В середине 80-х — начале 90-х годов нашего столетия объектами непосредственного
контакта с посланцами Земли — космическими аппаратами — стали не только
Марс и Венера, но и Меркурий, Сатурн, Юпитер и другие небесные тела Солнечной
системы. С помощью автоматов мы получаем уникальную научную информацию
из дальнего космоса. Венера, Марс, Меркурий — это своеобразные мишени современной
космической техники, в направлении которых продолжаются старты межпланетных
автоматических станций. На удаленных трассах полета и вблизи планет проводятся
новые научные и технические исследования. В процессе длительных полетов
всесторонней проверке подвергаются бортовые и наземные средства радиоуправления
и телеметрии на больших расстояниях от Земли, проверяется функционирование
научной и служебной аппаратуры. По аналогии с этапами изучения Луны подготавливается
фундамент для будущих более сложных космических полетов. Ученые и инженеры
проектируют новые автоматические аппараты, которые через несколько лет
придут на смену тем, которые сейчас бороздят Вселенную. Ведущая роль на
этом этапе, как при полетах в околоземном космосе и на Луну, отводится
автоматическим аппаратам, ибо они во много раз дешевле пилотируемых, высоко
надежны и позволяют получать информацию из труднодоступных районов.
При запусках автоматических аппаратов в дальний космос отрабатываются
конструкции пилотируемых космических кораблей и систем, изучаются условия
полетов космонавтов. Здесь, как, пожалуй, ни в какой другой сфере исследований
и сообщений, дорогу человеку прокладывают автоматы. Автоматические станции
многих стран обогатили науку уникальными данными о физических параметрах
вблизи и на поверхности Венеры, Марса, Меркурия, Юпитера и других планет.
Наука впервые получила фотографии поверхности этих планет, а по некоторым
из них и химический анализ образцов слагающих их пород. Получен ценнейший
материал для развития теории происхождения и эволюции планет. Ученые многих
стран мира активно участвуют в изучении полученных данных.
Каковы же наиболее интересные космические трассы автоматических аппаратов
в этот период?
Расскажем о них и вместе с автоматическими станциями совершим несколько
«путешествий» в окрестности планет Солнечной системы. Не беда, что это
будут лишь мысленные прогулки, информация от автоматов дополнит наши представления,
сделает их в определенной степени документальными.
Начнем с полетов к Солнцу и к планетам, называемым астрономами внутренними,
потому что их орбиты заключены между Солнцем и орбитой Земли. Это Венера
и Меркурий — самая маленькая планета, расположенная ближе всего к Солнцу.
О Венере — «утренней звезде» мы уже знаем достаточно много по результатам
полетов автоматических станций, по данным астрономических наблюдений. По
своим размерам она близка к Земле, диаметр ее меньше земного всего лишь
на несколько сотен километров. Человеку трудно посетить эту планету, но
автоматические станции успешно решают эту сложную задачу; одни из них спускаются
на поверхность, другие дрейфуют в ее атмосфере.
На этот раз мы пролетим мимо Венеры и направимся непосредственно к Меркурию.
Наш полет преследует двойную цель: во-первых, провести попутное изучение
Венеры дистанционным методом, во-вторых, получить некоторое приращение
скорости, используя ее гравитационное поле с тем, чтобы изменить курс и
дальше двигаться к Меркурию.
Наша межпланетная станция должна облететь Меркурий на расстоянии 2—3
тысяч километров от его поверхности, а затем перейти на орбиту его искусственного
спутника. При этом необходимо сфотографировать планету, определить ее термические
характеристики, провести поиски атмосферы, магнитного поля и пояса радиации.
На станции установлен спускаемый аппарат для посадки на поверхность
планеты. Он должен отделиться от станции, которая, не уменьшая скорости,
в свою очередь продолжит путь к Солнцу.
Итак, мы на Меркурии...
Если на Венере температура составляла + 500°С, то здесь еще более жарко.
Это и понятно, ведь на поверхность Меркурия почти в 10 раз больше попадает
энергии Солнца, чем на нашу Землю.
