A szonda jeges űrben lebeg. Három év telt el a baikonuri indulás óta, és hosszú út húzódik egymilliárd kilométer mögött. Az aszteroida övet biztonságosan keresztezték, a törékeny műszerek ellenálltak a világűr súlyos hidegének. És előre? Szörnyű elektromágneses viharok a Jupiter pályáján, halálos sugárzás és nehéz leszállás a Ganimédész felszínén - a gigantikus bolygó legnagyobb műholdjain.
A modern hipotézis szerint a Ganymede felszíne alatt hatalmas meleg óceán fekszik, amelyet valószínűleg a legegyszerűbb életformák laknak. Ganymedész ötször távolabb van a Földtől, a 100 kilométeres jégréteg megbízhatóan védi a "bölcsőt" a kozmikus hidegtől, a Jupiter szörnyű gravitációs meze pedig folyamatosan "megrázza" a műhold magját, kimeríthetetlen hőforrást hozva létre energia.
Az orosz szonda lágy leszállást kíván végrehajtani az egyik kanyonban, Ganymede jeges felületén. Egy hónap múlva több méteres mélységbe fúr jeget és elemzi a mintákat - a tudósok remélik, hogy megállapítják a jégszennyeződések pontos kémiai összetételét, ami némi képet ad a műhold belső szerkezetéről. Vannak, akik úgy vélik, hogy lehetséges lesz megtalálni a földönkívüli élet nyomait. Érdekes bolygóközi expedíció - Ganymede lesz a hetedik égitest *, amelynek felszínén földszondák látogatnak!
"Europe-P" vagy a projekt technikai oldala
Ha viccnek tekinthetjük Rogozin miniszterelnök -helyettes szavait a Nemzetközi Űrállomás "holdraszállásáról", akkor Vlagyimir Popovkin, a Roszkozmosz vezetőjének tavalyi nyilatkozata a közelgő Jupiter -misszióról komoly döntésnek tűnik. Popovkin szavai teljes mértékben egybeesnek Lev Zeleny akadémikus, a RAS Űrkutató Intézet igazgatójának véleményével, aki még 2008 -ban bejelentette szándékát, hogy tudományos expedíciót küld a Jupiter jeges holdjaira - Európába vagy Ganimédészbe.
Négy évvel ezelőtt, 2009 februárjában nemzetközi megállapodást írtak alá az Europa Jupiter System Mission átfogó tanulmányi program elindításáról, amelyben az orosz bolygóközi állomás mellett az amerikai JEO, az európai JGO és a japán JMO állomás is Jupiter. Figyelemre méltó, hogy a Roskosmos a program legdrágább, legösszetettebb és legfontosabb részét választotta magának - ellentétben más résztvevőkkel, akik csak keringőket készítenek elő a Jupiter négy "nagy" műholdjának (Europa, Ganymede, Callisto, Io) tanulmányozására. űrben az orosz állomásnak meg kell tennie a legnehezebb manővert, és óvatosan "leszállnia" a kiválasztott műholdak egyikének felszínére.
Az orosz űrhajósok a Naprendszer külső régiói felé tartanak. Még korai itt felkiáltójelet tenni, de maga a hangulat biztató. Az űr mélyéről származó jelentések sokkal érdekesebbnek tűnnek, mint a francia Riviéráról, ahol néhány orosz tisztviselő szórakozik a nyaraláson.
Mint minden ambiciózus projekt esetében, a Ganymede tanulmányozására irányuló orosz szonda esetében is sok a szkepticizmus, amelynek mértéke az illetékes és indokolt figyelmeztetéstől a szarkasztikáig terjed, "az orosz orbitális csoport feltöltésének stílusában" a Csendes -óceán fenekén."
Az első és talán a legegyszerűbb kérdés: miért van szüksége Oroszországnak erre a szuper-expedícióra? Válasz: ha mindig ilyen kérdések vezéreltek bennünket, az emberiség még mindig a barlangokban ült. Az Univerzum megismerése és feltárása - talán ez a létezésünk fő értelme.
Túl korai bármiféle konkrét eredményt és gyakorlati hasznot várni a bolygóközi expedícióktól-éppúgy, mint azt követelni, hogy egy hároméves gyermek önállóan keressen kenyeret. De előbb -utóbb áttörés fog bekövetkezni, és a távoli kozmikus világokról felhalmozott tudás mindenképpen hasznos lesz. Talán holnap kezdődik az űr "aranyláz" (néhány Irídium vagy Hélium-3-hoz igazítva), és erőteljes ösztönzőnk lesz a Naprendszer elsajátítására. Vagy talán még 10 000 évig a Földön maradunk, és nem tudunk belépni a világűrbe. Senki sem tudja, mikor fog ez megtörténni. De ez elkerülhetetlen, ha azt a dühöt és hajthatatlan energiát ítéljük meg, amellyel az ember új, korábban lakatlan területeket változtat bolygónkon.
