Cercetătorii de la Jet Propulsion Laboratory au fost privați de odihna lor liniștită pentru o lungă perioadă de timp. Emoționați de descoperiri, au dormit în criză și încep, iar când s-au trezit, s-au grăbit înapoi la Centrul de Control al Zborului din stația interplanetară automată Voyager. Aici, mașinile digitale funcționau cu o viteză fabuloasă, transformând mii de biți de informații, distorsionați de spațiu și interferențe atmosferice, în cadre de telecroniculă, grafică subțire și rânduri nesfârșite de numere. Oamenii cu respirație încordată priveau pe ecrane imaginile color ale Saturnului care se apropia.
33 de milioane de kilometri a rămas pe planeta de recunoaștere spațială. Au trecut 4 ani de la lansarea sa la cosmodrom și un drum lung se întinde în spatele Voyager pe 2 miliarde de kilometri. Periculoasa Centură de Asteroizi cu fluxurile sale nesfârșite de corpuri de meteoriti a fost traversată în siguranță. Dispozitivele electronice fragile au rezistat frigului sever al spațiului mondial și furtunilor electromagnetice din vecinătatea celei mai mari planete din sistemul solar - Jupiter.
Și înainte? Riscul coliziunilor cu roci și gloanțe din apropierea Saturnului înainte ca Voyager să se angajeze în călătoria sa de 8 ani către cele mai îndepărtate planete - Uranus și Neptun.
… O imagine grandioasă a apărut în fața celor care se aflau în Centrul de Control. Saturn, încoronat cu un imens „colier”, ocupa deja aproape întregul cadru al imaginii televizorului. O planetă galben-aurie cu stâlpi cenușii și curele pestrițe abia sesizabile în ceață s-a repezit și s-a învârtit în abisul negru al cerului.
Cercetătorii își fixează privirea asupra celebrelor inele ale lui Saturn, care au bântuit astronomii de câteva secole.
Marele Galileo a fost primul care a observat ceva ciudat în apariția lui Saturn. Telescopul lui Galileo era prea slab și oamenilor de știință i se părea că Saturn avea mânere ca un castron de zahăr. Doar o jumătate de secol mai târziu, Christian Huygens a dovedit că semicercurile ciudate de pe laturile planetei nu sunt altceva decât inele subțiri, ci foarte late.
Distanța până la planetă este de 33 de milioane de kilometri. Pe ecran, există trei inele ale lui Saturn, descoperite de mult cu ajutorul telescoapelor: A, B și C. Cu toate acestea, în imagini spațiale, puteți vedea ceva care nu poate fi văzut de pe Pământ. În primul rând, complexitatea structurii inelelor și culoarea lor uimitoare.
Cel mai mare inel - cel exterior - strălucește cu o culoare argintie, cel din mijloc este ușor roșiatic, iar cel interior este albastru închis, este translucid, parcă din materie subțire, abia tangibilă.
8 milioane de kilometri. Doar un sfert din emisfera lui Saturn se potrivește pe o imagine de televiziune. Pe marginea planetei, au strălucit două luni strâns strânse una împotriva celeilalte - Tethys și Dione. Dar oamenii de știință se întorc în mod constant la studiul inelelor. Nu sunt vizibile trei, ci șapte inele, cuibărite unul în celălalt. Iată-le, recent descoperite: F - în afara vechiului A, G - în afara noului F, E - cel mai lat inel cel mai îndepărtat de planetă, D - cel mai apropiat de Saturn.
Dar ce este? Comparând fotografiile, experții văd că fiecare dintre inelele mari se împarte în multe „cercuri” înguste, abia vizibile. Într-o fotografie au fost numărați 95! Chiar și în „decalajul” negru de 4 mii de kilometri lățime între inelele A și B, care a fost întotdeauna recunoscut drept gol, oamenii de știință au numărat zeci de „cercuri” subțiri.
