Istraživači u Laboratoriji za mlazni pogon dugo su bili lišeni mirnog odmora. Uzbuđeni otkrićima, spavali su u trenucima, a kad su se probudili, požurili su natrag do Centra za upravljanje letovima automatske međuplanetarne stanice Voyager. Ovdje su digitalne mašine radile nevjerojatnom brzinom, pretvarajući hiljade djelića informacija, iskrivljenih zbog svemirskih i atmosferskih smetnji, u telehronične okvire, vitku grafiku i beskrajne redove brojeva. Ljudi sa zadihanim dahom gledali su slike u boji približavajućeg Saturna na ekranima.
33 miliona kilometara ostao na planeti za izviđanje svemira. Prošle su četiri godine od lansiranja na kosmodrom, a dugačak put proteže se iza Voyagera u trajanju od 2 milijarde kilometara. Opasni pojas asteroida sa svojim beskrajnim nizovima tijela meteorita sigurno je pređen. Krhki elektronički uređaji izdržali su ozbiljnu hladnoću svjetskog svemira i elektromagnetske oluje u blizini najveće planete Sunčevog sistema - Jupitera.
I naprijed? Opasnost od sudara sa stijenama i ledenim ledenicama u blizini Saturna prije nego što Voyager krene na svoje osmogodišnje putovanje na najudaljenije planete - Uran i Neptun.
… Pred očima onih koji su bili u Kontrolnom centru pojavila se grandiozna slika. Saturn, okrunjen ogromnom "ogrlicom", već je zauzimao gotovo cijeli okvir televizijske slike. Zlatnožuta planeta sa sivkastim polovima i šarenim pojasevima koji su se jedva razaznali u magli jurila je i okretala se u crnom ponoru neba.
Istraživači usmjeravaju pogled na čuvene Saturnove prstenove, koji proganjaju astronome već nekoliko stoljeća.
Veliki Galileo je prvi primijetio nešto čudno u izgledu Saturna. Galileov teleskop je bio preslab i naučniku se činilo da Saturn ima drške poput posude za šećer. Samo pola stoljeća kasnije, Christian Huygens dokazao je da čudni polukrugovi sa strana planete nisu ništa drugo do tanki, već vrlo široki prstenovi.
Udaljenost do planete je 33 miliona kilometara. Na ekranu se nalaze tri Saturnova prstena, dugo otkrivena uz pomoć teleskopa: A, B i C. Međutim, na svemirskim snimkama možete vidjeti nešto što se sa Zemlje ne može vidjeti. Prije svega, složenost strukture prstenova i njihova nevjerojatna boja.
Najveći prsten - vanjski - blista srebrnastom bojom, srednji je blago crvenkast, a unutrašnji tamnoplav, proziran je, kao da je od tanke, jedva opipljive tvari.
8 miliona kilometara. Samo četvrtina Saturnove hemisfere stane na televizijsku sliku. Sa strane planete zasjala su dva mjeseca blisko pritisnuta jedan protiv drugog - Tethys i Dione. Ali naučnici se uporno vraćaju proučavanju prstenova. Ne vide se tri, već sedam prstenova, ugniježđenih jedan u drugom. Evo ih, novootkrivenih: F - izvan starog A, G - izvan novog F, E - najširi prsten najudaljeniji od planete, D - najbliži Saturnu.
Ali šta je to? Upoređujući fotografije, stručnjaci vide da se svaki veliki prsten raspada na mnogo uskih, jedva primjetnih "obruča". Na jednoj fotografiji ih je izbrojeno 95! Čak i u crnom "raskoraku" širokom 4 hiljade kilometara između prstenova A i B, koji je oduvijek bio prepoznat kao prazan, naučnici su izbrojali desetine tankih "obruča".
