#Наука

Самый дорогой металл на Земле

29
Читалка

Прочитав заголовок, многие подумают о золоте, платине или палладии. Однако самый дорогой металл на Земле — это не то, из чего делают кольца и серьги, а радиоактивный элемент, грамм которого стоит около 27 миллионов долларов (по состоянию на 23 июня 2026 года — почти два миллиарда рублей). А называется этот металл — калифорний.

Образец калифорния-249 массой около 10 мкг. Изображение было получено Министерством энергетики США в 1970-х годах / © U.S. Department of Energy
Образец калифорния-249 массой около 10 мкг. Изображение было получено Министерством энергетики США в 1970-х годах / © U.S. Department of Energy

Его впервые синтезировали в феврале 1950 года в Калифорнийском университете в Беркли. Американские ученые Стенли Томпсон и Альберт Гиорсо бомбардировали атомы кюрия (Cm) альфа-частицами и в итоге получили новый элемент, которому присвоили название калифорний (Cf) — в честь штата Калифорния, его "родины". В периодической системе химических элементов он занял 98-й атомный номер.

Калифорний — искусственный элемент, который ни разу не был обнаружен в природе. Хотя теоретически он может образовываться в ничтожных количествах при ядерных реакциях в урановых рудах.

Производство калифорния

Насколько известно*, в мире существует всего два места, где синтезируют калифорний (главным образом изотоп калифорний-252): Научно-исследовательский институт атомных реакторов (НИИАР) в Димитровграде, Россия, и Ок-Риджская национальная лаборатория в штате Теннесси, США.

*Допускаю, что неофициально производством может заниматься Китай, чтобы ни от кого ни в чем не зависеть.

Процесс производства крайне сложный и долгий. Плутоний-239 подвергают длительному нейтронному облучению в ядерном реакторе. В результате серии захватов нейтронов и бета-распадов образуется калифорний. Весь цикл занимает 8-18 месяцев. После этого из смеси облученных элементов химическими методами выделяют крошечные количества калифорния.

60-дюймовый циклотрон в Радиационной лаборатории Калифорнийского университета в Беркли, 1939 год. На ускорителях этого типа в 1950 году был впервые синтезирован калифорний / © UC Berkeley, Lawrence Berkeley National Laboratory
60-дюймовый циклотрон в Радиационной лаборатории Калифорнийского университета в Беркли, 1939 год. На ускорителях этого типа в 1950 году был впервые синтезирован калифорний / © UC Berkeley, Lawrence Berkeley National Laboratory

Ежегодно Россия и США в совокупности производят всего 30-60 миллиграммов калифорния. Для сравнения: вес одной среднестатистической фасолины в сухом виде составляет около одного грамма.

Свойства калифорния

Калифорний — серебристо-белый актиноидный металл, который обладает настолько высокой податливостью и мягкостью, что его можно легко резать ножом. Температура его плавления — около 900 °C, а кипения (по расчетам) — 1 470 °C.

Но главная его особенность — высокая радиоактивность. Калифорний-252, самый распространенный изотоп, — это мощнейший искусственный источник нейтронного и гамма-излучения. Благодаря способности к спонтанному делению, всего один грамм этого изотопа испускает примерно 2,3 триллиона нейтронов в секунду. Для сравнения: один грамм урана-235 испускает около 0,0003 нейтрона в секунду.

Где его используют

Несмотря на мизерные объемы производства, калифорний находит применение в самых разных областях:

Медицина

Калифорний применяется в брахитерапии, представляющей собой метод лучевой терапии, в рамках которой источник излучения вводится непосредственно в опухоль или располагается рядом с ней.

© iaea.org
© iaea.org

Нейтронное излучение калифорния эффективно разрушает раковые клетки, особенно те, что устойчивы к обычному рентгеновскому облучению. Локальное воздействие позволяет значительно уменьшить влияние на здоровые ткани, а значит, и снизить выраженность побочных эффектов.

Геология и ресурсодобыча

Калифорний используют в нейтронном каротаже — методе геофизического исследования горных пород в скважинах. Нейтроны, испускаемые калифорнием, проникают глубоко в породу и по характеру рассеяния позволяют определить ее состав, влажность, наличие нефти или газа. Этот метод намного точнее рентгеновского, что при массовой разработке месторождений позволяет экономить десятки миллионов долларов.

Поиск драгоценных металлов

Калифорний применяется в нейтронно-активационном анализе для поиска золота, серебра, других металлов и редкоземельных элементов. Облучение породы нейтронами позволяет выявить даже следовые количества искомых элементов.

Контроль качества в промышленности

С помощью нейтронной радиографии просвечивают детали самолетов, турбин, ядерных реакторов. Метод позволяет обнаружить микротрещины, пустоты, коррозию — дефекты, которые не видны на рентгеновских снимках. Благодаря этому калифорний минимизирует любые риски, тем самым спасая тысячи жизней.

Научные исследования

Калифорний используют в фундаментальной физике для изучения структуры атомных ядер, синтеза новых сверхтяжелых элементов, исследования свойств материи и ее поведения в экстремальных условиях.

