вернёмся на старт?

Статьи в иностранных журналах, декабрь 2021, часть 1


  1. Лия Крейн. Мини-черные дыры могут вызвать проблемы (Leah Crane, Mini black holes could spell trouble) (на англ.) «New Scientist», том 252, №3363 (4 декабря), 2021 г., стр. 12 в pdf - 470 кб
    "В физике элементарных частиц были намеки на то, что наша Вселенная может находиться не в самом низком энергетическом состоянии - вместо настоящего вакуума она может находиться в состоянии, называемом ложным или метастабильным вакуумом. Если какая-либо часть Вселенной схлопнется в истинный вакуум, законы физики в том виде, в каком мы их знаем, схлопнулись бы внутри этого пузыря вакуума, который расширится со скоростью света и в конечном итоге поглотит все. Некоторые исследования показали, что экстремальная гравитация рядом с черной дырой может создать пену маленьких пузырьков истинного вакуума. Однако, если бы эти пузырьки сразу же упали в черную дыру, этот процесс мог бы произойти без разрушения Вселенной. Ростислав Коноплич из Манхэттенского колледжа в Нью-Йорке и его коллеги рассчитали, что могло бы случиться, если бы эти вакуумные пузыри образовались между двумя сталкивающимися черными дырами [опубликовано в виде препринта на ArXiv.org, 2021 год, журнал для публикации не указан]. (...) Учитывая даже небольшое количество времени, чтобы просочиться между парой черных дыр. Кроме того, можно ожидать, что пузыри столкнутся друг с другом. Исследователи подсчитали, что если несколько пузырьков столкнутся одновременно, пересекающаяся поверхность может стать бесконечно плотной, образуя микрочерную дыру. Из-за процесса, называемого излучением Хокинга, эти крошечные черные дыры испускают случайную смесь частиц и очень быстро испаряются. (...) Но если пузыри истинного вакуума действительно существуют, не обязательно, что пузыри благополучно упадут в огромные черные дыры, способствующие их образованию (...) Это было бы катастрофой апокалиптических масштабов. (...) Тот факт, что Вселенная все еще существует, предполагает, что пузыри настоящего вакуума редки, если они вообще существуют. (...) Однако, если они действительно существуют и образуют микрочерные дыры, мы могли бы обнаружить случайное излучение от их возможного испарения. «Если мы сможем обнаружить что-то подобное, это будет очень важно, потому что это докажет, что наша Вселенная метастабильна, исходя из результатов наблюдений, а не только теоретических», - говорит Коноплич. Это было бы важным открытием фундаментальной природы нашей Вселенной, которую физики-теоретики все еще обсуждают».
  2. Геге Ли. Рождение звезды (Gege Li, A star is born) (на англ.) «New Scientist», том 252, №3363 (4 декабря), 2021 г., стр. 30-31 в pdf - 1,68 Мб
    «Эти два впечатляющих изображения являются одними из самых последних снимков нашей Солнечной системы, сделанных космическим телескопом Хаббла. (...) На левом изображении показана туманность Креветка, огромное облако пыли и газа, которое часто называют звездный питомник, потому что он служит местом рождения новых звезд. Он находится примерно в 6000 световых годах от Земли и расположен в созвездии Скорпиона (...) Туманность Креветка - это эмиссионная туманность - ее газы ионизируются излучением ее звезд, вызывая облако светится как в видимом, так и в инфракрасном диапазоне длин волн. (...) На правом изображении Хаббл запечатлел зарождение новой звезды, известной как протозвезда, светящейся желтым светом в центре изображения. (... Эта, обозначенная как J1672835.29-763111.64, является частью небольшого созвездия Хамелеон. Как только накопится достаточно материала, ядро этой протозвезды станет достаточно горячим и плотным, чтобы спонтанно вызвать ядерный синтез, превратив его в полноценную звезду».
  3. Стюарт Кларк. «Встряхнуть и перемешать»* (Stuart Clark, Shaken and stirred) (на англ.) «New Scientist», том 252, №3363 (4 декабря), 2021 г., стр. 46-49 в pdf - 1,95 Мб
    «Мы находим большое количество солнечных систем в других местах нашей галактики, но ни одна из них не похожа на нашу. Есть газовые планеты-гиганты, расположенные рядом с их родительскими звездами, скалистые планеты больше Земли, компактные системы со скалистыми мирами, расположенными между газовыми гигантами - все, что угодно. Сначала мы могли бы отклонить эти экзотические экзопланеты как странные объекты, но после тысяч новых открытий это начинает казаться несостоятельным. Вместо этого появляется новая картина того, как солнечные системы формируются в хаосе строительства планет для определенного результата. Это заставило нас вернуться к истории нашей собственной солнечной системы, и по мере того как мы это делаем, назойливый вопрос становится все громче: вместо того, чтобы быть архетипической солнечной системой, мы на самом деле уроды? (...) эти так называемые горячие юпитеры: газовые гиганты, вращающиеся вокруг звезд так близко, что год длится всего несколько дней, (...) явно были неправильными мирами и в неправильном месте. Планеты формируются из пылевого диска газа вокруг молодой звезды. Чтобы сделать газового гиганта, вам сначала понадобится ядро из материала, в несколько раз превышающее массу Земли, которое образует центр тяжести, вокруг которого может скапливаться газ. Поток излучения, излучаемый молодой звездой, делает это невозможным вблизи звезды. (...) Остается только один вариант: горячие юпитеры, должно быть, сформировались где-то еще и подошли ближе. Но как переместить планету в солнечной системе? Вскоре теоретики пришли к ответу. По мере того, как планета накапливает массу, ее гравитация может создавать разницу в плотности в газовом диске, в котором она образуется, в свою очередь изменяя угловой момент планеты, заставляя ее закручиваться по спирали внутрь или наружу. (...) Все это указывало на идею о том, что солнечные системы, которые вы видите сегодня, не те, что были у вас изначально. Именно тогда некоторые астрономы начали поворачивать телескоп обратно на себя. (...) в нашей солнечной системе вы обнаружите две большие проблемы: Уран и Нептун. Хотя это правда, что эти два ледяных гиганта значительно меньше Юпитера и Сатурна, двух мегапланет Солнечной системы, они все еще слишком велики для наших моделей, чтобы объяснить, как они образовались там, где они сейчас находятся. Миграция планет предоставила отличное решение в виде модели Ниццы, названной в честь французского города, в котором она была сформулирована в 2005 году. Это предполагает, что все четыре планеты-гиганта изначально были в более компактной конфигурации, но взаимодействовали гравитационно - сначала с обломками, оставшимися от их собственного формирования, а затем друг с другом - до тех пор, пока они не ушли на свои текущие орбиты. (...) Так появилась структура, в рамках которой астрономы теперь представляют динамичную раннюю фазу истории нашей солнечной системы (...) Миграции также могут объяснить самое загадочное упущение нашей солнечной системы. В ней есть маленькие каменистые планеты, такие как Земля, и газовые гиганты, такие как Нептун и более крупные, но ничего между ними (...) Отсутствие может быть объяснено, если Юпитер в какой-то момент мигрировал внутрь, нарушив пространство, в котором могла бы сформироваться суперземля. Это также могло бы объяснить, почему Марс странно мал, всего одна десятая массы Земли: движения Юпитера могли бы поглотить материал, задерживая его формирование. Если бы Юпитер не остановился, он бы толкнул внутренние планеты, включая Землю, к огненному концу внутри Солнца, в то время как сам Юпитер стал бы горячим. Этого не произошло, потому что в нашей солнечной системе есть не один мегагигант, а два - и Сатурн спас положение. (...) В этой модели Сатурн тоже двигался внутрь, но быстрее, чем Юпитер. По мере приближения они оказались заблокированными в гравитационных взаимодействиях, которые замедлились, а затем повернули вспять их миграцию (...) Если Юпитер движется внутрь, все перемешивается и перемешивается, но Земля и Марс имеют совершенно разные составы. Какими бы ни были детали, теперь у нас могут быть неопровержимые доказательства некоторой формы миграции (...) Но если планетарная миграция происходит в нашей солнечной системе, как и в других местах, остается загадка: где находятся другие солнечные системы, подобные нашей? ? (...) известно около 5000 экзопланет. Они разделены примерно на 3600 планетных систем, из которых около 800 имеют несколько планет. Суперземли, мини-Нептуны и горячие Юпитеры кажутся обычными, как и очень компактные системы (...) Это все еще может быть связано с тем, как мы находим экзопланеты. (...) Каждый метод обнаружения имеет встроенную чувствительность к обнаружению определенных типов миров. (...) Такие предубеждения пока затрудняют однозначные заявления о том, что такое «нормально». Солнечные системы, подобные нашей, могут быть относительно обычными, но мы их еще не видели. (...) Благодаря модели Ниццы мы также понимаем, насколько формирование планеты чувствительно к деталям процесса. (...) К счастью, новая информация уже в пути. Миссия Gaia Европейского космического агентства (ESA) и очень большой интерферометр телескопа Европейской южной обсерватории ищут экзопланеты по-разному, наблюдая за тем, как звезды меняют положение в ответ на гравитацию планет. Миссия ЕКА "Платон" 2026 года (...) была оптимизирована для поиска планет размером с Землю в обитаемых зонах звезд, похожих на Солнце. (...) Между тем, мы можем надеяться на прогресс в истории эволюции нашей собственной солнечной системы. Миссия НАСА "Люси" в настоящее время находится на пути к троянам. (...) Если троянцы действительно являются результатом планетарной миграции, их состав может содержать важные ключи к разгадке динамики ранней Солнечной системы. (...) Еще неизвестно, внесет ли какое-либо из этих достижений ясность в наши представления о том, как выглядят солнечные системы и где наша, или просто еще больше беспорядка».
    *Название «Встряхнуть и перемешать» является намеком на «встряхнуть, а не перемешать», именно так вымышленный агент британской секретной службы Яна Флеминга Джеймс Бонд предпочитает свой коктейль с мартини. Он используется во многих фильмах о Бонде с 1962 года.
  4. Дэвид Хэмблинг. Космические лучи, используемые для арктической GPS (David Hambling, Cosmic rays used for Arctic GPS) (на англ.) «New Scientist», том 252, №3364 (11 декабря), 2021 г., стр. 8 в pdf - 705 кб
    «Навигация с помощью мюонов космических лучей может дополнить GPS в высоких широтах, а также работать под водой и под землей. Управление военно-морских исследований США (ONR) заключило контракт с британской компанией Geoptic Infrastructure Investigations на демонстрацию навигации в Арктике, где есть плохое покрытие GPS, находящихся в ведении вооруженных сил США, которые в основном находятся в более низких широтах. Мюометрическая система позиционирования (muPS) компании использует мюоны, созданные космическими лучами, вместо радиосигналов со спутников, используемых GPS. Космические лучи ударяют в верхние слои атмосферы, ливень из мюонов проливается. Они проходят через твердое вещество, но могут быть обнаружены сцинтилляционными счетчиками. (...) MuPS имеет набор контрольных счетчиков, которые собирают мюонные потоки в заранее определенном регионе. С помощью точных атомных часов они триангулируют источник и время каждого ливня. Это позволяет мобильному счетчику определять свое местоположение, сравнивая разницу во времени для одного и того же душа. (...) лабораторные тесты показали, насколько это может быть точным. Всего 10 мюонных событий достаточно, чтобы определить местонахождение точки с точностью до 60 миллиметров (...) Настоящая проблема заключается в том, что ONR хочет, чтобы демонстрация под поверхностью замерзшего озера в Финляндии состоялась до августа 2022 года. (.. .) Цель - показать, что muPS работает в сложных полевых условиях. (...) MuPS мог обеспечить подводную навигацию для беспилотных транспортных средств и подводных лодок. (...) Разработчики говорят, что, поскольку мюоны также могут путешествовать через горные породы, армия США заинтересовалась их портативной версией для навигации по туннелям».
  5. Колин Стюарт. Запуск машины времени (Colin Stuart, Launch of a time machine) (на англ.) «New Scientist», том 252, №3364 (11 декабря), 2021 г., стр. 36-41 в pdf - 3,96 Мб
    «Космический телескоп Джеймса Уэбба (JWST) (...) завершил свой рейс к месту запуска во Французской Гвиане и, если все пойдет гладко, он наконец покинет Землю в конце декабря [2021 года]. (...) это устройство разработано как машина времени, которая поможет нам вернуться в загадочную эпоху первых звезд Вселенной, о которой мы знаем очень мало. (...) Не будет преувеличением сказать, что этот телескоп с его гигантскими позолоченными зеркалами изменит наш взгляд на Вселенную и наше место в ней. (...) Свет может быть быстрым, но все же требуется много времени, чтобы добраться до нас во время путешествия по Вселенной. Из-за этого мы знаем, что чем дальше объекты от нас, тем старше свет от них. (...) Первые звезды образовались из облаков водорода и гелия, простейших элементов, в точке, называемой космическим рассветом. Начали формировать более тяжелые элементы, но очень медленно. Проблема в том, что наши объяснения того, откуда пришли тяжелые элементы Вселенной, не складываются. Одна из идей заключается в том, что таинственные первые звезды сыграли более важную роль в их создании, чем мы думали. До сих пор мы не могли должным образом увидеть звезды, которые жили в первые несколько 100 миллионов лет после Большого взрыва - всё, что у нас было, - это косвенные проблески. (...) JWST должен (...) дать нам лучшее представление. (...) JWST в первую очередь предназначен для наблюдения за инфракрасным светом самых ранних звезд. (...) Спектрометр ближнего инфракрасного диапазона JWST (...) разделяет звездный свет на составляющие его частоты, что позволяет нам измерять интенсивность света на каждой из них. Некоторые элементы поглощают свет на характерных частотах, поэтому недостающие фрагменты света покажут нам, какие элементы присутствуют в самых старых звездах и галактиках. (...) Однако существует большая проблема, когда дело доходит до наблюдения инфракрасного света. (...) Тепло Земли ослепило бы его от слабых мерцаний древних звезд. (...) Вот почему JWST имеет огромный солнцезащитный щит и почему он будет помещен в особую точку в космосе примерно в четыре раза дальше от Земли, чем Луна (...) Этот новый глаз в небе также является самый большой космический телескоп в истории. Его 6,5-метровое зеркало - выше четырехэтажного здания - не могло поместиться внутри ракеты в её окончательной конфигурации. Таким образом, оно состоит из 18 шестиугольных сегментов, которые будут сложены для запуска и развернуты только тогда, когда телескоп достигнет космоса. (...) Телескоп преследовали неудачи и споры. По первоначальным оценкам, он будет стоить 500 миллионов долларов. Эта сумма выросла до 9,7 млрд долларов США. (...) Экзопланеты слишком тусклые и далекие, чтобы их можно было увидеть напрямую в существующие телескопы. (...) До сих пор почти все наши наблюдения экзопланет проводились в видимом свете. Но химический состав их атмосферы будет гораздо более отчетливее проявляться в инфракрасном диапазоне, который оптимизирован для обнаружения JWST. Задержки с запуском телескопа позволили изменить его конструкцию, чтобы он также мог более эффективно наблюдать за инопланетными мирами. (...) некоторые люди рассматривают эту затею как случай, когда кладут слишком много яиц в одну корзину. Гора денег и 25 лет работы вложены в один телескоп, которому предстоит рискованное путешествие к месту назначения. Если бы он потерпел неудачу, было бы разумнее распределить эти усилия по другим проектам. Но по большей части астрономы просто взволнованы. (...) Новые телескопы также имеют тенденцию приносить неожиданные открытия - просто посмотрите, как Хаббл потряс мир, глядя на этот явно пустой участок неба. [Изображение Hubble Deep Field, сделанное в 1995 году, показало, что этот участок космоса заполнен 3000 галактиками, каждая из которых примерно в 4 миллиарда раз слабее, чем может видеть человеческий глаз. Среди них были самые старые галактики, которые мы когда-либо видели.]"
  6. Смрити Маллапати. Чжан Жунцяо: исследователь Марса (Smriti Mallapaty, Zhang Rongqiao: Mars explorer) (на англ.) «Nature», том 600, №7890 (23/30 декабря), 2021 г., стр. 595 в pdf - 835 кб
    «Этот инженер руководит первой успешной миссией Китая на Марс, которая достигла планеты в этом году и приземлила марсоход на ее поверхность».
    С веб-сайта Nature's: «Список 10 Nature's посвящен ключевым достижениям науки в этом году и некоторым людям, сыгравшим важную роль в этих вехах. Вместе со своими коллегами эти люди помогли сделать удивительные открытия и привлекли внимание к важнейшим вопросам. Nature's 10 не является наградой или рейтингом. Выборка составлена редакторами Nature's , чтобы выделить ключевые события в науке через убедительные истории участников."
