К юбилею Galileo
7 и 8 декабря мировая планетология отмечает сразу два юбилея. Прошло два десятка лет с того момента, как созданный человеком аппарат Galileo впервые вышел на орбиту Юпитера, и с того момента, как рукотворный зонд впервые погрузился вглубь планеты-гиганта. Соавтор блога составил для интернет-изания «Чердак» хит-парад важнейших открытий миссии Galileo.
До Galileo с Юпитером «встречались» миссии Pioneer и Voyager, однако они у планеты-гиганта не задерживались и быстро отправлялись дальше, за пределы Солнечной системы. При этом Юпитер - на редкость интересный объект, так что было решено наконец исследовать его «с чувством, с толком, с расстановкой».
Аппарат Galileo в открытом космосе. Фото: NASA
роектировать миссию начали еще в 70-х годах XX века, однако запуск состоялся лишь в 1989 году - старт несколько раз откладывали из-за гибели в 1986 году космического челнока Challenger. Аппараты вывел на орбиту шаттл Atlantis. Полет к планете-гиганту продолжался шесть лет, еще почти восемь лет (намного дольше запланированного времени) длилась сама миссия, которая завершилась погружением самого аппарата в Юпитер.
В честь сразу двух юбилеев миссии «Чердак» предлагает вашему вниманию хит-парад важнейших открытий миссии Galileo.
Гаспра
Название астероида номер 951 (они нумеруются по порядку открытия) хорошо знакомо всем крымчанам. Гаспра - курорт, всего в 12 километрах от Симеизской обсерватории, где этот астероид и был открыт в 1916 году российским астрономом Григорием Неуйминым. Через три четверти века Galileo увидел его вблизи. Сближение позволило сделать множество снимков астероида, построить анимацию его вращения и сделать карту 80% его поверхности.
Снимки вращения Гаспры. Фото: NASA/JPL
Кстати, 31 кратер на Гаспре получил имена в честь разных курортных городов во всем мире.
Ида и Дактиль
Астероид номер 243, Ида, был открыт на три десятка лет раньше Гаспры - в 1884 году. Однако реальная встреча исследовательского аппарата с Идой состоялась на два года позже встречи с Гаспрой. В 1993 году, уже «пообщавшись» с 951-м астероидом, зонд вернулся к Земле, ускорился в ее гравитационном поле и вышел на финальный маршрут к Юпитеру. И вот тут было сделано, пожалуй, самое важное «астероидное» открытие Galileo: он выяснил, что у астероидов, оказывается, тоже могут быть спутники. Спутник-кроху назвали Дактилем. В греческой мифологии дактилями звали лилипутов («дактиль» по-гречески означает «палец», так что дактили - это мальчики-с-пальчик), живших на Крите на горе Ида.
Ида и Дактиль. Фото: NASA/JPL
За время сближения Galileo сумел заснять более 95% поверхности Иды, в том числе с высоким разрешением (до 30 метров на пиксель).
Падение кометы Шумейкеров-Леви
Еще до подлета к Юпитеру Galileo стал свидетелем грандиознейшего события, которое невозможно было увидеть с Земли. Супруги Юджин и Каролина Шумейкеры и (независимо от них) Дэвид Леви 24 марта 1993 года открыли необычную комету. Она представляла собой не одно твердое тело, из которого вырывается газообразный хвост, а цепочку самостоятельных обломков, каждый из которых имел собственный хвост. Судя по всему, незадолго до открытия комета Шумейкеров-Леви имела неосторожность приблизиться к Юпитеру на расстояние в 15 тысяч километров, и ее разорвало на части. Точнее, на 21 часть.
Комета Шумейкеров-Леви. Изображение: STScI
16-18 июля 1994 года все осколки когда-то единой кометы врезались в Юпитер со скоростью 64 километра в секунду. Само событие с Земли было не видно, однако его зафиксировал подлетавший Galileo, который находился в то время на расстоянии 1,6 астрономической единицы от Юпитера (астрономическая единица - расстояние от Земли до Солнца).
Температура вспышки достигла 24 тысяч кельвинов (это в три раза выше, чем на поверхности Солнца), а выделившаяся энергия оказалась в 750 раз больше накопленной во всем ядерном арсенале, находящемся на Земле. Действительно, такое лучше наблюдать с безопасного расстояния!
Вспышка от столкновения фрагмента кометы с Юпитером на его ночной стороне. Изображение: NASA/JPL
Погружение в Юпитер
За пять месяцев до того, как Galileo вышел на орбиту Юпитера, от аппарата отделилась часть весом 339 килограммов. Она тоже носила имя Galileo, и ей было уготовано сгореть в атмосфере Юпитера. Спускаемая часть Galileo пять месяцев свободно падала в поле тяготения Юпитера и постепенно разогналась до скорости 47 километров в секунду. 7 декабря 1995 года зонд под острым углом вошел в атмосферу. За две минуты он нагрелся до 15 тысяч градусов, а от трения его скорость упала до дозвуковой. После этого Galileo сбросил защитные кожухи, открыл парашют и целый час спускался в атмосфере планеты-гиганта, пройдя 150 километров от верхнего облачного слоя (да, на Юпитере тоже есть облака).
