Популяризаторы науки и космоса

[АниКей]

[АниКей]

prokosmos.ru

Что такое орбита простыми словами: как устроены космические дороги


Все в космосе находится в постоянном движении — от крошечных частиц до гигантских галактик. Но это движение не хаотично: оно подчиняется строгим законам. Рассказываем, что заставляет планеты, спутники и даже звезды следовать по своим невидимым путям.

Спойлер

Каждое небесное тело, от планет до астероидов, а также все искусственные спутники следуют по определенному пути. Его называют орбитой. Орбиты существуют благодаря идеальному балансу между двумя сущностями: инерцией, толкающей тело вперед, и гравитацией, которая изгибает его траекторию.
Что такое орбита простыми словами
Орбита — это путь, по которому одно тело движется в гравитационном поле другого, более массивного. Планеты вращаются вокруг Солнца, Луна и искусственные спутники — вокруг Земли, а частицы — вокруг ядра атома. Орбиты бывают разных форм. Чаще всего они эллиптические, но случаются и круговые, поскольку окружность — частный случай эллипса. Круговые и эллиптические орбиты называются замкнутыми, потому что объект, движущийся по ним, привязан гравитацией к центральному телу и будет вращаться вокруг него снова и снова. Существуют также гиперболические и параболические орбиты: тела в них не замкнуты и могут не вернуться на прошлое место. В астрономии их наблюдают у межзвездных объектов. О них расскажем ниже.
Инерция и гравитация позволяют телам двигаться по орбитам, которые описываются законами классической механики Ньютона. Инерция — это свойство объекта сохранять свое состояние покоя или равномерного движения, если на него не действуют внешние силы. Гравитация, напротив, преодолевает инерцию, удерживая объекты на орбитах.
Более легкое тело на орбите летит по касательной и одновременно падает к центру тяжести более тяжелого. Если бы гравитации не было, тело продолжило бы движение по прямой, но притяжение постоянно изгибает его траекторию. Но если скорость, направленная перпендикулярно вектору гравитации, равна или больше определенного значения, легкое тело никогда не достигнет поверхности тяжелого, а будет летать вокруг него по плавной замкнутой траектории.

NASA Space PlaceОрбита Луны вокруг Земли
Элементы орбиты
Хотя простейшая орбита — это окружность, большинство небесных тел движется по эллипсам. Важные параметры орбиты:

wikimedia.org1 — апогей; 2 — перигей; 3 — Земля
Орбиты Земли и других планет
Орбита Земли вокруг Солнца почти круглая: эксцентриситет составляет всего 0,0167. Расстояние от Земли до Солнца в среднем составляет около 149,6 миллиона километров. Оно меняется незначительно, поэтому смена сезонов связана главным образом с наклоном земной оси. Однако форма орбиты со временем изменяется из‑за гравитационного влияния других планет. Притяжение Юпитера и Сатурна делает орбиту Земли то более вытянутой, то более округлой. Сейчас орбита постепенно становится круглее и от этого меняется длина сезонов.
Орбиты других планет отличаются от нашей. Например, у Меркурия эксцентриситет гораздо выше — 0,2056. Из-за такой вытянутой орбиты Меркурий в разные моменты времени находится на разном расстоянии от Солнца и движется с разной скоростью. Находясь ближе к Солнцу в точке перигелия, он ускоряется, а удаляясь, в афелии, он замедляется. Эксцентриситет у Марса (0,0934) ученые называют умеренным. Дальние планеты движутся по почти круговым орбитам, но делают полный оборот за десятки земных лет. Например, эксцентриситет орбиты Урана составляет 0,047, то есть она вполне круглая. Но Уран находится на расстоянии от 2,6 до 3,15 млрд км от светила, из-за чего один оборот вокруг Солнца занимает 84 земных года.
Международная космическая станция
МКС обращается на орбите высотой около 420 километров и облетает Землю со скоростью около 7,7 километра в секунду примерно за 90 минут, то есть 16 раз в сутки. Орбита станции почти круговая: наиболее удаленная точка от нашей планеты (апогей) и ближайшая к ней точка (перигей) различаются на несколько километров.

РоскосмосМеждународная космическая станция
Параболические и гиперболические орбиты
Это орбиты тел, которые движутся вокруг центрального тела с силой, достаточной для преодоления его притяжения. Их называют незамкнутыми. В случае нашей Солнечной системы такие орбиты наблюдаются у межзвездных объектов. 
Параболическая орбита: билет в один конец 
Параболическая орбита — это минимально возможная незамкнутая орбита. Объект на такой орбите имеет в точности ту скорость, которая необходима, чтобы преодолеть гравитационное притяжение центрального тела. Эту скорость называют второй космической скоростью или скоростью убегания.
Небесное тело, например, комета, прилетает из глубин космоса, огибает Солнце и улетает обратно в бесконечность. Если ее скорость в момент пролета около Солнца будет равна скорости убегания, то ее траектория будет иметь форму параболы. Она никогда не вернется.
Ключевая особенность параболического движения в том, что у объекта ровно столько энергии, чтобы «убежать» от гравитации и никогда не вернуться. Важно отметить, что при «убегании» на тело все равно будет действовать гравитация – например, замедлять его движение. Но этого воздействия будет недостаточно, чтобы замкнуть его траекторию и заставить его вернуться на прежнее место.
В реальности идеальные параболические орбиты встречаются крайне редко.
Гиперболическая орбита: с запасом энергии 
Гиперболическая орбита — это тоже незамкнутая орбита, но объект на ней движется быстрее скорости убегания. У него больше энергии, чем необходимо для преодоления гравитации центрального тела. Такой объект также прилетает из космоса, огибает центральное тело и улетает навсегда.
В таком случае у объекта избыток энергии, он гарантированно покидает систему и улетает в бесконечность, имея некоторую остаточную скорость.
Примерами тел с такими орбитами служат межзвездные объекты. Например, астероид Оумуамуа и комета 2I/Borisov стали первыми обнаруженными объектами, которые прилетели в нашу Солнечную систему из межзвездного пространства. Их траектории были гиперболическими.
Такие же траектории были и у некоторых космических аппаратов. Например, когда NASA запустило «Вояджеры» к границам Солнечной системы, их разогнали до скоростей, превышающих вторую космическую. Поэтому их орбиты гиперболические относительно Солнца.

