Життя і смерть галилео

В. В. ШЕВЧЕНКО, доктор фізико-математичних наук
Державний астрономічний інститут
ім. П.К. Штернберга, МГУ

Життя і смерть галилео

Життя і смерть галилео

АМС "Галілео" (стартова маса 2223 кг, довжина 5.3 м). До основного блоку (орбітальному відсіку станції) у вигляді плоского багатогранника кріпилася зверху гостронаправлених радіоантена діаметром 4.8 м, а знизу - апарат, що спускається. На орбітальному модулі встановлено 11 наукових приладів масою 103 кг, спусковий апарат оснащений 7 приладами. Магнітометри укріплені на штанзі довжиною 11 м, щоб оберегти їх від впливу численних електронних пристроїв КА. Малюнок JPL / NASA.







З космічної пращі.

Дані, отримані під час прольоту близько Юпітера АМС "Вояджер-1 і -2" (Земля і Всесвіт, 1979, № 5; 1980, № 1), виявилися настільки цікавими, що вельми привабливою стала ідея створення і запуску в систему Юпітера спеціального апарату , призначеного для більш докладних, а головне, тривалих досліджень планети-гіганта і галілеєвих супутників. Як відомо, чотири найбільших супутника Юпітера помічені Галілео Галілеєм. Ім'я великого вченого отримав і космічний апарат, покликаний продовжити їх вивчення.

Однак початок виявилося нелегким. Схему виведення "Галілео" на траєкторію польоту до Юпітера довелося змінити. Згідно з прийнятим планом, оснащений розгінним блоком КА помістили у вантажний відсік "Атлантіса", звідки він і стартував до мети свого польоту. Але після трагедії "Челенджера" NASA не наважився запускати черговий "Спейс Шаттл" з настільки небезпечним вантажем, як розгінний блок "Галілео", який має значну кількість рідкого ракетного палива. Після вивчення багатьох варіантів була прийнята схема "космічної пращі" - пертурбаційний маневри близько планет. АМС оснащувалася тільки малим твердопаливним двигуном для виконання прольотів, і перший крок вона зробила не до Юпітера, а в іншу сторону - до Венери. За балістичним розрахунками, проліт повз сусідньої планети надавав "Галілео" додаткове прискорення. І ще двічі маневр передбачалося повторити перед тим, як "космічна npaща" розкрутить апарат до швидкості, необхідної для польоту до Юпітера.

Життя і смерть галилео

Життя і смерть галилео

Схема подорожі "Галілео" по Сонячній системі.

Життя і смерть галилео


З парашутом - НА ЮПІТЕР

Життя і смерть галилео

Вид екваторіальній "гарячої точки" Юпітера з підвищеною температурою і сухий атмосферою. Верхнє зображення "Галілео" - фрагмент хмарності Юпітера в сприйманих людиною кольорах. Штучні кольору нижнього знімка підкреслюють багатошаровість хмарної структури. Темно-блакитний колір вказує на глибоку "дірку" в атмосфері, що йде в зону підвищеної температури. У подібну "діру" потрапив спусковий апарат "Галілео". Розміри фрагмента досягають 34 тис. Км на 11 тис. Км. Фото JPL / NASA.

Життя і смерть галилео

Виявилося, що верхні шари атмосфери Юпітера містять менше водяної пари, ніж очікувалося. Тільки пізніше, зіставивши температури та вологості та інші дані, фахівці прийшли до висновку, що місце падіння апарату, що спускається не типово і його можна віднести до "гарячих точок" Юпітера через підвищену температуру і малого змісту водяної пари. Сильні атмосферні течії і турбуленція, спалахи блискавок на трасі спуску доповнили картину. Хоча по частоті виникнення блискавки в хмарному шарі Юпітера більш рідкісні, ніж на Землі, розряди по потужності приблизно в 1000 разів сильніше земних. Прилади виявили хмари, що містять амоній; як припускають, вони сформувалися в більш глибоких шарах атмосфери. Хімічний склад дослідженої частини атмосфери Юпітера не відповідає в точності хімічним складом Сонця, що, ймовірно, вказує на існування особливих процесів, що супроводжували його еволюцію.

Життя і смерть галилео

Найбільш неспокійний СУПУТНИК







За відносної поширеності вулканізм на Іо приблизно в 100 разів перевищує сучасний вулканізм Землі. Зображення, передані "Галілео", продемонстрували глобальні зміни виду поверхні за порівняно невеликі терміни. Наприклад, було помічено, що всього лише за чотири місяці площу близько 300 тис. Км 2. порівнянна з розмірами штату Арізона в США, повністю покрилася викидами з найближчого вулкана. Склад і властивості гарячих лав Іо можуть бути схожі з продуктами вулканізму, яке існувало на Землі більше 3 млрд. Років тому.

Життя і смерть галилео

Дослідження, проведені за допомогою приладів, встановлених на "Галілео", підтвердили і доповнили модель, що описує характер плазмового оточення Іо. Крім відомої структури плазмового тора, який повторює форму орбіти супутника, виявлені "магнітні труби", всередині яких плазма з низькою щільністю переноситься на великі відстані від Юпітера. Слід згадати і про потоках заряджених частинок, які рухаються уздовж силових ліній, що пов'язують Іо з областями заряджених частинок в атмосфері Юпітера. Складна як геометрично, так і фізично картина ще не повністю знайшла пояснення. Але дані "Галілео" істотно наблизили дослідників до вирішення загадок Іо.

ОКЕАН НА ЄВРОПІ?

Комбінований знімок поверхні Європи. Невелику ділянку крижаної кори показаний в збільшеному вигляді на врізки (масштабна одиниця 50 км). Видно крижані поля, що дрейфують по поверхні підлідного океану, глибина якого, можливо, більше 100 км. Фото JPL / NASA.