В истории познания Меркурия есть один интересный факт. Раньше ученые
были убеждены, что Меркурий обращен постоянно одной стороной к Солнцу,
а другая находится в тени и там значительно холоднее. Но радиолокационные
измерения приносят сенсационную новость: Меркурий вращается вокруг своей
оси, правда, медленнее чем Земля, делая один оборот за 59 суток! У него
так же, как и на Земле, есть восход и заход Солнца, хотя наблюдаются они
как в кино с резко замедленной сменой кадров.
|
Но вернемся на Меркурий. Яркий ослепительный свет заставляет нас наблюдать
его через защитные черные светофильтры. С помощью этой оптики мы разглядываем
поверхность ближайшего небесного соседа Солнца. Чем-то он похож и на Марс,
и на Луну. Мы видим остатки кратеров, россыпи камней, похожие на разрушенные
скалы... Да, на Меркурии возможна вулканическая деятельность, которая и
привела к образованию горного рельефа. Контрольные спектроскопические исследования
показывают, что углекислого газа здесь нет. А ранее предполагали, что в
незначительных количествах он имеется. |
Не будем, однако, долго задерживаться на Меркурии, это опасно, так как
до его поверхности доходит гораздо больше губительного для жизни человека
излучения, чем на Земле. Вернемся поскорее на родную планету. А безводную
раскаленную пустыню Меркурия, полную неизвестностей и опасностей, пусть
будут исследовать самоходные автоматические установки, подобные первым
луноходам. Они будут надежно защищены от губительных температур и излучений.
Пока мы отдыхаем на Земле после «путешествия» на Меркурий, наша автоматическая
станция продолжает движение к Солнцу.
Температура начинает возрастать, растут потоки корпускулярной
и электромагнитной радиации, идущие от Солнца... Мы получаем уникальную
научную информацию. Жаль, что связь с аппаратом прерывается на расстоянии
от Солнца в 20—30 миллионов километров, но ничего не поделаешь — это предел
для работы аппаратуры в таких губительных условиях, далее плавится сама
конструкция аппарата. На это рассчитывали инженеры и ученые, ибо Солнце
— мощнейший источник тепла, и с этим надо считаться. Несомненно, что после
первого полета к Солнцу последуют и другие, а пока нужно оценить достигнутое,
обработать полученные научные результаты... |
|
Объектами первого знакомства и изучения с близких расстояний станут даже
самые удаленные от нас планеты: Уран, Нептун, Плутон.
Космические аппараты, отправляющиеся по этим марафонским межпланетным
маршрутам, также снабжены отделяющимися зондами для спуска их на поверхность
планет. При приближении к планетам проводятся разнообразные исследования:
фотографирование их поверхностей, температурные измерения, исследование
радиационных поясов, магнитных полей и многое другое. Изучаются также некоторые
астероиды, кометы и метеоры.
|
Астероиды обращаются вокруг Солнца
в основном между орбитами Марса и Юпитера на расстоянии около двух с половиной
астрономических единиц от Солнца. Обнаруженных астероидов сейчас уже насчитывается
около ста тысяч. Размеры их от 770 километров (Церера) до несколько десятков
метров. Большинство из них представляет из себя бесформенные глыбы разной
массы и физических характеристик. |
Как известно, в состав Солнечной системы входит большое количество комет.
Число их огромно — до ста миллиардов единиц! Они состоят из различных газов,
замороженных до твердого состояния — аммиака, метана, углекислого газа
и других. В «ледяное ядро» вкраплены и отдельные образования метеорного
вещества. Очень красивы светящиеся хвосты комет, возникающие в результате
испарения вещества ядра под действием солнечных лучей. Эти своеобразные
«шлейфы комет» растягиваются на многие миллионы километров.
Еще более мелкие и более многочисленные тела в Солнечной системе — это
метеорные потоки (рои) и собственно метеоры. Орбиты и параметры движения
некоторых метеорных роев известны и могут прогнозироваться. Встреча же
с отдельными метеорами всегда случайна и может представить серьезную опасность
для космических аппаратов.
Но вернемся к нашим экспедициям автоматических исследователей космоса.
Они интернациональны, ибо многие страны Земного шара внесли свой посильный
вклад в их снаряжение.
Программа этих научных экспериментов разрабатывалась учеными многих
государств и взаимосогласована. Все человечество внимательно следит за
первыми экспедициями к внешним планетам. Побываем и мы вместе с автоматическими
станциями вблизи дальних планет.
Преодолев огромное расстояние (по прямой от Земли до Юпитера
более 600 млн. км), космический аппарат достигает окрестностей самой большой
планеты Солнечной системы.