wikimedia.org | Tony873004 | CC BY-SA 4.0Сравнение орбит астероида 1I/Оумуамуа и межзвёздной кометы C/2019 Q4 (Борисова)
Виды орбит спутников
Геостационарная орбита (ГСО)
Геостационарная орбита располагается над экватором на высоте 35 786 км от поверхности Земли. Спутник на такой орбите летает со скоростью примерно 3,07 километра в секунду, делая полный оборот за 23 ч 56 мин. Он вращается синхронно с планетой и наблюдателю кажется, что аппарат висит над одной точкой. Это удобно для работы ряда прикладных космических аппаратов связи, метеорологии и ретрансляции данных. 
Современная российская геостационарная группировка включает аппараты «Ямал», «Экспресс», «Луч» и «Электро-Л». Аналогичные орбиты чаще используют спутники связи и других стран. Недостатки геостационарных спутников — задержка сигнала (около 240 мс) и ограниченная видимость полярных регионов.
Низкая околоземная орбита (НОО)
НОО — это орбиты высотой до ~2000 км. Спутники здесь движутся со скоростями от 7,8 до 6,9 километра в секунду, делая полный оборот за 90—130 минут. Эти орбиты сейчас используются для пилотируемых полетов и детального наблюдения Земли: с них работают метеорологические аппараты серии «Метеор-М», оптические спутники «Ресурс-П» и радиолокационные «Кондор-ФКА». Тут же расположены научные спутники «Ионосфера-М». В нижнюю зону этой области чаще всего запускают кубсаты для научных исследований и технологических экспериментов.
Однако для большинства людей эти орбиты сегодня в первую очередь ассоциируются с высокоскоростным интернетом от систем вроде Starlink или «Рассвет». Такие группировки содержат множество спутников, размещенных на относительно небольших высотах, от 400 до 800 км, что обеспечивает их ключевое преимущество — низкую задержку сигнала. Чтобы гарантировать полное покрытие планеты и обслуживать огромное количество абонентов, необходимы целые созвездия аппаратов. Именно поэтому группировки для глобального интернета, как в случае со Starlink, проектируются из десятков тысяч спутников.

wikimedia.org | Wikideas1 | CC BY 4.03D-рендеринг спутника Starlink
Что известно о системе «Рассвет» и когда заработает российский аналог Starlink
Основное достоинство НОО — достижимость (спутник на такую орбиту вывести сравнительно легко, поскольку затраты энергетики при таких запусках наименьшие), низкая задержка сигнала для связи и близость к Земле для аппаратов ДЗЗ.  Ее главный недостаток — быстрое перемещение аппарата по отношению к земной поверхности. Для постоянного наблюдения одного региона требуется группировка из десятков аппаратов. Кроме того, низкая орбита подвержена аэродинамическому торможению в верхних слоях атмосферы. Плотность последней меняется из‑за солнечной активности, и спутники должны регулярно корректировать орбиту, чтобы не упасть на Землю.
Каким образом геомагнитные бури вредят космонавтике
Однако подниматься выше НОО также опасно: верхняя зона таких орбит лежит во внутреннем радиационном поясе Земли, где магнитное поле удерживает высокоэнергичные заряженные частицы (протоны и электроны), прилетевшие из дальнего космоса. Прохождение через радиационные пояса снижает ресурс космических аппаратов из-за ионизирующего излучения, которое влияет на материалы и оборудование. Это воздействие характерно для орбит, пролегающих от высоты ионосферы и до стационара.
Повышенная радиация здесь вызывает ухудшение свойств материалов и бортовых систем, например, снижение эффективности солнечных батарей, внезапные отказы аппаратуры из-за удара одиночных протонов и тяжелых ионов, а также помутнение оптических поверхностей, таких как солнечные батареи и оптические датчики.
Как советская спутниковая программа «Электрон» изучала радиационные пояса
Солнечно‑синхронная орбита (ССО)
Солнечно‑синхронная орбита — частный случай НОО: спутник на такой орбите проходит над одной точкой Земли в одно и то же местное солнечное время. От других орбит ССО отличаются прямой связью между наклонением и высотой. Для ССО высотой 400 км наклонение составляет 97,02°, высотой 600 км — 97,78°, а для орбит высотой 1 400 км — 101,42°. Спутники на ССО имеют важные преимущества: они могут постоянно направлять солнечные батареи на светило, что обеспечивает оптимальные условия освещения панелей в течение всего витка. Кроме того, спутник на ССО видит наземные объекты в одно и то же местное солнечное время, что позволяет получать снимки в одинаковых условиях освещенности. Это важно для мониторинга облачности, растительности и городской застройки. Также постоянная ориентация спутника относительно Солнца и орбиты облегчает наведение антенн для межспутниковой связи в случае использования орбитальной группировки.
Космический аппарат «Метеор-Природа» № 2-2, запущенный 20 июня 1977 года с космодрома Плесецк, стал первым отечественным спутником, работающим на ССО. Сейчас на ССО находятся гелиогеофизические космические аппараты «Ионосфера-М» №1 и №2 и спутники дистанционного зондирования «Канопус-В», «Метеор-М», «Ресурс-П» и «Кондор-ФКА».

