Топ-100
Сделать домашней страницей Добавить в избранное





Главная Обзоры СМИ Статьи


Облетая Трою


18 октября 2021 года Александр Войтюк, N+1


16 октября 2021 года открывается стартовое окно для запуска межпланетной станции NASA «Люси» (Lucy). Она будет изучать троянские астероиды Юпитера, которые ранее никогда не наблюдались вблизи. Миссия станции рассчитана на 12 лет: за это время «Люси» посетит восемь целей и соберет данные, которые позволят нам больше узнать об истории формировании и эволюции Солнечной системы. Рассказываем, почему астрономы поделили часть спутников Юпитера на «защитников Трои» и «греков», и кого из них должна навестить «Люси» в ближайшие 12 лет.

16 октября 2021 года открывается стартовое окно для запуска межпланетной станции NASA «Люси» (Lucy). Она будет изучать троянские астероиды Юпитера, которые ранее никогда не наблюдались вблизи. Миссия станции рассчитана на 12 лет: за это время «Люси» посетит восемь целей и соберет данные, которые позволят нам больше узнать об истории формировании и эволюции Солнечной системы. Рассказываем, почему астрономы поделили часть спутников Юпитера на «защитников Трои» и «греков», и кого из них должна навестить «Люси» в ближайшие 12 лет.

В 1767 году математик Леонард Эйлер нашел три частных прямолинейных решения задачи трех тел, которая описывает движение тел в системе из трех гравитационно взаимодействующих объектов. Сами решения звучат так: три взаимно притягивающиеся тела постоянно находятся на одной прямой (отсюда и название решений), которая будет вращаться вокруг общего для них центра масс в соответствии со вторым законом Кеплера, а расстояния между телами будут меняться также по кеплеровским законам.

Через пять лет астроном и математик Жозеф-Луи Лагранж опубликовал «Очерк задачи трех тел», в котором к эйлеровским решениям добавились еще два, названных треугольными: три взаимно притягивающихся тела, расположенные в вершинах равностороннего треугольника произвольных размеров, при определенных по величине и направлению скоростях будут двигаться, удерживая треугольную формацию. При этом длина стороны этого треугольника будет меняться со временем согласно законам Кеплера, а сам треугольник вращаться в фиксированной плоскости вокруг общего центра масс, также подчиняясь законам Кеплера.

Говоря проще, тело с пренебрежимо малой массой, которое находится в точках, являющихся частными решениями задачи трех тел, может оставаться на месте, если на него не будут действовать никакие другие силы, кроме гравитационной, которая будет уравновешена центробежной силой.

Найденные решения называются точками Лагранжа или точками либрации. И хотя сам Лагранж относился к ним как к простому математическому курьезу, не имеющему значения для астрономии, они пригодились не только в науке, но и в космонавтике.

Лагранжевы точки и космонавтика

Лагранжевы точки L1, L2 и L3 являются точками неустойчивого равновесия — тела, которые в них находятся, со временем будут вынуждены их покинуть. Однако в конце 1950-х годов сотрудник NASA Роберт Фаркуар начал исследовать точки Лагранжа на предмет применимости в деле проектирования космических аппаратов. В своей кандидатской диссертации, вышедшей в 1968 году, он впервые описал гало-орбиты вокруг точек Лагранжа, и указал на то, что на них может быть удобно размещать космические телескопы или аппараты, которые могли бы корректировать свое положение при помощи двигателей. Фаркуар предложил поместить спутник-ретранслятор вблизи точки L2 системы Земля — Луна, чтобы астронавты могли высадиться на обратной стороне Луны. Любопытно, что до Фаркуара идея разместить что-нибудь рукотворное в точках Лагранжа появилась еще в 1961 году в романе Артура Кларка «Лунная пыль».

Помимо гало-орбит существуют и орбиты Лиссажу. Разница между ними в том, что гало-орбиты периодические и обладают большой амплитудой, а орбиты Лиссажу обладают меньшей амплитудой и являются квазипериодическими. На практике это может вылиться в то, что аппарат на орбите Лиссажу может периодически скрываться за Луной при наблюдении с Земли, а объект на гало-орбите с такой проблемой не столкнется.