Таким образом, калифорний — не просто самый дорогой металл. Это уникальный инструмент, который помогает лечить рак, искать нефть, контролировать качество сложнейших конструкций и исследовать материю на атомном уровне. И все это — благодаря крошечным количествам вещества, которое человечество научилось синтезировать лишь 76 лет назад.

Туманность Гомункул: эхо Великой вспышки и звезда на грани взрыва

33
Читалка

Туманность Гомункул — это биполярная эмиссионная туманность в созвездии Киль, находящаяся на расстоянии около 7 500 световых лет от Земли.

Туманность Гомункул вокруг двойной системы Эта Киля. Изображение было получено космическим телескопом "Хаббл" 10 июня 1996 года / © NASA/ESA
Туманность Гомункул вокруг двойной системы Эта Киля. Изображение было получено космическим телескопом "Хаббл" 10 июня 1996 года / © NASA/ESA

Она представляет собой результат выброса вещества звезды-гипергиганта Эта Киля A, масса которой превышает массу Солнца примерно в 100-120 раз. Диаметр этой звезды в 200 раз больше солнечного, а светимость — в пять миллионов раз.

© NASA/ESA/TheSpaceway
© NASA/ESA/TheSpaceway

Породившая туманность звезда Эта Киля A является частью двойной системы. Эта Киля B — более "скромный" компаньон с массой около 30-80 масс Солнца и диаметром в 20-24 раза больше солнечного. Его светимость в 500 000 раз превышает аналогичный параметр нашей звезды.

В 1843 году Эта Киля A пережила так называемую Великую вспышку — событие, которое на короткое время сделало ее второй по яркости звездой на земном небе после Сириуса, удаленного "всего" на 8,6 световых года от нас.

Примечательно, что Эта Киля A начала аномально увеличивать свою яркость еще в 1837 году, а пик был достигнут через шесть лет. К 1856 году она перестала быть видимой невооруженным глазом.

В ходе Великой вспышки Эта Киля A выбросила в окружающее пространство колоссальное количество материи — по разным оценкам, от 10 до 20 солнечных масс. Это вещество разлеталось со скоростью около 650 километров в секунду, формируя характерную двухлопастную (биполярную) структуру, напоминающую гантель или песочные часы.

Сегодня туманность продолжает расширяться, а ее полярный диаметр составляет около 0,7 световых года. Газ и пыль, выброшенные почти два века назад, до сих пор светятся под воздействием излучения центральной звезды.

Расширение туманности Гомункул. Анимация создана из снимков космического телескопа "Хаббл", полученных в 1995, 2001 и 2008 годах / © NASA/ESA
Расширение туманности Гомункул. Анимация создана из снимков космического телескопа "Хаббл", полученных в 1995, 2001 и 2008 годах / © NASA/ESA

Туманность Гомункул состоит из двух массивных "лопастей", направленных в противоположные стороны вдоль оси вращения звезды. Эта форма объясняется тем, что выброс происходил неравномерно: вещество двигалось быстрее вдоль полюсов звезды и медленнее в экваториальной области.

В центре туманности, где сталкиваются потоки газа, температура достигает миллионов градусов. Эти ударные волны порождают жесткое рентгеновское излучение, которое можно зафиксировать с помощью таких инструментов, как космическая рентгеновская обсерватория NASA "Чандра".

Рентгеновское изображение двойной системы Эта Киля, полученное космической обсерваторией "Чандра" 26 августа 2014 года / © NASA/CXC
Рентгеновское изображение двойной системы Эта Киля, полученное космической обсерваторией "Чандра" 26 августа 2014 года / © NASA/CXC

Эта Киля A — одна из самых массивных и нестабильных звезд в нашей Галактике, которая находится на поздней стадии эволюции и считается кандидатом в сверхновые.

По астрономическим меркам, Эта Киля может взорваться в любой момент — завтра вечером, через век или через несколько тысяч лет. Когда это произойдет, взрыв будет настолько мощным, что его можно будет наблюдать с Земли невооруженным глазом даже днем. Однако, учитывая удаленность двойной системы, это событие будет безопасным для нашей планеты и ее обитателей.

Самый маленький боксер в мире: краб пом-пом и его токсичные перчатки

40
Читалка

На коралловых рифах Индо-Тихоокеанского региона обитает одно из самых удивительных существ планеты — краб рода Lybia, известный под прозвищами "пом-пом", "чирлидер" и "боксер". Размер панциря этого чуда не превышает 2,5 сантиметра, но, несмотря на столь скромные габариты, "краб-боксер" отказался от стратегии скрытности.

© peerj.com
© peerj.com

Вместо того чтобы прятаться от любой потенциальной угрозы, крабик вооружился. Так как эволюция не наделила его шипастым панцирем или высокой скоростью передвижения, он взял ситуацию в свои клешни — в прямом смысле.

Этот краб обзавелся живым оружием — морскими анемонами (они же актинии). Эти создания, похожие на крошечные цветки, обладают ядовитыми щупальцами. И краб, постоянно нося их в клешнях, напоминает боксера в перчатках или чирлидера с помпонами.