2 milioane de kilometri. Instrumentele Voyager au ca scop apropierea rapidă de Titan, cea mai mare lună a lui Saturn. Este mai mare decât planeta Mercur. Entuziasmul astronomilor este ușor de înțeles. Titan este singurul satelit din întregul sistem solar cu o atmosferă puternică care este de 10 ori mai groasă decât a Pământului. Voyager a zburat pe lângă Titan la o distanță de 6, 5 mii de kilometri - de 60 de ori mai aproape decât distanța de la Pământ la Lună. Și totuși, oamenii de știință au văzut puțin pe ecran - ceața groasă a atmosferei lui Titan, similară cu smogul chimic, a fost împiedicată.
1 milion de kilometri. Pe ecran, Rhea, orbitor de strălucitoare, este a doua cea mai mare lună a lui Saturn. Totul este plin de cratere - bombardamentul spațial continuu a durat miliarde de ani. Un alt satelit care strălucea în negru catifelat al spațiului a intrat în viziunea camerei. Acesta este Dione, care este mai asemănător cu Luna noastră decât alte obiecte din sistemul Saturn, dar „mările” de pe Dione nu sunt acoperite cu lavă solidificată. Gheața de apă este vizibilă peste tot, solidă ca piatra. Rețeaua de „frânghii” albe vorbește despre locurile în care apa care a izbucnit din intestine s-a solidificat instantaneu, învăluită într-un ger feroce. Temperatura suprafeței Dione este de minus 180 ° С - aici soarele strălucește de 900 de ori mai slab decât pe orbita Pământului.
Satelitul necunoscut anterior Saturn-12 (S-12) plutește în fața cercetătorilor. În mod surprinzător, se află pe aceeași orbită ca și Dione. În același timp, S-12 zboară întotdeauna în fața lui Dione la o distanță de 1/6 din circumferința orbitală. În mecanica cerească, un astfel de fenomen se numește de obicei rezonanță orbitală.
300 de mii de kilometri. Întâlnirea cu Saturn va veni în curând. Din partea stângă a cercetașului, ca și cum ar fi salutat sosirea lui, a apărut Mimas. Pare ciudat. Cu miliarde de ani în urmă, acest satelit s-a ciocnit cu un corp ceresc mare - o explozie de forță colosală a smuls atât de multă gheață și piatră din corpul lui Mimas încât s-a format un crater de 9 adâncime și 130 de kilometri lățime. Craterul ocupă un sfert din emisfera satelitului!
101 mii de kilometri. La o asemenea distanță, planeta uriașă și mesagerul Pământului s-au întâlnit și s-au despărțit. Saturn este atât de mare încât în timpul orelor de apropiere cea mai apropiată, doar o mică bucată de acoperire de nori putea fi văzută în cadrul televizorului. Norii de culoare galben-maroniu, impenetrabili pentru ochi, sunt peste tot. Dintre dungi albe fluctuante, vârtejuri și halouri, trec câteva pete albastru-verzi, de dimensiunea Groenlandei sau Australiei - acestea sunt „ferestre” prin care se străpung vortexurile de gaz din adâncurile planetei.
Dintre toate planetele din sistemul solar, Saturn este al doilea după dimensiunea lui Jupiter. În interiorul ei, ar fi suficient loc pentru trei sute de globuri. Dar densitatea medie a gigantului este foarte scăzută - dacă ar exista undeva un ocean fantastic fără sfârșit, Saturn ar pluti pe suprafața sa ca un dop.
Conform noului model, creat de instrumentele Voyager, planeta ne apare ca o minge oblată de hidrogen și heliu la poli. Învelișul puternic gazos al lui Saturn, cu o presiune crescândă, se transformă într-o stare lichidă mai aproape de centru. Planeta lichidă până la capăt!
Și ce zici de nucleul solid? Are dimensiunea Pământului, dar are o masă de 15-20 de ori mai mare. Atât de mare este densitatea materiei din centrul planetei, unde presiunea este de 50 de milioane de atmosfere terestre! Și temperatura este de + 20.000 de grade! Mingea lichidă fierbe, iar în nivelul superior al norilor planetei, domnește un frig sever. Cum apare această uriașă diferență de temperatură? Odată cu vastitatea interiorului planetei și cu gravitația sa colosală, fluxurile de gaze durează sute de ani pentru a transfera căldura adâncurilor în stratul superior de nori al atmosferei lui Saturn.
