Отдаленные снимки Дионы, сделанные "Вояджером-1", показали поразительную асимметрию между передним и задним полушариями. В задней полусфере была видна сеть пересекающихся ярких полос на темном фоне. (...) Передняя полусфера была равномерно яркой. (...) Более детальные снимки задней полусферы, сделанные "Вояджером-1", показали, что полосы пересекали кратеры диаметром от 50 до 100 километров. Следовательно, полосы, должно быть, образовались задолго до проливной бомбардировки, о которой свидетельствуют кратеры. (...) Мы будем называть снаряды, оставившие такие кратеры в системе Сатурна, популяцией I. Наиболее вероятной гипотезой является то, что они образовались в результате скопления вещества, оставшегося на орбите вокруг Солнца после образования Солнечной системы. (...) Что касается Дионы и Реи, то представляется вероятным, что небольшие кратеры были образованы обломками тел, столкнувшихся в системе Сатурна. (...) Мы обратимся к телам, подвергшиеся второй бомбардировке в качестве населения II. (...) Тетис - следующий спутник, расположенный ближе к Дионе (...) ее внешний вид совершенно иной. (...) На снимках ["Вояджера-1"] видны рассеянные пятна с небольшими изменениями альбедо на сильно изрытой кратерами поверхности. (...) На снимках, которые он ["Вояджер-2"] передал на Землю, виден огромный шрам от удара в переднем полушарии. Диаметр края шрама составляет более двух пятых диаметра самой Тефии. (...) можно видеть, что дно того, что, вероятно, когда-то было кратером, теперь соответствует сферической форме тела. Остались только низкий край и приглушенный центральный пик. Очевидно, в начале истории луны внутренняя часть Тефии была достаточно теплой, чтобы позволить разрушиться рельефу. (...) Предварительное объяснение нынешнего внешнего вида Тефии начинается с предположения, что в то время, когда образовался большой шрам от удара, внутренняя часть тела была намного теплее и более плотной и мобильнее, чем сегодня. Возможно, это была жидкость. (...) приписывание внутреннего тепла радиоактивности и вытекающая из этого корреляция нагрева с размером (...) позволяют предположить (...), что крошечные спутники, такие как Мимас и Энцелад, не должны были существенно эволюционировать с момента их аккреции. Изображение Мимаса, сделанное "Вояджером-1", показало поверхность, соответствующую этому предсказанию. (...) "Вояджер-1" предоставил только отдаленные виды Энцелада (...) на снимках была видна поверхность, которая казалась гладкой. Что еще более важно, поверхность Энцелада была ярче, чем у соседних спутников Мимаса и Тетис. Это говорит о том, что большая часть поверхности Энцелада, возможно, была восстановлена и покрыта очень свежим льдом. (...) аргумент, разработанный Стэнтоном Пилом из Калифорнийского университета в Санта-Барбаре и его коллегами, привел к выводу, что Ио, самый внутренний из спутников Юпитера, сильно нагревается приливными силами. (...) аналогичный механизм мог бы действовать и на Энцеладе. (...) Многое еще предстоит выяснить об эволюции спутников Солнечной системы, но уже очевидно, что для некоторых из них важны нерадиоактивные источники энергии (например, приливный нагрев). Более того, очевидно, что ледяной состав может способствовать активной геологической активности даже на очень маленьких спутниках".
   
   
7. Тобиас Оуэн. Титан (Tobias Owen, Titan) (на англ.) том 246, №2 (февраль), 1982 г., стр. 98-109 в pdf - 0,98 Мб
   "Титан, как известно, является единственным спутником в Солнечной системе, который имеет плотную атмосферу. (...) Титан, оказывается, является единственным известным телом в Солнечной системе, помимо Земли, поверхность которого, по крайней мере, частично покрыта жидкостью. Жидкостью на Титане является метан. Более того, приборы "Вояджера" показали, что атмосфера Титана плотнее, чем атмосфера Земли. В этой более плотной атмосфере сохранились условия, очень похожие на те, которые, вероятно, существовали на всех планетах вскоре после их образования. В частности, атмосфера Титана содержит углерод, азот и водород, но не содержит молекулярного кислорода. В этих условиях химические реакции, протекающие в атмосфере Титана сегодня, вполне могут привести к образованию некоторых органических молекул, которые, как считается, были предшественниками жизни на Земле". - Автор обобщает наблюдения за атмосферой Титана до встречи с "Вояджером" и теоретические модели, объясняющие их. Состав атмосферы, температура на поверхности и давление сильно различаются. - "Первыми результатами сближения "Вояджера-1" с Титаном стали снимки тела. Они были довольно разочаровывающими. Некоторые исследователи надеялись увидеть разрывы в аэрозольном слое, которые позволили бы взглянуть на поверхность Титана. Вместо этого на снимках была изображена луна, которая напоминала размытый, бесшовный теннисный мяч. Аэрозоль был вездесущим и непрозрачным. (...) Титан также был окружен высокогорным слоем дымки примерно в 100 километрах над верхней границей аэрозольного слоя. (...) После изображений Титана поступили другие данные с "Вояджера-1". (...) ультрафиолетовый спектрометр (...) обнаружил пики в ультрафиолетовом спектре Титана, обусловленные излучением ультрафиолетового излучения молекулами азота, ионизированными атомами азота и неионизированными атомами азота. Спектр не дал никаких признаков присутствия монооксида углерода, аргона или неона (...), поскольку спектрометр отслеживал поглощение света звезды атмосферой Титана, было высказано предположение о присутствии метана и других углеводородов. Во втором эксперименте по затемнению источником излучения был сам космический аппарат. Здесь радиосигналы, передаваемые на землю передатчиками "Вояджера-1", были ослаблены преломлением в атмосфере Титана. (...) в последнем отчете группы [сообщается] о давлении на поверхности 1,5 бара (плюс-минус 0,1) и температуре поверхности, близкой к 94 градусам по Цельсию. (...) наилучшее совпадение данных о затенении и инфракрасных данных показывает, что средняя молекулярная масса атмосферы Титана составляет 28,6; следовательно, атмосфера должна содержать значительное количество газа тяжелее азота. (Молекулярная масса азота составляет 28,0.) (...) Инфракрасный спектрометр на "Вояджере-1" также зафиксировал полосы излучения, обусловленные несколькими газообразными веществами, присутствие которых в атмосфере Титана ранее не было установлено. Первым из них, который был идентифицирован, был цианистый водород (HCN) (...) Сравнение быстро привело к выявлению еще шести веществ в атмосфере Титана. К ним относятся углеводороды, такие как пропан (C₃H₈) и азотистые соединения, такие как цианоацетилен (HC₃N). (...) Молекулярные фрагменты и соединения, образующиеся под воздействием ультрафиолетовых фотонов и электронов высокой энергии, образуют полимеры, или молекулярные цепи. Таким образом, они оказываются во взвешенном состоянии в атмосфере в виде твердых частиц. (...) Можно предположить, что эти частицы медленно оседают во взвешенном состоянии и, опускаясь, сталкиваются и агрегируются. Агрегаты падают быстрее. Следовательно, атмосфера постепенно теряет углеродистые и азотистые молекулы, образующиеся в результате процессов, происходящих высоко над поверхностью Титана. (...) Какова природа поверхности, на которую падает эта манна небесная (как любит называть ее Карл Саган из Корнеллского университета)? Тщательный анализ данных, полученных с "Вояджера-1", показал, что температура поверхности Титана составляет 94 градуса по Цельсию, плюс-минус один градус. Более того, измерения, сделанные инфракрасным спектрометром на "Вояджере-1", показывают, что температура поверхности меняется не более чем на три градуса между экватором и полюсами. (...) Эти значения температуры поверхности позволяют предположить наличие жидкого метана. Действительно, они делают вполне возможным, что Титан покрыт глобальным жидким океаном из того, что мы на земле называем природным газом. Таким образом, метан может играть на Титане ту же роль, что и вода на земле. На поверхности Титана метан является жидкостью. В нижних слоях атмосферы это газ. Возможно, в нижних слоях атмосферы Титана есть метановые облака, и, возможно, нижние слои атмосферы время от времени насыщаются метаном в том или ином месте, что приводит к метановому дождю. (...) После миссий "Вояджера" мы должны попытаться понять, как эволюционировала любопытная атмосфера Титана. (...) Почему же тогда Титану не удалось создать атмосферу, подобную атмосфере Марса или Венеры, атмосферу, богатую углекислым газом? Причина в том, что кислород недоступен: он заключен в водяном льду внутри твердой поверхности луны. (...) Плотность Титана, измеренная сегодня (1,9 грамма на кубический сантиметр), показывает, что он состоит примерно на 52 процента из горных пород и на 48 процентов изо льда. (...) НАСА планирует на 1990-е годы миссию, которая должна была отправить зонд в атмосферу Титана, пока головной космический аппарат находился на орбите вокруг Сатурна, используя радар, чтобы проникнуть сквозь непрозрачную атмосферу Титана и составить карту поверхности".
   
   
8. Robert Hamilton Brown, Dale P. Cruikshank. The Moons of Uranus, Neptune and Pluto (на англ.) том 253, №1 (июль), 1985 г., стр. 38-47 в pdf - 1,16 Мб
   "В рамках подготовки к полетам "Вояджера" темпы наземных исследований спутников Урана и Нептуна значительно ускорились. То же самое относится и к Плутону (...) Далее следует предварительный просмотр - несколько расплывчатый первый взгляд на объекты, которые обещают стать одними из самых интересных в Солнечной системе. С помощью наземных телескопов можно узнать ряд важных вещей об удаленных спутниках планет. Во-первых, можно определить форму, размер и период их движения по орбитам и тем самым точно предсказать их положение. Что еще более важно, знание параметров орбиты спутника позволяет специалистам рассчитать массу планеты и напряженность ее гравитационного поля в различных точках. (...) Если известен ее диаметр, то можно вычислить ее среднюю плотность, которая является наиболее важным показателем объемного состава. Информацию о составе поверхности можно получить более непосредственно из полос поглощения в спектре солнечного света, отраженного от спутника. (...) Считается, что формирование как спутников, так и планет началось с аккреции замерзших пылинок, которые конденсировались из первичной солнечной туманности по мере ее охлаждения. Состав частиц и, следовательно, более крупных тел зависит от их расстояния от Солнца. (...) На расстоянии Юпитера солнечная туманность охлаждается до температур, достаточных для образования льда; водяной лед, по-видимому, составляет значительную часть спутников Юпитера и большую часть спутников Сатурна. Еще дальше от Солнца, в районе Урана, Нептуна и Плутона, можно было бы ожидать найти водяной лед, а также льды, состоящие из веществ, еще более летучих, чем вода: метана (CH₄) и аммиака (NH₃).. Уран и его пять спутников, начиная с самых дальних - Оберона, Титании, Умбриэля, Ариэля и Миранды, составляют третью по величине спутниковую систему после систем Юпитера и Сатурна. (...) Хотя орбиты спутников довольно правильные, ориентация всей системы необычна: она наклонена набок, так что оси вращения как планеты, так и ее спутников лежат почти в плоскости орбиты планеты. (...) В 1979 году, еще до того, как можно было с уверенностью определить размер и массу спутников Урана, мы установили наличие водяного льда на поверхности четырех внешних спутников. (...) Более того, их спектры позволили предположить наличие дополнительного соединения на поверхности спутников Урана. Хотя исследователи не смогли идентифицировать новый компонент, они пришли к выводу, что он значительно темнее водяного льда. (...) В ходе лабораторных экспериментов мы обнаружили, что можем приблизительно сопоставить спутниковые спектры со спектрами мелкозернистого водяного льда или инея, покрытого изолированными, равномерно распределенными участками древесного угля. (...) Древесный уголь - это всего лишь удобный лабораторный материал; поскольку его получают из живых организмов, он, вероятно, не встречается на спутниках Урана. (...) К сожалению, на "Вояджере-2" нет приборов, предназначенных для сбора подробных данных о составе поверхности спутников. (...) В попытках понять происхождение и эволюцию спутников Урана информация об их объемном составе даже важнее, чем знание свойств их поверхности. (...) "Ариэль" и Плотность Умбриэля соответственно составляет приблизительно 1,3 и 1,4 грамма на кубический сантиметр, в то время как плотность Титании и Оберона примерно в два раза больше. (...) Если предположить, что таяние привело к оседанию породы в ядре, то два внешних спутника Урана [Титания и Оберон] представляли бы собой скалистые сферы с тонкой оболочкой из водяного льда; Ариэль и Умбриэль имели бы гораздо более толстые слои льда и меньшие скалистые ядра. (...) Современные модели спутников' однако к внутренней структуре следует относиться скептически, поскольку расчеты плотности, на которых они основаны, содержат большие погрешности. (...) Через три с половиной года и более чем в полутора миллиардах километров "Вояджер-2" сблизится с Нептуном и его крупным спутником Тритоном. Космический аппарат не будет пролетать близко к Нереиде (...) Тритон, находящийся на круговой орбите примерно в 350 000 километрах от Нептуна, сравним по размерам с земной Луной, диаметр которой составляет 3480 километров. Орбита Тритона (...) ретроградная: спутник вращается вокруг Нептуна в направлении, противоположном направлению вращения планеты. (...) до того, как появились данные, ожидалось, что в ближнем инфракрасном спектре Тритона будет виден след очень холодного водяного льда. Отсутствие этой сигнатуры было поразительной особенностью первого грубого спектра Тритона, полученного в 1978 году одним из нас (Крукшенком) и Питером М. Сильваджио, работавшими тогда в Исследовательском центре Эймса. Не менее поразительным было наличие сильной полосы поглощения на длине волны 2,3 микрометра, характерной для метана. (...) Область солнечной туманности, в которой сформировался Нептун, по-видимому, сильно отличалась по температуре и составу от области вблизи Урана. (...) Наша интерпретация наблюдений заключается в том, что значительная часть Тритона покрыта жидким азотом, по крайней мере, на глубину нескольких десятков сантиметров, а возможно, и гораздо глубже. (...) Из-за высокого давления паров азота его присутствие на Тритоне в любой форме означает, что на спутнике имеется значительное количество азотной атмосферы; атмосферное давление на поверхности будет составлять от 10 до 30 процентов от уровня, наблюдаемого на Земле. (...) Еще одним важным свойством, которым Тритон может обладать как на Земле, так и на Титане, является сложная органическая химия. И метан, и азот бесцветны, но цвет Тритона в видимом диапазоне отчетливо красноватый. Очевидно, что на поверхности Тритона должен присутствовать дополнительный химический компонент. Красный компонент может быть получен в результате органических химических процессов, подобных тем, которые были предложены для объяснения темных пятен на спутниках Урана. (...) Наконец, космический аппарат может решить вопрос о том, есть ли в системе Нептуна третий спутник или, возможно, кольцо". - В остальной части статьи обсуждается то, что известно о Плутоне и его спутнике Хароне.
   
