Лизнуть и понюхать Европу

Следующая крупная космическая миссия отправится на Европу

Артём Тунцов 19.02.2009, 10:38
NASA

Решился главный вопрос планетной астрономии последнего, да и двух ближайших десятилетий — следующая крупная межпланетная миссия отправится к спутнику Юпитера Европе, а не Сатурна Титану. России это на руку: у нас уже почти готов проект модуля, который сядет на ледяную поверхность Европы и распробует, есть ли там органика.

Как выясняется, Эд Уэйлер и Дэйвид Саутвуд, «главные по науке» в NASA и ЕКА, всё время пускали нам пыль в глаза. И тот, и другой в последние месяцы неоднократно уверяли, что им больше по душе полёт к системе Сатурна, чем к системе Юпитера. Именно вокруг двух планет-гигантов, а точнее их спутников — Европы и Титана, крутилась главная интрига планетной астрономии последних лет.

Куда полетит следующая крупная миссия? Откуда нам ждать новостей о происхождении Солнечной системы? Где нам суждено найти — или не найти — следы возможной жизни?

Как сообщили в среду вечером оба космических агентства, вопрос этот был решён на прошлой неделе на встрече представителей двух агентств в Вашингтоне.

Победительницей, вопреки публичным предпочтениям начальства, вышла система Юпитера.

А Сатурну с его кольцами, Титаном и проектом гигантского монгольфьера, плавающего в плотной атмосфере спутника, придётся подождать.

Пилюлю подсластили

«Чиновники NASA и ЕКА решили сначала заняться миссией для изучения Юпитера и его четырёх крупнейших спутников, а также планированием миссии к Титану, крупнейшей луне Сатурна, и Энцеладу (другому его спутнику. — «Газета.Ru»), — сообщила пресс-служба ЕКА. — Американскую миссию EJSM (Europa Jupiter System Mission, миссия к Европе и системе Юпитера. — «Газета.Ru»), которую в Европе называют Laplace, реальнее осуществить первой».

«Тем не менее рабочая группа по изучению Солнечной системы ЕКА заключила, что научные преимущества двух миссий нельзя разделить. Рабочая группа заявила, а NASA согласилось, что должно продолжиться изучение и осуществление обеих миссий», — говорится в том же сообщении.

«Это решение — победа для всех, — заявил Уэйлер. — Хотя миссию к Юпитеру решено отправить раньше, миссия к Сатурну должна сохранять высокий приоритет в среде учёных».

На самом деле разговоры про две миссии и планирование полёта к Титану — не более чем уловка.

Изучение и планирование будущей миссии к «высочайшей планете», как называли Сатурн в древности, и так бы никто запретить не смог. Но это будет уже другая миссия, и полетит она не скоро.

Ключевая подробность прячется в деталях. Миссия к Юпитеру будет осуществлена в рамках уже почти свёрстанных американской и европейской исследовательских программ. Проект полёта к Сатурну заинтересованным учёным придётся представлять заново — не ранее 2013 года в США и не раньше 2015 года в Европе. Впрочем, никто не помешает представить очень похожие проекты — ЕКА и NASA даже оговорились, что будущая миссия к Сатурну может состоять из двух аппаратов и включать пресловутый монгольфьер.

Несостоявшаяся миссия Tandem к Сатурну включала два орбитальных модуля, которые должны были выйти на орбиты вокруг Титана и Энцелада. Предполагалось, что как и в случае с зондом Huygens, на поверхность Титана опустится специальный зонд. На поверхности одного из углеводородных озёр он смог бы продержаться в течение нескольких часов, а то и суток, подробно изучив за это время химию титановой жижи. Тем временем, с другой стороны спутника в атмосфере бы плавал настоящий монгольфьер, заполненный тёплым газом. При благоприятных условиях, ветер мог бы неделями носить аэростат над поверхностью спутника, позволив во всех подробностях изучить её. // NASA/ESA
Несостоявшаяся миссия Tandem к Сатурну включала два орбитальных модуля, которые должны были выйти на орбиты вокруг Титана и Энцелада. Предполагалось, что как и в случае с зондом Huygens, на поверхность Титана опустится специальный зонд. На поверхности одного из углеводородных озёр он смог бы продержаться в течение нескольких часов, а то и суток, подробно изучив за это время химию титановой жижи. Тем временем, с другой стороны спутника в атмосфере бы плавал настоящий монгольфьер, заполненный тёплым газом. При благоприятных условиях, ветер мог бы неделями носить аэростат над поверхностью спутника, позволив во всех подробностях изучить её. // NASA/ESA

Америка — Европа

Одобренная миссия к Юпитеру родилась из двух проектов — европейского Laplace, названного в честь великого французского астронома и математика Пьера-Симона Лапласа, и американского для изучения Юпитера и его крупнейших лун, у которого никогда не было более поэтичного названия, чем EJSM.

Не удивительно, что и у ЕКА, и у NASA нашлись «европейские» проекты. Их история началась в 1995 году, когда к крупнейшей планете Солнечной системы прибыл космический аппарат Galileo. Основной его целью было изучение не только самого Юпитера, но и его спутников, в первую очередь — четырёх крупнейших, так называемых галилеевых (они названы не в честь аппарата, а в честь того же Галилео Галилея, в честь которого назван аппарат, и который открыл эти луны 400 лет назад).