Сейчас мы проходим на удалении немногим более миллиона километров от
Юпитера и выбрасываем зонд на Ганимед — самый большой из двенадцати спутников
Юпитера. Здесь очень холодно, температура 130—150°С ниже нуля, хотя на
небе светит Солнце. Но оно кажется очень маленьким и совсем не похожим
на то, которое мы привыкли видеть с Земли. Поверхность Ганимеда покрыта
льдом, тускло отсвечивающим на фоне отчетливо видных возвышений. Смотрим
на Юпитер: картина величественная и волнующая. Огромная планета повисла
прямо над нами, похожая на тусклое Солнце с большим красным пятном, расположенным
не в центре ее, а ближе к периферии. |
|
Между прочим, размеры этого пятна, дрейфующего по планете, значительно
превосходят нашу Землю. Может быть оно связано с зарождением органической
жизни? Это предстоит еще проверить. Юпитер вполне может оказаться еще одной
планетой, кроме нашей, где могут, несмотря на низкую температуру, существовать
простейшие формы жизни. Тем более, что уровень гравитации там выше земного
всего лишь примерно в 2,5—3 раза, хотя Юпитер превосходит Землю по площади
почти в 1,5 тысяч раз. Планета окружена двумя мощными радиационными поясами,
у нее есть магнитное поле, а атмосфера состоит из водорода, гелия, метана,
аммиака.
С Ганимеда мы наблюдаем темные полосы, параллельные экватору планеты
и, по-видимому, тесно связанные с большой скоростью вращения Юпитера вокруг
своей оси — период вращения планеты примерно 10 часов!
К сожалению, поверхность планеты нам не видна, так как она скрыта слоем
атмосферы. Ганимед имеет диаметр порядка шести тысяч километров и превосходит
по своим размерам Меркурий, на котором мы уже были. У него есть сходство
с Луной, хотя ледяные покровы делают его своеобразным. Сутки на нем продолжаются
неделю, так что «солнечный» день составляет здесь десятки часов! Ганимед,
как и Луна по отношению к Земле, обращен к Юпитеру всегда одной и той же
стороной, где часто Солнце затмевается огромным Юпитером. Солнечные затмения
здесь не редкость. Другие же спутники Юпитера, как оказывается, вращаются
в направлении, обратном движению Ганимеда. В чем же дело? Причина пока
не найдена.
Итак, мы покидаем окрестности Юпитера, ибо особенно близко нам приближаться
к планете нельзя: ведь если вторая космическая скорость для удаления от
Земли составляет 11,19 км/сек, то для Юпитера она рекордна — 60,19 км/сек!
Так что имеющейся у нас энергетики не хватит, чтобы стартовать с Ганимеда
и уйти из зоны притяжения Юпитера.
Покинув его окрестности, продолжаем полет к другой загадочной планете
— гиганту Сатурну. Мы вблизи самого
большого спутника Сатурна — Титана. Его диаметр также велик — около пяти
тысяч километров. Атмосфера плотнее чем на Ганимеде и состоит в основном
из метана и аммиака.
В общем состав атмосферы Титана, по-видимому, близок к составу атмосферы
Сатурна, а может быть даже заимствован у нее. Удивительно и то, что при
таких громадных размерах Титан по своей массе превосходит Луну всего в
1,8 раза! Титан также обращен к Сатурну одной и той же стороной, что позволяет
проводить интересные наблюдения и опыты.
Сейчас мы видим одновременно огромный Титан, Сатурн и крохотное Солнце.
Удивительная картина!
|
Основная достопримечательность, которая выделяет Сатурн среди других
планет, это его кольца, лежащие в экваториальной плоскости. Внешнее кольцо
имеет радиусы 120—140 тысяч километров, среднее — 90—117 тысяч километров,
внутреннее — 79—90 тысяч километров. Внешнее кольцо отделено от среднего
щелью Кассини. Толщина колец от нескольких сотен метров до 5 километров.
Все кольца состоят из метеорных тел с размерами порядка метра, хотя недавно
возникло предположение, что это глыбы льда, вращающиеся вокруг планеты.
Высказывались также гипотезы, что размеры частиц в кольцах Сатурна микроскопичны
до 0,001 мм! Если бы не эти кольца, то Сатурн во многом бы походил на Юпитер.