   
9. Ричард П. Лезер и др., "Инженерная встреча" "Вояджера-2" с Ураном (Richard P. Laeser et al., Engineering Voyager 2's Encounter with Uranus) (на англ.) том 255, №5 (ноябрь), 1986 г., стр. 36-45 в pdf - 667 кб
   "24 января этого года [1986] космический аппарат "Вояджер-2" пролетел на расстоянии 81 000 километров от облачных вершин Урана. С этой беспрецедентной точки обзора аппарат смог передать впечатляющие изображения планеты, ее спутников и колец через три миллиарда километров, отделяющих его от Земли. (...) Во время сближения с Ураном электроснабжение оказалось более серьезной проблемой, чем снабжение топливом. Когда был запущен "Вояджер-2", термоэлектрические генераторы имели выходную мощность более 470 Вт. К тому времени, когда космический аппарат достиг Урана, естественный распад оксида плутония привел к снижению доступной выходной мощности примерно до 400 Вт, чего было недостаточно для одновременной работы всех подсистем космического аппарата. Как следствие, некоторые подсистемы могли быть включены только после того, как другие были выключены (...) уровень освещенности на Уране составляет лишь четверть от того, что на Сатурне. Это означало четырехкратное увеличение времени экспозиции камер, что, в свою очередь, увеличивало вероятность получения размытых снимков из-за непреднамеренного покачивания космического аппарата при открытых шторках камер. Решение этой проблемы было достигнуто за счет двух технических изменений, направленных на стабилизацию космического аппарата в качестве наблюдательной платформы. (...) Хотя две процедуры стабилизации помогли сделать изображения, полученные на Уране, намного более четкими, "Вояджер-2" должен был подойти так близко к пяти известным спутникам планеты, что в их в данном случае необходимо было рассмотреть еще один источник искажения изображения: относительное движение космического аппарата относительно спутников. (...) Стратегия: (...) Камера перемещается при открытом затворе, чтобы удерживать интересующий объект в фиксированном положении в поле зрения камеры. Такой тип компенсации движения был достигнут в случае с "Вояджером-2" путем включения двигателей ориентации, которые поворачивали весь космический аппарат с нужной скоростью во время получения изображений. (...) Временная потеря радиосвязи была компенсирована ценностью полученных изображений с высоким разрешением. (...) Еще одной мерой, которая еще больше сократила количество битов, которые необходимо было передать обратно на Землю с Урана, было "сжатие" данных изображения. (...) для передачи одного изображения требуется в общей сложности 5 120 000 бит (800 X 800 X 8) (...) Количество битов, необходимых для выражения такого изображения, можно уменьшить более чем вдвое, воспользовавшись тем фактом, что соседние пиксели обычно имеют близкие по значению уровни яркости. (...) Если бы можно было заставить Voyager 2 передавать только изменение значения яркости от пикселя к пикселю, а не абсолютное значение яркости для каждого пикселя, то в среднем было бы достаточно около трех бит на пиксель, а не восьми. (...) Что, собственно, и было сделано. Функцией резервного копирования второго компьютера FDS [подсистемы полетных данных] пожертвовали, чтобы устройство можно было перепрограммировать с помощью алгоритмов сжатия данных. (...) Возможности наземных станций по сбору битов были улучшены за счет электронного объединения сигналов, принимаемых несколькими антеннами на земле, - процедура, называемая упорядочиванием. (...) Скорость, с которой можно было надежно принимать данные, была увеличена с 14,4 килобит в секунду для одной 64-метровой антенны, до потенциала массива составляющего 29,9 килобит в секунду. (...) Самая серьезная проблема, с которой столкнулась летная группа, возникла в 1978 году, во время полета "Вояджера-2" от Земли к Юпитеру: вышел из строя его основной радиоприемник. Безусловно, космический аппарат был оснащен резервным приемником, но, к сожалению, это устройство также имело недостатки. Было обнаружено, что его полоса пропускания (диапазон частот, на которых могут приниматься сигналы) была уменьшена менее чем на тысячную долю от проектной спецификации. Причиной снижения производительности резервного приемника был назван выход из строя одного конденсатора. Чтобы получать команды через узкую полосу пропускания резервного приемника, летная группа должна тщательно учитывать любые факторы, которые могут повлиять на частоту принимаемых радиосигналов. (...) Вращение Земли может привести к смещению частоты восходящего сигнала (сигнала, передаваемого на космический аппарат) более чем в 30 раз по сравнению с полосой пропускания поврежденного приемника. (...) Изменения температуры [космического аппарата] могут сместить центр доступной полосы пропускания приемника. (...) Следовательно, любой процесс, который может привести к выделению или отводу тепла, должен тщательно контролироваться. (...) Сразу после своего максимального сближения с Сатурном в 1981 году "Вояджер-2" потерпел механическую поломку. Привод, управляющий азимутальным положением сканирующей платформы, заклинило. (...) Чтобы установить вероятную причину неисправности и разработать план ее устранения, были проведены обширные испытания на земле и на обоих "Вояджерах". (...) когда космический аппарат приблизился к Урану, привод сработал безупречно (...) Успех усилий команды "Вояджера" можно оценить судя по научным достижениям миссии во время сближения с Ураном. (...) Исходя из количества израсходованного топлива, на обоих космических аппаратах, по-видимому, будет достаточно гидразина, чтобы продержаться примерно до 2030 года. Более серьезным ограничением является электроэнергия. По прогнозам, мощность генератора снизится до порогового уровня (245 Ватт) примерно в 2013 году. Ниже этого уровня мощности ни один из научных экспериментов не может быть поддержан. (...) При постоянной поддержке с земли самый производительный научный центр НАСА, вероятно, продолжит предоставлять данные и в следующем столетии".
   
   
10. Эндрю П. Ингерсолл. Уран (Andrew P. Ingersoll, Uranus) (на англ.) том 256, №1 (январь), 1987 г., стр. 38-45 в pdf - 683 кб
    "задолго до того, как "Вояджер-2" пролетел на расстоянии 80 000 километров от Урана [24 января 1986 года], исследователи обратили внимание на странную ориентацию оси вращения планеты. Эти знания были получены в результате наблюдений за орбитами основных спутников и колец. (...) Масса, радиус, температура и состав атмосферы Урана также были известны до полета "Вояджера". (...) Хотя верхний слой атмосферы состоит в основном из газообразного водорода, основная масса Урана состоит из более тяжелых металлов. Этот вывод основан на плотности планеты, которая составляет 1,27 грамма на кубический сантиметр. (Плотность жидкой воды равна 1.) Судя по плотности, Уран состоит в основном из "льдов", то есть из веществ, которые были бы заморожены на поверхности планеты. В частности, он должен состоять в основном из воды, аммиака и метана (...) До 30 процентов тепла, излучаемого планетой, может поступать из ее недр, а не от солнца. (...) Одной из целей миссии "Вояджер-2" было уточнение довольно неопределенной оценки состояния Урана: внутреннее тепло. (...) В течение последних нескольких месяцев 1985 года планета неуклонно увеличивалась в поле зрения, но оставалась такой же тусклой, как и прежде. (...) объекты всего на несколько процентов ярче, чем их окружение, но контраст может быть преувеличен и отображаться в ложных цветах. На улучшенных изображениях был виден ряд облачных полос, концентричных полюсу вращения. На полосы и между ними были наложены объекты меньшего размера, которые вращались вокруг полюса против часовой стрелки, каждый на постоянной широте. Объекты на разных широтах вращались с разной скоростью, с периодами от 14 до 17 часов. Таким образом, очевидно, что облака не просто переносились вращением планеты. Мы наблюдали за ветрами. (...) всего за пять дней до максимального сближения космический аппарат обнаружил радиосигналы и потоки заряженных частиц, исходящие от Урана. По аналогии с другими планетами, радиоизлучение должно было исходить, прямо или косвенно, от заряженных частиц, вращающихся по спирали вокруг силовых линий магнитного поля. (...) "Вояджер-2" пересек ударную волну 24 января [1986], всего за 10 часов до своего максимального сближения с планетой. (...) Это было не такое простое поле, как и ожидалось. В магнитном поле любой другой планеты преобладает дипольная составляющая, эквивалентная небольшому, но мощному стержневому магниту в центре планеты. (...) На Уране, напротив, стержневой магнит наклонен на 60 градусов относительно оси вращения, а другие компоненты поля почти одинаковы. Чтобы подавить эти компоненты и привести модель чистого диполя в соответствие с данными, необходимо сместить диполь от центра на 30 процентов радиуса планеты. (...) Однако, по правде говоря, ни наклон магнитной оси Урана, ни смещение диполя не были должным образом объяснены. (...) Магнитосфера Урана простирается на высоту не менее 590 000 километров на дневной стороне планеты и примерно до шести миллионов километров на ночной стороне. Подобно магнитосферам других планет, Уран заполнен ионизированным газом, или плазмой, состоящей из равного количества положительных ионов (в основном протонов) и электронов. (...) Уран имеет радиационные пояса (области частиц высокой энергии), похожие на земные пояса Ван Аллена. Радиация в поясах Урана настолько интенсивна, что в течение нескольких миллионов лет она может нанести значительный ущерб открытым поверхностям. Этот эффект может объяснить темный цвет колец и темные пятна на лунах. (...) Поскольку магнитное поле планеты фиксировано, скорость вращения планеты можно определить по периодическим колебаниям напряженности поля. (...) Уран совершает оборот каждые 17,24 часа. (...) данные космического аппарата свидетельствуют в пользу двухслойной модели, в которой льды и газы находятся на одном уровне с плотной атмосферой, простирающейся от ядра до видимых слоев планеты. Основная часть атмосферы, вероятно, состоит из воды. Ближе к верхним слоям атмосферы, где температура быстро снижается как минимум до 52 градусов по Цельсию, вода, аммиак и метан конденсируются (в таком порядке), образуя толстые слои ледяных облаков. Верхний слой, метан, виден на снимках, сделанных "Вояджером". Над ним находятся разреженные верхние слои атмосферы, газовая смесь, состоящая в основном из водорода с небольшим количеством гелия и неона. (...) ни одна из моделей не может объяснить, почему на экваторе должно быть так же тепло, как на полюсах. Очевидно, что тепло циркулирует в атмосфере Урана более сложным образом, чем предполагают модели. (...) Температура в верхних слоях атмосферы повышается до 750 градусов по Цельсию, в результате чего она поднимается на высоту 6000 километров над верхушками облаков. Одним солнечным светом нельзя объяснить высокую температуру; должен быть задействован другой источник энергии. Каким бы ни был источник энергии, он, вероятно, также лежит в основе необычного излучения, наблюдаемого командой ультрафиолетовых спектрометров (...) Аналогичное явление наблюдалось на Юпитере и Сатурне. Оно было названо электросвечение в соответствии с теорией, согласно которой электроны могут возбуждать молекулы водорода в верхних слоях атмосферы всех трех планет. Как электроны получают свою энергию, неизвестно. Аналогичная неопределенность сохраняется и в отношении ответа на главный вопрос об Уране: почему он вращается на боку? (...) по крайней мере, одно тело размером с Землю, вероятно, столкнулось с тем, что сейчас является Ураном. Сильное столкновение, произошедшее не по центру, могло опрокинуть планету на бок. В настоящее время большинство исследователей придерживаются этой гипотезы. Ее еще предстоит подтвердить или опровергнуть в ходе будущих полетов космических аппаратов."
    
