Что нового мы узнали в 2020 году? Самые интересные научные достижения — в обзоре «Фонтанки»

Научный журналист и популяризатор космонавтики Михаил Котов выбрал главное и самое увлекательное из открытий и достижений человечества за прошедший год.

Кажется, что в 2020 году для науки места не было, все медийное пространство заняли новости продолжающейся пандемии. Да и когда работать над открытиями, если весь год то карантины, то болезни, то бюджет урезают. Для каких-то научных событий COVID-19 стал причиной переноса, как в случае с российско-европейским проектом «ЭкзоМарс-2020», какие-то вообще пришлось отменить. Однако, несмотря на все сложности, в 2020 году в мировой науке было совершено очень многое. «Фонтанка» отобрала самые интересные события из мира науки.

Забор грунта с Луны

Китайская лунная миссия «Чанъэ-5». Забор грунта с Луны — событие для науки очень важное и, увы, по причине его сложности и высокой стоимости очень редкое. Последний раз лунный реголит привозила советская станция «Луна-24» в далеком 1976 году. Спустя сорок четыре года грунт с Луны удалось собрать и доставить на Землю китайской миссии «Чанъэ-5».

Стоит сказать, что это одна из самых сложных современных космических миссий. Китайцы не просто совершили забор грунта, но практически в миниатюре имитировали пилотируемую миссию. На орбите Луны оставался орбитальный модуль, посадочный садился на поверхность, а затем стартующий с него взлетный модуль выходил на орбиту и там стыковался с орбитальным. Такая длинная цепочка стала идеальной тренировкой для китайской космонавтики перед планирующейся в конце десятилетия высадкой космонавтов.

Итогом «Чанъэ-5» стало возвращение на Землю капсулы, содержащей 1731 грамм реголита. Это чуть меньше, чем планируемые два килограмма, но все равно полный успех. Недостачу грунта китайские ученые объяснили тем, что в ходе получения проб посадочный модуль натолкнулся на фрагменты сланцев и бур застопорился на метровой глубине.

Сверхпроводимость при комнатной температуре

Американские физики обнаружили сверхпроводимость у углеродсодержащего сероводорода при комнатной температуре. Раньше считалось, что это качество — возможность проводить электрический ток с нулевым сопротивлением — существует только при сверхнизких температурах, буквально несколько десятков градусов выше абсолютного нуля. В восьмидесятые годы прошлого века были найдены первые «высокотемпературные сверхпроводники» — керамические материалы на основе смешанного оксида меди. Они теряют свойство сверхпроводимости уже при температуре -109 градусов Цельсия, что все еще очень сложно для использования.

И вот американские физики под руководством Ранги Диаса (Ranga P. Dias) из Рочестерского университета впервые смогли синтезировать высокотемпературный сверхпроводник. Он сохраняет свои свойства даже при температуре 15 градусов Цельсия. Правда, есть одно «но»: добиться этого получилось только при давлении в 2,67 миллиона атмосфер. Для того чтобы обеспечить его, ученые использовали «алмазную наковальню». Так называют камеру с образцом, которая зажимается между гранями двух алмазов и позволяет наблюдать за твердыми материалами при давлениях до нескольких миллионов атмосфер.

Так что, увы, пока использовать сверхпроводник, созданный из кристалла на основе сероводорода и метана с повышенным содержанием водорода, в реальной жизни не получится. Впрочем, это уже очень серьезный задел для будущих открытий.

Миссия на астероид

Завершилась длившаяся шесть лет японская космическая миссия «Хаябуса-2». Ее целью была доставка образцов грунта с астероида (162173) Рюгу. Запущенный в 2014 году аппарат несколько лет добирался до астероида, а затем еще в течение года находился на одной орбите и выполнял различные эксперименты.

Для того чтобы добыть грунт, «Хаябуса-2» сначала обстрелял астероид танталовыми пульками, при этом сам находился максимально близко, чтобы частицы астероида после выстрела попадали в специальную камеру. Затем космический аппарат отошел подальше и сбросил на астероид специальное взрывное устройство с медным наконечником для того, чтобы добиться больших разрушений поверхности астероида. Результатом взрыва стал десятиметровый кратер на астероиде. Из него «Хаябуса-2» взял еще немного образцов в другую камеру.

5 декабря 2020 года около 21:00 по московскому времени зонд сбросил на Землю капсулу с образцами грунта с астероида. Капсула приземлилась в Австралии на полигоне Вумера, как и было запланировано. К настоящему времени капсулы уже открыты, грунт с астероида оказался похож на черный песок с небольшими осколками камней. Однако его точный состав еще только предстоит изучить.

Изучая Вселенную

Продолжает снабжать научными открытиями и российско-европейский проект «Спектр-РГ». В 2019 году эта космическая рентгеновская обсерватория была запущена в точку Лагранжа L2 системы Земля — Солнце. «Спектр-РГ» оснащен двумя телескопами — немецким eRosita и российским ART-XC.

В декабре 2020 года российский телескоп завершил повторный обзор всего неба. Среди зарегистрированных им источников было обнаружено нескольких десятков ранее неизвестных объектов, причем как в нашей галактике Млечный путь, так и за ее пределами, в том числе сверхмассивные черные дыры, окруженные толщей холодного газа и невидимые в мягких рентгеновских лучах. Часть из зарегистрированных источников проявляет сильную переменность, о чем говорит сравнение карт первого и второго обзоров.

Скорее всего, в ближайшее время российские ученые опубликуют статьи о найденных структурах и о том, как эти знания могут повлиять на современные космологические теории (свойства и эволюция Вселенной в целом)

В поисках жизни на Венере

Международная группа астрономов во главе с Джейн Гривз (Jane Greaves) из Кардиффского университета опубликовала исследования Венеры. Согласно этим исследованиям, анализ атмосферы планеты показал наличие очень небольшого количества фосфина, газа, который входит в число потенциальных биомаркеров. Так называют химические вещества, которые могут свидетельствовать о присутствии живых организмов.

Что интересно, следы этого газа, который может вырабатываться только живыми существами — бактериями, — были найдены на высотах 53–61 километр от поверхности Венеры. В этом месте давление приблизительно соответствует земному, а температуры тоже достаточно комфортные для существования бактерий. Фосфин в атмосфере Венеры очень быстро распадается, а раз он был обнаружен, это может свидетельствовать о том, что кто-то его постоянно создает.

Однако содержание найденного фосфина оценивается в 20 частей на миллиард. Это очень и очень мало, поэтому с большой вероятностью после проверки может оказаться, что в исследование вкралась ошибка. Пока же астрономы продолжают проверять данные, чтобы ответить точнее, есть жизнь на Венере или все-таки нет.

Вакцина от COVID-19

Отдельно стоит сказать о разработке вакцины от коронавируса. Ученые сразу многих стран показали, как они могут в случае необходимости мобилизовываться и разрабатывать довольно успешно работающие препараты. Китай, США, Россия и ряд европейских стран подтверждают свое первенство в создании сложнейших образцов и максимально быстром, на грани возможного, их тестировании.

Когда пандемия еще только начиналась, большинство экспертов, ориентируясь на предыдущий опыт, говорили о минимальном сроке разработки вакцины в два-три года. Однако, как оказалось, в случае необходимости процесс может быть ускорен.

Собственно, именно это и позволяет сейчас всему человечеству смотреть в 2021 год с оптимизмом и надеяться, что он окажется легче, чем нынешний, «пандемийный» 2020-й.

Михаил Котов, специально для «Фонтанки.ру»