Istraživači u Laboratoriju za mlazni pogon dugo su bili lišeni mirnog odmora. Uzbuđeni otkrićima, spavali su u trenucima, a kad su se probudili, požurili su natrag u Centar za upravljanje letovima automatske međuplanetarne stanice Voyager. Ovdje su digitalni strojevi radili nevjerojatnom brzinom, pretvarajući tisuće bitova informacija, iskrivljenih zbog svemirskih i atmosferskih smetnji, u okvire telehronike, vitku grafiku i beskonačne redove brojeva. Ljudi sa zadihanim dahom gledali su slike u boji približavajućeg Saturna na ekranima.
33 milijuna kilometara ostao na planetu za izviđanje svemira. Prošle su 4 godine od lansiranja na kozmodrom, a dugačak put proteže se iza Voyagera 2 milijarde kilometara. Opasni pojas asteroida s beskrajnim nizovima meteoritskih tijela sigurno je pređen. Krhki elektronički uređaji izdržali su jaku hladnoću svjetskog svemira i elektromagnetske oluje u blizini najvećeg planeta Sunčevog sustava - Jupitera.
A naprijed? Opasnost od sudara sa stijenama i ledenicama u blizini Saturna prije nego što Voyager krene na svoje osmogodišnje putovanje na najudaljenije planete - Uran i Neptun.
… Pred očima onih koji su bili u Kontrolnom centru pojavila se grandiozna slika. Saturn, okrunjen golemom "ogrlicom", već je zauzeo gotovo cijeli okvir televizijske slike. Zlatnožuti planet sa sivkastim polovima i šarenim pojasevima koji su se jedva razaznali u magli jurio je i vrtio se u crnom ponoru neba.
Istraživači usmjeravaju svoj pogled na poznate Saturnove prstenove koji već nekoliko stoljeća proganjaju astronome.
Veliki Galileo prvi je primijetio nešto čudno u izgledu Saturna. Galileov teleskop bio je preslab i znanstveniku se činilo da Saturn ima ručke poput zdjele za šećer. Tek pola stoljeća kasnije Christian Huygens dokazao je da čudni polukrugovi sa strana planete nisu ništa drugo do tanki, već vrlo široki prstenovi.
Udaljenost do planeta je 33 milijuna kilometara. Na ekranu se nalaze tri Saturnova prstena, dugo otkrivena uz pomoć teleskopa: A, B i C. Međutim, na svemirskim snimkama možete vidjeti nešto što se sa Zemlje ne može vidjeti. Prije svega, složenost strukture prstenova i njihova nevjerojatna boja.
Najveći prsten - vanjski - svjetluca srebrnastom bojom, srednji je blago crvenkast, a unutarnji tamnoplav, proziran je, kao da je od tanke, jedva opipljive tvari.
8 milijuna kilometara. Samo četvrtina Saturnove hemisfere stane na televizijsku sliku. Sa strane planete zasjala su dva mjeseca blisko pritisnuta jedan protiv drugog - Tethys i Dione. No, znanstvenici se uporno vraćaju proučavanju prstenova. Nisu vidljiva tri, već sedam prstenova, ugniježđenih jedan u drugom. Evo ih, novootkrivenih: F - izvan starog A, G - izvan novog F, E - najširi prsten najudaljeniji od planeta, D - najbliži Saturnu.
Ali što je to? Uspoređujući fotografije, stručnjaci vide da se svaki od velikih prstenova raspada na mnogo uskih, jedva primjetnih "obruča". Na jednoj fotografiji ih je izbrojeno 95! Čak i u crnom "raskoraku" širokom 4 tisuće kilometara između prstenova A i B, koji je oduvijek bio prepoznat kao prazan, znanstvenici su izbrojali desetke tankih "obruča".
