Sonda pluta u ledenoj praznini. Prošle su tri godine od lansiranja na Baikonur, a duga cesta se proteže iza milijardu kilometara. Pojas asteroida je sigurno prešao, krhki instrumenti izdržali su ozbiljnu hladnoću svjetskog svemira. A naprijed? Užasne elektromagnetske oluje u orbiti Jupitera, smrtonosno zračenje i teško slijetanje na površinu Ganimeda - najvećeg od satelita golemog planeta.
Prema suvremenoj hipotezi, ispod površine Ganimeda leži ogroman topli ocean, koji je vjerojatno naseljen najjednostavnijim oblicima života. Ganimed je pet puta udaljeniji od Zemlje, sloj leda od 100 kilometara pouzdano štiti "kolijevku" od kozmičke hladnoće, a monstruozno gravitacijsko polje Jupitera neprestano "trese" jezgru satelita, stvarajući nepresušan izvor topline energije.
Ruska sonda će meko sletjeti u jedan od kanjona na ledenoj površini Ganimed. Za mjesec dana izbušit će led do dubine od nekoliko metara i analizirati uzorke - znanstvenici se nadaju da će ustanoviti točan kemijski sastav nečistoća leda, što će dati neku predodžbu o unutarnjoj strukturi satelita. Neki vjeruju da će biti moguće pronaći tragove izvanzemaljskog života. Zanimljiva međuplanetarna ekspedicija - Ganimed će postati sedmo nebesko tijelo *, na čiju će površinu posjetiti zemaljske sonde!
"Europe-P" ili tehničku stranu projekta
Ako se riječi potpredsjednika Vlade Rogozina o "slijetanju na Mjesec" Međunarodne svemirske postaje mogu smatrati šalom, onda prošlogodišnja izjava čelnika Roscosmosa Vladimira Popovkina o nadolazećoj misiji na Jupiter izgleda kao ozbiljna odluka. Popovkinove riječi u potpunosti se podudaraju s mišljenjem akademika Leva Zelenyja, ravnatelja Instituta za svemirska istraživanja RAS -a, koji je još 2008. najavio svoju namjeru da pošalje znanstvenu ekspediciju na Jupiterove ledene mjesece - Europu ili Ganimed.
Prije četiri godine, u veljači 2009., potpisan je međunarodni ugovor o pokretanju sveobuhvatnog studijskog programa Europa Jupiter System Mission, u kojem će osim ruske međuplanetarne postaje, američki JEO, europski JGO i japanska stanica JMO ići na Jupiter. Znakovito je da je Roskosmos za sebe odabrao najskuplji, najsloženiji i najvažniji dio programa - za razliku od ostalih sudionika koji pripremaju samo orbitere za proučavanje četiri "velika" satelita Jupitera (Europa, Ganymede, Callisto, Io) iz svemira, ruska postaja trebala bi napraviti najteži manevar i lagano "sletjeti" na površinu jednog od odabranih satelita.
Ruska kozmonautika kreće prema vanjskim regijama Sunčevog sustava. Ovdje je prerano staviti uskličnik, ali samo raspoloženje ohrabruje. Izvještaji iz svemirskih dubina izgledaju mnogo zanimljivije od izvještaja s Francuske rivijere, gdje su se neki ruski dužnosnici brčkali na odmoru.
Kao i u svakom ambicioznom projektu, u slučaju ruske sonde za proučavanje Ganimeda, postoji mnogo skepticizma, čiji se stupanj kreće od kompetentnih i opravdanih upozorenja do otvorenog sarkazma u stilu "nadopunjavanja ruske orbitalne grupe na dno Tihog oceana."
Prvo i, možda, najjednostavnije pitanje: zašto Rusiji treba ova super-ekspedicija? Odgovor: ako smo se uvijek vodili takvim pitanjima, čovječanstvo je i dalje sjedilo u pećinama. Spoznaja i istraživanje svemira - ovo je, možda, glavni smisao našeg postojanja.
Prerano je za očekivati bilo kakve konkretne rezultate i praktične koristi od međuplanetarnih ekspedicija-baš kao što je potrebno zahtijevati da trogodišnje dijete samostalno zarađuje za život. No prije ili kasnije dogodit će se proboj i akumulirano znanje o udaljenim kozmičkim svjetovima definitivno će vam dobro doći. Možda će sutra početi svemirska "zlatna groznica" (prilagođena za neki Iridij ili Helij-3) i mi ćemo imati snažan poticaj za ovladavanje Sunčevim sustavom. Ili ćemo možda ostati na Zemlji još 10.000 godina, nesposobni zakoračiti u svemir. Nitko ne zna kada će se to dogoditi. No, to je neizbježno, sudeći prema bijesu i neukrotivoj energiji kojom osoba mijenja nove, prije nenaseljene teritorije na našem planetu.
