За пределами Земли. В поисках нового дома в Солнечной системе - Чарльз Уолфорт

«Кассини» тоже пошел по следам «Вояджеров», но он направлялся не к Юпитеру, а к Сатурну. Он был задуман в начале 1980-х гг., запущен в 1997 г., а до Сатурна добрался в 2004 г. К тому времени Аманда была уже зрелым ученым и соисследователем на ультрафиолетовом спектрометре; она работала в Центре управления космическими полетами в Лаборатории реактивного движения в Пасадене — в SFOF при JPL, говоря языком аббревиатур, повсеместно используемым исследователями космоса.

Когда Аманда посетила JPL во время миссии «Галилео», Джастин Маки провел ее по лабиринту комнаток, в которых ученые и инженеры планировали порядок наблюдений аппарата Mars Pathfinder. Вернувшись сюда через 10 лет работать с «Кассини», она обнаружила похожий лабиринт комнат, но схема коридоров изменилась. Графики и рисунки на тему Сатурна и «Кассини» покрывали стены и свисали с потолка. Это был настоящий «Кассинилэнд». Здесь считается за честь быть «нердом», здешние офисы украшены атрибутикой «Звездных войн» и прочей популярной фантастики.

Хороший планетолог — командный игрок и оптимист, способный терпеливо дожидаться результатов своего труда. Миссии по исследованию внешней части Солнечной системы планируются и разрабатываются десятилетиями, а при изменении финансирования и приоритетов требуют перепланирования и переработки, и лишь потом дело дойдет до стартового стола, если вообще дойдет. Аманда и ее коллеги потратили годы усилий, воображение и надежду, проектируя космические аппараты, которые так и не были построены, взорвались на стартовом столе, потерялись в космосе, перестали выходить на связь или разбились о другую планету.

Когда на кону так много труда каждого ученого, рискованные для космического аппарата моменты — это часы совместного страдания многих коллег. Таким было приближение «Кассини» к Сатурну в 2004 г. Все собрались около зала управления на первом этаже Центра управления полетами, а кто не поместился — в большой аудитории близлежащего Городского колледжа Пасадены. Светящиеся экраны прорезали тьму комнаты управления цифрами и изображениями, показывающими состояние систем аппарата. Чтобы замедлиться и выйти на орбиту вокруг Сатурна, «Кассини» должен был обогнуть планету, выйти из зоны радиоконтакта, включить большой ракетный двигатель и пересечь плоскость колец Сатурна, а там могли встретиться частицы, способные разрушить аппарат.

Радиомолчание длилось почти час. Был только один способ узнать, удался ли маневр: ждать возобновления сигнала с «Кассини». Если этого не произойдет, то десятилетия работы и надежды сотен ученых пропали впустую — для многих из них это половина карьеры, которая обычно включает два больших проекта. Когда прошел час, «Кассини» просигналил о том, что он выжил и вышел на орбиту; облегчение и радость были ошеломляющими.

По сравнению с такими моментами мгновения новых открытий кажутся незаметными. Аманда плотно работала над исследованием спутников Сатурна и написала о своих открытиях ряд статей в сильнейшие журналы мира. Когда находилось что-то интересное, новости разносились по коридорам и электронной почте исследователей, работающих в этом же здании и в учреждениях по всему миру, — команда виртуальна и объединяется по телеконференцсвязи и по сети. Никто ничего не говорит на публике, чтобы не плодить преждевременных сенсаций, но каждый чувствует радость нового открытия.

До прибытия «Кассини» оранжевая атмосфера Титана, одного из спутников Сатурна, скрывала его поверхность от взгляда. Сквозь ее мглу способны проникнуть только лучи радара и некоторые волны инфракрасного диапазона. Ученые высказывали предположения о том, что там могут обнаружиться океаны этана и метана — углеводородов вроде земного природного газа, но жидких из-за низких температур. В момент прибытия, однако, «Кассини» ничего подобного не обнаружил. Он сбросил на поверхность Титана зонд «Гюйгенс» (Кассини и Гюйгенс — имена астрономов XVII века, открывших спутники Сатурна). «Гюйгенс» (Huygens) был разработан с таким расчетом, чтобы плавать на поверхности жидкости и измерять величину волн, но он приземлился на влажную, мягкую почву, по которой была разбросана галька водяного льда.

Но, когда «Кассини» стал пролетать над полярными регионами Титана, его радар увидел какую-то гладкую поверхность, напоминающую поверхность озера. По краям этой области были ветвящиеся формы, в точности похожие на русла, заливы и бухты береговых линий на Земле. Другой инструмент позволял измерять отраженный солнечный свет. В нужный момент «Кассини» «посмотрел» в ту сторону, где можно было ожидать увидеть отблеск света от поверхности предполагаемого водоема. К восторгу Аманды, он выглядел в точности как полуденный свет, отраженный водами земного озера.

Кроме Земли в Солнечной системе жидкость на поверхности встречается только на Титане. В его обширных озерах содержится во много раз больше углеводородов, чем обнаружено на нашей планете. Гравитационные измерения «Кассини» указывают на то, что в глубине Титана находится водный океан, но облака, дожди, реки и озера поверхности — этановые и метановые, как содержимое танкера со сжиженным газом. На Титане есть погода, пляжи и приливы, но там холоднее, чем в морозилке. Это место одновременно выглядит и знакомым, и очень странным.

Многое еще только предстоит узнать. Когда у Аманды или у кого-то из ее коллег появляется идея, например гипотеза о Титане, они могут предложить команде «Кассини» проверить ее. Но необходимы оптимизм и терпение. Если такое измерение не было предусмотрено на выбранной траектории аппарата, ученые и инженеры собираются, чтобы сопоставить затраты топлива и рискованность маневра с ценностью сведений, которые могут быть получены.

Команда с Земли достигает «Кассини» через 1,5 часа. Ошибку не удастся исправить быстро, если удастся вообще. Если решение о проведении измерения принято, каждая команда моделирует его на Земле, чтобы проверить безопасность для аппарата. От идеи ученого до получения данных может пройти несколько месяцев, а иногда и лет.

Это медленный процесс, но он работает. Со временем удалось собрать удивительно подробные изображения Юпитера, Сатурна и их спутников. Это целый зверинец странных миров, к настоящему моменту — самых интересных в Солнечной системе мест для изучения. На Европе ледяная кора покрывает океан жидкой воды. Ученые обнаружили этот океан, измерив электрические токи в нем, индуцированные магнитным полем Юпитера[30]. На южном полюсе Энцелада — спутника Сатурна — в космос бьют гигантские гейзеры водяного пара и льда. Как и в случае спутников Юпитера Ио и Ганимеда, внутренний жар этих тел объясняется постоянной деформацией, вызываемой приливными силами от мощных полей тяготения Юпитера и Сатурна.

То, что мы уже знаем о Солнечной системе, говорит нам, что искать место для колонии нужно «снаружи», на этих спутниках.

* * *

Планеты зародились из газопылевого диска, обращающегося вокруг Солнца. Пока они еще были свободны, тяжелые элементы сосредоточились в более горячих его участках ближе к центру. Когда планеты сгустились, как комки в пюре, те, что были ближе к Солнцу, оказались сформированы из скальных пород и металлов. Планеты внешней части Солнечной системы вобрали в себя более легкие элементы и в основном состоят изо льда и газов.