И по-видимому, правы астрономы, считающие, что состав и внутреннее строение
этих планет во многом близки друг другу. |
Масса Сатурна всего лишь в три раза меньше массы Юпитера, но в 95 раз
больше массы Земли. Последнее удивительно, ибо по своему объему Сатурн
превосходит Землю в 760 раз! Причина заключается в том, что он имеет наименьшую
плотность среди планет Солнечной системы. Плотность Сатурна, Юпитера, Урана
и Нептуна составляют соответственно 0,12; 0,24; 0,20; 0,29 по отношению
к плотности Земли, принимаемой за условную единицу. Если средний вес одного
кубического сантиметра вещества на Земле равен 5,52 г, то для Сатурна эта
величина меньше единицы и равна всего лишь 0,68 г! Какое же вещество составляет
основу этой планеты? Может быть это вода и лед, как думают некоторые ученые?
Вполне может оказаться, что Юпитер, Сатурн и Нептун — это гигантские кладовые,
где сосредоточены почти все водные ресурсы нашей Солнечной системы. Кстати,
ученые с каждым годом получают все больше фактов о наличии воды на планетах.
Например, сейчас с большой степенью вероятности можно говорить, что
на Марсе на глубине около полуметра
начинается зона постоянной мерзлоты (с температурой до минус 50—70°С!),
а в ней есть водный лед. |
|
|
|
|
На Венере в атмосфере на высотах
50—60 километров содержится водяной пар. Предполагается, что облака Венеры
состоят не из обычной, а так называемой аномальной воды, открытой в 1962
году П. Н. Федякиным при конденсации паров обычной воды в тонких кварцевых
капиллярах и на кварцевых пластинах. |
Так что вода есть на планетах, правда, в разных фазах, где в твердой, где
в жидкой, где в газообразной, а где и во всех трех! А вода — одно из главных
условий органической жизни. Жизнь в других мирах искать нужно, и будем
надеяться, что наши поиски не будут безрезультатными.
Но еще раз оглянем Сатурн. Нам хорошо заметно его быстрое вращение вокруг
оси. Он совершает оборот за 10 с небольшим часов, то есть почти так же,
как и Юпитер, но процессы в атмосфере и, по-видимому, на поверхности несколько
замедлены. В чем причина? Будем ждать информации с зонда, посланного на
поверхность Сатурна.
И наконец, поищем нашу Землю. Без телескопа не обойтись, ибо отсюда
она иначе не видна, так как видимый диаметр ее составляет всего лишь около
двух угловых секунд! Да, далековато мы забрались. Следующая цель нашего
полета — Уран.
Это тоже планета-гигант. Его объем в 73,5 раза больше чем у Земли, а
диаметр превосходит земной в 4,2 раза. Это, правда, в два раза меньше,
чем у Сатурна и почти в три раза меньше, чем у великана Юпитера. Но даже
с самого далекого его спутника Оберона Уран кажется весьма внушительным
и менее освещенным, чем Сатурн или Юпитер. Уран удален от Солнца в среднем
на 19,2 астрономической единицы (2870 миллионов километров). Период обращения
вокруг Солнца около 84 лет.
В то же время вокруг своей оси он вращается очень быстро — за 10,7 часа.
Температура здесь просто ужасная: холод минус 200—210° С! Нам кажется,
что Уран похож чем-то на остальные планеты-гиганты. Различия, и даже существенные,
видимо, есть, но для их распознания потребуется получение информации с
зондов и многократные исследования этой планеты. Но есть у Урана одна примечательная
особенность. Ось вращения планеты лежит почти в плоскости ее орбиты.
Северный полюс планеты находится несколько ниже плоскости орбиты, а
южный — выше. Уран вместе со своими пятью спутниками совершает обратное
движение, то есть против направления движения всех внешних планет Солнечной
системы. В связи с такой особенностью день, как и ночь, на всей поверхности
планеты, за исключением узкой полоски вдоль экватора, продолжается несколько
наших лет. Непосредственно на полюсах планеты день продолжается 42 земных
года, то есть почти половину периода обращения Урана вокруг Солнца!
Наиболее крупные спутники Урана — Титания и Оберон. Мы пытаемся провести
фотографирование их, хотя условия для освещенности весьма неблагоприятные,
ибо даже Солнце видно отсюда лишь под углом всего лишь около 2-х минут
и кажется точкой, а сам диск Урана значительно слабее освещает местность,
чем Сатурн или Юпитер.
