Самые значимые открытия аппаратов «Вояджер»

Более 40 лет назад с Земли впервые были запущены два исследовательских корабля миссии Voyager, исследования которых полностью перевернули представления человечества о его родной Солнечной системе. Оказалось, впрочем, что самые значимые открытия относились не к планетам, а к их лунам!

Нестабильная атмосфера Юпитера, изменяющиеся кольца Сатурна, наклонная ось Урана и Беликое темное пятно Нептуна — всего 45 лет назад человечество и понятия не имело обо всех этих удивительных феноменах, существующих буквально «по соседству» с Землей. Но все изменилось, когда была запущена исследовательская миссия Voyager.

Как Voyager перевернул представление о космосе

Компьютерная цветовая мозаика Voyager 1, показываеющая восточное (левое) и западное (правое) полушария Ио.

По факту, первым был запущен аппарат Voyager 2 — он стартовал 20 августа 1977 года. Voyager 1, более быстрый зонд, покинул Землю 5 сентября 1977 года. Благодаря тысячам уникальных фотографий, которые оба космических корабля отправили на родную планету, астрономы впервые смогли изучить те особенности Солнечной системы, которые с земных телескопов увидеть не удавалось. Оказалось, что наша Луна, долгое время будоражившая умы ученых, является едва ли не наименее интересными среди всех естественных спутников!

Благодаря Voyager’ам, человечество обогатило свои знания инопланетной геологии, и многие открытия повергли астрономов в шок и недоумение. В холодных областях Солнечной системы обнаружились вулканы, извергающие лаву на высоту в сотни километров, а также признаки целые моря жидких углеводородов. Эти небесные тела должны были быть мертвыми кусками скальной породы, но вместо этого луны оказались так же важны и интересны для современной науки, как и их планеты-хозяева.

Мир пламени и серы

Компьютерная модель, демонстрирующая строение Ио в разрезе

Астроном Линда Морабито случайно оказалась на передовых рубежах открытия. Она пришла в Лабораторию реактивного движения NASA (JPL) до того, как закончила бакалавриат, чтобы изучить орбиты лун Юпитера. Ее работа заложила основу для стратегии навигации миссии Voyager, и, когда зонды приблизились к Юпитеру, Морабито работала навигатором для космических кораблей.

В прошлом, когда Галилей обнаружил Ио, Европу, Ганимед и Каллисто, они были не более чем маленькими точками на небе, но уже оспаривали представление людей того времени о космосе и о роли Земли в ее звездной системе. После миссии Voyager произошло примерно то же самое: Линда рассказывает, что «новая информация буквально лилась рекой», а потому она почти не спала в эти дни. Первые фотографии, полученные от зондов, были невелики и не отличались хорошим качеством — но на тот момент это были самый лучший способ поближе взглянуть на далекие планеты.

А затем космические зонды начали изучать Ио. Расположенная практически в 800 миллионах километров от Солнца, эта луна должна была представлять собой крошечный шарик из камня и льда. Вместо этого ученым предстал колоссальный шлейф извергающегося вулкана Локи, высота лавового фонтана которого достигает порой 400 км! Оказалось, что огромная гравитация Юпитера заставляют тектонические структуры спутника находиться в постоянном движении, что приводит к сильнейшей вулканической активности и выбросам магмы далеко за пределы поверхности Ио. Луна, размер которой составляет всего лишь четверть земного, оказалась самым опасным местом во всей Солнечной системе.

Углеводородный мир чудес

Цветная реконструкция Титана, сшитая из фотографий его поверхности, сделанных с помощью зонда Cassini

Кэролайн Порко присоединилась к Voyager в 1983 году после работы над диссертацией по Сатурну. Сейчас она вспоминает о том, как велика была разница в знаниях об этой удивительной планете до и после полета Voyager’ов. «Мы даже не знали, что в кольцах Сатурна есть какая-то структура!», со смехом уверяет она. Voyager 1 много работал над Сатурном, особенно с Титаном, используя метод дистанционного зондирования, который измеряет физические характеристики Луны. Телеметрический сигнал проходил сквозь планету, что позволяло ученым определить профиль ее плотности, состав, давление и температуру на поверхности.

Первоначально астрономы посчитали, что на Титане может быть жидкий азот, но после ряда вычислений пришли к тому, что эта луна слишком холодна. Другое дело — жидкий метан. Voyager не мог рассмотреть что-либо за густой атмосферой Титана, а потому ограничился фотографиями оранжевой дымки, за которой можно было лишь угадывать очертания тех или иных геоструктур. Но через 20 лет другой космический аппарат, всем известный Cassini, отправил на Титан зонд Гюйгенса, а сам еще раз провел обширное сканирование спутника.

Лигея, море жидких углеводородов на Титане

Миссия Cassini подтвердила то, что команда Voyager подозревала еще 40 лет назад: на Титане и в самом деле обнаружились моря. Не из воды, конечно: это огромные скопления углеводородов, преимущественно метана и этана. Может ли в этих условиях зародиться жизнь, пускай и не белковая — вопрос, который волнует ученых до сих пор.

Жидкая вода за 1400 миллионов километров от Солнца

Фотография Энцелада, сделанная аппаратом Voyager 2

Еще одной луной, которая вызвала у астрономов NASA неподдельный интерес, стал другой спутник Сатурна — Энцелад. Voyager выяснил точный размер луны, который составил 513 км в поперечнике со средним радиусом в 252 км, так что при желании ее можно утопить в Мексиканском заливе. Но что гораздо важнее, именно с экспедиции Voyager началась череда фантастических открытий, связанных с Энцеладом, которая продолжается и сегодня. Зонд обнаружил, что все старые кратеры на планете были стерты. Это удивило астрономов, потому что если планета «мертва» и на ней отсутствует геологическая активность, то все кратеры и трещины сохраняются в первозданном виде. К примеру луны, подобные Каллисто, покрыты кратерами как оспинами, потому что верхние слои их тектонических структур неподвижны. Энцелад же, вопреки ожиданиям, был гладким как жемчуг.

Кратеры, судя по всему, были стерты криовулканическими процессами. Что это такое? Представьте, что поверхность луны покрыта полужидким, слякотным льдом — достаточно теплым, чтобы подтаивать местами и постоянно обеспечивать смещение ледяных массивов и образование новых. Такой лед встречается в космосе довольно редко. Десять лет спустя Cassini удалось открыть, что под ледяным панцирем Энцелада скрывается огромный подземный океан, глубина которого может достигать 100 км!

Современная фотография Энцелада в цвете

Заключение

Астрономы во всем мире одержимы идеей поиска жизни в других звездных системах. Оказалось, впрочем, что и родная Солнечная система таит в себе еще столько неразгаданных тайн, что за ними совершенно необязательно лететь за многие световые годы. Быть может, уже в ближайшем будущем, когда у человечества появится возможность более пристально изучить поверхность и состав далеких планет и их спутников, нас ждет еще множество великих открытий. В космосе точно есть жизнь — и это человек.