2 miliona kilometara. Voyagerovi instrumenti imaju za cilj brzo približavanje Titanu, najvećem Saturnovom mjesecu. Veća je od planete Merkur. Uzbuđenje astronoma lako je razumjeti. Titan je jedini satelit u cijelom Sunčevom sistemu s moćnom atmosferom koja je 10 puta deblja od Zemljine. Voyager je proletio pored Titana na udaljenosti od 6,5 hiljada kilometara - 60 puta bliže udaljenosti od Zemlje do Mjeseca. Pa ipak, naučnici su vidjeli malo na ekranu - spriječena je gusta magla Titanove atmosfere, slična hemijskom smogu.
1 milion kilometara. Na ekranu je zasljepljujuće svijetla Rhea drugi najveći Saturnov mjesec. Sve je prepuno kratera - neprekidno svemirsko bombardovanje trajalo je milijarde godina. Još jedan satelit koji je blistao u baršunastom mraku prostora ušao je u vidokrug kamere. Ovo je Dione, koji je sličniji našem Mjesecu od ostalih objekata u Saturnovom sistemu, ali "mora" na Dioni nisu prekrivena učvršćenom lavom. Svuda je vidljiv vodeni led, čvrst poput kamena. Mreža bijelih "užadi" govori o mjestima gdje se voda koja je izvirala iz utrobe trenutno učvrstila, obavijena žestokim mrazom. Površinska temperatura Dione je minus 180 ° C - ovdje Sunce sja 900 puta slabije nego u Zemljinoj orbiti.
Ranije nepoznati satelit Saturn-12 (S-12) lebdi pred očima istraživača. Iznenađujuće, nalazi se u istoj orbiti kao i Dione. Istovremeno, S-12 uvijek leti ispred Dione na udaljenosti od 1/6 orbitalnog opsega. U nebeskoj mehanici takav se fenomen obično naziva orbitalna rezonancija.
300 hiljada kilometara. Sastanak sa Saturnom dolazi uskoro. S lijeve strane izviđača, kao da pozdravlja njegov dolazak, pojavio se Mimas. Izgleda čudno. Prije milijardi godina, ovaj satelit sudario se s velikim nebeskim tijelom - eksplozija kolosalne sile istrgla je toliko leda i kamena iz Mimasovog tijela da je nastao krater dubok 9 i širok 130 kilometara. Krater zauzima četvrtinu hemisfere satelita!
101 hiljadu kilometara. Na takvoj udaljenosti, džinovska planeta i glasnik Zemlje su se sreli i rastali. Saturn je toliko velik da se tokom sati najbližeg približavanja u okviru televizora mogao vidjeti samo mali dio oblaka. Svuda su oblaci žuto-smeđe boje, za oči neprobojni. Među fluktuirajućim bijelim prugama, vrtlozima i oreolima prolaze neke plavo -zelene mrlje, veličine Grenlanda ili Australije - to su "prozori" kroz koje se probijaju plinski vrtlozi iz dubina planete.
Od svih planeta u Sunčevom sistemu, Saturn je po veličini odmah iza Jupitera. Unutar njega bilo bi dovoljno mjesta za tristo globusa. No, prosječna gustoća diva je vrlo niska - da negdje postoji fantastičan beskrajni ocean, Saturn bi plutao na njegovoj površini poput plute.
Prema novom modelu, koji su stvorili Voyagerovi instrumenti, planeta nam se čini kao spljoštena kugla vodika i helija na polovima. Moćni plinoviti omotač Saturna, s povećanjem pritiska, pretvara se u tekuće stanje bliže centru. Tečna planeta do samog jezgra!
A šta je sa čvrstim jezgrom? Veličina je Zemlje, ali ima masu 15-20 puta veću. Toliko je velika gustoća materije u središtu planete, gdje je pritisak 50 miliona zemljinih atmosfera! A temperatura je + 20.000 stepeni! Tečna lopta ključa, a u gornjem sloju oblaka planete vlada jaka hladnoća. Kako nastaje ta velika razlika u temperaturi? Uz ogromnu unutrašnjost planete i njenu kolosalnu gravitaciju, gasnim tokovima treba stotine godina da prenese toplinu dubina u gornji sloj oblaka Saturnove atmosfere.
