Vedci z Laboratória prúdového pohonu boli dlho zbavení pokojného odpočinku. Nadšení z objavov spali v záchvatoch a štartoch, a keď sa prebudili, ponáhľali sa späť do strediska riadenia letov automatickej medziplanetárnej stanice Voyager. Digitálne stroje tu pracovali báječnou rýchlosťou a transformovali tisíce bitov informácií skreslených priestorovým a atmosférickým rušením na telechronicle snímky, štíhlu grafiku a nekonečné rady čísel. Ľudia so zatajeným dychom si na obrazovkách prezerali farebné obrázky blížiaceho sa Saturnu.
33 miliónov kilometrov zostal na planéte prieskumného vesmíru. Od jeho štartu na kozmodróme uplynuli 4 roky a za Voyagerom sa tiahne dlhá cesta 2 miliardy kilometrov. Nebezpečný pás asteroidov s nekonečnými prúdmi tiel meteoritov bol bezpečne prekročený. Krehké elektronické zariadenia odolali silnému chladu svetového vesmíru a elektromagnetickým búrkam v okolí najväčšej planéty slnečnej sústavy - Jupitera.
A dopredu? Riziko kolízií s kameňmi a ľadovými kryhami v blízkosti Saturnu predtým, ako sa Voyager vydá na svoju 8 -ročnú cestu na najvzdialenejšie planéty - Urán a Neptún.
… Tí, ktorí boli v Riadiacom centre, sa im objavili veľkolepý obraz. Saturn, korunovaný obrovským „náhrdelníkom“, už obsadil takmer celý rámec televízneho obrazu. Zlatožltá planéta so sivastými čapicami pólov a pestrými pásmi sotva rozpoznateľnými v hmle sa ponáhľala a roztočila v čiernej priepasti oblohy.
Vedci upierajú svoj zrak na slávne prstence Saturnu, ktoré strašia astronómov už niekoľko storočí.
Veľký Galileo bol prvým, kto si všimol niečo zvláštne vo vzhľade Saturnu. Galileov teleskop bol príliš slabý a vedcovi sa zdalo, že Saturn má rúčky ako cukornička. Len o pol storočia neskôr Christian Huygens dokázal, že podivné polkruhy po stranách planéty nie sú nič iné ako tenké, ale veľmi široké prstence.
Vzdialenosť od planéty je 33 miliónov kilometrov. Na obrazovke sú tri prstence Saturnu, dlho objavené pomocou teleskopov: A, B a C. V rámcoch vesmírnych snímok však môžete vidieť niečo, čo zo Zeme nevidieť. V prvom rade zložitosť štruktúry prsteňov a ich úžasná farba.
Najväčší prsteň - vonkajší - má striebornú farbu, stredný je jemne načervenalý a vnútorný je tmavomodrý, je priesvitný, ako keby bol vyrobený z tenkej, sotva hmatateľnej hmoty.
8 miliónov kilometrov. Na televízny obraz sa zmestila iba štvrtina pologule Saturnu. Na strane planéty žiarili dva mesiace tesne pritlačené k sebe - Tethys a Dione. Vedci sa ale vytrvalo vracajú k štúdiu prsteňov. Nie sú viditeľné tri, ale sedem krúžkov, vložených jeden do druhého. Tu sú novoobjavené: F - mimo starého A, G - mimo nového F, E - najširší prstenec najvzdialenejší od planéty, D - najbližší k Saturnu.
Ale čo to je? Pri porovnávaní fotografií odborníci vidia, že každý z veľkých prstencov sa rozpadá na mnoho úzkych, sotva viditeľných „obručí“. Na jednej fotografii ich bolo napočítaných 95! Aj do čiernej „medzery“širokej 4 000 kilometrov medzi prstencami A a B, ktorá bola vždy uznávaná ako prázdna, napočítali vedci desiatky tenkých „obručí“.