Ploaie ciudată
Saturn radiază în spațiu de trei ori mai multă energie decât primește de la Soare. În primul rând, căldura este creată de contracția treptată a gigantului gazos - diametrul său scade cu milimetri pe an. În plus, Saturn are o altă sursă fantastică de energie. Sfera roșie a Saturnului s-a răcit încă de la nașterea sistemului solar. Conform calculelor astrofizicienilor, acum 2 miliarde de ani, la o adâncime mare a planetei, presiunea din interior a scăzut sub punctul critic al concentrației de heliu. Și a început să plouă … Ploaia ciudată care se revarsă până astăzi. Picăturile de heliu cad pe multe mii de kilometri în grosimea hidrogenului lichid, în timp ce apare frecare și apare energia termică.
Vreme furtunoasă
Sub influența rotației rapide a planetei (orice punct de pe ecuatorul lui Saturn se mișcă de 14 ori mai repede decât pe ecuatorul Pământului) suflă vânturi de forță monstruoasă în lumea misterioasă - într-un singur loc echipamentul Voyager a înregistrat viteza norilor de 1600 km / h. Cum îți place această adiere răcoritoare?
Obiectivele camerei Voyager alunecă în emisfera sudică a lui Saturn. Deodată, pe ecranele centrului de control al misiunii a apărut o pată ovală lungă de zeci de mii de kilometri - o copie a Marii Pete Roșii de pe Jupiter. Planeta Pământ se poate potrivi liber în interiorul locului. Dar acesta este doar un vortex atmosferic furivos în atmosfera lui Saturn, care nu are sfârșit.
Crash
Voyager își continua zborul pe lângă Saturn, când comunicațiile radio au fost întrerupte brusc. Oamenii de știință nu erau îngrijorați - conform calculelor, dispozitivul a dispărut în „umbra radio” a planetei. Când cercetașul „a ieșit” din cealaltă parte a lui Saturn, situația a devenit cu adevărat gravă. Mecanismul de direcție al platoului rotativ cu instrumente este blocat. Nu ar fi posibil să fotografiați partea de noapte a planetei?! Păcat că, din cauza unei defecțiuni tehnice, întâlnirea planificată cu sateliții mari - Enceladus și Tethys - va trebui anulată.
Semnalele turnate de la Centrul de control pe computerul de la bordul stației interplanetare. Controlul asupra reparării mecanismului a fost complicat de distanța cosmică - timpul de întârziere a semnalului radio între Pământ și Saturn este de 1,5 ore. În cele din urmă, creierul digital Voyager a deblocat unitățile de direcționare ale camerelor TV, dar timpul s-a pierdut și doar Tethys a cunoscut îndeaproape.
Când dispozitivul se îndepărta deja de Saturn la o viteză de 22 km / s, oamenii de știință au văzut o furtună electrică în inelele lui Saturn. Fulgerele, iluminând partea umbrelor, aruncă lumini roșii pe norii de noapte ai planetei …
Finalul piesei spațiale
Evenimentele descrise mai sus au avut loc în anii 1980-1981, când două stații interplanetare automate Voyager 1 și Voyager 2 au zburat pe lângă Saturn. Pentru a evita repetările, am decis să nu vorbesc despre ele separat - toate noutățile despre sistemul Saturn, transmise pe Pământ de două dispozitive, condiționate „puse în gura” unuia sub numele de „Voyager” (fără număr).
Devine puțin ofensator să ne dăm seama că după trei decenii, tehnologiile noastre spațiale au rămas la același nivel.