  7. Можно ли построить дома на Марсе из крови, пота и слез космонавта? (Could houses on Mars be built with astronaut blood, sweat and tears?) (на англ.) «Cosmos», №93 (декабрь 2021 г. - март 2022 г.), 2021 г., стр. 8-9 в pdf - 1,87 Мб
    «Немного крови космонавта, немного мочи и небольшое количество космической пыли - смешайте все вместе, и что вы получите? Дома, согласно опубликованному исследованию в Materials Today Bio [2021]. (...) Для перемещения на Марс потребуется огромное количество строительных материалов - непомерно дорогостоящая задача, если мы перенесем весь этот вес с Земли. Однако этот новый вариант стоит сделать из человеческих отходов, которые легко собрать во время путешествия на Красную планету. Исследователи подсчитали, что двухлетняя команда миссии на Марс из шести человек могла накопить достаточно отходов, чтобы произвести более 500 килограммов их материала, получившего название «AstroCrete». Они предполагают что полученная в результате растворная паста может склеивать мешки с песком и плавленые кирпичи реголита (космической пыли), потенциально удваивая количество домов, которые можно построить. (...) AstroCrete использует сывороточный альбумин (собранный из крови человека) и мочевину (собранную от мочи, пота и слез) вместе с почвенной или каменной пылью. Следовательно, смесь делает раствор прочнее бетона и не требует импортных товаров. Сила смеси - все в крови. Проще говоря, альбумин денатурирует - иными словами, «свертывается» - с образованием бета-листов*. Эти плоские, многослойные конструкции соединяются друг с другом с достаточной прочностью, чтобы затвердеть, как бетон между кирпичами. (...) Итак, кто с нетерпением ждет возможности жить в кровавых домах на Марсе?"
    * бета-лист = обычная цепочечная биологическая молекула регулярной вторичной структуры белка.
  8. 3D печать деталей ракет и спутников (3D printing rocket and satellite parts) (на англ.) «Cosmos», №93 (декабрь 2021 г. - март 2022 г.), 2021 г., стр. 13 в pdf - 1,19 Мб
    «Возможность 3D-печати деталей спутников звучит как что-то из научной фантастики, но Технологический университет Суинберна [в Мельбурне, Австралия] планирует сделать именно это. В 2022 году университет установит сложную систему 3D-печати, которая сможет печатать различные материалы, включая металлы, которые часто требуются в космической технике. (...) Возможность 3D-печати из этих материалов сделает производственный процесс менее расточительным и более эффективным. (...) В системе аддитивного производства, такой как их новый 3D-принтер, (...) детали изготавливаются путем распыления небольшого количества порошкообразного металла (или других веществ) в точные места на основе цифровой модели, пока деталь не будет готова. В отличие от обычных коммерческих 3D-принтеров, система под названием Titomic TKF1000 не будет использовать тепло или лазеры для создания компонентов, а будет использовать сверхзвуковую газовую струю. (...) Система также сможет смешивать материалы. (...) Система будет занимать комнату размером примерно с небольшой транспортный контейнер, в которой будут размещаться печатающие сопла, порошковые блоки и компьютер, который управляет устройством. (...) принтер будет использоваться для печати деталей для партнеров Суинберна в космической отрасли, а также для экспериментов с различными смесями материалов».
  9. Дэвид МакКлелланд. За пределами черных дыр (David McClelland, Beyond black holes) (на англ.) «Cosmos», №93 (декабрь 2021 г. - март 2022 г.), 2021 г., стр. 26-27 в pdf - 1,46 Мб
    «гравитационные волны были обнаружены в 2015 году. (...) LIGO - наша обсерватория гравитационных волн с лазерным интерферометром в США - была грандиозным проектом. В нем участвовали более 1100 ученых из четырех крупных стран, и Австралия была одним из партнеров. Роль моей команды заключалась в том, чтобы помочь понять, как заставить этот интерферометр работать. Итак, что такое интерферометр? Мы берем лазерный луч, разделяем его на две части и отправляем его по перпендикулярным плечам, каждые четыре километра длиной. Затем он попадает в зеркала и отражается обратно туда, где он был изначально. И мы измеряем, сколько времени потребовалось лазерному лучу, чтобы спуститься по одному плечу, по сравнению с тем, сколько времени потребовалось, чтобы пройти вниз по другому плечу. (...) Когда гравитационная волна проходит через лазер, он сжимается в одном направлении и растягивается в другом. (...) Мы используем интерференцию, чтобы провести это измерение. Но даже из-за гравитационных волн, генерируемых в самых энергичных событиях, это изменение невероятно мало - в 10 000 раз меньше чем размер протона. Вам нужно создавать очень большие устройства для измерения чрезвычайно малых эффектов. (...) мы только хотим, чтобы на зеркала воздействовала гравитационная волна, поэтому мы должны поместить их в большие вакуумные системы и изолировать их от земных возмущений. (...) Затем нам нужно иметь возможность контролировать это измерение расстояния, одно плечо по сравнению с другим. Это еще одна область, в которой Австралийский национальный университет [в Канберре, Австралия] принимал активное участие - мы разработали систему управления зеркалами. (...) мы наблюдали (...) две черные дыры массой около 30 солнечных, вращающиеся по спирали вокруг друг друга и сталкивающиеся друг с другом. Именно это вызвало гравитационную волну, которую мы измерили. Мы не ожидали, что появятся черные дыры такой массы. (...) Сейчас мы пытаемся понять, откуда они пришли и как образовались. (...) [Возможные открытия:] червоточина потенциально соединяется с другой частью Вселенной и может излучать другой сигнал гравитационной волны. Это все еще чистая научная фантастика, но теоретически они существуют в общей теории относительности. Также могут быть космические струны - это очень длинные струны гравитационной энергии, которые могут быть семенами, вокруг которых образуются галактики. В этих космических струнах может быть напряжение, и они могут излучать гравитационные волны, когда снимают это напряжение. Мы еще не видели ни одной из них. Мы надеемся, что однажды мы увидим гравитационные волны с самого начала Вселенной. (...) из фона гравитационных волн мы можем узнать о Вселенной менее чем через секунду после Большого взрыва. (...) Многие такие открытия потребуют глобального набора детекторов, включая полномасштабный интерферометр будущего поколения в Австралии. Мы называем поисковик этого детектора NEMO - Neutron star and Extreme Matter Observatory. После этого следующим большим событием может стать проект LISA. Это очень интересно - это космическая антенна лазерного интерферометра. (...) Вместо того, чтобы зеркала находились на расстоянии четырех километров друг от друга, LISA будет использовать три космических корабля в строю, летящие на расстоянии пяти миллионов километров друг от друга. Каждый космический корабль испускает лазерные лучи, которые принимаются другим космическим кораблем. LISA обнаружит новую группу источников, излучающих гравитационные волны с более низкими частотами, чем наблюдаемые LIGO. (...) мы начинаем понимать, как ведут себя самые массивные объекты, открывать объекты на темной стороне Вселенной и понимать фундаментальные силы в природе».
  10. Алан Даффи. Наука о научной фантастике (Alan Duffy, Science of sci-fi) (на англ.) «Cosmos», №93 (декабрь 2021 г. - март 2022 г.), 2021 г., стр. 64-73 в pdf - 4,81 Мб
    «Потенциально для сотен миллионов людей основная наука, которую они видят, - это то, что они видят в фильмах. Голливуд является их учителем космоса, нашей планеты и ее места в космосе, и - моя особая страсть - физика. Имеет значение, что Голливуд так часто ошибается в науке? Конечно, это так! Наука достаточно увлекательна, без необходимости искажать и игнорировать её. С этой целью я разработал систему рейтингов, чтобы оценить надежность некоторых из моих любимых научно-фантастических фильмов (...) Научный принцип, который почти всегда ужасно представлен в фильмах и очень часто неправильно понимается в классе, - это третий закон Ньютона: каждая сила имеет равную и противоположную силу реакции. Один из моих любимых на все времена научно-фантастические циклов, Звездные войны, к сожалению, виноваты в нескольких неудачах в представлении третьего закона Ньютона (...) Представьте себе истребители Tie Fighter [1] и X-wing [2], летающих в воздушных боях [ 3] как Битва за Британию [4]. (...) В космосе нет воздуха, так зачем же крылья? Если вы хотите повернуть корабль в космосе, вам нужно самостоятельно обеспечить эту боковую силу. (...) Однако одним из самых явных недостатков Звездных войн должно быть представление о силе. (...) В сцене боя с участием недавно коронованного Императора Палпатина и Йоды в Звездных войнах: Эпизод III - Месть ситхов, Йода выполняет силовой толчок, который отбрасывает гораздо более крупного Императора назад, через комнату, в то время как маленький зеленый мастер-джедай остается неподвижным. Что в этом плохого? Что ж, если вы что-то толкаете, это что-то толкает вас назад. Так гласит третий закон Ньютона. (...) Зная это, давайте рассмотрим Йоду. Может быть, он, в четверть размера Императора сможет оттолкнуть его? Я знаю, что это происходит через Силу, но у этой силы все еще должна быть противодействующая сила, противоположная Йоде. Он протягивает руку к Императору, и эта рука должна ощутить возвращающуюся силу. В то время как Император летит, Йода должен, что довольно неприятно, лететь обратно еще быстрее. Это означает, что сцена, как и в большинстве Звездных войн, имеет степень магистра [5] - не подходящая физика. (...) Ценный урок, который можно преподать через фильм, - это гравитация. В частности, гравитация в космосе, в которой мы видим кажущуюся невесомость астронавтов, плавающих в то время, когда их космический корабль движется по орбите вокруг Земли. (...) Один фильм, который точно объясняет, как можно создать искусственную гравитацию в космосе, - это 2001: Космическая одиссея. В одной из самых знаковых сцен кино мы видим плавно движущуюся космическую станцию. (...) Именно это вращение обеспечивает силу. (...) Астронавты в фильме бегают трусцой по окружности мягко вращающегося колеса, чувствуя гравитацию, проходящую через ноги на нижний этаж космической станции, как силу ускорения, равную 1g. (...) Возникает вопрос, насколько быстро должно вращаться колесо, чтобы дать вам ощущение в 1g? У нас есть космическая станция радиусом примерно 200 метров. (...) Если мы знаем желаемое ускорение (1g) и радиус (200 м), мы можем вычислить скорость колеса для точки на этой окружности: 44 метра в секунду. Это очень высокая скорость. Действительно, а как насчет скорости вращения колеса? Это скорость/радиус. Вставьте числа снова, и вы обнаружите, что это два оборота в минуту! Всего два полных оборота каждую минуту, чтобы дать астронавтам ощущение силы тяжести. Это дает G [5] за хорошую физику. (...) Одним из наиболее прекрасно реализованных примеров гравитации является, соответственно, Gravity, в которой космический шаттл отправляется с миссией по ремонту космического телескопа Хаббл, задача, которая была фактически выполнена. К сожалению для Хаббла - не говоря уже об астронавтах! - в этом фильме мы видим событие, которого давно опасались, известное как синдром Кесслера. Здесь взрывается спутник, в результате чего образовавшееся облако из материала продолжает оставаться на орбите, чтобы, в свою очередь, поразить другие спутники и вызвать еще больше обломков в растущем каскаде катастроф. Как ужасающе показано в фильме, шрапнель может уничтожить другие спутники и даже космические корабли. (...) Как только лавина обломков начнется, будет чрезвычайно трудно остановить этот экспоненциальный рост, поэтому нам нужно убрать обломки, чтобы каскад никогда не начинался. Что в фильме неправильно, так это время, необходимое для того, чтобы этот каскад произошел: не минуты фильма, а недели или месяцы, которые потребуются в действительности. Более того, даже самый маленький обломок наносит огромный ущерб из-за скоростей, с которыми движутся объекты в космосе. (...) Миллионы, которые смотрели Gravity, должны были насладиться хорошей физикой, но они также должны были увидеть антиутопическое будущее, которое очень близко к реализации, если мы не очистим наши орбиты. Заслуженный PG [5]: Довольно неплохая физика. (...) Имеет ли значение, что эту науку так плохо изображают? Я так думаю. Когда люди сталкиваются с глобальной проблемой, которую можно решить одним простым (обычно ядерным!) решением, это оказывает медвежью услугу глобальным вызовам, с которыми мы сталкиваемся. Это заставляет нас ожидать простого одноразового решения, а не системных изменений в нас и в нашем обществе в целом. (...) Но когда мы видим, что наука в научной фантастике делается правильно, молодые умы формируются, чтобы понять основную природу и законы самой Вселенной. (...) для большинства из нас это просто делать хороший фильм отличным» - в статье обсуждались еще несколько примеров того, как физика представлена в фильмах.
    [1] TIE-истребитель = вымышленный истребитель, существующий во вселенной "Звездных войн", управляемый Twin Ion Engines (TIE).
    [2] Истребитель X-wing = вымышленный космический корабль из франшизы Звездных войн
    [3] воздушный бой = воздушный бой между истребителями, проводимый с близкого расстояния.
    [4] Битва за Британию = военная кампания Второй мировой войны, в которой Королевские военно-воздушные силы (RAF) и авиация флота (FAA) Королевского военно-морского флота защищали Соединенное Королевство (Великобритания) от крупномасштабных атак со стороны ВВС нацистской Германии, Люфтваффе
    [5] MA = взрослые сопровождаемые (MA 15+): материалы с рейтингом MA 15+ содержат сильное содержание и по закону предназначены только для лиц старше 15 лет; G = Общий: подходит для всех; PG = Parental Guidance: может содержать контент, который детям кажется сбивающим с толку или расстраивающим, и может потребоваться руководство родителей, учителей или опекунов - согласно австралийской системе классификации фильмов и компьютерных игр; здесь применимо к представлению физики
    [sci-fi = научная фантастика]
  11. Ричард А. Ловетт, Что значит полететь на Марс? (Richard A. Lovett, What's like to go to Mars?) (на англ.) «Cosmos», №93 (декабрь 2021 г. - март 2022 г.), 2021 г., стр. 90-93 в pdf - 2,19 Мб
    "Брюс Банердт (...) является главным исследователем (ИП) миссии на Марс. (...) Банердт хотел отправиться в космос, но он также хотел проводить эксперименты, которые он сам помогал придумывать, даже если это означало управление ими с помощью роботов. с Земли. (...) он проявил интерес к использованию методов дистанционного зондирования, таких как сейсмология и вариации гравитационных и магнитных полей, чтобы вглядываться в ядра миров земного типа, включая Венеру, Меркурий и Луну. (... ) Марс - это то место, где он работает прямо сейчас, с помощью аппарата НАСА InSight Mars Lander. InSight был задуман как проект стоимостью в миллиард долларов по размещению сейсмометра на поверхности Марса в надежде использовать периодические землетрясения на Красной планете для исследования его внутренней части. В 2018 году он находился там более 1000 солей (марсианские дни, немного дольше, чем на Земле), и недавно было обнаружено три его крупнейших сотрясения с магнитудой от 4,1 до 4,2. По земным стандартам они не огромны, но они достаточно велики, чтобы сделать Банердта очень счастливым, потому что чем сильнее землетрясение, тем легче изучить, как изменились его сейсмические волны, когда они отскакивали от внутренней части Марса на пути к сейсмометру InSight. (...) в результате землетрясения возникли сейсмические волны, которые сначала разошлись во всех направлениях. Некоторые быстро направились к InSight и его сейсмометру. Другие пошли в разных направлениях, а затем натолкнулись на разрывы во внутренней части Марса, которые через некоторое время отразили их обратно в InSight, некоторые очень окольными путями. (...) Этих землетрясений, вероятно, не было бы замечено, если бы Банердт и его команда не приняли смелое решение. Солнечные панели InSight запылялись (...) При отключении электричества почти на 80% наступил нарастающий кризис, в котором, по словам Банердта, наиболее вероятным исходом было бы отключение сейсмометра. (...) Команда сделала смелый призыв использовать роботизированную руку посадочного модуля, чтобы посыпать песком наветренные края солнечных панелей и позволить ветру дуть им через солнечные панели в надежде, что он смахнет достаточно пыли, чтобы удержать спускаемый аппарат от гибели. (...) Итак, не имея лучшего варианта, это то, что в конечном итоге сделал InSight - и как главный исследователь решение принял Банердт. (...) Титул «главный исследователь» звучит так, будто работа Банердта - это в первую очередь наука: исследования, исследования, написание журнальных статей. (...) Вместо этого роль больше похожа на генерального директора. «Должностное определение несет ответственность перед НАСА за общий успех миссии», - говорит он. (...) «в этом секрет того, чтобы быть ведущим исследователем: уметь сбалансировать экспертные решения и прийти к наилучшему общему решению». (...) «Первое, что должен сделать главный следователь, - это продать миссию», - говорит он. «В течение двух десятилетий я был в режиме продаж». (...) Когда миссия была утверждена, работа перешла к надзору и администрированию, включая определение приоритетов для соответствия бюджету. (...) «Я должен сказать: «Главный следователь идет на запуск », - говорит он. «Это невероятный опыт для ребенка, который вырос, мечтая о космосе».