Актинии, которые становятся компаньонами краба, содержат в своих клетках стрекательные органеллы — нематоцисты, заполненные токсинами. Когда рыба или осьминог пытаются напасть на краба-боксера, то они немедленно получают ядовитый удар. Пропущенная двоечка от боксера — и любой хищник теряет интерес к такой добыче.

В итоге краб, не имеющий врожденных оборонительных механизмов, самостоятельно обзавелся надежной защитой, сделавшей его почти неуязвимым.

Но самое удивительное в этой истории — это не защита, а сотрудничество. Отношения между крабом и актиниями — это не попытка паразитизма, а настоящий симбиоз.

© Eliot Ferguson
© Eliot Ferguson

Перенося актиний по рифу, краб предоставляет им доступ к новым охотничьим угодьям. Питаются они мелкими беспозвоночными — креветками, рачками, зоопланктоном. Кроме того, когда краб разрывает и поедает добычу, что-то из этого перепадает его живым перчаткам.

Интересно, что если краб потеряет одну из своих актиний — в схватке с хищником или просто выронит случайно — он берет оставшуюся и делит ее на две части. Каждая половина, обладающая способностью к регенерации, быстро вырастает в полноценное существо. А краб вновь получает функциональные токсичные "перчатки", готовые к боевым действиям.

Этот крабик размером с пятирублевую монету является наглядным примером того, что в природе самые эффективные стратегии выживания часто основаны не на силе и размере, а на сотрудничестве и — не побоюсь этого слова — интеллекте.

Читайте также:

Кто и когда придумал летающие тарелки

36
Читалка

Летающая тарелка давно стала главным символом НЛО. Стоит произнести эти слова — и воображение тут же рисует блюдцеподобный металлический аппарат, зависший в небе на радость зевакам с очень плохой камерой.

© Arena/TheSpaceway
© Arena/TheSpaceway

Откуда появился этот образ? Может быть, у человечества есть реальные снимки? Или где-то нашли фрагменты инопланетного аппарата, потом все засекретили, но информация все равно просочилась в массы?

Итак, история началась 24 июня 1947 года.

В тот день американский пилот Кеннет Арнольд увидел возле горы Рейнир в штате Вашингтон девять странных блестящих объектов. После посадки в Пендлтоне, штат Орегон, он рассказал об этом журналистам местной газеты East Oregonian Биллу Бекетту и Нолану Скиффу.

Для чего он обратился к журналистам? Все дело в том, что неопознанные объекты озадачили и даже напугали Арнольда. Он хотел, чтобы военные или специалисты по авиации объяснили, могли ли это быть секретные самолеты, ракеты или экспериментальные аппараты. Больше всего его тревожила возможность того, что он столкнулся с какой-то новейшей советской разработкой.

Архивное фото Кеннета Арнольда / © militarytimes.com
Архивное фото Кеннета Арнольда / © militarytimes.com

Тогда еще не было интернета, и все читали газеты. Поэтому самым быстрым способом достучаться в "высокие кабинеты" была публикация статьи в печатном издании.

В разговоре с журналистами Арнольд рассказал, что неопознанные объекты двигались очень быстро и необычно — как будто "перескакивали по воздуху". То есть речь шла о скачущем, прерывистом движении: будто плоский камешек или блюдце, удачно брошенное по воде, скачет по поверхности.

Но в газетной передаче исходное описание движения быстро превратилось в описание внешнего вида. Неопознанные объекты у горы Рейнир стали "летающими тарелками" или "летающими блюдцами". Так родился один из самых живучих визуальных образов XX века.

Дальше все развивалось само собой. Люди, прочитав в газете о "летающих тарелках", начали представлять именно тарелки: плоские, круглые и, конечно, металлические, раз они летают в небе подобно самолетам. Затем стали появляться очевидцы, которые регулярно сообщали о странных объектах в небе, описывая их уже тем языком, что им подарила пресса.

Получился замкнутый круг: газеты придумали образ, публика его запомнила, новые рассказы, публикуемые в газетах, уже соответствовали выдуманному образу, который подхватывали другие читатели.

© Arena/TheSpaceway
© Arena/TheSpaceway

Важно учитывать еще и время. 1947 год — это послевоенный мир. Люди уже знали о реактивной авиации, ракетах, атомной бомбе, секретных военных разработках. Поэтому небо перестало быть просто источником вдохновения и любования. Оно превратилось в пространство тревоги, угрозы и подозрений.

Поэтому семя фантазии о "летающих тарелках" было посажено в прекрасно подготовленную почву. Одни думали о секретном оружии своих военных. Другие — об опасных советских технологиях. Третьи — о внеземных цивилизациях, ведущих непрерывное наблюдение за человечеством.

Интересно, что через несколько недель после истории Арнольда произошел знаменитый Розуэлльский инцидент. И хотя реальная история там куда менее романтична, чем уфологические мифы, момент был идеальным: газеты уже вовсю трубили о "летающих тарелках", а публика жаждала новых страшилок о загадочных объектах в небе.

Со временем секретные разработки и советская угроза ушли на задний план, и "летающие тарелки" стали исключительно символом пришельцев.

Любопытно, что сам Арнольд позже описывал объекты скорее как серповидные или вытянутые, а не как диски. Но разве кого-то уже волновали эти детали?

