Reaktyvinių varomųjų jėgainių laboratorijos tyrėjams ilgą laiką buvo atimtas ramus poilsis. Susijaudinę atradimų, jie miegojo priepuoliuose ir prasidėję, o pabudę skubiai grįžo atgal į automatinės tarpplanetinės stoties „Voyager“Skrydžių valdymo centrą. Čia skaitmeninės mašinos veikė nuostabiu greičiu, tūkstančius bitų informacijos, iškreiptos erdvės ir atmosferos trukdžių, paversdamos telekomunikacijų rėmais, liekna grafika ir begalinėmis skaičių eilėmis. Žmonės sulaikę kvėpavimą žiūrėjo į spalvotus artėjančio Saturno vaizdus ekranuose.
33 milijonai kilometrų liko kosminėje žvalgybos planetoje. Praėjo 4 metai nuo jo paleidimo kosmodrome, o už „Voyager“driekiasi ilgas kelias 2 milijardus kilometrų. Pavojingas asteroido diržas su nesibaigiančiais meteoritų kūnų srautais buvo saugiai įveiktas. Trapūs elektroniniai prietaisai atlaikė didžiulį pasaulio kosmoso šaltį ir elektromagnetines audras šalia didžiausios Saulės sistemos planetos - Jupiterio.
Ir į priekį? Susidūrimų su uolomis ir ledo luitais pavojus netoli Saturno prieš „Voyager“leidžiantis į 8 metų kelionę į tolimiausias planetas - Uraną ir Neptūną.
… Kontrolės centre buvusių žmonių akyse pasirodė grandiozinis paveikslas. Saturnas, vainikuotas didžiuliu „karoliu“, jau užėmė beveik visą televizijos vaizdo kadrą. Aukso geltonos spalvos planeta su pilkšvais poliais ir įvairiais rūkais vos pastebimais diržais skubėjo ir sukosi juodoje dangaus bedugnėje.
Mokslininkai žvelgia į garsiuosius Saturno žiedus, kurie keletą šimtmečių persekiojo astronomus.
Didysis Galilėjus pirmasis pastebėjo kažką keisto Saturno išvaizdoje. Galilėjaus teleskopas buvo per silpnas, ir mokslininkui atrodė, kad Saturnas turi rankenas kaip cukraus dubuo. Tik po pusės amžiaus Christianas Huygensas įrodė, kad planetos šonuose esantys keistai puslankiai yra ne kas kita, kaip ploni, bet labai platūs žiedai.
Atstumas iki planetos yra 33 milijonai kilometrų. Ekrane yra trys Saturno žiedai, ilgai atrasti teleskopų pagalba: A, B ir C. Tačiau erdvės vaizduose galite pamatyti tai, ko nematote iš Žemės. Visų pirma, žiedų struktūros sudėtingumas ir nuostabi jų spalva.
Didžiausias žiedas - išorinis - žėri sidabriškai, vidurinis - šiek tiek rausvas, o vidinis - tamsiai mėlynas, jis yra permatomas, tarsi padarytas iš plonos, vos apčiuopiamos medžiagos.
8 milijonai kilometrų. Tik ketvirtadalis Saturno pusrutulio telpa televizijos vaizde. Planetos pusėje švietė du vienas prie kito prispausti mėnuliai - Tethys ir Dione. Tačiau mokslininkai atkakliai grįžta prie žiedų tyrimo. Matomi ne trys, o septyni žiedai, įdėti vienas į kitą. Štai jie, naujai atrasti: F - už senojo A, G - už naujojo F, E - plačiausias žiedas, nutolęs nuo planetos, D - arčiausiai Saturno.
Bet kas tai? Lygindami nuotraukas, ekspertai mato, kad kiekvienas didelis žiedas suskyla į daugybę siaurų, vos pastebimų „lankų“. Vienoje nuotraukoje jie buvo suskaičiuoti 95! Netgi juodame 4 tūkstančių kilometrų pločio „plyšyje“tarp žiedų A ir B, kuris visada buvo pripažintas tuščiu, mokslininkai suskaičiavo dešimtis plonų „lankelių“.
