dxdt.blog: занимательный интернет-журнал

Спутники GPS, помимо того, что обеспечивают глобальное позиционирование или, например, общее точное время, ещё и служат платформой для штатовской системы обнаружения ядерных взрывов (другая часть этой же системы находится на несвязанных с GPS геостационарных спутниках). Система, прежде всего, нацелена на мониторинг атмосферных и наземных испытаний, но, в теории, может служить и для детектирования подземных взрывов.

Благодаря тому, что спутников GPS достаточно много и они расположены так, чтобы обеспечивать полное покрытие земного шара, система позволяет вести мониторинг всей планеты в реальном времени. Второй полезной особенностью такой космической платформы является то, что для спутников GPS положение в пространстве известно с высокой точностью. Детекторы, наблюдающие за возможными взрывами, собраны в отдельные модули, которые ставятся на спутники в качестве дополнительной “полезной нагрузки”. Используются оптические сенсоры, приёмники рентгеновского излучения, а также сенсоры, предназначенные для измерения электромагнитных эффектов (ЭМ-импульса) взрыва.

Такое вот использование GPS. Естественно, оптические системы модулей могут послужить и для наблюдения за пуском ракет, в целях предупреждения о ракетном нападении. Впрочем, для этой цели – они вряд ли эффективны.

Известно, что при NASA до сих пор существует, – вроде бы, вполне официальная, – программа по созданию “варп-двигателя”. То есть, по созданию двигателя, который обеспечит космическому кораблю сверхсветовую скорость, благодаря локальному искривлению пространства. Это хорошо проработанная в научной фантастике тема, которая, конечно, пока что так и звучит совершенно фантастически. Тем не менее, периодически появляются “варп-новости”, в которых нет физики, но есть занятные картинки. Очередной свежий вариант корабля с “варп-двигателем” – в заметке io9.com и в галерее на Flickr.com.

Ракета-носитель SpaceX Falcon 9, которую уже успешно применяют для отправки грузовых кораблей к МКС, оборудована посадочными опорами. Эти опоры установлены на первой ступени и предназначены для осуществления её мягкой посадки в будущем. То есть, после запуска, первая ступень возвращается, так что может быть использована снова. Это заметно снижает стоимость выведения груза на орбиту.

В рамках прошлого пуска (18.04.14) как раз тестировали систему спуска первой ступени. Она успешно спустилась в океан, как и было запланировано: действительно, испытания с посадкой на сушу – слишком большой риск. План в том, чтобы первая ступень успешно возвращалась на посадочную площадку, специально выделенную, возможно, где-то неподалёку от стартовой.

Ко Дню космонавтики традиционное изображение ракеты. В этот раз – стена с мозаикой на тему освоения космоса, сфотографированная, как пишут в источнике картинки, на территории заброшенной советской военной базы в Германии:

Есть известная история про (условное) “ведро гвоздей”, которое, если его вывести на околоземную орбиту, эту самую орбиту закроет, так как столкновения “гвоздей” со спутниками приведут к тому, что пространство будет заполнено космическим мусором. Понятно, что, при условии плотного заселения орбиты космическими аппаратами, достаточно удачно разрушить несколько из них, чтобы вызвать каскад столкновений, уничтожающий большую часть аппаратов. Вывести новые аппараты в космос, забитый мусором, чрезвычайно сложно. То есть, получаем закрытый ближний космос.

В качестве развития темы интересны варианты, в которых одна из космических держав проводит контролируемое закрытие околоземного пространства, оставляя лазейку для себя. Все прочие участники космической гонки оказываются не у дел, из-за мусора, а инициатор операции получает монополию на вывод спутников. Как это можно проделать, если вообще возможно?

Тут есть куча проблем. Очевидно, для решения задачи нужны большие наблюдательные мощности, особенно важны радары, находящиеся в космосе, на высоких орбитах, зондирующие спутниковую группировку с другой стороны. С наземными радарами – понятно: их тоже должно быть немало и они должны быть эффективны. Однако сколь детальным не было бы наблюдение, предсказать конфигурацию “мусорного облака”, которое возникнет через несколько часов или, тем более, дней после столкновения сотен аппаратов, нереально, даже если доступны огромные вычислительные мощности.