2 milióny kilometrov. Voyagerove nástroje sú zamerané na rýchly prístup k Titanu, najväčšiemu mesiacu Saturnu. Je väčšia ako planéta Merkúr. Vzrušenie astronómov je ľahké pochopiť. Titan je jediným satelitom v celej slnečnej sústave so silnou atmosférou, ktorá je 10 -krát hrubšia ako Zem. Voyager preletel okolo Titanu vo vzdialenosti 6,5 tisíc kilometrov - 60 -krát bližšie ako vzdialenosť Zeme a Mesiaca. Napriek tomu vedci na obrazovke videli málo - hustá hmla atmosféry Titanu, podobná chemickému smogu, zabránila.
1 milión kilometrov. Na obrazovke je oslnivo jasná Rhea druhý najväčší mesiac Saturnu. To všetko je posiate krátermi - nepretržité vesmírne bombardovanie trvalo miliardy rokov. Na kameru sa dostal ďalší satelit žiariaci v zamatovej tme vesmíru. Toto je Dione, ktorý sa viac podobá na náš Mesiac než ostatné objekty systému Saturn, ale „moria“na Dione nie sú pokryté stuhnutou lávou. Vodný ľad je viditeľný všade, pevný ako kameň. Sieť bielych „lán“hovorí o miestach, kde voda vytryskujúca z útrob okamžite stuhla, obalená prudkým mrazom. Povrchová teplota Dione je mínus 180 ° С - tu slnko svieti 900 -krát slabšie ako na obežnej dráhe Zeme.
Doteraz neznámy satelit Saturn-12 (S-12) sa vznáša pred očami vedcov. Prekvapivo je na rovnakej dráhe ako Dione. V tomto prípade S-12 letí vždy pred Dione vo vzdialenosti 1/6 obvodu obežnej dráhy. V nebeskej mechanike sa takýto jav zvyčajne nazýva orbitálna rezonancia.
300 tisíc kilometrov. Dátum so Saturnom sa blíži. Z ľavej strany skauta, akoby vítal jeho príchod, sa objavil Mimas. Vyzerá čudne. Pred miliardami rokov sa tento satelit zrazil s veľkým nebeským telesom - výbuch kolosálnej sily vytrhol z Mimasovho tela toľko ľadu a kameňa, že sa vytvoril kráter hlboký 9 a široký 130 kilometrov. Kráter zaberá štvrtinu pologule satelitu!
101 tisíc kilometrov. V takej vzdialenosti sa obrovská planéta a posol Zeme stretli a rozdelili. Saturn je taký veľký, že počas hodín najbližšieho priblíženia bolo v televíznom ráme vidieť iba malú časť oblačnosti. Všade sú oblaky žltohnedej farby, nepriechodné pre oči. Medzi kolísavými bielymi pruhmi víry a svätožiary vedú niekoľko modrozelených škvŕn veľkosti Grónska alebo Austrálie - to sú „okná“, ktorými prerazia plynové víry z hlbín planéty.
Saturn je zo všetkých planét slnečnej sústavy na druhom mieste za Jupiterom. V jeho vnútri by bolo dosť miesta pre tristo glóbusov. Priemerná hustota obra je však veľmi nízka - keby niekde existoval fantastický nekonečný oceán, Saturn by na jeho povrchu plával ako korok.
Podľa nového modelu, ktorý vytvorili Voyagerove nástroje, sa nám planéta javí ako sploštená guľa vodíka a hélia na póloch. Silný plynný obal Saturnu sa s rastúcim tlakom mení na kvapalný stav bližšie k stredu. Tekutá planéta až do samého jadra!
A čo pevné jadro? Je veľký ako Zem, ale má hmotnosť 15-20-krát väčšiu. Tak vysoká je hustota hmoty v strede planéty, kde je tlak 50 miliónov zemských atmosfér! A teplota je + 20 000 stupňov! Tekutá guľa vrie a vo vyššej vrstve mrakov planéty vládne silný chlad. Ako vzniká tento obrovský teplotný rozdiel? Vzhľadom na rozsiahlosť vnútra planéty a jej kolosálnu gravitáciu tok plynu trvá stovky rokov, kým sa teplo hlbín prenesie do hornej oblačnej vrstvy atmosféry Saturnu.
