Научни новини: Лунни мисии, комети и климатични промени

Artemis II все още е на Земята

За съжаление на всички, които се вълнуват от първата мисия с екипаж до Луната от 50 години насам, тя няма да отпътува към спътника ни през март.

В края на миналия месец, само ден след като започна карантината на екипажа, бе установен проблем с изпомпването на хелий към горната степен на ракетата. Тъй като той е от съществена важност за функционирането на космическия апарат (използва се за нагнетяване на течното гориво, продухване на горивните линии и други помощни задачи), беше ясно, че стартът ще се отложи, докато се разбере къде е проблемът. Това наложи ракетата да се премести обратно в хангара.

За да се засили напрежението, връщането ѝ също беше отложено с ден поради лошото време, което ограничи достъпа до нея. Самото преместване е деликатен процес, отнемащ около 12 часа. В хангара причината за проблема беше установена сравнително бързо – разместване на уплътнение на бързата връзка, през която се подава хелият, е блокирало потока на газа. Все още не е ясно как е станало това, но техниците продължават да се опитват да разберат, за да се предотвратят подобни случаи в бъдеще. Връщането на ракетата в хангара се използва и за работа по други елементи. Бяха подменени батериите на повечето модули, както и уплътнение на линията, захранваща основната степен на ракетата с течен кислород.

След приключването на ремонтните дейности и рутинната поддръжка ракетата премина редица тестове и вече е на стартовата площадка, а карантината на екипажа започна. Надеждата е полетът да хване следващия прозорец за изстрелване между 1 и 6 април, в противен случай ще остане за 30 април или по-късно. 

Междувременно бяха съобщени промени и в следващите мисии. В началото на 2023 г. идеята беше, след като Artemis II прелети успешно покрай Луната, екипажът на Artemis III да кацне на нея с модула на SpaceX – Starship HLS (Human Landing System). С течение на времето обаче се натрупаха забавяния в графика и те доведоха до сегашната ситуация: нито SpaceX, нито Blue Origin имат функциониращ апарат, който може да извърши кацането.

Поради това целта на мисията се промени и през идната година екипажът ще остане в ниска земна орбита, където ще изпита най-различни системи, от които ще зависи бъдещото кацане. Едни от най-важните тестове ще са за скачването на Orion и модулите на двете частни компании (или поне един от тях), както при мисията Apollo 9. Това изглежда и като уместно продължение на приликата между очаквания Artemis II и Apollo 8.

С промяната на целта на Artemis III кацането на Луната остава за екипажа на Artemis IV и се отлага за поне 2028 г.

Заради по-амбициозните цели на програмата Artemis има по-сложна организация от тази на Apollo. Вместо всички нужни модули да се изстрелят заедно от една ракета, е необходима координация между няколко организации. Космическият апарат Orion заедно с екипажа се изстрелва към Луната с ракетата SLS (Space Launch System), а след като влезе в лунна орбита, се скачва с модула за приземяване (HLS, произведен от SpaceX или Blue Origin), който е изведен дотам с ракета на съответната компания. Това дава възможност за преизползване на част от модулите и за създаване на инфраструктура за редовни мисии до бъдещи лунни бази.

Да кажем чао на 3I/ATLAS

В средата на месеца едва третата засечена комета, посетила ни от Дълбокия космос, премина покрай Юпитер. Това най-вероятно ще бъде последното по-интересно събитие с нея по пътя ѝ през нашата Слънчева система. То беше предвидено още при първоначалното определяне на курса на кометата и предизвиква интересни хипотези поради по-особената ѝ траектория.

3I/ATLAS прелита почти по ръба на Сферата на Хил на Юпитер, определяща разстоянието, в което гравитацията на планетата има по-силно влияние от тази на Слънцето и може да се използва за промени в орбитата на прелитащ обект. Такива гравитационни маневри се правят рутинно при изстрелването на апарати в Космоса, защото спестяват част от горивото, което трябва да носят. В края на миналата година Ави Лоуб изказа мнение, че това може би не е случайно и мястото е много подходящо за отделяне на малки апарати (сонди) около Юпитер, ако приемем, че кометата е корабът майка. Хипотезата не звучи много правдоподобно поради изключително високата скорост на 3I/ATLAS – ако изключим научната фантастика, към момента не е познат начин кометата да се забави достатъчно, така че тези евентуални сонди да бъдат вмъкнати в орбита около планетата.