Čudna kiša
Saturn zrači u svemir tri puta više energije nego što prima od Sunca. Prvo, toplina nastaje postupnim smanjivanjem plinskog giganta - njegov promjer se smanjuje za milimetre godišnje. Osim toga, Saturn ima još jedan fantastičan izvor energije. Uzavrela sfera Saturna hladi se od samog rođenja Sunčevog sistema. Prema proračunima astrofizičara, prije 2 milijarde godina, na velikoj dubini planete, pritisak unutrašnjosti pao je ispod kritične tačke koncentracije helijuma. I počela je padati kiša … Čudna kiša koja pada do danas. Kapljice helija padaju tisućama kilometara u debljini tekućeg vodika, pri čemu nastaje trenje i pojavljuje se toplinska energija.
Olujno vrijeme
Pod utjecajem brze rotacije planete (bilo koja točka na ekvatoru Saturna kreće se 14 puta brže nego na ekvatoru Zemlje) vjetrovi čudovišne sile pušu u misterioznom svijetu - na jednom mjestu Voyagerova oprema zabilježila je brzinu oblaka 1600 km / h. Kako vam se sviđa ovaj osvježavajući povjetarac?
Objektivi Voyagerove kamere klize u Saturnovu južnu hemisferu. Odjednom se na ekranima Centra za kontrolu misija pojavila ovalna mrlja dugačka desetine hiljada kilometara - kopija Velike crvene mrlje na Jupiteru. Planeta Zemlja može se slobodno uklopiti unutar mjesta. Ali ovo je samo bijesni atmosferski vrtlog u Saturnovoj atmosferi, kojem nema kraja.
Crash
Voyager je nastavio let pored Saturna kada je radio komunikacija iznenada prekinuta. Naučnici nisu bili zabrinuti - prema proračunima, uređaj je nestao u "radio -sjeni" planete. Kada je izviđač "izašao" s druge strane Saturna, situacija je postala zaista ozbiljna. Mehanizam za upravljanje gramofona s instrumentima je zaglavljen. Zar ne bi bilo moguće fotografirati noćnu stranu planete ?! Šteta je što će se zbog tehničkog kvara morati otkazati planirani sastanak s velikim satelitima - Enceladusom i Tethysom.
Signali su se slivali iz kontrolnog centra u putni računar međuplanetarne stanice. Kontrolu popravka mehanizma zakomplikovala je kosmička udaljenost - vrijeme kašnjenja radio signala između Zemlje i Saturna je 1,5 sati. Na kraju, Voyagerov digitalni mozak otključao je ciljne jedinice TV kamera, ali vrijeme je izgubljeno i samo se Tethys blisko upoznala.
Kada se uređaj već udaljavao od Saturna brzinom od 22 km / s, naučnici su vidjeli električnu oluju u prstenovima Saturna. Munje, koje osvetljavaju stranu senke, bacaju crvene svetlosti na noćne oblake planete …
Završnica svemirske predstave
Gore opisani događaji zbili su se 1980-1981, kada su dvije automatske međuplanetarne stanice Voyager 1 i Voyager 2 proletjele pored Saturna. Kako bih izbjegao ponavljanja, odlučio sam da o njima ne govorim odvojeno - sve vijesti o Saturnovom sistemu, koje se na Zemlju prenose pomoću dva uređaja, uslovno "stavljene u usta" jednog pod imenom "Voyager" (bez broja).
Postaje pomalo uvredljivo shvatiti da su naše svemirske tehnologije nakon tri decenije ostale na istom nivou.