  12. Уилл Гэйтер. Запущен телескоп для черной дыры (Will Gater, Black hole telescope launched) (на англ.) «New Scientist», том 252, №3365/66 (18/25 декабря), 2021 г., стр. 12 в pdf - 695 Мб
    НАСА и Итальянское космическое агентство запустили миссию по наблюдению за рентгеновскими лучами, которая предоставит астрономам новый важный инструмент для изучения энергетических объектов во Вселенной. Исследователь рентгеновской поляриметрии (IXPE) вышел на орбиту на РН SpaceX Falcon 9 с мыса Канаверал, Флорида, 9 декабря [2021 г.]. Он будет измерять поляризацию рентгеновского света, исходящего от объектов, включая нейтронные звезды, черные дыры и светящиеся остатки взорвавшихся звезд, известные как остатки сверхновых. (... ) Изучение этого аспекта рентгеновского свечения астрономических тел может помочь исследователям уточнить свои модели физики, действующей в этих объектах. (...) Данные поляризации также могут дать подсказки о физических характеристиках удаленных объектов. Например, он может выявить, имеет ли излучающий рентгеновское излучение объект асимметричную форму - например, закрученный диск из перегретого материала вокруг черной дыры или нейтронной звезды. (...) Цели миссии для дальнейшего изучения включают огромные «релятивистские» струи вещества, вырвавшиеся из черных дыр со скоростью, близкой к скорости света. Наблюдения IXPE должны дать исследователям подробное представление о магнитных полях и частицах в этих джетах (...) Перспектива начать решение устойчивых астрофизических загадок уже вызывает волнение. «За [годы] мы накопили много ожиданий, основанных на наших текущих знаниях, которые теперь мы сможем подтвердить или опровергнуть, - говорит [Фабио] Мулери [из Национального института астрофизики Италии, который работает над проектом IXPE]».
  13. Лия Крейн. Месяц Марса: три миссии на Красную планету - Лия Крейн. «Ничто не сможет превзойти тот момент, когда мы объявили, что полет был успешным» (Leah Crane, The month of Mars: Three missions to the Red Planet -- Leah Crane, "Nothing will ever top that moment when we announced the flight was successful") (на англ.) «New Scientist», том 252, №3365/66 (18/25 декабря), 2021 г., стр. 26-27 в pdf - 1,41 Мб
    Обзор года на 2021 год: «Всего за 10 дней в феврале 2021 года на Марс прибыли три миссии. Первой из них был орбитальный аппарат Объединенных Арабских Эмиратов «Hope», который вышел на орбиту 9 февраля. (...) «Опыт первый раз в жизни - ужасающий, изнурительный, но очень хороший», - говорит Омран Шараф из Космического центра Мохаммеда бин Рашида в Дубае. На следующий день китайская миссия Тяньвэнь-1 присоединилась к Hope на орбите, амбициозная миссия с орбитальным аппаратом, посадочным модулем и вездеходом. (...) орбитальный аппарат освободил посадочный модуль и марсоход Zhurong, он прибыл на поверхность 14 мая, что сделало Китай третьей страной, высадившей марсоход на Марсе (хм. а кто вторая?) . (...) Третьим, который прибыл на Марс 18 февраля, был марсоход НАСА Perseverance. Одна из его целей - собрать и отложить образцы, которые будут возвращены на Землю во время следующей миссии NASA на Марс. (...) Миссия Perseverance также включала вертолет Ingenuity на Марс, первый дрон, совершивший полет в другом мире. Он оказался чрезвычайно успешным - Первоначально планировалось совершить пять испытательных полетов, но к началу декабря было выполнено 17, многие из которых были более продолжительными и сложными, чем любые из запланированных испытаний. (...) Со всеми этими миссиями на Марсе количество частей головоломки будет только увеличиваться, каждая из которых приносит свой набор вопросов. Но по мере нарастания загадки наша картина Красной планеты станет более ясной». - Вторая статья: «Из всех аппаратов, посетивших Красную планету в этом году, возможно, самым большим шагом вперед стал вертолет Ingenuity. Он (...) взлетел 19 апреля [2021 г.], что сделало его первым транспортным средством, которое когда-либо пыталось совершить полет на другой планете». - Интервью с Теодором Цанетосом, руководителем группы Ingenuity в Лаборатории реактивного движения НАСА в Калифорнии: [Вопрос от Лии Крейн] Каким был для вас тот первый полет? [Ответ Теодора Цанетоса] Одним словом, это было волнительно. Это один из тех моментов в вашей жизни, когда вы понимаете: «Ого, я не могу поверить, что это действительно происходит, и мне повезло, что я сейчас в этой комнате с этими людьми». Ничто не превзойдет того момента, когда мы объявили полет успешным. (...) [Вопрос] Что позволило Ingenuity пережить первоначальный график миссии? [Ответ] Отчасти мы будем оглядываться на этот вопрос. Мы рассчитали его на 30 солей, или марсианских дней, - мы не могли позволить себе дополнительного запаса, потому что воздух настолько разрежен, что мы не можем нести дополнительную массу. (...) Но мы все еще бежим. В конце концов, мы сможем оглянуться назад и узнать, какой компонент вышел из строя первым, но пока мы просто пытаемся использовать Ingenuity, как можем. [Вопрос] Чего уже удалось достичь? [Ответ] Ingenuity - это демонстрация технологий. (...) Наша миссия заключалась в том, чтобы доказать, что мы умеем летать - вот и все. (...) Мы больше не были просто демонстратором технологий. Затем наша миссия заключалась в том, чтобы продолжать раздвигать границы и научиться взаимодействовать с этим вертолетом в более широком масштабе, а также разыскивать Perseverance. Было действительно полезно работать с командой марсоходов, чтобы выяснить, какие районы лучше всего исследовать. (...) [Вопрос] Как, по вашему мнению, эта концепция будет реализована в будущих миссиях, когда мы знаем, что она работает? [Ответ] Мы доказали, что можем летать, и теперь у нас есть эта неопровержимая истина, которая поможет нам спроектировать будущее винтокрылых машин. Я мечтаю увидеть в небе Марса флот космических кораблей, которые потенциально могут помочь будущим исследователям-людям, но также будут заниматься своими научными исследованиями».
  14. Эдвард Фельсенталь, выборка - Молли Болл и др.. Илон Маск (Edward Felsenthal, The Choice -- Molly Ball et al., Elon Musk) (на англ.) «Time», том 198, №23-24, 2021 г. (23.12.2021 / 03.01.2022), стр. 32-57 в pdf - 34,6 Мб
    «На протяжении почти столетия Time называет человека года - человека или группу, которые в наибольшей степени повлияли на предыдущие 12 месяцев, к лучшему или к худшему. Человек года является маркером влияния, и немногие люди оказали большее влияние, чем Маск, на жизнь на Земле, а потенциально и на жизнь за ее пределами. В 2021 году Маск стал не только самым богатым человеком в мире, но и, возможно, самым богатым примером масштабных сдвигов в нашем обществе. (...) Нравится вам это или нет, но теперь мы находимся в мире Маска. (...) Илон Маск - человек года 2021 года по версии журнала Time's". - Вторая статья: «Это человек, который стремится спасти нашу планету и дать нам новую жизнь: клоун, гений, Эдгелорд, провидец, промышленник, шоумен, негодяй (...) Его РН Компании SpaceX обогнала Boeing и другие компании, чтобы владеть космическим будущим Америки. Его автомобильная компания Tesla контролирует две трети многомиллиардного рынка электромобилей, который она впервые открыла, и оценивается в крутой 1 триллион долларов. Это сделало Маска, с состоянием более 250 миллиардов долларов США, самым богатым частным гражданином в истории, по крайней мере, на бумаге. (...) В апреле [2021 года] SpaceX выиграла эксклюзивный контракт НАСА на первую отправку американских астронавтов на Луну, впервые с 1972 года. (...) В октябре гигант по аренде автомобилей Hertz объявил о том, что планирует добавить 100000 Tesla к своему автопарку. (...) Потери, которые он наносит персоналу благодаря своему жесткому стилю управления, легендарны. Маск мелочен, жесток и раздражителен, особенно когда его расстраивают или бросают ему вызов. (...) ощущение того, что он хороший человек, потому что он не такой, - говорит Роберт Зубрин, основатель Марсианского общества (...). Он хочет вечной славы за свои великие дела, и он является ценным достоянием человечества, потому что он определяет великое дело как нечто великое для человечества. Он жаждет славы». (...) Тесла может быть основным источником его огромного богатства и славы, а также его наибольшим влиянием на планету на сегодняшний день. Но именно космос вдохновляет его самые смелые и крайние амбиции. (...) Общая цель заключалась в том, чтобы сделать жизнь многопланетной и позволить человечеству стать космической цивилизацией, - говорит Маск (...) И следующая действительно большая задача - построить самодостаточный город на Марсе и принеси туда животных и существ Земли». (...) SpaceX чуть не обанкротила Маска. Его первая ракета, Falcon, трижды выходила из строя, прежде чем выйти на орбиту в 2008 году. Компания приступила к созданию Falcon 9, а затем Falcon Heavy, которая имеет три группы по девять двигателей. Кластеризация двигателей ранее считалась плохой идеей из-за большого количества движущихся частей, которые могут выйти из строя - одно из многих предположений, которые Маск исправил. (...) Ракеты тоже не должны были летать более одного раза. На протяжении десятилетий отработанные ступени ракет выбрасывались в море. (...) За последние шесть лет SpaceX успешно приземлила первую ступень из 90 своих ракет Falcon 9 и восстановила 72 из них. (...) SpaceX запустила свой первый экипаж на МКС на борту космического корабля Dragon в мае 2020 года. (...) Успех не ослабил аппетита Маска к риску. После запуска в космос Falcon Super Heavy его следующая ракета, Starship, вылетит на Луну, приземлится там, взлетит и вернется на Землю, без каких-либо этапов лунного путешествия. Эта так называемая одноступенчатая модель с выходом на орбиту была "белым китом" [то, что кто-то одержимо преследует и с небольшими шансами на успех] конструкторов ракет на протяжении нескольких поколений. (...) С помощью своей программы Starlink SpaceX надеется запустить группировку из 42 000 спутников, чтобы предоставить миру услуги Интернета. (...) В апреле [2021 года] НАСА выбрало SpaceX для строительства лунного посадочного модуля для программы Artemis, отчасти благодаря низкому предложению в размере 2,9 миллиарда долларов. (...) Когда-нибудь в ближайшие месяц или два Маск надеется впервые запустить на орбиту звездолет с 33 двигателями на базе огромного 230-футового корабля. [70 м] стальная труба, содержащая около 7,5 миллионов фунтов [3750 тонн] переохлажденного жидкого топлива. «Я думаю, что мы сможем сделать петлю вокруг Луны, может быть, уже в 2023 году», - говорит он, и приземлиться на поверхности Луны в течение трех лет. (...) Однажды, он надеется, ракеты доставят 100 человек за раз на Марс, где корабли можно будет заправить топливом, произведенным на Красной планете, и отправить обратно на Землю. (...) «Я удивлюсь, если мы не приземлимся на Марсе в течение пяти лет», - наконец говорит он. (...) Маск утверждает, что межпланетная жизнь - это следующий большой скачок эволюции, такой как появление многоклеточных организмов, а также что Марс может стать домом для человечества, если Земля станет непригодной для жизни ». В статье приводятся некоторые подробности о развитии автомобильной компании Tesla и краткая биография Илона Маска. - «Маск отказался от земной политической принадлежности и сохранил хорошие отношения с компаниями политиков обеих сторон, включая президентов Обаму и Трампа, хотя он покинул деловой совет последнего всего через несколько месяцев после принятия решения о выходе из Парижских климатических соглашений. О президенте Джо Байдене он говорит: «Я не думаю, что он выполняет замечательную работу, но я не знаю - трудно сказать». (...) он отвергает идею о том, что (...) он морально обязан выплачивать некоторую долю из своего заработка в виде налогов (...) Зубрин из Марсианского общества считает, что Маску помешать три качества: его трудоголизм, его безрассудство или своего рода заработанное высокомерие. «Великие лидеры перестают слышать критику», - говорит он. (...) Тем не менее, Зубрин не стал делать ставки против своего старого друга. «Гений - слово, которое часто ассоциируется с Маском; мудрость - нет, - насмешливо говорит он».
  15. Джо Паппалардо. Новые роботы на Луне (Joe Pappalardo, The Next Robots on the Moon) (на англ.) «Air & Space», том 36, №5 (декабрь 2021 / январь 2022), 2021-2022 г., стр. 30-37 в pdf - 5,07 Мб
    «План НАСА по возвращению на Луну начинается с флота автоматических посадочных модулей. Космическое агентство обратилось к частному бизнесу, чтобы реализовать эти амбиции, и в настоящее время более дюжины компаний, больших и малых, строят новое поколение роботизированных лунных аппаратов. В мае 2019 года НАСА выдало задачи трем из них: Asrrobotic Technology, расположенной в Питтсбурге, Edison, OrbitBeyond, Нью-Джерси, и Intuitive Machines (IM). Astrobotic планирует доставить 11 полезных грузов на Луну в следующем году. Его пунктом назначения является Lacus Mortis, большой кратер на ближней стороне. Intuitive Machines также доставят посылки на Луну в следующем году. У него есть шесть полезных нагрузок, отправляющихся в Oceanus Procellarum, лунное "море", которое выглядит как темное пятно на Луне из-за его поверхности из базальтовой лавы. В конце 2023 года Astrobotic вернется с другим набором полезной нагрузки - на Южный полюс Луны. Также в 2023 году появится третий поставщик, Firefly Aerospace, будет с проводит эксперименты в «неполярной области Луны», а четвертый, Masten Space Systems, заключает контракт на «доставку и эксплуатацию» восьми полезных грузов на Южном полюсе Луны. (...) Вместо того, чтобы вводить в эксплуатацию космические корабли для компаний, чтобы они строили их в соответствии со спецификацией, космическое агентство запрашивает у промышленности готовое оборудование, которое может использовать любой клиент, который может заплатить за полет. (...) После завершения программы «Аполлон» Луна стала забытым пунктом назначения. (...) с 1976 года только Китай высаживался на Луну. Сегодня возобновление исследования Луны для Соединенных Штатов стало национальным императивом. В марте 2018 года НАСА запустило программу Commercial Lunar Payload Services (CLPS), создав флот небольших автоматических посадочных модулей и вездеходов для разведки Луны в качестве предшественника миссий с экипажем. (...) Первый шаг: лунный посадочный модуль, способный доставить на лунную поверхность 22 фунта [10 кг] полезного груза. (...) Авиационный мир получил драматическое напоминание о том, как трудно приземлиться на Луну в апреле 2019 года, когда частная израильская организация SpaceIL приблизилась к последним минутам своего лунного путешествия. (...) Космический аппарат отправился на поверхность, используя автоматизированную систему для запуска основного двигателя и замедления аппарата. (...) Орбитальная скорость начала падать, и для обнуления потребовалось почти 15 минут. (...) Индикатор телеметрии замигал красным в 19:22 [UTC (Всемирное координированное время)]; посадочный модуль падал со скоростью почти 75 метров в секунду. Затем свет погас: неисправность. Команда SpaceIL попыталась перезапустить систему. (...) Двигатель перезапустился, но слишком поздно. Вертикальная скорость «Берешита» составляла 134 метра в секунду, а горизонтальная - 947 метров в секунду. Всего в миле [1,6 км] от поверхности посадочный модуль был обречен. Потеря сигнала, как закрывание гроба, произошла в 19:23. (...) Peregrine от Astrobotic использует визуальную систему для навигации, а также отражает лазерные импульсы от поверхности во время спуска, чтобы измерить скорость и избежать опасностей. (...) Intuitive Machines планирует полететь на Луну на Nova-C, одновременно разрабатывая Nova-D, который будет способен доставлять на лунную поверхность 1100 фунтов [500 кг]. Для инженеров и руководителей, привыкших наблюдать, как эта технология развивается очень медленными темпами, наблюдать за быстрой эволюцией как продукта, так и рынка очень интересно. (...) В то время как ветераны наслаждаются свободой коммерческой смены, молодые сотрудники ожидают, что будущее станет только ярче. Многие из них говорят, что они - то поколение, которое будет наблюдать за исследованием и использованием Солнечной системы. (...) К первоначальным девяти компаниям с контрактами на коммерческие услуги по обслуживанию лунной полезной нагрузки (CLPS), что дает им право участвовать в торгах по будущим заказам НАСА, в 2020 году присоединились еще пять. Все заинтересованные стороны надеются, что от НАСА будет достаточно разнообразных размеров полезной нагрузки, чтобы дать многим из них возможность летать. Старт Astrobotic произойдет, когда он доставит марсоход NASA Volatiles Investigating Polar Exploration Rover (VIPER) к Южному полюсу Луны для 100-дневной миссии в конце 2023 года в поисках водяного льда. (...) Посадочный модуль Peregrine находится на пути к отправке с другими полезными нагрузками на стартовую систему Vulcan Centaur (...) в 2022 году. (...) Планируется, что еще одна миссия, IM-2, отправит первый посадочный модуль на Южный полюс Луны в декабре 2022 года. Nova-C компании IM доставит на борт эксперимент-1 по добыче льда из полярных ресурсах, первую в истории лунную буровую установку для льда и марсоход, чтобы продемонстрировать, что связь 4G может работать на Луне. (...) Что, возможно, еще более амбициозно с коммерческой точки зрения, так это стремление IM доминировать в частном секторе лунных коммуникаций. Nova-C IM-2 запустит спутник York Space Systems на лунную орбиту, чтобы обеспечить полосу пропускания для использования клиентами из образовательного и частного секторов. (...) Если им [инженерам] нужна какая-то мотивация, она [Луна] просто манит их в небе».
