Техно

Стартовала грандиозная космическая миссия, которая определит судьбу Земли

Исследование Юпитера и других планет раскроет тайны формирования Солнечной системы и позволит сделать прогнозы о будущем нашей планеты

5 июля началась одна из самых значимых космических миссий этого года — Juno («Юнона»). Спустя пять лет после запуска одноименный аппарат NASA достиг орбиты Юпитера — газового гиганта, крупнейшей планеты Солнечной системы. Juno составит точные карты магнитных и гравитационных полей планеты, которые раскроют тайны ее эволюции, а также позволят определить структуру поверхности, включая наличие или отсутствие твердого ядра. Миссия, стоимостью $1,1 млрд позволит также исследовать атмосферу Юпитера, разобраться, как он сформировался при зарождении Солнечной системы.

Чтобы изучить газовый гигант, Juno подойдет к нему на очень близкое по космическим меркам расстояние в 4200 км, что почти в 10 раз ближе, чем при реализации предыдущих юпитерианских миссий. Этого достаточно для проведения научных экспериментов на безопасном удалении от смертоносной радиации планеты, способной разрушить космический аппарат.

Юпитер стоит изучать по многим причинам. Прежде всего это поможет поставить точку в спорах, как образовалась Солнечная система. Официально принятая на сегодняшний день теория — взрыв древней массивной звезды и образование сверхновой. Обломки, которые не смогли преодолеть гравитацию ядра системы и остались в центре, сформировали Солнце, остальные — Землю, а также другие планеты, кометы и астероиды. Считается, что Юпитер появился первым, поскольку в состав планеты входят водород и гелий, из которых состояла Солнечная система в эпоху зарождения, тогда как вещества, сформировавшие другие планеты, появились гораздо позднее.

О том, что Юпитер стал первым, свидетельствует и его большая масса, то есть у планеты во время ее зарождения не было гравитационных конкурентов. А поскольку газовый гигант — первая планета Солнечной системы, его изучение позволит понять, как именно она сформировалась и что ждет наш мир в будущем. Параллельно в ходе миссии Juno ученые узнают, почему у Юпитера такое сильное магнитное поле, как такая гигантская планета может столь быстро вращаться (примерно в три раза быстрее Земли) и что вызывает на ней мощнейшие штормы и вихри. Так, планируется установить природу Большого красного пятна — урагана площадью в сотни миллионов квадратных километров, бушующего на Юпитере как минимум последние 400 лет.

По словам одного из руководителей миссии Скотта Болтона, для проведения запланированных экспериментов «Юнону» оснастили наилучшим современным оборудованием. В частности, на солнечную панель поставили магнитометры, которые позволят изучать направление и силу магнитного поля Юпитера. Приборы закреплены на панели аппарата для их максимально автономной работы вдали от другой электроники, чтобы снизить ее влияние на точность измерений. «Юпитер обладает сильнейшим радиационным фоном и мощнейшим магнитным полем. Поэтому мы создали аппарат, способный им противостоять. По сути, Juno — бронированный танк», — говорит Болтон.

«Юнона» — действительно уникальный аппарат, и не только потому, что он суперпрочный и ближе своих предшественников подойдет к Юпитеру. Это также первый в истории освоения космоса эксперимент по использованию солнечных панелей во внешней Солнечной системе. А перед торможением при приближении к Юпитеру Juno достигла рекордных скоростей из-за огромной гравитации газового гиганта — в 70 км/сек., что сделало ее самым быстрым летательным аппаратом в истории человечества. После очередного запуска двигателя 19 октября этого года скорость орбитального вращения «Юноны» увеличится с 53,5 дня до 14, после чего начнется основной этап научных исследований, которые продлятся около двух лет.

В феврале 2018 г. аппарат сбавит скорость до критично низкой и в процессе падения войдет в плотную атмосферу Юпитера. Juno придется сжечь в атмосфере газового гиганта, чтобы убрать потенциальный мусор с орбиты и не допустить столкновения станции со спутником Юпитера Европой, в подледных океанах которой может быть жизнь. Кроме того, проникновение «Юноны» в атмосферу Юпитера позволит изучить его изнутри. Специалисты NASA будут поддерживать связь с аппаратом, пока он не потеряет солнечные панели и не станет частью юпитерианской атмосферы.

