Имеет ли смысл полёт на Марс верхом на аcтероиде?

Среди весьма необычных сценариев космических перелётов к Марсу, Венере и даже более удалённым планетам есть и сценарий перелёта с использованием астероидов. То есть, мы выбираем астероид, который оказывается вблизи Земли, а через какое-то время окажется вблизи Марса, летим на него, садимся, он везёт нас к Марсу, где мы взлетаем с астероида и добираемся уже до Марса.

Звучит красиво, но на самом деле такой сценарий почти не имеет смысла.

Действительно, как мы уже неоднократно говорили, расстояния в космосе не так уж важны: важны траектории, то есть орбиты, и изменения скорости, нужные для выхода на эту орбиту. В случае прямого полёта на Марс с Земли (для простоты посчитаем переход с околоземной орбиты на околомарсианскую) от нас потребуется включать двигатель дважды: чтобы выйти на гомановскую орбиту полёта к Марсу (по сути элиптическую орбиту вокруг Солнца, проходящую через орбиты Марса и Земли), а затем чтобы сойти с неё и выйти на марсианскую орбиту.

В случае с астероидом нам нужно сделать по сути то же самое: если астероид пролетает мимо Земли и Марса, то его орбита по сути похожа на ту самую гомановскую; то есть, чтобы добраться до астероида, нам нужно затратить по сути столько же топлива, сколько мы потратим на выход на прямую орбиту полёта к Марсу, то есть, никакой экономии топлива не будет. Более того, нам понадобится затратить лишнее топливо на то, чтобы сесть на астероид и потом взлететь с него. Если не садиться на астероид, а выйти на его орбиту и лететь вслед за ним в поле его гравитации, то можно выйти примерно на те же расходы топлива, но не сэкономить его.

Так что логично и красиво звучащая идея полёта к Марсу на астероиде на самом деле совершенно не имеет смысла.

Помочь проекту донатом можно тут.

Разблокировать комментарии можно, оформив подписку здесь.

Марсианская гора Олимп имеет в высоту 21 229 метров - это самая высокая гора в Солнечной системе. Олимп настолько высок, что наполовину выступает за пределы атмосферы Марса, имеющей толщину в 11 километров.

Таким высоким Олимп смог стать благодаря трём факторам: низкой гравитации Марса, очень низкой плотности атмосферы, из-за чего там куда слабее протекают процессы эрозии горных пород, а также тому, что на Марсе нет литосферных плит, из-за чего место вулкана оставалось неизменным миллиарды лет.

Помочь проекту донатом можно тут.

Разблокировать комментарии можно, оформив подписку здесь.

Как работает плазменный шар и почему он не бьёт током?

Плазменный шар представляет собой специфический вид газоразрядной лампы высокого (десятки киловольт) переменного (частота в 20-30 килогерц) напряжения.

Внутри шара находятся инертные газы (чаще всего неон) при пониженном давлении. В центре находится трансформатор Теслы, на котором создаётся высокое переменное напряжение. В результате катушка становится источником электромагнитных волн достаточно высокой частоты и мощности. Эти волны частично ионизируют газ, и становится возможным поддержание тлеющего разряда между катушкой и стеклянным куполом лампы (на котором индуцируется заряд противоположного знака). Фактически световые шнуры внутри лампы - это потоки электронов, с огромными скоростями летящие от центральной катушке к поверхности шара, на которой скапливается отрицательный заряд.

Правда, уже через полпериода поле начинает тащить электроны в обратном направлении - от шара к центральной катушке.

Электромагнитные волны, генерируемые в лампе, легко выходят за её пределы, так что вблизи работающей лампы могут возникать помехи в работе электронных приборов.

Если приложить к поверхности лампы палец, то мы увидим, что плазменные шнуры, идущие к точке касания лампы и пальца, становятся более интенсивными. Это связано с тем, что посредством касания мы как бы "заземляем" купол и обеспечиваем сток с него накопленного заряда, что облегчает переток заряда именно к этой точке катушки.

При этом собственно ток невелик, так что удара током мы не ощущаем. К тому же из-за высокой частоты тока возникает сильный скин-эффект, который ограничивает проникновение электромагнитного поля в наше тело верхним слоем кожи.

Помочь проекту донатом можно тут.

Разблокировать комментарии можно, оформив подписку здесь.

Это изображение Солнца примерно сейчас. Тёмные области — так называемые корональные дыры, и длинная "расщелина" в южной части Солнца появилась вот буквально на днях. Её длина превышает 800 тысяч километров - то есть, она в 60 раз больше Земли.

