Поиск по сайту


Астрономия без конца и края

Глава седьмая
Полёты к газовым гигантам


Полёты к газовым гигантам гораздо сложнее, чем к Луне, Марсу или Венере. Во-первых, конечно, эти путешествия значительно более длительные и требуют очень надёжной техники. Среднее расстояние от Солнца до Юпитера — примерно пять а.е. (астрономических единиц), до Сатурна — 10 а.е., а до самого далёкого гиганта, Нептуна, — 30 а.е.

Поэтому, если до Луны можно добраться за несколько дней, до Марса — за несколько месяцев, то путь до газовых гигантов может занять несколько лет.

Если ребёнок родится, например, вместе с запуском межпланетной станции, то он успеет научиться ходить, говорить, закончить детский сад и пойти в школу, а станция ещё только будет подлетать к месту назначения. Так было со станцией Кассини-Гюйгенс: она летела до Сатурна семь лет.

Во-вторых, пояс астероидов. Вначале было неясно, сможет ли космический аппарат без вреда для себя пересечь его, чтобы добраться хотя бы до ближайшего газового гиганта — Юпитера. Но станция «Пионер-10», запущенная в 1972 году, успешно преодолела это препятствие, успев по дороге немного исследовать пару астероидов, и достигла цели своего запуска — пролёта вблизи Юпитера.



Третье препятствие — это трудность использования солнечных батарей для получения электричества. Они очень удобны вблизи Земли и дают электроэнергию многим объектам на околоземной орбите: и пилотируемым кораблям, и автоматическим станциям. Для большого удаления от Солнца нужно снабдить аппараты бесперебойными источниками энергии, не зависящими от солнечного света, которые дали бы возможность много лет работать бортовым компьютерам, телескопам, фотокамерам, другим приборам, а также радиопередатчику, чтобы полученные данные сообщать на Землю.

Для этого можно использовать, например, радиоизотопный термоэлектрический генератор, который преобразует энергию естественного радиоактивного распада в электрический ток. Он даёт не очень большую мощность, зато не требует обслуживания и может производить энергию десятки лет. Например, такой генератор, установленный на аппарате «Вояджер-1», рассчитан на 50 лет работы.

«Вояджер-1» был запущен в 1977 году, улетел от Солнца уже на расстояние более 149 а.е. (2020 год) и сейчас является самым далёким объектом, созданным человеком. Он вышел за пределы Солнечной системы. Предполагают, что работы его батарей хватит для его электропитания до 2025 года. Именно «Вояджер-1» при подлёте к Юпитеру в 1979 году заметил, что у этой планеты тоже есть система колец.

Космические аппараты, подлетающие к окраине Солнечной системы — облаку Оорта Космические аппараты, подлетающие к окраине Солнечной системы — облаку Оорта

Часть колец Урана и Нептуна была открыта астрономами с Земли, часть — космическим аппаратом «Вояджер-2» (близнецом «Вояджера-1»), часть — космическим телескопом «Хаббл».

«Пионеры» и «Вояджеры» изучали газовые гиганты, пролетая мимо них. Понятно, что гораздо больше информации можно получить, задержавшись около планеты.

Около Юпитера и Сатурна работали и работают искусственные спутники. Галилео, названный в честь Галилея, — это первый космический аппарат, ставший в 1995 году искусственным спутником Юпитера. Он проработал на его орбите целых восемь лет. Он изучал сам Юпитер, его кольца и спутники.

Галилео провёл уникальные наблюдения. Например, он стал свидетелем очень редкого явления — падения на Юпитер кометы Шумейкеров-Леви. Оно произошло на стороне Юпитера, в тот момент не видимой с Земли.

Кроме того, Галилео отправил зонд в атмосферу Юпитера, который самоотверженно проводил измерения и передавал данные до самого последнего момента, пока его не расплющило огромное давление. Этот зонд продержался около часа. Сам аппарат Галилео по завершении своей миссии тоже был направлен в атмосферу Юпитера, где и сгорел. Это было сделано специально. Дело в том, что на галилеевских спутниках есть жидкая вода и могут быть живые существа. Поэтому учёные боятся занести туда земные микроорганизмы с обломками космических аппаратов, которые могли бы погубить юпитерианскую флору и фауну.

Сейчас (2020 год) на орбите Юпитера работает орбитальная станция «Юнона». «Юнона», в отличие от других станций, направленных к газовым гигантам и дальше, получает электричество от огромных солнечных батарей размером почти с волейбольную площадку. Поэтому она не будет загрязнять космос радиоактивным плутонием и его отходами.

Около Сатурна с 2004 года работает орбитальная станция «Кассини». Она впервые в истории изучения планет послала зонд на крупнейший спутник Сатурна — Титан. Этот зонд — зонд «Гюйгенс» — совершил мягкую посадку на поверхность спутника с помощью огромных парашютов.