Хотя миссия Juno — важнейшее космическое событие года, мир ожидает немало и других глобальных астрономических открытий. В частности, сейчас ученые работают над материалами, полученными в процессе еще одной миссии NASA — Dawn, которая официально завершилась 30 июня. Ее задачей было изучение Весты — одного из крупнейших астероидов в главном астероидном поясе, и уникальной Цереры, ближайшей к Солнцу и наименьшей среди известных карликовых планет Солнечной системы. Эта миссия стала первым случаем выхода на орбиту построенного людьми летательного аппарата в главном поясе астероидов между Марсом и Юпитером.

С момента его запуска в сентябре 2007 г. Dawn пролетел 5,6 млрд км и сделал 2450 оборотов вокруг Весты и Цереры, отправив на Землю около 69 тыс. изображений. В процессе реализации миссии специалисты собрали немало ценной научной информации. В частности, оказалось, что Веста полностью сухое тело, тогда как Церера покрыта на 25% льдом, под которым может быть жизнь. На Весте нашли гигантскую гору, более чем в два раза выше, чем Эверест, а на Церере —  загадочный кратер, который еще предстоит исследовать. Осталось и много других загадок, поэтому было решено после официального завершения миссии оставить аппарат Dawn на орбите Цереры. Руководитель отдела планетарных наук NASA Джим Грин говорит, что дополнительное наблюдение за Церерой, особенно по мере ее приближения к Солнцу, позволит сделать выдающиеся научные открытия. Предполагается, что Dawn сможет функционировать на орбите Цереры до весны 2017 г.

В планах NASA также изучение астероидов. В рамках миссии OSIRIS-REx, которая начнется 3 сентября, американское космическое агентство запустит зонд для сбора образцов 500-метрового астероида Бенну. Предполагается, что аппарат достигнет космического объекта в 2018 г. и отправит собранный материал на Землю. Эта миссия поможет больше узнать о происхождении и эволюции Солнечной системы, а также позволит реально оценить опасность астероидов. На основе полученной информации планируется разработать технологии, защищающие Землю от потенциального столкновения с огромными космическими булыжниками.

Еще одно знаменательное событие в истории космоса произойдет 30 сентября: в этот день завершится историческая миссия Rosetta, когда аппарат Европейского космического агентства спустится по спирали на поверхность четырехкилометровой кометы 67P/Чурюмова– Герасименко. Зонд будет медленно приближаться к комете, делая в режиме реального времени фотоснимки высокого разрешения и осуществляя новые исследования. При контакте с поверхностью кометы Rosetta сгорит, тем самым завершив свою миссию.

Каждый день комета Чурюмова–Герасименко, а вместе с ней модуль Philae и зонд Rosetta все больше удаляются от Солнца, соответственно, энергия аппаратов на исходе. Ученые говорят, что разрушение Rosetta на поверхности кометы — важный эксперимент, позволяющий провести дополнительные научные исследования и сделать снимки, которые принесут новую ценную информацию о Чурюмова–Герасименко и кометах в целом.

До конца года запланировано ввести в эксплуатацию спутниково-навигационную систему Galileo — совместный проект Европейского Союза и Европейского космического агентства. В миссии, предназначенной для решения геодезических и навигационных задач, помимо стран ЕС, участвуют Китай, Израиль, Южная Корея, Украина. В отличие от американской GPS и российской ГЛОНАСС система Galileo не контролируется национальными военными ведомствами. Ее создали для обеспечения Европы высокоточной позиционной системой, независимой от российской ГЛОНАСС, американской GPS и китайской Compass, которые могут прекратить поставлять информацию в случае военных действий или политического конфликта.

В рамках проекта в космос выведут в общей сложности 30 спутников. Кроме базовых бесплатных услуг навигации, аппараты Galileo обеспечивают уникальную глобальную функцию поиска и спасения, передавая сигнал бедствия в Координационный центр обеспечения безопасности. Пока ни одна из существующих аналогичных систем не имеет такой функции. Основные услуги системы Galileo бесплатны и доступны всем, а за высокоточное  определение частным пользователям и военным придется платить. В этом году аппараты Galileo ЕКА запускает с помощью собственной ракеты Ariane-5. Ранее спутники выводили на орбиту российскими «Союзами», но в начале года Европа отказалась от сотрудничества с РФ. По словам руководителя ЕКА Йохана-Дитриха Вернера, Ariane-5 значительно превосходит «Союз-СТ», поскольку способна нести на себе одновременно четыре спутника. Galileo уже включает 20 аппаратов, еще четыре запустят до конца года, что позволит системе начать предоставлять услуги уже в конце 2016 г.