На 62-й минуте спуска сигнал исчез. В этот момент температура «за бортом» уже достигла 153 градусов по Цельсию, а давление - 23 атмосфер. За час с небольшим аппарат собрал бесценную информацию о верхних слоях крупнейшей планеты Солнечной системы. В частности, оказалось, что там меньше воды и меньше молний, чем ожидалось, но зато намного более ветрено: зонд зафиксировал скорость ветра в 530 километров в час!
Всего из толщи Юпитера удалось передать полмегабайта данных. Кажется, что это совсем немного, но нужно понимать, что на спускаемом аппарате не было камер - зонд передавал только параметры датчиков. А полмегабайта цифр - это огромный массив информации!
Ио
Ио - самый близкий к Юпитеру из галилеевых спутников (так называют четыре самых крупных спутника планеты-гиганта). И самый сложный для изучения: он находится внутри радиационного пояса планеты, и длительного пребывания в нем не выдержит никакая электроника. Galileo тоже изучал Ио издалека, лишь изредка приближаясь к нему на пару сотен километров. Еще до запуска зонда было известно, что спутник обладает уникальной вулканической активностью. Зонд это не только подтвердил, но и зафиксировал все вулканы на Ио, детально изучив их «работу». Оказалось, что вулканическая активность спутника в сто раз больше, чем вулканическая активность всей Земли!
Потоки лавы на Ио. Изображение: NASA/JPL/Galileo
Еще Galileo удалось открыть тонкую атмосферу Ио и даже сфотографировать полярные сияния на спутнике.
Ганимед
Ганимед - самый большой спутник в нашей Солнечной системе. Более того, по размеру он превосходит Меркурий. Ганимед фотографировали и аппараты Pioneer, и Voyager, однако по-настоящему качественные снимки спутника удалось получить только Galileo. Зонд целых шесть раз сближался со спутником и во время этих событий не только подробно отснял спутник (во время второго сближения Galileo прошел всего в 246 километрах от него), но и открыл собственную магнитосферу Ганимеда и подледный океан на нем.
Ганимед. Изображение: NASA/JPL/DLR
Европа
Безусловно, самый известный спутник Юпитера - это Европа. И не потому, что его название совпадает с названием части света, где мы живем. Еще до полета Galileo ученые предположили, что под поверхностью спутника есть океан жидкой воды, в котором возможна жизнь. Поэтому одним из главных приоритетов Galileo стало изучение Европы. Из 35 оборотов вокруг Юпитера более трети были «посвящены» Европе.
Galileo подходил к спутнику на расстояние до 200 километров, подробно сфотографировал его поверхность и достоверно подтвердил: океан подо льдом есть. Именно эти данные решили судьбу самого Galileo: по окончании миссии, чтобы исключить даже гипотетическую вероятность попадания земных микробов с аппарата на поверхность Европы, зонд «затопили» в Юпитере.
Каллисто
Самый редко упоминаемый из галилеевых спутников Юпитера, Каллисто, тоже не остался без внимания Galileo. Несмотря на то что более или менее приличные снимки Каллисто уже сделал Voyager, Galileo тоже совершил восемь пролетов мимо спутника, сделав еще более качественные снимки, на некоторых из которых видны 15-метровые детали.
Это исследование позволило предположить, что и под поверхностью Каллисто есть водный океан и что такое строение крупных спутников Солнечной системы скорее правило, чем исключение.
Амальтея
Этот спутник Юпитера больше всего известен русскоязычной публике по повести Стругацких «Путь на Амальтею». Специалистам же он знаком как одно из самых красных тел Солнечной системы. Амальтея более красная, чем Марс, и причина необычного цвета этого сравнительно небольшого спутника (240x146x128 км) до сих пор не ясна.
Красный спутник Юпитера Амальтея. Изображение: NASA/Calvin J. Hamilton
Одно из интереснейших открытий Galileo - паутинное кольцо Амальтеи: как выяснилось, одно из колец Юпитера целиком состоит из пыли, выбитой с Амальтеи ударами микрометеоритов. Кроме этого, аппарат зафиксировал рядом со спутником от семи до девяти неизвестных объектов - микроспутников Юпитера, тоже «отломанных» от Амальтеи метеоритными ударами.
Юпитер
Ну а что же сам Юпитер? Конечно, бОльшую часть данных о его строении дал спускаемый аппарат, который провел более часа в водородной атмосфере планеты-гиганта. Тем не менее и «большой» Galileo внес вклад в изучение Юпитера.
На его счету - подробное изучение темных колец планеты-гиганта и открытие их тонкой структуры, а также природы их образования (выбивание пыли со спутников); открытие гроз с молниями в 1000 раз мощнее земных; обнаружение «сухих» пятен в атмосфере Юпитера: содержание водяного пара в них в сотню раз меньше, чем в целом в атмосфере; первые наблюдения аммиачных облаков в атмосфере Юпитера; построение карты магнитосферы планеты-гиганта и многое другое.
Наследники
Миссия закончила свою жизнь в 2003 году погружением в Юпитер. После этого планету-гигант наблюдали лишь «пролетные» аппараты: Cassini по пути к Сатурну и New Horizons по пути к Плутону. В следующем году к Юпитеру должна прибыть миссия NASA Juno, а в 2022 году мы ждем старта европейского аппарата JUICE, на котором будут стоять и российские приборы. Так что стоит готовиться к новым открытиям.
http://chrdk.ru/weekend/2015/12/8/vazhnejshie_otkrytija_galileo/