Реконструкция внешнего вида неопознанного летающего объекта по описанию Кеннета Арнольда / © seattletimes.com
Реконструкция внешнего вида неопознанного летающего объекта по описанию Кеннета Арнольда / © seattletimes.com

"Летающая тарелка" — яркий пример того, как рождается миф. Один рассказ, яркое сравнение, журналистская "магия" — и через несколько лет весь мир уже знает, как "должен" выглядеть космический корабль пришельцев.

Кстати, военные действительно отреагировали на публикацию, но их официальная позиция была скептической: Арнольд мог видеть мираж или ошибиться в восприятии. Сам Арнольд настаивал, что был полностью в ясном сознании и способен отличать миражи от реальных объектов. Позже армейские офицеры поговорили с ним и признали, что человек его репутации, вероятно, действительно видел то, о чем говорил, но первоначальную позицию не изменили.

Почему ураганам дают человеческие имена

30
Читалка

Когда в новостных заголовках говорится о том, что ураган "Катрина", "Иэн" или "Милтон" куда-то там приближается, может показаться, что имя — просто яркая деталь, придуманная журналистами. Но на самом деле имена ураганам дают не для эффектности, а чтобы их было проще отслеживать и не путать друг с другом.

© Arena/TheSpaceway
© Arena/TheSpaceway

Ураган — это не просто сильный ветер, а огромная погодная система, которая может существовать несколько дней или даже недель, менять направление, усиливаться, ослабевать и представлять особую угрозу для некоторых регионов. Иногда в одном океанском бассейне могут одновременно существовать несколько штормов. В такой ситуации информирование в духе "тропический циклон к северо-востоку от Малых Антильских островов" породит путаницу.

А вот имя собственное способно решить эту проблему. Сказать "ураган Катрина приближается к побережью" намного проще, чем каждый раз озвучивать координаты и направление движения. Короткое имя легче запомнить, быстрее передать в сводке и проще использовать в предупреждениях для населения.

Рождение традиции

Раньше штормы называли по месту, дате или церковному празднику, на который они пришлись. Но такой способ был крайне неудобен: названия зависели от местных традиций, могли быть длинными и не подходили для единой системы предупреждений.

Поэтому метеорологи приняли решение использовать заранее подготовленные списки имен. В Атлантике такая система стала официальной в середине XX века. Сначала использовали только женские имена, но позже в списки добавили и мужские.

© Arena/TheSpaceway
© Arena/TheSpaceway

Сегодня имена штормов утверждаются заранее. Для разных регионов мира существуют свои списки, потому что такие системы формируются в разных океанских бассейнах и отслеживаются разными метеорологическими службами.

Разумеется, имя получает не каждый облачный вихрь над океаном. Для начала система должна достаточно "разогнаться" и стать тропическим штормом. После этого ей присваивают имя из заранее утвержденного списка. Если шторм усиливается, то его уже могут классифицировать как ураган, но присвоенное имя при этом остается.

Имена повторяются, но не всегда

В Атлантике используется несколько списков имен, которые идут по кругу. То есть через несколько лет имя может быть использовано вновь. Но есть исключение из правил: если ураган оказался особенно разрушительным и унес много жизней, имя, присвоенное ему, могут навсегда убрать из списка. Делается это не только во избежание путаницы в будущем, но и из уважения к пострадавшим.

Например, имя "Катрина" больше не используют для новых атлантических ураганов, так как катастрофа 2005 года сделала это название историческим, а не просто пунктом в списке.

Ураган "Катрина" лишил домов более 700 000 человек / © wikipedia.org
Ураган "Катрина" лишил домов более 700 000 человек / © wikipedia.org

Зачем это обычным людям

Главная задача имени — быстро привлечь внимание. Когда метеорологи, власти, спасатели и СМИ говорят об одном и том же шторме, имя помогает всем понимать, о какой угрозе идет речь.

Это особенно важно во время эвакуации, закрытия госучреждений, подготовки больниц, предупреждения туристов и жителей побережья. В такой ситуации лишняя путаница, как показывает опыт прошлого, может стоить тысячи жизней.

Так что имя урагана — не попытка "очеловечить" погоду, а очень простой, но при этом надежный инструмент безопасности.

Что будет, если рублевая монета врежется в Землю со скоростью 99% от скорости света?

30
Читалка

Ничто, обладающее массой, не может двигаться со скоростью света, поэтому в данном мысленном эксперименте берем 99% от нее. Также условно представим, что монета при вхождении в атмосферу не будет разрушена и достигнет поверхности Земли.

© Arena/TheSpaceway
© Arena/TheSpaceway

На первый взгляд ничего серьезного произойти не должно, ведь речь идет о предмете массой всего около трех граммов. Но при скорости, близкой к скорости света, обычная формула кинетической энергии уже не работает: здесь нужно учитывать релятивистские эффекты.

И результат такого столкновения был бы ужасающим.

Рублевая монета, летящая со скоростью 99% от скорости света, имела бы энергию около 1,64 × 10^15 джоулей. Это примерно 392 000 тонн в тротиловом эквиваленте, то есть около 392 килотонн. Для сравнения: мощность атомной бомбы "Малыш", сброшенной на Хиросиму, составляла около 15 килотонн — примерно в 26 раз меньше.

