Понедельник, 24 июня, 2024

16+

Ждем сочных фото: европейский зонд вот-вот отправится к Юпитеру

Время на чтение 6 мин.

Вчера, 13 апреля, над космодромом Куру разразилась гроза. Ракета «Ариан-5» уже готова была отправиться в космос, но ответственные лица опасались, что в нее ударит молния, и отложили запуск. Но что такое день по сравнению с десятком лет, которые зонд Европейского космического агентства (ESA) JUICE проведет на пути к Юпитеру? Задачи у миссии амбициозные — ни много ни мало найти жизнь на лунах гигантской планеты.

Ждем сочных фото: европейский зонд вот-вот отправится к Юпитеру
Рисунок 10-летней Ярины украшает ракету «Ариан-5», которая выведет JUICE в космос. Девочка победила в конкурсе, объявленном ESA.

Европейский интерес

Четыре крупнейших спутника Юпитера — Ио, Европа, Ганимед и Каллисто — известны издавна. Они настолько крупные (сравнимы по размеру с Луной и Меркурием), что их можно наблюдать даже в простой телескоп. Собственно, так и поступил на рубеже 1609–1610 годов Галилео Галилей, открывший эти спутники в изобретенный им первый телескоп. Поэтому крупнейшие луны Юпитера еще называют галилеевыми спутниками.

Ждем сочных фото: европейский зонд вот-вот отправится к Юпитеру
Галилеевы спутники в сравнении с Юпитером. Сверху вниз: Ио, Европа, Ганимед, Каллипсо

Ио интересна своим вулканизмом — это самый активный спутник планеты, известный нам. Астрономы полагают, что из-за близости к гигантской планете, луна испытывает огромное влияние приливных сил, и оттого ее постоянно «плющит и колбасит». Поэтому недра Ио горячи и постоянно извергают в космос потоки вещества.

Предполагается, что Европа и Ганимед под ледяной поверхностью покрыты океаном из жидкой воды. По современным представлениям, это наиболее подходящие объекты для существования внеземной жизни. Разумеется, ничего большего, чем бактерии или простейшие там не водится, но и это будет огромное открытие. Ганимед интересен еще и тем, что это единственный спутник, у которого есть собственное магнитное поле.

Каллисто — самый далекий из четырех спутников, он меньше всего подвержен влиянию магнитного поля Юпитера (ниже мы подробно расскажем о том, какие сложности оно создает) и рассматривается как объект, на котором в перспективе может быть создана земная колония.

К сожалению, хотя луны очень интересны, наши возможности по их исследованию ограничены. Наиболее информативными является изучение межпланетными автоматическими станциями, но лететь к Юпитеру долго и дорого. Так что планету-гигант и систему его спутников исследовали лишь несколько аппаратов: «Пионеры», «Вояджеры» (они передали очень много ценной информации, пригодившейся для планирования следующих миссий, включая JUICE), «Новые горизонты» на пути к Плутону, «Кассини-Гюйгенс» по дороге к Сатурну. Одной из самых важных миссий стал аппарат «Галилео», работавший на орбите Юпитера в 1995–2003 годах.

Новую миссию к Юпитеру ESA начало планировать уже в 2008 году. Europa Jupiter System Mission — Laplace планировалась масштабной исследовательской программой по изучению юпитерианских спутников, в первую очередь — Европы и Ганимеда, а также магнитного поля гиганта. В программу вписались также NASA, JAXA и Роскосмос. Предполагался запуск двух аппаратов, которые должны были выйти на орбиты Европы и Ганимеда, чтобы согласованно исследовать систему Юпитера. Японцы планировали запустить зонды для исследования магнитосферы и троянских астероидов.

NASA, отвечавшее за разработку JEO — Jupiter European Orbiter, — отказалось от участия в 2011 году из-за недостатка бюджета. Отступилось и японское агентство. Дольше всех держался Роскосмос, но и он в конце концов оставил ESA в одиночестве. Как объяснял в 2017 году директор Института космических исследований РАН Лев Зеленый, российские ученые поняли, что доступная им электроника просто не сможет работать в магнитном поле Юпитера, а разрабатывать новую слишком дорого.

Вредные условия труда

Что же такого в магнитном поле Юпитера? Ответ прост — оно очень мощное, в 10 тысяч раз мощнее земного. Это само по себе создает неблагоприятные условия для электроники JUICE. Помимо этого, Юпитер и его активный спутник Ио постоянно выбрасывают в окружающее пространство вещество. Магнитное поле захватывает его и заряжает. Поэтому вокруг планеты постоянное ионизирующее излучение, сопоставимое с тем, которое возникает в эпицентре ядерного взрыва. Эти частицы бомбардируют зонд, разрушая его электронику и солнечные батареи.

Чтобы снизить воздействие радиации, разработчики миссии проложили маршрут зонда так, чтобы он избегал самых опасных регионов (в этом, кстати, очень помогли именно данные «Вояджеров»). Именно поэтому JUICE выйдет на орбиту Ганимеда, хотя Европа была бы более интересным объектом для изучения. Но вокруг нее уровень радиации слишком высокий, и зонд там долго не проработает. А вот собственное магнитное поле Ганимеда создаст дополнительную защиту — так же, как, например, экипаж МКС защищает магнитное поле Земли.

Электронные приборы JUICE заключены в специальную оболочку из углеродного волокна, армированного свинцом. Также инженеры применили экраны из алюминия и тантала. Все это должно продлить срок службы JUICE на орбите.

Нормальные зонды идут в обход

JUICE предстоит преодолеть около двух миллиардов километров, хотя до Юпитера около 600. Прежде чем устремится к крупнейшей планете, аппарат совершит гравитационный маневр вокруг Земли и Венеры для получения дополнительного ускорения. После этого предстоит еще один маневр возле Юпитера — на этот раз с целью затормозить, что в космосе тоже задача непростая. Если в расчеты закралась ошибка, то JUICE просто пронесется мимо планеты.

Также маневр вокруг Земли и Венеры позволит зарядить аккумуляторы от солнечных батарей. Возле Юпитера количество солнечного света — всего 4 % от земного. Этой энергии может не хватить для питания зонда, поэтому он будет расходовать энергию, запасенную по дороге.

Ждем сочных фото: европейский зонд вот-вот отправится к Юпитеру
Солнечные панели JUICE, которые собирают на заводе Airbus

Так что полет займет несколько лет — JUICE приблизится к Юпитеру только в 2031 году. В 2034 году зонд выйдет на орбиту Ганимеда (и станет первым искусственным спутником спутника, не считая нашей Луны), где проработает до 2035 года, после чего упадет на спутник. Аппарат оснащен несколькими фотокамерами, магнитометром и спектрометрами, лазерным высотомером и радаром для картографирования поверхности. Это оборудование, как надеются ученые, позволит «проникнуть» в подледные океаны и найти там следы жизни, подробнее изучить поверхность спутников, гейзеры Европы и магнитосферы Ганимеда и самого Юпитера.

Иллюстрации взяты с сайта ESA esa.int.

Оставьте ответ

Пожалуйста, введите свой комментарий!
Пожалуйста, введите ваше имя здесь