С другой стороны, можно построить некую “хаотическую теорию” и надеяться, что она позволяет вычислить основные параметры распределения мусора по орбитам. Фантастическим приложением такой теории будет возможность запустить “генерацию” мусора таким образом, чтобы позже получить алгоритм вычисления неких окон, позволяющих выводить аппараты на высокую орбиту по весьма замысловатой траектории, минуя мусор. В планировании такой траектории, опять же, ключевую роль будут играть космические радары и телескопы. Поэтому они должны уцелеть. Замысловатость траектории вывода, в эпоху “после замусоривания орбит”, – является своего рода ключом, позволяющим преодолеть мусор. Чтобы ключ найти, нужна дополнительная информация, которая будет только у одной из сторон.

Можно предположить, что каскадное разрушение спутников запускается даже без особого прогнозирования результатов – действительно, всё равно что-то рассчитать тут невозможно. А ставка делается на то, что инициатору авантюры известен механизм расчёта выводных орбит для любой конфигурации мусора, при некоторых базовых исходных значениях (общее число спутников, их масса и т.д.). При этом, в случае ошибки, космос оказывается закрыт для всех, так что, как минимум, сохраняются равные возможности. (Этот момент особенно важен, если стратеги используют идеи теории игр, да.)

Наверняка для этой непростой задачи есть некие решения. Думаю, о том, какие замечательные преимущества сейчас даёт эксклюзивный доступ к космическому пространству, можно не напоминать.

Да, сегодня же международный день числа Пи (π), 3.14 (14 марта). По этому случаю, – а в день числа Пи положено думать обо всём круглом, – NASA опубликовали картинку планеты Сатурн.

Я не уверен, что это самая круглая планета Солнечной системы, но колец у Сатурна больше всех, это точно. Изображение синтезировано из снимков, сделанных аппаратом “Кассини”. Это аппарат использует орбитальный манёвр, который в NASA называют Pi transfer – “Пи-перевод”. Суть манёвра – в использовании притяжения спутника Сатурна, Титана, для изменения орбиты “Кассини”. Число Пи фигурирует в названии потому, что положение Титана на его орбите вокруг Сатурна при двух пролётах “Кассини” отличается на π радиан (то есть, это противоположные точки орбиты).

(Источник картинки на сайте NASA.)

В ESA изучают возможности захвата и спуска с орбиты спутников. Речь, впрочем, идёт об отказавших аппаратах, о космическом мусоре. Тема называется e.DeOrbit, спутники планируют захватывать сетью (кстати, схема совпадает с предложенной для беспилотников в одной из недавних записок) и утаскивать, видимо, в плотные слои атмосферы.

Между прочим, это воплощение в реальности одной из очень старых схем противоспутникового оружия. Захватить таким образом можно и действующий спутник. В том числе военный, если он не оборудован подходящей защитной системой. А если загодя вывести на орбиту несколько подобных “перехватчиков”, выполнив их малозаметными, то в назначенный час можно здорово подпортить коммуникационные и навигационные системы противнику. Да, чтобы не морочиться с сетью, спутник противника можно повредить выстрелом. Но в таком случае количество космического мусора увеличивается, а это действительно плохо.

Почти десять лет назад я написал для проекта “Информационный бум” колонку про европейский космический зонд Rosetta, который направляется к комете Чурюмова-Герасименко. Колонка та была скептическая. Несколько человек написали мне в комментарии, что, на самом деле, всё получится, зонд сумеет добраться до кометы.

Что тут сказать? Сегодня зонд Rosetta благополучно вышел на связь после длительного периода “спячки”. Мой колумнистский скептицизм – пока не оправдался. Ну, в данном конкретном случае. И это хорошо. Слегка переиначив финальную фразу той старой колонки, можно сказать: “и тогда нам, дожившим до 2014 года, стало веселей“.

Как известно, в поле зрения покоящегося марсохода Opportunity неведомым образом возник небольшой камень, которого раньше на этом месте не было.