Так что рублевая монета, ударившаяся о поверхность Земли с такой скоростью, не просто оставила бы небольшой кратер. Она сформировала бы крупное ударное образование, вызвала мощную ударную волну, яркую вспышку, выброс вещества и разрушения на огромной площади.

Этот мысленный эксперимент хорошо показывает, насколько обманчивой может быть масса. При падении с обычной скоростью, привычной нам в повседневной жизни, рублевая монета максимум звякнула бы о землю. Но при разгоне до околосветовой скорости энергия ее движения превращается в чудовищную силу.

© Arena/TheSpaceway
© Arena/TheSpaceway

В ускорителях заряженных частиц, таких как Большой адронный коллайдер, протоны или ядра разгоняют почти до скорости света. Когда они сталкиваются, энергия высвобождается, рождая новые частицы, изучение которых позволяет проверять и уточнять наши теории. Но в случае с коллайдером речь идет о микроскопических частицах, масса которых ничтожна, поэтому даже огромная по меркам физики энергия остается управляемой для установки и не представляет опасности.

С макроскопическим объектом все иначе. Чем больше масса, тем чудовищнее становится цена разгона. Если бы мы решили отправить к звездам аппарат массой около тонны, что совсем немного для космического зонда, то для разгона до 99% скорости света в идеальных условиях потребовалось бы около 550 эксаджоулей энергии. Это сопоставимо с годовым энергопотреблением всего человечества. И это только идеальный минимум: без учета потерь, реальной эффективности двигателя и того, каким способом такую энергию вообще удалось бы передать аппарату.

По мере приближения к цели зонд нужно было бы еще и затормозить. В космосе нельзя просто нажать на педаль, как в машине: чтобы остановить объект, летящий с околосветовой скоростью, нужно куда-то передать всю его колоссальную кинетическую энергию.

Так что организация подобных научных миссий упирается не только в отсутствие технологий, но и в энергетику: разогнать невероятно трудно, затормозить — почти так же трудно, да и взять энергию для всего этого просто неоткуда.

Читайте также:

Как появился Глаз Сахары: загадочная структура посреди пустыни

34
Читалка

В Сахаре есть место, которое с высоты выглядит так, будто кто-то поставил гигантскую печать, или будто наша Земля открыла глаз и смотрит в космос.

Речь идет о структуре Ришат, более известной как Глаз Сахары. Она представляет собой огромное кольцевое образование, затерянное среди песков и каменистых равнин пустыни на территории Мавритании.

Глаз Сахары на снимке с Международной космической станции. Изображение было получено 17 декабря 2011 года с высоты около 406 километров / © NASA
Глаз Сахары на снимке с Международной космической станции. Изображение было получено 17 декабря 2011 года с высоты около 406 километров / © NASA

Средний диаметр Глаза Сахары составляет 40 километров, так что, находясь на поверхности, едва ли можно понять, что перед вами необычный геологический объект.

А вот с орбиты все становится очевидно.

От центра структуры расходятся концентрические кольца, напоминающие круги на воде. Глаз Сахары настолько нетипичное образование, что привлекает внимание не только астронавтов и ученых, но и, конечно, любителей альтернативной истории и теорий заговора.

Изначально люди из мира науки связывали Глаз Сахары с падением метеорита. А вот другие приписывали ему связь с Атлантидой, потому что "Платон описывал ее столицу как город из чередующихся концентрических водных и сухопутных колец". Кто-то и вовсе видел в структуре нечто внеземное, непостижимое для человеческого разума.

На первый взгляд версия с метеоритом кажется логичной. Структура почти круглая, большая, хорошо заметная из космоса. А значит, почему бы ей не быть древним ударным кратером?

Структура Ришат на снимке с Международной космической станции. Изображение было получено 5 апреля 2019 года с высоты около 410 километров / © NASA
Структура Ришат на снимке с Международной космической станции. Изображение было получено 5 апреля 2019 года с высоты около 410 километров / © NASA

Проблема в том, что настоящие ударные кратеры оставляют после себя характерные следы: породы, пережившие чудовищное давление, расплавленные ударом материалы, специфические разрушения и другие признаки катастрофического столкновения. У структуры Ришат такой картины не нашли.

Поиски истинного объяснения привели к пониманию того, что Глаз Сахары — это не шрам от удара космического камня, а разрушенный геологический купол. В очень далеком прошлом под этим участком земной коры поднялась магма. Она не смогла прорваться наружу, породив полноценный вулкан, но зато внедрилась в породы снизу и приподняла их, образовав огромный купол. Получилось что-то вроде вздутия в земной коре.

А затем в игру вступило время.

Ветер, вода и перепады температур миллионы лет разрушали этот купол. Разные породы сопротивлялись этому необратимому процессу по-разному: мягкие стирались быстрее, а более твердые сохранялись лучше. Так постепенно и возникли те самые концентрические контуры, которые сделали структуру Ришат настолько узнаваемой на спутниковых снимках.

