DTN - новая космическая сеть, которая раздвинет границы Интернета на всю Солнечную систему


Специалисты НАСА добились значительных успехов в деле разработки и реализации новой высоконадежной системы космической связи, при помощи которой можно будет охватить практически все пространство Солнечной системы. В настоящее время некоторые из узлов аппаратуры сети Delay/Disruption Tolerant Networking (DTN) проходят испытания на борту Международной космической станции (МКС), а организация этой сети отличается от организации традиционных сетей тем, что узлы этой сети способны накапливать и хранить достаточно большие объемы данных до тех пор, пока не возникнет возможность их быстрой и безошибочной передачи.

Элементы, реализующие технологию DTN, сейчас объединены с экспериментальной коммуникационной аппаратурой Telescience Resource Kit, находящейся на борту космической станции. Система DTN является результатом более чем 10-летней работы специалистов НАСА и партнерских организаций, которая проводилась в рамках программы Advanced Exploration Systems (AES). Целью программы AES является разработка ряда ключевых технологий, которые будут способствовать исследованиям и освоению даже самых отдаленных уголков Солнечной системы.

Традиционная коммуникационная система, основанная на IP-протоколе, которая использовалась на космической станции до этого времени, требовала того, чтобы каждый узел сети был доступен в каждый момент времени, когда требуется осуществить передачу данных. Для космической станции в роли ближайших узлов сети выступают коммуникационные спутники, которые могут быть недоступны в некоторые моменты времени по целому ряду причин, что становится причиной временной неработоспособности сети в целом.

Способность сети DTN сохранить информацию и передать ее в момент, когда следующий узел сети станет доступным, позволяет значительно сократить время ожидания передачи информации. Кроме этого, такая промежуточная буферизация позволит использовать всю доступную полосу коммуникационных каналов с максимальной эффективностью. Конечный же информационный пакет, будь это фотоснимок, видео, пакет научной информации или что-нибудь другое, собирается в единое целое только на конечном узле-получателе, в роли которого может выступать наземная станция или промежуточный космический аппарат, находящийся в дальнем космосе.

Реализация автоматической промежуточной буферизации в недалеком будущем станет технологией, которая обеспечит надежными коммуникациями с Землей миссии в дальний космос, в том числе и первые миссии на Марс. Помимо использования в космосе, у DTN-технологии имеется масса областей применения и на Земле. Такая технология может обеспечить покрытие мобильной связью или интернет-покрытие регионов, где производится ликвидация последствий стихийных бедствий, регионов, где полностью разрушена коммуникационная инфраструктура. Ведь недостаточная координация действий спасательных организаций очень часто приводит к дополнительным потерям человеческих жизней.


Источник

Космический аппарат Juno успешно добрался к Юпитеру после пятилетнего путешествия


Буквально на днях Юпитер стал менее "одинок", благодаря тому, что космический исследовательский аппарат Juno прибыл в район этой планеты, совершив путешествие через космической пространство, длившееся пять лет. Сигналы, принятые сетью дальней космической связи Deep Space Network, принесли информацию о том, что аппарат успешно произвел 35-минутную серию включений своих двигателей, которая привела к изменению траектории полета, что обеспечило выход аппарата на стабильную круговую орбиту. И этот момент можно считать моментом начала основной 20-месячной миссии космического аппарата Juno.

Согласно информации от НАСА процедура сближения аппарата Juno с Юпитером началась несколько дней назад. Система космического аппарата получила все необходимые обновления и данные, после чего аппарат начал подготовку к совершению финальных маневров. Все бортовые научные инструменты были обесточены, были отключены некоторые из подсистем обнаружения ошибок, которые могли послужить помехой во время маневрирования. Бортовой компьютер был запрограммирован на выполнение процесса быстрой перезагрузки в случае каких-либо неприятностей, и было предпринят еще ряд дополнительных мер, нацеленных на предотвращение возможности прерывания процедуры маневрирования.

За два часа до начала маневров аппарат "отвернулся" от Солнца для того, чтобы его главный двигатель был сориентирован в необходимом направлении. С этого момента и до конца маневрирования все оборудование аппарата Juno получало питание от аккумуляторных батарей. За несколько десятков минут до маневрирования аппарат стабилизировал свое положение в пространстве и увеличил скорость вращения вокруг своей оси с двух до пяти оборотов в минуту.

