Во вторник на этой неделе космический аппарат NASA OSIRIS-REx ненадолго приблизился к поверхности астероида Бенну, чтобы собрать образец древней породы, и снова взлетел. А теперь NASA опубликовало фотографии и видео с точки зрения робота.

NASA опубликовала снимки и видеозапись забора пробы грунта с астероида Бенну 

OSIRIS-REx находится на орбите Бенну уже два года, пристально изучая космическую скалу, чтобы вычислить, как и куда спуститься вниз и собрать образец материала. 20 октября 2020 года, наконец, настало время, когда произошло это историческое событие.

Мы уже писали о нем, но на тот момент у космического агентства не было доступных изображений или видео самого процесса. Бенну находится на расстоянии более 321 миллионов километров от Земли, поэтому связь с роботом осуществляется с задержкой в 18 минут, да еще и сами данные необходимо обработать перед публикацией.

Поэтому лишь совсем недавно NASA опубликовало серию из 82 снимков, снятых камерой OSIRIS-REx на манипуляторе. Она начинается с момента, когда космический корабль находится всего в 25 м над скалистой поверхностью астероида: можно ясно разглядеть приближение рукава для отбора проб и приземление на Бенну. OSIRIS-REx установил контакт с небесным телом в общей сложности на шесть секунд.

Спустя всего одну секунду после приземления аппарат выпустил струю газообразного азота, чтобы удалить щебень, что упростило сбор пробы. В этот момент на видео облако пыли на мгновение закрывает обзор камеры, и к тому времени, когда мы, наконец, снова сможем понять, что происходит, OSIRIS-REx уже удаляется от Бенну, запустив двигатели и оттолкнувшись от поверхности. 

Данные телеметрии показывают, что OSIRIS-REx двигался со скоростью всего 10 см/сек, когда вступил в контакт с Бенну, а затем взлетел со скоростью 40 см/сек. В целом, миссия прошла успешно — хотя NASA заявило, что научной группе потребуется неделя, чтобы подтвердить, насколько крупный образец удалось собрать кораблю.

Если OSIRIS-REx не собрал хотя бы 60 г вещества, кораблю придется совершить еще одно путешествие на поверхность Бенну, но это потребует дополнительных месяцев расчетов и маневров. Как только у него будет необходимое количество материала, корабль должен покинуть орбиту Бенну в марте 2021 года и начать свое долгое возвращение обратно на Землю, куда он прибудет в сентябре 2023 года с образцом вещества, уцелевшего с момента зарождения Солнечной системы.

Ученые впервые сверили атомные часы во всем мире с помощью звезд

Используя радиотелескопы, наблюдающие далекие звезды, ученые соединили оптические атомные часы на разных континентах. Результаты были опубликованы в научном журнале Nature Physics в результате международного сотрудничества 33 астрономов и экспертов в Национальном институте информационных и коммуникационных технологий (NICT, Япония), Национальном институте метрологических исследований (INRIM, Италия), Национальном институте астрофизики (INAF, Италия) и Международном бюро мер и весов (BIPM, Франция).

Международное бюро мер и весов (BIPM) в Севре под Парижем обычно рассчитывает международное время, рекомендованное для использования в гражданских целях (UTC, всемирное координированное время), на основе сравнения атомных часов через спутниковую связь. Однако спутниковые связи, которые необходимы для поддержания синхронизированного глобального времени, отстают от разработки новых атомных часов. Это оптические часы, в которых используются лазеры, взаимодействующие с ультрахолодными атомами для очень точного отчета времени.

«Чтобы в полной мере воспользоваться преимуществами оптических часов в UTC, важно улучшить методы сравнения мировых часов», — объясняет Жерар Пети, физик из отдела времени BIPM.

Атомные часы — прибор для измерения времени, в котором в качестве эталона используют колебания, происходящие на уровне атомов или молекул. Международная система единиц определяет одну секунду как 9 192 631 770 периодов электромагнитного излучения, возникающего при переходе между двумя уровнями основного состояния атома цезия-133.

Атомные часы важны в навигации. Определение положения космических кораблей, спутников, баллистических ракет, самолётов, подводных лодок, а также передвижение автомобилей в автоматическом режиме по спутниковой связи (GPS, ГЛОНАСС, Galileo) невозможны без атомных часов. Атомные часы используются также в системах спутниковой и наземной телекоммуникации, в том числе в базовых станциях мобильной связи, международными и национальными бюро стандартов и службами точного времени, которые периодически транслируют временные сигналы по радио.

Однако у атомных часов есть свои сложности — современные оптические атомные часы, которые созданы на основе лазеров, взаимодействующих с ультрахолодными атомами, обеспечивают гораздо большую точность, чем спутниковая связь, которая их связывает.