  16. Тони Рейххардт. Марслайнер (Tony Reichhardt, Marsliner) (на англ.) «Air & Space», том 36, №5 (декабрь 2021 / январь 2022), 2021-2022 г., стр. 42-51 в pdf - 5,95 Мб
    «Затем в 2014 году SpaceX прибыла [в Бока-Чика]. Семь лет спустя тысячи сотрудников компании и подрядчиков почти круглосуточно работают над созданием и запуском самой мощной ракеты в истории под названием Starship. Первый запуск на околоземную орбиту может произойдет в течение следующих нескольких месяцев [в 2022 году]. Конечный пункт назначения - Марс. (...) Вряд ли найдется какая-либо арена технологий 21-го века, которую он [Илон Маск] не коснулся: автомобили, солнечная энергия, батареи, широкополосный интернет, роботы, криптовалюта и искусственный интеллект. Менее чем за 20 лет Маск превратил SpaceX из стартапа в ведущую в мире компанию по запуску. (...) Falcon 9 компании SpaceX сделал многоразовое использование ракеты экономичной реальностью благодаря своей впечатляющей посадки ракеты-носителя на стартовую площадку. Но Falcon только частично многоразовый и, следовательно, не достоин Марса. (...) Чтобы заселить Марс, ему понадобится полностью многоразовый, надежный и быстрый (... ) Должен быть тоже огромный, способный поднять на орбиту 150 тонн. . (...) В середине 2019 года Starhopper продемонстрировал новый двигатель Raptor, работающий на метане, от SpaceX, который на Starship заменит керосиновые двигатели Falcon Merlins. Сам полноразмерный звездолет был представлен в сентябре того же года и в течение следующих полутора лет достигал все больших высот в ходе испытательных запусков. (...) К маю этого [2021 года] Звездолет номер 15 приземлился без сучка и задоринки, достигнув высоты 10 километров, убедив многих сомневающихся в том, что это можно на самом деле. (...) Чтобы сделать Starship полностью многоразовым и достаточно прочным, чтобы его можно было «повторно запустить через час после приземления с нулевой ремонтной работой», как Маск заявил о своей цели в прошлом году [2020], необходимо решить несколько сложных технических проблем (...) Первая ступень Super Heavy, на которой установлен Starship (как ни странно, вся система запуска также называется Starship), может иметь до 33 Raptor'ов, обеспечивая большую общую тягу, чем любая ракета в истории. (...) Завод SpaceX в МакГрегоре, штат Техас, в нескольких часах езды к северу от Бока-Чика, планирует ежегодно выпускать ошеломляющее число - 1000 двигателей Raptor для снабжения флота Starship. (...) Еще одно препятствие, с которым сталкивается Starship, заключается в том, как справиться с огромным теплом и энергией при возвращении с орбиты. (...) Звездному кораблю придется снизить скорость с 17 500 миль [28 000 км] в час до нуля в момент приземления. Одна из причин, по которой ракета выглядит как что-то из научно-фантастического фильма 1950-х годов, заключается в том, что она сделана из блестящей нержавеющей стали. (...) Сталь выдерживает больше тепла и намного дешевле [чем алюминий с тепловой защитой]. (...) Предполагая, что он выдержит перегретый спуск через верхние слои атмосферы, верхняя ступень звездолета затем делает длинный горизонтальный прыжок брюхом через нижние слои атмосферы, чтобы увеличить сопротивление и замедлиться. Короткие, похожие на крылья закрылки (...) помогают контролировать спуск и сохранять устойчивость ракеты. В отличие от Аполлона или Дракона, парашюты не требуются. Похоже, что в последнюю минуту Starship поворачивает свои двигатели и убирает задние закрылки, чтобы выполнить переворот в вертикальное положение, используя как можно меньше топлива для обратного движения перед приземлением. Звучит безумно, но в мае прошлого года [2021] Starship 15 продемонстрировал дикий маневр и благополучно приземлился на стартовой площадке. (...) Вместо того, чтобы приземлиться на ноги, и Starship, и ракета-носитель Super Heavy будут пойманы непосредственно перед приземлением двумя огромными механическими руками, прикрепленными к пусковой башне (...) Последний, критический элемент в архитектуре миссии Starship - орбитальная дозаправка. (...) Таким образом, дополнительные звездолеты, оборудованные как танкеры - базовая модель может быть сконфигурирована для разных задач - будут запущены, чтобы заправить пустой звездолет на околоземной орбите, чтобы он мог отправиться на Луну, Марс или куда-либо еще. Это сложнее, чем кажется. Передача криогенного топлива от одного транспортного средства к другому никогда не осуществлялась в космосе (...) SpaceX попытается продемонстрировать эту технику на орбите в следующем году [2022] при финансировании НАСА в размере 53 миллионов долларов США путем передачи 10 тонн жидкого кислорода с одного Старшипа на другой. (...) Если SpaceX сможет произвести и запустить свою новую ракету в больших количествах (...) Starship полностью изменит космический бизнес. (...) НАСА удивило многих в космической отрасли в апреле [2021 года], выбрав Starship в качестве транспортного средства для высадки следующих американских астронавтов на Луну уже в 2024 году. Но для посадки и взлета с Луны - имеет определенные недостатки, в том числе необходимость запуска примерно дюжины заправщиков Starship, чтобы обеспечить достаточное количество топлива для миссии. Отмечая риск, НАСА подчеркнуло, что Starship намного превзойдет другие предлагаемые аппараты с точки зрения полезной нагрузки, приземляемой и возвращаемой с Луны. За один полет Starship может доставить больше лунных образцов, чем все астронавты Аполлона вместе взятые, с запасом места. (...) если Starship выйдет на орбиту в течение следующего года [2022], он может оказаться на Луне к середине десятилетия. Однако мечта Маска - отправить на Марс миллион человек, а для этого потребуется гораздо больше, чем просто транспорт. (...) Он [Маск] говорит о превращении людей в «многопланетный вид» и рассматривает миграцию на Марс как страховку от возможного вымирания. Другие видят в этом эскапизм во времена великих социальных потрясений. (...) если SpaceX не доставит нас туда, то кто? В настоящее время НАСА нацелено на конец 2030-х годов, чтобы высадить пару человек на марсианскую поверхность на 30 дней для бурения ледяных кернов - едва ли это город. (...) Он [Маск] ведет себя так, будто хочет отправиться на Марс сейчас, а не в какое-то неопределенное будущее, которое всегда находится за пределами нашей досягаемости».
    рисунок (на англ.) «Air & Space», том 36, №5 (декабрь 2021 / январь 2022), 2021-2022 г., стр. 47 в jpg - 145 кб
    Рисунок на стр. 47: Сравнение больших ракет.
  17. Дайан Тедески. «Терпеливый астронавт» - Крис Климек, Эрласатс. Первые исследователи физики вне Земли (Diane Tedeschi, The Patient Astronaut -- Chris Klimek, Earlysats. The First Explorers of Physics off Earth) (на англ.) «Air & Space», том 36, №5 (декабрь 2021 / январь 2022), 2021-2022 г., стр. 76, 82, 84 в pdf - 2,11 Мб
    Рецензия на книгу: «Большинство из нас знают Брюса МакКэндлесса II по знаменитой фотографии, сделанной товарищем-астронавтом Робертом «Хутом» Гибсоном, когда МакКэндлесс тестировал пилотируемый маневренный модуль, или MMU, реактивный ранец, который унес его на 300 футов [90 м] в космос. Его сын, Брюс МакКэндлесс III, написал книгу, которая дополняет картину жизни его отца до и после этого культового изображения. Wonders All Around описывает неудачи и триумфы карьеры его отца, который начал свою службу в качестве пилота ВМС США. Старший МакКэндлесс присоединился к НАСА в 1966 году, но не летал в космос до 1984 года, когда он полетел на борту космического челнока Челленджер». - Автор: «В последний год своей жизни мой отец решил написать мемуары. К сожалению, у него были некоторые физические проблемы, которые мешали ему добиться большого прогресса. Поэтому я решил написать рассказ за него». - Интервью: «[Вопрос Дайаны Тедески] Было ли когда-либо пользой для вас быть сыном астронавта? [Ответ Брюса МакКэндлесса III] Не то, чтобы я мог так сказать. (...) Никто не знал, кем он был до знаменитого полета на реактивном ранце в 1984 году, когда я учился в аспирантуре в Англии. (...) процент людей, которых впечатляют аэрокосмические технологии, в Великобритании еще ниже, чем здесь [в США]. (...) [Вопрос] Как вы думаете, испытывая MMU в космосе, ваш отец боялся? [Ответ] Отличный вопрос. Он всегда говорил, что не боялся. (...) Тем не менее, планы его испытательного полета призывали его придерживаться из орбитального аппарата, затем повернуться так, чтобы он смотрел в сторону космического корабля. Посмотрите видео. Вы заметите, что он так и не удосужился выпустить Челленджера из поля зрения. Это страх? Или просто здравый смысл? Я не могу решить. [Вопрос] Когда вы видите известное фото своего отца, о чем вы думаете? [Ответ] Прежде всего, я думаю, что Хут Гибсон был на удивление хороший фотограф. Кроме того, увидев это, я улыбаюсь. Планы моего отца не всегда срабатывали. Он провел ужасно много лет, чувствуя себя неудачником. Но он выстоял, получил шанс в космическом полете и оказался на миллионе холодильников [его знаменитое фото миллионы людей повесили на холодильники на память]. Я получаю от этого удовольствие». Вторая статья представляет собой инфографику (стр. 84): «Эта группировка [в основном американских] спутников, в основном реплик, почти полностью состоит из экземпляров 1950-х и 60-х годов, реликвий из ранней, но быстро развивающейся эры космической науки, которая дала исследователям первое подлинное понимание самых верхних слоев атмосферы Земли и ее магнитного поля. (...) Часто полезная нагрузка приборов определяла конструкцию: те, у кого были магнитометры, например, такие как Explorer 18 (вверху), который вышел на околоземную орбиту в ноябре 1963 года, нуждались в стреле, чтобы нести эти чувствительные инструменты на расстоянии от Земли, чтобы избежать помех от другой электроники. Другие несли приборы для обнаружения ударов микрометеоритов, которые вызывали большой интерес у планировщиков первых пилотируемых космических полетов США. (...) Большая орбитальная солнечная обсерватория (внизу слева) никогда не летала. Отменена в 1965 году, её инструменты были установлены в Skylab'е, запущенном в 1973 году.
  18. План развития глобальной навигационной спутниковой системы GPS 2021-2028 гг. (на англ.) 2021 г. (?) в jpg - 126 кб
  19. А. Дж. Гемер и др. Достижения в области изучения Луны благодаря мобильности распределенных инструментов и робототехнике роя: марсоходы мобильной автономной исследовательской платформы (MAPP) Lunar Outpost (A. J. Gemer et al., Advances in Lunar Science Return via Distributed Instrument Mobility and Swarm Robotics: The Lunar Outpost Mobile Autonomous Prospecting Platform (MAPP) Rovers) (на англ.) Annual Meeting of the Lunar Exploration Analysis Group (2021), Abstract no. 5018 в jpg - 145 кб
    «Мобильные роботизированные системы для операций на поверхности Луны необходимы для обеспечения мобильности в качестве услуги для лунных научных инструментов и обеспечения радикального прогресса в исследовании Луны. Платформа (MAPP), серийно выпускаемая экономичная робототехническая платформа, обеспечивающая большую отдачу от науки, позволяет развертывать наборы инструментов в кампаниях с несколькими инструментами, размещенных на нескольких небольших марсоходах. Группы MAPP могут перемещаться и работать совместно в роях для максимального охвата территории, разверачивания большой сети инструментов и исследования научных объектов с более высоким разрешением, чем когда-либо прежде. Поскольку миссии в настоящее время законтрактованы на 2022 и 2023 годы, рои марсоходов MAPP будут перемещаться по лунной поверхности в течение следующих 5 лет. (...) Миссия 1 (M1) MAPP предназначена для перевозки инструментов для изучения Луны для миссий продолжительностью один лунный день. Они помещаются в посадочный модуль CLPS [Коммерческие услуги по полезной нагрузке на Луну] с полезной нагрузкой 44 см x 48 см x 35 см и обеспечивают 5 отдельных отсеков полезной нагрузки для приборов весом до 10 кг. (...) Демонстратор технологии M1 MAPP в настоящее время проходит (...) испытания и будет готов к интеграции с посадочным модулем CLPS уже во втором квартале 2021 года. (...) НАСА также профинансировало Lunar Outpost для превращения M1 MAPP в Cryogenic-Operation, Long-Duration MAPP (COLD-MAPP), платформу вездехода весом 15 кг, предназначенную для выживания в течение одной или нескольких лунных ночей. (...) 300-килограммовый MAPP (HL-MAPP) Lunar Outpost обеспечивает размещение полезной нагрузки до 120 кг и пиковую мощность полезной нагрузки 85 Вт для расширенной миссии и может перемещаться на расстояние до 35 км от посадочного модуля. Еще одним потенциальным преимуществом является прямая связь с системами связи с Землей. HL-MAPP помещается в отсек полезной нагрузки размером 1,5 м x 1,3 м x 1,3 м и будет готов к работе в конце 2022 года. (...) Лунный аванпост MAPP резервирует значительный внутренний объем для геологоразведочных, научных и коммерческих полезных грузов. Эти полезные нагрузки могут быть установлены внутри или снаружи корпуса, в зависимости от требований к полезной нагрузке».
  20. Пол Гленшоу. Быть в курсе (Paul Glenshaw, Up to Speed) (на англ.) «Air & Space», том 36, №5 (декабрь 2021 / январь 2022), 2021-2022 г., стр. 8-9 в pdf - 1,64 Мб
    «Океанограф, ставшая астронавтом Меган Макартур сделала несколько потрясающих снимков Земли с Международной космической станции, которые она затем разместила в своей ленте @Astro_Megan в Твиттере. (...) В октябре [2021 года], в конце шестимесячного полёта. Через месяц пребывания на станции Макартур заметила то, чего никогда не видела: самолет в полете, инверсионные следы которого отчетливо видны на темно-коричневой и охристой земле внизу.(...) После того, как она определила время и место фото, ее проницательные подписчики в Твиттере быстро определили самолет: грузовой самолет Atlas Air 747, следовавший из Анкориджа в Майами (...) Со своей уникальной точки обзора на высоте 250 миль [400 км] астронавты на космической станции часто фотографируют города, фермы, и последствия человеческой деятельности, такие как вырубка лесов и лесные пожары. Команда Crew Earth Observations в Космическом центре Джонсона собрала более четырех миллионов этих изображений».
    Все изображения доступны на портале Gateway to Astronaut Photography of Earth:
    https://eol.jsc.nasa.gov/
  21. ЕКА. Космический поцелуй (ESA, Cosmic Kiss) (на англ.) 2021 г. в pdf - 3,23 Мб
  22. ЕКА. Космический поцелуй (ESA, Cosmic Kiss) (на немецком) 2021 г. в pdf - 3,24 Мб
    Брошюра ЕКА о миссии на МКС (английская и немецкая версии): «Матиас [Маурер, немецкий астронавт] будет запущен на космическую станцию из Флориды, США, на космическом корабле SpaceX Crew Dragon вместе с астронавтами НАСА и другими членами экипажа - Кайла Бэррон, Томас Маршберн и Раджа Чари. Название миссии Матиаса, Cosmic Kiss, является признанием в любви к космосу. Оно передает особую связь, которую Станция обеспечивает между жителями Земли и космосом. (...) Его нашивка черпает вдохновение в небесном диске Небры («Himmelsscheibe von Nebra») - старейшей известной реалистической иллюстрации ночного неба. (...) Cosmic Kiss - первая миссия Матиаса на Международную космическую станцию, но он готов принять вызов. (...) В рамках подготовки к выходу в открытый космос с космической станции он также прошел обучение в Лаборатории нейтральной плавучести НАСА и в подводном учебном центре Роскосмоса в Звездном городке, Москва. В настоящее время он единственный астронавт, сертифицированный для выхода в открытый космос как в американском скафандре (EMU), так и в российских скафандрах "Орлан" ". - Объясняется несколько экспериментов, которые будут проводиться во время этого полета. Также предоставлена некоторая информация о жизни на МКС.