2 milijuna kilometara. Voyagerovi instrumenti imaju za cilj brzo približavanje Titanu, najvećem Saturnovom mjesecu. Veća je od planete Merkur. Uzbuđenje astronoma lako je razumjeti. Titan je jedini satelit u cijelom Sunčevom sustavu s moćnom atmosferom koja je 10 puta deblja od Zemljine. Voyager je proletio pored Titana na udaljenosti od 6,5 tisuća kilometara - 60 puta bliže od udaljenosti od Zemlje do Mjeseca. Pa ipak, znanstvenici su vidjeli malo na ekranu - spriječena je gusta magla titanske atmosfere, slična kemijskom smogu.
1 milijun kilometara. Na ekranu je zasljepljujuće svijetla Rhea drugi najveći Saturnov mjesec. Sve je prepuno kratera - kontinuirano svemirsko bombardiranje trajalo je milijarde godina. Još jedan satelit koji je svjetlucao u baršunastom mraku prostora došao je u vidokrug kamere. Ovo je Diona, koji je sličniji našem Mjesecu od ostalih objekata u Saturnovom sustavu, ali "mora" na Dioni nisu prekrivena učvršćenom lavom. Svuda je vidljiv vodeni led, čvrst poput kamena. Mreža bijelih "užadi" govori o mjestima gdje se voda koja je izvirila iz utrobe trenutno učvrstila, obavijena žestokim mrazom. Površinska temperatura Dione je minus 180 ° C - ovdje Sunce sja 900 puta slabije nego u Zemljinoj orbiti.
Ranije nepoznati satelit Saturn-12 (S-12) lebdi pred očima istraživača. Začudo, nalazi se u istoj orbiti kao i Dione. Istodobno, S-12 uvijek leti ispred Dione na udaljenosti od 1/6 orbitalnog opsega. U nebeskoj mehanici takav se fenomen obično naziva orbitalna rezonancija.
300 tisuća kilometara. Uskoro dolazi datum sa Saturnom. S lijeve strane izviđača, kao da pozdravlja njegov dolazak, pojavio se Mimas. Izgleda čudno. Prije milijardi godina ovaj se satelit sudario s velikim nebeskim tijelom - eksplozija kolosalne sile istrgla je toliko leda i kamena iz Mimasovog tijela da je nastao krater dubok 9 i širok 130 kilometara. Krater zauzima četvrtinu hemisfere satelita!
101 tisuću kilometara. Na takvoj udaljenosti su se divovski planet i glasnik Zemlje sreli i razišli. Saturn je toliko velik da se tijekom sati najbližeg približavanja u televizijskom okviru mogao vidjeti samo mali komad oblaka. Svuda su oblaci žuto-smeđe boje, oku neprobojni. Među fluktuirajućim bijelim prugama, vrtlozima i oreolima prolaze neke plavo -zelene mrlje, veličine Grenlanda ili Australije - to su "prozori" kroz koje se probijaju plinski vrtlozi iz dubina planeta.
Od svih planeta u Sunčevom sustavu, Saturn je po veličini odmah iza Jupitera. Unutar njega bilo bi dovoljno mjesta za tristo globusa. No, prosječna gustoća diva vrlo je niska - da negdje postoji fantastičan beskrajni ocean, Saturn bi plutao na njegovoj površini poput pluta.
Prema novom modelu, koji su stvorili Voyagerovi instrumenti, planet nam se čini kao spljoštena kugla vodika i helija na polovima. Moćna plinovita ovojnica Saturna, s povećanjem tlaka, prelazi u tekuće stanje bliže središtu. Tekući planet do same srži!
A što je s čvrstom jezgrom? Veličina je Zemlje, ali ima masu 15-20 puta veću. Toliko je velika gustoća tvari u središtu planeta, gdje tlak iznosi 50 milijuna Zemljinih atmosfera! A temperatura je + 20.000 stupnjeva! Tekuća kugla proključa, a u gornjem sloju oblaka planeta vlada jaka hladnoća. Kako nastaje ta velika razlika u temperaturi? S prostranstvom unutrašnjosti planeta i njegovom kolosalnom gravitacijom, plinovima je potrebno stotine godina da prenese toplinu dubina u gornji sloj oblaka Saturnove atmosfere.