Интересно, что если бы вы внезапно оказались на территории Глаза Сахары, то не поняли бы, что находитесь внутри одного из самых узнаваемых геологических объектов планеты. Вы могли бы часами бродить среди холмов, камней разного размера, сухих равнин, песков и редкой растительности, так и не выделив для себя что-то необычное.

Внутри Глаза Сахары. С земли структура Ришат выглядит как обычный пустынный ландшафт с камнями, песком и редкой растительностью / © tourist.wiki
Внутри Глаза Сахары. С земли структура Ришат выглядит как обычный пустынный ландшафт с камнями, песком и редкой растительностью / © tourist.wiki

Только вид сверху собирает все детали в единую картину, позволяя оценить истинную природу структуры.

И, несмотря на естественную природу Глаза Сахары, налет загадочности и таинственности никуда не делся. Не потому, что в этом замешаны пришельцы или давно исчезнувшая цивилизация, а потому, что в человеческом сознании с трудом укладывается масштаб геологических процессов.

Читайте также:

Когда "Вояджер-1" покинет Солнечную систему?

39
Читалка

Космический аппарат NASA "Вояджер-1" часто называют первым рукотворным объектом, выбравшимся в межзвездное пространство. Звучит эпично. Кажется, будто созданный людьми в XX веке зонд покинул родную планетную систему и теперь летит среди звезд...

© Arena/TheSpaceway
© Arena/TheSpaceway

Но здесь есть важный нюанс. "Вояджер-1" действительно достиг межзвездного пространства, но это не означает, что он покинул Солнечную систему.

Как же так? Давайте разбираться.

В 2012 году "Вояджер-1" пересек гелиопаузу — внешнюю границу гелиосферы. Гелиосфера — это гигантский "пузырь" околосолнечного пространства, заполненный потоком заряженных частиц — солнечным ветром — и находящийся под сильным влиянием магнитного поля Солнца. Внутри гелиосферы доминирует Солнце, а вот за гелиопаузой главную роль начинает играть межзвездная среда.

Именно поэтому ученые говорят, что "Вояджер-1" вошел в межзвездное пространство: он больше не находится внутри защитного пузыря солнечного ветра. Но Солнечная система — это не только область, заполненная солнечным ветром. У Солнца есть еще и гравитационное влияние, которое простирается намного дальше гелиопаузы.

Считается, что внешней границей Солнечной системы является облако Оорта, представляющее собой гигантскую оболочку из преимущественно ледяных тел, связанных гравитацией Солнца и находящихся от него на колоссальном расстоянии. Именно из облака Оорта приходят долгопериодические кометы.

И вот до этой области "Вояджер-1" еще даже не добрался.

Расчеты NASA показывают, что зонду потребуется около 300 лет, чтобы достичь внутреннего края облака Оорта. А прохождение через облако Оорта займет еще примерно 30 000 лет. И вот тогда можно будет сказать, что человечество выбралось за пределы Солнечной системы и устремилось к звездам. Не секрет, что цивилизации не существуют так долго, поэтому, вероятно, гордиться этим достижением будет некому. Или же наши далекие потомки, обживающие пережитки нашей реальности, банально забудут об этом, решая земные проблемы, которые мы им щедро готовим.

Получается странная, но с физической точки зрения абсолютно верная картина: межзвездное пространство начинается раньше, чем заканчивается Солнечная система.

Радиосигнал "Вояджера-1", зафиксированный 21 февраля 2013 года массивом радиотелескопов Very Long Baseline Array Национальной радиоастрономической обсерватории США. В этот момент аппарат находился на расстоянии около 18,5 миллиарда километров от Земли / © NASA/JPL/NRAO
Радиосигнал "Вояджера-1", зафиксированный 21 февраля 2013 года массивом радиотелескопов Very Long Baseline Array Национальной радиоастрономической обсерватории США. В этот момент аппарат находился на расстоянии около 18,5 миллиарда километров от Земли / © NASA/JPL/NRAO

На самом деле путешествие "Вояджера-1" только начинается.

После запуска в 1977 году и серии гравитационных маневров у Юпитера и Сатурна зонд получил огромную скорость — около 61 200 километров в час — и дальше движется по инерции. В космосе почти нет сопротивления, которое могло бы его быстро затормозить, поэтому аппарату не нужно постоянно "жечь топливо", чтобы продолжать путь, у которого нет конечного пункта назначения.

Сейчас "Вояджер-1" является самым далеким рукотворным объектом и движется в сторону глубин межзвездного пространства. Но даже столь огромная по человеческим меркам скорость выглядит ничтожной в масштабах Вселенной.

Читайте также:

Почему растопить полярные шапки Марса — плохая идея

36
Читалка

Один очень известный "инженер", обожающий рассказывать басни о скорой колонизации Марса, неоднократно предлагал устроить ядерные взрывы над полюсами Красной планеты, чтобы быстро испарить замерзшие вещества, насытить атмосферу газами и сделать ее плотнее.

© Arena/TheSpaceway
© Arena/TheSpaceway

В массовом воображении эта идея выглядит как крайне эффектный шаг к терраформированию: бах! И промерзлая пустыня начинает превращаться в новый дом для человечества.

