Вчені розповіли, як утворилися крижані вершини Плутона. А космічна компанія Джеффа Безоса запустила ракету для перевірки системи точної посадки на Місяць.
Крижані вершини Плутона
Як повідомляється в статті, опублікованій в Nature Communications, комп'ютерне моделювання показало, що крижані вершини утворюються через те, що на великих висотах в атмосфері зростає концентрація метану - на висоті більше двох кілометрів за ніч метану намерзає більше, ніж випаровується днем. На відміну від Землі, температура карликової планети на всіх висотах однакова, і тому льодовики там утворюються за механізмом, далеким від земного.
Фото: Bertrand et al. / Nature Communications, 2020
Вершини високих гір на Землі покриті снігом через те, що температура атмосфери знижується з висотою. Коли вітер, що містить вологу, підноситься до гори і йде вгору по схилу, він остигає, що призводить до утворення снігу, який падає і не тане. Але гірські льодовики є не тільки на Землі, але і на інших небесних тілах Сонячної системи.
У 2015 році космічний апарат New Horizons виявив неподалік від долини Супутника на Плутоні гори Пігафетта. Їх піки підносяться на 2,5-3,5 кілометра над підніжжям (або на чотири кілометри над середнім радіусом карликової планети). Вершини цих гір нагадують земні, з тією лише різницею, що лід там метановий.
При цьому залишалося незрозумілим, як утворилися ці льодовики - атмосфера Плутона приблизно в сто тисяч разів більше розріджена, ніж земна, і вона майже не може ні нагріти, ні охолодити поверхню. Виходить, температура Плутона на всіх висотах однакова, і немає явного механізму, який би покривав снігом саме вершини гір.
Тенгай Бертранд з Дослідницького центру Еймса і його колеги за допомогою комп'ютерного моделювання розібралися, як формуються засніжені вершини Плутона. За основу взяли Глобальну кліматичну модель (GCM) Плутона, розроблену в Політехнічній школі в Парижі. Ця модель в тому числі враховує випаровування льоду основних газів з поверхні: азоту, метану і монооксиду вуглецю, а також їх зворотню конденсацію.
Вчені доповнили модель уточненими даними про топографію околиць рівнини Супутника і про нетанучі відкладення метанового льоду на стороні Плутона, яка звернена до Харону. Вихідною датою початку симуляції вибрали земний 1984 рік. До 2015 року вершини і схили змодельованих гір Пігафетта виявилися покриті шаром льоду приблизно в 20 мікрон, що в цілому, співпадало зі спостереженнями New Horizons. Також виявилося, що модель погано враховує таку особливість Плутона: коли поверхня покривається міліметровим шаром льоду, її альбедо сильно зростає, що веде до охолодження поверхні і ще більш інтенсивного накопичення льоду.
Однак, щоб накопичити такий товстий шар, моделювати доведеться не десятки, а сотні і тисячі років, що занадто ресурсномістко. Тому автори просто збільшили приріст альбедо і зробили так, щоб мікронний шар працював як міліметровий. У цих умовах симуляція показала шар льоду в 40 мікрон до 2015 року і більшу схожість з спостереженнями.
Дослідники проаналізували результати моделювання і прийшли до висновку, що за покриття вершин льодом відповідальний виключно баланс між випаровуванням і конденсацією метану. Справа в тому, що, згідно з симуляції, концентрація метану в екваторіальних районах Плутона зростає на висоті близько чотирьох кілометрів над середнім радіусом поверхні. Ці райони вночі остигають до 40-42 кельвінів, що достатньо для утворення тонкого шару метанового льоду. Вдень температура підвищується до 45-48 кельвінів, і цей шар повністю випаровується.
Однак, там, де концентрація метану висока, за ніч встигає намерзнути більше, ніж відтанути днем, що і веде до поступового накопичення. Вчені припускають, що за такий розподіл метану по висоті відповідальні висхідні вітряні потоки на заході рівнини Супутника, але це питання необхідно вивчити додатково.
Оскільки досі лише New Horizons пролетів в безпосередній близькості від Плутона, у вчених порівняно мало даних про цю карликову планету, але комп'ютерне моделювання дозволяє частково заповнити прогалини. Так, симуляція вказала, що Плутон спочатку сформувався як гаряче тіло і охолов згодом. А інша модель пояснила появу місяців карликової планети зіткненням Харона з іншим об'єктом.
Ракета New Shepard
Ракета New Shepard компанії Blue Origin здійснила 12-хвилинний політ з системою NASA для точної посадки на Місяць, трансляція відбувалася на сайті американського космічного агентства.
Congratulations to @blueorigin on another successful #NewShepard mission, completing the first integrated test of our precision landing technologies. Our engineers look forward to analyzing the data and preparing for the next flight!
— NASA Technology (@NASA_Technology) October 13, 2020
Rewatch the launch: https://t.co/lEM9jyKPim pic.twitter.com/I1XWtna2pf
Багаторазовий носій New Shepard з вантажною капсулою піднявся на 106 кілометрів, повідомляє Blue Origin. Потім капсула і щабель ракети розділилися і приземлилися окремо.
Вертикальна посадка ступені стала першою комплексною перевіркою тестового зразка системи високоточної посадки на Місяць, яка включає в себе в тому числі навігаційний доплеровський лідар. Він визначає точну швидкість і положення космічного апарату для посадки в потрібному місці, відправляючи лазерні промені до поверхні і обробляючи отримане відображення.
Як повідомляв Realist, раніше на космодромі «Воллопс Айленд» у штаті Вірджинія, США, запустили ракету-носій Antares.