Čudna kiša
Saturn zrači u svemir tri puta više energije nego što prima od Sunca. Prvo, toplina nastaje postupnim smanjivanjem plinskog diva - njezin se promjer smanjuje za milimetre godišnje. Osim toga, Saturn ima još jedan fantastičan izvor energije. Uzavrela Saturnova kugla hladila se od samog rođenja Sunčevog sustava. Prema izračunima astrofizičara, prije 2 milijarde godina, na velikoj dubini planeta, tlak unutrašnjosti pao je ispod kritične točke koncentracije helija. I počela je padati kiša … Čudna kiša koja lije do danas. Kapljice helija padaju tisućama kilometara u debljini tekućeg vodika, pri čemu nastaje trenje i pojavljuje se toplinska energija.
Olujno vrijeme
Pod utjecajem brze rotacije planeta (bilo koja točka na ekvatoru Saturna kreće se 14 puta brže nego na ekvatoru Zemlje) vjetrovi čudovišne sile pušu u tajanstvenom svijetu - na jednom mjestu Voyagerova oprema zabilježila je brzinu oblaka 1600 km / h. Kako vam se sviđa ovaj osvježavajući povjetarac?
Leće Voyagerove kamere klize u Saturnovu južnu hemisferu. Odjednom se na ekranima Centra za upravljanje misijama pojavila ovalna točka dugačka nekoliko desetaka tisuća kilometara - kopija Velike crvene pjege na Jupiteru. Planet Zemlja može slobodno stati unutar mjesta. Ali ovo je samo bijesni atmosferski vrtlog u atmosferi Saturna, kojem nema kraja.
Sudar
Voyager je nastavio let pored Saturna kada je radio komunikacija iznenada prekinuta. Znanstvenici nisu bili zabrinuti - prema proračunima, uređaj je nestao u "radijskoj sjeni" planeta. Kad je izviđač "izašao" s druge strane Saturna, situacija je postala zaista ozbiljna. Mehanizam za upravljanje gramofona s instrumentima je zaglavljen. Zar ne bi bilo moguće fotografirati noćnu stranu planeta ?! Šteta je što će se zbog tehničkog kvara morati otkazati planirani sastanak s velikim satelitima - Enceladusom i Tethysom.
Signali su se iz Kontrolnog centra slijevali u računalo međuplanetarne stanice. Kontrolu popravka mehanizma zakomplicirala je kozmička udaljenost - vrijeme kašnjenja radio signala između Zemlje i Saturna iznosi 1,5 sat. Na kraju je Voyagerov digitalni mozak otključao ciljne pogone TV kamera, ali vrijeme je izgubljeno i samo se Tethys blisko upoznala.
Kad se uređaj već udaljavao od Saturna brzinom od 22 km / s, znanstvenici su vidjeli električnu oluju u prstenovima Saturna. Munje, koje osvjetljavaju sjenovitu stranu, bacaju crvene odsjaje na noćne oblake planeta …
Završnica svemirske predstave
Gore opisani događaji zbili su se 1980.-1981., Kada su dvije automatske međuplanetarne stanice Voyager 1 i Voyager 2 proletjele pored Saturna. Kako bih izbjegao ponavljanja, odlučio sam ne govoriti o njima zasebno - sve vijesti o Saturnovom sustavu, koje su na Zemlju prenijele dvije naprave, uvjetno "stavljene u usta" jedne pod imenom "Voyager" (bez broja).
Postaje pomalo uvredljivo shvatiti da su naše svemirske tehnologije nakon tri desetljeća ostale na istoj razini.
