Успешный полет космического аппарата на Титан подстегнет гонку в освоении космоса. Каждый новый проект становится камнем в основании экспансии людей за пределы Земли.
Нам на Земле становится все теснее. Количество запланированных экспедиций космических аппаратов к другим планетам и кометам уже достигает двух десятков. Руководитель проекта NASA по исследованию Марса Артур Томпсон в интервью агентству Reuters заявил, что люди могут высадиться там в ближайшие 20 лет. Пока главным препятствием является вода. До Марса космонавтам придется лететь около года, а взять на борт необходимое количество воды просто невозможно. Но разработка космических проектов не останавливается ни из-за технических проблем, ни из-за катастроф, подобных неудачной посадке на Марс зонда Beagle-2, в результате которой 300 млн евро превратились в груду металла.
Космос привлекает не романтикой и «туманами», а возможностью решения вполне прагматических задач. Для этого проводятся геологические, медицинские и научные исследования. Естественно, никто не рассматривает всерьез вероятности обнаружения ресурсов, которые можно транспортировать на Землю.
Метан вместо воды
В 1665 году голландский математик Христиан Гюйгенс в окуляре усовершенствованного им телескопа разглядел небольшую точку, двигающуюся на фоне колец Сатурна. Назвав новоявленный небесный объект Титаном, голландец вряд ли предполагал, что через отмеренные историческим маятником 440 лет (маятниковые часы, кстати, тоже изобрел Гюйгенс) названный его именем космический аппарат совершит посадку на поверхность открытого им мира.
Зонд «Гюйгенс» опустился на Титан, одну из лун Сатурна, 14 января в 11часов 13 минут. Эта планета находится в полутора миллиардах километров от Земли, а путь к ней занял более семи лет. Орбитальная станция «Кассини» стартовала с космодрома на мысе Канаверал 15 октября 1997 года. На ее корпусе был жестко закреплен исследовательский зонд «Гюйгенс». К лету 2004 года, дважды облетев Венеру, Землю и Юпитер он разогнался и очутился в «окрестностях» Сатурна. Поставленный на 25 декабря бортовой будильник активизировал «дремавшие» системы зонда. «Гюйгенс» отделился от материнского корабля и в полной радиотишине, чтобы не расходовать драгоценную энергию, направился к своей цели.
Преодоление атмосферы было очень рискованным. Давление в ней в полтора раза выше нашего. Кучевые метановые облака и туманы у поверхности старательно укрывали Титан и от земных телескопов, и от пролетавших неподалеку в 1979 – 1981 гг. аппаратов Pioneer-11, Voyager-1 и Voyager-2. Никто и никогда прежде не совершал посадки на планету за поясом астероидов. Невозможно было даже предположить, на какую поверхность – твердую или жидкую, горную или равнинную – «Гюйгенсу» предстоит опуститься. После того как закованный в панцирь 300-килограммовый зонд вошел в атмосферу Титана, анализаторы и датчики его шести бортовых аппаратов приступили к сбору данных. Вся информация незамедлительно передавалась «Гюйгенсом» на «Кассини», которая, в свою очередь, переправляла ее на Землю. Спустя полтора часа (столько идет радиосигнал от Сатурна до Земли) с 20-километровой высоты стали поступать первые фотоснимки. В 13-45, благодаря трем последовательно раскрытым парашютам произошло успешное касание поверхности. Оранжевая атмосфера спутника Сатурна, состоящая из азота и метана, позволила ученым сделать предварительный вывод о схожести атмосферных и геологических процессов на Титане и Земле. Химия процессов на этой луне совершенно другая. Роль воды выполняет метан. Вода в виде очень холодного льда выбрасывается вместо лавы при извержении местных вулканов. Водяной лед служит строительным материалом для здешних скал и валунов. Замерзшая «почва» образуется из веществ, вымытых из атмосферы метановыми дождями.
За четыре часа работы «Гюйгенс» передал на Землю с Титана 500 бесценных мегабайт, которые ученым еще долго предстоит расшифровывать.