Используются антенны и часы на оптической решетке. Вверху слева: антенна 2,4 м, установленная в INAF, Италия. Вверху посередине: антенна 2,4 м, установленная в NICT, Япония. Вверху справа: антенна длиной 34 м, расположенная в NICT, Япония. Внизу слева: иттербиевые часы на оптической решетке, работающие в INRIM, Италия. Внизу справа: часы на оптической решетке на основе стронция, расположенные в NICT, Япония. Предоставлено: Национальный институт информационных и коммуникационных технологий (NICT), кроме левого нижнего угла. Предоставлено: Национальный институт метрологической медицины (INRIM)

В новом исследовании высокоэнергетические внегалактические радиоисточники заменяют спутники в качестве источников опорных сигналов. Группа Секидо Мамору из NICT разработала два специальных радиотелескопа, один из которых развернули в Японии, а другой в Италии, чтобы реализовать соединение с использованием метода радиоинтерферометрии со сверхдлинными базами (Very-long-baseline interferometry, VLBI). Эти телескопы могут вести наблюдения в широком диапазоне частот, а антенны диаметром всего 2,4 метра позволяют их переносить.

«Мы хотим показать, что широкополосный VLBI может стать мощным инструментом не только в геодезии и астрономии, но и в метрологии», — объясняет Секидо. 

Целью сотрудничества было соединение двух оптических часов в Италии и Японии, разделенных базовым расстоянием 8700 км. Эти часы загружают сотни ультрахолодных атомов в оптическую решетку, атомную ловушку, созданную с помощью лазерного света. В часах используются разные атомные частицы: иттербий для часов в INRIM и стронций в NICT. Оба являются кандидатами на будущее переопределение секунды в Международной системе единиц (СИ).

«Сегодня новое поколение оптических часов подталкивает к пересмотру определения секунды. Путь к переопределению должен столкнуться с проблемой сравнения часов в глобальном, межконтинентальном масштабе, с лучшими характеристиками, чем сегодня», — заявил Давид Калонико, глава отдела квантовой метрологии и нанотехнологий и координатор исследований в INRIM.

Связь возможна при наблюдении квазаров на расстоянии миллиардов световых лет: радиоисточников, питаемых черными дырами с массой в миллионы солнечных масс, но настолько удаленных, что их можно считать фиксированными точками в небе. Телескопы нацелены на новую звезду каждые несколько минут, чтобы компенсировать влияние атмосферы. «Мы наблюдали сигнал не со спутников, а от космических радиоисточников», — прокомментировал проект Идо Тецуя, директор Лаборатории космических стандартов и координатор исследований в NICT. 

Помимо улучшения международного хронометража, такая инфраструктура также открывает новые способы изучения фундаментальной физики и общей теории относительности, изучения вариаций гравитационного поля Земли или даже вариаций фундаментальных констант, лежащих в основе физики. 

Представлен марсоход DuAxel для исследования труднодоступной местности (видео)

Исследование Марса в ближайшем будущем будет осуществляться с помощью автоматических марсоходов. В агентстве NASA ведутся активные разработки различных моделей инопланетного транспорта, предназначенные для решения самых сложных задач. Наличие на Марсе многочисленных кратеров и воронок, в недрах которых содержится неисчерпаемый кладезь данных для земной науки, требует создания оригинальных устройств. Один из таких исследовательских аппаратов - ровер-трансформер DuAxel, был представлен инженерами NASA.

Уникальность четырехколесного марсохода DuAxel (сокращенно от «dual-Axel») заключается в возможности разделения его на два двухколесных, относительно автономных устройства, типа Axel, связанных кабелем и тросом. Такая конструкция поможет в изучении крутых склонов марсианских кратеров.

Состоящий из двух двухколесных вездеходов, известных как Axel, марсоход, при приближении к краю кратера разделяется. Одна половина, остается на месте, крепко зафиксировав свое положение, являясь, по сути, якорем для второй половины, спускающейся по склону. Обе половины соединяются тросом, автоматически разматывающимся при движении. Исследование ведется с использованием научной аппаратуры, размещенной в ступице колеса. По завершении работы, «исследователь» подтягивается к якорю, сцепляется и DuAxel продолжает движение.

Первые тестирования системы были проведены прошлой осенью во время полевых испытаний в пустыне Мохаве, когда группа инженеров из Лаборатории реактивного движения NASA в Южной Калифорнии провела серию испытаний модульного марсохода.

Представленный аппарат расширит возможности уже работающего на Марсе устройства Curiosity или марсохода Perseverance, летящего к Красной планете, так как оба эти вездехода могут исследовать поверхности с уклоном не более 30 градусов.

Кто и как должен расследовать преступления, совершенные в космосе