Svake noći, kada sunce zađe, a tamno nebo prekriveno raspršenim zvijezdama, vidimo Kosmos. Za istraživanje svemira potrebna je fantastično sofisticirana tehnologija koja se temelji na naprednim dostignućima rakete, elektronike, nuklearne tehnologije i drugih znanstveno intenzivnih grana znanosti i tehnologije. Stoga letovi međuplanetarnih sondi, unatoč prividnoj nerealnosti i nedostatku praktične koristi, zahtijevaju rješavanje brojnih primijenjenih problema: stvaranje moćnih i kompaktnih izvora energije, razvoj tehnologija za svemirske komunikacije velikog dometa, poboljšanje struktura i motora, razvoj novih metoda pomaganja gravitacije, uključujući.h. pomoću Lagrangeovih točaka. Cijeli ovaj front istraživanja može postati "lokomotiva" moderne znanosti, a dobiveni rezultati mogu biti korisni u rješavanju gorućih problema. Ipak, većina problema ostaje neriješena.
Svi moderni plašljivi pokušaji istraživanja vanjskih planeta (misije Ulysses, Cassini, New Horizons) temelje se na istim tehnologijama i razvoju koji su korišteni u projektu Voyager. 30 godina nije stvoren niti jedan novi tip motora, pogodan za međuplanetarne letove. Na primjer, ionski potisnici japanske istraživačke sonde Hayabusa, koji se reklamiraju kao ultramoderna visokotehnološka, zapravo su dobro zaboravljeni razvoj iz sredine dvadesetog stoljeća-ionski potisnici bili su naširoko korišteni u sovjetskim sustavima kontrole stava meteorološki sateliti Meteor. Drugo, ionski motori prilično su specifičan alat: oni doista imaju nevjerojatno nisku potrošnju goriva (nekoliko miligrama u sekundi), ali, u skladu s tim, stvaraju potisak od nekoliko milimetara. Za ubrzanje svemirske letjelice potrebno je mnogo godina, pa se kao rezultat ne postiže stvarna korist.
Konvencionalni mlazni motori s tekućim pogonom (LPRE), ne samo da su vrlo proždrljivi - njihov je rad ograničen na desetke (stotine) sekundi, osim toga, oni nisu u stanju ubrzati letjelicu do potrebne brzine, na primjer, kako bi dosegli orbitu Saturna. Temeljni problem je što je protok plina prenizak. I nije ga moguće podići na bilo koji način.
Vrhunac mode 50 -ih - nuklearni mlazni motor nije doživio razvoj, zbog nedostatka bilo kakvih značajnih prednosti. Unatoč neugasivom plamenu nuklearnog reaktora, takav motor zahtijeva radnu tekućinu - t.j. zapravo, ovo je konvencionalni raketni motor na tekuće gorivo sa svim posljedicama i nedostacima koji slijede.
Izvorni način putovanja svemirom pomoću impulsa nuklearnih eksplozija, koji je predložio Freeman Dyson 1957. (projekt Orion), ostao je na papiru - previše odvažna i, iskreno, sumnjiva ideja.
"Osvajači svemira" (ovdje je to ironično u odnosu na cijelo čovječanstvo) 50 godina svemirskog doba nisu uspjeli stvoriti učinkovit motor za kretanje u međuplanetarnom prostoru. Nikada ne bismo vidjeli ni Jupiter ni Saturn, da nije nagovještaja stručnjaka za nebesku mehaniku - kako bi koristili gravitaciju planeta za ubrzanje AMS -a. "Međuplanetarni biljar" omogućuje vam postizanje ogromne brzine (15-20 km / s) bez upotrebe motora i istraživanje rubova Sunčevog sustava. Jedini problem su strogo ograničeni "prozori za pokretanje" - nekoliko dana (tjedana) jednom u nekoliko godina. Nema mjesta ni za najmanju grešku. Duge godine leta i nekoliko sati za sastanak s predmetom istraživanja.
Uz pomoć gravitacijskih manevara, "Voyageri" su letjeli, prema istoj shemi, moderna sonda "New Horizons" leti do Plutona, ali samo će za prelazak Sunčevog sustava trebati 9 godina. A onda će ekspedicija imati samo jedan dan za istraživanje udaljenog planeta! Sonda će velikom brzinom projuriti pored Plutona i zauvijek nestati u međuzvjezdanom prostoru.
