О мусоре и инопланетянах: эксперт ТПУ ответил на вопросы о космосе

ТОМСК, 13 апр – РИА Томск. Ученые насчитывают около 30 тысяч искусственных спутников, вращающихся вокруг Земли, из них в рабочем состоянии – около 3 тысяч, остальные – так называемый космический мусор. Томичи могут следить за работой спутников в Центре управления полетами Томского политеха (ТПУ).

О работе центра рассказал его оператор, старший преподаватель отделения электронной инженерии ТПУ Андрей Коломейцев: в День космонавтики он ответил на популярные вопросы о космосе в прямом эфире на YouTube-канале вуза.

Как ученые изучают далекие планеты, если их даже не видно в телескоп?

- На самом деле именно в телескоп и наблюдают за планетами. Вопрос – в какой телескоп. Он может быть не только оптический, существуют еще радиотелескопы, которые исследуют космос в других диапазонах – микроволновом, оптическом, инфракрасном, рентгеновском, радиодиапазоне.

Например, самая далекая от нас галактика из подтвержденных – UDFj-39546284. Свет от нее шел до нас 13,4 миллиарда световых лет. Галактика была обнаружена в рамках программы Hubble Ultra Deep Field с помощью всемирно известного телескопа "Хаббл".

"Хаббл" находится на орбите планеты Земля с 1990 года. Если вы в любом поисковике в интернете наберете "Хаббл день рождения" (Hubble Birthday), то выйдете на сайт, с помощью которого можно будет найти фотографию, сделанную этим телескопом в космосе в дату вашего рождения.

Если вдаваться в суть вопроса, как определяются планеты, которые находятся в далеких от нас звездных системах, – то тут имеется множество методов. За один из них ученые получили Нобелевскую премию – он называется эффект Доплера. Измерения, которые можно сделать с его помощью, достаточно точны.

Итак, есть некая планета. Планета притягивается к своей звезде за счет гравитационных сил, но и звезда тоже притягивается к планете. У звезды есть некоторый центр масс, который совершает небольшие колебания, вращения по крошечному радиусу в несколько сантиметров.

Когда мы наблюдаем за звездой, мы следим за ее спектром излучения. Звезда совершает колебания относительно своего исходного положения вверх-вниз, в определенный момент она становится к нам чуть ближе, а потом чуть дальше. Меняется также спектр – он тоже колеблется. И мы это колебание можем измерить и оценить.

Зная скорость этого смещения, его величину, мы можем делать вывод о том, насколько сильно колеблется сама звезда, насколько близко она находится, какая у нее масса и так далее.

На самом деле это очень фундаментальный метод: измерять колебания звезды амплитудой в несколько сантиметров – это именно та наука, ради которой хочется заниматься наукой.

Как сообщается на сайте N+1, чтобы понять, как работает этот метод, можно рассмотреть упрощенный пример звездной системы с одной массивной планетой. В такой системе и звезда, и планета будут обращаться вокруг общего центра масс. Если представить, что орбита планеты лежит в плоскости наблюдений, звезда в разные моменты времени будет двигаться с ненулевой скоростью по направлению к Земле и от Земли. Из-за эффекта Доплера спектр ее излучения будет "краснеть" или "синеть". Чем тяжелее планета и чем ближе к звезде она расположена, тем быстрее она будет двигаться и тем заметнее будут сдвиги спектра.

Если разум на других планетах существует, почему с нами еще никто не связался?

- Посмотрим на вопрос с точки зрения науки. Нам нужно услышать некоторый объект, который находится от нас на большом удалении. Если мы представим на секунду, что есть другие цивилизации, что они прямо сейчас они отправляют нам какой-то сигнал, то мы примем его через то время, которое необходимо свету для того, чтобы дойти до нашей планеты.

Это могут быть десятки, сотни, тысячи и даже миллионы световых лет. Поэтому первая проблема – это время.

Вторая проблема – это где, собственно искать. Нам нужно выбрать направление. Куда ни посмотришь в звездном пространстве, везде есть звезды и галактики, откуда потенциально может прийти сигнал. И сканировать абсолютно все звездное небо проблематично.

Третья проблема – на какой частоте могли бы отправить нам свои сигналы жители других планет.

Четвертая – кодировка. Мы же не знаем язык инопланетян. Возможно, они и сейчас посылают сигналы, но на фоне общего шума (мы) не можем распознать их смысл.

Когда землю поглотит гигантская черная дыра в центре галактики?

- В центре нашей галактики действительно есть некоторая черная дыра. Предположим, что прямо сейчас Солнце исчезнет, исчезнет его гравитационное воздействие, и мы с места со скоростью света начнем двигаться в центр галактики. Чтобы упасть в него нам потребуется 28 тысяч лет.

К тому же мы видим по анимациям, записанным астрономами, что многие звезды находятся на достаточно близком расстоянии к этой черной дыре, и, по большей части, они совершают вокруг нее вращательные движения, как планета вращается вокруг Солнца. Они не обязательно падают в центр.

Что такое космический мусор?

- Это объекты, которые были запущены в космос человеком и больше не выполняют свою функцию. По заключению ООН, к 2055 году комический мусор будет ключевой проблемой для запуска космических аппаратов.

За последний год я насчитал шесть маневров МКС для уворота от космического мусора. Но есть хорошие новости: российские инженеры разрабатывает спутник, который будет двигаться по орбите и стрелять липкой пеной в пролетающие мимо куски космического мусора. Он будет прилеплять их к себе, а потом спускаться и сгорать в низких слоях атмосферы. Надеюсь, когда-нибудь эта идея будет реализована.

Сколько искусственных спутников вокруг Земли?

- По последним данным, вокруг Земли вращаются около 30 тысяч искусственных спутников. При этом только 3 тысячи из них находятся в рабочем состоянии. Все искусственные спутники можно поделить по их назначению.

Для военных целей – спутники разведки, слежения, обеспечения безопасности. Спутники связи – благодаря им мы пользуемся сотовой связью, интернетом. Метеоспутники – без них нам тоже не обойтись. Спутники систем позиционирования – для работы GPS, "Глонасс" и других.

Также это различные исследовательские спутники, которые проводят различные эксперименты на орбите планеты. Они исследуют космос, рентгеновское излучение Солнца, Земли и так далее.

Я участвовал в разработке томского спутника "Томск-ТПУ-120". Он был запущен в космос в 2016 году с МКС, проработал чуть менее полугода, выполнил свою миссию и благородно сошел в более низкие слои атмосферы.

Кто следит за спутниками с земли и как с ними связаться?

- Существуют центры управления полетами, в которых работают операторы – эти специалисты следят за параметрами спутников, дают им команды, принимают сигналы. У каждого спутника есть свой условный оператор.

Если говорить про исследовательский спутник "Томск-ТПУ-120", то как раз с ним работал наш центр. В ТПУ есть коллективная радиостанция, которая позволяет нам взаимодействовать с космическими аппаратами – осуществлять прием и передачу информации.

Если вы хотите самостоятельно принимать или передать сигнал на спутники на большие расстояния, вам нужно получить лицензию радиолюбителя. Это вроде водительского удостоверения: вы обучаетесь, сдаете экзамен, регистрируете свою радиостанцию и можете самостоятельно принимать сигнал со спутников.

Но если вы не имеете такой возможности, но очень хотите попробовать, вы можете прийти к нам в Центр управления полетами ТПУ. Мы находимся в Томске, на проспекте Ленина 30А, аудитория 35. Мы целый год были без гостей из-за пандемии, но теперь мы снова ждем всех, чтобы увидеть и послушать космос вместе.