Дежурство на орбите
Передатчик «Гюйгенса» работал гораздо дольше запланированного, но скрывшаяся за горизонтом «Кассини» уже не могла его услышать. Ей предстоит длительное дежурство на орбите Сатурна. До 1 июля 2008 года станция будет изучать вторую по величине планету Солнечной системы. Комплекс ее чувствительных радаров поочередно будет нацелен то на сам газовый гигант, то на его многочисленные спутники. В августе 2004 года руководители полета уже сообщили о двух до той поры неизвестных космических объектах, открытых «Кассини». Их размеры невелики: два и три километра в поперечнике. Но астрономы сегодня инвентаризируют даже более мелкие объекты. Что касается крупных, то к ним у ученых накопилось огромное множество вопросов. Почему у другого спутника Сатурна – Энцелада – такая неестественно гладкая поверхность? Что за темное органическое вещество покрывает спутник Япет? Почему величина энергии, выделяемой в пространство Сатурном, на 87% больше, получаемой им от Солнца? И из чего, в конце концов, состоят его разноцветные кольца?
Масштаб научных задач требовал серьезной технической подготовки. В «Кассини» информацию, поступающую на выносные антенны, обрабатывают двенадцать аппаратных систем. Пробежав 14 км проводов орбитальной станции, данные попадают в бортовой компьютер. Он был собран на базе высокоскоростных процессоров большой производительности. Диски-накопители информации не имеют двигающихся деталей. В результате повышается надежность, уменьшаются габариты и, что самое главное, потребление энергии. Дело в том, что солнце в тех местах примерно в сто раз тусклее земного. Из-за этого невозможно использовать солнечные батареи, а электричество, получаемое от распада изотопа плутония-238, приходится экономить. Оно требуется в том числе и для радиосигнала, который передает данные на станции космического слежения NASA в Калифорнии, Испании и Австралии.
Полет «Кассини-Гюйгенса» – один из самых амбициозных международных проектов в истории человечества. Это второй по величине межпланетный комплекс, когда-либо запускавшийся в космос. Его стартовая масса составляет 5820 кг и уступает лишь двум «Фобосам», отправленным к Марсу Советским Союзом в 1988 г. Советская экспедиция закончилась провалом. «Фобос-1» сошел с траектории и утратил связь с Землей еще на подходе к Марсу. Со вторым аппаратом связь тоже была внезапно потеряна.
Орбитальный комплекс «Кассини» разработан и изготовлен в JetPropulsionLaboratory (JPL). Это подразделение CaliforniaInstituteofTechnology представляло в проекте американскую сторону. Европейский центр космических технологий и исследований (ESTEC) координировал, со своей стороны, сборку зонда «Гюйгенс». Его главным подрядчиком выступила компания AlkatelSpace. Космическое Агентство Италии поставило комплекс оборудования высокочастотной антенны. Бюджет проекта составляет более 2,5 млрд евро.
Текущие и запланированные экспедиции по изучению объектов Солнечной системы.
|
Название |
Исполнитель |
Дата запуска |
Пункт назначения |
Основные задачи |
|
Mars Exploration Rover (марсоходы Spirit, Opportunity) |
NASA* |
Июнь-июль 2003 |
Марс |
Исследование поверхности планеты. Поиск свидетельств наличия воды и органических соединений. |
|
MarsExpress |
ESA**+NASA |
Июль 2003 |
Орбита Марса |
Изучение поверхности Марса, его атмосферы. Поиск возможных подземных водных резервуаров |
|
Rosetta |
ESA |
Март 2004 |
Комета 67р |
Встреча и сопровождение кометы |
|
Deep Impact |
NASA |
Январь 2005 |
Комета Tempel-1 |
Выстрел в комету медной чушкой и наблюдение последствий столкновения |
|
Venus Express |
NASA |
Октябрь 2005 |
Орбита Венеры |
Наблюдение за атмосферой Венеры |
|
New Horizons |
NASA |
Январь 2006 |
Орбита Плутона |
Исследование Плутона и его спутника Харон |
|
Corot |
CNES***+ESA |
Апрель 2006 |
Орбита Земли |
Поиск твердых планет вне Солнечной системы. |
|
Phoenix |
NASA |
Август 2007 |
Марс |
Высадка в полярной области Марса. Изучение полярных ледяных шапок. |
|
Mars Science Laboratory |
NASA |
Декабрь 2009 |
Марс |
Высадка на Марс. Проведение геологической разведки и серии научных экспериментов. |
Источник: NASA, ESA
* NASA – Национальное управление по аэронавтике и исследованию космического пространства (США)
**ESA – Европейское космическое агентство
***CNES– Национальный центр космических исследований (Франция)