11. Торренс В. Джонсон и др. Спутники Урана (Torrence V. Johnson et al., The Moons of Uranus) (на англ.) том 256, №4 (апрель), 1987 г., стр. 48-60 в pdf - 1,28 Мб
    "Когда "Вояджер-2" пролетел мимо Урана со скоростью 72 000 километров в час [24 января 1986 года], у нас было меньше суток, чтобы собрать практически всю подробную информацию о спутниках, которая у нас когда-либо была и, возможно, когда-либо будет: в настоящее время никаких дальнейших миссий к Урану не запланировано. (...) "Вояджер-2" обнаружил у Урана 10 новых спутников, в результате чего общее число спутников этой планеты достигло 15. (...) На снимке [1985U1] изображен объект несколько неправильной формы с темной, изрытой кратерами поверхностью, которая отражает только 7 процентов падающего солнечного света. (...) По нашему мнению, большая часть темного материала в системе Урана, вероятно, представляет собой первичную углеродистую породу, хотя в некоторых местах к исходной смеси мог быть добавлен потемневший метан. (...) Пять основных спутников Урана не такие темные, как в 1985U1; их альбедо составляют от 20 процентов (Умбриэль) до 40 процентов (Ариэль). Это важное наблюдение. (...) 1985Ul, вероятно, представляет собой однородную смесь льда и камня, в отличие от крупных спутников. Вместо этого они претерпели различную степень дифференциации: часть плотной породы осела ближе к центру луны, а часть более легкого и яркого льда поднялась на поверхность. Процесс дифференциации требует внутреннего тепла, а источники тепла на всех спутниках Урана, вероятно, давным-давно сошли на нет. Но, судя по снимкам, сделанным "Вояджером", все пять лун, в частности Ариэль и Миранда, были геологически активны в начале своей истории. (...) Самая сильная бомбардировка произошла, когда планеты и их спутники все еще накапливали обломки. В этот ранний период на спутники внешней части Солнечной системы обрушились, по крайней мере, две различные группы объектов, соответствующие двум источникам космического мусора. Первая группа состояла из материала, оставшегося на орбите вокруг Солнца после образования планет. Кратеры из этой группы имеют широкое распределение по размерам (...) Вторая группа объектов, подвергшихся удару, состояла из обломков, оставшихся на орбитах планет после образования их спутников. Большинство из этих объектов были относительно небольшими. (...) Оберон и Титания, самые внешние и крупные из спутников, имеют диаметр около 1600 километров (...) и примерно одинаковую массу. Их поверхность, богатая водяным льдом, отражает от 25 до 30 процентов падающего солнечного света и имеет довольно однородный серый цвет. Серый цвет прерывается только яркими лучами вокруг нескольких кратеров; ни на одном из спутников не наблюдается глобальных изменений в виде ярких и темных отметин. Несмотря на это сходство, две луны явно развивались по-разному. (...) Его поверхность [Оберона] почти полностью покрыта крупными старыми кратерами, размеры которых варьируются от предельного разрешения снимков (около 12 километров) до более чем 100 километров. Тот факт, что крупные кратеры не были уничтожены, указывает на то, что поверхность Оберона не покрывалась свежим материалом с тех пор, как гелиоцентрическая бомбардировка закончилась около четырех миллиардов лет назад. (...) Возможно, на Обероне также наблюдалась некоторая ранняя локализованная вулканическая активность. Его темные пятна могут состоять из смеси льда и углеродистых пород, извергнутых из недр. (...) Ее поверхность [Титании] несет на себе впечатляющие свидетельства глобальной тектоники: сложный набор грабенов, или рифтовых долин, ограниченных протяженными разломами. Более того, несмотря на то, что поверхность Титании сильно изрыта кратерами, имеющиеся данные свидетельствуют о том, что они были образованы ударами второй, планетоцентрической группы. (...) Очевидно, что большинство крупных кратеров были стерты в результате какого-то процесса восстановления поверхности. (...) Они [Умбриэль и Ариэль] имеют почти одинаковый диаметр (1190 километров и 1160 километров соответственно) и одинаковую массу, но контраст между ними даже сильнее, чем между Обероном и Титанией. (...) Как и у Оберона и Титании, у [Умбриэля] отсутствуют глобальные различия в размерах. яркость, но, в отличие от этих двух тел, на его поверхности нет ярких лучевых кратеров. (...) Возможно, самое простое объяснение заключается в том, что на Умбриэле никогда не образовывались яркие лучи. (...) В то время как Умбриэль - самый темный из основных спутников Урана, Ариэль - самый яркий; его коэффициент отражения составляет примерно 40 процентов. И в то время как поверхность Умбриэля является одной из старейших и наиболее изрытых кратерами в системе Урана, поверхность Ариэля - одна из самых молодых и наименее изрытых кратерами. (...) Всплытие Ариэля было вулканическим процессом. Доказательства выдавливания материала на поверхность гораздо более убедительны, чем в случае с Титанией. (...) Миранда, с другой стороны, является одним из самых странных миров, которые когда-либо наблюдались. Самый внутренний из спутников Урана (и самый маленький из них с диаметром около 500 километров), он едва обладает достаточной гравитационной силой, чтобы свернуться в сферу. Тем не менее, ее поверхность представляет собой мешанину сложных и экзотических геологических ландшафтов, которые казались бы более уместными на планете, в 10 раз превышающей ее размеры. (...) На Миранде есть некоторые свидетельства извержений, хотя они гораздо менее распространены, чем на Ариэле. (...) Поразительная особенность таких спутников, как Ариэль и Миранда, заключается не в том, что их геологическая активность давно прекратилась, а в том, что она вообще когда-либо начиналась. (...) За последние 10 лет наблюдения "Вояджером" более 20 таких лун кардинально изменили общепринятые представления о геологической истории малых тел. (...) У лун должен быть другой источник энергии в дополнение к долгоживущим радионуклидам. (...) Другим возможным источником раннего нагрева является гравитационная энергия выброшенный падающими обломками по мере срастания лун. Приливные резонансы являются третьим и потенциально более длительным источником нагрева. (...) Считается, что приливный нагрев объясняет геологическую активность на Ио, Европе и Энцеладе. (...) В настоящее время приливный нагрев представляется наиболее вероятным источником сильной геологической активности на Миранде и Ариэле. (...) как оказалось, Оберон и Титания состоят из материалов, средняя плотность которых составляет от 1,4 до 1,7 грамма на кубический сантиметр. Эти цифры подразумевают, что оба спутника состоят из камня на 40-65% (...) Каменистость спутников Урана по сравнению с Сатурном противоречит здравому смыслу; проще говоря, по мере удаления от Солнца ожидается скорее увеличение, чем уменьшение количества льда. (...) Снимки, сделанные "Вояджером", показали, что на поверхности Урана больше льда, чем на поверхности Сатурна. Но они не смогли сразу и однозначно объяснить, почему луны такие, какие они есть: почему они темные, скалистые и геологически разнообразны. (...) Это проблемы, которые будут занимать теоретиков в течение некоторого времени".
    
12. Джеффри Н. Куцци, Ларри У. Эспозито. «Кольца Урана» (Jeffrey N. Cuzzi, Larry W. Esposito, The Rings of Uranus) (на англ.) том 257, №1 (июль), 1987 г., стр. 52-66 [реклама на страницах 55-62 опущена] в pdf - 940 кб
    "В 1977 году неожиданный экспериментальный результат привел к удивительному, но неизбежному выводу о том, что планета Уран окружена семейством узких темных колец, не похожих ни на одно из виденных ранее. (...) Почему кольца Урана так отличаются от широких ярких колец Сатурна? Почему некоторые из них некруглые? Почему они имеют разную ширину, острые края и обширное пространство между ними? (...) Камеры "Вояджера-2" обнаружили одно новое узкое кольцо и около 100 почти прозрачных полос, невидимых с земли. Также было замечено несколько частичных кольцевых дуг. Частицы в известных кольцах крупнее, чем ожидалось, и имеют размеры от мяча для софтбола до автомобиля (от 10 сантиметров до нескольких метров). Частицы в недавно обнаруженных пылевых полосах, напротив, намного меньше (примерно 0,02 миллиметра) (...) Были обнаружены десять небольших спутников, которые находятся в пределах орбиты Миранды, которая является ближайшей к Урану из пяти основных лун. Два новых спутника, по-видимому, управляют частицами в самом внешнем кольце, но поблизости от других колец не было обнаружено ни одного спутника-кольца ожидаемых размеров. Основные кольца и новые спутники Урана угольно-черные. (...) Не все кольца круглые, и не все они лежат в плоскости экватора Урана. Их ширина колеблется от менее чем двух километров до почти 100 километров. Для сравнения, широкие главные кольца Сатурна, по сути, занимают область шириной около 60 000 километров. (...) Зная ширину колец Урана и то, как мало света они отражают, исследователи еще до встречи с "Вояджером-2" определили, что частицы в кольцах должны быть очень темными; похоже, что плоская поверхность частиц материала отражает менее 5% солнечного света, падающего непосредственно на нее. (...) На лучших снимках, сделанных "Вояджером-2", было обнаружено большое количество микроскопической пыли, широко распространенной по кольцам Урана. (...) Существование пыли предполагает наличие местного долгоживущего источника должно существовать вещество, состоящее из более массивных частиц. Однако в любом из основных колец содержится относительно небольшое количество пыли (гораздо меньше 1 процента по площади). (...) Отсутствие пыли в основных кольцах стало неожиданностью. (...) Однако "Вояджер-2" показал, что разреженные верхние слои атмосферы Урана значительно плотнее, чем считалось ранее. По-видимому, атмосфера уносит микроскопические частицы пыли с их орбит всего за несколько сотен лет (...) Размеры самых крупных частиц в кольцах составляют порядка нескольких метров, что сравнимо с размерами частиц в кольцах Сатурна. Как ни странно, кольца Урана, по-видимому, содержат очень мало частиц миллиметрового и сантиметрового размера, что сильно контрастирует с ситуацией на Сатурне. (...) К сожалению, расчетная плотность противоречит плотности, предсказанной теориями динамического поведения колец. (...) Природа сил, поддерживающих вложенные эллиптические орбиты, остается неясной. (...) Почему внутренние спутники и кольца такие темные? Согласно одной из гипотез, их поверхности изначально были покрыты льдом, богатым метаном. Электроны с высокой энергией из окружающих радиационных поясов Урана ударялись о поверхности и выбрасывали атомы водорода, оставляя после себя темный углеродный осадок. (...) Одна из проблем этого сценария заключается в том, что процесс излучения, который был смоделирован в земных лабораториях, обычно приводит к покраснению, а также к потемнению. Однако ни одно из колец или спутников Урана не имеет заметного покраснения. С другой стороны, общая темнота и отсутствие цвета в кольцевой и внутренней лунной системах могут свидетельствовать о присутствии неизмененного материала со свойствами примитивных метеоритов, называемых углеродистыми хондритами, которые содержат большое количество углерода, непрозрачных минералов и темных органических материалов. (...) Независимо от того, почему частицы темные, на структуру колец, должно быть, сильно влияют спутники Урана. (...) Суть предлагаемого процесса заключается в том, что первоначально круговые орбиты превращаются в эллипсы под действием гравитационного притяжения проходящих (или обгоняемых) спутников кольца, или пастухов. (...) Из многочисленных изображений с высоким разрешением, полученных "Вояджером-2", ясно, что большинство из 10 новых лун находятся непосредственно за пределами основных колец. Две самые внутренние луны, 1986U7 и 1986U8 (которые были названы Корделия и Офелия), расположены на кольце эпсилон (самом внешнем). (...) камеры "Вояджера-2" не обнаружили никаких других малых кольцевых спутников. (...) Существование частичных дуг колец вокруг Сатурна и Урана остается загадкой. (...) Ряд наблюдений позволяет предположить, что кольцевая система Урана, как и другие кольцевые системы, имеет много других особенностей молодости. Все мелкие частицы пыли, которые заметно, хотя и тонким слоем, распределены по кольцевой системе, будут сброшены с орбиты и погибнут в метеорной вспышке в атмосфере Урана всего через несколько сотен лет. (...) Возможно, что некоторые или даже все узкие кольца Урана были созданы, одновременно или по отдельности, во время катастрофического разрушения спутников кометными метеоритами. (...) В целом, мы начинаем подозревать, что строгая кольцевая система Урана, возможно, имела бурное и хаотичное прошлое. Нынешняя система Урана, состоящая из 10 узких колец, многочисленных пыльных полос, нескольких узких кольцевых дуг и множества спутников, может быть лишь фрагментом его прежнего "я" и просто еще одним промежуточным этапом в продолжающемся процессе создания и утраты, из которого возникнут будущие кольца Урана."
    
