Сондата се носи в ледена пустота. Изминаха три години от пускането му в Байконур и дълъг път се простира зад милиард километри. Коланът на астероидите е преминат безопасно, крехките инструменти са издържали на жестоките студове на световното пространство. И напред? Ужасни електромагнитни бури в орбитата на Юпитер, смъртоносна радиация и трудно кацане на повърхността на Ганимед - най -големият от спътниците на гигантската планета.
Според съвременната хипотеза, под повърхността на Ганимед се намира огромен топъл океан, който вероятно е обитаван от най -простите форми на живот. Ганимед е пет пъти по-далеч от Земята, 100-километровият слой лед надеждно приютява „люлката“от космическия студ, а чудовищното гравитационно поле на Юпитер непрекъснато „разклаща“ядрото на спътника, създавайки неизчерпаем източник на топлина енергия.
Руската сонда трябва да направи меко кацане в един от каньоните на ледената повърхност на Ганимед. След месец той ще пробие лед на дълбочина от няколко метра и ще анализира проби - учените се надяват да установят точния химичен състав на примесите от лед, което ще даде някаква представа за вътрешната структура на спътника. Някои хора вярват, че ще бъде възможно да се намерят следи от извънземен живот. Интересна междупланетна експедиция - Ганимед ще се превърне в седмото небесно тяло *, на повърхността на което ще посетят земни сонди!
„Европа-П“или техническата страна на проекта
Ако думите на вицепремиера Рогозин за "лунното кацане" на Международната космическа станция могат да се разглеждат като шега, то миналогодишното изявление на ръководителя на Роскосмоса Владимир Поповкин за предстоящата мисия до Юпитер изглежда като сериозно решение. Думите на Поповкин напълно съвпадат с мнението на академик Лев Зелени, директор на Института за космически изследвания на РАН, който още през 2008 г. обяви намерението си да изпрати научна експедиция до ледените луни на Юпитер - Европа или Ганимед.
Преди четири години, през февруари 2009 г., беше подписано международно споразумение за стартиране на цялостната програма за проучване на Юпитерската система на Европа, в която освен руската междупланетна станция, американският JEO, европейската JGO и японската JMO станция ще отидат в Юпитер. Прави впечатление, че Роскосмос избра за себе си най -скъпата, сложна и най -важна част от програмата - за разлика от други участници, които подготвят само орбитални за изследването на четири „големи“спътника на Юпитер (Европа, Ганимед, Калисто, Йо) от пространство, руската станция трябва да направи най -трудната маневра и леко да "кацне" на повърхността на един от избраните спътници.
Руската космонавтика се насочва към външните райони на Слънчевата система. Тук е твърде рано да се поставя удивителен знак, но самото настроение е обнадеждаващо. Докладите от дълбините на космоса изглеждат много по -интересни от докладите от Френската Ривиера, където някои руски служители се забавляват на почивка.
Както във всеки амбициозен проект, в случая с руската сонда за изучаване на Ганимед, има много скептицизъм, чиято степен варира от компетентни и обосновани предупреждения до откровен сарказъм в стила на „попълване на руската орбитална група дъното на Тихия океан."
Първият и може би най-простият въпрос: защо Русия се нуждае от тази супер-експедиция? Отговор: ако винаги сме се ръководели от такива въпроси, човечеството все още е седяло в пещери. Познаването и изследването на Вселената - това може би е основният смисъл на нашето съществуване.
Твърде рано е да се очакват някакви конкретни резултати и практически ползи от междупланетни експедиции-точно както е да се изисква тригодишно дете да си изкарва прехраната самостоятелно. Но рано или късно ще се случи пробив и натрупаните знания за далечни космически светове определено ще ви бъдат полезни. Може би утре космическата „златна треска“ще започне (коригирана за някакъв иридий или хелий-3) и ще имаме мощен стимул да овладеем Слънчевата система. Или може би ще останем на Земята още 10 000 години, без да можем да стъпим в космоса. Никой не знае кога ще се случи това. Но това е неизбежно, ако се съди по яростта и неукротимата енергия, с която човек сменя нови, необитаеми преди това територии на нашата планета.
Вторият въпрос, свързан с полета до Ганимед, звучи по -грубо: способен ли е Роскосмос да проведе експедиция от такъв мащаб? В крайна сметка нито руските, нито съветските междупланетни станции никога не са работили във външните райони на Слънчевата система. Вътрешната космонавтика беше ограничена до изучаването на най -близките небесни тела. За разлика от четирите малки „вътрешни планети“с твърда повърхност - Меркурий, Венера, Земята и Марс, „външните планети“са газови гиганти, с напълно неадекватни размери и условия на повърхностите си (и като цяло имат ли тогава "повърхност"? Според съвременните концепции "повърхността" на Юритер е чудовищен слой от течен водород в дълбините на планетата под налягане в стотици хиляди земни атмосфери).
Но вътрешната структура на газовите гиганти е дреболия в сравнение с трудностите, които възникват при подготовката за полет до „външните райони“на Слънчевата система. Един от ключовите проблеми е свързан с колосалната отдалеченост на тези региони от Слънцето - единственият източник на енергия на борда на междупланетната станция е нейният собствен RTG (радиоизотопен термоелектрически генератор), захранван с десетки килограми плутоний. Ако такава „играчка“беше на борда на Фобос-Грюнт, епосът с падането на станцията на Земята щеше да се превърне в световна „руска рулетка“… Кой щеше да получи „главната награда“?
