Какие перспективы открывает человечеству "рандеву" с Плутоном

Плутон и его сердеечко. Фото: SWRI / JHUAPL / NASA

Месяц назад, 14 июля, произошло выдающиеся событие в истории человечества. Которое, правда, в новостных лентах затерялось в потоке сообщений о вооруженных конфликтах, политических дрязгах, экономических потрясениях и обнаружении новой экзопланеты. Суть события заключается в том, что никогда еще созданное умом и руками людей устройство не приближалось так близко к самой далекой планете Солнечной системы, как это удалось американской научной станции New Horizons. Отправка космического аппарата на окраину Солнечной системы обошлась в ощутимую сумму даже для такой богатой страны, как США. Как оказалось, деньги были потрачены не зря.

РАДИ ЧЕГО: жажда знаний и амбиции

С самого момента своего открытия в 1930 г. Плутон постоянно будоражил любопытство ученых. Сначала их озадачивали особенности его орбиты — она настолько вытянута, что в самом близком к Солнцу положении Плутон оказывается ближе к нашему светилу, чем предшествующая ему планета Нептун. А при движении в обратном от Солнца направлении Нептун заносит так далеко, что солнечные лучи уже не в состоянии прогреть его атмосферу, и она замерзает. Произойти это должно через несколько десятков лет. Вот ученые и торопились изучить воздушную оболочку до ее исчезновения.

По поводу необычных размеров Плутона: астрономы долго решали, причислять ли его к полноценным планетам или называть как-то иначе. Сейчас Плутон — т. н. карликовая планета. Далее ученую публику заинтересовал огромный спутник Харон, по размерам сопоставимый с самой карликовой планетой. Плутон и Харон составляют единственную в Солнечной системе так называемую двойную планету.

Но и это еще не все. "Изучение Плутона и пояса Койпера (область Солнечной системы за пределами орбиты Нептуна, "населенная" множеством ледяных и каменных обломков) — это как археологические раскопки в планетологии; там можно заглянуть в древнюю эпоху, когда формировались планеты", — объясняет руководитель миссии Алан Штерн.

ПРОПАГАНДИСТСКИЙ МОМЕНТ. Успех "Новых горизонтов" позволил США называть себя первой нацией, которая отправила зонды ко всем планетам и тем самым самостоятельно завершила первый этап изучения Солнечной системы.

Еще один небольшой рекорд: New Horizons теперь считается самым быстрым из созданных космических аппаратов. Орбиты Луны он достиг за 9 часов. Для сравнения, у астронавтов в 1960-е годы этот путь занял 3 дня. Орбита Юпитера была достигнута за 13 месяцев — предыдущие миссии проходили маршрут за несколько лет. "Мы запустили самый быстрый аппарат в самое далекое место", — с гордостью заявил Алан Штерн.

Наконец, в станцию поместили капсулу с унцией праха американца Клайда Томбо, открывшего Плутон. Это были первые останки человека, которые покинули пределы Солнечной системы и улетели в межзвездное пространство.

Перед стартом. Станция готова к отправке на космодром.

СТАНЦИЯ: полет без солнечной энергии

Внешне аппарат выглядит как треугольная призма размером с пианино. К одной из сторон крепится двухметровая "тарелка" антенны. На старте масса аппарата — 478 кг, из которых только 30 приходится на 7 научных приборов. Большую часть полетного времени станции придется работать на таком удалении от Солнца, что солнечные батареи не смогут обеспечивать приборы током. Поэтому использован радиоизотопный источник электроэнергии. Он превращает тепловую энергию, выделяющуюся при естественном распаде радиоактивных изотопов, в электрическую. На подлете к Плутону он может обеспечивать мощность 200 Вт (примерно столько потребляет пара ламп накаливания).

Управляет всей бортовой аппаратурой компьютер с процессором, который по параметрам сопоставим с теми, что использованы в игровых приставках уровня Sony Playstation. Разве что он более стойкий к радиационному излучению. Для хранения данных используются два твердотельных запоминающих устройства по 64 Гб.

Следует отдать должное разработчикам "железа" и программного обеспечения. В июле, уже на подлете к цели, произошел сбой в работе станции, и связь с Землей была утрачена. Зонд New Horizons самостоятельно запустил в работу резервный компьютер, после чего специалисты восстановили связь и устранили неполадку.

Передачу информации на Землю с расстояния 5 млрд км обеспечивает передатчик мощностью 200 ватт (иными словами — в 100 раз больше, чем мобильный телефон). Из района Плутона радиоволны достигнут Земли только через 4,5 часа. То есть сигнал от станции очень слабый, и для его приема используют 3 высокочувствительных антенны в США, Европе и Австралии. Выглядят они, как "тарелки" диаметром по 70 м. Кроме того, из-за низкой пропускной способности канала связи вся информация, которую станция собрала возле Плутона, будет передаваться на землю еще полтора года.

ПЕРВЫЕ ИТОГИ: что удалось узнать

Большая удаленность Плутона от Солнца изначально крайне затрудняла изучение планеты. На снимках, полученных при помощи телескопов, расположеных на Земле или околоземной орбите, Плутон выглядит всего лишь размытым пятном. Предполагалось, что у него есть разреженная атмосфера, а состоит планета изо льда, перемешанного с обломками скальных пород. Со временем стало известно, что вокруг Плутона вращается большой спутник Харон и еще парочка тел поменьше. Пожалуй, это было почти все, что набралось с момента открытия планеты. Поэтому миссия New Horizons воспринималась учеными как настоящий прорыв. Сегодня можно обоснованно говорить, что прорыв этот удался.

В ходе максимального сближения с Плутоном в течение получаса научная аппаратура станции выполнила около 150 измерений. А за следующие 48 часов, по словам руководителя миссии Алана Штерна, удалось выяснить, что северный полюс планеты покрыт метановым и азотным льдом, что размеры планеты немного больше, чем считалось ранее. Плотность небесного тела оказалась ниже ожидаемой, то есть доля льда в его составе выше. Подтвердилось наличие атмосферы толщиной в 1,6 тыс. км. В верхних слоях воздушной оболочки Плутона преобладает азот, внизу — метан и другие углеводороды. Полной неожиданностью оказалось то, что масса атмосферы постоянно уменьшается. Ответы на вопросы, почему так происходит и куда девается газ, еще предстоит отыскать. Также подтвердилось отсутствие магнитосферы у Плутона.

Одним словом, перед нами открылся далекий мир, который совсем не похож на то, что удавалось видеть прежде. Низкое Солнце выглядит с Плутона как яркая точка над горизонтом. Кое-где поднимаются ледяные горы с высотами до 3 км, от которых на снежные равнины ложатся длинные резкие черные тени. Иногда встречаются ущелья глубиной до 10 км (земной Гранд Каньон в США выглядит рядом с ними просто канавкой). С поверхности ледяных скал испаряется метан. Легкий ветер поднимает в воздух мелкие льдинки, создавая дымку. Время от времени в поверхность впечатываются метеориты, расплавляя замерзшую жидкость, а из-под поверхности прорываются гигантские гейзеры. В почти черном небе постоянно висит тускло светящийся Харон, занимающий в 7 раз больше места на небосклоне, чем Луна.