2 milijonai kilometrų. „Voyager“instrumentai yra skirti greitai priartėti prie Titano, didžiausio Saturno mėnulio. Jis yra didesnis už Merkurijaus planetą. Astronomų jaudulį lengva suprasti. „Titan“yra vienintelis palydovas visoje Saulės sistemoje, turintis galingą atmosferą, kuri yra 10 kartų storesnė už Žemę. „Voyager“praskriejo pro Titaną 6, 5 tūkstančių kilometrų atstumu - 60 kartų arčiau nei atstumas nuo Žemės iki Mėnulio. Ir vis dėlto mokslininkai ekrane mažai ką matė - sutrukdė tirštas Titano atmosferos rūkas, panašus į cheminį smogą.
1 milijonas kilometrų. Ekrane akinamai ryški Rhea yra antras pagal dydį Saturno mėnulis. Visa tai apipinta krateriais - nuolatinis bombardavimas kosmose truko milijardus metų. Į fotoaparatą pateko kitas aksominėje erdvės juodoje spindintis palydovas. Tai yra Dionė, kuri labiau panaši į mūsų Mėnulį nei kiti Saturno sistemos objektai, tačiau „jūros“ant Dionės nėra padengtos sukietėjusia lava. Visur matomas vandens ledas, tvirtas kaip akmuo. Baltų „virvių“tinklas kalba apie vietas, kuriose iš žarnyno išsiveržęs vanduo akimirksniu sukietėjo, apėmė žiaurių šalnų. „Dione“paviršiaus temperatūra yra minus 180 ° С - čia saulė šviečia 900 kartų silpnesnė nei Žemės orbitoje.
Anksčiau nežinomas palydovas Saturnas-12 (S-12) plaukia prieš tyrėjų akis. Keista, kad jis yra toje pačioje orbitoje kaip ir Dionė. Tuo pačiu metu S-12 visada skrenda prieš Dionę 1/6 orbitos perimetro atstumu. Dangaus mechanikoje toks reiškinys paprastai vadinamas orbitos rezonansu.
300 tūkstančių kilometrų. Pasimatymas su Saturnu netrukus. Iš kairės skauto pusės, tarsi sveikindamas savo atvykimą, pasirodė Mimas. Jis atrodo keistai. Prieš milijardus metų šis palydovas susidūrė su dideliu dangaus kūnu - didžiulės jėgos sprogimas iš Mimo kūno išplėšė tiek daug ledo ir akmens, kad susidarė 9 gylio ir 130 kilometrų pločio krateris. Krateris užima ketvirtadalį palydovo pusrutulio!
101 tūkstantis kilometrų. Tokiu atstumu milžiniška planeta ir Žemės pasiuntinys susitiko ir išsiskyrė. Saturnas yra toks didelis, kad artimiausio artėjimo valandomis televizijos rėmelyje buvo galima pamatyti tik nedidelį debesuotumo pleistrą. Visur yra geltonai rudos spalvos debesys, nepraleidžiami akiai. Tarp svyruojančių baltų juostelių, sūkurių ir aureolių eina kai kurios Grenlandijos ar Australijos dydžio melsvai žalios dėmės - tai „langai“, pro kuriuos prasiskverbia dujų sūkuriai iš planetos gelmių.
Iš visų Saulės sistemos planetų Saturnas pagal dydį nusileidžia tik Jupiteriui. Jo viduje užtektų vietos trims šimtams gaublių. Tačiau vidutinis milžino tankis yra labai mažas - jei kažkur egzistuotų fantastiškas begalinis vandenynas, Saturnas plauktų jo paviršiumi kaip kamštis.
Pagal naują modelį, sukurtą „Voyager“instrumentais, planeta mums atrodo kaip iškilęs vandenilio ir helio kamuolys prie polių. Galingas dujinis Saturno apvalkalas, didėjant slėgiui, virsta skysta būsena arčiau centro. Skysta planeta iki pat esmės!
O kaip su kieta šerdimi? Jis yra Žemės dydžio, tačiau turi 15–20 kartų didesnę masę. Toks didelis yra medžiagos tankis planetos centre, kur slėgis yra 50 milijonų Žemės atmosferų! O temperatūra + 20 000 laipsnių! Skystas rutulys verda, o viršutinėje planetos debesų pakopoje karaliauja stiprus šaltis. Kaip atsiranda šis didžiulis temperatūros skirtumas? Dėl didžiulės planetos vidaus ir didžiulės gravitacijos dujų srautai užtrunka šimtus metų, kad gylio šiluma būtų perkelta į viršutinį Saturno atmosferos debesų sluoksnį.