  23. Камиль Азар. Космический туризм. Воздушный шар тоже имеет право голоса (Camille Hazard, Tourisme spatial. Le ballon a son motàdire) (на французском) «Paris Match», №3787, 02.12.2021, стр. 166 в pdf - 330 кб
    Миллиардеры Ричард Брэнсон (Virgin Galactic) и Джесс Безос (Blue Origin) показали, что можно слетать в суборбитальные полеты на несколько часов [фактически: несколько минут], чтобы полюбоваться нашей планетой с высоты около 100 км. Но по какой цене? Места стоят несколько сотен тысяч, если не миллионов долларов. Деловые люди, которые менее известны, также знают, как коммерциализировать космос благодаря устройству, которое десятилетиями использовалось учеными: стратостату. Так обстоит дело с американским стартапом Space Perspective, основанным двумя бывшими инженерами НАСА. Их идея состоит в том, чтобы взять с собой восемь пассажиров в герметичной капсуле со всеми удобствами, на небольшой скорости, чтобы подарить им захватывающий подъем. Они могли наблюдать за восходом солнца и искривлением Земли через большие панорамные окна, делясь всеми своими фотографиями в социальных сетях, еще до того, как аккуратно спуститься на Землю. «Я убеждена, что космические корабли Virgin Galactic и Blue Origin экстраординарны. Но это шумный и жесткий опыт со всеми неудобствами, которые возникают при полете на ракете», - сказала Джейн Пойнтер, соучредитель компании. «Наше путешествие туда и обратно будет мягким и доступным для всех возрастов. Мы хотим, чтобы приглашенные пережили свое путешествие мысленно, а не физически». Первый испытательный полет состоялся этим летом [2021 года] в Космическом центре Кеннеди во Флориде, когда воздушный шар достиг высоты 33 км, прежде чем упал в Атлантический океан. Этот успех позволил Space Perspective объявить дату своего первого пилотируемого полета в космос: конец 2024 года. 450 человек уже купили место за 125 000 долларов США. Но Джейн Пойнтер планирует снизить цену примерно до 30 000-40 000 долларов США, когда ее бизнес будет развиваться. - На графике показаны некоторые подробности: шар объемом 510 000 м3 будет полностью автоматизирован и будет управляться с Земли; аэростат и капсула будут иметь высоту 210 м; они могут достигать высоты 30 км. Полёт продлится 6 часов: 2 часа подъем, 2 часа на высоте 30 км, 2 часа спуск. Он обеспечит панорамный обзор на 360 градусов. Скорость будет около 19 км в час. - В статье не упоминается, что у путешественников на воздушном шаре не будет ощущения невесомости.
  24. Чарльз Вуд. Горы и земли KREEP (Charles Wood, KREEPy Rocks and Terrane) (на англ.) «Sky and Telescope», том 142, №6 (декабрь), 2021 г., стр. 52-53 в pdf - 748 кб
    «Procellarum KREEP Terrane (PKT) — это открытие 21-летней давности, которое имеет решающее значение для нашего современного понимания Луны, но почти не известно астрономам-любителям. Вплоть до эпохи космических аппаратов наши знания о лунной геологии зависели от визуальных наблюдений и фотографии лунной поверхности. Хотя это все еще мощные и важные инструменты, открытия, сделанные с использованием изображений сверхвысокого разрешения, и поток новых данных из-за пределов видимого спектра, произведенных множеством космических аппаратов, радикально изменили то, что мы когда-то думали, что знали ... (...) космические аппараты нанесли на карту Луны весь электромагнитный спектр, выявив химический и минералогический состав различных лунных материалов. Другие датчики измеряли тепловые, топографические и намагниченные свойства — характеристики, невидимые для традиционной фотографии. (...) Одним из главных открытий из этого множества данных был PKT в 2000 году, сделанный Брэдом Джоллиффом и его коллегами из Вашингтонского университета в Сент-Луисе, штат Миссури. Ученые ранее обнаружили базальты, горные материалы, богатые анортозитом, и другие, менее распространенные типы горных пород из образцов Аполлона. Но они также обнаружили неожиданный набор горных пород (названный KREEP), богатых некоторыми элементами, особенно радиоактивным калием (атомный символ K), фосфором (P) и редкоземельными элементами (REE) — так называемыми несовместимыми элементами, которые легко связываются с таковыми в большинстве горных пород и поэтому образуются последними при затвердевании магмы. (...) данные гамма-спектрометра NASA Lunar Prospector показывают, что высокие уровни радиации (определенные измерениями тория) были почти полностью сосредоточены в районе, охваченном Oceanus Procellarum, Mare Imbrium, западной половине Mare Serenitatis, и выброс Имбриума к северо-западу от кратера Птолемея. Джоллифф и его коллеги признали, что эта область уникальна, и назвали ее PKT. (...) Карта тория показывает, что PKT включает в себя большую часть морей на Луне. (...) На дальней стороне меньше морей, и только в бассейне Южный полюс-Эйткен есть какие-либо значительные уровни тория. (...) только базальты в PKT имеют возраст по количеству кратеров от 2 до 1 миллиарда лет. PKT - единственная область Луны, в которой в течение длительного периода находилось большое количество магмы. (...) Магма ПКТ также способствовала образованию извилистых бороздок, вырезанных текущей лавой, почти все из которых встречаются в PKT. (...) Лайонел Уилсон из Ланкастерского университета, Ланкастер, Великобритания, и Джеймс Хед из Брауновского университета, Провиденс, Род-Айленд, (...) обнаружили, что извилистые борозды образуются, когда скорость и объем извержений велики, тогда как купола (маленькие щитовые вулканы) образуются от малообъемной деятельности. Извилисто-бороздчатое распределение может означать, что извержения PKT в целом были крупнее, чем в других регионах. (...) В следующий раз, когда вы будете наблюдать Луну в свой телескоп, постарайтесь оценить влияние PKT на все аспекты лунного вулканизма — каждая борозда, купол и отложение пепла, которые вы обнаружите, расскажут вам что-то об условиях местных извержений за миллиарды лет тому назад."
  25. номер полностью (на англ.) «The Planetary Report» 2021 г. том 41. №4 (декабрь 2021) в pdf - 13,8 Мб
    На обложке: Марсоход НАСА Perseverance спускается к поверхности Марса на этом изображении, сделанном его небесным краном с двигателем. 18 февраля 2021 года космический аппарат успешно совершил приземление, начав миссию по поиску признаков прошлой жизни и сбору образцов для возвращения на Землю.
    Ваше место в космосе
    Год практически пропаганды, образование, инновации и сотрудничество.
    Наши участники делятся своими фотографиями космоса.
    Оглядываясь на предыдущие дни, полностью цифровые космические снимки.
    Год в картинках
    Возвращаясь к исследованию планет основные моменты 2021 года.
    Фотография Ночного Неба для начинающих
    Получите советы по съемке звезд и Млечного Пути
    Краудфандинговый космический аппарат LightSail 2.
    Зарегистрируйтесь в планетарной академии, наша новая молодежная программа членства.
    Что посмотреть в ночном небе в начале 2022 года.
    Космическое искусство. Как представляют себе планету вращаются вокруг двух звезд
  26. Раджалакшми Нандакумар. Космос соединяет земной шар (Rajalakshmi Nandakumar, Space Connects the Globe) (на англ.) «Scientific American», 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)
  27. Лиза Саам, Мишель Кортни. Полеты в космическом туризме демонстрируют совершенно разные подходы к дизайну (Lisa Saam, Michelle Courtney, Space tourism flights show off distinctly different designs approaches) (на англ.) «Aerospace America», том 59, №10 (декабрь), 2021 г., стр. 9 в pdf - 195 кб
    Обзор 2021 года по мнению Технического комитета по проектированию Американского института аэронавтики и астронавтики (AIAA): «В июле [2021 года] полетели два разных коммерческих космических корабля с экипажем, демонстрируя, насколько радикально расходящиеся конструкторские решения привели к началу эпохи коммерческих пилотируемых космических полетов. Различия в конфигурации запуска, конструкции двигателя, входе в атмосферу, спуске и посадке для этих космических аппаратов привели к существенным различиям в подходах к проектированию материалов, конструкций, силовых установок, средств управления полетом и интеграции систем. Космический корабль SpaceShipTwo VSS Unity компании Virgin Galactic имеет гибридный ракетный двигатель и самолетоподобную конструкцию изменяемой формы, которая становится планером для его возвращения на Землю, требуя от пилотов направления его на землю. Взлет из Нью-Мексико в июле, двухфюзеляжный самолет VMS Eve, поднял VSS Unity на высоту 50 000 футов [15,2 км] перед тем, как выпустить его, чтобы гибридный ракетный двигатель VSS Unity мог вывести его, четырех пассажиров и экипаж из двух пилотов на высоту 86 километров. Конструкция ракеты-носителя New Shepard компании Blue Origin, резко контрастирующая с этим, использует вертикальный запуск, приводимый в движение двигателем на жидком водороде, и концепцию конструкции капсулы эпохи Аполлона. Капсула New Shepard с четырьмя пассажирами достигла высоты 107 километров и автономно вернулась на Землю для приземления с парашютом в Западном Техасе. (...) Начиная с посадки в феврале [2021 года] космический корабль Mars 2020 продемонстрировал несколько новых технологий. Во время спуска и посадки камеры и микрофон фиксировали изображения и звуки приземления на Марс. Кроме того, технологическая система НАСА Terrain Relative Navigation позволила космическому кораблю автономно определять безопасную зону приземления, которая была в пределах досягаемости до отделения корпуса и спуска с приводом. В апреле [2021 года] вертолет НАСА Ingenuity Mars отделился от марсохода Perseverance и совершил три демонстрационных полета, впервые доказав, что управляемый полет в тонкой атмосфере Марса возможен. К началу ноября [2021 года] Ingenuity выполнила 15 полетов, зафиксировав около 25 минут полетного времени».
  28. Эрик Пранкх. Использование больших космических аппаратов для выполнения планов разведки (Erik Pranckh, Focusing on large spacecraft to carry out exploration plans) (на англ.) «Aerospace America», том 59, №10 (декабрь), 2021 г., стр. 13 в pdf - 221 кб
    Обзор 2021 года по мнению Технического комитета по конструкциям космических аппаратов Американского института аэронавтики и астронавтики (AIAA): «В октябре [2021 года] НАСА выбрало ракетную лабораторию для запуска усовершенствованной композитной системы солнечных парусов НАСА, или ACS3. Исследовательский центр НАСА в Лэнгли в Вирджинии завершились испытания прототипа ACS3 в конце 2020 года. После выхода в космос четыре штанги развернутся на 7 метров в 12-секционный куб*, чтобы развернуть отражающую мембрану площадью 80 квадратных метров, чтобы использовать давление солнца в космосе. Уильям Китс Уилки, главный исследователь ACS3 в Лэнгли, сказал: «Полетный солнечный парус ACS3 будет выведен на низкую околоземную орбиту с 12U кубического спутника в конце 2022 года». (...) В мае [2021 года] Технологический институт Вирджинии объявил о запуске ThickSat, одного из 30 спутников, построенных студентами, запущенных в режиме совместного использования**. Он будет тестировать развертывание высокопрочной композитной стрелы для ACS3 Лэнгли. Расширяя границы больших развертываемых структур космических кораблей еще больше, в январе [2021 г.] компания Roccor из Колорадо была выбрана для разработки еще более крупной архитектуры солнечного паруса, которую планируется реализовать через несколько лет после миссии ACS3. НАСА выбрало Roccor, дочернюю компанию компании. Redwire, для разработки солнечного паруса площадью 1600 м2 под названием Solar Cruiser, площадь развертывания которого будет в 20 раз больше, чем у ACS3. (...) В марте [2021 г.] НАСА выбрало пять компаний получивших до 700000 долларов США каждая на разработку технологических концепций для мощных, перемещаемых солнечных батарей на Луне. (...) НАСА планирует выбрать две компании в 2022 году, чтобы получить до 7,5 млн долларов каждая на разработку высокоэффективных надёжных солнечных батарей, которые будут продемонстрированы на поверхности Луны уже в 2028 году. VSAT [Vert ical Solar Array Technology] в рамках программы Game Changing Development в Управлении космических технологий НАСА планируется в качестве начального и основного источника электроэнергии для операций на поверхности Луны для программы Artemis».
    * 12-элементный cubesat = Базовый блок CubeSat имел размеры 10x10x10 сантиметров, что соответствовало определенным интерфейсам для обеспечения стандартизированного контейнерного запуска и имел максимальную массу 1 килограмм (позже масса была увеличена до 1,33 килограмма). CubeSat с 12 модулями состоит из 12 стандартных модулей CubeSat, установленных вместе.
    ** Модель полетов на орбиту «райд-шеринг» = одновременном полет нескольких небольших спутников. Фирмы или правительства покупают место на ракете, которые запускаются по регулярному расписанию. Например, SpaceX запланировала полет на орбиту в марте [2022] и планирует запускать такие миссии один раз в месяц.
  29. Марк Э. Робсон. Военные исследования направлены на повышение живучести как в воздухе, так и в космосе (Mark E. Robeson, Military research focuses on improving survivability in both air and space) (на англ.) «Aerospace America», том 59, №10 (декабрь), 2021 г., стр. 16 в pdf - 228 кб
    Обзор 2021 года по мнению Технического комитета по живучести Американского института аэронавтики и астронавтики (AIAA): «В космической сфере Технологический институт ВВС США (AFIT) в Райт-Паттерсоне продолжает расширять свою аналитическую область, включая безопасность и живучесть космических кораблей в окололунной области между Землей и Луной в поддержку растущего космического предприятия США. В течение года AFIT углублялся в такие темы, как живучесть космической системы при столкновениях с высокоскоростными осколками, возникающими в результате катастрофических событий разрушения в окололунном пространстве, а также оценка живучести спутников по отношению к микрометеороидам и пыли вблизи стабильных точек Лагранжа Земля-Луна. (...) Цель этого анализа состоит в том, чтобы установить риски восприимчивости не только космических кораблей, находящихся на орбите, таких как планируемые НАСА Gateway, но также и сооружения, которые могут быть построены на поверхности Луны. (...) Забегая вперед, планируется провести исследования живучести космических аппаратов. изучить риски засорения космического мусора в контексте операций сближения с Луной, а также использования периодических окололунных орбит для миссий по изучению космического пространства».
  30. Джон Гебхард, Пол С. Ламбертсон. Работа над будущими миссиями с системами, построенными на десятилетия (John Gebhard, Paul C. Lambertson, Working on future missions with systems built over decades) (на англ.) «Aerospace America», том 59, №10 (декабрь), 2021 г., стр. 17 в pdf - 197 кб
    Обзор 2021 года по мнению Технического комитета по системной инженерии Американского института аэронавтики и астронавтики (AIAA): «По состоянию на сентябрь в течение года [2021] на МКС было зарегистрировано 11 коммерческих стыковок, перемещений и захватов. Применялась дисциплинированная системная инженерия, с 2000 года она принесла пользу экосистеме освоения космоса. Инженеры Boeing разработали и встроили стандартные интерфейсы в МКС около 25 лет назад, а SpaceX, Axiom и Blue Origin теперь используют эти интерфейсы для коммерциализации космических полетов. События этого года демонстрируют, что эти интерфейсы были разработаны и построена с использованием унаследованных требований из работ по системному проектированию, завершенных десятилетиями ранее, не только для удовлетворения прошлых потребностей, но и для удовлетворения будущих неизвестных потребностей. (...) Общий механизм стыковки был разработан для соединения исходных модулей МКС вместе и нашел дальнейшее использование с текущими МКС грузовыми кораблями. (...) Инженеры Boeing разработали стыковочную систему NASA и сопутствующие ей международные системы стыковки для НАСА. Системы стыковки, построенные по этому стандарту, сегодня используются коммерческими космическими кораблями, посещающими МКС. (...) Оглядываясь на вехи года, эти элегантно оформленные интерфейсы демонстрируют непреходящую ценность продуманной системной инженерии. Космическое сообщество извлекло огромную пользу из МКС и новых коммерческих участников, которых стали использовать эти интерфейсы".