Такие образования - это буквально дыры, разрывы в магнитосфере Солнца, через которые солнечная плазма вытекает в космическое пространство, формируя мощные потоки так называемого солнечного ветра из заряженных частиц. Из-за того, что вещество Солнца вытекает через такие прорехи, области Солнца в районе корональных дыр охлаждаются, подобно тому, как охлаждаются жидкости при испарении, и в этих местах поверхность Солнца выглядит более тёмной.

Большое количество корональных дыр свидетельствует о возмущённой магнитосфере Солнца. В настоящее время Солнце находится вблизи максимума своего 11-летнего цикла активности, так что проявление подобных дыр большого размера - в общем вполне ожидаемое явление.

Помочь проекту донатом можно тут.

Разблокировать комментарии можно, оформив подписку здесь.

Это не комета, а Меркурий: оказывается, у ближайшей к Солнцу планеты тоже может быть "кометный" хвост.

Он состоит из атомов натрия, которые выбивает с поверхности Меркурия солнечное излучение. В дальнейшем газообразный натрий "сдувает" с поверхности малюсенького Меркурия солнечное излучение, и оно же заставляет хвост светиться характерным для натрия жёлтым светом.

Натриевый хвост Меркурия светится достаточно слабо, так что наблюдать его можно лишь при определённом сочетании условий. Во-первых, сам Меркурий должен быть как можно ближе к Солнцу, то есть, находиться в перигелии своей орбиты: в таком случае натриевый хвост будет наиболее интенсивным. Во-вторых, на Земле должно быть новолуние. Даже и в этом случае различить натриевый хвост невооружённым глазом не получится, но его можно заснять на фототехнику с высокой светочувствительностью.

Ближайшие наилучшие условия для этого - 22-29 июня.

Помочь проекту донатом можно тут.

Разблокировать комментарии можно, оформив подписку здесь.

У нас новое видео: решил немного пояснить насчёт математики квантовой механики, почему там её так много, почему она такая странная и как вообще организована квантовая механика с математической точки зрения. Знаю, многие люди от математики не в восторге, так что я стараюсь сводить её концентрацию в виде к минимуму, но вот тут решил немножко показать самый краешек математической изнанки современной физики.

Надеюсь, вам понравится.

Помимо Ютуба, видео есть также тут.

Помочь проекту донатом можно здесь.

Разблокировать комментарии можно, оформив подписку тут.

Электрон - единственная элементарная частица, про которую мы точно уверены, что она живёт вечно

Почему? Дело в том, что электрон имеет минимальную массу из всех заряженных частиц, а в результате всех возможных распадов электрический заряд должен сохраняться. Соответственно, невозможно придумать себе такой распад, в результате которого электрон бы превратился в более лёгкую частицу с выполнением закона сохранения заряда.

Поэтому электрон живёт вечно: родившись во времена Большого Взрыва, электрон теоретически может пережить Вселенную, какой мы её знаем!

Помочь проекту донатом можно тут.

Разблокировать комментарии можно, оформив подписку здесь.

На Ютуб-канале вышло новое видео: на примере контактной линзы, позволяющей видеть инфракрасное излучение, разбираем явление апконверсии света, а также самым краешком затрагиваем тему оптических метаматериалов, о которой ещё не раз поговорим подробнее!

Всем приятного просмотра, а у кого не работает Ютуб, то можно посмотреть на другой платформе. Ну и для тех, кто подписан на Boosty, оно там тоже есть. Кстати, я уже какое-то время выкладываю для подписчиков на Boosty видео, из которых вырезаю рекламу 😉

Помочь проекту донатом можно тут.

Разблокировать комментарии можно, оформив подписку здесь.

Starship Илона Маска может оказаться мертворожденным

Последний испытательный запуск Starship 27 мая завершился полным провалом: первая ступень ускорителя развалилась в воздухе после начала манёвра торможения перед посадкой спустя 6 минут после старта, вторая ступень, то есть, собственно Starship, потеряла управление и сгорела в атмосфере спустя 35 минут после старта.

Ключевой причиной аварии стала потеря давления в топливной системе корабля (скорее всего, из-за утечки топлива).

В SpaceX говорят, что ничего страшного не случилось: мол, на то это и испытательные полёты, чтобы выявлять и затем устранять неполадки. Однако скептики указывают на то, что из 9 испытательных запусков лишь два завершились полным успехом, а один, запуск № 6, частичным. Потратив почти 10 миллиардов долларов и 6 лет на разработку и испытания Starship, SpaceX пока не сумела вывести с его помощью на околоземную орбиту ни одного грамма полезной нагрузки.