Въпреки това, за разлика от още по -отдалечения Сатурн, слънчевата радиация в орбитата на Юпитер все още е много чувствителна - до началото на 21 -ви век американците успяха да създадат високоефективна слънчева батерия, която беше оборудвана с новата междупланетна станция Juno (изстреляна до Юпитер през 2011 г.). Успяхме да се отървем от скъпата и опасна RTG, но размерите на трите слънчеви панела "Juno" са просто огромни - всеки по 9 метра дълъг и 3 метра широк. Сложна и тромава система. Досега не са последвали официални коментари какво решение ще вземе Роскосмос.
Разстоянието до Юпитер е 10 пъти по -голямо от разстоянието до Венера или Марс - следователно възниква въпросът за продължителността на полета и осигуряване на надеждността на оборудването за много години работа в открито пространство.
В момента се извършват изследвания в областта на създаването на високоефективни йонни двигатели за междупланетни полети на дълги разстояния - въпреки фантастичното им име, това са напълно банални и доста прости устройства, които са били използвани в системите за контрол на позицията на съветските спътници на Серия метеори. Принцип на работа - поток от йонизиран газ изтича от работната камера. Тягата на „супермотора“е десети от Нютон … Ако поставите „йонния двигател“на малката кола „Ока“, колата „Ока“ще остане на мястото си.
Тайната е, че за разлика от конвенционалните химически реактивни двигатели, които развиват огромни мощности за кратко време, йонният двигател работи тихо в открито пространство през целия полет до далечна планета. Резервоар с втечнен ксенон с маса 100 кг е достатъчен за десетки години работа. В резултат на това след няколко години устройството развива доста солидна скорост и предвид факта, че скоростта на изтичане на работната среда от дюзата на „йонния двигател“е в пъти по -висока от скоростта на изтичането на работната среда от дюзата на конвенционален ракетен двигател с течно гориво, перспективите за ускоряване на космическите кораби се отварят пред инженерите със скорост до стотици километри в секунда! Целият въпрос е с наличието на борда на достатъчно мощен и капацитетен източник на електрическа енергия за създаване на магнитно поле в камерата на двигателя.
През 1998 г. НАСА вече експериментира с йонна двигателна система на борда на Deep Space-1. През 2003 г. японската сонда Hayabusa, също оборудвана с йонни двигатели, отиде до астероида Itokawa. Времето ще покаже дали бъдещата руска сонда ще получи подобен двигател. По принцип разстоянието до Юпитер не е толкова голямо, колкото например до Плутон, следователно основният проблем се крие в осигуряването на надеждността на сондажното оборудване и неговата защита от студ и потоци от космически частици. Да се надяваме, че руската наука ще се справи с тази трудна задача.
Третият ключов проблем по пътя към далечните светове звучи кратко и сбито: Свързване
Осигуряване на стабилна връзка с междупланетна станция - този въпрос не отстъпва по сложност на изграждането на „Вавилонската кула“. Например, междупланетната сонда „Вояджър 2“, която през август 2012 г. напусна слънчевата система и сега плава в междузвездното пространство, се насочва към Сириус, който ще достигне след 296 000 земни години. В момента „Вояджър 2“се намира на 15 милиарда километра от Земята, мощността на предавателя на междупланетната сонда е 23 W (като крушка в хладилника ви). Много от вас ще поклатят глава с недоверие - да видите слабата светлина на 23 -ватова крушка от разстояние 15 милиарда километра … това е невъзможно.
Инженерите на НАСА обаче редовно получават телеметрични данни от сондата със 160 bps. След 14-часово закъснение, предавателният сигнал от „Вояджър 2“достига Земята с енергия от 0,3 милиардни от трилионната част от Вата! И това е напълно достатъчно-70-метровите антени на космическите комуникационни центрове на НАСА в САЩ, Австралия и Испания уверено приемат и декодират сигналите на космическите скитници. Друго плашещо сравнение: енергията на радиоизлъчването от звездите, приета за цялото съществуване на космическата радиоастрономия, не е достатъчна, за да загрее чаша вода поне с една милионна част от градуса! Чувствителността на тези устройства е просто невероятна. И ако далечната междупланетна сонда избере правилната честота и ориентира антената си към Земята, тя със сигурност ще бъде чута.
За съжаление в Русия няма наземна инфраструктура за космически комуникации на дълги разстояния. Комплексът ADU -1000 "Плутон" (построен през 1960 г., Евпатория, Крим) е в състояние да осигури стабилна комуникация с космически кораби на разстояние не повече от 300 милиона километра - това е достатъчно за комуникация с Венера и Марс, но твърде малко за полети до "външни планети".
Липсата на необходимото наземно оборудване обаче не бива да се превръща в пречка за Роскосмос - мощни антени на НАСА ще бъдат използвани за комуникация с устройството в орбитата на Юпитер. Все пак международният статут на проекта задължава …
И накрая, защо Ганимед беше избран за изследването, а не Европа, по-обещаваща по отношение на търсенето на подледен океан? Нещо повече, първоначално проектът беше определен като „Европа-P“. Какво накара руските учени да преразгледат намеренията си?
Отговорът е прост и донякъде неприятен. Всъщност първоначално е било предвидено да кацне на повърхността на Европа.
В този случай едно от ключовите условия беше защитата на космическия кораб от удара на радиационните пояси на Юпитер. И това не е преднамерено предупреждение - междупланетната станция „Галилео“, която влезе в орбитата на Юпитер през 1995 г., получи 25 смъртоносни дози радиация на първата си орбита. Станцията е спасена само чрез ефективна радиационна защита.
В момента НАСА разполага с необходимите технологии за радиационна защита и екраниране на оборудването на космическите кораби, но уви, Пентагонът забрани предаването на технически тайни на руската страна.
Трябваше спешно да сменим маршрута - вместо Европа беше избран Ганимед, разположен на разстояние 1 милион км от Юпитер. Приближаването до планетата би било опасно.