Событие весьма загадочное. Особенно для науки. Однако в этой истории есть все признаки очень хорошего розыгрыша. Вопрос лишь в том, кто и как его провёл. Представьте: скучающий инженер – представитель развитой внеземной цивилизации, оказавшийся на Марсе по работе, решил подшутить над братьями по разуму, которые несколько отстали в технологическом прогрессе. Появляться самому перед камерами марсохода не позволяет Устав, или, скажем, Кодекс. А подбросить лёгким движением конечности в кадр камешек – самое оно: минимальное вмешательство, замечательный результат.

Всего лишь переместили камешек, а земные братья обречены теперь ломать свой разум. Заметьте, ломать – в разумных пределах: с ума-то вряд ли кто сойдёт. А угроза сумасшествия возникла бы в том случае, если бы инженер внеземной цивилизации привёз и поставил рядом с Opportunity второй ровер – Spirit. Это было бы дело. Но шутник явно знает меру.

Впрочем, согласно современному постмодернистскому развитию действительности, шутник может оказаться вполне земным представителем NSA (“согласно недавно обнародованным документам Сноудена”). У NSA, помимо прочих программ, есть какая-нибудь COMMOTHTRAVERSA, в рамках которой установлены закладки в радиотелескопы NASA, принимающие сигнал от роверов (сигнал, кстати, ретранслируется, так что закладка может быть и где-то на марсианской орбите – но это несущественные технические детали, да и относятся они к другому проекту NSA – ALKALIMONKEY). Так вот, скучающий аналитик NSA за пару часов состряпал скрипт, который теперь добавляет изображение камня в картинки, поступающие с камер марсианского ровера. Естественно, камень добавляется только в те снимки, которые соответствуют его воображаемой диспозиции на поверхности Марса. Для этого и скрипт. Учитывая то, насколько возможности NSA возросли с 2008 года, удивляться тут особенно нечему.

Впрочем, возникает небольшая нестыковка: ровер уже провёл какие-то измерения загадочного камня, даже, отчасти, определил его состав. Неужели NSA подделало и эти результаты? Вряд ли, конечно, это было бы слишком, даже с учётом 2008 года. Но ведь инженер внеземной цивилизации представляется гораздо более невероятным вариантом, правильно?

А если серьёзно, то неплохо, что эта история совпала с десятилетием программы. А веселее всего будет, когда камень исчезнет со снимков. Ведь такие артефакты часто исчезают.

Космический телескоп Gaia (обычно уточняют: сдвоенный телескоп) Европейского Космического агентства (ESA) сейчас прибыл к точке Лагранжа L₂, где у него намечена рабочая орбита. При помощи этого инструмента планируют каталогизировать миллиард звёзд нашей галактики, определив для них скорость и координаты (а также и другие параметры). По информации ESA – итоговый объём базы данных каталога составит около петабайта. То есть, это будет одна из больших научных баз данных, так как подобными объёмами мало кто может похвастать.

Петабайт – это много, даже по современным меркам. При этом сам космический аппарат будет передавать на Землю данные со скоростью около 7,5 мегабит/сек. На фоне петабайта – это очень медленно, тем более, что ежедневное окно для высокоскоростной передачи не превышает восьми часов. За пять лет работы телескоп сможет передать лишь около 53 терабайт. Понятно, что данные сжимаются на борту в процессе отправки, но петабайт, очевидно, планируют получить уже на Земле, после обработки собранной информации.

В NASA подготовили специальный сайт, посвящённый десятилетней годовщине прибытия пары роверов Spirit и Opportunity на Марс. Spirit, первый из них, совершил успешную посадку 4 января 2004 года, а проработал до марта 2010 года. Opprotunity прибыл чуть позже – 25 января 2004 года, – работает до сих пор. То есть, в конце месяца, если аппарат дотянет, можно будет отметить десятилетие активной работы мобильного ровера на другой планете.

Да, это не первые самоходные роботы на Марсе: первым успешным был аппарат Sojourner, 1997 года, но он проработал только около трёх месяцев. Кроме того, из-за проблем с колёсами, уменьшаются шансы побить рекорд у нового ровера Curiosity – хотя, кто знает, как сложится его история.