Forskere ved Jet Propulsion Laboratory blev i lang tid frataget deres stille hvile. Spændt over opdagelserne sov de i anfald og starter, og da de vågnede, skyndte de sig tilbage til Flight Control Center på den automatiske interplanetariske station Voyager. Her opererede digitale maskiner med fabelagtig hastighed og transformerede tusindvis af informationer, forvrænget af rum og atmosfærisk interferens, til telekronikrammer, slank grafik og endeløse rækker af tal. Folk med åndenød kiggede på farvebillederne af den kommende Saturn på skærmene.
33 millioner kilometer forblev til rummet rekognoscering planet. 4 år er gået siden lanceringen på cosmodrome, og en lang vej strækker sig bag Voyager i 2 milliarder kilometer. Det farlige Asteroidebælt med dets endeløse strømme af meteoritlegemer er blevet krydset sikkert. Skøre elektroniske enheder modstod den alvorlige kulde i verdensrummet og elektromagnetiske storme i nærheden af den største planet i solsystemet - Jupiter.
Og fremad? Risikoen for kollisioner med klipper og isflager nær Saturn, før Voyager begiver sig ud på sin 8 -årige rejse til de fjerneste planeter - Uranus og Neptun.
… Et storartet billede dukkede op for øjnene af dem, der var i kontrolcentret. Saturn, kronet med en kæmpe "halskæde", besatte allerede næsten hele billedrammen. En gylden-gul planet med grålige poler og brogede bælter, der næsten ikke kunne ses i tågen, styrtede og snurrede i himmelens sorte afgrund.
Forskere retter blikket mod de berømte ringe til Saturn, som har hjemsøgt astronomer i flere århundreder.
Den store Galileo var den første til at lægge mærke til noget mærkeligt i udseendet af Saturn. Galileos teleskop var for svagt, og det forekom forskeren, at Saturn havde håndtag som en sukkerskål. Kun et halvt århundrede senere beviste Christian Huygens, at de mærkelige halvcirkler på planets sider ikke er mere end tynde, men meget brede ringe.
Afstanden til planeten er 33 millioner kilometer. På skærmen er der tre ringe af Saturn, længe opdaget ved hjælp af teleskoper: A, B og C. Men i rumbillederne kan du se noget, der ikke kan ses fra Jorden. Først og fremmest kompleksiteten af ringenes struktur og deres fantastiske farve.
Den største ring - den ydre - glitrer med en sølvfarvet farve, den midterste er let rødlig, og den indre er mørkeblå, den er gennemskinnelig, som om den er lavet af tyndt, knap håndgribeligt stof.
8 millioner kilometer. Kun en fjerdedel af Saturns halvkugle passer til et tv -billede. På planets side skinnede to måner tæt presset mod hinanden - Tethys og Dione. Men forskere vender vedvarende tilbage til studiet af ringe. Ikke tre, men syv ringe, indlejrede i den anden, er synlige. Her er de, nyligt opdaget: F - uden for det gamle A, G - uden for det nye F, E - den bredeste ring længst fra planeten, D - tættest på Saturn.
Men hvad er det? Ved at sammenligne fotografier ser eksperter, at hver af de store ringe bryder op i mange smalle, knap mærkbare "bøjler". På et foto blev de talt 95! Selv i den sorte "kløft" 4 tusind kilometer bred mellem ring A og B, som altid har været anerkendt som tom, har forskere talt snesevis af tynde "bøjler".
2 millioner kilometer. Voyagers instrumenter er rettet mod hurtigt at nærme sig Titan, Saturns største måne. Den er større end planeten Merkur. Astronomernes spænding er let at forstå. Titan er den eneste satellit i hele solsystemet med en kraftfuld atmosfære, der er 10 gange tykkere end Jordens. Voyager fløj forbi Titan i en afstand af 6, 5 tusinde kilometer - 60 gange tættere end afstanden fra Jorden til Månen. Og alligevel så forskere lidt på skærmen - den tykke tåge i Titans atmosfære, svarende til kemisk smog, forhindret.
1 million kilometer. På skærmen er den blændende lyse Rhea den næststørste måne på Saturn. Det hele er fyldt med kratere - det kontinuerlige rumbombardement varede i milliarder af år. En anden satellit, der skinnede i rumets fløjlsagtige sort, kom til syne af kameraet. Dette er Dione, der ligner vores måne mere end andre objekter i Saturn -systemet, men "havene" på Dione er ikke dækket af størknet lava. Vandis er synlig overalt, fast som sten. Netværket af hvide "reb" taler om de steder, hvor vandet sprængte ud af tarmen øjeblikkeligt størknet, indhyllet i en voldsom frost. Overfladetemperaturen på Dione er minus 180 ° С - her skinner solen 900 gange svagere end i Jordens kredsløb.