По-интригуващо би било, ако тези сонди не влязат в орбита, а  „засеят“ обекти в Слънчевата система (например луните на Юпитер) с извънземни форми на живот. За това е нужно те да бъдат позиционирани по орбитата на избраните тела, след което да се приземят чрез lithobraking (спиране чрез удар). Възможността за това се подкрепя от скорошен експеримент, който показва, че някои бактерии могат да издържат на симулиран удар от метеорит.

В крайна сметка, колкото и да е вълнуваща идеята за интелигентен произход на обекта, към момента нищо не го предполага. Дори самият Лоуб свали вероятността на 3 от 10 по своята скала.

Кометата ще остане в Слънчевата система още около 150 години, но скоро ще е прекалено далеч, за да може да бъде наблюдавана дори с най-мощните ни телескопи. Ето защо е време да се сбогуваме с този далечен пътник, който плени въображението ни, макар и за кратко.

И все пак, въпреки че ни напуска, ще продължим да научаваме още много нови неща за кометата. По време на преминаването ѝ през централната част на Слънчевата система бяха натрупани големи количества данни от множество обсерватории и апарати, които тепърва ще бъдат анализирани. Сред последните открития, базирани на такива данни, е необичайният състав на кометата, представен в две публикации.

Единият набор данни е събран от ALMA – международна обсерватория, която се намира в Чилийските Анди, на височина 5000 метра. Мястото е избрано поради своята височина и ниска влажност. Интересното е, че за разлика от класическите радиотелескопи с една голяма антена, ALMA представлява масив от 66 антени, които приемат вълни с дължина между радиовълните и инфрачервената светлина. Това дава възможност за наблюдаване на студен газ, прах и органични молекули. Другите данни  са получени с помощта на космическата обсерватория „Джеймс Уеб“ (JWST).

От ALMA разбираме, че кометата има особено високо съдържание на метанол – повече от почти всички познати комети, които обикалят около Слънцето. Нехарактерно високо е и съотношението между съдържанието на въглероден диоксид и вода. Според една от хипотезите на авторите това може да се обясни с възрастта на кометата и дългия ѝ път през междузвездното пространство.

Ако се приеме, че тя се е формирала като „стандартна“ комета, съдържаща предимно вода и сравнително малко въглероден диоксид, през милиардите години полет е била изложена на космическата радиация, вследствие на което повечето вода се е изпарила и съотношението между двете молекули се е обърнало.

Друга възможност е кометата да се е образувала в регион с особено висока концентрация на въглероден диоксид. Една от хипотезите е, че такъв регион е дебелият диск на Млечния път – място, което е останало като своеобразен отпечатък от формирането на галактиката и съдържа предимно стари звезди.

Анализът на JWST разглежда съдържанието на по-тежките изотопи на водород и въглерод. Сходно с метанола, те са неочаквано високи в сравнение с тези при обичайно срещаните комети и близките междузвездни облаци и протопланетарни дискове. Авторите отбелязват, че това е характерно за образуване на кометата при изключително ниска температура – под 30 келвина (-243 градуса по Целзий), което предполага, че е станало в ранната история на Млечния път, преди около 10–12 млрд. години.

Тези данни допълват знанията ни от какво е изградена кометата, което подсказва на учените откъде идва, как и кога се е формирала. Ясно е, че няма да получим конкретен отговор за произхода на този странен далечен гост, но със сигурност учените ще се опитат да извлекат възможно най-много информация от неговото посещение. Надеждата е, че с увеличаващия се брой космически обсерватории ще започнем да засичаме по-често такива комети и да събираме данни за далечните участъци на нашата галактика.

Климатът се променя по-бързо

Напълно очаквано, глобалният климат продължава да се променя. Макар и към момента да не е напълно ясно как ще се развие годината, тя предвещава да е динамична.

Някои последни данни показват, че Ла Ниня (студената фаза на Южното колебание) отслабва и през следващите един-два месеца се очакват неутрални условия. След това вероятността за развитие на топла фаза – Ел Ниньо, се повишава значително – до 70–80%. Това са високи проценти, но трябва да се отбележи, че поради по-слабия интензитет на колебанието през пролетта точността на климатичните модели намалява. По тази причина към момента не е ясно дали Ел Ниньо ще бъде изключително силен, или не, поради което някои заглавия от последните дни изглеждат по-скоро сензационно.

Но дори и без „супер“ Ел Ниньо затоплянето на планетата се ускорява. В зависимост от източника данните варират от 0,27 до 0,35°C за десетилетие на фона на 0,20℃ през 70-те години на миналия век. Авторите на по-високата прогноза отбелязват, че в техния анализ има компенсация на естествени явления, като изригвания на вулкани и силното затопляне през 2023 и 2024 г. вследствие на Ел Ниньо. Най-вероятно истината е някъде по средата, което не променя факта, че между учените има консенсус – температурата се покачва по-бързо.

