Космос для не космонавтов - Денис Игоревич Юшин

и изучал планету с 1995 до 2003 года. В течение этого периода «Галилео» собрал большой объём информации о системе Юпитера, подходя близко ко всем четырём гигантским галилеевым спутникам. Он подтвердил наличие тонкой атмосферы на трёх из них, а также наличие жидкой воды под их поверхностью Европы. Аппарат также открыл магнитное поле вокруг Ганимеда. Достигнув Юпитера, он наблюдал столкновения с планетой осколков кометы Шумейкеров – Леви.

В декабре 1995 года «Галилео» направил спускаемый зонд в атмосферу Юпитера. Эта миссия по близкому исследованию атмосферы является единственной в своём роде. Зонд входил в атмосферу со скоростью 60 км/с. Несколько часов он спускался в атмосфере газового гиганта и передал на Землю её химический, изотопный составы, а также много другой крайне полезной информации.

Сегодня Юпитер изучают при помощи аппарата NASA под названием «Юнона».

Что будет дальше?

В 2021 году в рамках программы NIAC (NASA Innovative Advanced Concepts), направленной на поддержку инновационных идей в астрономии и космонавтике, было выбрано несколько проектов. Среди них – отправка на спутник Юпитера Европу роя 3D-печатных плавающих микророботов. Они будут заниматься анализом свойств подлёдного океана юпитерианской луны и искать биомаркеры (NASA, Swarm of Tiny Swimming Robots Could Look for Life on Distant Worlds, 2022).

Микророботы проекта SWIM (Sensing With Independent Micro-Swimmers), длиной около 12 см, будут поддерживать связь при помощи ультразвука. Около 40 таких роботов загрузят в криобот длиной 10 и диаметром 25 см. Криобот будет пробираться сквозь кору Европы и плавить лёд, чтобы выпустить микророботов в океан.

В NASA уже объявили об успешном завершении первой фазы работ по проекту и присудили команде 600 тыс. долларов на реализацию следующего этапа. В рамках второго этапа планируется провести проектирование, прототипирование и тестирование прототипа робота, системы связи роботов между собой, а также создать модель управления роем.

Только представьте, если данные Джеймса Уэбба покажут биомаркеры на далёких планетах, а роботы SWIM – на Европе, насколько изменится наше отношение к жизни во Вселенной!

Сатурн

Систему Сатурна изучали только четыре космических аппарата.

Первым был «Пионер-11», который пролетел мимо в 1979 году. Он отправил на Землю снимки планеты и её спутников с низким разрешением. Изображения оказались недостаточно четкими, чтобы на них можно было подробно разобрать особенности системы Сатурна. Однако аппарат помог сделать другое важное открытие. Выяснилось, что расстояние между кольцами заполнено неизвестным материалом.

В ноябре 1980 года систему Сатурна достиг аппарат «Вояджер-1». Через девять месяцев Сатурна достиг и «Вояджер-2». Именно он отправил на Землю фотографии гораздо бóльшего разрешения, чем его предшественники. Благодаря этой экспедиции удалось открыть пять новых спутников и выяснить, что кольца Сатурна состоят из маленьких колечек.

В июле 2004 года к Сатурну приблизился аппарат «Кассини-Гюйгенс». Он провёл на орбите 6 лет и все это время фотографировал Сатурн и его спутники. Во время экспедиции аппарат высаживал зонд на поверхность самого крупного спутника Титана, откуда удалось сделать первые фотографии с поверхности. Позже этот аппарат подтвердил существование на Титане озера из жидкого метана. За 6 лет «Кассини-Гюйгенс» обнаружил ещё четыре спутника и доказал присутствие воды в гейзерах на спутнике Энцеладе. Благодаря этим исследованиям астрономы получили тысячи хороших снимков системы Сатурна.

Следующей миссией к Сатурну, вероятно, станет изучение Титана в рамках совместного проекта NASA и Европейского космического агентства. Ожидается, что это будет изучение недр самых больших спутников Сатурна. Дата запуска экспедиции до сих пор неизвестна.

Плутон

Эту планету изучали лишь одним КА – «Новые горизонты». При этом цель миссии заключалась далеко не только в фотографировании Плутона.

Плутон и Харон. Составное фото из двух кадров

Меркурий

Ещё одна планета, к которой человечество практически прикоснулось. Аппарат BepiColombo, в рамках совместной миссии Европейского и Японского космических агентств, успешно совершил второй гравитационный манёвр около исследуемого им Меркурия (июнь 2022 года). Во время манёвра в ближайшей точке к поверхности Меркурия BepiColombo находился на расстоянии всего 200 км.

Снимок был сделан камерой транспортного модуля корабля, когда он находился в 920 км от поверхности. На нём хорошо видны различные кратеры, включая многоуровневый кратер диаметром 200 км, разломы, холмы, впадины и лавовые поля. При этом камеры транспортного модуля, обеспечивающие чёрно-белые снимки, предназначены для наблюдения за отдельными элементами зонда во время полёта. Например, на этом фото видны штанга магнитометра и часть антенны.

На орбиту планеты после ещё 7 гравитационных манёвров аппарат выйдет в 2025 году. Он разделится на два орбитальных зонда под управлением ESA и JAXA.

Астероиды и кометы

Поначалу аппараты подлетали к ядрам комет. Разглядели их, многое поняли. В 2005 году американский аппарат Deep Impact сбросил ударник на комету Темпеля 1, который сфотографировал поверхность на подлёте. Был произведён взрыв (тепловой – от собственной кинетической энергии), и основной аппарат пролетел сквозь выброшенное вещество, проводя химический анализ.

Впервые образец астероидного вещества (астероид Итокава) получили японцы.

Зонд «Хаябуса-2». В его составе был робот для изучения астероида, но он пролетел мимо из-за неточных расчётов и малой силы тяжести самого астероида. Основной аппарат, можно сказать, пылесосом, не садясь, произвёл забор грунта.

Зонд «Розетта» стал первым аппаратом, который вышел на орбиту кометы (Чурумова – Герасименко). В составе КА находился небольшой посадочный аппарат. На каждой из трёх его лап имелся «шуруп», который должен был ввернуться в поверхность кометы и закрепить аппарат.

Перед этим в момент касания должны были сработать два гарпунных ружья. Затем тросы должны были подтянуть аппарат к поверхности, и уже после этого он закреплялся бы лапами. К сожалению, из-за десятилетнего полёта не сработали пороховые заряды гарпунов. Под действием радиации порох потерял свои свойства. Аппарат ударился о поверхность, отлетел на километр, ещё полтора часа опускался, затем ещё несколько раз отскакивал, пока не закатился в щель под скалой.

В итоге орбитальный аппарат сфотографировал спускаемый, который лежит на боку, зажатый скалой. 30 сентября 2016 года материнский аппарат в момент касания перестал работать. Решение прекратить исследование было принято ввиду того, что комета, а значит, и аппарат удалялись от Солнца, и энергии уже не хватало. Скорость касания была всего 1 м/с.

За пределами Солнечной системы

Наиболее дешёвый способ покинуть Солнечную систему – разогнаться за счёт гравитации планет, сближаясь с ними, использовать их как буксиры