Zvláštny dážď
Saturn vyžaruje do vesmíru trikrát viac energie, ako prijíma zo Slnka. Po prvé, teplo vzniká postupným sťahovaním plynového obra - jeho priemer sa za rok zmenší o milimetre. Okrem toho má Saturn ďalší fantastický zdroj energie. Rozžeravená sféra Saturnu chladne od samotného zrodu slnečnej sústavy. Podľa výpočtov astrofyzikov pred 2 miliardami rokov vo veľkej hĺbke planéty tlak interiéru klesol pod kritický bod koncentrácie hélia. A začalo pršať … Zvláštny dážď, ktorý leje dodnes. Kvapky hélia dopadajú na mnoho tisíc kilometrov v hrúbke kvapalného vodíka, pričom vzniká trenie a objavuje sa tepelná energia.
Búrlivé počasie
Vplyvom rýchlej rotácie planéty (ktorýkoľvek bod na rovníku Saturnu sa pohybuje 14 -krát rýchlejšie ako na rovníku Zeme) v tajomnom svete fúka vietor monštruóznej sily - na jednom mieste zariadenie Voyager zaznamenalo rýchlosť mrakov 1 600 km / h. Ako sa vám páči tento osviežujúci vánok?
Objektívy fotoaparátu Voyagera sa zasúvajú na južnú pologuľu Saturnu. Na obrazovkách strediska riadenia misií sa zrazu objavil oválny bod dlhý desaťtisíce kilometrov - kópia Veľkej červenej škvrny na Jupiteri. Planéta Zem sa môže voľne zmestiť do bodu. Ale toto je len zúrivý atmosférický vír v atmosfére Saturnu, ktorý nemá konca.
Havária
Voyager pokračoval vo svojom lete okolo Saturnu, keď bola rádiová komunikácia zrazu prerušená. Vedci nemali obavy - podľa výpočtov zariadenie zmizlo v "rádiovom tieni" planéty. Keď sa skaut „vynoril“z druhej strany Saturnu, situácia začala byť vážne vážna. Mechanizmus riadenia gramofónu s nástrojmi je zaseknutý. Nebolo by možné fotografovať nočnú stranu planéty? Je škoda, že z dôvodu technickej poruchy bude musieť byť plánované stretnutie s veľkými satelitmi - Enceladus a Tethys - zrušené.
Signály sa liali z riadiaceho centra do palubného počítača medziplanetárnej stanice. Riadenie opravy mechanizmu komplikovala kozmická vzdialenosť - doba oneskorenia rádiového signálu medzi Zemou a Saturnom je 1,5 hodiny. Nakoniec Voyagerov digitálny mozog odomkol zameriavacie jednotky televíznych kamier, ale čas sa stratil a iba Tethys sa bližšie zoznámil.
Keď sa zariadenie už vzďaľovalo od Saturnu rýchlosťou 22 km / s, vedci videli v prstencoch Saturnu elektrickú búrku. Blesky, osvetľujúce tieňovú stranu, vrhajú červené svetlá na nočné mraky planéty …
Finále vesmírnej hry
Vyššie popísané udalosti sa stali v rokoch 1980-1981, keď dve automatické medziplanetárne stanice Voyager 1 a Voyager 2 preleteli okolo Saturnu. Aby som sa vyhol opakovaniu, rozhodol som sa o nich nehovoriť oddelene - všetky správy o systéme Saturn, prenášané na Zem dvoma zariadeniami, podmienene „vložili do úst“jedného pod názvom „Voyager“(žiadne číslo).
Začína byť trochu urážlivé, keď si uvedomíme, že po troch desaťročiach zostali naše vesmírne technológie na rovnakej úrovni.
