До Марса і назад: наукові дослідження та відкриття, які можуть підірвати світ науки у 2021 році

Колайдер знову в справі

Великий адронний колайдер (ВАК) знову запрацює на початку 2021 року, його робота була припинена в грудні 2018-го. За цей час на об'єкті проводилися великі роботи з модернізації та ремонту.

Найвагомішим відкриттям, зробленим за допомогою ВАК, стало виявлення бозона Хіггса у 2012 році — це елементарна частинка, яка була передбачена теоретично ще в 1964 році.

Бозон Хіггса також називають частинкою Бога. Таку назву дав частці американський фізик Леон Ледерман. Він пояснив, що придумав цю назву з огляду на важливість частки для сучасної фізики, її принципового значення для розуміння структури матерії і з огляду на її невловимості.

Вчені вважають, що після модернізації ВАК зможе виявляти надзвичайно рідкісні явища і підвищить точність вимірювань самих маленьких частинок.

Підглядаємо за Всесвітом

Космічний телескоп Джеймса Вебба

Ракета-носій з космічним телескопом імені Джеймса Вебба повинна стартувати з космодрому у Франції 31 жовтня 2021 року.

Очікується, що новий телескоп завдяки конструкції своїх дзеркал буде потужнішим телескопа Hubble і врешті-решт замінить його.

Дзеркало телескопа Джеймса Вебба складається з 18 шестикутних сегментів, має діаметр 6,5 м і площу 25 кв м, що в шість разів перевершує розміри дзеркала Hubble. Маса дзеркала становить 705 кг.

Основне завдання телескопа — дослідження космосу з використанням інфрачервоної частини спектру, завдяки чому він зможе розглядати більш холодні і старі об'єкти. Сюди входить виявлення світла перших зірок і галактик, сформованих незабаром після Великого вибуху, вивчення розвитку галактик, зірок, планетарних систем і походження життя. Також телескоп може допомогти відповісти на питання, яким був Всесвіт після Великого вибуху.

Інфрачервоні інструменти телескопа дозволять вивчити водні світи Сонячної системи — супутника Юпітера Європи і супутника Сатурна Енцелада. Наприклад, інструмент телескопа NIRCam дозволить зробити зображення Європи у високій роздільній здатності, а на Енцеладі проведуть аналіз молекулярного складу гейзерів.

Обсерваторія імені Віри Рубін

Наземна обсерваторія імені Віри Рубін, яка будується в Чилі, побачить перший зоряний світ до кінця 2021 року. Архітектура оптичного телескопа з 8-метровим дзеркалом унікальна, так як може забезпечити рекордно широкий огляд неба.

У зв'язку з цим вчені очікують, що за допомогою обсерваторії зможуть знайти ознаки невловимою темної матерії і темної енергії. Також з'явиться можливість скласти карту малих тіл Сонячної системи, зокрема навколоземних астероїдів і об'єктів пояса Койпера.

Крім цього, обсерваторія зможе виявляти спалахи наднових зірок і створити карту Чумацького Шляху.

Марсіанська гонка

США

Місія NASA Mars-2020 Rover Mission в 2021 році повинна доставити на поверхню Марсу новий марсохід і вертолітний дрон. Вони успішно запущені з Землі 30 липня 2020 року. Апарати повинні приземлитися на поверхню Червоної планети в районі кратера Єзеро 18 лютого 2021 року.

Марсохід Perseverance ("Наполегливість"), назву якого вибирали школярі, займеться астробіологічними дослідженнями давнього середовища, поверхні планети, геологічних процесів і пошуком слідів життя. Також в завдання марсохода увійдуть збір зразків ґрунту і повернення їх на Землю.

Основна мета місії Mars-2020 — пошук ознак того, що Марс міг бути придатним для життя в минулому. Сюди входить дослідження планети на предмет слідів давнього життя і води.

Компанію новому марсоходу складе перший марсіанський вертоліт Ingenuity, який представляє собою роботизований дрон. Він виконуватиме роль "штурмана" для марсохода, плануючи маршрути і створюючи карти місцевості.

Міні-вертоліт поки закріплений під днищем марсохода. Кожен з польотів дрона займе не більше трьох хвилин, висота польотів складе від 3 м до 10 м, а максимальна дистанція — 600 м.

Також марсохід вперше в історії запише аудіо входу апарату в атмосферу Марсу і приземлення. Вчені сподіваються почути звуки вітру та інших погодних явищ, а також побачити їх на відео.

ОАЕ

Марсіанська місія Об'єднаних Арабських Еміратів Emirates Mars Mission (EMM) відправила на Червону планету космічний апарат, який повинен досягти мети 9 лютого 2021 року.

ЕММ — це перша міжпланетна місія арабської країни. Зонд Al-Amal, який досягне Марса в лютому, не стане спускатися на його поверхню, на відміну від інших апаратів. Замість цього він буде обертатися навколо Червоної планети протягом всього марсіанського року, або 687 земних днів.

Мета місії полягає в тому, щоб надати вичерпну картину динаміки погоди в атмосфері планети Марс. Зонд ОАЕ — частина набагато більшої мети: побудувати людське поселення на Марсі протягом наступних 100 років.

Китай

У липні 2020 року Китай запустив свій перший марсохід Tianwen-1, який повинен досягти Марса в лютому 2021 року. Шестиколісний робот запущений на китайській ракеті-носії важкого класу "Чанчжен-5".

Незважаючи на те що на орбіту Червоної планети апарат вийде в лютому 2021 року на саму поверхню марсохід спуститься лише в квітні 2021 року. Очікується, що Tianwen-1 буде літати над Марсом ще протягом двох-трьох місяців.

Такий маневр дозволить інженерам оцінити атмосферні умови на Марсі, перш ніж почати небезпечний спуск. Подібна стратегія приземлення вже використовувалася NASA в програмі "Вікінг" в 1970-х роках.

Посадка запланована в районі марсіанської рівнини "Утопія" в північній півкулі Марсу, туди ж приземлялися американці. До речі, китайський марсохід за конструкцією дуже схожий на легендарні американські моделі Spirit і Opportunity 2000-х років. Він важить близько 240 кг і живиться від складних сонячних батарей.

Марсохід оснащений відеокамерами, маніпуляторами і датчиками, які допоможуть з'ясувати склад марсіанських гірських порід. Але основною метою буде пошук водяного льоду на планеті.

Зовсім недавно Tianwen-1 відправив на Землю своє селфі, зроблене дорогою до Марсу. Для того щоб зробити знімок, Tianwen-1 довелося в буквальному сенсі викинути крихітну ширококутну камеру. Відлітаючи, камера знімала кожну секунду, а потім передала знімки назад на космічний апарат, який відправив їх на Землю.