Сегодня на орбитах вокруг точек L1 и L2 систем Солнце — Земля и Земля — Луна работает огромное множество аппаратов и телескопов: SOHO, «Гершель», Gaia, «Спектр-РГ» и многие другие, туда же отправится «Джеймс Уэбб».

Лагранжевы точки и троянцы

В двух других точках Лагранжа, L4 и L5 равновесие устойчиво — все тела, которые в них оказались, без внешней помощи свое расположение менять не должны. Правоту Лагранжа подтвердил через полтора века после публикации «Очерка задачи трех тел» немецкий астроном Максимилиан Вольф, который в 1906 году обнаружил около точки L4 в системе Солнце — Юпитер астероид, который вел себя в полном соответствии с решением французского математика. 

Вольф назвал открытое им тело в честь Ахилла, одного из лидеров ахейцев, осаждавших Трою в гомеровской «Илиаде». А затем в точках L4 и L5 начали открывать новые тела. Вскоре список кораблей из второй песни «Илиады» стал популярным в астрономических кругах текстом: L4 стал «лагерем греков», а L5 — «Троей», а объекты в них получать имена в честь героев, которые осаждали или защищали Трою (здесь, правда, есть пара исключений — (617) Патрокл и (624) Гектор находятся в чужих для них «лагерях», просто потому что открыли их раньше, чем идея раздать имена таким астроидам в соответствии с эпосом Гомера пришла астрономам в голову). В дальнейшем «троянцы» — тела в точках L4 и L5 системы «планета-хозяйка — Солнце» нашлись у многих других планет. У Нептуна их 28, у Марса — девять, по одному у Урана, Земли. Есть один даже у Венеры, правда временный. Но с Юпитером им не сравниться: таких тел у него больше семи тысяч.

Однако не все население треугольных точек Лагранжа составляют астероиды — в 1961 году астроном Краковской обсерватории Казимеж Кордылевский обнаружил «светящуюся область» в окрестности точки L5 системы Земля–Луна, а затем нашел нечто подобное вблизи L4. Сегодня эти объекты называются облаками Кордылевского — это ни астероиды, ни кометы, а скопления космической пыли.

Откуда они здесь взялись

Несмотря на то, что Вольф совершил свое открытие уже больше века назад, у ученых до сих пор больше вопросов о природе и свойствах троянцев, чем ответов. Они наблюдались только с большого удаления, поэтому даже об их форме астрономы судят на основе моделей. Известно, что троянцы отличаются от привычных нам астероидов Главного пояса и по ряду характеристик больше похожи на транснептуновые объекты — низкие альбедо, красноватый цвет, сильно наклоненные орбиты. Считается, что эти объекты могут содержать больше водяного льда и сложных органических молекул, чем многие из астероидов Главного пояса.

Споры идут и по поводу механизма образования троянцев на орбите Юпитера — пока что ни одна из теорий не может объяснить наблюдаемые параметры их орбит. Есть версия, это вообще тела из пояса Койпера, который располагается за Нептуном — если Юпитер и Сатурн когда-то повлияли на орбиту Урана и Нептуна, и те отправили в направлении обидчиков ворох койперовских тел. Возможно, троянцы образовались во внутренней части Солнечной системы, а затем были захвачены подросшими планетами — и гиганту Юпитеру, естественно, досталось больше всего. 

Таким образом, изучение троянцев даст планетологам большой объем информации о том, что происходило в ранней Солнечной системе и различиях в составе вещества протопланетного диска на разном удалении от Солнца. Отсюда и название новой миссии NASA — как в свое время скелет австралопитека Люси внес большой вклад в антропологию, так и роботизированная «Люси» поможет узнать много нового о прошлом Солнечной системы.

Путешествие длиной в 12 лет

Стартовое окно для «Люси» открывается 16 октября 2021 года и закроется через три недели. Запуск может состояться в любой из этих дней. В космос аппарат полетит на ракете-носителе Atlas V 401. Затем он совершит два гравитационных маневра у Земли в 2022 и 2024 году, после чего отправится к маленькому астероиду Главного пояса (52246) Дональдджохансон, относящегося к С-типу, мимо которого пролетит 20 апреля 2025 года. 