    
13. Джун Киношита. Нептун (June Kinoshita, Neptune) (на англ.) том 261, №5 (ноябрь), 1989 г., стр. 82-91 в pdf - 1,25 Мб
    "Из всех планет на маршруте ["Вояджера-2"] Нептун был наименее изучен. (...) К удивлению [наблюдателей], "Вояджер-2" показал неспокойный мир с гигантскими штормовыми системами, соперничающими с системами Юпитера, и мимолетными облаками, которые никогда ранее не наблюдались на газообразных планетах. (...) Как и Уран, Нептун представляет собой огромный шар из воды и расплавленной породы, окруженный атмосферой из водорода и гелия, смешанных с метаном. Метан поглощает красный свет и имеет водянистый оттенок. В отличие от Урана, атмосфера Нептуна имеет характерные бороздки и гигантские темные штормовые пятна, в том числе один ураган шириной с Землю, который ученые быстро окрестили Великим темным пятном. (...) Радиосигналы, исходящие от планеты подобно лучу маяка, показали, что Нептун совершает один оборот за 16 часов и три минуты - примерно на час быстрее, чем предполагалось ранее. (...) За два часа до максимального сближения "Вояджера-2" с планетой камеры космического аппарата зафиксировали поразительное и красивое зрелище: в косых лучах солнца параллельные полосы серебристых перистых облаков отбрасывали тени на голубую облачную поверхность внизу. (...) облака находились на высоте около 50 километров над нижележащим слоем. Ученые были в восторге: такие трехмерные структуры никогда ранее не наблюдались в атмосфере ни одной другой планеты-гиганта. (...) Ученые пока не могут объяснить, как образуются высокие облака и почему они простираются всего на несколько широт. (...) Магнитное поле Нептуна таило в себе сюрпризы: ось его диполя отклонена примерно на 50 градусов от оси вращения, а также смещена от центра планеты на 10 000 километров. (...) Норман Ф. Несс, руководитель эксперимента с магнитным полем, (...) предположил, что поля планет могут возникать по тому же механизму, который был предложен для звезд: конвекция электропроводящего материала внутри тонкой сферической оболочки вблизи поверхности. (...) "Вояджер-2" действительно наблюдал полярные сияния в атмосфере Нептуна, но они были разбросаны по обширной области, а не образовывали четко очерченные овалы вокруг магнитных полюсов, как на Земле. Полярные сияния были также замечены на Тритоне. (...) Еще в 1984 году телескопы на земле обнаружили нечто, похожее на неполные кольца, или кольцевые дуги, вокруг Нептуна. Если бы неполные кольца действительно существовали, они были бы первыми, которые можно было бы увидеть вокруг любой планеты. (...) когда космический аппарат приблизился к своей цели, он начал обнаруживать тонкие сегменты между дугами, и к 24 августа [1989] команда, проводившая съемку, объявила, что дуги были частью полного внешнего кольца. (...) Ученые до сих пор не смогли придумать правдоподобного объяснения тому, как образовались дуги. Другие снимки показали, что у Нептуна всего четыре кольца. (...) Наблюдения за тем, как внешнее кольцо закрывает звездный свет, показали, что у него плотное ядро диаметром около 17 километров, окруженное рассеянным пылевым ореолом диаметром около 50 километров. (...) "Вояджер-2" обнаружил шесть новых спутников, временно занесенных в каталог с 1989 Nl по 1989 N6. Эти темные, бесформенные глыбы имеют диаметр от 50 до 200 километров (...) Все недавно обнаруженные спутники вращаются вблизи экваториальной плоскости Нептуна и в том же направлении, в котором вращается планета. Плоскости орбит Тритона и Нереиды, напротив, наклонены на 20 и 30 градусов соответственно, и Тритон вращается в ретроградном направлении - это единственный крупный спутник в Солнечной системе, который делает это. (...) В дни, предшествовавшие столкновению, "Вояджер-2" передал дразнящие снимки Тритона: помятый розоватый шар, намекающий на впечатляющую геологическую историю. (...) на удивительно четких снимках были видны зубчатые ландшафты, обширные каньоны, кратеры и пики. Каждое новое изображение было более причудливым, чем предыдущее. (...) Тритон оказался 2720 километров в диаметре - несколько меньше земной Луны. Льды из метана и азота покрывают его полярную шапку, которая отражает так много солнечного света, что температура составляет всего 37 градусов по Кельвину, что делает Тритон "самым холодным объектом, который мы видели в Солнечной системе", - сказал Роджер Йелле из команды ультрафиолетовой спектрометрии. (...) Атмосфера Тритона чрезвычайно тонкая, около В 100 000 раз тоньше земной и состоит в основном из азота. (...) атмосфера, какой бы тонкой она ни была, все же достаточна для того, чтобы поддерживать облако мелких частиц на высоте примерно от пяти до 10 километров над поверхностью. (...) Эти признаки вулканизма в прошлом доказывают, что Тритон когда-то был более жарким местом, вероятно, из-за его необычного происхождения. Тритон, возможно, когда-то был независимой планетой, похожей на Плутон, на которую он похож по размеру и, возможно, по составу - он содержит больше породы, чем другие ледяные спутники. Позже Тритон был захвачен Нептуном; по мере того как он постепенно выходил на свою нынешнюю круговую орбиту, приливное трение могло расплавить Луну и вызвать вулканизм, возможно, от одного до двух миллиардов лет назад. (...) Ожидается, что плутониевые источники питания космических аппаратов выйдут из строя примерно в 2015 году. Ученые надеются, что к тому времени "Вояджеры" войдут в гелиопаузу - истинный край Солнечной системы, где солнечный ветер сталкивается с межзвездной средой."
    
14. Ральф Лоренц, Кристоф Сотин. Луна, которая была бы планетой (Ralph Lorenz, Christophe Sotin, The Moon That Would Be a Planet) (на англ.) том 302, №3, 2010 г., стр. 36-43 в pdf - 2,00 Мб
    [1] Перед миссией Кассини / Гюйгенс Титан был шифром - самым большим пространством неизвестной местности, оставшейся в Солнечной системе, больше, чем планета Меркурий. [2] Проникнув в дымку с помощью инфракрасных изображений, радара и спускаемого зонда миссия обнаружила динамичный ландшафт рек, озер, дюн, гор и, возможно, вулканов. Это холодная версия Земли, где метан заменяет воду, вода заменяет камни и погодные циклы в прошлые века. [3] Изучение Титана уже разъясняет геологические процессы нашей собственной планеты, такие как формирование дюн и изменение климата".
    
15. Пусть НАСА летает (Let NASA Take Flight) (на англ.) «Scientific-american» 2017 г №1 в pdf - 106 кб
    Дональд Трамп и Конгресс должны положить конец вредной привычке Вашингтона изменять наши космические цели
    
    
16. Джереми Хсу. Телескопическая команда (Telescopic Tag Team) (на англ.) «Scientific-american» 2017 г №1 в pdf - 179 кб
    НАСА работает над проектом гигантского телескопа, состоящего из двух разнесённых ИСЗ. В ходе экспериментирования будут запущены два кубсата ("Том" и "Джерри"), которые выдерживают расстояние между собой в 10 метров.
    
17. Чарльз Л. Лимоли. Опасности глубокого космоса (Deep-Space Deal Breaker) (на англ.) «Scientific-american» 2017 г №2 в pdf - 1,21 Мб
    Об опасности радиационного поражения мозга при полёте к Марсу
    
18. Энн Финкбейнер. Субсветовая миссия к Альфа Центавра (Near-light-speed mission to Alpha Centauri) (на англ.) «Scientific-american» 2017 г №3 в pdf - 1,93 Мб
    Миссия называется Breakthrough Starshot. Фримен Дайсон, которому 92, в Институте перспективных исследований в Принстоне поведал журналистке: "По-видимому мы собираемся к Альфа Центавра." Микрочипы с парусом будут разгоняться лазерами до 0,2 с. Там фотографируют систему и отсылают снимок на Землю. Лететь 20 лет + 4,37 года идёт сигнал. Чипы выводятся на орбиту простой ракетой. Материнский модуль сбрасывает по чипу ежедневно в течении 3 лет. Парус - 4 м кв., чип - 4 г. Далее 100 млн. малых лазеров разгоняют чип до 0,2 с за несколько минут. Лерой Чиао (командир МКС), кстати, проект поддерживает. Юрий Мильнер родился в Москве в 1961 году, работал над квантовой хромодинамикой, в Америке быстро заработал 3 млрд.$, из них 100 млн. выделил на проект. Запуски начнутся в середине 40-х
    
19. Взять ядерное оружие на короткий поводок (Take Nukes Off a Short Fuse) (на англ.) «Scientific-american» 2017 г №3 в pdf - 101 кб
    Опасность ядерной войны по-прежнему велика.
    