Поскольку Юпитер находится на расстоянии 869 миллионов километров от Земли, радиосигналам требуется 48 минут и 19 секунд для того, чтобы достичь Земли. Из-за такой задержки, которая исключает все возможности оперативного вмешательства, все процедуры маневрирования были выполнены аппаратом Juno в автоматическом режиме. Маневры были завершены 5 июля 2016 года в 03:53 по времени Гринвичского меридиана, аппарат Juno "погасил" свой двигатель, уменьшил скорость вращения опять до двух оборотов в минуту и сориентировал себя, подставив плоскости солнечных батарей лучам Солнца.

Спустя 58 минут после начала выполнения маневров аппарат возобновил передачу на Землю телеметрической информации. А еще через два дня система аппарата снова включит все бортовые исследовательские приборы и инструменты.


Аппарат Juno (Юнона) получил свое название в честь римской богини и жены бога Юпитера. Он является первым аппаратом на солнечной энергии, совершившим полет до планет внешнего пояса Солнечной системы, он является вторым космическим аппаратом на орбите Юпитера и первым, орбита которого будет проходить над полюсами планеты. Аппарат Juno вместе с развернутыми солнечными батареями занимает площадь, эквивалентную площади баскетбольной площадки, а его научные инструменты и космическая электроника надежно защищены от излучения радиационных поясов Юпитера прочным и толстым титановым корпусом.

Космический аппарат Juno был выведен в космос ракетой-носителем Atlas/Centaur, запущенной со стартовой площадки 41 (Space Launch Complex 41) космодрома на мысе Канаверал 5 августа 2011 года. Спустя пять лет путешествия в космическом пространстве аппарат добрался до Юпитера, путь к которому начался в 2013 году, а до этого, используя Землю в качестве гравитационной "рогатки", аппарат набирал нужную ему скорость. В общей сложности все расстояние, пройденное аппаратом Juno в космосе, составляет 2.8 миллиарда километров.

Находясь над Юпитером, космический аппарат Juno будет производить съемку планеты с высокой разрешающей способностью, акцентируя свое внимание на полярных областях планеты. Аппарат будет искать подсказки относительно истории формирования Юпитера, пытаться проникнуть в глубину планеты с целью изучения ее строения, изучать магнитные поля и гигантские сияния, возникающие в атмосфере в районе полярных областей.

В настоящее время для экономии топлива аппарат Juno пребывает на временной орбите с периодом обращения в 53.5 суток. Следующее включение двигателей, которое будет произведено в октябре этого года, переместит аппарат на плановую, сильно эксцентричную 14-суточную орбиту, нижняя точка которой будет проходить на высоте 4200 километров от границы атмосферы Юпитера. Основная миссия аппарата будет проводиться в течение 20 месяцев, после чего сильная радиация, которая начала воздействие на электронику аппарата уже сейчас, приведет к утрате работоспособности большинства систем аппарата. И 20 февраля 2018 года аппарат совершит самоубийственное погружение на большой скорости в атмосферу планеты, где он полностью сгорит для того, чтобы избежать биологического загрязнения газового гиганта.

Источник

Астрономы нашли гигантскую экзопланету, вращающуюся по стабильной орбите в системе с тремя звездами


Ученые-астрономы обнаружили первую в своем роде экзопланету, которая вращается по удивительно стабильной орбите, проходящей в пространстве системы, состоящей из трех звезд. Стабильность орбиты планеты HD 131399Ab стала неожиданностью для астрономов, поскольку ранее считалось, что на движение такого космического тела будет оказывать хаотическое влияние взаимодействий гравитационных сил сразу трех звездных тел.

Системы, в состав которых входит несколько звезд, как считают астрономы, являются столь же распространенными, как и системы с одной звездой, как наша Солнечная система. Однако, планеты, находящиеся в таких системах, не должны иметь стабильной орбиты из-за сложных гравитационных взаимодействий, Открытие такой планеты, нарушающей общепризнанные принципы, является большой удачей, ведь такие планеты должны быть чрезвычайно редки даже в бесконечном многообразии Вселенной.

Первой планетой, обнаруженной в двойной звездной системе, стала найденная в 2011 году космическим телескопом Kepler планета Kepler-16b. Позже учеными-астрономами были обнаружены еще несколько подобных планет, некоторые из которых находились в благоприятной для жизни зоне. И все подобные планеты, частично в шутку, получали от ученых и журналистов название "Татуин" по названию планеты из цикла фильмов "Звездные войны"


Планета HD 131399Ab была обнаружена группой астрономов из Аризонского университета при помощи возможностей инструмента Spectro-Polarimetric High-contrast Exoplanet REsearch instrument (SPHERE), установленного на телескопе Very Large Telescope (VLT) Европейской южной обсерватории. Система HD 131399 находится на удалении 320 световых лет от Земли в созвездии Центавра, а планета HD 131399Ab является первой экзопланетой, найденной при помощи инструмента SPHERE, который позволяет компенсировать яркий свет звезд системы и найти на этом фоне более тусклые объекты, такие, как экзопланеты.

