Исследования + Роскосмос

В реализации проекта будут участвовать как государственные, так и частные предприятия космической отрасли.

По словам разработчиков, для достижения поставленных целей будут использоваться отечественные научные разработки, в том числе малые космические аппараты с плазменными двигателями, оптические навигационные системы и оптико-электронные камеры высокого разрешения.

Основные задачи миссии включают создание трёхмерной модели Луны с беспрецедентным разрешением 0,3 метра на пиксель и модели Марса с разрешением 2,5 метра на пиксель.

Откройте для себя Вселенную! Присоединяйся в наше сообщество Telegram и будь в курсе самых свежих новостей астрономии и космонавтики каждый день!

Эти параметры значительно превосходят существующие в мире аналоги. Особый интерес представляет поиск месторождений гелия-3 на Луне, который может стать ключевым компонентом для термоядерных реакций и обеспечить развитие дальних космических полётов.

В проекте участвуют специалисты Института прикладной математики имени М. В. Келдыша РАН, Исследовательского центра имени М. В. Келдыша и несколько компаний, специализирующихся на космическом оборудовании.

Разработчики планируют использовать малые космические аппараты массой 150–200 килограммов, из которых около 60 килограммов составляют запасы ксенона для двигательной установки. Минимальный срок подготовки спутников составит около полутора лет.

В основе двигательной установки будет использоваться новый российский плазменный электростатический двигатель МК-35, принцип работы которого основан на ионизации ксенона в электрическом поле.

По словам специалистов, Россия занимает лидирующие позиции в разработке плазменных двигателей, которые не только соответствуют, но и превосходят международные стандарты. Двигатель уже прошёл огневые и стыковочные испытания, продемонстрировав высокую степень экспериментальной отработки.

Для создания 3D-моделей потребуется провести обширную съёмку поверхности обоих небесных тел. На Луне аппараты будут работать на высоте 60 километров в течение 197 суток, собирая 122 терабайта информации. Для Марса потребуется 74 дня работы на орбите высотой 150 километров, в результате чего будет собрано 10 терабайт данных. По мнению экспертов, успех проекта может быть обеспечен за счёт объединения компетенций различных участников, хотя некоторые специалисты отмечают необходимость разработки дополнительных механизмов защиты проектов и более осторожно оценивают перспективы миссии на Марс.

Присоединяйся в наше сообщество в Telegram и будь в курсе самых свежих новостей астрономии и космонавтики каждый день!

Автор: Осипов Илья Александрович, лектор «Смоленского Планетария» имени Ю. А. Гагарина. (2022-2024)

Для расширяющейся Вселенной используется Фридмановская метрика: ds^2 = -c^2 * dt^2 + a(t)^2 * (dr^2 / (1 - k * r^2) + r^2 * (dtheta^2 + sin^2(theta) * dphi^2)), где a(t) — масштабный фактор, показывающий, как меняется размер Вселенной со временем, а k — кривизна пространства.

Рождение частиц связано с колебаниями скалярного поля phi, которое удовлетворяет уравнению: ddot_phi + 3 * H * dot_phi + (k^2 / a^2 + dV_dphi) = 0, где H = dot_a / a — параметр Хаббла, характеризующий скорость расширения Вселенной, k — волновое число, а V(phi) — потенциальная энергия поля.

Число рождающихся частиц для каждой моды поля можно оценить через спектральную функцию: n_k = 1 / (exp(omega_k / T_eff) - 1), где omega_k = sqrt(k^2 + m^2 * a^2) — частота моды поля, а T_eff — эффективная температура, зависящая от параметра Хаббла.

В ранней Вселенной масштабный фактор часто приближенно описывается как a(t) ~ t^(1/2) для радиационно-доминируемой эпохи или a(t) ~ t^(2/3) для материи-доминируемой эпохи. Плотность рождающихся частиц для каждой моды поля можно оценить как n_k ~ H^2 / m^2, где H — параметр Хаббла, а m — масса частиц.

Итоговая формула для T' с учетом рождения частиц выглядит так: t' = sqrt(1 - v^2 / c^2) * exp(-phi / c^2) + i * ell_P^2 * integral(d^4x * a(t)^3 * (0.5 * dot_phi^2 + 0.5 * (grad_phi)^2 / a^2 + V(phi))), где dot_phi — производная поля по времени, (grad_phi)^2 — квадрат градиента поля, а V(phi) — потенциальная энергия поля.

Простое объяснение:

1. Расширение Вселенной "вытягивает" квантовые флуктуации поля, превращая их в реальные частицы.

2. Параметр T' помогает учесть влияние гравитации (через phi) и квантовых эффектов (через интеграл с L_kvant).

3. Чем быстрее расширяется Вселенная (больше H), тем больше частиц может быть создано.

   Ссылки на источники данных:

   Планковская длина и фундаментальные константы: NIST Fundamental Physical Constants

   Фридмановские уравнения и метрика: Friedmann Equations

   Рождение частиц в расширяющейся Вселенной: Particle Production in Cosmology

   Эффект Паркера и космологическое рождение частиц: Parker's Particle Production