20. Длинная жизнь Хаббла (Long Live Hubble) (на англ.) «Scientific-american» 2017 г №3 в pdf - 1,29 Мб
    25 лет на работе. Даже если в 2020-х отключат, архив для исследования останется гигантский
    
    
21. Дэвид Джуитт, Амайя Моро-Мартэн. Межзвёздный нарушитель (David Jewitt, Amaya Moro-Martín, Interstellar Interlopers) (на англ.) том 323, №4 (октябрь), 2020 г., стр. 42-49 - 2,32 Мб
    «Обнаруженный шестью днями ранее [18 октября 2017 года] астрономом Гавайского университета Робертом Вериком объект, первоначально получивший название P10Ee5V, двигался так быстро, что Солнце не могло удерживать его на орбите. Вместо того, чтобы его предсказанный путь представлял собой замкнутый эллипс, его орбита была разомкнута, что указывало на то, что он никогда не вернется. (...) Так началась новая эра в астрономии. Переименован в C/2017 U1 (буква C означает комета), затем в A/2017 U1 (астероид) и, наконец, 1I /'Oumuamua, этот объект оказался первым телом, что астрономы когда-либо видели в Солнечной системе, которое возникло за ее пределами. '1I' в его обозначении указывает на его официальный статус как первого известного межзвездного объекта. Верик и его коллеги предложили название «Оумуамуа» - «посланник издалека, прибывший первым» на гавайском языке (...) После учета силы тяжести Солнца, Оумуамуа имел избыточную скорость в 26 километров (...) Никакое взаимодействие с телом Солнечной системы не могло вызвать такой удар, и солнечное тяготение не может уловить то, что движется так быстро; «Оумуамуа должен был прийти извне. (...) когда мы узнали больше об «Оумуамуа», наше удивление превратилось в полное замешательство. Все, от формы и размера до отсутствия кометоподобных свойств, противоречило нашим ожиданиям. (...) «У Оумуамуа не было хвоста и окружающей комы из сублимированной пыли и льда, непосредственно переходящей от твердого тела к газу - отличительные черты кометы. Скорее, за исключением своей уникальной орбиты, Оумуамуа выглядел как скалистый астероид. (...) «Средняя яркость Оумуамуа предполагала диаметр около 100 метров - довольно мало по сравнению с большинством известных астероидов. (...) в то время как большинство астероидов изменяются по яркости на 10-20 процентов во время вращения, Оумуамуа изменялся беспрецедентно в 10 раз, что указывает на необычную игольчатую форму, которая иногда имела большую и яркую поверхность, а иногда показывала только очень узкий край. (...) В июне 2018 года итальянский астроном Марко Микели из Европейского космического агентства и его коллеги сообщили об измерениях формы орбиты Оумуамуа, которые выявили действие слабой ракетоподобной силы, толкающей тело в дополнение к гравитационным силам Солнца и планет. Хорошо известно, что в кометах существуют так называемые негравитационные силы, возникающие из-за асимметричного толчка льдов, сублимирующих с дневной стороны ядра кометы. Но «Оумуамуа - не комета. (...) Может ли быть, что Оумуамуа испускает только газ, который труднее обнаружить, чем кометную пыль? (...) астрономам не известен другой космический объект, который испускает газ, кроме пыли или льда. (...) В ноябре 2018 года Шмуэль Бяли и Ави Леб из Центра астрофизики Гарвардского и Смитсоновского института предположили, что негравитационная сила может быть вызвана солнечным светом, который оказывает слабое давление на любой объект, находящийся на его пути. Однако, чтобы испытать достаточное радиационное давление, чтобы мы могли его измерить, «Оумуамуа должен был быть либо чрезвычайно тонким, как лист майлара (алюминизированный пластик, используемый для изготовления воздушных шаров на день рождения), либо очень низкой плотности. Биали и Леб предположили, что это может быть «легкий парус», плоское парусное транспортное средство, отправленное из другой цивилизации и предназначенное для перемещения в космосе звездным светом. (...) учитывая максиму, согласно которой экстраординарные утверждения требуют экстраординарных доказательств, большинство астрономов думают, что «Оумуамуа - это всего лишь обломок странной формы, но естественного происхождения из других частей Галактики. (...) через два года после Оумуамуа украинский астроном-любитель Геннадий Борисов открыл C / 2019 Q4 с помощью самодельного телескопа; Вскоре он был переименован в 2I/Борисов - второй межзвездный объект. Ее орбита даже более экстремальна, чем орбита Оумуамуа, но, похоже, это довольно обычная комета. (...) В отличие от «Оумуамуа», 2I/Borisov не показывает экстремальной кривой блеска, а его негравитационное движение является просто следствием асимметричного выделения газа, когда лед отрывается от его поверхности, как и в кометах Солнечной системы. (...) Наши ожидания основаны на теориях образования планет, которые предлагают готовый механизм для выталкивания некоторых объектов из их домашних планетных систем в галактику, где они могут в конечном итоге добраться до нашего маленького уголка космоса. (...) «Помимо странных свойств Оумуамуа, тот факт, что объект вообще был обнаружен, противоречит общепринятому мнению о формировании планетных систем, которое предполагает, что межзвездные посетители должны быть очень редкими. (...) Ученые подсчитали, что в течение несколько миллиардов тонн межзвездного материала, должно быть, врезались в Землю. Могли ли эти столкновения дать жизнь нашей планете? (...) Хотя нет никаких доказательств того, что жизнь распространяется по галактике, путешествуя в недрах астероидов и комет, учитывая наше нынешнее состояние невежества, мы должны признать, что такая возможность остается. (...) новые достижения в астрономии делают очень вероятным, что мы скоро увидим десятки подобных объектов, и эти открытия позволят нам лучше определить статистику и понять их физические свойства. (...) Чтобы по-настоящему понять природу любого нарушителя, мы хотели бы отправить космический аппарат, чтобы посетить его или даже приземлиться на него. Одна практическая проблема заключается в том, что у нас не так много времени на планирование, потому что эти объекты движутся очень быстро. (...) Более мощные ракеты по своей сути тяжелы и дороги в запуске. Даже если пролет возможен, разогнаться до скорости гиперболической орбиты, чтобы захватить образец, будет непросто. (...) Тем не менее, перспектива возможности внимательно изучить объект, который однозначно возник за пределами нашей солнечной системы, является экстраординарной, и ученые не постеснялись предложить способы сделать это».
    
    
22. Ребекка Бойл. Alien Moons (Rebecca Boyle, Alien Moons) (на англ.) том 324, №3 (март), 2021 г., стр. 38-45 в pdf - 1,66 Мб
    «Теперь мы знаем, что космос изобилует планетами, что планет гораздо больше, чем звезд, и что эти миры бывают почти любого вообразимого размера, местоположения и типа. (...) Нам еще предстоит найти далекую планету, которая выглядит как наш дом или для подтверждения этого, чтобы вокруг экзопланеты вращалась бы собственная луна. (...) поиски с 2018 года выявили несколько многообещающих кандидатов. (...) Экзопланеты без лун могут быть безжизненными скалами, обреченные зачахнуть, как Марс, через тысячелетия, замерзая или кипя и не позволяя атмосфере и жизни удерживаться. Сами экзолуны, если они существуют, могут быть даже лучшим местом для жизни, чем их планеты. Поиск жизни за пределами нашей солнечной системы может сосредоточиться на планетах с возможностью появления лун и даже на самих лунах. (...) Другими словами, экзолуны сами могут быть обитаемыми, и они могут помочь сделать обитаемыми их планеты-хозяева (...) Если звезда и ее планеты расположены на ровной плоскости, если смотреть с Земли - как если бы вы смотрели на Солнечную систему сбоку, а не сверху вниз - звезда будет казаться тусклой на короткое время, потому что планета двигалась перед ней. Этот фронтальный проход, похожий на затмение, называется транзитом. (...) Луны, движущиеся по орбите на больших расстояниях от своих планет-хозяев, также были бы обнаружены таким образом, если бы Луна находилась рядом с планетой во время прохождения. Звезда-хозяин могла бы тускнеть больше, чем обычно, или даже тускнеть вдвое, если бы орбита Луны находилась на достаточно большом расстоянии от планеты. (...) Часто транзиты повторяются с точностью метронома. Но иногда они немного отклоняются: транзит начинается или заканчивается немного раньше или позже, чем предсказывают ученые - эффект, называемый вариацией времени прохождения. Это может произойти из-за того, что другие планеты вращаются вокруг звезды и притягивают друг друга, но это также может произойти, когда у планеты есть большая луна. (...) В 2017 году [Алекс] Тичи [научный сотрудник Института астрономии и астрофизики Academia Sinica на Тайване] и Дэвид Киппинг, астроном Колумбийского университета, проанализировали данные телескопа Кеплера в поисках каких-либо указаний что луна мешает свету звезды. Они проанализировали около 300 планет в надежде найти популяцию лун. Они нашли только одного кандидата: Kepler-1625b. (...) Они говорят [после получения дополнительных данных с космического телескопа Хаббл] доказательства подтверждают существование спутника размером с Нептун вокруг Kepler-1625b, который сам по себе во много раз больше Юпитера. (...) Рене Хеллер, астроном из Института исследований солнечной системы им. Макса Планка в Геттингене, Германия, воспроизвел часть открытий Тичи, но не нашел достаточных доказательств существования луны. (...) Вскоре группы исследователей самостоятельно изучали данные Кеплера, пытаясь найти вариации прохождения, которые могли бы указывать на спутники. (...) Затем прошлым летом [2020] [Крис] Фокс, аспирант Западного университета [в Онтарио], просмотрел больше данных Кеплера. Он и его советник Пол Вейгерт тщательно изучили 13 планет Кеплера и обнаружили восемь с вариациями времени прохождения, которые можно объяснить экзолунами. Но, как указал Фокс, вариации могут быть и чем-то другим; возможности варьируются от звездной активности, такой как вспышки, до других планет. (...) Окончательное обнаружение остается неуловимым отчасти потому, что все астрономы так много требуют от своих телескопов и своих данных. Крошечное пятно яркости, возникающее в результате прохождения планетой своей звезды, может быть достаточно тусклым, чтобы увидеть его самостоятельно. Сравнение этого со сдвигом во времени прохождения всего на несколько мгновений - учитывая, что рассматриваемые объекты находятся на расстоянии сотен световых лет от нас - является мучительно точным измерением. (...) Когда планета находится дальше от звезды, звезда с меньшей вероятностью будет бороться с гравитацией планеты, позволяя луне оставаться на месте. (...) Но большие, далекие планеты трудно найти, отчасти потому, что им требуется много времени, чтобы вращаться вокруг своих звезд - один год на Юпитере, равный одному прохождению, занимает почти 12 земных лет, а это означает, что астрономам придется наблюдать за такой планетой более двух десятилетий, прежде чем найти окончательный сигнал. И их трудно заметить, потому что их можно спутать с другими объектами. (...) Сами звезды тоже могут сбивать с толку сигналы. Солнце оказывается особенно спокойной звездой; другие звезды, как правило, более активны, производя вспышки и излучение и рождая пятна, которые также могут влиять на их видимую яркость. (...) Астрономы надеются, что космический телескоп Джеймса Уэбба, запуск которого в настоящее время запланирован на октябрь [2021], сможет охотиться за экзолунами с большей точностью. (...) Мало что еще на Земле или на небесах может найти экзолуны в настоящий момент, поэтому астрономы полагаются на более совершенные методы обработки данных - и готовятся ждать».
    