  31. Брайан С. Гюнтер. Вехи миссии подтолкнули к достижению прогресса в астродинамике (Brian C. Gunter, Mission milestones push the state-of-the-art in astrodynamics) (на англ.) «Aerospace America», том 59, №10 (декабрь), 2021 г., стр. 21 в pdf - 226 кб
    Обзор 2021 года по мнению Технического комитета по астродинамике Американского института аэронавтики и астронавтики (AIAA): «После семимесячного круиза миссия НАСА на Марс 2020 достигла красной планеты в феврале [2021 года] (...) Определение орбиты и маневры траектории, реализованные навигационной группой в Лаборатории реактивного движения НАСА в Калифорнии, приземлили марсоход в пределах 1 км от цели, что вполне соответствовало требованиям, поместив марсоход в точное место, необходимое для выполнения поставленных задач (... ) Год [2021] начался с празднования возвращения на Землю первого образца недр с астероида после того, как Хябуса-2 совершила путешествие обратно с астероида Рюгу, после того, как Японское агентство аэрокосмических исследований (JAXA) совершило путешествие с астероида Рюгу, капсула была обнаружена в Австралии в декабре 2020 года. Также в декабре [2020 года] китайская миссия по возврату лунного образца Chang'e-5 собрала и вернула 1,7 килограмма лунного грунта, это первый образец луны, возвращенный на Землю после миссии Советского Союза «Луна-24» в 1976 году. Другая миссия по возврату образцов астероида, NASA OSIRISREx, инициировала его возвращение на Землю в мае [2021] с астероида Бенну. Двухлетнее путешествие будет включать в себя несколько витков вокруг Солнца для синхронизации с орбитой Земли в конце 2023 года, где образцы аналогичным образом достигнут поверхности с помощью развернутой капсулы. В апреле [2021 года] Northrop Grumman продолжила демонстрировать потенциал обслуживания на орбите, стыковав свой спутник Mission Extension Vehicle 2 с коммерческим спутником связи Intelsat 10-02. Это был первый случай, когда обслуживающий спутник состыковался со спутником на геостационарной орбите, и это продлит срок эксплуатации космического аппарата Intelsat как минимум на пять лет. (...) В августе [2021 года] программа НАСА по радиолокационным исследованиям астероидов наблюдала 1000-й сближающийся с Землей астероид с момента начала радиолокационного отслеживания астероидов в 1968 году».
  32. Майлз Т. Бенгтсон. Зондирование ракет, моделирование углубляют понимание сложных сред (Miles T. Bengtson, Sounding rockets, simulations advance understanding of complex environments) (на англ.) «Aerospace America», том 59, №10 (декабрь), 2021 г., стр. 22 в pdf - 235 кб
    Обзор 2021 года по мнению Технического комитета по атмосфере и космической среде Американского института аэронавтики и астронавтики (AIAA): «В мае [2021 года] Исследовательская лаборатория ВВС США завершила проведение демонстрационных и научных экспериментов, или DSX, космический корабль провел 1300 экспериментов по изучению космической среды на средней околоземной орбите. Спутники в этом орбитальном режиме сталкиваются с заряженными частицами высокой энергии, которые удерживаются в магнитном поле Земли. Эти энергичные частицы могут повредить и разрушить компоненты космического корабля, поэтому ученые стремятся узнать больше об их поведении и о том, как проектировать спутники, которые могут лучше противостоять радиационной опасности. (...) DSX провела эксперименты с использованием очень низкочастотных радиоволн, которые могут взаимодействовать с энергичными частицами и удалять их из космической среды. Миссия предоставила массу данных о заряженных частицах и о том, как исправить как естественное, так и искусственное излучение и другие опасности в космосе. Антенна с очень низкими частотами на DSX простиралась примерно на футбольное поле, что делало DSX самой большой самонесущей конструкцией, когда-либо летавшей в космос. (...) Две ракеты суборбитального зондирования, которые были запущены из Летной базы НАСА Уоллопс в Вирджинии, выпустили паровой материал в небо в рамках экспериментов в космической среде. Оба эксперимента привели к появлению ярко окрашенных облаков, которые были видны многим на Восточном побережье. (...) Ученые использовали наблюдения за облаками вместе с приборами на зондирующей ракете, чтобы исследовать, как электроны в космосе возбуждаются магнитным полем».
  33. Аарон Брандис и др.. НАСА продвигает технологию входа в атмосферу с помощью приборов космического корабля (Aaron Brandis et al., NASA advances atmospheric entry technology through spacecraft instrumentation) (на англ.) «Aerospace America», том 59, №10 (декабрь), 2021 г., стр. 30 в pdf - 221 кб
    Обзор 2021 года по мнению Технического комитета по теплофизике Американского института аэронавтики и астронавтики (AIAA): «НАСА завершило основные компоненты летных испытаний на низкой околоземной орбите надувного замедлителя или LOFTID в период с мая по июль [2021] Аппарат LOFTID, посвященный аэрокосмическому инженеру United Launch Alliance Бернарду Куттеру, погибшему в 2020 году, проведет испытания надувной аэрооболочки для посадки космических кораблей на Марс и возвращения в атмосферу Земли. Запуск запланирован на сентябрь 2022 года. Надувная аэродинамическая оболочка имеет много преимуществ по сравнению с традиционными конфигурациями жестких аэрооболочек, в том числе возможность эффективно замедлять большие полезные нагрузки, избегая при этом чрезмерных требований к размеру обтекателя. (...) Большая лобовая площадь испытательной аэрооболочки, составляющая около 30 квадратных метров, создает сравнительно низкие тепловые нагрузки, поэтому аэрооболочка не нуждается в абляционном тепловом экране. (...) В дополнение к марсоходу и его научной полезной нагрузке, Марс 2020 Aeroshell включал в себя набор датчиков на теплозащитном экране и кожухе. Этот набор датчиков, названный Mars Entry, Descent and Landing Instrumentation 2, или MEDLI2, имел 28 датчиков, которые измеряли аэродинамические и аэротермические характеристики с помощью различных датчиков давления, термопар, датчиков теплового потока и радиометра. (...) MEDLI2 смог измерить переход турбулентного потока теплозащитным экраном, профили плотности атмосферы на больших высотах, ветер во время сверхзвукового полета и инфракрасное излучение задней оболочки от следового потока. С помощью набора данных MEDLI2 исследователи смогут сравнивать полетные данные с прогнозным моделированием, обновлять аналитические модели и узнавать, как система тепловой защиты реагирует во время входа. (...) НАСА объявило в марте [2021 года] о создании Передового вычислительного центра для моделирования входных систем, или ACCESS, научно-исследовательского института космических технологий. (...) Институт будет продвигать дизайн входных систем НАСА, разрабатывая полностью интегрированные междисциплинарные возможности моделирования. (...) Основным продуктом ACCESS будет интегрированная среда моделирования, которая обеспечит платформу для междисциплинарных расчетов, которые включают физические эффекты, связанные с химией, излучением, материалами, структурами и надежностью. Институт сосредоточится на системах, защищающих космические корабли от аэродинамического нагрева, а также на прогнозировании экстремальных условий окружающей среды при входе в атмосферу".
  34. Пол Восс. Аэростаты с управляемой высотой в разработке для земных и планетарных миссий (Paul Voss, Altitude-controlled balloons in development for Earth and planetary missions) (на англ.) «Aerospace America», том 59, №10 (декабрь), 2021 г., стр. 35 в pdf - 224 кб
    Обзор 2021 года, по мнению Технического комитета по воздушным шарам Американского института аэронавтики и астронавтики (AIAA): «Лаборатория реактивного движения НАСА (JPL) и компания Near Space Corporation завершили в августе серию летных испытаний своего субшкального прототипа аэробота Venus в помещении [2021] в Тилламуке, штат Орегон, в ангаре для дирижаблей. Аэробот, или роботизированный воздушный шар, основан на конструкции из металлизированного тефлона, в котором перекачка гелия между внутренним резервуаром под давлением и внешним воздушным шаром нулевого давления модулирует плавучесть и контролирует высоту. Испытания являются прелюдией к потенциальной будущей долгосрочной миссии в облаках Венеры. (...) JPL выполнила множество миссий, в том числе Sub-миллиметровый Limb Sounder (гетеродинный радиометр-спектрометр, который измеряет спектры теплового излучения газов в верхних слоях атмосферы Земли), Remote (эксперимент по изучению химии стратосферы и стабильности озонового слоя) и Water Hunting Advanced Terahertz Spectrometr на сверхмалой платформе. Второй полет испытательного стенда концепции визуализации планет с использованием извлекаемого эксперимента-коронографа миссии Лоуэлла из Массачусетского университета позволил получить изображения экзопланетной пыли и обломков вокруг звезд. В этой миссии использовался второй указатель дуги Уоллопса, гондола, предназначенная для наведения телескопов на определенные астрономические объекты».
  35. Том Буташ. Мегасозвездия на низкой околоземной орбите достигли рекордной мощности (Tom Butash, Low-Earth orbit megaconstellations reach record capacity) (на англ.) «Aerospace America», том 59, №10 (декабрь), 2021 г., стр. 40 в pdf - 210 кб
    Обзор 2021 года по мнению Технического комитета по системам связи Американского института аэронавтики и астронавтики (AIAA): «Год [2021] был первым, в котором совокупная пропускная способность всех действующих спутников связи на низкой околоземной орбите (НОО) затмили все спутники связи на геостационарной околоземной орбите (GEO). Действительно, только SpaceX Starlink и OneWeb, по консервативным ожиданиям, запустят 1016 и 316 спутников на низкоорбитальной орбите к концу года, в результате чего общее количество их мегасозвездий достигнет 1969 и 420 спутников соответственно с общей валовой совокупной пропускной способностью более 36 терабит в секунду. (...) Преобладание этих мегасозвездий вряд ли скоро закончится. Общее количество широкополосных спутников на НОО, запланированных, одобренных и разрабатываемых SpaceX Starlink (42 000), OneWeb (7 088), Amazon Kuiper (3 236), China GW (12 992), Telesat Lightspeed (298) и Inmarsat Orchestra (150–175) для развертывания до конца десятилетия гарантирует это. По сообщениям, по состоянию на середину ноября [2021 года] у Starlink было 140 000 пользователей в 20 странах. Кошмар надвигающегося роста мегасозвездий на НОО вместе с непрекращающимся расширением охвата и пропускной способности наземных широкополосных сетей, несомненно, частично объясняет нерешительность операторов коммерческих широкополосных спутниковых систем GEO по поводу увеличения емкости флота. По состоянию на конец сентября [2021] было запланировано только шесть дополнений на GEO (...) Этот спад в дополнениях на GEO начался в 2015 году, до которого среднегодовой размер пополнения GEO в 2012-2014 годах составляла 26 спутников. (...) Зная о 5,2 миллиарда абонентов сотовой связи по всему миру в начале 2021 года и 1,7 миллиарда мобильных телефонов 4G и 5G, которые будут поставлены в этом году, отрасль снова ввела новшества, чтобы удовлетворить очевидную потребность: предоставление услуг для этих телефонов, когда они недоступны для наземных сетей. Компания Lynk из Вирджинии и компания AST SpaceMobile из Техаса разрабатывают группировки спутников связи LEO для предоставления сотовых услуг непосредственно стандартным (немодифицированным) мобильным телефонам, тем самым расширяя покрытие наземной сотовой сети без необходимости в новых телефонах или вышках".
  36. Рик Кван. Дрон на Марсе намекает на будущее космических вычислений (Rick Kwan, A drone on Mars hints at space computing things to come) (на англ.) «Aerospace America», том 59, №10 (декабрь), 2021 г., стр. 41 в pdf - 181 кб
    Обзор 2021 года по мнению Технического комитета компьютерных систем Американского института аэронавтики и астронавтики (AIAA): «Марсианский вертолет НАСА Ingenuity Mars в течение середины ноября [2021 года] совершил 15 полетов на Марс, произвел разведывательные изображения для марсохода Perseverance. Ingenuity использует трехуровневый вычислительный стек авионики. Четырехъядерный процессор [1] Qualcomm Snapdragon 801 под управлением версии Linux, разработанной для рынка дронов, выполняет высокоуровневые функции вертолета. Пара TI высоконадежных процессоров Hercules TMS570, которые работают синхронно [2], обеспечивают управление полетом в реальном времени. Сигналы датчиков и исполнительных механизмов подаются через радиационно-устойчивую программируемую логическую матрицу MicroSemi ProASIC3L [3]. Изобретательность также может включать и выключать питание [4] в любом из процессоров Hercules в случае обнаружения неисправности. (...) JPL [Лаборатория реактивного движения в Пасадене, Калифорния] ведет проектное исследование, которое учитывает требования передовых концепции миссии, а также более ранние варианты использования. Хотя общая оценка продолжала отдавать предпочтение центральным процессорам общего назначения, появилось новое направление, связанное с искусственным интеллектом и машинным обучением. (...) Самым быстрым суперкомпьютером в мире оставался японский Fugaku, подтвержденный в июне и ноябре [2021] сайтом Top500.org [5]. Фактически, его возможности High Performance Linpack [6] выросли с 415,5 до 442 петафлопс (миллион миллиардов [1015] операций с плавающей запятой в секунду). Это сделало его в три раза быстрее, чем второй самый быстрый компьютер, Summit Национальной лаборатории Ок-Ридж в Теннесси, который оценивался в 148,8 петафлопс. (...) Глобальный дефицит микрочипов задержал производство широкого спектра продуктов и привел к росту цен. (...) производители аэрокосмической продукции начали более внимательно следить за уязвимостями своих цепочек поставок. (...) После отмены заказов в 2020 году из-за экономического спада несколько отраслей одновременно разместили производственные заказы, несмотря на ограниченные производственные мощности. Однако изготовление и упаковка чипа обычно занимают несколько месяцев».
    [1] четырехъядерный = компьютерный процессор на одной интегральной схеме с четырьмя отдельными процессорами, называемыми ядрами.
    [2] lockstep = параллельное выполнение одного и того же набора операций в отказоустойчивой компьютерной системе.
    [3] Программируемая пользователем вентильная матрица = интегральная схема, предназначенная для настройки заказчиком или разработчиком после изготовления - отсюда и термин «программируемая на месте». [4] power-cycle = выключение и повторное включение части оборудования, обычно компьютера.
    [5] Проект TOP500 ранжирует и детализирует 500 самых мощных нераспределенных компьютерных систем в мире. Проект стартовал в 1993 году и дважды в год публикует обновленный список суперкомпьютеров.
    [6] High Performance Linpack = тест для измерения вычислительной мощности системы с плавающей запятой.
  37. Заррин Чуа, Джон Пол Кларк. Человеко-машинная команда, участвующая в решении текущих и будущих задач на Земле и на Марсе (Zarrin Chua, John Paul Clarke, Human-machine teaming involved in current and future challenges on Earth and on Mars) (на англ.) «Aerospace America», том 59, №10 (декабрь), 2021 г., стр. 43 в pdf - 215 кб
    Обзор 2021 года по мнению Технического комитета по объединению людей и машин Американского института аэронавтики и астронавтики (AIAA): «В феврале [2021 года] марсоход НАСА Perseverance приземлился на Марс и продемонстрировал следующее поколение роботизированных дистанционных операций и диспетчерского управления. Водители марсоходов на Земле ранее планировали маршруты и основные задачи на каждый марсианский день или соль. Связь между марсоходом и водителями медленная из-за средней задержки связи в 20 минут. Новая бортовая автоматическая навигационная система активировала "Перси" [прозвище Perseverance] для самостоятельного вождения путем нанесения на карту местности, выявления опасностей и планирования маршрута, в то время как водители сосредоточены на планировании общего пути и целей миссии. Такой уровень автономности марсохода позволяет «Perseverance» преодолевать 120 метров в час по сравнению со скоростью марсохода Curiosity 20 метров в час. Водители снова использовали 3D-очки*, чтобы визуализировать сканированные изображения местности, предоставленные их товарищем по команде-роботам, предлагая водителям захватывающую среду с другой планеты».
    * 3D-очки = очки виртуальной реальности, которые плотно прилегают к вашему лицу вокруг глаз.
  38. Кристоф Торенс. Отправка дронов в бедствия; творя историю на Марсе (Christoph Torens, Sending drones to disasters; making history on Mars) (на англ.) «Aerospace America», том 59, №10 (декабрь), 2021 г., стр. 46 в pdf - 221 кб
    Обзор 2021 года по мнению Технического комитета по программным системам Американского института аэронавтики и астронавтики (AIAA): «В апреле [2021 года] вертолету НАСА Ingenuity Mars потребовалось обновить программное обеспечение перед первым полетом на Марс. Это беспилотный летательный аппарат массой 1,8 кг. Программное обеспечение автономного управления обнаружило проблему во время теста раскрутки его роторов. НАСА выпустило исправление программного обеспечения, которое решило проблему с последовательностью команд, и Ingenuity выполнил первый полет с двигателем в атмосфере другого мира (...) Международная космическая станция непреднамеренно сошла с курса в июле [2021 года] после того, как к ней пристыковался новый научный модуль «Наука». Директор полета Российского космического агентства Владимир Соловьев сказал: «Из-за короткого «программного сбоя» - ошибочно реализована прямая команда на включение двигателей модуля на включение, что привело к некоторому изменению ориентации комплекса в целом». Проблема с программным обеспечением заставила космическую станцию потерять ориентацию на 47 минут, прежде чем наземная команда НАСА устранила проблему».
