01
А
Астрономия
02
Б
Биология
03
Г
Гуманитарные науки
04
М
Математика и CS
05
Мд
Медицина
06
Нз
Науки о Земле
07
С
Сельское хозяйство
08
Т
Технические науки
09
Ф
Физика
10
Х
Химия и науки о материалах
Астрономия
20 августа
Полет длиною в жизнь: сорок лет пути за пределы Солнечной системы

40 лет назад с Земли стартовал Voyager 2

NASA/JPL

Об идее «большого тура» по четырем планетам Солнечной системы, об использованной возможности, которая выпадает раз в 176 лет, о том, как величайший успех в космической программе NASA едва не погубила лунная гонка, рассказывает наш сегодняшний выпуск рубрики «История науки».

История самого большого космического путешествия в истории человечества началась в 1965 году: те, кто занимался небесной механикой, смогли рассчитать — во второй половине 1970-х годов случится событие, которое происходит раз в 176 лет. Его так и назвали «A Once-in-a-Lifeteime-Alighnment». Что это означало? Раз в 176 лет все планеты-гиганты выстраиваются в одном секторе Солнечной системы так, что можно их облететь одним космическим аппаратом. Эта задача и сейчас кажется фантастической, а уж в 1960-е… Впрочем, как показал опыт лунной программы, именно тогда, в период юности космонавтики, и было под силу реализовывать самые дерзкие проекты. Тем более, что уже началась программа Mariner, в которую и «вписались» энтузиасты «Большого Путешествия» — такое условное название получила программа.

Началась история «Моряков» еще в 1962 году. Как водится в космонавтике — с неудачи. 22 июля 1962 года Mariner 1 стартовал к Венере, но что-то пошло не так, ракета-носитель отклонилась от курса, и ее пришлось взорвать. Были потеряны и аппараты за номерами три и восемь, летевшие к Марсу. В итоге, два зонда достигли Венеры, четыре — Марса, один (Mariner 10) долетел до Меркурия и стал единственным в XX веке зондом, сумевшим добраться до ближайшей к Солнцу планеты.

F5a30e03b4346617890e25fcda115b25ade78fe7
Принципиальная схема аппарата
NASA/JPL

Впрочем, именно лунная гонка едва не погубила дерзкий замысел. Когда идеологи изучения планет-гигантов обратились к руководству за финансированием на постройку двух тяжелых зондов, которые гарантированно облетят четыре планеты, то услышали в ответ: «Денег нет». Впрочем, они держались – и сумели «выбить» бюджет на средние аппараты, которые долетят минимум до Юпитера и Сатурна. Разработка началась в 1972 году, а в 1973 году прошла первая научная конференция по поводу конструирования аппаратов, их приборов и формирования научной программы миссии.

482307da9fa051038269ca15a9fd65ad0cc1762e
Изготовление антенны дальней космической связи
NASA/JPL

Постепенно вырисовывался план: делаем два аппарата, Voyager 1 и 2, «первый» в любом случае летит только к Юпитеру и Сатурну, затем «уходит» вверх над плоскостью Солнечной системы. Поэтому его можно отправить по более быстрой и менее экономичной траектории. «Второй» попытается облететь все четыре, но окончательное решение будет приниматься тогда, когда он достигнет Сатурна.

4a1c252b52b469d314a4ac43e4b1cb13766f2936
Внешний вид прикрепленной золотой пластинки
NASA/JPL

Аппараты начали строить, постепенно собиралась и научная команда. Вошел в нее и, пожалуй, самый романтичный в истории планетологии исследователь – Карл Саган. Именно он был идеологом отправки послания к внеземным цивилизациям, которое было размещено на аппаратах Pioneer, он и настоял на том, что более расширенная версия была размещена на золотых дисках на борту каждого из «Путешественников».

7fd093e1d16ebe2651117940c88dcdf3fcc10305
Создание записей
NASA/JPL

В 2015 году NASA выложило изображения и звуки, записанные на дисках, у себя на сайте. Любопытно, что их до сих пор нельзя воспроизводить без разрешения правообладателя: только посмотреть на сайте NASA. Звуки природы, послание президента Картера, формула ДНК, основные законы физики, дрейф континентов, структура Солнечной системы, фотографии планет… «Земная цивилизация в ореховой скорлупке» – так можно назвать это послание.

5bb7b42c599d0b5c3350024f7aa7845758e1ee14
Внешний вид послания на аппарате
NASA/JPL

И вот настал день 20 августа 1977 года. Ровно 40 лет назад ракета-носитель Titan IIIE отправила с космодрома на мысе Канаверал зонд Voyager 2. Да, из-за того, что «первый» был быстрее, «второй» стартовал раньше.

Через два года аппарат долетел до первой планеты-гиганта нашей Солнечной системы. Конечно, обычно, когда говорят о вкладе в изучение Юпитера и Сатурна, рассматривают оба аппарата сразу. Однако отличия в научных программах и в траекториях были. Хотя бы потому, что аппараты посещали планеты с разницей в несколько месяцев, а за это время конфигурация спутников вокруг этих планет менялась.

E4b3f4129104a0c7267a58f3168cb2d58b2b26d7
Большое Красное Пятно Юпитера
NASA/JPL

Максимальное сближение с Юпитером состоялось 9 июля 1979 года (первый аппарат пролетел в этих краях еще в марте). Главными целями Voyager 2 стали Европа и Ганимед, которые не попали в поле зрения Voyager 1 с близкого расстояния.