Е. Германюк, ИКИ РАНКосмический аппарат «Ионосфера-М» в полете в представлении художника
Средневысотные орбиты
Околоземные орбиты средней высоты — от 2 до 36 тысяч километров от поверхности — чаще всего используются для навигационных спутников. В частности, американские аппараты GPS вращаются на высоте 20,2 тысячи километров, российские ГЛОНАСС, европейские Galileo и китайские BeiDou —- на высотах 19,1, 23,2 и 21,53 тысячи километров соответственно. На средневысотных орбитах могут располагаться многоспутниковые группировки передачи данных, например, O3b и O3b mPOWER для широкополосной связи и покрытия полюсов.
Полярная орбита
Полярная орбита отличается наклонением. Она проходит через северный и южный полюса, и наклон ее плоскости составляет около 90°, хотя чаще всего используются чуть большие или чуть меньшие наклонения. Каждый виток орбиты полярного спутника перекрывает предыдущий на один меридиан. Благодаря вращению Земли под орбитой проходят разные территории, и спутник постепенно покрывает всю поверхность планеты. Такие орбиты используют для научных экспедиций и картографирования. Они часто имеют высоту 600–800 км.
Очень интересна высокоэллиптическая орбита типа «Молния», апогей которой находится над северным полюсом. Она не относится к полярной — ее наклонение меньше 90° — но при малом перигее спутник обращается по такой орбите в течение двух часов и большую часть времени обозревает верхнюю часть земного шара, в том числе высокие широты, недоступные для геостационарной орбиты. Здесь работают отечественные метеоспутники «Арктика-М». Группировка сменяющих друг друга аппаратов позволяет непрерывно наблюдать за северными территориями России и Арктики.
Точки Лагранжа
В системе из двух массивных небесных тел, где присутствует третье тело с крайне малой массой, существуют особые места, в которых это малое тело может оставаться неподвижным относительно первых двух. Здесь сила гравитации и центростремительное ускорение уравновешиваются. Эти места называются точками Лагранжа, или точками либрации. В системах двух крупных тел существуют пять подобных точек. Они позволяют космическим аппаратам «зависать» в определенных местах относительно Земли и Солнца, затрачивая минимум топлива.
В точке L1 между Землей и Солнцем работают солнечные обсерватории, наблюдающие солнечную корону.
В точке L2, расположенной на линии Солнце-Земля с противоположной от Солнца стороны, размещают важнейшие космические телескопы. Им нужен постоянный температурный режим, и эта точка идеально подходит, поскольку Земля закрывает их от солнечного тепла. Например, здесь работают знаменитый «Джеймс Уэбб» и российский «Спектр-РГ», удостоенный престижной международной премии имени Марселя Гроссмана. Они движутся по гало-орбите вокруг L2, постоянно оставаясь в тени нашей планеты.
Точки L4 и L5 находятся на орбите Земли, но одна из них опережает планету на 60 градусов, а другая — отстает на тот же угол. В этих стабильных областях могут накапливаться астероиды и пылевые облака.

НПО имени ЛавочкинаОбсерватория «Спектр-РГ» в полете
Частые вопросы
Почему орбиты эллиптические?
Идеальная круговая орбита возможна лишь при строгом совпадении начальной скорости и точки приложения силы тяжести. Любое отклонение приводит к появлению эллипса. В модели Ньютона сумма кинетической и потенциальной энергии определяет форму орбиты. Эта форма являет собой частный случай конического сечения, т.е. представляет кривые, возникающие при пересечении конуса с плоскостью. Таких кривых известны три — эллипс (частный случай — окружность), парабола и гипербола. По этим кривым и возможно движение двух тел в гравитационном поле.
Почему спутники не падают на Землю?
Космический аппарат держится на орбите благодаря балансу между гравитацией и инерцией, определяемой скоростью движения. Объект с достаточной горизонтальной скоростью постоянно падает на Землю, но из‑за кривизны планеты поверхность все время «убегает» от него. Спутники находятся в постоянном свободном падении, но при этом движутся по орбите с достаточной скоростью, чтобы промахиваться мимо поверхности планеты. Впрочем, иногда из-за торможения в верхних слоях атмосферы спутники теряют скорость и все же падают. 
Что определяет форму орбиты?
Форму орбиты космического аппарата определяют скорость, высота и угол запуска («азимут пуска»), а также силы, действующие на аппарат после отделения от ракеты-носителя: гравитация планет, сопротивление атмосферы и давление солнечного излучения.
Гравитационное воздействие крупных планет меняет эксцентриситет орбит небесных тел. Например, притяжение Юпитера и Сатурна периодически делает земную орбиту более вытянутой или округлой.
Для спутников на низких орбитах главное внешнее воздействие — сопротивление атмосферы, на которое влияет солнечная активность. Аэродинамическое торможение в атмосфере уменьшает высоту орбиты и требует коррекций.
Как выбирают орбиту космического аппарата?
В первом приближении выбор орбиты зависит от параметров задачи, которая ставится перед космическим аппаратом, например, области обзора земной поверхности (или небесной сферы), требуемого времени наблюдения, задержки связи и других особенностей целевой полезной нагрузки. Инженеры учитывают требуемую скорость передачи данных, разрешение изображений и энергетические параметры, выбирая между геостационарной, низкой, средней или солнечно‑синхронной орбитой.
Геостационарные аппараты обеспечивают постоянное покрытие большой территории, но имеют задержку сигнала; низкие орбиты дают высокое разрешение, но требуют множества спутников.
Параметры орбиты (главным образом ее высота и наклонение) назначаются исходя из таких соображений, как место расположения космодрома (точки старта), трасса запуска (наличие полей падения отработавших ступеней и головных обтекателей ракет) и энергетические возможности средств выведения. Чем выше высота и чем сильнее наклонение отличается от широты точки старта, тем меньше будет полезная нагрузка, выводимая ракетой-носителем. В любом случае выбор целевой орбиты — это решение комплексной задачи, учитывающей множество факторов.
Можно ли изменить орбиту планеты или астероида?
Изменить орбиту большого тела непросто. У человечества сейчас нет таких ресурсов. В 2022 году NASA провело первый эксперимент по изменению орбиты астероида — миссию DART. Она была направлена на изучение возможности отклонения небесного тела путем кинетического удара. Целью стал двойной астероид Дидим, у которого есть спутник Диморф. Инженеры ударили по нему зондом массой 610 кг и зафиксировали изменение орбиты астероида. Эксперимент был удачным, но изменение орбиты было минимальным. Как объяснил астроном Леонид Еленин, это все равно что стрелять комаром по большому поезду. 
Леонид Еленин об астероидно-кометной угрозе и изменениях орбит малых небесных тел
Для крупных планет потребовались бы колоссальные энергозатраты; но для таких небесных тел, как астероиды, постоянные малые воздействия (например, удар или даже простой пролет рядом с ними космических аппаратов) со временем могут приводить к изменениям параметров орбиты.