Drugo pitanje, povezano s letom za Ganymede, zvuči oštrije: je li Roscosmos sposoban izvesti ekspediciju ove veličine? Uostalom, niti ruske niti sovjetske međuplanetarne stanice nikada nisu radile u vanjskim regijama Sunčevog sustava. Domaća kozmonautika bila je ograničena na proučavanje najbližih nebeskih tijela. Za razliku od četiri mala "unutarnja planeta" s čvrstom površinom - Merkura, Venere, Zemlje i Marsa, "vanjski planeti" su plinski divovi, s potpuno neodgovarajućim veličinama i uvjetima na svojim površinama (i općenito, imaju li tada "površina"? Prema suvremenim konceptima "površina" Yuritera je monstruozan sloj tekućeg vodika u dubinama planeta pod pritiskom u stotinama tisuća Zemljinih atmosfera).
No, unutarnja struktura plinskih divova je sitnica u usporedbi sa poteškoćama koje nastaju u pripremama za let u "vanjska područja" Sunčevog sustava. Jedan od ključnih problema povezan je s kolosalnom udaljenošću ovih regija od Sunca - jedini izvor energije na međuplanetarnoj stanici je vlastiti RTG (radioizotopski termoelektrični generator), koji se napaja desecima kilograma plutonija. Da je takva "igračka" na brodu Phobos-Grunt, ep sa padom postaje na Zemlju pretvorio bi se u svjetski "ruski rulet" … Tko bi dobio "glavnu nagradu"?
Međutim, za razliku od još udaljenijeg Saturna, sunčevo zračenje u Jupiterovoj orbiti i dalje je vrlo osjetljivo - do početka 21. stoljeća Amerikanci su uspjeli stvoriti visoko učinkovitu solarnu bateriju, koja je bila opremljena novom međuplanetarnom stanicom Juno (lansirana u Jupiter 2011). Uspjeli smo se riješiti skupog i opasnog RTG -a, no dimenzije tri solarne ploče "Juno" jednostavno su ogromne - svaka duga 9 metara i široka 3 metra. Složen i glomazan sustav. Do sada nisu uslijedili nikakvi službeni komentari o odluci koju će Roscosmos donijeti.
Udaljenost do Jupitera 10 je puta veća od udaljenosti do Venere ili Marsa - stoga se postavlja pitanje o trajanju leta i osiguravanju pouzdanosti opreme za dugogodišnji rad u otvorenom svemiru.
Trenutno se provode istraživanja na području stvaranja visokoučinkovitih ionskih motora za međuplanetarne letove na velike udaljenosti - unatoč svom fantastičnom imenu, to su potpuno banalni i prilično jednostavni uređaji koji su korišteni u sustavima kontrole položaja sovjetskih satelita Serija meteora. Načelo rada - struja ioniziranog plina istječe iz radne komore. Potisak "super-motora" je desetina Newtona … Ako stavite "ionski motor" na mali automobil "Oka", automobil "Oka" će ostati na mjestu.
Tajna je u tome što, za razliku od konvencionalnih kemijskih mlaznih motora, koji za kratko vrijeme razvijaju ogromne snage, ionski motor radi tiho na otvorenom prostoru tijekom cijelog leta do udaljenog planeta. Spremnik ukapljenog ksenona mase 100 kg dovoljan je za desetke godina rada. Kao rezultat toga, nakon nekoliko godina uređaj razvija prilično solidnu brzinu, a s obzirom na činjenicu da je brzina istjecanja radnog medija iz mlaznice "ionskog motora" višestruko veća od brzine istjecanja radnog medija iz mlaznice konvencionalnog raketnog motora na tekuće gorivo, inženjerima se otvaraju izgledi za ubrzanje svemirskih brodova do brzina stotina kilometara u sekundi! Cijelo je pitanje prisutnost na brodu dovoljno snažnog i prostranog izvora električne energije za stvaranje magnetskog polja u komori motora.