Однако, планета HD 131399Ab представляла бы собой предмет повышенного интереса даже если бы она и не находилась в тройной звездной системе. Тепловая "подпись" этой планеты говорит о том, что она является газовым гигантом, подобным Юпитеру, но превосходящим его по размеру минимум в четыре раза. Возраст этой планеты, как полагают ученые, составляет всего 16 миллионов лет и это делает планету HD 131399Ab самой "молодой" из всех известных экзопланет. Кроме этого, температура на ее поверхности, которая составляет порядка 580 градусов Цельсия, делает планету HD 131399Ab самой холодной среди планет, изображения которых удавалось получить методом прямой съемки.


Самая большая звезда системы, HD 131399A, имеет массу, превосходящую массу Солнца в два раза. Две других звезды системы HD 131399И и HD 131399С, как считают ученые, имеют гораздо меньшие массу и размеры. Планета HD 131399Ab вращается вокруг самой большой звезды на расстоянии 80 АЕ (Астрономических Единиц) от нее, две малых звезды системы вращаются на расстоянии 10 АЕ друг от друга и это все вместе описывает в космосе круг, диаметром в 300 АЕ.

В ближайшем времени ученые планируют провести серию дополнительных наблюдений, которые позволят более точно определить орбиту движения планеты и каждой из трех звезд системы HD 131399. Получив на руки эти данные, астрономы смогут выяснить, как в таких сложных условиях могли начаться, пройти и завершиться процессы формирования планеты, которые, по всем канонам, не должны были привести к успешному конечному результату.


Источник

Ученые создали датчики, невидимые для тепловых и электрических полей, которые они измеряют


Группа исследователей из Национального университета Сингапура (National University of Singapore, NUS) изобрела специализированное "камуфляжное" покрытие, которое эффективно скрывает электронные и тепловые датчики, абсолютно, при этом, не мешая их нормальному функционированию. Созданная из чистой меди, ультратонкая "раковина" позволяет датчиками быть невидимыми в электрических и тепловых полях, оставаясь открытыми для измерений определенных параметров окружающей среды.

В последнее время разработано множество технологий делающих невидимыми различные объекты в различных диапазонах электромагнитных, акустических и других видов волн. Все эти технологии работают только в узком диапазоне, они обладают крайне малой эффективностью в других диапазонах. Кроме этого, если скрываемым объектом является датчик, то работа системы невидимости мешает его работе, искажает измерения или делает их попросту невозможными.

"Мы спроектировали камуфляжную "раковину", которая одновременно работает с тепловыми и электрическими полями" - пишут исследователи, - "Объект, помещенный под такой камуфляж, становится невидим, его положение не может быть обнаружено при помощи любого теплового или электрического метода".

Проверяя работоспособность разработанной ими технологии, исследователи изготовили невидимый датчик, измеряющий параметры тепловых потоков и напряженности электрического поля одновременно. Толщина камуфляжной раковины была предварительно рассчитана на компьютере при помощи сложнейших расчетов комплексных мультифизических полей. В результате этого внутри раковины, которая остается невидимой снаружи, присутствуют такие же условия, как и снаружи. И параметры этих внутренних условий измеряются датчиком.


"Наша камуфляжная раковина открывает путь к созданию новых измерительных систем, систем датчиков и систем обеспечения безопасности. Такая технология станет палочкой-выручалочкой для создания измерительной техники, работающей в условиях сильного электрического тока, напряжения и высокой температуры, которые, если не принять защитные меры, повреждают структуру чувствительных датчиков" - рассказывает доктор Киу (Dr Qiu), ведущий исследователь, - "Кроме этого, использование раковины позволяет увеличить точность датчиков и производимых при их помощи измерений, ведь она ограждает датчики от искажений, вызываемых самим наличием этого датчика. А сейчас мы работаем над созданием нового "камуфляжа", который позволит практически без задержи получать изменения параметров внешней среды в своем внутреннем объеме".

"На создание новой технологии сокрытия нас вдохновил всем известный хамелеон. Верхний слой кожи хамелеона состоит из нескольких слоев специальных клеток, содержащих различные пигменты, в то время как самый верхний слой является абсолютно прозрачным" - рассказывает доктор Киу, - "Клетки нижних слоев изменяют свой цвет, реагируя на изменения интенсивности света, температуры и даже настроения самого хамелеона. Наш камуфляж является своего рода улучшенным вариантом кожи хамелеона, он становится невидимым, когда на него начинают воздействовать электрические поля или тепловые потоки".

Источник