A második kérdés, amely a Ganymede -i járathoz kapcsolódik, keményebben hangzik: képes -e a Roscosmos ekkora expedíciót lebonyolítani? Végül is sem orosz, sem szovjet bolygóközi állomások soha nem működtek a Naprendszer külső régióiban. A hazai kozmonautika a legközelebbi égitestek vizsgálatára korlátozódott. Ellentétben a négy kicsi, szilárd felülettel rendelkező "belső bolygóval" - a Merkúr, a Vénusz, a Föld és a Mars -, a "külső bolygók" gázóriások, felületeiken teljesen nem megfelelő méretűek és feltételek (és általában vannak -e ilyenek) "felszín"? A modern fogalmak szerint Yuriter "felszíne" egy szörnyű folyékony hidrogénréteg a bolygó mélyén, nyomás alatt, több százezer Föld légkörében).
De a gázóriások belső szerkezete apróság ahhoz képest, hogy milyen nehézségek merülnek fel a Naprendszer "külső régióiba" való repülésre való felkészülés során. Az egyik kulcsfontosságú probléma ezeknek a régióknak a Naptól való óriási távolságától függ - az egyetlen energiaforrás a bolygóközi állomás fedélzetén a saját RTG (radioizotóp termoelektromos generátor), amely több tíz kilogramm plutóniummal üzemel. Ha egy ilyen „játék” lenne a Phobos-Grunt fedélzetén, akkor az epika az állomás Földre esésével világméretű „orosz ruletté” változott volna … Ki kapta volna meg a „fődíjat”?
A még távolabbi Szaturnusszal ellentétben azonban a Jupiter pályáján a napsugárzás még mindig nagyon érzékeny - a 21. század elejére az amerikaiaknak sikerült létrehozniuk egy rendkívül hatékony napelemet, amelyet az új Juno bolygóközi állomással szereltek fel. Jupiter 2011). Sikerült megszabadulni a drága és veszélyes RTG -től, de a három "Juno" napelem mérete egyszerűen hatalmas - mindegyik 9 méter hosszú és 3 méter széles. Komplex és nehézkes rendszer. Eddig egyetlen hivatalos megjegyzés sem követte a Roscosmos döntését.
A Jupiter távolsága 10 -szer nagyobb, mint a Vénusz vagy a Mars távolsága - ezért felmerül a kérdés a repülés időtartamával és a berendezések megbízhatóságának biztosításával a nyílt űrben való sokéves működéshez.
Jelenleg kutatásokat folytatnak a nagy hatékonyságú ionmotorok létrehozása terén a távolsági bolygóközi repülésekhez - fantasztikus nevük ellenére ezek teljesen banális és meglehetősen egyszerű eszközök, amelyeket a szovjet műholdak szemlélet -szabályozó rendszereiben használtak. Meteor sorozat. Működési elv - ionizált gáz áramlik ki a munkakamrából. A "szupermotor" tolóereje Newton tizede … Ha az "ionmotort" az "Oka" kisautóra helyezi, az "Oka" autó a helyén marad.
A titok az, hogy ellentétben a hagyományos vegyi sugárhajtású hajtóművekkel, amelyek rövid időre hatalmas erőket fejlesztenek ki, az ionmotor csendesen működik a nyílt térben a távoli bolygó teljes repülése során. Egy 100 kg tömegű cseppfolyósított xenon tartály több tíz éves működésre elegendő. Ennek eredményeként néhány év elteltével az eszköz meglehetősen stabil sebességet fejleszt, és tekintettel arra, hogy a munkaközeg kiáramlásának sebessége az "ionmotor" fúvókájából sokszor nagyobb, mint a kiáramlás sebessége A hagyományos folyékony hajtóanyagú rakéta motor fúvókájából származó munkaközegből az űrhajók gyorsulásának kilátásai megnyílnak a mérnökök számára akár több száz kilométeres másodperc sebességig! Az egész kérdés az, hogy a fedélzeten kellően erőteljes és nagy kapacitású elektromos energiaforrás van, hogy mágneses mezőt hozzon létre a motortérben.