Життя і смерть галилео

На зображеннях Європи окремі області виглядають як відкладення випарувався сольового розчину. При великих, ніж на Землі, запаси води на ній, мабуть, існує величезний солоний океан під крижаною растрескавшейся і замерзлої поверхнею. За деякими морфологічними утворенням на поверхні супутника можна припустити, що в окремих районах крихкий шар літосфери не перевищує декількох кілометрів. З іншого боку, що виділяється за рахунок приливної механізму тепло недостатньо для розігріву існуючої маси льоду. Зареєстровані поля температурних аномалій - швидше за все, виходи потоків внутрішньої теплової енергії. Тому деякі фахівці пропонують модель конвективного виносу тепла з розігрітих надр Європи. Але в цьому випадку конвективная зона повинна бути досить значною за товщиною. Розрахунки приводять до висновку, що під порівняно тонкої літосферою, можливо, знаходиться океан рідкої води глибиною від декількох до десятків кілометрів. Ломка і торошеніе поверхневих льодів, ймовірно, тривають і в даний час. На відносну молодість поверхневих утворень Європи вказує практично повна відсутність ударних кратерів. Згідно з оцінками, поверхня Європи молода, не більше 10 млн. Років.

ДИНАМО-МАШИНА НА Ганімед?

Як відомо, Ганімед - найбільший супутник в Сонячній системі, за розмірами перевершує навіть Меркурій. Разом з тим його середня щільність (близько 2 г / см 3) вказує на велику частку крижаний складової, ніж у Європи, середня щільність якої - 3 г / см 3.

Сучасні знання про еволюцію планетних тіл вказують на те, що процеси тектонічних перетворень планет або великих супутників наслідок перебудови їх надр. В результаті загального плавлення відбувається диференціація внутрішніх шарів, внаслідок якої утворюються зовнішня кора з легкого матеріалу, проміжні горизонти мантії з важких порід і щільне металеве ядро. Пізніші глибинні процеси на кордоні мантії і кори викликають глобальні зміни в будові поверхні. Так влаштовані всі планети земного типу.

У чому ж полягає природа тектонічних структур Ганімеда? Які етапи його еволюції криються за химерним малюнком тріщин і борозен, які перетинають значні області поверхні гігантського супутника?

Життя і смерть галилео

Свідченням неодноразового падіння малих тіл, що змінили орбіту Ганімеда, служить зображення "Галілео" зі слідами порівняно недавнього падіння комети на його поверхню. Ядро цієї комети могло зруйнуватися на окремі фрагменти при близькому проходженні біля Юпітера як комета Шумейкеров-Леві 9, і 13 найбільш великих осколків при падінні на Ганімед утворили ланцюжок кратерів. Фото JPL / NASA (обробка Університету Брауна).

Імовірно, в минулому Ганімед зазнав незначних змін своєї орбіти, достатні для виникнення приливних деформацій супутника з подальшим розплавом надр.

У утворився розплаві відбулася диференціація речовини, що супроводжується виділенням рідкого металевого ядра, мабуть, генеруючого магнітне поле супутника. А іншим наслідком такої еволюції стали глибинні тектонічні процеси, що породили спостерігаються сьогодні форми рельєфу поверхні. Середній вік поверхні в окремих районах супутника може бути дуже давнім і досягати мільярдів років.

Ідилічну картину зовнішнього спокою порушили результати магнітометричних вимірювань, проведених "Галілео". Виявлено, що Каллісто активно реагує на магнітне поле Юпітера. Процеси в магнітосфері Ганімеда відрізняються: електричні струми в поле Каллісто іноді текли в протилежному напрямку. Подальше вивчення цього явища показало сувору синхронізацію ефектів в поле Каллісто з обертанням Юпітера. Оскільки надра Каллісто, мабуть, чи не генерували власного поля, постало питання про провідному середовищі для струмів, наведених полем Юпітера. З урахуванням досвіду досліджень інших великих супутників відповідь напрошувалася сама собою: під товщею крижаної літосфери може перебувати океан солоної води, яка є хорошим провідником для виявлених струмів наведеного поля.

Життя і смерть галилео

Слід зазначити і ще одну особливість появи океану в надрах Каллісто. Каллісто знаходиться майже в 2 млн. Км від Юпітера і не відчуває значних деформацій в результаті впливу приливних сил, як, наприклад, Європа. Тому, імовірним енергетичним джерелом розігріву надр можна вважати розпад радіоактивних елементів в ядрі супутника.

Точно розрахувати ЗАГИБЕЛЬ АМС

Життя і смерть галилео

Два великомасштабних зображення хмарного шару Юпітера в околицях Великого Червоного Плями отримані "Галілео" з інтервалом 70 хв. Стрілками показані виникли і розпорошився за цей час хмари білого кольору, можливо, що складаються з водяної пари. Розміри найдрібніших утворень досягають декількох десятків кілометрів. Фото JPL / NASA (обробка Каліфорнійського технологічного університету).

твердої речовини, що обертаються навколо Юпітера в зоні орбіти Амальтеї. Цим "нирком" апарат почав виконання третій додатковій програми польоту - завершального входу в атмосферу Юпітера. Апарат, який входив в атмосферу планети зі швидкістю 48.2 км / с, що не мав ніякої теплозахисту і пристроїв гальмування, повинен був згоріти при зануренні. Сенс падіння АМС на планету полягав в декількох годинах її поступового сходження з орбіти на 35-му (останньому) витку. За цей час "Галілео" ще раз обстежив найближчі околиці планети.







Схожі статті