Den tidligere ukendte satellit Saturn-12 (S-12) flyder for forskernes øjne. Overraskende nok er det i samme kredsløb som Dione. Samtidig flyver S-12 altid foran Dione i en afstand på 1/6 af kredsløbets omkreds. I himmelsk mekanik kaldes et sådant fænomen normalt orbital resonans.
300 tusinde kilometer. Dato med Saturn kommer snart. Fra venstre side af spejderen, som om han tog imod hans ankomst, dukkede Mimas op. Han ser mærkelig ud. For milliarder af år siden kolliderede denne satellit med et stort himmellegeme - en eksplosion af kolossal kraft rev så meget is og sten ud af Mimas krop, at der blev dannet et 9 dybt og 130 kilometer bredt krater. Krateret indtager en fjerdedel af satellitens halvkugle!
101 tusinde kilometer. På en sådan afstand mødtes den gigantiske planet og Jordens sendebud. Saturn er så stor, at der i timerne med den nærmeste tilgang kun kunne ses et lille stykke skydække i fjernsynsrammen. Skyer af gulbrun farve, uigennemtrængelige for øjet, er overalt. Blandt de svingende hvide striber, hvirvler og glorier løber der nogle blågrønne pletter, på størrelse med Grønland eller Australien - det er “vinduer”, gennem hvilke gasvirvler fra planetens dybder bryder igennem.
Af alle planeterne i solsystemet er Saturn kun anden efter Jupiter i størrelse. Inde i den ville der være plads nok til tre hundrede kloder. Men kæmpens gennemsnitlige tæthed er meget lav - hvis der eksisterede et fantastisk uendeligt hav et sted, ville Saturn flyde på overfladen som en kork.
Ifølge den nye model, skabt af Voyagers instrumenter, fremstår planeten for os som en oblat kugle af brint og helium ved polerne. Saturnus kraftfulde gasformige konvolut bliver med stigende tryk til en flydende tilstand tættere på midten. Flydende planet til kernen!
Og hvad med den solide kerne? Det er på størrelse med Jorden, men har en masse 15-20 gange mere. Så høj er stofets tæthed i midten af planeten, hvor trykket er 50 millioner jordatmosfærer! Og temperaturen er + 20.000 grader! Den flydende bold koger, og i den øverste del af planetens skyer hersker en alvorlig kulde. Hvordan opstår denne enorme temperaturforskel? Med planetens indre og dens kolossale tyngdekraft tager gasstrømme hundredvis af år at overføre dybdenes varme til det øvre skylag i Saturns atmosfære.
Mærkelig regn
Saturn stråler ud i rummet tre gange mere energi, end den modtager fra solen. For det første skabes varme ved gasgigantens gradvise sammentrækning - dens diameter falder med millimeter om året. Derudover har Saturn en anden fantastisk energikilde. Saturnus rødglødende kugle er afkølet siden solsystemets fødsel. Ifølge astrofysikeres beregninger for 2 milliarder år siden, på en stor dybde af planeten, faldt trykket i det indre under det kritiske punkt for heliumkoncentration. Og det begyndte at regne … Mærkelig regn, der vælter den dag i dag. Dråber helium falder mange tusinde kilometer i tykkelsen af flydende brint, mens friktion opstår og termisk energi dukker op.
Storm vejr
Under indflydelse af planetens hurtige rotation (ethvert punkt på Saturn -ækvator bevæger sig 14 gange hurtigere end på Jordens ækvator) blæser monstrøs kraftvind i den mystiske verden - ét sted registrerede Voyagers udstyr hastigheden af skyerne i 1600 km / t. Hvordan kan du lide denne forfriskende brise?
Voyagers kameralinser glider ind i Saturns sydlige halvkugle. Pludselig dukkede en oval plet titusinder af kilometer lang op på skærmene i Mission Control Center - en kopi af Den Store Røde Plet på Jupiter. Planeten Jorden kan frit passe inde i stedet. Men dette er bare en rasende atmosfærisk hvirvel i atmosfæren på Saturn, som ikke har nogen ende.
Krak
Voyager fortsatte sin flyvning forbi Saturn, da radiokommunikationen pludselig blev afbrudt. Forskere var ikke bekymrede - ifølge beregninger forsvandt enheden ind i "radioskyggen" på planeten. Da spejderen "dukkede op" fra den anden side af Saturn, blev situationen virkelig alvorlig. Styremekanismen på drejeskiven med instrumenter sidder fast. Ville det ikke være muligt at fotografere natsiden af planeten?! Det er ærgerligt, at på grund af en teknisk funktionsfejl skal det planlagte møde med de store satellitter - Enceladus og Tethys - aflyses.
Signaler hældte fra kontrolcentret til den indbyggede computer på den interplanetære station. Kontrollen med reparationen af mekanismen blev kompliceret af den kosmiske afstand - forsinkelsestiden for radiosignalet mellem Jorden og Saturn er 1,5 time. I sidste ende låste Voyagers digitale hjerne op for tv -kameraernes målretning, men tiden gik tabt, og kun Tethys blev tæt bekendtskab.
