Sonda pláva v ľadovej prázdnote. Od jeho spustenia na Bajkonure uplynuli tri roky a za miliardou kilometrov sa tiahne dlhá cesta. Pás asteroidov bol bezpečne prekročený, krehké nástroje odolali silnému chladu svetového vesmíru. A dopredu? Hrozné elektromagnetické búrky na obežnej dráhe Jupitera, smrtiace žiarenie a ťažké pristátie na povrchu Ganymede - najväčšieho zo satelitov gigantickej planéty.
Podľa modernej hypotézy leží pod povrchom Ganymede obrovský teplý oceán, v ktorom pravdepodobne žijú najjednoduchšie formy života. Ganymede je päťkrát ďalej od Zeme, 100-kilometrová vrstva ľadu spoľahlivo chráni „kolísku“pred kozmickým chladom a obludné gravitačné pole Jupitera nepretržite „otriasa“jadro satelitu, čím vzniká nevyčerpateľný zdroj tepla energie.
Ruská sonda má vykonať mäkké pristátie v jednom z kaňonov na ľadovom povrchu Ganymede. O mesiac bude vŕtať ľad do niekoľko metrovej hĺbky a analyzovať vzorky - vedci dúfajú, že sa stanoví presné chemické zloženie ľadových nečistôt, ktoré poskytnú predstavu o vnútornej štruktúre satelitu. Niektorí ľudia veria, že bude možné nájsť stopy mimozemského života. Zaujímavá medziplanetárna expedícia - Ganymede sa stane siedmym nebeským telesom *, na ktorého povrch zavítajú zemské sondy!
„Europe-P“alebo technická stránka projektu
Ak možno slová podpredsedu vlády Rogozina o „mesačnom pristátí“Medzinárodnej vesmírnej stanice považovať za vtip, potom minuloročné vyhlásenie šéfa Roscosmosu Vladimíra Popovkina o nadchádzajúcej misii na Jupiter vyzerá ako vážne rozhodnutie. Popovkinove slová sa úplne zhodujú s názorom akademika Leva Zeleného, riaditeľa Inštitútu vesmírneho výskumu RAS, ktorý už v roku 2008 oznámil svoj zámer vyslať vedeckú expedíciu na ľadové mesiace Jupitera - Europa alebo Ganymede.
Pred štyrmi rokmi, vo februári 2009, bola podpísaná medzinárodná dohoda o začatí komplexného študijného programu Misia systému Europa Jupiter, v ktorom okrem ruskej medziplanetárnej stanice pôjde na JE aj americká JEO, európska JGO a japonská stanica JMO Jupiter. Je pozoruhodné, že Roskosmos si pre seba vybral najdrahšiu, najkomplexnejšiu a najdôležitejšiu časť programu - na rozdiel od ostatných účastníkov, ktorí pripravujú iba orbitéry na štúdium štyroch „veľkých“satelitov Jupitera (Europa, Ganymede, Callisto, Io) z priestor, ruská stanica by mala vykonať najťažší manéver a jemne „pristáť“na povrchu jedného z vybraných satelitov.
Ruská kozmonautika mieri do vonkajších oblastí slnečnej sústavy. Je príliš skoro na to, aby ste sem mohli vkladať výkričník, ale samotná nálada je povzbudzujúca. Správy z hlbín vesmíru vyzerajú oveľa zaujímavejšie ako správy z Francúzskej riviéry, kde niektorí ruskí predstavitelia frflú na prázdniny.
Ako v každom ambicióznom projekte, aj v prípade ruskej sondy na štúdium Ganymeda existuje veľa skepticizmu, ktorého miera sa pohybuje od kompetentných a odôvodnených varovaní až po čistý sarkazmus v štýle „doplňovania ruskej orbitálnej skupiny na dno Tichého oceánu “.
Prvá a možno najjednoduchšia otázka: prečo Rusko potrebuje túto super expedíciu? Odpoveď: Ak by sme sa vždy riadili takýmito otázkami, ľudstvo stále sedelo v jaskyniach. Poznávanie a skúmanie vesmíru - to je možno hlavný zmysel našej existencie.
Je príliš skoro očakávať nejaké konkrétne výsledky a praktické výhody z medziplanetárnych expedícií-rovnako ako je potrebné požadovať, aby si trojročné dieťa samostatne zarábalo na živobytie. Ale skôr alebo neskôr dôjde k prelomu a nahromadené znalosti o vzdialených kozmických svetoch určite prídu vhod. Možno sa zajtra začne vesmírna „zlatá horúčka“(upravená o nejaké Iridium alebo Hélium-3) a budeme mať silný podnet na zvládnutie slnečnej sústavy. Alebo možno zostaneme na Zemi ďalších 10 000 rokov a nebudeme schopní vstúpiť do vesmíru. Nikto nevie, kedy sa to stane. To je však nevyhnutné, súdiac podľa zúrivosti a nezdolnej energie, s ktorou človek mení nové, predtým neobývané územia na našej planéte.