Очень скоро среди галилеевых спутников появился всеобщий любимец — Европа. С помощью Galileo учёным удалось убедительно доказать то, на что астробиологии не без оснований надеялись долгие годы, — под мощной коркой яркого водяного льда, покрывающего спутник, должен находиться океан жидкой, богатой солями воды. Европа расположена очень близко к Юпитеру, менее чем в 10 его радиусах, отчего здесь очень сильны приливные эффекты. Учёные полагают, что именно приливы разогревают внутренности спутника. Вероятно, свою лепту вносит и его движение сквозь мощную магнитосферу планеты, которое должно возбуждать в солёном океане мощный электрический ток.

Сейчас предполагается, что в 2020 году в гости к Юпитеру отправятся два аппарата, американский и европейский — по отдельности, в феврале и марте, на разных ракетах-носителях и с разных космодромов.

Все даты пока, разумеется, условные — учёные осторожно говорят о возможности запуска с 2018 по 2022 год.

Исследовательские интересы и возможности двух зондов будут частично перекрываться, а вот всю инфраструктуру — в первую очередь радиосвязи с Землёй, они будут безраздельно делить друг с другом; каждому предстоит поработать ретранслятором для другого. Основной целью американского зонда JEO (Jupiter Europa Orbiter) станет исследование Европы (юпитерианской), а вот Европе (земной) предстоит создать космический аппарат JGO (Jupiter Ganymede Orbiter) для исследования Ганимеда — другого спутника Юпитера. Он покрупнее и тоже покрыт слоем льда; возможно, под этим льдом, как и на Европе, есть жидкая вода.

Траектории JEO и JGO будут очень похожими. Сначала оба аппарата отправятся к Венере, гравитационное поле которой они используют для первичного ускорения. Потом совершат по два гравитационных манёвра у Земли, которая выкинет их на финишную кривую к Юпитеру. Первым прибыть к планете-гиганту и в декабре 2025 года выйти на орбиту вокруг Европы высотой 200 км должен «американец» JEO. Через полтора месяца такой же манёвр в окрестностях Ганимеда предстоит провести «европейцу» JGO. На своих орбитах зонды должны проработать по три года. По истечении срока аппараты врежутся в поверхность двух галилеевых спутников, а астрономы посмотрят, что из этого получится.

Заявленная миссия космических аппаратов — выяснить пригодность спутников планет-гигантов для жизни.

Они будут оборудованы и радарами для проникновения под ледовую корку и изучения её структуры, и превосходными фотокамерами для подробного исследования деталей рельефа, и спектроскопическим оборудованием для исследования химического состава и условий на поверхностях спутников. Кроме того, зонды будут снабжены аппаратурой для исследования магнитного поля Юпитера и спутников и заряженных частиц, которые оно удерживает. Обеспечивать энергией эти летающие лаборатории будут радиоизотопные генераторы — от солнечных батарей на таком расстоянии от Солнца толку не много.

«Американцу» придётся тяжелее всего. Вместе с Европой, вокруг которой он будет крутиться, аппарат будет три года двигаться среди радиационных поясов Юпитера. Это значит бесконечные бомбардировки энергичными заряженными частицами, способными быстро повредить любую электронику. И хотя в JEO учёные надеются применить технологии устойчивой к радиации электроники, большую часть аппаратуры придётся спрятать за мощными экранами из тантала и вольфрама. Эти экраны, кстати, съедят до четверти всего $3-миллиардного на настоящий момент бюджета миссии и составят значительную часть массы; в более комфортных условиях их можно было бы заменить какой-нибудь полезной аппаратурой.

Помимо изучения Европы и Ганимеда JEO и JGO будут бросать взгляды и лучи радаров и на другие спутники Юпитера, а также и на саму планету. Возможно, при каком-нибудь особо тесном сближении двух спутников им удастся и обменяться портретами своих хозяйских тел; правда, разглядеть друг друга вряд ли получится — Ганимед и Европа не подходят друг к другу ближе, чем Луна к Земле.

Россия на льду

Российские учёные начали обсуждать проект отправки совместной с земной Европой миссии к юпитерианской Европе ещё до окончательного решения, кто, куда и когда полетит. При этом разговоров о совместном исследовании Титана или Энцелада в системе Сатурна не было, так что выбор Юпитера в качестве цели следующей крупной космической миссии России более чем на руку: даже по космическим просторам веселее — и, что очень важно, дешевле — шагать вместе.

Россия может сделать Европе и США предложение, от которого трудно отказаться: посадочный модуль на Европу.

Только спускаемый аппарат сможет «лизнуть» и «понюхать» льды Европы и достоверно установить, присутствуют ли на этой поверхности следы органических молекул. Да и вообще, поглядеть вблизи на этот инопланетный «каток», испещрённый провалами и трещинами.

В настоящее время Институт космических исследований (ИКИ) РАН и НПО имени Лавочкина проектируют спускаемый аппарат на базе универсальной платформы «Навигатор». И хотя, по словам директора ИКИ академика Льва Зелёного, «пока не всё просто» — российских учёных тоже заботит мощнейшая радиационная бомбардировка аппарата, — уже готов предварительный проект его доставки на орбиту вокруг Европы и посадки на его поверхность.

Работать в паре, а точнее, в тройке с американским и европейским аппаратами, очень выгодно — не надо тратиться на дорогие системы связи и отправку к Юпитеру своего собственного ретранслятора. Если всё пойдёт так, как хочется отечественным специалистам, в 2020 году с Земли могут стартовать не две, а три ракеты с пунктом назначения «Юпитер».