NASA/Johns Hopkins APLУдар зондом DART по астероиду Диморф в представлении художника
Как рассчитывают и подбирают траекторию запуска?
Расчет орбиты основан на законах механики Ньютона и гравитации. Инженеры используют численные модели, учитывающие массу Земли, атмосферное сопротивление и влияние Солнца и Луны. Однако в первом приближении достаточно знать энергетические характеристики средства выведения и так составить уравнение его движения, чтобы в конечный момент сообщить полезной нагрузке скорость (как по абсолютному значению, так и по направлению), соответствующую первой космической для целевой орбиты. Уже затем можно включить корректирующие двигатели (если они есть), которые изменяют высоту, наклон и эксцентриситет. 
Для сложных энергоемких экспедиций (например, полета к планетам, в дальний космос или к точкам Лагранжа) траектория рассчитывается так, чтобы минимизировать энергозатраты (максимально повысить массу выводимого полезного груза) и воспользоваться гравитационными маневрами.
Как Луна и солнечный ветер влияют на орбиты?
Гравитация Луны вызывает приливные эффекты, влияя на вращение Земли и искажая траекторию движения искусственных спутников, изменяя со временем плоскость и высоту орбит. На низких околоземных орбитах это незаметно, но с увеличением высоты орбиты влияние Луны усиливается. За пределами точки Лагранжа L1 лунное притяжение доминирует над земным. 
Солнечный ветер и активность Солнца влияют на плотность верхней атмосферы; когда солнечная активность повышается, атмосфера расширяется («вспухает»), и аэродинамическое сопротивление для спутников на низких орбитах возрастает. 
Все эти эффекты учитываются при расчетах динамики орбиты космического аппарата. 
Отличаются ли подходы у разных космических агентств?
У национальных космических агентств есть свои приоритеты и подходы, но физика орбит одинакова для всех. Различия в задачах и акцентах диктуются возможностями страны и требованиями конкретной миссии, однако в реальности портфели проектов у ведущих держав очень диверсифицированы. Например, пока NASA и Европейское космическое агентство планируют создание пилотируемой инфраструктуры вблизи Луны, американские частные компании активно разворачивают в низкой околоземной орбите многотысячные группировки Starlink. В то же время и Россия не ограничивается лишь околоземным пространством, продолжая запускать к точкам Лагранжа уникальные космические телескопы, такие как «Спектр-РГ», и разрабатывая будущие обсерватории «Спектр-УФ» и «Миллиметрон».
Таким образом, несмотря на то что Россия сегодня делает особый акцент на создании низкоорбитальных спутниковых группировок, что заложено в новой версии нацпроекта по космосу, ее интересы гораздо шире. В планах — вывод на высокоширотную полярную орбиту новой национальной станции (РОС), а на высокоэллиптические орбиты типа «Молния» уже выводятся аппараты «Арктика-М».
Такой комплексный подход подтверждает, что нашей стране важно присутствовать везде. Глава Роскосмоса Дмитрий Баканов объяснил почему.

[свернуть]

[АниКей]

Наука
Из замороженных на МКС половых клеток удалось получить здоровое потомство
18 августа 2025 года, 15:48
Дарина Житова
Ученые давно пытаются выяснить, как длительные космические экспедиции могут влиять на способность человека иметь детей. Использовать в таких целях человеческие клетки неэтично, поэтому объектом исследований обычно становятся мыши — их геном похож на человеческий, а репродуктивный цикл гораздо короче. Ученые из Японии провели эксперимент, чтобы понять, можно ли сохранить репродуктивное здоровье в суровых условиях космоса. Результаты обнадеживают: из половых клеток животных удалось получить здоровое потомство.
Команда исследователей из Киотского университета отправила на Международную космическую станцию замороженные стволовые клетки мышей. Это были сперматогониальные клетки, то есть те, из которых потом развиваются сперматозоиды.
После шести месяцев на орбите в специальной морозильной камере их вернули на Землю. Ученые разморозили клетки, вырастили их в лаборатории и пересадили самцам мышей. Через три-четыре месяца эти мыши смогли естественным путем произвести на свет совершенно здоровых детенышей с нормальным набором генов.
Этот эксперимент очень важен для будущего освоения космоса. Дело в том, что невесомость и радиация вредят организму. Они вызывают потерю мышечной массы и снижение плотности костей. Похожие изменения могут затронуть и зародышевые клетки — предшественников яйцеклеток и сперматозоидов. Изучать их особенно важно, потому что любое необратимое повреждение в них, скорее всего, передастся по наследству.
«Важно изучить, как долго мы можем хранить зародышевые клетки на МКС, чтобы лучше понять пределы хранения для будущих полетов человека в космос», — говорит ведущий автор исследования Мито Канацу-Синохара. Новые результаты показывают, что глубокая заморозка может защитить такие клетки и сохранить их способность к оплодотворению как минимум на полгода.