После этого «Люси» отправится уже к лагранжевым точкам системы Солнце–Юпитер. Сначала она нанесет визит в «лагерь ахейцев» 12 августа 2027 года станция совершит пролет мимо двойного астероида (3548) Эврибат, 15 сентября того же года навестит (15094) Полимелу, а 18 апреля 2028 года пролетит мимо астероида (11351) Левкус, день на котором длится 446 часов. 11 ноября 2028 года станция посетит (21900) Орус, который может быть богат углеродом. После этого «Люси» совершит еще один гравитационный маневр у Земли (!) и отправится уже к «защитникам Трои»: 2 марта 2033 года она исследует с пролетной траектории двойную систему (617) Патрокл и Менотий, находящуюся в точке L5 в системе Солнце–Юпитер. 

Таким образом за 12 лет станция изучит восемь астероидов самых разных типов — рекорд, который не сможет побить даже будущий аппарат ОАЭ, о начале разработки которого было объявлено совсем недавно. Если после стольких лет работы в глубоком космосе аппарат выполнит все задачи и будет в хорошем состоянии, то научную программу могут продлить, однако этот вопрос в NASA еще серьезно не обсуждали.

Арсенал исследователя

Так как «Люси» будет проводить исследования лишь во время сближений с астероидами, то вся ее научная нагрузка состоит исключительно из средств дистанционных наблюдений — увы, в этот раз никаких спускаемых модулей и приключений с забором грунта или сбросом ударных зондов, к которым приучили нас «Хаябуса-2» и OSIRIS-REx. Станция оснащена тремя инструментами — камерой высокого разрешения L'LORRI, мультиспектральной камерой L'Ralph, в которую входит инфракрасный спектрометр LEISA, и термоэмиссионным спектрометром L'TES. Технология работы двух первых приборов основана на инструментах аппарата New Horizons, а спектрометр L'TES похож на тот, который установлен на борту станции OSIRIS-REx. 

Научные инструменты позволят получить детальные снимки — черно-белые и цветные — поверхности астероидов, а также определить их свойства и состав поверхностного слоя, включая наличие водяного льда и органических веществ. Кроме того, «Люси» будет использовать двухметровую антенну с высоким коэффициентом усиления для определения массы астероидов, используя доплеровский сдвиг радиосигнала. Электроэнергией аппарат будут обеспечивать две круглые солнечные панели, каждая из который имеет диаметр 7,3 метра. Общая масса станции в заправленном состоянии составляет 1550 килограммов, из которых половина приходится на топливо.




комментарии (0):











Материалы рубрики

Сергей Вальченко
MK.ru
Украине предсказали последствия рассмотрения в ИКАО дела крушения MH17
Дмитрий Барбаш
МИР 24
"Адский" досмотр в Египте: российские туристы жалуются на гигантские очереди в аэропортах
Елена Сахнова, Иван Постевой
Forbes
От "зеленого" винта: к чему приведет обсуждение экологической повестки в авиации
Артём Кореняко, Наталия Анисимова
РБК
В S7 объяснили приказ о введении QR-кодов для членов экипажа
Айгуль Абдуллина
КоммерсантЪ
Только для членов QR-кода
Алексей Стейнерт
Газета.ru
Наследницы "Ночных Ведьм". Кто в России готовит женщин-пилотов для ВКС

ТАСС
Модернизированные МиГ-31 обеспечат безопасность Северного морского пути

Ростех
Лед, птицы и пепел: как испытывают двигатели для самолетов



Александр Тимохин
Взгляд
Судьба единственного российского авианосца зависит от роботов
Тимур Латыпов
Бизнес ONLINE
"Идет война, хотя друг другу улыбаются": что стоит за переменами в "Вертолетах России"
Илья Словесный
Деловой Петербург
Бронь на убытки перевозчики потеряют до половины выручки из-за QR-кодов
Ольга Коленцова
Известия
Смена "Пирса": зачем на МКС понадобился еще один модуль
Максим Талавринов
Известия
Кнопка разбора: Росавиация связала ошибки пилотов с недостатками кабин самолетов
Александр Саргин
Аргументы Недели
Что распыляют самолеты над нашими городами?