În fiecare noapte, când soarele apune și cerul întunecat este acoperit cu o împrăștiere de stele, vedem Cosmosul. Explorarea spațiului necesită o tehnologie extrem de sofisticată, bazată pe realizările avansate ale rachetei, electronicii, tehnologiei nucleare și a altor ramuri ale științei și tehnologiei cu intensitate științifică. Prin urmare, zborurile de sonde interplanetare, în ciuda aparentului lor irealism și a lipsei de vreun beneficiu practic, necesită soluționarea a numeroase probleme aplicate: crearea de surse de energie puternice și compacte, dezvoltarea tehnologiilor pentru comunicații spațiale pe distanțe lungi, îmbunătățirea structurilor și motoare, dezvoltarea de noi metode de manevră de asistență gravitațională, inclusiv.h. folosind puncte Lagrange. Tot acest front de cercetare poate deveni „locomotiva” științei moderne, iar rezultatele obținute pot fi utile în rezolvarea unor probleme mai presante. Cu toate acestea, majoritatea problemelor rămân nerezolvate.
Toate încercările timide moderne de a explora planetele exterioare (misiuni Ulysses, Cassini, New Horizons) se bazează pe aceleași tehnologii și dezvoltări care au fost utilizate în proiectul Voyager. De 30 de ani, nu a fost creat niciun tip nou de motor, potrivit pentru zborurile interplanetare. De exemplu, propulsoarele ionice ale sondei de cercetare japoneze Hayabusa, care sunt susținute ca high-tech ultramoderne, sunt de fapt evoluții bine uitate de la mijlocul secolului al XX-lea - propulsorii ionici au fost folosiți pe scară largă în sistemele de control al atitudinii sovietice sateliți meteorologici Meteor. În al doilea rând, motoarele cu ioni sunt un instrument destul de specific: au într-adevăr un consum uimitor de scăzut de combustibil (câteva miligrame pe secundă), dar, în consecință, creează un impuls de câteva milinewtoni. Este nevoie de mulți ani pentru a accelera o navă spațială și, ca urmare, nu se obține niciun beneficiu real.
Motoarele cu reacție convenționale cu propulsie lichidă (LPRE), nu numai că sunt foarte vorace - munca lor este limitată la zeci (sute) de secunde, în plus, nu sunt capabile să accelereze nava spațială la viteza necesară, de exemplu, pentru a atinge orbita lui Saturn. Problema fundamentală este că debitul de gaz este prea mic. Și nu este posibil să-l ridici în niciun fel.
Vârful modei în anii 50 - motorul cu reacție nucleară nu a primit dezvoltare, din cauza lipsei unor avantaje semnificative. În ciuda flăcării nestinsă a unui reactor nuclear, un astfel de motor necesită un fluid de lucru - adică de fapt, acesta este un motor rachetă convențional cu propulsie lichidă, cu toate consecințele și dezavantajele care rezultă.
Modul original de a călători în spațiu folosind impulsurile de explozii nucleare, propus de Freeman Dyson în 1957 (Proiectul Orion), a rămas pe hârtie - prea îndrăzneț și, sincer, o idee dubioasă.
„Cuceritorii spațiului” (aici este ironic în raport cu întreaga Umanitate) timp de 50 de ani ai erei spațiale nu au reușit să creeze un motor eficient pentru deplasarea în spațiul interplanetar. Nu am fi văzut niciodată nici Jupiter, nici Saturn, dacă nu pentru un indiciu de la specialiștii în mecanica cerească - să folosim gravitația planetelor pentru a accelera AMS. „Biliardul interplanetar” vă permite să câștigați o viteză extraordinară (15-20 km / s) fără a utiliza un motor și să explorați periferia sistemului solar. Singura problemă este „ferestrele de lansare” strict limitate - câteva zile (săptămâni) o dată la câțiva ani. Nu există loc pentru cea mai mică greșeală. Ani lungi de zbor și câteva ore pentru o întâlnire cu obiectul cercetării.
Cu ajutorul manevrelor gravitaționale, „Voyagers” au zburat, după aceeași schemă, sonda modernă „New Horizons” zboară spre Pluto, dar numai pentru a traversa sistemul solar va dura 9 ani. Și atunci expediția va avea o singură zi pentru a explora o planetă îndepărtată! Sonda va trece peste Pluto cu mare viteză și va dispărea pentru totdeauna în spațiul interstelar.