KyotoU/Shinohara lab
Интересно, что изначально ученые ожидали другого. Они предполагали, что космическая радиация повредит чувствительные стволовые клетки гораздо сильнее, чем сама процедура заморозки. Однако результаты показали обратное. Оказалось, что химические вещества, которые используются для консервации, погубили часть клеток, а вот сам полет почти не оставил следов. Разница между клетками до полета и после него оказалась минимальной.
Конечно, делать окончательные выводы пока рано. Новорожденные мышата выглядят здоровыми и не показывают отклонений в ДНК, но нельзя исключать проблем со здоровьем в долгосрочной перспективе. Чтобы быть уверенными до конца, ученым предстоит проанализировать продолжительность жизни и плодовитость этих мышей, а также их последующих поколений.
«У нас все еще есть стволовые сперматогониальные клетки, замороженные на Международной космической станции, поэтому мы продолжим исследование», — добавляет Канацу-Синохара.
Ранее ученые оценили, насколько роды в космосе опасны для матери и ребенка.
Фото Warren Photographic

[АниКей]

tass.ru

Магнитные поля почти в 2,5 раза увеличат КПД производства кислорода в космосе


МОСКВА, 18 августа. /ТАСС/. Физики обнаружили, что КПД установок по расщеплению воды на водород и кислород можно повысить примерно на 240% при их работе в космосе, если встроить в них обычные неодимовые магниты. Это позволит значительным образом упростить и удешевить системы жизнеобеспечения на МКС и пилотируемых космических кораблях, сообщила пресс-служба немецкого Центра прикладных космических технологий и микрогравитации (ZARM).
"Мы показали, что для разделения водорода и кислорода при расщеплении воды в космосе не нужны сложные центрифуги или другие механические устройства. Нам даже не нужно тратить на это дополнительной энергии - почти земной эффективности электролиза воды можно добиться, используя полностью пассивную систему, не требующую особого ухода", - пояснила профессор ZARM Катарина Бринкерт.
Как объясняют ученые, для получения кислорода на борту МКС используются две системы электролиза воды - российская "Электрон-ВМ" и американская OGS. Они устроены значительно сложнее, чем их земные аналоги, и при этом для их работы нужны центрифуги и прочие сложные механические компоненты, так как в условиях невесомости кислород и водород ведут себя не так, как это делают пузырьки этих газов на поверхности Земли.
В результате этого системы тратят около трети электроэнергии, расходуемой системами жизнеобеспечения МКС, и на их долю приходится значительная часть массы и объема станции. Это делает их малопригодными для обеспечения кислородом планируемых миссий к Марсу и в другие регионы дальнего космоса, и вынуждает ученых искать альтернативные подходы для производства кислорода.
Ученые предположили, что эффективность работы космических систем электролиза воды можно значительным образом повысить при помощи мощных магнитных полей, которые в теории могут ускорить формирование пузырьков газа на поверхности электродов и при этом направлять их движение через толщу воды в одну конкретную сторону. Руководствуясь этой идеей, физики провели серию опытов на специальной установке в ZARM, позволяющей на непродолжительное время помещать приборы в условия, аналогичные микрогравитации.
Эти эксперименты показали, что добавление обычных неодимовых магнитов в установку для электролиза заметно ускорило расщепление воды. При наиболее благоприятном стечении обстоятельств КПД установки повышался на 240% за счет ускоренного формирования пузырьков кислорода и в результате формирования вихрей в воде под действием магнитных полей. Схожим образом, как считают ученые, можно улучшить работу систем жизнеобеспечения МКС, а также создать компактные генераторы кислорода для полетов на Марс и другие планеты. 

[АниКей]

[Брабонт]

Интересно, Трамп любит мышек?

Трамп любит шлюшек.
А по мышам там другой был, который недавно ласты склеил...

[АниКей]

news.ru

Академик объяснил, почему собак больше не отправляют на МКС

Академик Железняков заявил, что собаки создавали дополнительные сложности на МКС

 
Содержание собак на Международных космических станциях создавало бы дополнительные трудности для космонавтов, заявил KP.RU академик Российской академии космонавтики Александр Железняков. Именно поэтому крупных животных перестали отправлять на МКС. Вдобавок к этому люди сосредоточились на изучении человеческого организма в таких сложных условиях.

Собака на МКС... Вряд ли это было бы весело. При свободном перемещении животного по станции возникло бы множество физиологических проблем. Космонавтам пришлось бы заниматься собаками в ущерб прочей деятельности, — отметил Железняков.

Он добавил, что помимо мушек в космос сейчас запускают мышей. Уже скоро очередная группа животных полетит на отечественном «Бионе-М» № 2.
В Роскосмосе ранее сообщили, что грузовой корабль «Прогресс МС-30» успешно провел коррекцию орбиты Международной космической станции. В результате проведенного маневра высота полета МКС увеличилась на 1,7 км.

[АниКей]

[АниКей]

Белка и Стрелка слетали в космос и вернулись на Землю
19 августа 2025 года, 08:00
Игорь Маринин
Немногие знают, что у Белки и Стрелки на самом деле были другие клички. До исторического полета на орбиту, который состоялся 65 лет назад, первую звали Альбиной, а вторую — Маркизой, хотя есть и другие данные. Как собаки  перенесли сложнейший полет на орбиту и как сложилась их дальнейшая судьба, рассказывает член Общественного совета Госкорпорации «Роскосмос» Игорь Маринин.
Содержание
1Первые шаги СССР в пилотируемый космос2Как СССР решал проблему возвращения на Землю3Неудачный полет собак Лисички и Чайки4Как Белка и Стрелка стали героями страны и всего мира5Что было с Белкой и Стрелкой после полета

Спойлер

Собаки-космонавты отправились на околоземную орбиту 19 августа 1960 года на «Втором космическом корабле-спутнике». Через сутки спускаемый аппарат с живыми существами успешно вернулся на Землю. Тем самым Белка и Стрелка доказали возможность освоения космоса живыми существами, и спустя восемь месяцев туда полетел первый человек.
Первые шаги СССР в пилотируемый космос
Космическая эра началась 4 октября 1957 года, когда СССР запустил первый в мире искусственный спутник Земли. Созданный в ОКБ-1 «Спутник-1» (ПС-1, «Простейший спутник-1») показал, что околоземная орбита вполне достижима для техники и пригодна для использования в различных целях. Но как условия орбитального полета повлияют на человека и возможен ли он вообще — было совершенно неизвестно.
На тот момент в СССР уже несколько лет проводили суборбитальные полеты собак. Животных размещали в специальных герметичных отсеках, которые прикреплялись к геофизическим ракетам. Носители поднимались на высоту более 100 км, после чего отделяющиеся головные части с собаками спускались на Землю на парашютах. Всего с июля 1951-го по июнь 1960 года с полигона Капустин Яр в Астраханской области выполнили 29 таких запусков с участием 36 собак.