Druhá otázka týkajúca sa letu do Ganymede znie drsnejšie: je Roscosmos schopný uskutočniť expedíciu tohto rozsahu? Napokon, ani ruské, ani sovietske medziplanetárne stanice nikdy nepôsobili vo vonkajších oblastiach slnečnej sústavy. Domáca kozmonautika sa obmedzila na štúdium najbližších nebeských telies. Na rozdiel od štyroch malých „vnútorných planét“s pevným povrchom - Ortuť, Venuša, Zem a Mars, „vonkajšie planéty“sú plynové obry s úplne neadekvátnymi veľkosťami a podmienkami na ich povrchoch (a vo všeobecnosti, majú vôbec nejaké „povrch“? Podľa moderných koncepcií je „povrch“Yuritera obludná vrstva tekutého vodíka v hĺbkach planéty pod tlakom v státisícoch zemskej atmosféry).
Vnútorná štruktúra plynových obrov je však maličkosť v porovnaní s ťažkosťami, ktoré vznikajú pri príprave letu do „vonkajších oblastí“slnečnej sústavy. Jeden z kľúčových problémov je spojený s kolosálnou odľahlosťou týchto oblastí od Slnka - jediným zdrojom energie na palube medziplanetárnej stanice je vlastný RTG (rádioizotopový termoelektrický generátor), poháňaný desiatkami kilogramov plutónia. Keby bola taká „hračka“na palube Phobos-Grunt, epos o páde stanice na Zem by sa zmenil na celosvetovú „ruskú ruletu“… Kto by dostal „hlavnú cenu“?
Na rozdiel od ešte vzdialenejšieho Saturnu je však slnečné žiarenie na obežnej dráhe Jupitera stále veľmi citlivé - na začiatku 21. storočia sa Američanom podarilo vytvoriť vysoko účinnú slnečnú batériu, ktorá bola vybavená novou medziplanetárnou stanicou Juno (vypustená na Jupiter v roku 2011). Podarilo sa nám zbaviť sa drahého a nebezpečného RTG, ale rozmery troch solárnych panelov „Juno“sú jednoducho obrovské - každý 9 metrov dlhý a 3 metre široký. Zložitý a ťažkopádny systém. Aké rozhodnutie Roscosmos urobí, zatiaľ nesledovalo žiadne oficiálne pripomienkovanie.
Vzdialenosť k Jupiteru je 10 -krát väčšia ako vzdialenosť Venuše alebo Marsu - preto vyvstáva otázka o trvaní letu a zabezpečení spoľahlivosti vybavenia na mnoho rokov prevádzky v otvorenom vesmíre.
V súčasnej dobe prebieha výskum v oblasti vytvárania vysoko účinných iónových motorov pre diaľkové medziplanetárne lety - napriek svojmu fantastickému názvu ide o úplne banálne a skôr jednoduché zariadenia, ktoré boli použité v systémoch riadenia polohy sovietskych satelitov Séria Meteor. Princíp činnosti - prúd ionizovaného plynu prúdi von z pracovnej komory. Ťah „super-motora“je desatiny Newtona … Ak „iónový motor“nasadíte na malé auto „Oka“, auto „Oka“zostane na svojom mieste.
Tajomstvo spočíva v tom, že na rozdiel od bežných chemických prúdových motorov, ktoré na krátky čas vyvinú obrovské sily, iónový motor pracuje ticho na otvorenom priestranstve počas celého letu na vzdialenú planétu. Nádrž na skvapalnený xenón s hmotnosťou 100 kg stačí na desiatky rokov prevádzky. Výsledkom je, že po niekoľkých rokoch zariadenie vyvíja pomerne solídnu rýchlosť a vzhľadom na skutočnosť, že rýchlosť odtoku pracovného média z trysky „iónového motora“je mnohonásobne vyššia ako rýchlosť odtoku pracovného média z trysky konvenčného raketového motora na kvapalné palivo, inžinierom sa otvárajú perspektívy zrýchlenia vesmírnych lodí až do stoviek kilometrov za sekundu! Celá otázka je s prítomnosťou na palube dostatočne silného a priestranného zdroja elektrickej energie na vytvorenie magnetického poľa v motorovej komore.