  39. Джанг Лам. Исследования года с использованием только фотоэлектрических источников (Giang Lam, Photovoltaic-powered exploration punctuates the year) (на англ.) «Aerospace America», том 59, №10 (декабрь), 2021 г., стр. 46 в pdf - 291 кб
    Обзор 2021 года по мнению Технического комитета по аэрокосмическим энергетическим системам Американского института аэронавтики и астронавтики (AIAA): «В июне [2021 года] астронавты установили две развертываемые солнечные батареи (ROSA) - из шести запланированных новых солнечных батарей - на Международной космической станции. ROSA представляют собой солнечные элементы на гибких носителях для хранения и дополнят устаревшие гибкие солнечные батареи МКС, работающие с 2000 года. кремниевые солнечные элементы оригинальных массивов располагаются перед исходными массивами. При полном развертывании каждая ROSA будет иметь длину 19 метров и ширину 6 метров. После завершения мощность электрической энергии на МКС будет увеличена от 20% до 30% от нынешних 240 киловатт под прямыми солнечными лучами. (...) Космический аппарат НАСА Lucy был запущен с мыса Канаверал во Флориде в октябре [2021], чтобы начать свою миссию по изучению троянских астероидов, которые следуют сзади и идут впереди по орбите Юпитера. (...) Космический корабль приводится в действие двумя гибкими солнечными батареями, которые имеют толщину около 4 дюймов [10,2 см], и каждая солнечная батарея должна была разворачиваться в круглое крыло диаметром 24 фута [7,3 м]. Солнечным батареям было приказано развернуться примерно через час после запуска, но НАСА получило подтверждение, что одна из солнечных батарей была полностью развернута и зафиксирована, а вторая - только частично. Обе солнечные батареи будут обеспечивать около 500 Вт на приблизительно радиальном расстоянии Юпитера от Солнца. (...) В августе [2021 года] НАСА установило ROSA и Didymos Reconnaissance and Asteroid Camera для оптической навигации, или DRACO, на свой космический аппарат Double Asteroid Redirection Test (DART) как часть окончательной сборки перед запуском, запланированным на Ноябрь. (...) Небольшая часть солнечных батарей DART сконфигурирована для демонстрации технологии Transformational Solar Array, в которой используются отражающие концентраторы для увеличения интенсивности солнечного излучения в три раза на высокоэффективных солнечных элементах. НАСА установило дату запуска космического телескопа Джеймса Уэбба (JWST) не ранее 22 декабря [2021] на ракете-носителе Ariane 5 из Куру, Французская Гвиана. (...) Системы электроснабжения JWST состоят из жестких солнечных панелей, вырабатывающих 2 киловатта номинальной мощности, перезаряжаемых литий-ионных батарей, регулятора солнечной батареи с резервными понижающими преобразователями для отслеживания пиковой мощности, блока управления мощностью и блока сбора данных телеметрии."
    * Многопереходные солнечные элементы - это солнечные элементы с множеством p – n-переходов (границы или границы раздела между двумя типами полупроводниковых материалов), изготовленные из различных полупроводниковых материалов. Р-п-переход каждого материала будет производить электрический ток в ответ на световые волны разной длины. Использование нескольких полупроводниковых материалов позволяет поглощать более широкий диапазон длин волн, повышая эффективность преобразования солнечного света в ячейке в электрическую энергию.
  40. Джон Ф. Зевенберген. «Умные термиты» выходят на сцену; Прогресс в области термографии для баллистики и электродвигателя для наноспутников (John F. Zevenbergen, Smart thermites enter the scene; progress seen on thermography for ballistics and electric propulsion for nanosatellites) (на англ.) «Aerospace America», том 59, №10 (декабрь), 2021 г., стр. 50 в pdf - 202 кб
    Обзор 2021 года по мнению Технического комитета по энергетическим компонентам и системам Американского института аэронавтики и астронавтики (AIAA): «Для Нидерландской организации прикладных научных исследований (TNO) этот год стал годом прогресса для силовой установки наноспутника, которая обещает резкое увеличение маневренности наноспутников, занимая при этом лишь малую часть доступного объема. В феврале [2021 г.] TNO получила финансирование на эксперимент с жидкометаллическим импульсным плазменным двигателем, или LiMe-PPT. Концепция адаптирует принцип взрывающийся проволоки в то, что TNO называет регенеративным мостом из жидкого металла. Внутри наноспутника этот микроскопический мост восстанавливается после воспламенения, чтобы обеспечить почти непрерывную тягу. В июне TNO завершила создание первого из этих регенеративных мостов, и к августу были созданы мосты с правильными электрическими характеристиками, необходимыми для тестовых обжигов. Реальный LiMe-PPT стартовал в сентябре. Двигательная установка может сообщать дельта-V наноспутнику со скоростью несколько километров в секунду. Это на несколько порядков больше, чем у большинства микродвигательных систем, представленных в настоящее время на рынке, и почти в два раза выше, чем у современных технологий микродвигательных установок. LiMe-PPT характеризуется высоким дельта V (изменение скорости), низким энергопотреблением, низкой сложностью и использованием металла высокой плотности, инертного и не находящегося под давлением топлива».
  41. Джозеф Майдалани. Определяющий год для инноваций в гибридных ракетах (Joseph Majdalani, A defining year for hybrid rocket innovation) (на англ.) «Aerospace America», том 59, №10 (декабрь), 2021 г., стр. 53 в pdf - 200 кб
    Обзор 2021 года, представленный Техническим комитетом по гибридным ракетам Американского института аэронавтики и астронавтики (AIAA): «Исследователи из Лаборатории экспериментальной ракетной техники и силовых установок Университета штата Юта разработали низкоэрозионную сопловую систему, используя анизотропные свойства теплопроводности двух компонентов синтетических материалов. В период с января по май [2021 г.] исследователи разработали материалы, которые придают горловине сопла, изготовленные из пиролитического графита, высокую теплопроводность в радиальном направлении и низкую проводимость в осевом направлении. (...) По сравнению с монолитным - графитовое сопло при идентичных условиях горения, система с низким уровнем эрозии показала пятикратное снижение скорости эрозии. (...) Турция объявила о своем плане посадить гибридную ракету на Луну к 2023 году; ее программа началась с основания Delta V Space Технологии и первое испытание гибридной ракеты в апреле [2021]».
  42. Брайан Палашевски. Сосредоточение внимания на ядерной силовой установке и мощности для миссий на Марс (Bryan Palaszewski, Focusing on nuclear propulsion and power for Mars missions) (на англ.) «Aerospace America», том 59, №10 (декабрь), 2021 г., стр. 56 в pdf - 181 кб
    Обзор 2021 года по мнению Технического комитета по ядерным двигателям и двигателям будущего Американского института аэронавтики и астронавтики (AIAA): «Ядерная энергия и двигательные установки позволят быстрее и эффективнее летать на Марс», - сообщили инженеры Aerojet Rocketdyne на виртуальном пространстве AIAA. Форум Propulsion and Energy в августе [2021]. Ядерная электрическая силовая установка, или NEP, использует мощность реактора деления для ионизации и ускорения ксенонового топлива до очень высоких скоростей истечения. Ядерная тепловая тяга пропускает водород через активную зону ядерного реактора; водород становится очень горячим и обеспечивает ракетную тягу. Также на мероприятии AIAA НАСА и группа партнеров по исследованиям сообщили, что реакторы на низкообогащенном уране или LEU для пилотируемых космических аппаратов на Марсе доступны по цене и возможны. Исследования показали, что ядерная силовая установка - либо электроэнергия от реактора деления, либо ядерная тепловая ракета, использующая горячий водород, была бы эффективна для перевозки больших посадочных устройств с химическим двигателем и людей на Марс. (...) Команда Aerojet Rocketdyne оценила краткосрочные миссии на 2030-е годы и долгосрочные человеческие базы на Марсе на 2040-е годы. Она спроектировала два космических корабля NEP для перевозки людей и грузов отдельно. Имитируемый грузовой транспорт перевозил несколько марсианских посадочных устройств с химическим приводом. В человеческом транспорте использовались как NEP, так и химическая тяга; эта комбинация силовых установок обеспечила значительные преимущества в траектории, в том числе более быстрые миссии, подвергая человеческий экипаж меньшему воздействию радиации дальнего космоса. Исследование также показало, что человеческие базы на Марсе могут быть пополнены быстрыми транспортными средствами NEP. В человеческом транспорте использовалась электрическая ступень NEP мощностью 1,9 мегаватт с 20 электрическими подруливающими устройствами на эффекте Холла* мощностью 100 киловатт (18 активных подруливающих устройств с 2 запасными частями), четыре ксеноновых бака, прикрепленных к ферме сбрасываемого бака, каюта экипажа в глубоком космосе, где экипаж будет жить во время космической части миссии и химической ступени жидкий кислород/жидкий метан с двумя ДУ по 25 000 фунтов [ок. 110 000 н] двигатели с насосным питанием. Выброс пустых сбрасываемых резервуаров после того, как их топливо израсходовано, позволило бы улучшить характеристики полезной нагрузки для Марса. Исследование показало, что химическая двигательная установка ускорит вылет с Земли и выход на орбиту Марса, чем при использовании только НЭП. (...) Ядерная двигательная установка также критически важна для исследования и эксплуатации внешних планет. В августе [2021 года] Исследовательский центр Гленна НАСА в Огайо сообщил о новых результатах в отношении требований к добыче полезных ископаемых для спутников внешних планет. Учитывая большую долю водяного льда на спутниках Урана и Нептуна, этот лед имеет решающее значение для заправки горнодобывающих машин. (...) Водяной лед будет использоваться для производства кислорода и водорода как для химических ракетных двигателей, так и для дозаправки ядерно-электрических ракетных двигателей, переносящих на орбиту гелий-3 и дейтерий, от дополнительных ядерных транспортных средств, работающих в атмосферах Урана и Нептуна".
    * Двигатель на эффекте Холла = тип ионного двигателя, в котором топливо ускоряется электрическим полем, на основе открытия Эдвина Холла.
  43. Джонатан Мэттс. 3D-печать тканей, лиофилизированная сперма и редактирование генов (Jonathan Matts, 3D-printed tissues, freeze-dried sperm and gene editing) (на англ.) «Aerospace America», том 59, №10 (декабрь), 2021 г., стр. 61 в pdf - 216 кб
    Обзор 2021 года по мнению Технического комитета по наукам о жизни и системам Американского института аэронавтики и астронавтики (AIAA): «Соперничающие исследовательские группы из Университета Уэйк Форест в Северной Каролине заняли первое и второе места в конкурсе НАСА по сосудистой ткани в июне [2021], воспроизводя функцию печени в долговечной искусственной ткани. Используя разные методы и материалы, обе команды напечатали на 3D-принтере каркасы с сосудистыми каналами, чтобы имитировать кровоток в тканях человека. НАСА интересуется потенциалом технологии для создания искусственной ткани или даже функциональных органов для трансплантации астронавтам, которые не могут быстро или безопасно вернуться на Землю для оказания неотложной помощи. (...) Лиофилизированная сперма мышей, впервые запущенная на орбиту в 2013 году, была сохранена на МКС в рамках долгосрочного исследования фертильности при воздействии космического пространства, согласно результатам Университета Яманаси в Японии, опубликованным Science Advances в июне [2021 г.]. Образцы были возвращены на Землю после увеличивающихся интервалов почти до шести лет спустя. После приземления и восстановления сперма была регидратирована и использовалась для оплодотворения мышей, которые еще не летали в космос. Все мыши, рожденные в ходе исследования, всего 168 детенышей [детенышей мышей] за эти годы, развивались нормально. (...) Исследователи также подвергли нелетные наборы как свежей, так и лиофилизированной спермы мышей воздействию высоких доз рентгеновских лучей, обнаружив, что лиофилизированная сперма одинаково фертильна без излучения и более терпима, чем свежая сперма при воздействии излучение до 10 Грей (1000 рад) поглощенной дозы. (...) В результатах, опубликованных PLOS One в июне [2021], исследователи впервые продемонстрировали технологию редактирования генов на борту МКС. В эксперименте, разработанном группой школьников из Миннесоты при поддержке исследователей из Массачусетского технологического института, команда использовала метод CRISPR-Cas9* для разделения обеих цепей двойной спирали в дрожжевой ДНК. Затем они позволили тестовым образцам отремонтировать себя (...). Подготовив и протестировав образцы в космосе, это исследование показывает, что микрогравитация может быть изолирована как единственная переменная для таких экспериментов, что открывает новые возможности для генетических исследований на МКС».
    * Редактирование генов CRISPR - это метод генной инженерии в молекулярной биологии, с помощью которого можно изменять геномы живых организмов. Он основан на упрощенной версии бактериальной системы противовирусной защиты CRISPR-Cas9. Путем доставки нуклеазы Cas9 в комплексе с синтетической направляющей РНК (гРНК) в клетку геном клетки может быть разрезан в желаемом месте.
  44. Райан Дибли и др. Скорость запусков многоразовых ракет набирает обороты (Ryan Dibley et al., Pace of reusable rocket launches picks up) (на англ.) «Aerospace America», том 59, №10 (декабрь), 2021 г., стр. 64 в pdf - 231 кб
    Обзор 2021 года, представленный Техническим комитетом по многоразовым ракетам-носителям Американского института аэронавтики и астронавтики (AIAA): «В марте [2021 года] компания Virgin Galactic опубликовала изображения VSS Imagine, своего обновленного многоразового космического самолета многоразового использования. Первый из серии Spaceship III, Imagine призван упростить строительство и техническое обслуживание, поскольку компания увеличивает скорость полета. Virgin также работает над классом ракет Delta, чтобы увеличить скорость полета до цели компании - 400 полетов в год (...) В июле [2021] Blue Origin совершила свой первый полет человека с четырьмя людьми на борту, что стало кульминацией 20 лет разработки. (...) В марте [2021] программа NASA Flight Opportunities заключила с компанией контракт на разработку и выполнение миссию по моделированию лунной гравитации во время суборбитального полета, при вращении капсулы. Демонстрируя быстрое изменение возможностей многоразового запуска, Blue Origin совершила полет в августе [2021] с НАСА. SpaceX продолжала повторно использовать ускорители для снижения затрат и сокращения сроков запуска. Ракета-носитель 1051, первоначально построенная и использовавшаяся для миссии НАСА Crew Demo-1, по состоянию на ноябрь [2021] совершила в общей сложности 11 полетов (10 рефлайтов). И B1061, первоначально использовавшийся для экипажа-1, был снова запущена для миссии Crew-2 в апреле [2021 г.]. Программа запуска космического пространства национальной безопасности одобрила использование SpaceX ранее запущенных ускорителей. B1062, первоначально использовавшийся для GPS-III-4 в 2020 году, вывела на орбиту спутник GPS-III-5 в июне [2021], сэкономив десятки миллионов долларов на затратах на запуск. (...) В рамках контракта НАСА о коммерческой перевозке экипажа предпринимаются усилия, чтобы разрешить многократное повторное использование ракет Falcon 9 для миссий с экипажем. (...) В июле [2021 года] Китайская корпорация аэрокосмической науки и технологий объявила о завершении секретного первого испытательного полета многоразового суборбитального летательного аппарата. Российское космическое агентство Роскосмос заявило в июле [2021 г.], что оно планирует разработать двухступенчатую ракету под названием «Амур», первая ступень которой вернется на Землю для вертикальных посадок с двигателем. В августе [2021 года] Россия заявила, что создаст многоразовый космический грузовой корабль на замену кораблям снабжения "Прогресс". В октябре Россия объявила, что к концу 2022 года построит прототип многоразовой крылатой развертываемой космической ракеты "Крыло-СВ" ".