РГАНТДСергей Королёв с подопытной собакой. Капустин Яр, 1951 год
Наиболее неприхотливыми были собаки «дворянской» породы. Специалисты Института авиационной и космической медицины отлавливали подходящих по размерам и внешнему виду самок, мыли их, делали анализы, испытывали на выносливость и стрессоустойчивость.
На первый орбитальный полет претендовали собаки Альбина, имеющая опыт двух суборбитальных полетов, и Муха. Но на момент выбора Альбина оказалась беременной, поэтому ученые ее пожалели, ведь возвращение на Землю тогда было технически невозможным.
В итоге выбрали самую подходящую и активную Лайку. Ее дублер, собака Муха, осталась на Земле. Во время подготовки к полету Лайку приучили спокойно сидеть в специальном гермоконтейнере. В день старта 3 ноября 1957 года ее разместили на борту второго искусственного спутника Земли («Спутник-2») и отправили в космос.
Советская дворняга Лайка стала первым в мире живым существом, оказавшимся на орбите. Несколько часов военные врачи наблюдали за ее состоянием и поняли, что живой организм в принципе может перенести условия космического полета. Правда, Лайка выдержала около шести часов и скончалась от перегрева, хотя по планам должна была прожить не менее недели. 
Чтобы увековечить первую в мире путешественницу в космосе, в СССР был налажен выпуск сигарет «Лайка» с изображением первой покорительницы космоса. А 1 апреля 2008 года на территории Научно-исследовательского испытательного института авиационной и космической медицины, где готовили собак к полетам, установили памятник Лайке (скульптор — Павел Медведев).

РоскосмосСобака Лайка
Как СССР решал проблему возвращения на Землю
К сожалению, спасти Лайку было невозможно, так как тогда еще никто не умел возвращать аппараты из космоса. Но работы над такими кораблями-спутниками активно шли в ОКБ-1 и на заводе № 88 — они проводились под общим руководством Королёва и при всесторонней поддержке руководства страны.
По программе «Восток» разрабатывалось изделие 1К, на основе которого предполагалось создать автоматический фоторазведчик (2К) и фоторазведчик, управляемый человеком (3К). В составе этого изделия должна была быть часть, названная спускаемым аппаратом, в котором отснятая пленка, фотооборудование и человек могли вернуться на Землю.
Первый испытательный запуск аппарата 1КП (простейший) состоялся 15 мая 1960 года. На «Первом корабле-спутнике» (а именно такое открытое название дали аппарату 1КП для публикаций в прессе) еще не было ни теплозащиты для преодоления атмосферы при посадке, ни системы жизнеобеспечения человека. На аппарате испытывались различные бортовые системы.
Несмотря на то, что из-за отказа одного из приборов системы ориентации корабль вместо входа в атмосферу перешел на более высокую орбиту, первый испытательный полет корабля 1КП признали успешным.

Неудачный полет собак Лисички и Чайки
Ничто не мешало сделать следующий шаг и испытать корабль 1К в полной комплектации. На 1К №1 установили спускаемый аппарат, покрытый штатной теплозащитой, и систему посадки. Внутри катапультируемое кресло космонавта заменили катапультируемым контейнером с системой жизнеобеспечения двух собак. Именно на дворняжках средней величины военные врачи и конструкторы решили проверить работоспособность систем корабля и переносимость живыми организмами вибраций, перегрузок и космического облучения при суточном полете по орбите и возвращении на Землю. В отдельном контейнере разместили крыс, мышей, мух, а также растения и грибы.
Для первого орбитального полета выбрали двух дворняг — Лисичку и Чайку. Их приучили есть желеобразную пищу, которой им предстояло питаться в течение 10 суток. Но самым сложным было приучить собак долго и спокойно сидеть в тесном гермоконтейнере при шумах и вибрациях. Поэтому перед полетом они прошли серию тренировок. Лисичку и Чайку восемь суток держали в металлическом ящике, по размерам сопоставимым с контейнером спускаемого аппарата. Также они проходили испытания на вибростенде и в центрифуге. 
Контейнер с Лисичкой и Чайкой поместили в спускаемый аппарат корабля за два часа до старта.
Рассказывают, что Лисичка была любимицей Королёва. Кто-то слышал и видел, что перед тем как собаку посадили в катапультируемый контейнер, Сергей Павлович обнял ее и шепнул: «Я так хочу, чтобы ты вернулась».
28 июля 1960 года ракета-носитель 8К72К (позже названная «Восток») с кораблем 1К №1 оторвалась от стартового стола. Но на 38 секунде полета взорвалась камера сгорания двигателя РД-107 блока «Г» (одна из четырех «боковушек» первой ступени). На ракете еще не успели отработать систему аварийного спасения, поэтому спускаемый аппарат с собаками упал на землю с высоты несколько километров.
Лисичка и Чайка погибли, как и все остальные пассажиры: крысы, мыши, мухи-дрозофилы. В то время о неудачах в космосе не сообщалось, потому об этой первой космической трагедии простые граждане узнали спустя несколько десятилетий.
Как Белка и Стрелка стали героями страны и всего мира
Всего через три недели к старту была готова новая ракета 8К72К с кораблем 1К №2. Старт прошел 19 августа 1960 года. Системы аварийного спасения не было и на этот раз (инженеры не успели ее установить и испытать), тем не менее в катапультируемый контейнер снова посадили собак — Белку и Стрелку, которые были дублерами Лисички и Чайки и прошли такую же изнурительную подготовку к полету.
Рассказывают, что имена Белка и Стрелка собакам присвоили уже на космодроме незадолго до старта. До этого их звали, по одним данным, Капля и Вильна, по другим — Альбина и Маркиза.
Традиция переименования собак-космонавтов продолжилась и потом. Собаку Удачу перед полетом на «5-м корабле-спутнике» переименовали в Звездочку. То же самое было и у людей: первому болгарскому космонавту Ивану Какалову дали более благозвучную фамилию Иванов, а фамилию первого космонавта Польши Hermaszewski на русском языке стали писать Гермашевский.
1 / 11