1998. NASA je već eksperimentirala s ionskim pogonskim sustavom na brodu Deep Space-1. 2003. japanska sonda Hayabusa, također opremljena ionskim motorom, otišla je na asteroid Itokawa. Vrijeme će pokazati hoće li buduća ruska sonda dobiti sličan motor. U načelu, udaljenost do Jupitera nije tako velika kao, na primjer, do Plutona, stoga glavni problem leži u osiguravanju pouzdanosti opreme sonde i njenoj zaštiti od hladnoće i strujanja kozmičkih čestica. Nadajmo se da će se ruska znanost nositi s ovim teškim zadatkom.
Treći ključni problem na putu u daleke svjetove zvuči kratko i sažeto: Povezivost
Osiguravanje stabilne veze s međuplanetarnom stanicom - ovo pitanje nije inferiorno u složenosti od izgradnje "Babilonske kule". Na primjer, međuplanetarna sonda Voyager 2, koja je u kolovozu 2012. sonda napustila Sunčev sustav i sada pluta u međuzvjezdanom prostoru, ide prema Siriusu koji će doseći za 296.000 zemaljskih godina. Trenutno se Voyager 2 nalazi 15 milijardi kilometara od Zemlje, snaga odašiljača međuplanetarne sonde je 23 W (poput žarulje u vašem hladnjaku). Mnogi od vas će u nevjerici odmahnuti glavom - vidjeti prigušeno svjetlo žarulje od 23 vata s udaljenosti od 15 milijardi kilometara … nemoguće je.
Međutim, NASA -ini inženjeri redovito primaju telemetrijske podatke iz sonde brzinom od 160 b / s. Nakon 14 sati kašnjenja, signal odašiljača Voyagera 2 stiže na Zemlju s energijom od 0,3 milijarde trilionitog dijela Watta! I to je sasvim dovoljno-70-metarske antene Nasinih svemirskih komunikacijskih centara velikog dometa u SAD-u, Australiji i Španjolskoj pouzdano primaju i dekodiraju signale svemirskih lutalica. Još jedna zastrašujuća usporedba: energija radijske emisije zvijezda, usvojena za cijelo vrijeme postojanja svemirske radioastronomije, nije dovoljna da zagrije čašu vode za barem milijunti dio stupnja! Osjetljivost ovih uređaja jednostavno je nevjerojatna. A ako udaljena međuplanetarna sonda odabere ispravnu frekvenciju i usmjeri svoju antenu prema Zemlji, to će se zasigurno čuti.
Nažalost, u Rusiji ne postoji zemaljska infrastruktura za svemirske komunikacije na velike udaljenosti. Kompleks ADU -1000 "Pluton" (izgrađen 1960., Evpatoria, Krim) sposoban je osigurati stabilnu komunikaciju sa svemirskim letjelicama na udaljenosti ne većoj od 300 milijuna kilometara - to je dovoljno za komunikaciju s Venerom i Marsom, ali premalo za letovi na "vanjske planete".
Međutim, nedostatak potrebne zemaljske opreme ne bi trebao postati prepreka za Roscosmos - moćne NASA -ine antene će se koristiti za komunikaciju s uređajem u Jupiterovoj orbiti. Ipak, međunarodni status projekta obvezuje …
Konačno, zašto je Ganimed odabran za studiju, a ne Europa, koja je više obećavala u smislu traganja za ledenim oceanom? Štoviše, projekt je izvorno označen kao "Europe-P". Što je natjeralo ruske znanstvenike da preispitaju svoje namjere?
Odgovor je jednostavan i pomalo neugodan. Doista, prvotno je namjeravao sletjeti na površinu Europe.
U ovom slučaju jedan od ključnih uvjeta bila je zaštita letjelice od udara zračnih pojaseva Jupitera. I ovo nije pretjerano upozorenje - međuplanetarna stanica Galileo, koja je ušla u Jupiterovu orbitu 1995. godine, primila je 25 smrtonosnih doza zračenja na svoju prvu orbitu. Stanicu je spasila samo učinkovita zaštita od zračenja.
U ovom trenutku NASA ima potrebne tehnologije za zaštitu od zračenja i zaštitu opreme svemirskih letjelica, ali, nažalost, Pentagon je zabranio prijenos tehničkih tajni na rusku stranu.
Morali smo hitno promijeniti rutu - umjesto Europe izabran je Ganimed, koji se nalazi na udaljenosti od 1 milijun km od Jupitera. Približavanje planetu bilo bi opasno.