1998-ban a NASA már kísérletezett egy ionhajtóművel a Deep Space-1 fedélzetén. 2003 -ban a szintén ionmotorral felszerelt japán Hayabusa szonda az Itokawa aszteroidához ment. Az idő megmutatja, hogy a leendő orosz szonda kap -e hasonló motort. Elvileg a Jupiter távolsága nem olyan nagy, mint például a Plútóé, ezért a fő probléma a szonda berendezés megbízhatóságának biztosításában és a hideg és a kozmikus részecskék áramlása elleni védelemben rejlik. Reméljük, az orosz tudomány megbirkózik ezzel a nehéz feladattal.
A harmadik kulcsfontosságú probléma a távoli világok felé vezető úton rövidnek és tömörnek hangzik: Csatlakozás
Stabil kapcsolat biztosítása egy bolygóközi állomással - ez a kérdés nem bonyolultabb, mint a "Bábel tornya" építése. Például a Voyager 2 bolygóközi szonda, amelyet 2012 augusztusában a szonda elhagyott a Naprendszerből, és most lebeg a csillagközi űrben, a Sirius felé tart, amelyet 296 ezer Földév múlva ér el. Jelenleg a Voyager 2 15 milliárd kilométerre található a Földtől, a bolygóközi szonda adó -teljesítménye 23 W (mint egy izzó a hűtőszekrényben). Sokan hitetlenkedve csóváljátok a fejeteket - látni egy 23 wattos izzó gyenge fényét 15 milliárd kilométeres távolságból … ez lehetetlen.
A NASA mérnökei azonban rendszeresen telemetriai adatokat kapnak a szondától 160 bps sebességgel. 14 órás késés után a Voyager 2 adójele eléri a Földet 0,3 milliárd ezrelék ezermilliárd watt energiájával! Ez pedig elég-a NASA amerikai, ausztráliai és spanyol távolsági távközlési központjainak 70 méteres antennái magabiztosan veszik és dekódolják az űrbe vándorok jeleit. Egy másik ijesztő összehasonlítás: a csillagokból származó rádiókibocsátás energiája, amelyet az űrrádió -csillagászat teljes fennállása során elfogadtak, nem elegendő egy pohár víz legalább egy milliomodfokkal történő felmelegítéséhez! Ezeknek az eszközöknek az érzékenysége egyszerűen elképesztő. És ha a távoli bolygóközi szonda a megfelelő frekvenciát választja, és antennáját a Föld felé irányítja, akkor minden bizonnyal hallani fogják.
Sajnos Oroszországban nincs földi infrastruktúra a távolsági űrkommunikációhoz. Az ADU -1000 "Pluto" komplexum (1960 -ban épült, Evpatoria, Krím) stabil kommunikációt képes biztosítani az űrhajókkal legfeljebb 300 millió kilométer távolságra - ez elég a Vénusz és a Mars közötti kommunikációhoz, de túl kevés ahhoz, hogy járatok "külső bolygókra".
A szükséges földi berendezések hiánya azonban nem lehet akadály a Roscosmos számára - a NASA erőteljes antennái fognak kommunikálni a készülékkel a Jupiter pályáján. Ennek ellenére a projekt nemzetközi státusza kötelezi …
Végezetül: miért választották Ganymedest a tanulmányhoz, és nem Európát, ígéretesebbnek a jég alatti óceán keresése szempontjából? Ezenkívül a projektet eredetileg "Europe-P" -nek nevezték el. Mi késztette az orosz tudósokat arra, hogy újragondolják szándékaikat?
A válasz egyszerű és kissé kellemetlen. Valójában eredetileg az Európa felszínén akart leszállni.
Ebben az esetben az egyik kulcsfeltétel az űrhajó védelme volt a Jupiter sugárzási öveinek hatása ellen. És ez nem messzemenő figyelmeztetés - a Galileo bolygóközi állomás, amely 1995 -ben lépett a Jupiter pályájára, 25 halálos dózisú sugárzást kapott az első pályáján. Az állomást csak a hatékony sugárvédelem mentette meg.
Jelenleg a NASA rendelkezik a sugárvédelemhez és az űrhajók berendezéseinek árnyékolásához szükséges technológiákkal, de sajnos a Pentagon megtiltotta a technikai titkok átadását az orosz oldalnak.
Sürgősen változtatnunk kellett az útvonalon - Európa helyett Ganymedest választották, amely 1 millió km -re található a Jupitertől. Veszélyes lenne közelebb kerülni a bolygóhoz.