Американский инженер и блогер Уилл Локетт в своём блоге "The planet Earth and beyond" выражает мнение, что SpaceX зашла в тупик с проектом Starship, так как корабль оказался слишком большим и одновременно слишком хрупким, и такую конструкцию нельзя сделать достаточно надёжной даже для обычных космических миссий, уж не говоря о полётах к Луне или Марсу.

Сумеют ли в SpaceX сумеют преодолеть "детские болезни" Starship, или проект окажется мертворожденным и так и не сможет найти практическое применение, станет ясно в ближайшие несколько лет.

Помочь проекту донатом можно тут.

Разблокировать комментарии можно, оформив подписку здесь.

Думаю, многие слышали о "самой чёрной на свете" краске Vantablack: она поглощает и превращает в тепло 99,965% падающего света: если вы покроете своё тело слоем такой краски, то просто выйдя на солнце, можете буквально свариться заживо, быстро нагревшись до температуры выше 100 градусов по Цельсию!

Но у этой краски есть и антипод: белая краска Purdue Ultra‑white. Она отражает более 98 % падающего на неё солнечного света, но это ещё не всё. Краска содержит высокую концентрацию наночастиц сульфата бария BaSO₄ диаметром от 200-300 нанометров до 4-5 тысяч нанометров. У таких наночастиц есть интересная особенность: под воздействием света, который представляет собой по сути переменное электромагнитное поле, кристаллические решётки этих наночастиц начинают совершать колебания с частотой около 33 терагерц, испуская при этом электромагнитное излучение с длиной волны около 9 микрометров. Для излучения такой длины волны атмосфера практически прозрачна, так что это излучение краска Purdue Ultra‑white буквально излучает аж в космос!

Обычные материалы, включая нашу собственную кожу, тоже испускают электромагнитное излучение просто потому, что их атомы и молекулы колеблются в процессе хаотического теплового движения. Большая часть энергии излучается в диапазоне от 5 до 20 микрометров: за счёт этого эффекта происходит так называемое радиационное охлаждение: наше тело, к примеру, таким образом избавляется примерно от трети тепла, которое мы излучаем в окружающую среду. Однако такое тепловое излучение по-разному взаимодействует с окружающей средой, прежде всего, воздухом: к примеру, содержащиеся в нём углекислый газ и вода довольно сильно поглощают излучение с длиной волны более 14 микрометров, а также с длинами волн 4-8 микрометров. Поэтому охлаждение за счёт излучения на этих длинах волн работает не очень эффективно, так как оно довольно сильно прогревает непосредственно прилегающий к окружающему телу слой воздуха. Излучение в окне прозрачности атмосферы с длинами волн 8-14 нанометров так не делает, и поэтому для лучшего охлаждения "желательно" собрать всю энергию теплового излучения именно в этом диапазоне.

И именно это и делают наночастицы краски Purdue Ultra‑white! Грубо говоря, они поглощают инфракрасное излучение других диапазонов (например, исходящее от покрашенного этой краской тела) и переизлучают его как раз на длине волны в 9 нанометров. Такое излучение попадает в окно прозрачности и легко уносится прочь, эффективно охлаждая и саму краску, и то, что ей покрашено!

Эксперименты показывают, что предметы, покрашенные краской Purdue Ultra‑white могут быть на 3-5 градусов прохладнее предметов в тех же условиях! Таким образом, краска Purdue Ultra‑white является примером так называемых терморадиационных материалов, которые в будущем могут использоваться для искусственного излучательного охлаждения, не требующего сложного оборудования и источников питания!

Помочь проекту донатом можно тут.

Разблокировать комментарии можно, оформив подписку здесь.

Страшно-красивое извержение вулкана в Индонезии!

Характерное грибовидное облако имеет по сути ту же природу, что и ядерный взрыв или мощные грозовые облака: сильный нагрев снизу приводит к мощным конвективным потокам, которые поднимают вверх воздух, перенасыщенный водяными парами (в данном случае - в смеси с пылью, пеплом и тому подобным). Достигнув тропопаузы, расположенного на высоте примерно 11 километров, где воздух перестаёт становиться более холодным с высотой и начинает, наоборот, теплеть, конвекция больше не может забрасывать потоки воздуха выше этой границы, и поднимающиеся потоки начинают растекаться вдоль границы тропопаузы, образуя "шляпку гриба" или, как говорят метеорологи, наковальню. Впрочем, некоторая часть воздушных потоков может преодолевать тропопаузу и даже залетать существенно выше неё.