Посадка зонда Гюйгенс на Титан Посадка зонда Гюйгенс на Титан. Коллаж автора

Далёкие газовые гиганты — Уран и Нептун — пока изучались космическими аппаратами только с «пролётных» миссий.

Уран и Нептун отличаются от Юпитера и Сатурна. Видимо оттого, что они дальше от Солнца, где холоднее, у них могут быть ледяные ядра, в отличие от Юпитера и Сатурна, где «ядро» состоит, возможно, из металлизированного водорода, то есть водорода, который из-за огромного давления приобрёл некоторые свойства, сходные со свойствами металлов.

Вероятно, именно эти «ядра» отвечают за сильное магнитное поле, которое создают вокруг себя газовые гиганты. Магнитное поле Юпитера впервые непосредственно наблюдал аппарат «Пионер-10».

Взаимодействие магнитного поля, атмосферы и солнечного ветра приводит к появлению полярных сияний, как и на Земле. Только, в отличие от Земли, полярные сияния на Юпитере не гаснут никогда. Вокруг его полюсов непрерывно горят яркие короны, венчающие «царя планет». Полярные сияния на Земле видно невооружённым глазом: чаще всего они бывают зелёные и красные. На Юпитере этим зрелищем можно наслаждаться только с помощью наблюдений в ультрафиолетовых лучах. Цвет полярных сияний определяется составом атмосферы. За зелёные и красные сполохи полярных сияний на Земле отвечают атомы и молекулы кислорода, которого практически нет в газовых гигантах.

Обычный цвет полярного сияния на Земле Обычный цвет полярного сияния на Земле

Полярные сияния наблюдаются и у Сатурна, и у Урана. Удивительны и ветра, которые дуют на этих планетах. Точнее, с земной точки зрения, это не ветра, а ураганы, потому что их скорость достигает сотен километров в час. Самая большая скорость урагана обнаружена на Нептуне и достигает 2100 км/ч.

В атмосферах газовых гигантов наблюдаются и огромные вихри, и смерчи. Самый знаменитый «живёт» уже около трёхсот лет. Это красное пятно Юпитера. Причину цвета этого «пятна», как и полос Юпитера, ещё предстоит выяснить. Это одна из задач космических аппаратов, запускаемых к этой планете.

На Сатурне есть другой знаменитый вихрь: это шторм около северного полюса, который имеет форму правильного шестиугольника. Его «увидели» в 2006 году. Ничего похожего не найдено ни на Земле, ни на других планетах.

А вот молнии наблюдаются на всех планетах с атмосферой. Естественно, что у газовых гигантов и молнии тоже гигантские, в тысячи раз мощнее и ярче, чем на Земле.

Удивительным фактом является то, что Юпитер излучает тепла больше, чем получает от Солнца. Его иногда называют «недозвездой». Ведь по составу он (как и Сатурн) напоминает Солнце, и только недостаток массы не дал ему возможность «вспыхнуть» настоящей звездой.


Вопросы для вдумчивого читателя

1. Какой космический аппарат впервые обнаружил, что кольца есть не только у Сатурна?

2. На какие спутники планет Солнечной системы садились космические аппараты?

3. У каких газовых гигантов ещё не было искусственных спутников

? 4. На какой планете дуют самые сильные ветра?

5. Как увидеть полярные сияния Юпитера?





© Автор текстов, заданий, рисунков: Антонина Лукьянова,
специально для портала «Солнышко»solnet.ee,
опубликовано 6 ноября 2020 г.


Комментарии к публикации
Астрономия без конца и края


28.09.2020, 10:05
Наталья

Спасибо за новую рубрику! Будем с дочкой читать.
09.10.2020, 10:19
Inessa

Ochen poznavatelno. Spasibo, chto pomogaete razvivat detei!
30.10.2020, 12:09
Инна

Очень познавательно. Спасибо!
23.11.2020, 10:31
Валентина

Очень интересно, доступно, познавательно. Большое спасибо!

Ваше имя:
Ваш комментарий:
Докажите, что Вы не робот!
Поставьте галочку или введите написанные символы:


Поиск по сайту

Опрос


Сколько времени Ваш ребенок находится дома один?



Посмотреть результаты

© 1999-2019, портал «Солнышко» solnet.ee Перепубликация материалов без письменного согласия редакции и авторов запрещена
solnet® — зарегистрированный товарный знак. Все права защищены и охраняются законом.
Лауреат конкурса Премия РунетаЛауреат национальной Интернет премииПобедитель конкурса Золотой сайт     Рейтинг@Mail.ru      

Сервер: fiber.ee