Москва FM
"Аэрофлот" увеличит топливный сбор

ren.tv
Почему в Египте образовались часовые очереди при вылете россиян
Виталий Орлов
Военно-промышленный курьер
Длинная рука России

Еврорадио
“Это не санкции, а подарок!”: что будет с "Белавиа", если у неё заберут самолёты
Михаил Котов
ТАСС
Женские лица китайской космонавтики: кого КНР отправляет в космос
Валерий Смирнов
Военно-промышленный курьер
Вертолетный пролет
Михаил Большаков
Взгляд
Кто станет первым покупателем нового российского истребителя
Иван Ткачёв
РБК
В топ-10 получателей секретного экспорта из России вошли шесть стран НАТО

Ростех
Танкеры в небе: история и развитие самолетов-заправщиков
Артём Кореняко Подробнее на РБК: https://www.rbc.ru/business/16/11/2021/618bdcb59a7947a8e1f12a8f
РБК
Минтранс отказал "Аэрофлоту" в субсидиях на маршруты из Красноярска
Мария Амирджанян, Мария Бородаевская
ТАСС
Эксперты: введение QR-кодов не создаст серьезных затруднений для пассажиров

Ростех
"Шах и мат": чем удивил новый российский истребитель

Ростех
Пожарная эскадрилья готовится к взлету
Мария Амирджанян, Мария Бородаевская
ТАСС
Эксперты: введение QR-кодов не создаст серьезных затруднений для пассажиров
Елена Иванова
КоммерсантЪ
Aurus поднимется в небо
Иван Носатов
Москва 24
"Предъявить нечего". За что Евросоюз пытается наказать российскую авиакомпанию
Максим Ходыкин, Наталия Портякова, Максим Талавринов
Известия
Запретный борт: что стоит за сообщениями о санкциях против "Аэрофлота"
Максим Талавринов, Вера Кузьмина
Известия
Летное время: в РФ обсуждают новые наказания за задержки авиарейсов
Рафаэль Фахрутдинов
Взгляд
Авиаэксперт рассказал об ответе России на вероятные санкции ЕС против "Аэрофлота"
Евгения Желудкова
Национальная служба новостей
"Россию не облетишь": К чему приведут санкции ЕС против "Аэрофлота"
Валерия Покидова
ФедералПресс
Как санкции против "Аэрофлота" скажутся на перелетах россиян

Business FM
"Аэрофлот" опроверг информацию о причастности к массовой перевозке мигрантов и пригрозил судом в ответ на обвинения
Сергей Гурьянов
Известия
Лечь на крыло: как пандемия подкосила санавиацию
Михаил Прибыловский
NEWS.ru
Достучаться до небес: что стоит за слухом о введении QR-кодов на транспорте
Иван Петров
Известия
Правила посадки: россияне дебоширят на чартерных авиарейсах
Айгуль Абдуллина
КоммерсантЪ
Демпфер пахнет керосином
Марат Кузаев
ТАСС
Почему вертолеты не стали общедоступным транспортом? И станут ли им аэротакси?

Business FM
"Уральские авиалинии" объяснили задержки рейсов нехваткой работников в аэропортах
Александр Тимохин, Николай Гуляев
Взгляд
Новые беспилотники вернут зрение ВКС России
Рафаэль Фахрутдинов
Взгляд
"Боинг" оградит Белоруссию от санкций Европы
Ольга Болдырева
Национальная служба новостей
Человек и государство. Эксперты назвали причины катастрофы Ан-12
Максим Талавринов, Роман Солдатов, Евгения Перцева
Известия
Нелетные подходы: авиабизнесу хотят написать регламент работы при форс-мажорах
Айгуль Абдуллина
КоммерсантЪ
Союз на небесах
Александр Тимохин
Взгляд
Как вернуть страх США перед российской Морской авиацией
Андрей Резчиков, Николай Васильев
Взгляд
Туман-долгожитель выявил серьезные проблемы российских аэропортов
Алексей Рамм, Богдан Степовой
Известия
На новый маневр: войска отработали борьбу с беспилотниками в горах

 

 

 

 

Реклама от YouDo
 
РЕКЛАМА ОБРАТНАЯ СВЯЗЬ АККРЕДИТАЦИЯ ПРЕСС-СЛУЖБ

ЭКСПОРТ НОВОСТЕЙ/RSS


© Aviation Explorer