Все, что для этого нужно, — просто набраться решимости, и дело в шляпе! Или нет?

С Марсом все, разумеется, намного сложнее, чем в подобных фантазиях.

Главная проблема в том, что полярные шапки Марса не являются магическим хранилищем атмосферы. Да, там есть замерзший углекислый газ и водяной лед. Да, если высвободить львиную долю этих запасов и перевести их в газообразное состояние, атмосферное давление действительно увеличится. Но тут возникает разумный вопрос: будет ли этого достаточно, чтобы на планете начались существенные изменения?

И ответ разрушает всю романтику.

Современная атмосфера Марса очень тонкая. Давление у поверхности составляет меньше 1% земного. Поэтому жидкая вода там не может существовать стабильно: она либо быстро испаряется, либо замерзает. Чтобы Марс вновь стал планетой с реками, озерами, морями и мягким климатом, ему нужно не просто немного поднабрать газа, а обзавестись огромной массой атмосферы.

Растопить или испарить полярные шапки — значит лишь немного утолстить этот жалкий газовый слой. По оценкам исследователей, если высвободить углекислый газ из полярных отложений, давление вырастет меньше чем до 15 мбар. Для сравнения, земное давление — около 1 000 мбар.

Таким образом, "ядерные манипуляции" с полярными шапками не только не превратят Марс в теплый мир, но и загрязнят его.

Южная полярная шапка Марса в летний период, запечатленная орбитальным аппаратом Mars Global Surveyor 17 апреля 2000 года / © NASA/JPL/MSSS
Южная полярная шапка Марса в летний период, запечатленная орбитальным аппаратом Mars Global Surveyor 17 апреля 2000 года / © NASA/JPL/MSSS

Есть и вторая проблема: вода. Даже если представить, что полярные шапки растоплены, атмосфера чуть "поправилась" и по поверхности хлынули потоки воды, этот эффект будет непродолжительным. Марс слишком холодный, а давление все равно будет крайне низким, так что вода будет испаряться, замерзать, уходить в грунт через трещины и поры, а водяной пар — переноситься к холодным ловушкам, то есть постоянно затененным участкам, и осаждаться там в виде инея и льда.

Третья проблема — сам углекислый газ. В теории он мог бы стать главным парниковым газом для прогрева Марса. Но его доступных запасов на планете недостаточно. Часть древней атмосферы улетучилась в космос. Часть углерода связалась с карбонатными минералами, часть удерживается в грунте и заперта в ледяных клатратах — структурах, где молекулы газа заключены внутри кристаллической решетки водяного льда. Проще говоря, на Марсе нет никакого удобного резервуара с парниковым газом, который только и ждет, чтобы его разогрели и выпустили обратно в атмосферу. Кроме того, невозможно восполнить те потери, что банально покинули планету.

Марсу не просто не хватает тепла. Ему не хватает вещества для создания новой атмосферы.

А теперь добавим еще одну проблему — прямо-таки вишенку на торте. Даже если каким-то чудом создать плотную атмосферу, ее нужно как-то удержать. У Земли есть мощное магнитное поле, защищающее верхние слои атмосферы от непрерывных атак солнечного ветра. Марс же лишен глобального магнитного поля. Поэтому солнечный ветер и излучение разрушали бы и уносили его новую атмосферу в космос.

Изображение Марса в естественных цветах, полученное индийским космическим аппаратом «Мангальян» 10 октября 2014 года с расстояния около 76 000 километров / © ISRO/ISSDC/Justin Cowart
Изображение Марса в естественных цветах, полученное индийским космическим аппаратом «Мангальян» 10 октября 2014 года с расстояния около 76 000 километров / © ISRO/ISSDC/Justin Cowart

Это уже происходило. Исходя из имеющихся данных, ранний Марс был более влажным и теплым миром, а значит, его атмосфера была намного плотнее. Но он не смог сохранить ее. Газовая оболочка истончилась, жидкая вода исчезла с поверхности, и Красная планета превратилась в холодную сухую пустыню, которую мы наблюдаем сегодня.

Так почему новая атмосфера должна вести себя иначе?

Конечно, она не исчезла бы мгновенно. Солнечный ветер не ведет себя как ураган, способный за пару дней выдуть всю атмосферу. Это медленный процесс. Но терраформирование — задача на тысячи или даже миллионы лет. Поэтому планета должна не просто получить атмосферу на несколько десятилетий, а поддерживать ее стабильно.

Прототип NASA X-59 готовят к первому "тихому" сверхзвуковому полёту

30
Читалка

Звуковой барьер человек научился преодолевать почти восемьдесят лет назад, и сегодня сверхзвуковой полёт - дело, в общем-то, привычное. Мешает, правда, одна досадная мелочь: самолёт, перешагнувший скорость звука, волочёт за собой ударную волну, и та обрушивается на землю громовым раскатом - тем самым звуковым ударом. Слышен он не однажды, в миг «прорыва», как многие думают, а сопровождает машину на всём пути, накрывая всё, над чем она пролетает. Именно поэтому в США ещё с начала 1970-х годов запрещены сверхзвуковые полёты гражданской авиации над сушей: грохот над головой досаждал бы целым городам. Запрет этот, казалось бы, ставит крест на самой идее быстрых перелётов над обжитыми краями. Но что, если гром удастся превратить в едва слышный хлопок? Ответ на этот вопрос и должен дать необычный самолёт NASA X-59.