Každú noc, keď slnko zapadá a tmavnúcu oblohu pokrýva rozptyl hviezd, vidíme Kozmos. Prieskum vesmíru si vyžaduje fantasticky prepracovanú technológiu založenú na pokročilých výdobytkoch raketovej techniky, elektroniky, jadrovej technológie a ďalších vedecky a technologicky náročných odvetví. Preto lety medziplanetárnych sond, napriek ich zdanlivému nerealizmu a nedostatku akéhokoľvek praktického prospechu, vyžadujú riešenie mnohých aplikovaných problémov: vytvorenie výkonných a kompaktných zdrojov energie, vývoj technológií pre vesmírnu komunikáciu na veľké vzdialenosti, zdokonalenie štruktúr. a motorov, vývoj nových metód gravitačných asistenčných manévrov vrátane.h. pomocou Lagrangeových bodov. Celý tento front výskumu sa môže stať „lokomotívou“modernej vedy a získané výsledky môžu byť užitočné pri riešení naliehavejších problémov. Napriek tomu väčšina problémov zostáva nevyriešených.
Všetky moderné nesmelé pokusy o prieskum vonkajších planét (misie Ulysses, Cassini, New Horizons) sú všetky založené na rovnakých technológiách a vývoji, aké boli použité v projekte Voyager. 30 rokov nebol vytvorený ani jeden nový typ motora, vhodný na medziplanetárne lety. Napríklad iónové trysky japonskej výskumnej sondy Hayabusa, o ktorých sa hovorí, že sú ultramodernými high-tech, sú v skutočnosti dobre zabudnutým vývojom v polovici dvadsiateho storočia-iónové trysky boli v systémoch riadenia postoja široko používané Sovietske meteorologické satelity Meteor. Za druhé, iónové motory sú dosť špecifickým nástrojom: skutočne majú úžasne nízku spotrebu paliva (niekoľko miligramov za sekundu), ale podľa toho vytvárajú ťah niekoľko milisekund. Urýchlenie kozmickej lode trvá mnoho rokov, a preto nie je dosiahnutý žiadny skutočný prínos.
Konvenčné prúdové motory na kvapalné palivo (LPRE) sú nielen veľmi žravé - ich práca je obmedzená na desiatky (stovky) sekúnd, navyše nie sú schopné akcelerovať vesmírnu loď na požadovanú rýchlosť, napríklad na dosiahnutie obežná dráha Saturnu. Zásadným problémom je, že prietok plynov je príliš nízky. A nie je možné to nijako dvíhať.
Vrchol módy v 50. rokoch - jadrový prúdový motor neprešiel vývojom, pretože neexistovali žiadne významné výhody. Napriek neuhasiteľnému plameňu jadrového reaktora takýto motor vyžaduje pracovnú tekutinu - t.j. v skutočnosti ide o konvenčný raketový motor na kvapalné palivo so všetkými následnými následkami a nevýhodami.
Pôvodný spôsob cestovania vo vesmíre pomocou impulzov jadrových výbuchov, ktorý navrhol Freeman Dyson v roku 1957 (projekt Orion), zostal na papieri - príliš odvážny a, úprimne povedané, pochybný nápad.
„Dobyvatelia vesmíru“(tu je to irónia vo vzťahu k celému ľudstvu) za 50 rokov vesmírneho veku nedokázali vytvoriť účinný motor na pohyb v medziplanetárnom priestore. Nikdy by sme nevideli Jupiter ani Saturn, nebyť nápovedy špecialistov na nebeskú mechaniku - využiť gravitáciu planét na urýchlenie AMS. „Medziplanetárny biliard“vám umožňuje dosiahnuť obrovskú rýchlosť (15-20 km / s) bez použitia motora a preskúmať okraj slnečnej sústavy. Jediným problémom sú striktne obmedzené „štartovacie okná“- niekoľko dní (týždňov) raz za niekoľko rokov. Žiadny priestor pre najmenšiu chybu. Dlhé roky letu a niekoľko hodín na stretnutie s predmetom výskumu.
S pomocou gravitačných manévrov Voyagery leteli, moderná sonda New Horizons letí na Pluto podľa rovnakej schémy, ale iba 9 rokov bude trvať prechod slnečnou sústavou. A potom bude mať expedícia iba jeden deň na preskúmanie vzdialenej planéty! Sonda sa veľkou rýchlosťou rúti okolo Pluta a navždy zmizne v medzihviezdnom priestore.