Da enheden allerede bevægede sig væk fra Saturn med en hastighed på 22 km / s, så forskere en elektrisk storm i ringene til Saturn. Lyn, der belyser skyggesiden, kaster røde højdepunkter på planetens natskyer …
Finalen i rumspillet
Hændelserne beskrevet ovenfor fandt sted i 1980-1981, da to automatiske interplanetariske stationer Voyager 1 og Voyager 2 fløj forbi Saturn. For at undgå gentagelser besluttede jeg mig for ikke at tale om dem separat - alle nyhederne om Saturn -systemet, transmitteret til Jorden af to enheder, betinget "sat i munden" på en under navnet "Voyager" (intet nummer).
Det bliver lidt stødende at indse, at vores rumteknologier efter tre årtier er forblevet på samme niveau.
Hver nat, når solen går ned og den mørkende himmel er dækket af en spredning af stjerner, ser vi Kosmos. Rumforskning kræver fantastisk sofistikeret teknologi baseret på avancerede resultater inden for raket, elektronik, atomteknologi og andre videnskabskrævende grene af videnskab og teknologi. Derfor kræver flyvninger af interplanetære sonder, på trods af deres tilsyneladende urealisme og mangel på nogen praktisk fordel, løsningen på mange anvendte problemer: oprettelse af kraftfulde og kompakte energikilder, udvikling af teknologier til langdistance-rumkommunikation, forbedring af strukturer og motorer, udviklingen af nye tyngdekraftsmetoder hjælper manøvrer, herunder.h. ved hjælp af Lagrange -punkter. Hele denne forskningsfront kan blive den moderne videnskabs "lokomotiv", og de opnåede resultater kan være nyttige til at løse mere presserende problemer. Ikke desto mindre er de fleste problemer uløste.
Alle moderne forsigtige forsøg på at udforske de ydre planeter (Ulysses, Cassini, New Horizons -missioner) er alle baseret på de samme teknologier og udviklinger, der blev brugt i Voyager -projektet. I 30 år er der ikke blevet skabt en eneste ny type motor, der er egnet til interplanetære flyvninger. For eksempel er ionpropellerne fra den japanske forskningssonde Hayabusa, der udråbes som ultramoderne højteknologiske, faktisk godt glemt udvikling i midten af det tyvende århundrede-ionpropeller blev meget udbredt i holdningskontrolsystemerne i Sovjetunionen meteorologiske satellitter Meteor. For det andet er ionmotorer et ret specifikt værktøj: de har virkelig et utroligt lavt brændstofforbrug (et par milligram i sekundet), men de skaber derfor et tryk på flere millinewtons. Det tager mange år at accelerere et rumfartøj, og som følge heraf opnås ingen reel fordel.
Konventionelle flydende jetmotorer (LPRE) er ikke kun meget grådige - deres arbejde er begrænset til snesevis (hundredvis) sekunder, derudover er de ikke i stand til at accelerere rumfartøjet til den krævede hastighed, for eksempel for at nå bane i Saturn. Det grundlæggende problem er, at gasstrømningshastigheden er for lav. Og det er ikke muligt at hæve det på nogen måde.
Modehøjdepunktet i 50'erne - atomflymotoren modtog ikke udvikling på grund af manglen på væsentlige fordele. På trods af en atomreaktors uudslukkelige flamme kræver en sådan motor et arbejdsvæske - dvs. faktisk er dette en konventionel flydende drivmotor med alle de efterfølgende konsekvenser og ulemper.
Den originale måde at rejse i rummet ved hjælp af nukleare eksplosions pulser, foreslået af Freeman Dyson i 1957 (Project Orion), forblev på papiret - for vovet og ærligt talt en tvivlsom idé.
"Rummets erobrere" (her er det ironisk i forhold til hele menneskeheden) i 50 år af rumalderen har ikke været i stand til at skabe en effektiv motor til at bevæge sig i interplanetarisk rum. Vi ville aldrig have set hverken Jupiter eller Saturn, hvis ikke for et tip fra specialister i himmelsk mekanik - for at bruge planternes tyngdekraft til at accelerere AMS. "Interplanetarisk billard" giver dig mulighed for at opnå en enorm hastighed (15-20 km / s) uden at bruge en motor og udforske udkanten af solsystemet. Det eneste problem er de strengt begrænsede "startvinduer" - et par dage (uger) en gang hvert par år. Ingen plads til den mindste fejl. Lange år med flyvning og et par timer til et stævne med genstand for forskning.
Ved hjælp af gravitationsmanøvrer fløj "Voyagers", ifølge samme skema, den moderne sonde "New Horizons" flyver til Pluto, men kun for at krydse solsystemet vil det tage 9 år. Og så har ekspeditionen kun en dag til at udforske en fjern planet! Sonden vil haste forbi Pluto med stor hastighed og for evigt forsvinde ind i det interstellare rum.