Keistas lietus
Saturnas į kosmosą skleidžia tris kartus daugiau energijos nei gauna iš Saulės. Pirma, šilumą sukuria laipsniškas dujų milžino susitraukimas - jo skersmuo per metus sumažėja milimetrais. Be to, Saturnas turi dar vieną fantastišką energijos šaltinį. Įkaitusi Saturno sfera atvėso nuo pat Saulės sistemos gimimo. Astrofizikų skaičiavimais, prieš 2 milijardus metų dideliame planetos gylyje vidinis slėgis nukrito žemiau kritinio helio koncentracijos taško. Ir pradėjo lyti … Keistas lietus, kuris lyja iki šiol. Helio lašai patenka į tūkstančius kilometrų skysto vandenilio storio, tuo tarpu atsiranda trintis ir atsiranda šiluminė energija.
Audringas oras
Sparčios planetos sukimosi įtakoje (bet kuris Saturno pusiaujo taškas juda 14 kartų greičiau nei Žemės pusiaujo pusėje) paslaptingame pasaulyje pučia siaubingos jėgos vėjai - vienoje vietoje „Voyager“įranga užfiksavo debesų greitį. 1600 km / val. Kaip jums patinka šis gaivus vėjelis?
„Voyager“fotoaparato objektyvai nuslysta į pietinį Saturno pusrutulį. Staiga Misijų valdymo centro ekranuose pasirodė dešimtis tūkstančių kilometrų ilgio ovali dėmė - Jupiterio Didžiosios raudonos dėmės kopija. Žemės planeta gali laisvai tilpti į tą vietą. Bet tai tik siautėjantis atmosferos sūkurys Saturno atmosferoje, kuris neturi pabaigos.
Avarija
„Voyager“tęsė skrydį pro Saturną, kai radijo ryšys staiga nutrūko. Mokslininkai nesijaudino - pagal skaičiavimus prietaisas dingo planetos „radijo šešėlyje“. Kai skautas „iškilo“iš kitos Saturno pusės, situacija pasidarė tikrai rimta. Sukamojo stalo vairavimo mechanizmas su instrumentais yra užstrigęs. Ar nebūtų galima fotografuoti naktinės planetos pusės?! Gaila, kad dėl techninio gedimo planuotas susitikimas su dideliais palydovais - Enceladu ir Tethysu - turės būti atšauktas.
Signalai pasipylė iš valdymo centro į tarpplanetinės stoties borto kompiuterį. Mechanizmo remonto kontrolę apsunkino kosminis atstumas - radijo signalo atidėjimo laikas tarp Žemės ir Saturno yra 1,5 valandos. Galų gale „Voyager“skaitmeninės smegenys atrakino televizijos kamerų taikymo įrenginius, tačiau laikas buvo prarastas ir tik Tethys susipažino artimai.
Kai prietaisas jau nutolo nuo Saturno 22 km / s greičiu, mokslininkai Saturno žieduose pamatė elektros audrą. Žaibas, apšviečiantis šešėlinę pusę, nakties planetos debesyse meta raudonus akcentus …
Kosmoso žaidimo finalas
Aukščiau aprašyti įvykiai įvyko 1980–1981 m., Kai dvi automatinės tarpplanetinės stotys „Voyager 1“ir „Voyager 2“praskriejo pro Saturną. Kad išvengčiau pasikartojimų, nusprendžiau apie juos atskirai nekalbėti - visos naujienos apie Saturno sistemą, perduotos į Žemę dviem įrenginiais, sąlyginai „įkištos į burną“vienam pavadinimu „Voyager“(be skaičiaus).
Tampa šiek tiek įžeidžianti suvokti, kad po trijų dešimtmečių mūsų kosmoso technologijos išliko tame pačiame lygyje.