Попробуем получить информацию с шаров-зондов, ибо посадка на Уран аппарата
с возвращением также затруднительна— параболическая скорость для преодоления
притяжения вдвое больше второй космической для Земли и составляет 21,32
км/сек. Это, правда, не 60 км/сек, как на Юпитере, и не 36 км/сек, как
на Сатурне, но все же для нас еще пока недостижима. |
|
Наше путешествие подходит к концу. Перед нами Нептун—
предпоследняя по удаленности от Солнца планета.
4,5 миллиарда километров отделяют ее от Солнца. Грандиозность этого
расстояния трудно себе представить — более 4 часов идет радиосигнал со
станции на Землю! А скорость его распространения огромна — 300 тысяч километров
в секунду! Познакомимся с Нептуном и его спутниками. У него их два: Тритон
и Нереида. Сам Нептун по размерам близок к Урану, хотя несколько меньше
его. Диаметр его в 3,9 раза больше диаметра Земли, по объему поверхности
превосходит ее в 59 раз, по массе в 17!
Атмосфера планеты в основном состоит из метана и водорода. С Земли разглядеть
какие-либо детали рельефа на Нептуне не удается. Пытаемся разглядеть поверхность
Нептуна с орбиты его спутников, но видимость очень слабая, освещенность
мала, ибо солнечный свет слабо проникает в такие отдаленные районы. Но
мы все же видим, что рельеф планеты не совсем ровный, имеются отблески
льда, которого здесь, видимо, много — ведь температура очень низка: минус
210—220° С.
|
Данные зондирования принесли нам новую весть — в атмосфере обнаружено
наличие азота и гелия. Планета с сравнительно небольшой орбитальной скоростью
движется вокруг Солнца. (У Нептуна скорость 5,47 км/сек, Земли — 29,76
км/сек, у Меркурия 47,3 км/сек.) Чтобы совершить один оборот вокруг Солнца
Нептуну требуется 165 лет. Да, длинный здесь год. В то же время вокруг
своей оси он, как и другие гиганты, вращается быстро — за 15,8 часа, то
есть эффект вращения здесь достаточно велик и сказывается на характере
движения облаков в атмосфере. Таков Нептун, далекий и загадочный. |
Теперь отправимся в путь к самой удаленной планете Солнечной
системы — Плутону.
Чужестранцем-карликом выглядит Плутон
среди планет-гигантов. Наши сведения о нем весьма ограничены. Среднее расстояние
от Солнца составляет около 40 астрономических единиц (5,947 миллиардов
километров). Время обращения — 248 лет. Открыт он был сравнительно недавно,
в 1930 году.
По мнению некоторых астрономов Плутон раньше был спутником Нептуна.
Его орбита не похожа на орбиты других планет: сильно вытянутый эллипс со
значительным наклоном к плоскости эклиптики. При небольшой массе Плутона
предполагается, что плотность его огромна — до 50 г/см3. Мы не знаем пока,
что это за вещество, и есть основания думать, что диаметр Плутона определен
был ранее неправильно из-за большой отражательной способности планеты.
А если его поверхность хорошо отражает, то может быть она целиком покрыта
льдом? Да и температура приближается к абсолютному полюсу холода, составляя
минус 220—230°С! Значит нет здесь и плотной атмосферы. Проводим зондирование
и обнаруживаем в небольшом количестве только водород. Это не удивительно,
потому что кислород и азот при таком холоде замерзают.
Атмосферы на Плутоне нет, и небо как на Луне — космическое, черное.
Кругом темно и мрачно. Да, здесь не только неуютно, но и страшно. И даже
день, который длится здесь около 3,5 наших суток не намного спасает положение.
Таков Плутон — цель нашего многолетнего путешествия. |
|
Завершены наши маршруты по новым трассам... Читатель может
спросить — стоило ли так стараться? Если не нашли жизни, если не открыли
чего-то совершенно нового и необычного...
|
Да, форм жизни пока не обнаружили, а что касается нового, то ученые
получили только первые сведения, первые подтверждения своим гипотезам и
теориям, так что начинается практическая работа, а ее хватит на многие
столетия. Мы живем в эпоху, когда «прорубается окно» во Вселенную, и благодарные
потомки никогда не забудут первые десятилетия космической эры! |
|