Svake noći, kada sunce zađe, a tamno nebo prekriveno raspršenim zvezdama, vidimo Kosmos. Za istraživanje svemira potrebna je fantastično sofisticirana tehnologija zasnovana na naprednim dostignućima rakete, elektronike, nuklearne tehnologije i drugih naučno-intenzivnih grana nauke i tehnologije. Stoga letovi međuplanetarnih sondi, unatoč njihovoj prividnoj nerealnosti i nedostatku bilo kakve praktične koristi, zahtijevaju rješavanje brojnih primijenjenih problema: stvaranje moćnih i kompaktnih izvora energije, razvoj tehnologija za svemirske komunikacije velikog dometa, poboljšanje struktura i motora, razvoj novih metoda gravitacijskih pomaka, uključujući.h. pomoću Lagrangeovih točaka. Cijeli ovaj front istraživanja može postati "lokomotiva" moderne znanosti, a dobiveni rezultati mogu biti korisni u rješavanju gorućih problema. Ipak, većina problema ostaje neriješena.
Svi moderni plašljivi pokušaji istraživanja vanjskih planeta (misije Ulysses, Cassini, New Horizons) temelje se na istim tehnologijama i razvoju koji su korišteni u projektu Voyager. 30 godina nije stvoren niti jedan novi tip motora, pogodan za međuplanetarne letove. Na primjer, jonski potisnici japanske istraživačke sonde Hayabusa, koji se reklamiraju kao ultramoderna visokotehnološka, zapravo su dobro zaboravljeni razvoj iz sredine dvadesetog stoljeća-ionski potisnici bili su naširoko korišteni u sovjetskim sistemima kontrole stava meteorološki sateliti Meteor. Drugo, ionski motori su prilično specifičan alat: oni zaista imaju zadivljujuće nisku potrošnju goriva (nekoliko miligrama u sekundi), ali, u skladu s tim, stvaraju potisak od nekoliko milimetara. Za ubrzanje svemirske letjelice potrebno je mnogo godina, a kao rezultat toga nema stvarne koristi.
Konvencionalni mlazni motori s tekućim pogonom (LPRE), ne samo da su vrlo proždrljivi - njihov je rad ograničen na desetine (stotine) sekundi, osim toga, oni nisu u stanju ubrzati letjelicu do potrebne brzine, na primjer, da dosegnu orbitu Saturna. Temeljni problem je što je protok plina prenizak. I to nije moguće podići na bilo koji način.
Vrhunac mode 50 -ih - nuklearni mlazni motor nije doživio razvoj zbog nedostatka bilo kakvih značajnih prednosti. Uprkos neugasivom plamenu nuklearnog reaktora, za takav motor je potrebna radna tečnost - tj. u stvari, ovo je konvencionalni raketni motor na tekuće gorivo sa svim posljedicama i nedostacima koji slijede.
Originalni način putovanja u svemir pomoću impulsa nuklearnih eksplozija, koji je predložio Freeman Dyson 1957. (projekt Orion), ostao je na papiru - previše odvažna i, iskreno, sumnjiva ideja.
"Osvajači svemira" (ovdje je ironično u odnosu na cijelo čovječanstvo) 50 godina svemirskog doba nisu uspjeli stvoriti efikasan motor za kretanje u međuplanetarnom prostoru. Nikada ne bismo vidjeli ni Jupiter ni Saturn, da nije nagovještaja stručnjaka za nebesku mehaniku - da koriste gravitaciju planeta za ubrzanje AMS -a. "Interplanetarni bilijar" omogućava vam da postignete ogromnu brzinu (15-20 km / s) bez upotrebe motora i istražite rubove Sunčevog sistema. Jedini problem su strogo ograničeni "prozori lansiranja" - nekoliko dana (sedmica) jednom u nekoliko godina. Nema mesta ni za najmanju grešku. Duge godine leta i nekoliko sati za sastanak s predmetom istraživanja.
Uz pomoć gravitacionih manevara, "Voyageri" su letjeli, prema istoj shemi, savremena sonda "New Horizons" leti do Plutona, ali samo će za prelazak Sunčevog sistema biti potrebno 9 godina. A onda će ekspedicija imati samo jedan dan za istraživanje udaljene planete! Sonda će velikom brzinom projuriti pored Plutona i zauvijek nestati u međuzvjezdanom prostoru.