23. Анил Анантасвами. Вид с обратной стороны Луны (Anil Ananthaswamy, The View from the Far Side of the Moon) (на англ.) том 324, №4 (апрель), 2021 г., стр. 60-63 в pdf - 1,32 Мб
    «В 1959 году советский космический зонд «Луна-3» сделал первые фотографии этой скрытой области. Вместо широких равнин на снимках был изображен лунный рельеф, покрытый горами. Наблюдения с тех пор обрисовали всю обратную сторону полностью. Вскоре эта пересеченная местность и пространство прямо над ней будут иметь еще более странные черты: она будет изобиловать радиотелескопами, установленными роботами-вездеходами нового поколения и лунными орбитальными аппаратами. (...) Примерно через 380 000 лет после большого взрыва Вселенная остыла и образовались первые атомы водорода. Гигантские облака этого элемента вскоре заполнили космос. Но в течение нескольких сотен миллионов лет все оставалось темным, без звезд. Затем наступил космический рассвет: первые звезды замерцали, галактики закручивались, и постепенно крупномасштабная структура Вселенной формировалась. (...) хотя этот водород производил длинноволновое (или низкочастотное) радиоизлучение s [на длине волны 21 см] радиотелескопы на Земле обнаружили, что их почти невозможно обнаружить. Наша атмосфера либо блокирует, либо мешает этим слабым сигналам; те, что проходят, затопляются радиошумом человечества. Ученые десятилетиями мечтали изучать космические пространства с обратной стороны Луны, защищенные от земных передач и не обеспокоенные какой-либо значительной атмосферой, препятствующей радионаблюдениям. Сейчас несколько космических агентств планируют полеты на Луну с приборами для обнаружения радиоволн - некоторые в ближайшие три года - и мечты астрономов станут реальностью. (...) Первые радиотелескопы на обратной стороне Луны и над ней будут простыми. Они соберут данные на этот призрачный кусочек невидимого космического прошлого. По мере появления более сложных инструментов сигналы 21-сантиметрового диапазона будут проявляться более детально, что позволит астрономам создавать динамические карты водородных облаков с высоким разрешением. (...) Отслеживая колеблющийся 21-сантиметровый сигнал, телескопы могут отображать эволюцию ранней Вселенной на протяжении темных веков вплоть до космического рассвета и даже за его пределами. (...) Некоторые инструменты-следопыты уже работают. Они являются частью китайского посадочного модуля Chang'e-4 на обратной стороне Луны, а также лунного орбитального аппарата Queqiao («Сорочий мост»), который передает сигналы с посадочного модуля на Землю. (...) И Чанъэ-4, и Queqiao несли радиоантенны. Но антенны на Queqiao, построенные в сотрудничестве с голландскими учеными, не раскрылись полностью, а единственная антенна Chang'e-4 заблокирована радиочастотными помехами, исходящими от электроники посадочного модуля. Будущие лунные космические аппараты для исследования тёмного времени, могут иметь дополнительную защиту, чтобы минимизировать радиопомехи. (...) Следующая подготовительная фаза для дальней астрономии должна начаться с запуском ROLSES (радиоволновые наблюдения на лунной поверхности фотоэлектронной оболочки) в октябре [2021]. (...) Хотя он приземлится в районе Oceanus Procellarum на ближней стороне Луны, задача ROLSES по характеристике RFI, генерируемой лунным грунтом, имеет решающее значение для будущей работы по идентификации других радиосигналов на обратной стороне. (...) Еще одна миссия по изучению радиочастотных помех на Луне - эксперимент по изучению электромагнитных полей Луны (LuSEE) - планируется запустить уже в 2024 году. (...) Посадочный модуль с LuSEE может также иметь другую полезную нагрузку. : DAPPER (Dark Ages Polarimeter Pathfinder), телескоп для обнаружения 21-сантиметрового сигнала космических темных веков. (...) DAPPER будет ограничен набором дипольных антенн в одном месте. Но у астрономов есть более амбициозные планы по развертыванию антенных решеток на Луне. (...) Сюэлей Чен из Национальной астрономической обсерватории Китайской академии наук считает, что лунная орбита является лучшим местом в ближайшем будущем для создания лунных массивов для карт темного возраста. Антенны на нескольких спутниках могут быть объединены в массив, который будет проводить наблюдения, когда все спутники находятся на дальней стороне. (...) Предварительный план предполагает, что флот из пяти-восьми спутников будет летать в тщательно выстроенном порядке, чтобы сформировать группу. Один из спутников будет более крупным базовым кораблем, на котором будет размещена большая часть электроники для приема и объединения сигналов от других спутников, а затем для передачи результатов на Землю. (...) Размещение такого массива на обратной стороне поверхности будет намного сложнее по многим причинам, в том числе из-за пересеченной местности на Луне и опасного для космического корабля холода 14-дневной лунной ночи. (...) Другой способ развертывания радиомассивов на обратной стороне Луны - это просто сбросить антенны с орбитального аппарата, чтобы приземлиться и развернуть там, где они могут. (...) Тем временем [Джек] Бернс [астрофизик из Университета Колорадо в Боулдере] также возглавляет концептуальное исследование, финансируемое НАСА, по созданию еще одного лунного радиотелескопа, метко названного FARSIDE (Farside Array for Radio Science Investigations of the Dark ages and Exoplanets, Дальний массив для радионаучных исследований темных веков и экзопланет). (...) Ученые планируют посадить полезную нагрузку из четырех марсоходов и 256 антенн общим весом около 1,5 метрических тонн с использованием лунных посадочных устройств, финансируемых НАСА. Марсоходы развернут антенны, разложив их четырьмя лепестками, похожими на цветы, на территории диаметром 10 километров".
    
24. Тони Травуйон и др. Видеть ясно (Tony Travouillon et al., Seeing Clearly) (на англ.) том 324, №4 (апрель), 2021 г., стр. 38-43 в pdf - 1,60 Мб
    «Для астрономов это волшебный момент: вы смотрите на монитор, и размытое изображение космологического объекта становится более резким, открывая новые детали. Мы называем это «замыканием петли», отсылкой к петле адаптивной оптики, инструмент, который позволяет телескопам корректировать туманность, вызванную турбулентностью в атмосфере. Адаптивная оптика, по сути, раскрывает звезды, сокращая пространство между нами и космосом, чтобы сделать нечеткое изображение четким. Однажды ночью в прошлом году наша команда в Австралийском национальном университете закрывала петля на новой системе визуализации, созданная для детализации космического мусора. (...) мы выбрали метеорологический спутник для этого первого теста. (...) Наш тест был частью усилий по созданию систем для решения этой проблемы космического мусора и сохраним эти орбитальные проходы для будущего использования. (...) Мы количественно оцениваем влияние атмосферной турбулентности с помощью «видимости», параметра, который описывает угловой размер размытого пятна звезды, видимой с Земли на базе телескопа. (...) в хорошем месте, на высокой горе с низкой турбулентностью, качество изображения обычно составляет от 0,5 до одной угловой секунды (...) Телескоп с зеркалом диаметром два метра может, например, разрешать объекты с длиной оптической волны 0,05 угловой секунды (эквивалентно разрешению большой монеты на расстоянии 100 километров). Но даже очень хорошее место с плохой видимостью ухудшит это разрешение в 10 раз. Таким образом, легко увидеть привлекательность размещения телескопов в космосе, за пределами досягаемости атмосферы. (...) Космические телескопы не могут быть слишком большими, потому что ракеты не могут нести такой большой вес. (...) Самый большой космический телескоп, который сейчас строится, - это космический телескоп Джеймса Уэбба, а его главное зеркало имеет ширину 6,5 метра. На земле самые большие зеркала телескопов имеют ширину более 10 метров; В настоящее время строящийся чрезвычайно большой телескоп будет иметь главное зеркало размером 39 метров. (...) Адаптивная оптика состоит из трех ключевых компонентов. Первый - датчик волнового фронта, быстрая цифровая камера (...) Этот датчик измеряет искажения, вызванные атмосферой, в режиме реального времени. (...) Этот эталонный источник света - лазерная направляющая звезда - является вторым ключевым компонентом системы адаптивной оптики. (...) Благодаря лазеру, прикрепленному к боковой стороне телескопа и отслеживающему его движения, эта искусственная звезда всегда видна датчику волнового фронта. Теперь, когда мы можем непрерывно отслеживать форму волнового фронта, нам нужно исправить его аберрации. Это работа третьего основного компонента системы: деформируемого зеркала. Зеркало сделано из тонкой отражающей мембраны, под которой находится матрица исполнительных механизмов, механизмов, которые толкают и тянут мембрану для формирования отраженного света. Каждый раз, когда датчик волнового фронта производит измерение, он отправляет эту информацию в зеркало, которое деформируется таким образом, чтобы компенсировать искажения входящего света, эффективно устраняя аберрации, вызванные атмосферой. Атмосфера меняется так быстро, что эти поправки нужно вносить примерно каждую миллисекунду. (...) Идти в ногу с этим постоянным процессом обновления в самокорректирующейся манере - вот что мы подразумеваем под «закрытием цикла». (...) мы начинаем расширять использование этой технологии за пределы астрономии. (...) Около 34 000 созданных руками человека объектов размером более 10 сантиметров в настоящее время вращаются вокруг Земли; только около 10 процентов являются активными спутниками. Космический мусор накапливается на высотах, наиболее активно используемых для деятельности человека в космосе, в основном на низкой околоземной орбите (около 300-2000 километров над землей) и геостационарной орбите (около 36000 километров). (...) НАСА сообщает, что за последние 20 лет станции [МКС] приходилось выполнять примерно один маневр уклонения в год, чтобы избежать летящего слишком близко космического мусора, и эта тенденция усиливается: в 2020 году было совершено три маневра. (...) Существуют различные тонкие различия между тем, как мы используем адаптивную оптику в астрономии, и тем, как мы применяем ее к осведомленности о космической обстановке. (...) Из-за этой скорости, когда телескопы отслеживают спутники, атмосферная турбулентность, кажется, изменяется намного быстрее, и системы адаптивной оптики должны вносить поправки в 10-20 раз быстрее, чем если бы они отслеживали астрономические объекты. (...) Адаптивная оптика может использоваться для отслеживания и получения изображений спутников и обломков на низкой околоземной орбите, а также для улучшения отслеживания объектов на низких, средних и геостационарных орбитах. (...) В дополнение к отслеживанию космического мусора, мы надеемся, что сможем использовать эту технику для сбивания объектов с курса, если они движутся к столкновению. (...) Эта стратегия не уменьшит количество обломков на орбите, но может помочь предотвратить столкновения обломков с обломками (...) Адаптивная оптика также больше используется без телескопов. Важное и в настоящее время довольно распространенное использование адаптивной оптики - это медицинская визуализация и офтальмология для коррекции аберраций путем визуализации через живые ткани и глаз. Другие области применения включают оптимальную лазерную фокусировку для промышленных лазерных инструментов и даже противоракетных военных лазеров. Никогда не было более захватывающего времени для изучения потенциала адаптивной оптики в космосе и на Земле».
    
25. Сид Перкинс. Чужие глубины (Sid Perkins, Alien Depths) (на англ.) том 324, №5 (май), 2021 г., стр. 12-14 в pdf - 1,64 Мб
    «Титан, спутник Сатурна, - единственное известное место в нашей солнечной системе, кроме Земли, где жидкие озера и моря сохраняются на поверхности. (...) теперь новые расчеты показывают впечатляющие глубины самого большого моря Титана, Kraken Mare - это холодная смесь метана, этана и азота. Открытие было получено в результате свежего анализа радарных сканирований, выполненных зондом Кассини, когда он пролетал окутанный дымкой Титан в августе 2014 года. Используя сканирование, исследователи оценили глубину в той части Кракен-Маре, где можно было обнаружить морское дно и в других местах, где его не было. [опубликовано Валерио Поджиали и др. в Journal of Geophysical Research: Planets, 2020] (...) Эхо указывало что часть устья имеет глубину до 85 метров (...) Но центральная и западная части моря не создали эха морского дна, предполагается, что центральная часть Кракен-Маре могла быть не менее 100 метров глубиной - или даже 300 или более. (...) Исследователи предупреждают, что будущая работа может указать на то, что некоторые сигналы не сработали и отскакивать назад не из-за большой глубины, а из-за того, что жидкость поглотила больше энергии радара, чем они рассчитали. (...) Согласно их расчетам, море, по-видимому, состоит примерно на 70 процентов из жидкого метана, на 16 процентов из жидкого азота и 14 процентов из жидкого этана при температуре -182 градуса Цельсия. (...) Понимание Kraken Mare имеет решающее значение для понимания Титана в целом: море содержит около 80 процентов жидкости на поверхности луны и покрывает около 500 000 квадратных километров, что примерно вдвое превышает площадь Великих озер Северной Америки вместе взятых».
    