X-59 - одноместная исследовательская машина, построенная для агентства фирмой Lockheed Martin Skunk Works, и сейчас она подбирается к тому самому испытанию, ради которого, собственно, и появилась на свет. Его непомерно длинный, остро заточенный нос и тщательно выверенные обводы корпуса нужны вовсе не для красоты (хотя выглядит самолёт, надо признать, эффектно): они призваны растянуть и сгладить ударные волны так, чтобы привычный громовой звуковой удар долетал до земли уже не раскатом, а мягким глухим хлопком - чем-то вроде звука захлопывающейся вдалеке автомобильной дверцы. В этом и состоит весь замысел программы NASA под названием Quesst: накопить данные, которые в перспективе позволят пересмотреть запрет на сверхзвук гражданской авиации над сушей.

История полётов разворачивалась поэтапно и подчёркнуто осмотрительно - так, как и подобает испытаниям единственного в своём роде летательного аппарата. Свой первый полёт X-59 совершил 28 октября 2025 года: лётчик-испытатель NASA Нилс Ларсон поднял машину на высоту около 12 000 футов (порядка 3,7 км) и разогнал её примерно до 230 миль в час (около 370 км/ч) - в точности так, как было задумано, продержавшись в воздухе 67 минут. Любопытно, что и сам пилот потом вспоминал об этом полёте без всякого пафоса. Накануне он, по собственному признанию, даже не потерял сна - был уверен и в машине, и в собравшей её команде. Нос на разбеге пришлось задирать всё выше: самолёт так и норовил разогнаться, - и из центра управления ему напомнили проверить скорость, а про себя он успел подумать: «ну и ракета». Главное же впечатление от первого вылета он выразил почти буднично - машина, мол, ведёт себя совсем как на тренажёре: волнующе, но без неожиданностей, что для первого полёта ровно то, чего и хочешь.

После планового технического обслуживания самолёт вернулся в небо в марте 2026 года и с тех пор выполнил более десятка полётов, отметив по пути несколько любопытных рубежей: первую уборку шасси, набор высоты до 43 000 футов (около 13 км) и разгон до скоростей, вплотную подобравшихся к звуковой, - порядка 0,95 Маха (примерно 627 миль в час, или около 1 010 км/ч). А 30 апреля 2026 года машина впервые за один день дважды поднялась в воздух, совершив подряд одиннадцатый и двенадцатый полёты, - темп испытаний заметно нарастал.

И вот теперь, завершив дозвуковую программу, проект подошёл вплотную к самому значимому своему испытанию. «Следующее, что нам предстоит, - это первый полёт нашего уникального самолёта на сверхзвуке», - говорит Кэти Бам, руководитель проекта Low Boom Flight Demonstrator. Этот первый переход через скорость звука ожидается в начале июня 2026 года на высоте около 43 000 футов (примерно 13 км): именно там X-59 впервые предстоит перешагнуть за число Маха 1 - то есть превысить скорость звука (свыше 630 миль в час, около 1 015 км/ч). Шаг этот намеренно сделан осторожным: задача не в том, чтобы поставить рекорд, а в том, чтобы всего лишь преодолеть барьер, собрать данные и продолжить понемногу расширять диапазон рабочих режимов, не выходя сразу на полный проектный режим. Любопытна и одна деталь самого испытания: собственный тихий «хлопок» X-59 на этом этапе потонет в обыкновенных - и куда более громких - звуковых ударах самолёта сопровождения, на который, кстати, установят особый зонд, чтобы измерять ударные волны X-59 прямо по мере их рождения.

Но главное, разумеется, ещё впереди. Позднее NASA рассчитывает вывести машину на полный проектный режим - тот, на который её и создавали как на штатный рабочий: 1,4 Маха (около 925 миль в час, или примерно 1 490 км/ч) на высоте порядка 55 000 футов (около 16,7 км). Это именно те скорость и высота, что понадобятся для будущих демонстрационных полётов над населёнными районами США, - в этих полётах у самих жителей будут спрашивать, насколько терпим новый, приглушённый звук. К концу 2026 года агентство надеется завершить первые два этапа программы Quesst - расширение диапазона режимов и проверку акустических характеристик. А о том самом дне, когда наконец удастся вынести на полигон микрофоны и записать обещанный тихий «хлопок», на фирме-изготовителе говорят с нескрываемым нетерпением: построить самолёт и поднять его в воздух они умеют давно, а вот превратить громовой раскат в негромкий стук - задача, ради которой всё и затевалось. Если она будет решена, собранные X-59 данные лягут на стол авиационным регуляторам - и тогда полувековой запрет на гражданский сверхзвук над сушей можно будет наконец смягчить, открыв дорогу пассажирским рейсам, которые покрывали бы привычные маршруты вдвое быстрее.

Тизер НАСА с нарезкой кадров из прошлого полёта и воспоминаниями лётчика-испытателя.