Музей истории космонавтикиСотрудник Института авиационной медицины ВВС А. Гюрджиан подгоняет космическое снаряжение















Собака Белка была дворняжкой белого окраса и весила 4,5 кг. Ей было два-три года. Стрелка примерно того же возраста была покрупнее — весом 5,5 кг. Ее шерсть была белая с темными пятнами. Кроме собак в той же катапультирующей установке в отдельном гермоконтейнере находились две белые крысы, шесть белых и шесть черных мышей, а также мухи-дрозофилы. В спускаемом аппарате вне катапульты разместили еще двух белых крыс и 29 мышей. Благодаря этому военные врачи смогли сравнить физическое состояние двух групп крыс и мышей — которые приземлились на отдельном парашюте и которые вернулись домой в спускаемом аппарате.
Кроме живности в спускаемый аппарат поместили водоросли в пробирках с водой и семена различных сортов кукурузы, пшеницы и гороха, чтобы выяснить, как условия суточного космического полета повлияют на урожайность этих культур.
Когда «2-й космический корабль-спутник» пролетал в зоне действия советских наземных измерительных пунктов, за Белкой и Стрелкой можно было наблюдать с помощью радиотелевизионной системы «Селигер». Две телекамеры снимали собак в анфас и профиль. Кроме того, собак записывала и кинокамера. Благодаря этим устройствам на Земле увидели, как дворнягам автоматически подали корм из тюбиков. Также датчики показали, что благополучно «сработал туалет».
Тем не менее выяснилось, что условия космического полета влияют на живой организм неоднозначно. Если Стрелка вела себя в ходе суточного пребывания на орбите спокойно, то Белка на 4-6 витках (а, возможно, и позже, но связи на них не было) билась, стараясь освободиться от привязной системы, лаяла. У нее зафиксировали рвоту. Именно этот факт стал решающим для отказа от суточного первого полета человека в пользу одновиткового. В течение всего полета пульс, дыхание, тоны сердца фиксировались приклеенными к телу собак датчиками. Информация с этих датчиков сбрасывалась на наземные приемные пункты и записывалась на бортовой магнитофон.
Через несколько часов после старта выяснилось, что на 1К № 3, так же как и на 1КП, отказал датчик инфракрасной вертикали. К этому на Земле были готовы. Королёв приказал ориентировать корабль с использованием резервной системы солнечной ориентации. И сделать это удалось: 20 августа на 18 суточном витке двигатель «2-го корабля-спутника» включился на торможение, и спускаемый аппарат приземлился на парашюте в заданном районе в 10 км от расчетной точки. На высоте около 5 км от спускаемого аппарата отделилась катапультируемая капсула с собаками и другой живностью, и тоже успешно приземлилась на парашютах. ТАСС сообщил: «Собаки Белка и Стрелка после полета и приземления чувствуют себя хорошо».
Героическим дворнягам в Москве устроили настоящую большую пресс-конференцию. Весь мир обошла фотография сотрудницы Адилы Котовской с Белкой и Стрелкой на руках. Везде собак встретили восхищенными овациями. К ним пришла громкая слава — для всего мира они стали «звездными собаками». Их изображения публиковались на плакатах, конвертах и почтовых марках, значках и открытках в десятках стран.
Белка и Стрелка стали первыми в мире живыми существами, возвратившимися на Землю после орбитального космического полета. Через восемь месяцев первый в мире космический полет совершил человек. Им стал гражданин Советского Союза Юрий Гагарин.
Что было с Белкой и Стрелкой после полета
Интересно сложилась дальнейшая судьба Белки и Стрелки. После полета они вернулись в виварий (помещение при медико-биологическом учреждении, где содержат лабораторных животных) Государственного НИИ авиационной и космической медицины. Стрелка через несколько месяцев после полета родила шестерых щенков. Одного из них глава Советского Союза Никита Сергеевич Хрущев подарил жене президента США Джона Кеннеди Жаклин. Пушинка стала любимицей дочери президента Кэролайн и через год принесла потомство от другого «жителя» Белого дома, кобеля Чарли. Другой щенок из потомства Стрелки долгое время жил в питомнике Школы усовершенствования командного состава военизированной охраны Министерства путей сообщения СССР.
Белка и Стрелка прожили в виварии до глубокой старости. После их смерти для сохранения в истории подвига из собак-космонавтов сделали чучела, которые хранятся в Мемориальном музее космонавтики в Москве.
Следующими после собак покорителями космоса в СССР стали обезьяны. Рассказали, как их отбирали в «секретный отряд космонавтов» и почему полеты обезьян решили прекратить.

[свернуть]

[АниКей]