196dfd03bf46355e022216bc10f4bfe73a4d1f9e
Кольца Юпитера
NASA/JPL

Удалось подтвердить наличие водного океана под поверхностью Европы и заподозрить таковой у Ганимеда, крупнейшего спутника Солнечной системы (по своим размерам Ганимед больше Меркурия). Кроме этого, в объективы попал еще один «галилеев» спутник, Каллисто, сам Юпитер (и Большое Красное Пятно в хорошем разрешении), удалось сделать «видео» странных событий в атмосфере гигантской планеты, и сфотографировать ее кольца.

4fc4d9aac66654dc31827eba59af9d154327f8b9
Поверхность Европы
NASA/JPL

Через два года, 25 августа 1981 года, настал черед Сатурна. Подробнее всего удалось заснять Тефию и Энцелад, но также фотографий удостоились Пандора, Янус, Гиперион, Япет, Прометей, Феба.

73f045fae2514e742b2ab5b0f104481e6c115a43
Кратеры Алладин и Али-Баба на Энцеладе
NASA/JPL

А вот от сближения с Титаном пришлось отказаться: по итогам полета Voyager 1 было решено отправить-таки второй зонд к Урану и Нептуну. Поэтому дальше было неведомое. То, что увидел «второй» в 1980-х годах, больше не видел ни один космический аппарат – и вряд ли увидит в ближайшие десятилетия.

361560e4422d96ddb1541ac90cfc85625a677d6a
Тефия
NASA/JPL

И уже во время съемок Урана, пролет которого состоялся 24 января 1986 года, команда Карла Сагана столкнулась с серьезной проблемой.

Попробуйте взять обычный фотоаппарат и выйти в пасмурный день или в сумерки к железнодорожному переезду. Дождитесь поезда и попробуйте сделать четкий снимок вагона. Получилось? Вряд ли. Слишком мало света и слишком велика скорость. Чтобы снимок получился лучше, нужна длинная выдержка, при этом изображение, разумеется, получится смазанным. Значит, нужна съемка с проводкой (это когда вы ведете камеру синхронно за движущимся объектом). А как вы в космосе установите штатив? Тем более, что взаимная скорость аппарата и планеты составляет намного больше десятка километров в секунду!

0c1b523e6a609370d68c6acc1c8d6ac6e94b92c9
Уран, его кольца и десятый открытый спутник
NASA/JPL

Тем не менее, сделать хорошие снимки системы Урана и Нептуна для Карла Сагана было делом чести. Дело в том, что Саган когда-то был студентом астронома Джерарда Койпера, который открыл спутник Урана, Миранду и спутник Нептуна Нереиду. Ну как было подвести своего учителя? Ну и плюс к этому, основные научные данные получались все-таки с фотографий.

81314f7b8f0ac63449097c3917380e08167c630c
Поверхность Миранды
NASA/JPL

Инженеры придумывали решения на ходу. Отключали корректирующие двигатели, выключали лентопротяжный механизм магнитофона, поворачивали зонд вслед за объектом съемки…

94735bbbd7bbf6f59cd510dd464da3c8c8783ada
Оберон
NASA/JPL
Fd885e79bece05e139e1a299190fd5ed35d9fec2
Порция, Крессида, Офелия - три новых спутника Урана
NASA/JPL

В итоге, все удалось. Кроме фотографий самого Урана, его колец, спутников (в том числе, и Миранды, конечно), на снимках, полученных командой Сагана, удалось открыть десять новых спутников! Потом они получили имена героев произведений Шекспира.

Ea72f1b306af9597bd411bc110350a912b42d58a
Нептун
NASA/JPL

В 1989 году настал черед Нептуна. «Отчасти это вопрос удачи, а отчасти – хорошей конструкции, что Voyager 2 проделал весь 12-летний путь до Нептуна довольно успешно», – так ответил на вопрос автора статьи, надеялись ли пройти все четыре планеты создатели миссии, руководитель программы Эдвард Стоун.

C46b4116d32b2494bd0052249e8575771e2a946d
Большое темное пятно на Нептуне
NASA/JPL

Здесь удалось не только сфотографировать сам Нептун и его известные спутники (в первую очередь, конечно, огромный Тритон), но и открыть шесть новых спутников, открыть кольца Нептуна – теперь мы знаем, что все планеты-гиганты «окольцованы», открыть атмосферу Тритона и странные криовулканы на его поверхности, которые пыхтят в небо черным дымом.

8d839e11e185595f75b4b1a01f7b2d7a0de7a0de
Кольца Нептуна
NASA/JPL

На этом «фотографическая» миссия была завершена. Voyager 1 еще сделал «Семейный портрет» и «Тусклую голубую точку» - групповое фото Солнечной системы со стороны и снимок одинокой голубой точки – Земли, «подвешенной» на солнечном луче.

4e98017132aca89cc722528ed173968430e745c7
Поверхность Тритона с криовулканами
NASA/JPL

Но научная программа миссии продолжается до сих пор. В отличие от «первого», «второй» Voyager сейчас опускается ниже плоскости вращения планет вокруг Солнца, вылетая из «пузыря» гелиосферы снизу. На сегодняшний день он удалился от Солнца на 115 астрономических единиц (более 17 миллиардов километров). Запаса энергии для исследований внешних границ Солнечной системы ему должно хватить до 2025 года.

Подписывайтесь на Indicator.Ru в соцсетях: Facebook, ВКонтакте, Twitter, Telegram, Одноклассники.

Комментарии

Все комментарии
САМОЕ ЧИТАЕМОЕ
Обсуждаемое