Кирилл Размыслович (kiri2ll) wrote,
Кирилл Размыслович
kiri2ll

Исследования космическими аппаратами объектов Солнечной системы: внешние пределы

Последняя часть мини-дайджеста посвященного исследованиям Солнечной системы космическими аппаратами. Сегодня речь пойдет о дальних регионах Солнечной системы.  Предыдущие части:  Меркурий и Венера; Луна; Марс, Юпитер; астероиды и кометы).

Сатурн
На сегодняшний день, лишь шесть космических посланцев пересекали орбиту Юпитера. Четыре из них на своем пути посетили Сатурн. Первым  стал “Пионер-11” в 1979 году,  причем самое интересное заключается в том, что изначально визит к Сатурну не являлся его целью. Даже на знаменитой пластинке "Пионера" выгравирована схема, которая показывает посещение аппаратом лишь Юпитера и затем его бесконечное путешествие в глубины космоса.

Однако, уже во время полета, планы изменились. Была утверждена программа “Вояджер” и перед инженерами встал вопрос о том, насколько безопасно посещение окрестностей Сатурна и не повредят ли частицы его кольца земную технику. Поскольку, "Вояджеры" являлись куда более продвинутыми и дорогостоящими аппаратами,  было решено использовать уже отработавшего свое “Пионера-11” в качестве первопроходца.
В 1974 году, аппарат совершил гравитационный маневр у Юпитера, после чего прошел почти через всю Солнечную систему и в сентябре 1979 года пролетел на расстоянии 21 000 километров от кромки верхних облаков газового гиганта, проложив безопасный маршрут для “Воядежеров”. Правда, на этом пути “Пионер-11” чуть не погиб, пройдя очень близко от спутника под названием Эпиметей.
"Пионер-11" передал 21 фотографию Сатурна и его спутников, в том числе и одно изображение Титана. К сожалению, качество этого снимка было не слишком хорошим, и потому тот факт, что поверхность Титана полностью скрыта непрозрачной дымкой, было обнаружен лишь годом спустя “Вояджером-1”, что конечно стало не слишком приятный сюрпризом.

Дело в том, что Титан, единственный спутник в Солнечной системе обладающий своей атмосферой, являлся одной из приоритетных целей “Вояджеров”. Траектория “Вояджера-1” была специально скорректирована таким образом, чтобы он прошел как можно ближе к нему в расчете на детальные фотографии его поверхности. Ради этого, NASA отказалось от возможности направить аппарат к Плутону.

"Вояджер-1" покидает Сатурн


Однако когда специалисты получили первые снимки, то их ждал облом, так как камеры “Вояджера-1” не смогли проникнуть сквозь его облачность. Конечно, был проведен анализ атмосферы спутника, установлена температура на его поверхности и совершены другие исследования -  но ученым пришлось ждать еще 23 года, прежде чем они наконец получили возможность увидеть что находится под плотным слоем облаков.
Но пускай и без Титана,  "Вояджер" предоставил массу новой информации о планете и передал ряд отличных для тех лет фотографий, на которых ученые смогли впервые рассмотреть весьма сложную структуру колец Сатурна, а также бросить первый взгляд на его многочисленное спутниковое семейство.
Через год, к Сатурну прибыл “Вояджер-2”. К этому моменту инженеры миссии окончательно решили, что бесполезно тратить ресурсы аппарата на еще один визит к Титану и вместо этого решили воспользоваться бонусной опцией – отказаться от пролета Титана, и вместо этого направить аппарат к Урану и Нептуну – благо возможность одним заходом посетить все четыре планеты-гиганта выпадает раз в 175 лет. Так что "Вояджер-2" совершил гравитационный маневр у Сатурна и отправился дальше.
Следующим космическим посланником - первым, что остался у Сатурна в гостях - стал "Кассини": одна из самых технически сложных и амбициозных миссий всех времен, которая в прошлом месяце отметила свое 10-летие пребывание у Сатурна, о чем я недавно писал.

"Кассини" предоставил и продолжает предоставлять нам массу уникальной информации о Сатурне и его спутниках,  и такие вот снимки из его системы сейчас представляются как нечто само собой разумеющееся


Хотя не лишним будет напомнить, что всего 35 лет назад мы знали Сатурн вот таким.


