Книга: Все эти миры — ваши. Научные поиски внеземной жизни

«Вояджер-2»: большое путешествие

«Вояджер-2»: большое путешествие

Большинство космических экспедиций посвящено исследованию какой-то одной планеты или спутника. Тщательно спланированным миссиям, таким как «Пионер-11», удается посетить сразу два объекта — в данном случае Юпитер и Сатурн. Но лишь одной экспедиции удалось посетить по очереди все гигантские планеты Солнечной системы: Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун и их спутники.

Миссия «Вояджеров» была задумана в 1964 г. студентом-старшекурсником Гэри Фландро, который в своих расчетах пользовался только логарифмической линейкой. Идея гравитационного маневра, т. е. сильного разгона космического аппарата под воздействием гравитационного поля планет, применялась еще при запусках первых лунных зондов. Во время летней студенческой практики в Лаборатории реактивного движения НАСА Фландро обнаружил, что в конце 1970-х — начале 1980-х гг. сразу несколько гигантских планет выстроятся в одну линию, а в следующий раз такое случится более чем через полтора века. Открывалась возможность послать несколько зондов к внешним планетам Солнечной системы, а скорость, необходимую для достижения каждой следующей планеты, можно будет получать за счет гравитационного маневра вблизи предыдущей.

Такая перспектива вдохновила НАСА на создание сразу нескольких зондов, которые впоследствии стали известны как «Большое межпланетное путешествие». В 1973 г. космический зонд «Пионер-10» впервые опробовал новую конструкцию космического аппарата, совершив межпланетный перелет к Юпитеру. Его точная копия, «Пионер-11», разогнавшись на «гравитационных горках», добрался до Юпитера в 1974 г., но на этом не остановился и помчался дальше на свидание с Сатурном, которое состоялось в 1979 г. Следом за этими зондами, в 1977 г., НАСА запустило еще два космических аппарата. «Вояджер-1» посетил Юпитер и Сатурн, однако не воспользовался возможностью посетить наиболее удаленные области Солнечной системы, предпочтя пролететь рядом со спутником Сатурна Титаном. В результате в наследство от этой экспедиции нам достались загадочные изображения огромного, закутанного облаками спутника с плотной атмосферой, богатой органическими молекулами.

«Вояджер-2» попал в «десятку» гравитационной мишени и, разогнавшись, пронесся в 1979 г. мимо Юпитера, в 1981 г. — мимо Сатурна, в 1986 г. — мимо Урана и, наконец, мимо Нептуна в 1989 г. Космический аппарат только недавно посетил Юпитер и Сатурн, и там для нас было припасено еще немало сюрпризов. Пролетая над Ио, самым близким к планете из всех четырех крупных спутников Юпитера, «Вояджер-2» сфотографировал силуэт вулканических газов, поднимающихся от поверхности планеты. В тот же момент все присутствующие в зале астрономы и планетологи неожиданно для себя осознали, что Ио — это первое после Земли небесное тело, на котором присутствует геологическая активность. Эта активность обусловлена тем, что в результате гравитационного воздействия со стороны родительской планеты в недрах спутника возникают гигантские силы трения, вызывающие его разогрев.

Пролетая со стороны Солнца мимо Титана — крупнейшего спутника Сатурна, «Вояджер-2» сфотографировал его атмосферу. Судя по этим снимкам, протекающие в ней сложные химические процессы делают ее больше похожей на установку низкотемпературного крекинга нефти, чем на какую-либо из ранее известных нам атмосфер. За орбитой Сатурна все было для нас ново: Уран и Нептун казались ледяными царствами из газа и облаков, но данные телеметрии показывали, что у них есть горячие недра, состоящие из горных пород, и магнитное поле сложной пространственной конфигурации. Каждая из планет предстала перед «Вояджером» в сопровождении свиты из ледяных спутников, часть из которых была открыта впервые. Это подтвердило предположение, что все газовые гиганты должны обладать большим числом подобных спутников.

«Вояджер-1» и «Вояджер-2» и сегодня, спустя 40 лет после запуска, остаются в рабочем состоянии. Расстояние от них до Солнца почти в 140 раз превышает расстояние от Солнца до Земли: радиосигналу требуется 19 часов, чтобы преодолеть расстояние от их радиоантенн диаметром 3,7 м до приемников сети дальней космической связи НАСА. Их научная миссия продолжается: они исследуют неизвестную границу, где солнечный ветер уравновешивается встречным потоком межзвездного газа. По всей видимости, «Вояджер-1» пересек эту границу и теперь находится в межзвездном пространстве, а «Вояджер-2» еще приближается к плохо изученной границе. В будущем оба аппарата продолжат удаляться от Солнечной системы. Их радиоизотопные термоэлектрические генераторы будут производить энергию, необходимую для функционирования бортовых систем максимум еще 10 лет. Их предполагаемая траектория не проходит вблизи какой-либо конкретной звезды. В конце концов мощности генераторов будет уже недостаточно для поддержания связи с Землей, и они в мертвом молчании продолжат свой полет во тьму межзвездной ночи.