Kiekvieną naktį, kai saulė leidžiasi ir tamsėjantis dangus yra padengtas žvaigždžių sklaida, mes matome Kosmosą. Kosmoso tyrinėjimui reikalingos fantastiškai sudėtingos technologijos, pagrįstos pažangiais raketų, elektronikos, branduolinių technologijų ir kitų mokslui imlių mokslo ir technologijų šakų pasiekimais. Todėl tarpplanetinių zondų skrydžiai, nepaisant to, kad jie atrodo nerealūs ir neturi jokios praktinės naudos, reikalauja išspręsti daugelį taikomų problemų: sukurti galingus ir kompaktiškus energijos šaltinius, plėtoti tolimojo nuotolio kosminių ryšių technologijas, tobulinti struktūras. ir varikliai, naujų gravitacinių manevrų metodų kūrimas, įskaitant.h. naudojant Lagrange taškus. Visas šis tyrimų frontas gali tapti šiuolaikinio mokslo „lokomotyvu“, o gauti rezultatai gali būti naudingi sprendžiant opesnes problemas. Nepaisant to, dauguma problemų lieka neišspręstos.
Visi šiuolaikiški nedrąsūs bandymai ištirti išorines planetas („Ulysses“, „Cassini“, „New Horizons“misijos) yra pagrįsti tomis pačiomis technologijomis ir pokyčiais, kurie buvo naudojami „Voyager“projekte. Per 30 metų nebuvo sukurta nė vieno naujo tipo variklių, tinkamų tarpplanetiniams skrydžiams. Pavyzdžiui, japonų tyrimo zondo „Hayabusa“jonų varikliai, kurie įvardijami kaip itin modernios aukštųjų technologijų, iš tikrųjų yra gerai pamirštami XX a. meteorologiniai palydovai Meteoras. Antra, joniniai varikliai yra gana specifinis įrankis: jie iš tikrųjų turi stebėtinai mažas degalų sąnaudas (kelis miligramus per sekundę), tačiau atitinkamai sukuria kelių tonų trauką. Norint pagreitinti erdvėlaivį, reikia daug metų, todėl realios naudos negaunama.
Įprasti skystojo kuro reaktyviniai reaktyviniai varikliai (LPRE) yra ne tik labai ryžtingi - jų darbas trunka tik dešimtis (šimtus) sekundžių, be to, jie negali pagreitinti erdvėlaivio iki reikiamo greičio, pavyzdžiui, pasiekti Saturno orbita. Pagrindinė problema yra ta, kad dujų srautas yra per mažas. Ir jo pakelti niekaip negalima.
50 -ųjų mados pikas - branduolinis reaktyvinis variklis nebuvo išvystytas, nes nebuvo jokių reikšmingų pranašumų. Nepaisant negesinančios branduolinio reaktoriaus liepsnos, tokiam varikliui reikia darbinio skysčio - t.y. Tiesą sakant, tai yra įprastas skystojo kuro raketų variklis su visomis iš to kylančiomis pasekmėmis ir trūkumais.
Originalus būdas keliauti erdvėje naudojant branduolinių sprogimų impulsus, kurį 1957 m. Pasiūlė Freemanas Dysonas (projektas „Orionas“), liko popieriuje - per drąsu ir, tiesą sakant, abejotina idėja.
„Kosmoso užkariautojai“(čia tai ironiška visos žmonijos atžvilgiu) 50 kosmoso amžiaus metų nesugebėjo sukurti efektyvaus variklio judėjimui tarpplanetinėje erdvėje. Mes niekada nebūtume matę nei Jupiterio, nei Saturno, jei ne dangaus mechanikos specialistų užuomina - panaudoti planetų gravitaciją pagreitinti AMS. „Tarpplanetinis biliardas“leidžia įgyti milžinišką greitį (15-20 km / s) nenaudojant variklio ir apžiūrėti Saulės sistemos pakraščius. Vienintelė problema yra griežtai riboti „paleidimo langai“- kelias dienas (savaites) kartą per kelerius metus. Nėra vietos menkiausiai klaidai. Ilgi skrydžio metai ir kelios valandos susitikimui su tyrimo objektu.
Pasitelkus gravitacinius manevrus, „Voyagers“skrido pagal tą pačią schemą, modernus zondas „New Horizons“skrenda į Plutoną, tačiau tik kirsti Saulės sistemą prireiks 9 metų. Ir tada ekspedicija turės tik vieną dieną ištirti tolimą planetą! Zondas dideliu greičiu skubės pro Plutoną ir amžiams dings tarpžvaigždinėje erdvėje.