Уран и Нептун

Единственным аппаратом, посещавшим две последние планеты Солнечной системы, является "Вояджер-2".  В 1985 году он совершил пролет Урана - и хотя снимки самой планеты не смогли порадовать нас каким-то большим количеством запечатленных на них выразительных деталей, но зато "Вояджер-2" отснял основные спутники планеты До этого считалось что маленькие спутники быстро охлаждаются после своего образования, и представляют собой однообразную пустыню, испещрённую кратерами
Однако оказалось что это справедливо далеко не ко всем телам. Особенно удивила  Миранда, поверхность которой настолько необычна, что есть версия, что спутник  некогда был разбит на части при катастрофическом столкновении с другим небесным телом, а затем заново собралась из кусков под действием силы гравитации.
Кроме того, ""Вояджер-2"  открыл 10 новых спутников Урана, два новых кольца и исследовал уникальные погодные условия планеты, вызванные ее гигантским осевым креном.
Покинув окрестности Урана, "Вояджер-2" направился к финальному пункту назначения своей миссии - Нептуну. 24 августа 1989 года  аппарат прошел в 48 тысяч км от поверхности планеты. Несмотря на то, что к тому моменту полет длился уже 12 лет,  отклонение корабля от начального графика составило всего несколько минут.
Были получены весьма выразительные снимки планеты. Кроме того, по заведенной "Вояджерами" традиции, выяснилось, что один из спутников планеты куда необычнее, чем считалось ранее. В случае с Нептуном речь разумеется идет о Тритоне.
На Тритоне были обнаружен криовулканизм, что стало большой неожиданностью для всех участников проекта. Сейчас считается, что Тритон некогда был объектом пояса Койпера, захваченным позже Нептуном. На это в частности указывает его необычная ретроградная орбита.
Приливное воздействие постепенно привело Тритон на орбиту, близкую к окружности, при этом выделялась энергия, расплавлявшая недра спутника. Поверхность застывала быстрее, чем недра, а затем, по мере замерзания и расширения водяного льда внутри спутника, поверхность покрывалась разломами. Возможно, что захват Тритона нарушил систему спутников, уже существовавшую у Нептуна, и необычная орбита другого спутника Нептуна - Нереиды - служит напоминанием об этом процессе.
Тритон постепенно приближается к Нептуну –  через несколько миллиардов лет он достигнет предела Роша и гравитация Нептуна разорвет его на части. Тогда у планеты возникнет огромная кольцевая система, намного более мощная, чем у Сатурна. К сожалению, за последующие 25 лет больше ни один земной аппарат не бывал в окрестностях Урана и Нептуна, хотя конечно оба они давно заслужили свою собственную миссию в стиле "Кассини". Я очень надеюсь, что в будущем эта ситуация изменится, хотя даже при самом лучшем раскладе, следующие гости в окрестностях этих планет появятся лишь в 30-е годы 21 века. И то, это в лучшем случае.
.
Внешние пределы


К сожалению, на момент пролета "Вояджером-2" Нептуна, существование пояса Койпера все еще оставалось гипотезой, и потому пройдя планету аппарат просто ушел в космос, не имея больше потенциальных целей о которых было бы известно. Лишь в следующем году мы наконец начнем изучение пояса Койпера - речь разумеется идет о миссии "Новые горизонты", которая посетит Плутон, и я очень надеюсь, также хотя бы еще один объект пояса Койпера. Главное, чтобы "Хаббл" сработал как надо и нашел для него достижимые цели.
Что касается четырех космических аппаратов, набравших достаточную для выхода из Солнечной системы скорость, то связь с "Пионером-10" поддерживалась до 2003 года, с "Пионером-11" до 1995 года. "Вояджеры" все еще в строю - помимо передачи данных об окружающей аппарат среде (уже межзвездной), инструменты "Вояджер-2" в частности использовалисьдля слежения за столкновением в 1994 году Юпитера с обломками кометы Шумейкер-Леви.
"Вояджер-1" же отметился другим достижением: после долгих уговоров, в 1990 году Карлу Сагану удалось убедить NASA включить бездействовавшие с 1990 года камеры аппарата, развернуть его и сфотографировать планеты Солнечной системы и Землю, от которой его тогда отделяло 6 миллиардов километров. "Вояджер-1" был выбран потому, что он шел по траектории, которая приподымала его над плоскостью эклиптики, что позволяло снимать все планеты "сверху". Между 14 февраля и 6 июня 1990 года он сделал серию снимков.
Заснять не удалось лишь Меркурий (который был слишком близко к Солнцу), Марс (чему опять же, помешал свет от Солнца) и Плутон, который попросту был слишком мал.

Этот уникальный снимок Земли, сделанный, напоминаю, с расстояния в 6 миллиардов километров получил название "Pale Blue Dot" (бледная голубая точка) и является одним из наиболее известных изображений нашей планеты. Сложно сказать, когда какому-то другому аппарату удастся превзойти это достижение.
И напоследок, весьма показательная инфографика. Слева - классические изображения небесных тел, сделанные первыми побывавшими у нее космическими миссиями или с помощью телескопа "Хаббл". Справа - снимки этих же тел, полученные с помощью современной техники. Если все пройдет как и запланировано, в 2015 году году эту инфографику ожидает долгожданное  пополнение.


Tags: Астрономия, космос
Subscribe
promo kiri2ll december 18, 2015 20:00 56
Buy for 30 tokens
Небольшое объявление. В настоящее время я рассматриваю предложения по поводу возможной работы/сотрудничества. Желательная тематика — примерно как у меня в блоге : космос, высокие технологии или же кино и все что с ним связано. Впрочем, учитывая реалии, вполне могу рассмотреть и другие…
  • Post a new comment

    Error

    default userpic

    Your IP address will be recorded 

    When you submit the form an invisible reCAPTCHA check will be performed.
    You must follow the Privacy Policy and Google Terms of use.
  • 10 comments