Вокруг Света - Журнал «Вокруг Света» № 2 за 2005 год (2773)
Интересное событие произошло незадолго до выхода «Кассини» на сатурнианскую орбиту. Аппарат вошел в гравитационное поле Сатурна 18 мая 2004 года, а уже 11 июня прошел в непосредственной близости в 2 068 километрах, от внешнего его спутника – Фебы («Вояджер-2» проходил почти в 1 000 раз дальше). Возможность встречи с ней подарила сама природа за счет удобного положения этой маленькой луны на момент подлета. Ученые считают эту возможность уникальной удачей. Кроме того, Феба весьма необычный спутник. Орбита ее сильно вытянута, да еще и вращение происходит в противоположную сторону по отношению к другим сатурнианцам. Видимо, мы имеем здесь дело с захваченным гравитационным полем планеты-гиганта астероидом или ядром кометы. Снимки Фебы, переданные «Кассини» на Землю, оказались сенсационными. На них предстало астероидоподобное неправильной формы тело с размерами чуть больше 200 километров, усеянное кратерами всевозможных размеров, в том числе и гигантских, до 50 километров в поперечнике. При детальной съемке на стенках некоторых из них были обнаружены четкие слои какого-то белого вещества, лежащего под многометровым темным слоем. Казалось, что оползни обнажили ледяную основу Фебы. И это визуальное впечатление вполне подтвердили данные приборов «Кассини». По-видимому, Феба как минимум наполовину состоит изо льда. Маленькая сатурнианка по своим характеристикам оказалась очень похожей на Плутон и его спутник Харон, а также на многие объекты ледяного пояса Койпера, где сосредоточены протокометные ядра. А значит, она ближе к кометам, чем к астероидам. И это только первое прикосновение и первая тайна системы Сатурна.
Для того чтобы оказаться на сатурнианской орбите, «Кассини» предстояло выполнить долгожданный и ответственный маневр торможения. Он был давно и тщательно рассчитан, и вся программа действий помещена в память бортового компьютера. Радиосигнал летит от Земли до Сатурна почти 1,5 часа и еще столько же обратно. Значит, если оператор пошлет команду на торможение, то сообщение о том, что она выполнена, он получит лишь по прошествии 3 часов. За это время можно переделать уйму дел и при этом не опоздать на очередной сеанс связи. Так что если торможение не будет происходить на автопилоте, аппарат пронесется мимо желанной цели, и только его и видели.
И вот долгожданный день 1 июля 2004 года, которого так ждали конструкторы и ученые, наступил. В 2:11 по Гринвичу «Кассини» прошел так называемый восходящий узел траектории и преодолел плоскость колец Сатурна, причем проскочив точно между двумя тонкими внешними колечками, обозначаемыми как F и G. При этом аппарат был развернут таким образом, что остронаправленная антенна служила своеобразным зонтиком для хрупких приборов, защищая их от возможного воздействия находящихся между кольцами частичек пыли. К счастью, столкновения не повредили аппарату, но их было зафиксировано не менее 100 тысяч. Затем, через 24 минуты, над ярким, хорошо видимым с Земли кольцом A, включился на торможение один из двух основных двигателей аппарата. Он проработал целых 97 минут, израсходовав 850 килограммов топлива. За это время «Кассини» прошел наиболее близкую к Сатурну точку, всего в 20 тысячах километров над его облаками, промчавшись почти над всей плоскостью колец. А когда двигатель смолк, стало ясно, что мечта исследователей сбылась – «Кассини» оказался на орбите Сатурна. Это была долгожданная победа. Еще один нырок между тонкими кольцами и – окончился беспримерный перелет, который длился почти 7 лет по земным часам. В апартаментах же Властелина Колец это все заняло лишь четверть года, можно сказать, один сезон. Ведь сатурнианский год во много раз больше земного – эта планета совершает свой оборот вокруг Солнца за 29,5 года. За то время, пока «Кассини» находился в пути, Сатурн переместился из созвездия Рыб в созвездие Близнецов.
Цели и успехи миссииПосле выхода на эллиптическую орбиту межпланетного путешественника ждет большая и напряженная работа по крайней мере на ближайшие 4 года. Ему предстоит совершить 74 оборота вокруг Сатурна, периодически сближаясь с его спутниками, изучая их и саму планету, и при этом преодолеть еще 1,7 миллиарда километров. Для исследований кроме Фебы были выбраны еще 8 сатурнианцев. Так, запланировано по одному близкому пролету Мимаса, Дионы и Гипериона, по два – Тефии и Реи, и четыре встречи с Энцеладом. Но львиная доля внимания со стороны «Кассини» достается, безусловно, Титану – целых 45 пролетов на самых различных расстояниях. Это и есть главный гвоздь программы, выполняемой аппаратом во владениях Властелина Колец.