Разбира се, това не става равномерно и промените не са еднозначни. Пример е времето в САЩ през последните няколко месеца. В западните щати в момента се поставят температурни рекорди, като в някои райони около границата с Мексико (Лос Анджелис, Лас Вегас, Финикс) жителите бяха предупредени по възможност да останат по домовете си, а ако им се налага да излизат, да пият повече вода.

Същевременно само преди два месеца в източната част на страната имаше нехарактерно студено време, донесло сняг в южни щати като Тексас и Флорида и причинило смъртта на поне 50 души.

Ситуацията в Европа е по-умерена, но все пак има известни отклонения от очакваните средни температури и с нарушаването на полярния вихър е възможно да се повтори студеният период от пролетта на миналата година, който се оказа пагубен за овощните насаждения и доведе до изключително ниски реколти.

Глобалната климатична система е изключително сложна и както се вижда, реагира различно. Това се подчертава и от повечето климатолози – в глобален мащаб температурите се покачват, но следствието от това понякога е по-студено или дъждовно време. С по-бързото затопляне на Арктика и нарушаването на полярния вихър глобалните въздушни потоци вече се променят. Очакваният резултат е замяната на плавните преходи между сезоните, познати от миналия век, с по-резки смени на времето.

Състоянието на глобалния лед също е динамично и картината на двата полюса не е еднаква

Антарктическата ледена покривка се измерва на Южния полюс през лятото, когато достига минимума си. Добрата новина е, че тази година тя е много по-близо до обичайната си средна площ, отколкото през изминалите четири години. Това обаче се дължи не на устойчиво подобрение, а по-скоро на аномалия. През по-голямата част от годината ледената покривка е близо до минимума на средните дневни стойности, но благодарение на появата на силни ветрове през януари и февруари топенето на леда се забавя, което помага за натрупването на по-голямата площ в момента на годишното измерване. Учените също отбелязват, че топенето ще продължи през южната есен, така че не е изключено ледената покривка да намалее още.

Площ на ледената покривка (над 15% лед) на Южния полюс към 22 март 2026 г. Данни: NSIDC Sea Ice Index v4

Уви, северната ледена шапка не е в толкова добро състояние.

Към момента площта на арктическия лед е сред трите най-малки от началото на измерванията през 1978 г. в зависимост от източника на данните. С наближаването на края на зимата е слабо вероятно да има подобрение, което означава, че дори и да се натрупа допълнителен лед, той ще е сравнително тънък и ще се разтопи по-бързо през лятото. 

Площ на ледената покривка (над 15% лед) на Северния полюс към 22 март 2026. Данни: NSIDC Sea Ice Index v4

Неприятни новини дойдоха и от развенчаването на хипотезата, според която една от малкото положителни последици от топенето на антарктическия лед е освобождаването на желязо във водата около него. Южният океан изглежда негостоприемен, но всъщност в него има голямо количество фитопланктон, чийто растеж е ограничен именно от наличието на желязо. Поради това всеки нов източник е добре дошъл за микроорганизмите – било то довят вулканичен прах, топене на лед или подводни източници, като хидротермални комини. С достатъчно желязо фитопланктонът може да увеличи драстично популацията си, което означава поглъщане на голямо количество въглероден диоксид.

Ново изследване показва, че всъщност отделеното количество желязо е няколко пъти по-малко, отколкото се предполагаше до момента. Оказва се, че повечето желязо всъщност идва от дълбоките океански води и от отмиване на седименти, а едва 10% се освобождават от леда. Хипотезата на учените е, че благодарение на образуването на течен слой между леда и скалите под него, железните оксиди преминават по-лесно във водата и така могат да бъдат отмити от вода, която навлиза през пукнатини в леда.

Вероятно подхранването на фитопланктона нямаше да компенсира топенето на леда, но все пак идеята за това даваше известна утеха. За съжаление, към момента е почти сигурно, че ще подминем заложената в Парижкото споразумение цел за ограничаване на затоплянето в рамките на века до 1,5°C над температурите преди индустриализацията. Въпросът е с колко градуса ще се случи това.

Веднъж месечно Михаил Ангелов – биолог, агроном и любим нърд от нашия екип, ни представя най-интересните скорошни новини от различни сфери на науката и обяснява защо тези постижения са толкова значими за света и човечеството. Или най-малкото – любопитни и забавни.