prokosmos.ru

Создан сверхпрочный сплав GRX-810 для 3D-печати ракетных двигателей


Инженеры NASA решили одну из главных проблем 3D-печати двигателей — отсутствие доступных и жаропрочных сплавов. Разработанный ими материал выдерживает температуры до 1100°C и экстремальные нагрузки в тысячи раз дольше аналогов, обладая феноменальной стойкостью к деформации.
Долгое время 3D-печать двигателей для космических полетов была ограничена из-за отсутствия доступных металлических сплавов, способных выдерживать экстремальные температуры. Единственные подходящие материалы стоили невероятно дорого. Прорыв совершили специалисты Исследовательского центра NASA им. Гленна в Кливленде, представившие революционный сплав под названием GRX-810.
В основе сплава — никель, кобальт и хром, но главный компонент — это нанокерамическое оксидное покрытие, которое буквально обволакивает каждую микроскопическую частицу металлического порошка, повышая термостойкость и улучшая эксплуатационные характеристики.
Материалы, известные как дисперсно-упрочненные оксидами сплавы, ранее были чрезвычайно дорогостоящими в производстве. NASA удалось решить эту проблему с помощью новой технологии – резонансного акустического смешивания. Специальная установка подвергает контейнер с металлическим порошком и наночастицами оксида мощным высокочастотным вибрациям. В результате керамика равномерно «приваривается» к каждой металлической крупинке.
Получается настолько прочный металл, что даже если готовую деталь перемолоть обратно в порошок и использовать заново, новое изделие сохранит все полученные уникальные свойства.
Главное преимущество GRX-810 по сравнению с аналогами — устойчивость к чрезвычайно высокой температуре. При нагреве в 1100°C и под постоянной нагрузкой, деталь из инновационного сплава способна проработать без повреждений до 1 года. Для сравнения, другие материалы за несколько часов в таких условиях разрушаются или деформируются. 
Права на коммерческое производство и дальнейшее улучшение сплава по лицензии NASA принадлежат компании Elementum 3D из Колорадо. Она уже выпускает GRX-810 партиями – от небольших экспериментальных образцов до промышленных объемов в несколько тонн. Как пояснил технический директор компании Джереми Айтен, главная проблема жаропрочных материалов – их склонность медленно растягиваться и деформироваться под нагрузкой. Первоначальные испытания крупносерийных партий GRX-810 показали вдвое более высокие результаты срока службы, чем у мелкосерийных образцов. 
Материал также активно тестируют в коммерческой авиации и других отраслях. Например, компания Vectoflow экспериментирует с датчиками потока для турбин, напечатанными из GRX-810. Эти крошечные, но жизненно важные устройства, отслеживающие скорость газовых потоков внутри двигателя, обычно сгорают за считанные минуты. Их замена на сверхстойкие аналоги из нового сплава позволит не только реже проводить техобслуживание самолетов, но и точнее настраивать режимы работы двигателей, что напрямую ведет к экономии топлива и снижению вредных выбросов.
Ранее ученые из Новосибирска представили материалы для космической техники, которые отличаются износостойкостью, прочностью и устойчивостью к коррозии. Они созданы на основе металлических стекол, у которых нет кристаллической структуры, поэтому их можно считать «бездефектными».

[АниКей]

Проекты
Британские ученые предлагают делать зеркала для спутников из алюминия
19 августа 2025 года, 18:05
Евгений Статецкий
Британские ученые нашли новое применение для одного из самых востребованных в промышленности металлов — алюминия. Они полагают, что именно из него можно выполнять легкие, тонкие и прочные зеркала для миниатюрных спутников (кубсатов). Пока что разработанная ими технология имеет целый ряд шероховатостей (в том числе в буквальном смысле), но в будущем сможет стать неплохой альтернативой более традиционным решениям.
Самая важная часть любого оптического или инфракрасного телескопа — это его зеркало, которое должно быть как можно более крупным и идеально гладким. Причем в случае с космическими телескопами его мало создать — надо еще и как-то поместить под обтекатель ракеты. Малейший дефект может критически повлиять на работоспособность всей системы. Так, крошечное отклонение (всего два микрометра) при полировке зеркала «Хаббла» привело к падению резкости его изображений на целый порядок. Поэтому работа над совершенствованием зеркал ведется постоянно.
Свой путь в данном направлении предложили британские исследователи. Они обратили внимание на тот факт, что на зеркала часто наносят отражающее покрытие из алюминия. А почему бы в таком случае не изготавливать их из алюминия целиком? По мнению команды ученых, используя аддитивное производство, можно создавать отражающие поверхности удовлетворительного качества, которые будут одновременно тонкими, гибкими и очень легкими. И свое предположение они сразу же предпочли проверить экспериментально.
Основой для зеркала стала решетка, напоминающая соты, которая в ходе предварительных исследований показала наибольшую прочность. Кроме того, была разработана особая четырехстержневая монтажная конструкция. За этим последовало компьютерное моделирование, которое показало, что будущее зеркало вплотную приближается к заданным характеристикам — так, экономия веса составила 56% (что всего на 4% меньше запланированного). Лишь после этого исследователи приступили к 3D-печати из классического сплава — AlSi10Mg.
Печать стала лишь первым этапом производства. Два образца прошли через горячее изостатическое прессование (которое должно было повысить их однородность), а четыре — алмазной шлифовке с помощью специального станка. Готовые образцы зеркал подвергли всестороннему исследованию, в том числе методом рентгеновской томографии.
Результат оказался не столь радужным, как ожидали британские ученые. Прежде всего, образцы оказались гораздо более пористыми, чем планировалось. Скорее всего, виной всему был лазер, использовавшийся при сварке — ведь именно вдоль траектории его движения располагалась большая часть пор. Шероховатость осталась в пределах нормы, хоть и великовата — около восьми нанометров. Кроме того, по поверхности зеркал были разбросаны небольшие царапины, что, скорее всего, свидетельствует о загрязнениях исходного сплава.
Большая часть зеркал оказалась относительно рабочей. Хотя сравнивать их с установленными на «Евклиде» или «Уэббе» совершенно некорректно. В частности, образцы, обработанные методом высокотемпературного ионно-плазменного напыления, вообще не подходили для использования в телескопах — разве что в кубсатах. Тем не менее сама технология, по мнению ее авторов, является весьма перспективной, а проблемы — решаемыми. Так что не исключено, что в одном из будущих орбитальных телескопов появится многометровое алюминиевое зеркало.
Недавно телескоп «Уэбб» обнаружил в ранней Вселенной подозрительно яркие объекты. Рассказали, что о них известно, в этом материале.
Фото MIT

[АниКей]

[АниКей]

[АниКей]

[АниКей]

[Старый]

Академик объяснил, почему собак больше не отправляют на МКС

А что, раньше отправляли? 

[Старый]

нанокерамическое

Во!

[Старый]

Британские ученые нашли новое применение

Уже смешно. 

[Брабонт]

Академик объяснил, почему собак больше не отправляют на МКС

А что, раньше отправляли? 

Железняков оприходовал журналиста "Ньюз.сру"...

P.S. Не глумлюсь, поскольку не раз попадал на аналогичный крючок. Всё-таки, их профессия древнее нашей.

[Старый]

Ньюз.сру

Невсру