26. Чанда Прескод-Вайнштейн и др. Переименуйте космический телескоп Джеймса Уэбба (Chanda Prescod-Weinstein et al., Rename the James Webb Space Telescope) (на англ.) том 324, №5 (май), 2021 г., стр. 10-11 в pdf - 1,03 Мб
    "JWST [Космический телескоп Джеймса Уэбба], запуск которого запланирован на конец этого года [2021], позволит заглянуть во Вселенную дальше, чем любой оптический или инфракрасный телескоп до него, и сможет показать нам галактики в их младенчестве, исследовать потенциально обитаемые миры и исследовать загадки темной энергии. (...) Очень жаль, что нынешний план НАСА состоит в том, чтобы запустить этот невероятный инструмент в космос, носящий имя человека, чье наследие в лучшем случае сложно, а в худшем - отражает соучастие в гомофобной дискриминации в федеральном правительстве. Джеймс Уэбб, скончавшийся в 1992 году, был кадровым государственным служащим, время которого в Государственном департаменте США при президенте Гарри С. Трумэне включало продвижение развития психологической войны как инструмента холодной войны. Позже он курировал программу Apollo в качестве администратора НАСА. Когда он прибыл в НАСА в 1961 году, его руководящая роль означала, что он частично отвечал за реализацию того, что было к тому времени федеральной политикой: чистка ЛГБТ [лесбиянок, геев, бисексуалов, трансгендеров] лиц из числа сотрудников. (...) Еще в 1950 году он знал об этой политике, которая была предшественницей антигейской охоты на ведьм, известной сегодня как паника с лавандой. (...) Многие астрономы испытывают чувство долга благодарности за работу Уэбба в качестве администратора НАСА, ценят и ностальгируют по времени, проведенному во время программы Аполлон, когда космическое агентство процветало. (...) Теперь, когда мы знаем о молчании Уэбба в Сенате и его действиях в НАСА, мы думаем, что пришло время переименовать JWST. Название такой важной миссии, которая обещает жить в популярной и научной психике на протяжении десятилетий, должно быть отражением наших высших ценностей. (...) архивные свидетельства (...) подчеркивают роль Уэбба как координатора гомофобных политических дискуссий с членами Сената. (...) Записи ясно показывают, что Уэбб планировал и участвовал в собраниях, во время которых передавал гомофобные материалы. Нет никаких свидетельств того, что он решил встать на защиту гуманности преследуемых. (...) У некоторых может возникнуть соблазн увидеть в предложении переименовать JWST как попытку оспорить многовековую историю. Фактически, дискриминация квир-людей [общий термин для сексуальных и гендерных меньшинств], в том числе ученых, по-прежнему влияет на их жизнь и карьеру. (...) какой сигнал он посылает нынешнему и будущим поколениям ученых, когда мы отдаем предпочтение наследию причастных правительственных чиновников к мечтам следующего поколения? С запуском JWST всего через несколько месяцев и новой президентской администрацией (и новым администратором НАСА) у руля НАСА есть возможность выбрать новую тезку, которая будет охватывать будущее свободы и вдохновения для всех. (...) Наследие Джеймса Уэбба - это полная противоположность мечтаниям и чувству свободы, вдохновленным исследованием глубокого времени и далекого космоса. (...) Всегда будут сложности с присвоением имен памятникам или сооружениям имен людей. Нет идеального героя. Тем не менее, мы можем чтить невероятных героев, которые неустанно трудились, чтобы освободить других. (...) Мы должны давать названия телескопам из любви к тем, кто был до нас и проложил путь к свободе, и из любви к тем, кто придет после».
    
27. Сара Скоулз. Сломанный щит (Sarah Scoles, The Broken Shield) (на англ.) том 324, №6 (июнь), 2021 г., стр. 36-43 в pdf - 4,51 Мб
    «Аресибо (...) мог похвастаться самой мощной, чувствительной и активной планетной радиолокационной системой. Этот радар мог заглядывать сквозь плотную атмосферу Венеры и наносить на карту пыльную поверхность Марса, но он также помогал защитить Землю от астероидов. Данные показали ученым эти скалы, подробно раскрыли, могут ли они представлять угрозу, он помог людям выяснить, что они могли бы разумно сделать, если бы астероид направлялся в нашу сторону. (...) Радиолокационные усилия Аресибо подпадали под действие «планетарной защиты»: попытки идентифицировать и предотвращать потенциальные столкновения между астероидами (и кометами) и этой планетой (...) С выходом из строя Аресибо и его радара [он рухнул в декабре 2020 года], наш планетарный арсенал защиты подходит к концу. (...) апокалипсис с астероидом кажется изюминкой художественных фильмов, а не серьезной наукой. Но чиновники начали уделять больше внимания вскоре после того, как комета Шумейкер-Леви направилась прямо к Юпитеру в 1994 году. (...) Тогда ученые, теперь хорошо известные своим планом работ по защите были частью военно-воздушных сил - таких людей, как Линдли Джонсон, ныне руководитель программы Управления по координации планетарной защиты НАСА (...). Одной из его [Джонсона] обязанностей было выполнение программы НАСА по наблюдению за объектами, сближающимися с Землей. Сегодня, во многом благодаря усилиям Джонсона, он превратился в целое Управление по координации планетарной защиты, где он является боссом. (...) Офис НАСА выполняет программы по сбору данных об астероидах, частично полагаясь на широкоугольные оптические и инфракрасные телескопы, которые могут видеть широкое пространство неба. (...) Официальный мандат [Конгресса США] в наши дни состоит в том, чтобы обнаружить 90 процентов объектов размером 140 метров и более - размера, при котором бум может привести к «довольно плохому дню в любом месте», по словам Джонсона. (...) «Мы работаем, и, возможно, к концу года мы найдем 10 000 таких», - говорит он. Это завершение на 40 процентов за 20 лет усилий. (...) Во всем мире 30 космических организаций, базирующихся повсюду от Латвии до Колумбии, от Китая до Израиля и включающих преданных любителей, национальные космические агентства и отдельные обсерватории, участвуют в Международной сети предупреждения об астероидах. (...) С 2016 года они зарегистрировали более 300 сближений, когда прогнозировалось, что астероиды будут находиться в пределах одного лунного расстояния - среднего расстояния между Землей и Луной - от центра земного шара. (...) работа не заканчивается, когда обнаруживаются близко пролетающие объекты. Наземные оптические и инфракрасные телескопы в таких местах, как Гавайи, Нью-Мексико и Аризона, проводят последующие наблюдения, чтобы узнать больше об объектах, чем о факте их существования. (...) Радар также помогает различать форму, состав и траекторию астероидов. (...) вопрос о том, что делать, - это только первое препятствие. Существует также более серьезный вопрос, кто должен это делать. Некоторые эксперты утверждают, что это слишком тяжелое бремя, чтобы научное сообщество могло нести его в одиночку. Возможно, говорят они, задача должна выпасть на организацию с большим опытом долгосрочного планирования и, что важнее, стабильного финансирования. Другими словами, Министерство обороны, а именно его недавно созданные Космические силы. (...) В 2020 году две организации [НАСА и Космические силы] подписали меморандум о взаимопонимании, согласившись работать вместе над определенными вещами, включая как планетарную защиту, так и осведомленность о космической обстановке. (...) на самом деле никакой федеральной организации конкретно не поручено отклонять астероиды. (...) В том месяце [февраль 2013 года] астероид размером 20 метров пронесся сквозь атмосферу и взорвался почти в 30 километрах над Челябинской областью в России с силой около 450 килотонн в тротиловом эквиваленте, ранив 1600 человек. Как и в случае с Шумейкер-Леви, чиновники широко открыли глаза. (...) [Существует] множество возможностей перемещать различные виды астероидов подальше от земного шара. Один из вариантов называется гравитационным трактором. Вы летите на настолько тяжелом космическом корабле, насколько можете, как можно ближе к космическому камню, как только сможете [приблизиться]. (...) технология (...) будет готова через столетие или около того. Некоторые ученые рассматривали возможность использования лазеров, прикрепленных к небольшому космическому кораблю, для нагрева материала и его испарения, отбрасывая его с поверхности и, таким образом, - каждое действие приводит к другому равному и противоположному - толкает астероид в другом направлении. (...) исследования взрывающихся бомб на поверхности астероида или под ней предполагают, что они могут распадаться на более мелкие части, которые создают свои собственные проблемы. В любом случае, этот вариант быстро усложняется, учитывая характер ядерных бомб и международный запрет на размещение оружия массового уничтожения в космосе. (...) В конце 2021 или начале 2022 года будет проведён тест перенаправления астероидов - будет нацелен на демонстрацию того, что мы можем изменить траекторию астероида (...) DART отправится в систему Дидимос, в которой есть большой астероид под названием Дидимос и маленькая луна под названием Диморфос. Затем космический аппарат врежется в луну, изменив её орбиту вокруг своего старшего брата и, таким образом, изменив движение большего брата вокруг Солнца. (...) Поскольку сам Диморфос размером с астероид, который может поставить под угрозу города, ученые надеются увидеть, насколько хорошо они могут передавать импульс от космического аппарата к космической скале. (...) Собранные данные тогда и после факта будут использованы в будущих моделях, которые ученые (...) используют, чтобы определить, как реагировать на реальную астероидную угрозу. (...) люди больше не думают о планетарной защите как о шутке (...), останавливающей убийцу планет? «Если бы нам понадобилось, - говорит она [Кэти Плеско, проводящая исследования по смягчению последствий астероидов в Лос-Аламосской национальной лаборатории], - я действительно верю, что мы сможем это сделать»».
    
28. Кэти Пик. Новый последний рубеж (Katie Peek, The New Final Frontier) (на англ.) том 324, №6 (июнь), 2021 г., стр. 84 в pdf - 5,28 Мб
    Графическое изображение пилотируемых космических запусков (1961-2020 гг.): «К концу 2020 года люди пересекли космос - граница, определенная здесь как 80 километров над уровнем моря - в 343 различных путешествиях. Они появляются здесь на временной шкале, каждая в виде отдельной дуги, окрашенной в зависимости от типа судна. Включен любой полет, в котором экипаж пересек эту 80-километровую линию - как космические самолеты, так и лунные посадочные аппараты».
    