  45. Майкл Свартаут и др. Запуск малых спутников и увеличение возможностей (Michael Swartout et al., Small-satellite launches and opportunities increase) (на англ.) «Aerospace America», том 59, №10 (декабрь), 2021 г., стр. 65 в pdf - 189 кб
    Обзор 2021 года по мнению Технического комитета по малым спутникам Американского института аэронавтики и астронавтики (AIAA): «Более 1100 малых спутников были выведены на орбиту, и национальные правительства и частные инвесторы увеличили свои инвестиции в эту область в этом году [2021]. Две группировки малых спутников широкополосной связи предприняли конкретные шаги в направлении полной работоспособности. OneWeb вышла из процедуры защиты от банкротства в ноябре 2020 года и в этом году добавила к своей сети 248 космических аппаратов. По состоянию на ноябрь [2021] SpaceX запустила 889 космических аппаратов Starlink и свои 1800 космических аппаратов. Сеть достигла 90 000 абонентов. (...) другие группировки также начали предоставлять услуги или расширили свой орбитальный флот. Шестнадцать компаний вывели на орбиту 160 собственных космических аппаратов, и было выполнено 100 других небольших спутниковых миссий, охватывающих широкий спектр образовательных, научных и технологических задач. (...) Исторически сложилось так, что малые спутники запускают при избыточной мощности на ракетах-носителях в качестве вторичной полезной нагрузки. Относительно низкая стоимость вторичной полезной нагрузки делала космос доступным, но это преимущество часто компенсировалось ограничениями графика и орбиты первичной полезной нагрузки. (...) но все чаще крупные РН запускают множество малых спутников в качестве основной полезной нагрузки. В январе [2021 года] специальный запуск малых спутников SpaceX Transporter-1 вывел на орбиту рекордные 143 космических аппарата (...) Но даже при совместных запусках новые услуги позволяют небольшим спутникам настраивать орбиты. Транспортер-1 нес буксир космического аппарата Spaceflight Sherpa-FX 1, который, в свою очередь, вывел на определенные орбиты 14 малых спутников. (...) Миссией года по малым спутникам стал TechEdSat-10 исследовательского центра НАСА в Эймсе в Калифорнии. Шестисекционный спутник Cubesat*, развернутый с Международной космической станции в июле 2020 года, продемонстрировал повышенные энергетические возможности и настраиваемые тормоза перед его возвращением в атмосферу в марте [2021 года]. Экзо-тормоз, похожий на зонтик, увеличивал сопротивление спутнику, заставляя его сходить с орбиты быстрее, но в отличие от обычных тормозных парусов, величину сопротивления можно было регулировать, изменяя геометрию паруса. Такая технология могла бы не только помочь смягчить проблему орбитального мусора, но также могла бы предоставить новый метод целевого возвращения в миссии по возврату проб. (...) Малые спутники продолжали оставаться эффективным средством для университетов и даже стран для запуска своих космических программ. Десяток университетов вывели на орбиту свой первый космический аппарат. В марте [2021 года] был запущен первый космический аппарат Туниса Challenge ONE. Он будет служить демонстратором технологий для планируемой коммерческой группировки".
    * 6-unit cubesat = Базовый блок CubeSat имел размеры 10x10x10 сантиметров, что соответствовало определенным интерфейсам для обеспечения стандартизированного контейнерного запуска и имел максимальную массу 1 килограмм (позже масса была увеличена до 1,33 килограмма). CubeSat с 6 модулями состоит из 6 стандартных модулей CubeSat, установленных друг на друга.
  46. Барбара Имхоф и др. Проекты космической архитектуры, основанные на опыте космических станций (Barbara Imhof et al., Space architecture projects building on space station experience) (на англ.) «Aerospace America», том 59, №10 (декабрь), 2021 г., стр. 66 в pdf - 256 кб
    Обзор 2021 года по мнению Технического комитета по космической архитектуре Американского института аэронавтики и астронавтики (AIAA): «Международная космическая станция и основной модуль Тяньхэ китайской космической станции Тяньгун - единственные жилые конструкции в космическом пространстве. Темпы и разнообразие полетов, строительства и заключения контрактов предсказывают, что в космосе скоро будет жить больше людей, включая коммерческих рабочих и туристов, а также государственных служащих. (...) МКС, крупнейший и самый длинный обитаемый орбитальный пост в истории человечества, стареет и подвергается большему износу, но он также предлагал базу для создания космических станций нового поколения. (...) В июле [2021 года] диспетчеры использовали космический корабль Progress для отсоединения и увода с орбиты модуля "Пирс" после почти 20-летнего присоединения к "Звезде". Через несколько дней диспетчеры подключили новый модуль "Наука" на месте, где находился "Пирс". Но вскоре после этого реверсивные двигатели "Науки" начали работать, в результате чего вся станция повернулась на 540 градусов, прежде чем противодействующие двигатели на «Звезде» и на стыкованном грузовом корабле «Прогресс» в конечном итоге остановили ее и восстановили номинальное положение станции. И без того дырявая «Звезда» несла на себе основную тяжесть этих сил. Партнеры по космической станции оценивают структурные последствия. Тем не менее, замена «Пирса» на «Науку» продемонстрировала потенциал модульной МКС для выживания и поддержки нового роста. В июне [2021 года] генеральный директор Роскосмоса Дмитрий Рогозин высказал предположение, что в конечном итоге «Наука» может стать ядром новой российской станции. Базирующаяся в Техасе компания Axiom Space продолжила усилия по созданию первой коммерческой космической станции. В мае [2021 года] Axiom завершила соглашение с НАСА о миссии Axiom из четырех человек, которая должна прибыть на МКС на борту SpaceX Crew Dragon в 2022 году. (...) В июле [2021 года] Axiom заключила контракт с Италией. Thales Alenia Space на базе Thales Alenia Space для разработки первых двух герметичных элементов своей новой станции, которые будут запущены и первоначально состыкованы с МКС в 2024 и 2025 годах, но в конечном итоге будут выделены в качестве независимой станции, когда МКС будет выведена из эксплуатации. (...) В июле и августе [2021] в Исландии была проведена 15-дневная имитационная кампания, получившая название «Строительство среды обитания внутри лунной лавовой трубки в Исландии», или CHILL-ICE. Аналог был организован группой независимых исследователей и студентов (...) Также в августе [2021 года] компания ICON Technology Inc. из Техаса объявила о получении контракта на 3D-печать аналоговой среды обитания, получившей название Mars Dune Alpha, спроектированной компанией Bjarke Ingels Group в рамках Аналога исследования здоровья и производительности экипажа, или CHAPEA, в Космическом центре имени Джонсона НАСА в Хьюстоне. Строение будет составлять 158 квадратных метров и будет включать четыре частных помещения для экипажа, рабочие места, медицинский пункт, тренажерный зал, зону для выращивания продуктов и общую жилую зону. (...) Первое испытание намечено на 2022 год».
  47. Эрик Комендера и др. Вехой развития робототехники является первый управляемый полет на другой планете (Erik Komendera et al., Robotic milestones include first controlled powered flight on another planet) (на англ.) «Aerospace America», том 59, №10 (декабрь), 2021 г., стр. 67 в pdf - 210 кб
    Обзор 2021 года по мнению Технического комитета по космической автоматизации и робототехнике Американского института аэронавтики и астронавтики (AIAA): «В феврале [2021 года] марсоход НАСА Perseverance приземлился в кратере Джезеро на Марсе. После выявления и бурения образцов горных пород «Персеверанс» сохранит образцы в запечатанных пробирках и оставит их для будущих миссий по возвращению на Землю. В апреле Mars Oxygen In-situ Resource Utilization Experiment, или MOXIE, извлек 5 граммов кислорода из атмосферного углекислого газа, продемонстрировав критическую способность для будущих полетов людей и возвращения. В сентябре Perseverance собрал первые образцы из камня под названием «Рошетт». Вертолет НАСА Ingenuity Mars Helicopter совершил первый полет на Марсе в апреле [2021 года]. Его первый полет продолжительностью 39,1 секунды - на высоте около 3 метров над марсианским реголитом - станет моментом «братьев Райт» для всех будущих самолетов на Марсе. Открывая новую эру воздушных исследований красной планеты, последующие полеты раздвинули границы того, что было аэродинамически, энергетически и функционально возможно для 1,8-килограммового коаксиального винтокрылого аппарата. (...) По состоянию на начало ноября Ingenuity совершила 15 полетов, самым продолжительным из которых стал девятый полет, когда он пролетел 625 метров по горизонтали и достиг высоты 10 метров за 2 минуты 46 секунд. Что касается космической автоматизации, Blue Origin запустила свою полностью автономную многоразовую ракету New Shepard с четырьмя пассажирами, вылетев в космос над линией Кармана и обратно в июле [2021]. Полет был первым полетом ракеты с пассажирами. (...) НАСА завершило ввод в эксплуатацию свободно летающих роботов Astrobee на Международной космической станции. В течение года Astrobee использовался для проведения различных испытаний МКС, включая акустический мониторинг, захват космического мусора с использованием адгезии, вдохновленной гекконами, инвентаризацию на основе радиочастотной идентификации, уход за интерьером космического корабля и программирование роботов. (...) В мае [2021 года] MDA (ранее MacDonald, Dettweiler and Associates), Канадское космическое агентство и НАСА внедрили и запустили обновление программного обеспечения автономных возможностей на канадской МКС Canadarm2. Прикладное компьютерное программное обеспечение системы мобильного обслуживания - первое решение для автономного зрения для измерения позы и управления движением манипулятора - претерпело ряд операций, включая некоторые проверки свободного места».
  48. Хао Чен, Коки Хо. Gateway возглавляют эру развития инфраструктуры дальнего космоса (Hao Chen, Koki Ho, Gateway leads the era of deep space infrastructure development) (на англ.) «Aerospace America», том 59, №10 (декабрь), 2021 г., стр. 68 в pdf - 215 кб
    Обзор 2021 года по мнению Технического комитета по космической логистике Американского института аэронавтики и астронавтики (AIAA): «В качестве важнейшего компонента программы НАСА Artemis Gateway, форпост на орбите Луны, будет хранить грузы и иметь жилье на будущее деятельность человека на поверхности Луны. В феврале [2021 года] НАСА заключило с SpaceX контракт на 332 миллиона долларов на запуск Falcon Heavy для запуска основных компонентов шлюза. В рамках этой миссии в 2024 году будет развернут жилой и логистический форпост, а также элемент питания и движения, что образует первую пригодную для использования лунную космическую станцию. В июле НАСА заключило с Northrop Grumman контракт на сумму 935 миллионов долларов на разработку модуля HALO, сокращенно от жилого и логистического поста, который будет кабиной экипажа для астронавтов. Между тем, Maxar Technologies разрабатывает модуль HALO, силовой и двигательный элемент, который прошел первые наземные испытания в марте [2021 г.]. (...) В апреле [2021 г.] НАСА выбрало корабль SpaceX в качестве лунного посадочного модуля Artemis с контрактом на 2,94 миллиарда долларов США. (...) Помимо окололунных планов, эксперименты на Красной планете продемонстрировали потенциал для создания устойчивой среды обитания с экипажем на поверхности Марса. Марсоход НАСА Perseverance (...) извлек первый кислород из богатой углекислым газом атмосферы Марса. Этот эксперимент проложил путь к тому, чтобы научная фантастика стала реальностью - создание и хранение кислорода на другой планете для поддержки деятельности космонавтов и помощи ракетам. (...) В академических кругах группа оптимизации космических систем Технологического института Джорджии разработала динамическую сетевую структуру для обслуживания, сборки и производства на орбите. Эта работа, финансируемая DARPA [Агентство перспективных оборонных исследовательских проектов], обеспечивает комплексную оптимизацию планирования операций, планирования логистики и проектирования инфраструктуры для будущих миссий по обслуживанию спутников».
  49. Лоран Сибилль, Кристофер Б. Драйер. Смена парадигмы: первый кислород, произведенный на Марсе (Laurent Sibille, Christopher B. Dreyer, A paradigm shift: First oxygen produced on Mars) (на англ.) «Aerospace America», том 59, №10 (декабрь), 2021 г., стр. 70 в pdf - 231 кб
    Обзор 2021 года по мнению Технического комитета по космическим ресурсам Американского института аэронавтики и астронавтики (AIAA): «Извлечение ресурсов за пределами Земли с помощью искусственных машин впервые произошло в апреле [2021 года], когда на Марсе добыли кислород. Oxygen In-Situ Resource Utilization Experiment, или MOXIE, извлек 5,37 грамма кислорода путем электролиза углекислого газа из марсианской атмосферы. (...) По состоянию на конец октября [2021] НАСА завершило пять производственных экспериментов, запланированных во время одного марсианского года для проверки твердооксидного электролиза и других технологий с производительностью до 10 граммов кислорода в час. MOXIE достигла нескольких основных целей, включая работу днем и ночью, во время сезонных изменений четверти марсианского года и при различных рабочих температур. В мае [2021] Эксперимент по добыче льда Polar Resources-1 (PRIME-1) завершил критический анализ проекта интегрированных интерфейсов с командой спускаемых модулей. (...) PRIME-1 - первый проект НАСА, полезная нагрузка для разведки ресурсов, будет направлена к соединительному гребню южнополярного кратера Шеклтона с Regolith and Ice Drill for Exploring New Terrains и Mass Spectrometer Observing Lunar Operations instruments. В сентябре [2021 года] НАСА выбрало западный гребень кратера Нобиле в качестве места для Volatiles Investigating Polar Exploration Rover, или VIPER, который (...) (...) будет исследовать лед в постоянно затененной области, или PSR Луны. Управление космических технологий НАСА выдало рекордное количество проектов командам НАСА, академическим кругам и частным компаниям для разработки технологий исследования и добычи космических ресурсов под руководством программы Lunar Surface Innovation Initiative. (...) в сентябре [2021 года]. Исследовательский центр НАСА в Лэнгли в Вирджинии завершил многоцентровое концептуальное исследование Lunar Safe Haven для создания убежища с использованием ресурсов лунного реголита и автономной робототехники для защиты членов экипажа от радиации и метеороидов».
  50. Филип Вентурелли. Полеты человека в космос и научные миссии ведут динамичный год (Philip Venturelli, Human spaceflights and science missions lead dynamic year) (на англ.) «Aerospace America», том 59, №10 (декабрь), 2021 г., стр. 71 в pdf - 204 кб
    Обзор 2021 года по мнению Технического комитета по космическим системам Американского института аэронавтики и астронавтики (AIAA): «Этот год [2021] был новаторским для достижений космических систем. (...) В феврале приземлился марсоход НАСА Perseverance на Марсе. (...) В апреле вертолет НАСА Ingenuity Mars совершил полет на Марсе. Это был первый полет на другой планете. (...) С момента своего первого полета вертолет пролетел над Марсом и сделал снимки, демонстрируя ценность разведки с воздуха. (...) SpaceX запустила миссию Crew-2, в ходе которой в апреле были отправлены четыре астронавта на Международную космическую станцию на борту космического корабля Crew Dragon Endeavour. (...) В мае SpaceX SN15 Космический корабль Starship благополучно приземлился после выполнения высотного испытательного полета. Космический корабль предназначен для доставки астронавтов на Луну в 2025 году, а затем на Марс. (...) В июле Ричард Брэнсон и Джефф Безос вылетели в космос на борту отдельного запуска системы, разработанные их компаниями Virgin Galactic и Blue Origin. (...) SpaceX запустила свой космический корабль Crew Dragon Resilience на низкую околоземную орбиту в сентябре. Миссия Inspiration-4 в пользу Детской исследовательской больницы Сент-Джуда доставила четырех пассажиров".
  51. Свен Дж. Билэкарт. Космические тросы демонстрируют возможность сбрасывания с орбиты (Sven G. Bilén, Space tethers demonstrate deorbit capability) (на англ.) «Aerospace America», том 59, №10 (декабрь), 2021 г., стр. 72 в pdf - 205 кб
    Обзор 2021 года по мнению Технического комитета космических тросов Американского института аэронавтики и астронавтики (AIAA): «Вашингтонская компания Tethers Unlimited Inc. (TUI) и Millennium Space Systems, компания Boeing, объявили в августе [2021], что их Миссия Dragracer продемонстрировала быстрое сбрасывание с орбиты спутника на низкой околоземной орбите с использованием модуля Terminator Tape Deorbit Module. Модуль TUI разворачивает длинную, тонкую, но широкую проводящую ленту для ускорения орбитального распада спутника за счет пассивного электродинамического и аэродинамического взаимодействия со средой космосом. Два идентичных наноспутника, построенных MSS [Millennium Space Systems, компания Boeing в Эль-Сегундо, Калифорния], были запущены в ноябре 2020 года на 500-километровую орбиту. Один спутник, названный Alchemy, был оснащен лентой Терминатора, а другой, Augury, не имел системы спуска с орбиты. Последующее отслеживание двух спутников показало, что Alchemy начал быстро сходить с орбиты вскоре после запуска, указывая на развертывание троса, тогда как орбита Augury снижалась гораздо медленнее. Alchemy вернулась в атмосферу в июле [2021 года], через восемь месяцев после запуска. Текущие оценки распада Augury предсказывают, что он спустится с орбиты в течение восьми-десяти лет, в зависимости от солнечных условий. Также в августе [2021 года] финская компания Aurora Propulsion Technologies объявила о планах запуска спутника для тестирования технологий удаления космического мусора на ракете-носителе Electron компании Rocket Lab. (...) после старта со стартового комплекса 1 на новозеландском полуострове Махиа, Electron должен был запустить AuroraSat-1 на околоземную орбиту. Задача AuroraSat-1 - продемонстрировать водные резистивные двигательные установки* и «плазменные тормоза», которые могут обеспечить движение и снижение орбиты для небольших спутников. Плазменные тормоза имеют развертываемый микротетер, который взаимодействует с заряженными частицами в ионосферной плазме, создавая значительное сопротивление для безопасного снятия с орбиты космического корабля в конце срока его службы».
    * resistojet = метод приведения в движение космического аппарата (электрическая тяга), который обеспечивает тягу за счет нагрева, как правило, нереактивной жидкости. Нагрев обычно достигается путем подачи электричества через резистор, состоящий из горячей нити накаливания, а расширенный газ выходит через обычное сопло.
Статьи в иностранных журналах, декабрь 2021, часть 2

Статьи в иностраных газетах, декабрь 2021