V roku 1998 NASA už experimentovala s iónovým pohonným systémom na palube Deep Space-1. V roku 2003 sa japonská sonda Hayabusa, vybavená aj iónovým motorom, vydala na asteroid Itokawa. Čas ukáže, či podobný motor dostane aj budúca ruská sonda. V zásade nie je vzdialenosť k Jupiteru taká veľká ako napríklad k Plutu, preto hlavný problém spočíva v zabezpečení spoľahlivosti zariadenia sondy a jej ochrane pred chladom a prúdmi kozmických častíc. Dúfajme, že sa ruská veda s touto ťažkou úlohou vyrovná.
Tretí kľúčový problém na ceste do vzdialených svetov znie stručne a výstižne: Pripojiteľnosť
Zaistenie stabilného spojenia s medziplanetárnou stanicou - táto otázka nie je zložitejšia ako stavba „babylonskej veže“. Napríklad medziplanetárna sonda Voyager 2, ktorá v auguste 2012 sonda opustila slnečnú sústavu a teraz sa vznáša v medzihviezdnom priestore, smeruje k Síriu, na ktoré dorazí za 296 000 pozemských rokov. V súčasnej dobe sa Voyager 2 nachádza 15 miliárd kilometrov od Zeme, výkon vysielača medziplanetárnej sondy je 23 W (ako žiarovka vo vašej chladničke). Mnoho z vás neveriacky krúti hlavou - vidieť slabé svetlo 23 -wattovej žiarovky zo vzdialenosti 15 miliárd kilometrov … to sa nedá.
Inžinieri NASA však pravidelne dostávajú telemetrické údaje zo sondy pri 160 bps. Po 14-hodinovom meškaní sa signál vysielača Voyager 2 dostane na Zem s energiou 0,3 miliardtiny bilióntiny wattu! A to je celkom dosť-70-metrové antény vesmírnych komunikačných centier NASA s dlhým dosahom v USA, Austrálii a Španielsku sebavedomo prijímajú a dekódujú signály vesmírnych pútnikov. Ďalšie desivé porovnanie: energia rádiovej emisie z hviezd, ktorá bola prijatá pre celú existenciu vesmírnej rádioastronómie, nestačí na zahriatie pohára vody najmenej o milióntinu stupňa! Citlivosť týchto zariadení je jednoducho úžasná. A pokiaľ vzdialená medziplanetárna sonda zvolí správnu frekvenciu a nasmeruje svoju anténu k Zemi, bude určite počuť.
V Rusku bohužiaľ neexistuje pozemná infraštruktúra pre diaľkovú vesmírnu komunikáciu. Komplex ADU -1000 „Pluto“(postavený v roku 1960, Evpatoria, Krym) je schopný poskytovať stabilnú komunikáciu s kozmickými loďami na vzdialenosť nie väčšiu ako 300 miliónov kilometrov - to stačí na komunikáciu s Venušou a Marsom, ale príliš málo na lety na „vonkajšie planéty“.
Nedostatok potrebného pozemného vybavenia by sa však nemal stať prekážkou pre Roscosmos - na komunikáciu so zariadením na obežnej dráhe Jupitera budú slúžiť výkonné antény NASA. Medzinárodný status projektu však zaväzuje …
Nakoniec, prečo bol pre štúdiu sľubnejší Ganymede a nie Európa, čo sa týka hľadania oceánov pod ľadom? Projekt bol navyše pôvodne označený ako „Europe-P“. Čo viedlo ruských vedcov k prehodnoteniu svojich zámerov?
Odpoveď je jednoduchá a trochu nepríjemná. Skutočne bol pôvodne určený na pristátie na povrchu Európy.
V tomto prípade bola jednou z kľúčových podmienok ochrana kozmickej lode pred nárazom radiačných pásov Jupitera. A nejde o žiadne pritiahnuté upozornenie - medziplanetárna stanica Galileo, ktorá vstúpila na obežnú dráhu Jupitera v roku 1995, dostala na svojej prvej dráhe 25 smrteľných dávok žiarenia. Stanicu zachránila iba účinná radiačná ochrana.
V súčasnosti má NASA potrebné technológie na ochranu pred žiarením a tienenie zariadení kozmických lodí, ale bohužiaľ, Pentagon zakázal prenos technických tajomstiev na ruskú stranu.
Museli sme naliehavo zmeniť trasu - namiesto Európy bol zvolený Ganymede, ktorý sa nachádza vo vzdialenosti 1 milión km od Jupitera. Priblíženie sa k planéte by bolo nebezpečné.