Помочь проекту донатом можно тут.

Разблокировать комментарии можно, оформив подписку здесь.

Учёные создали новый цвет: его назвали "оло", и он зеленее всего, что вы можете увидеть!

Если точнее, оло - это не какая-то краска или пигмент: это интересный эффект на стыке физики и физиологии.

За цветовосприятие у нас в глазу отвечают три типа цветочувствительных рецепторов-колбочек, называемых S (390–520 нм, пик восприятия в синей области спектра), M (500–600 нм, пик в зелёной области) и L (520–700, пик в красно-оранжевой области). Чем сильнее возбуждаются колбочки того или иного типа, чем в большей степени тот или иной цвет кажется нам синим, зелёным или красным.

Но, если внимательно посмотреть на числа, то легко увидеть, что "зелёные" колбочки никогда не возбуждаются сами по себе: одновременно с ними всегда будут срабатывать или "синие" или "красные" колбочки, т.е. наш мозг никогда не получает сигналов от одних только зелёных рецепторов.

И вот учёные решили проверить: а что будет, если искусственно добиться возбуждения только M-колбочек? Добились этого, точечно направив свет лазеров небольшой мощности только на M-колбочки, не освещая колбочки других типов. Испытуемые видели удивительно яркий, изумрудно-зелёный цвет, "более насыщенный, чем любой цвет природного мира".

Увидеть цвет "оло" в природе, разумеется, невозможно, как и невозможно создать краску такого цвета. Пока что его видели только 8 человек, принимавшие участие в исследовании. Тем не менее, учёные полагают, что эта технология может быть полезной, например, для лечения дальтонизма или других нарушений цветовосприятия.

Помочь проекту донатом можно тут.

Разблокировать комментарии можно, оформив подписку здесь.

В новом видео говорим об "охлаждающих материалах", которые имеют температуру ниже, чем у окружающей среды, за счёт так называемого эффекта терморадиационного охлаждения, физику которого мы разбираем в видео.

У кого не работает Ютуб, смотреть можно тут, а видео без рекламы доступно для подписчиков на Boosty.

Помочь нашему проекту донатом можно тут.

Разблокировать комментарии можно, оформив подписку здесь.

Астрономы засекли космическую вспышку чудовищной мощности и ломают головы над тем, что это было?

Космический взрыв, мощность которых в десятки тысяч раз превышает мощность самых ярких сверхновых, засекла орбитальная рентгеновская лаборатория «Зонд Эйнштейна» - совместный проект Китайской академии наук, Европейского космического агентства и немецким научным Общества Макса Планка.

Вспышку, получившую кодовое имя EP241021a, наблюдали в районе созвездия возничего на расстоянии примерно в 6 миллиардов световых лет от Земли, то есть, случился этот взрыв, прямо как в "Звёздных войнах", давным давно, в далёкой-далёкой галактике.

Яркость EP241021a в пике достигала 10 в 48 степени эрг в секунду: это примерно в 260 триллионов раз ярче Солнца и примерно в 10 тысяч раз ярче свечения целой галактики! EP241021a превосходит по яркости даже сверхновые звёзды!

При этом надо учесть, что сверхновые обычно находятся на пике яркости лишь несколько дней, а EP241021a сиял больше месяца, и в итоге суммарное энерговыделение оценили в 10 в 54 степени эрг, что превосходит энергию, выделяющуюся в результате взрывов даже самых мощных сверхновых, уже в десятки тысяч раз.

Всё это, а также кое-что другое, например, аномально высокую долю излучения в рентгеновском диапазоне, указывает на то, что астрономы столкнулись с принципиально новым явлением, природа которого нам пока что непонятна.

Для объяснения EP241021a выдвинули уже несколько гипотез: большинство учёных склоняются к тому, что вспышка стала результатом разрушения массивной звезды гравитацией чёрной дыры средней массы. В результате такого разрушения раскалённая плазма звезды рассеивается по космическому пространству, на время образуя гигантское сияющее облако, свечение которого, вероятно, и засёк «Зонд Эйнштейна». Впрочем, некоторые особенности EP241021a плохо вписываются в эту гипотезу, и для того, чтобы определить, что это всё-таки такое было, нам нужно для начала засечь ещё хотя бы несколько таких объектов.

Помочь нашему проекту донатом можно тут.

Разблокировать комментарии можно, оформив подписку здесь.