Первое знакомство «Кассини» с гигантским спутником с расстояния в 339 тысяч километров произошло через 30 часов после выхода на сатурнианскую орбиту, а именно 2 июля 2004 года. Это был так называемый нулевой пролет, начальная возможность примериться перед десантированием «Гюйгенса». Строго говоря, съемка Титана началась еще в мае, когда «Кассини» был только на подлете к Сатурну. Фотографирование в ближнем инфракрасном диапазоне (в полосе длин волн 938 нанометров) позволило выявить на покрытом завесой плотных облаков спутнике некоторые детали рельефа. Однако точно интерпретировать, что же представляют собой проступившие на снимках темные и светлые пятна, не представлялось возможным. Было даже непонятно, где впадины, а где возвышенности. Кроме того, «Кассини» запечатлел плавающие в азотной атмосфере облака, возможно, состоящие из метана. Стало ясно, что более близкий подход откроет куда более тонкие структуры. Интересные результаты дала съемка в ультрафиолетовых лучах. Она выявила второй слой атмосферы Титана. Он начинается на высоте несколько сот километров над поверхностью спутника и напоминает дымку. Видимо, он состоит из сложных органических молекул, образующихся из азота и метана в нижнем слое под действием ультрафиолетового излучения Солнца. Во всяком случае, эта гипотеза имеет право на существование и будет проверена в дальнейшем.
Новая, более близкая встреча с Титаном ждала «Кассини» в конце первого витка вокруг Сатурна и состоялась 26 октября. Этот пролет выявил куда больше интересных сведений о таинственном спутнике, нежели предыдущий. Аппарат прошел всего в 1 200 километрах от него, это в 300 раз ближе, чем в июле. Фотоснимки, которые были переданы из системы Сатурна на этот раз, просто завораживали. В инфракрасных лучах Титан предстал во всей своей красе, обнажив лежащую под завесой плотной атмосферы поверхность. На лике спутника ярко и четко проступило светлое пятно размером с континент, еще раньше получившее название Ксанаду. Оно граничит с темным районом с сильно изрезанной границей. Создается впечатление, что на снимке видна гладь моря с множеством заливов и островов. И именно в таком районе должен был совершить посадку «Гюйгенс». Причем сложность рельефа Титана подтвердил и бортовой радар. Так что вполне возможно, что внизу действительно море, только вместо воды в нем плещутся метан и этан. На Титане очень холодно, –180°С, и привычные нам газы становятся там жидкостями.
Таким образом, сегодня в результате исследований ученые не отрицают даже возможности наличия на Титане примитивной жизни или хотя бы каких-то органических процессов, схожих с происходившими миллиарды лет назад на Земле, еще до этапа зарождения на ней жизни. Звучит как фантастика, но нередко бывает, что реальность оказывается удивительнее любых вымыслов. Удалось уточнить и состав верхнего слоя атмосферы Титана: в ней обнаружены сложные органические молекулы бензола, диацетилена и пропана. Определены были и необходимые для успешного десанта данные по скорости ветра в атмосфере Титана. Она составляет от 15 до 35 метров в секунду, а это, учитывая плотность (в 1,6 раза больше земной) газовой оболочки гигантского спутника Сатурна, считается достаточно крепким ветром.
Программа дальнейших действийИ все же все эти уникальные открытия, скорее всего, поблекнут в сравнении с самым ярким событием экспедиции – посадкой на Титан европейского зонда «Гюйгенс». Для очередной прикидки по посадке «Кассини» еще один раз подходил к таинственному спутнику, на этот раз на расстояние 2 358 километров. Это произошло 13 декабря, а всего через 12 дней, 25 декабря, час пробил, и после срабатывания пироболтов «Гюйгенс» был отпущен в самостоятельный полет длиной 21 день (как ни странно, но маленький взрыв пирозаряда самый надежный способ нарушить жесткое соединение двух космических объектов и позволить им разойтись по своим траекториям). Долгожданная посадка, согласно расчетам, намечалась на 15 января 2005 года.
Спускаемый аппарат ждали достаточно продолжительное путешествие на парашюте в атмосфере Титана и обширная программа исследований после прититанивания. И если на Венере главными врагами исследователей были невероятная жара и давление, то вблизи Сатурна их подкарауливает космический холод. При столь близкой к абсолютному нулю температуре, как на Титане, не могут работать не только полупроводниковые приборы, но и аккумуляторные батареи, поэтому конструкторы постарались сделать все возможное, чтобы электроника не замерзла окончательно за расчетные часы полета и десятки минут пребывания на твердой поверхности или минуты плавания в море из жидких газов.