29. Робин Джордж Эндрюс. Снятие проклятия Венеры (Robin George Andrews, Lifting the Venus Curse) (на англ.) том 325, №3 (сентябрь), 2021 г., стр. 52-61 в pdf - 18,7 Мб
    «Что превратило Венеру - вторую планету от Солнца и близнеца Земли по размеру и составу - в такое неземное и апокалиптическое состояние? Почему у этих двух похожих соседних планет были такие поразительно разные истории? (...) НАСА объявило о своем последнем выборе новых межпланетных миссий [в июне 2021 года] в рамках своей исследовательской программы Discovery (...) двух, названных DAVINCI+ и VERITAS, каждая из которых независимо нацелена на возвращение на Венеру. (...) Через неделю после долгожданного объявления НАСА Европейское космическое агентство объявило, что к вечеринке присоединится орбитальный аппарат EnVision, который будет проводить научные исследования избранных частей планеты. Началось возрождение Венеры. (...) удушающая атмосфера на 95 процентов состоит из углекислого газа. Слои облаков заполнены серной кислотой (...) земля запекается при температуре более 900 градусов по Фаренгейту [480 градусов по Цельсию], достаточно горячая, чтобы поджарить любого астронавта или робота. (... ) давление на поверхности (...) примерно в 90 раз больше, чем на Земле (...) Орбитальные аппараты прекрасно выживают, но для изучения поверхности требуется отличный радар, способный проникать через плотные облака. (...) пока не существует ничего, что могло бы дать наземной миссии больше, чем пару часов живучести. (...) VERITAS (латинское слово «истина» и сокращение от Venus Emissivity, Radio Science, InSAR, Topography, and Spectroscopy mission) будет во многих отношениях продолжением Magellan - орбитального аппарата с современной радиолокационной системой для создания беспрецедентно подробной карты планеты. (...) VERITAS также будет видеть в инфракрасном диапазоне, различая определенные минералы на поверхности по их характерному тепловому свечению. (...) Другой из его инструментов будет вглядываться в недра планеты, отображая изменяющуюся силу ее гравитационного поля, чтобы визуализировать структуру слоеного пирога внутри Венеры. (...) DAVINCI+ (Deep Atmosphere Venus Investigation of Noble Gases, Chemistry, and Imaging Plus) - это миссия, названная в честь мастера всего эпохи Возрождения. (...) концепция миссии [является] напыщенной попыткой сбросить американский зонд в венерианскую пасть [в атмосферу] (...) Зонд будет проваливаться через атмосферу, заглатывая и анализируя составляющие её химические вещества во время своего полета. Это намеренно смертельное путешествие. По мере того, как облака расходятся и поверхность приближается, он будет использовать свои камеры для получения изображений с самым высоким разрешением горного и геологически сложного региона Альфа-Регио, в то время как инфракрасные детекторы будут анализировать минералогию местности. Зонд погибнет вскоре после приземления (...) DAVINCI+ также имеет компонент орбитального аппарата. У него не будет сложной радиолокационной системы, но его камеры будут исследовать атмосферу и поверхность в ультрафиолетовом и инфракрасном свете, дополняя данные, собранные VERITAS. (...) миссия Европейского космического агентства EnVision будет использовать свои радарные системы для составления карты поверхности, в то время как его ультрафиолетовые и инфракрасные спектрометры будут анализировать состав горных пород и атмосферы планеты. На нем также будет проведен радионаучный эксперимент, который будет обнаруживать мельчайшие изменения в гравитационном поле планеты, создавая картину недр Венеры. (...) Самый убедительный ключ к разгадке катастрофической истории Венеры - это повышенное содержание тяжелой воды в ее атмосфере (...) Переизбыток тяжелой воды на Венере считается отбросом [остатками] нормальной воды в океане, что украшало планету эпохи назад. Чтобы узнать, что на самом деле случилось с Венерой, нам нужно выяснить, что случилось со всей этой водой. (...) Согласно моделям [Майкла] Уэя [научного сотрудника Института космических исследований имени Годдарда НАСА], медленное, но неуклонное повышение яркости новорожденного Солнца могло обречь Венеру на раннем этапе ее зарождения, подогрев молодую планету так сильно, что любая вода могла существовать только в виде пара. Весь этот водяной пар, мощный парниковый газ, быстро поднял бы температуру, усугубляемую воздействием углекислого газа, другого парникового газа, который пузырился из того, что тогда было океаном магмы, охватывающим всю планету. Если Солнце было злодеем в климатической истории Венеры, то планета была «мертва с первого дня», - говорит Уэй. Если раннее прояснение молодого солнца не было причиной, то виноват мог быть другой антагонист. Уэй подозревает вулканы. (...) DAVINCI+ может помочь определить, когда Венера потеряла воду, благодаря своей способности обнаруживать благородные газы в своей атмосфере, включая, среди прочего, ксенон, аргон и гелий. (...) Измерения таких газов могут указывать на то, что Венера с самого начала была абсолютно сухой. (...) Если, однако, солнце не светилось так быстро в молодости, то океан магмы Венеры, извергающий углекислый газ, должен был бы замерзнуть, позволяя жидкой воде образовываться и скапливаться на поверхности и Венера могла бы быть тропическим миром рек, озер, морей и океанов. (...) Прямо сейчас существует консенсус по поводу мега-извержений, уничтожающих океаны Венеры. (...) Если Венера действительно была водным миром на протяжении эпох, то у нее также должна была быть тектоника плит. (...) На Венере радарные системы EnVision и VERITAS могут отслеживать древние или активные разломы (...) Обе миссии также будут исследовать тессеры, странные континентальные плато, усеивающие поверхность Венеры. (...) тессеры, как полагают, представляют самые старые скалы на Венере. (...) Зонд DAVINCI+ (...) мог бы получить очень крупный и подробный вид только одной тессеры. (...) С другой стороны, VERITAS предоставит карту каждой тессеры, хотя и с меньшей детализацией. Тем временем EnVision выберет несколько мозаик для тщательного изучения с высоты. Динамическая карта Венеры VERITAS, которая может распознавать изменения, отображая одно пятно на поверхности несколько раз, также может показать, что планета все еще вулканически активна сегодня. (...) 14 сентября 2020 года (...) группа ученых объявила, что с помощью двух телескопов они обнаружили фосфин на определенной высоте в облаках Венеры, где температура и давление могут позволить каплям жидкой воды существовать. Фосфин может вырабатываться вулканизмом и молниями, но он также может вырабатываться микробами, что повышает вероятность того, что это открытие было косвенным доказательством инопланетной жизни. (...) Обнаружение было поставлено под сомнение в течение нескольких месяцев с тех пор, и анализы либо подтверждали, либо опровергали его. (...) ни [DAVINCI +], ни VERITAS, ни EnVision не были разработаны для изучения этого внезапно модного химического соединения. (...) Охотники за экзопланетами заметили множество миров размером с Землю и Венеру вдали от нашей галактики. Тем не менее, современные телескопические технологии делают практически невозможным сказать, они такие же гостеприимные, как наша планета, или адские, как Венера. На данный момент изучение Венеры вблизи может быть единственным путем к надежным оценкам, которые более распространены в космосе: Земли или Венеры. (...) Эти две команды не просто сняли проклятие [намек, что НАСА не выбирало ни одной миссии на Венеру в течение десятилетий]; они стерли его с лица земли. И уже на следующей неделе EnVision была выбрана влиятельными европейскими державами. В 2030-х годах Венера получит собственный флот научных сыщиков [исследователей]».
    
30. Клара Московиц. В поисках динамо (Clara Moskowitz, Seeking Dynamos) (на англ.) том 325, №4 (октябрь), 2021 г., стр. 92 в pdf - 1,51 Мб
    Инфографика: «Магнитные поля в нашей солнечной системе удивительно разнообразны (...) Несколько предстоящих космических миссий направлены на изучение планетных магнитных полей, которые открывают окно во внутреннюю структуру планет, а также их историю и формирование. (... ) [Основы динамо] Динамо формируется внутри планет, когда движущиеся электрические заряды создают магнитные поля. (...) [Планеты с магнитными полями] Магнитное поле каждой планеты возникает из-за ее собственного уникального состава и вращательных свойств. Венере и Марсу, кажется, не хватает достаточно конвекции в их интерьерах, чтобы производить поля». - Изображены и объяснены особенности других планет.
    
31. Клара Московиц. Первый свет (Clara Moskowitz, First Light) (на англ.) том 325, №5 (ноябрь), 2021 г., стр. 54-65 в pdf - 5,29 Мб
    Фоторепортаж: «В рамках совместного проекта НАСА, Европейского космического агентства и Канадского космического агентства JWST [Космический телескоп Джеймса Уэбба] будет наблюдать некоторые из старейших галактик во Вселенной, искать новые планеты и солнечные системы, формирующиеся вокруг других звезд, и даже исследовать планеты нашей собственной системы в новых деталях. Самый амбициозный и дорогой телескоп из когда-либо построенных, Webb стоимостью 10 миллиардов долларов оптимизирован для наблюдения инфракрасного света, чтобы лучше изучать объекты в далекой и древней вселенной. (... Путь к запуску JWST был непростым. Изначально предполагалось, что обсерватория будет стоить не более 1 миллиарда долларов и будет запущена примерно в 2007 году, но она страдала от управленческих проблем, технических проблем, перерасхода бюджета и задержек с графиком. Запускается ракетоф Ariane 5 из Французской Гвианы, тысячи ученых, инженеров и других, которые трудились над ней, будут надеяться на ее плавное движение". - Фотографии были сделаны ведущим фотографом НАСА для проекта космического телескопа Джеймса Уэбба. - стр. 54-55: «Полностью построенный космический телескоп Джеймса Уэбба (JWST) ожидает своего запуска в декабре [2021] в Редондо-Бич, Калифорния, на объекте, управляемом его генеральным подрядчиком, Northrop Grumman». - страницы 56-57: «Техники осматривают один из 18 шестиугольных сегментов зеркала, которые образуют главное зеркало Уэбба». - стр. 58: «До того, как все разрозненные части JWST были собраны вместе, его зеркала и инструменты были тщательно собраны в чистой комнате High Bay в Центре космических полетов имени Годдарда НАСА в Гринбелте, штат Мэриленд». - стр. 59: «Рабочие перевозят один из сегментов зеркала обсерватории, который прибыл в Годдард в специально сконструированных транспортных канистрах от их производителя, Ball Aerospace в Колорадо». - стр. 60: «Чтобы убедиться, что JWST может противостоять условиям холодного вакуума в космосе, его инструменты и оптика прошли 100-дневные криогенные испытания в камере A, огромной термовакуумной испытательной комнате в Космическом центре Джонсона НАСА в Хьюстоне». - стр. 61: «До того, как было построено и испытано реальное летное оборудование, резервная версия оптики JWST, называемая имитатором элементов оптического телескопа, подвергалась космическим условиям в симуляторе космической среды в Годдарде». - страницы 62-63: «Техник осторожно обращается с золотой фольгой, используемой для покрытия инструментов во время криогенных испытаний в имитаторе космической среды». - стр. 64: «Продуманный солнцезащитный козырек Уэбба - не единственное, что поможет сохранить телескоп в холоде. Защитный слой одеяла за главным зеркалом, называемый оборкой, будет блокировать попадание нежелательного света и тепла на инфракрасные датчики». - стр. 65: «Техники осматривают зеркала JWST во время теста на отключение света [тест в темноте]. [Фотография была сделана непосредственно перед тестом]».
    [В астрономии «первый свет» (первый свет) - это первое использование телескопа для получения астрономического изображения после того, как он был построен.]
    
32. Раджалакшми Нандакумар. Космос соединяет земной шар (Rajalakshmi Nandakumar, Space Connects the Globe) (на англ.) том 325, №6 (декабрь), 2021 г., стр. 59 в pdf - 1,53 Мб
    «Сегодня Интернет вещей (IoT) составляет не менее 10 миллиардов активных устройств, и ожидается, что в ближайшие 10 лет их число увеличится более чем вдвое. Для максимального увеличения преимуществ IoT в области связи и автоматизации необходимо, чтобы устройства были распространены по всему миру, для сбора зеттабайтов* данных. Данные ассимилируются в облачных центрах обработки данных с использованием искусственного интеллекта для выявления закономерностей и аномалий, таких как погодные условия и стихийные бедствия. Однако существует большая проблема: сотовые сети охватывают менее половины земного шара, в результате чего огромные пробелы в подключении. Система Интернета вещей космического базирования могла бы восполнить эти пробелы, используя сеть недорогих и легких (менее 10 кг) наноспутников, которые вращаются на орбите в нескольких сотнях километров от Земли. (...) Такие компании как SpaceX Starlink, OneWeb, Amazon и Telesat использовали наноспутники для обеспечения глобального доступа в Интернет. Вскоре появится возможность связываться с этими орбитальными наноспутниками с помощью небольших IoT с питанием от батарей, с устройств здесь, на Земле. (...) Коммуникационная компания Iridium, например, имеет сеть из 66 низкоорбитальных спутников, которые могут соединять корабли с самолетами, летящими в любую точку мира. (...) для переноса данных со спутника на централизованные серверы в центрах обработки данных Microsoft в партнерстве с SpaceX Starlink запустила платформу облачных вычислений космического базирования. (...) наноспутники имеют относительно короткий срок службы, около двух лет, и должны поддерживаться дорогой инфраструктурой наземных станций. Чтобы противостоять растущей проблеме орбитального космического мусора, НАСА и другие разрабатывают планы либо автоматически спустить спутники с орбиты в конце их функционального срока службы, либо собирать их с помощью других космических аппаратов».
    * зеттабайт (ZB) = 10²¹ байт (глобальный годовой интернет-трафик в 2016 году)
    
33. Клара Московиц. Долгое путешествие телескопа (Clara Moskowitz, A Telescope's Long Journey) (на англ.) том 326, №1 (январь), 2022 г., стр. 80 в pdf - 1,28 Мб
    Инфографика: «Самый амбициозный космический телескоп, созданный на сегодняшний день, вот-вот начнет вглядываться во Вселенную через инфракрасные глаза. Космический телескоп Джеймса Уэбба (JWST) стоимостью 10 миллиардов долларов США предназначен для того, чтобы видеть дальше в пространстве и времени, чем когда-либо прежде. Свет был растянут в результате расширения космоса на гораздо более длинные волны. Чтобы увидеть этот слабый свет, телескоп должен наблюдать вдали от Земли и её загрязняющих света и тепла. После запуска JWST пройдет 1,5 миллиона километров до второй «точки Лагранжа» Земли. (L2), точка в космосе, где гравитационные силы нашей планеты и Солнца примерно равны, что создает стабильную орбитальную позицию. Эта точка обзора позволит JWST выйти на орбиту с его гигантским солнцезащитным экраном, расположенным между телескопом и Солнцем, Землей и Луной, защищающим телескоп и поддерживающим температуру -370 градусов по Фаренгейту [-220 градусов по Цельсию] ». - «Орбита L2: обсерватория не будет вращаться непосредственно вокруг Солнца; она будет вращаться вокруг L2, пока это пятно движется вокруг нашей звезды, всегда в ногу с Землей позади нее. Она присоединится к списку полдюжины космических аппаратов, у которых есть немного другие орбиты в L2 с начала 2000-х».
    
    2022 - 2023 гг.