Планета орбита юпитер антенна – Игра «Угадай слово по подсказке» Орбита?

Секрет в том, что в отличии от обычных химических реактивных двигателей, кратковременно развивающих огромные мощности, ионный двигатель тихо работает в открытом космосе на протяжении всего времени полета к далекой планете. Бака сжиженного ксенона массой 100 кг хватает на десятки лет работы. В результате, через несколько лет аппарат развивает довольно солидную скорость, а учитывая то обстоятельство, что скорость истечения рабочего тела из сопла «ионного двигателя» во много раз выше, чем скорость истечения рабочего тела из сопла обычного ЖРД, перед инженерами открываются перспективы разгона космических кораблей до скоростей в сотни километров в секунду! Весь вопрос с наличием на борту достаточно мощного и ёмкого источника электрической энергии для создания магнитного поля в камере двигателя.

Третья ключевая проблема на пути к далеким мирам звучит кратко и лаконично: Связь!

Обеспечение устойчивой связи с межпланетной станцией – этот вопрос не уступает по сложности постройке «Вавилонской башни». Вот, например, межпланетный зонд «Вояджер-2», который в августе 2012 года зонд покинул Солнечное систему и сейчас плывет в межзвездном пространстве, направляется в сторону Сириуса, которого достигнет через 296 000 земных лет. В настоящий момент «Вояджер-2» находится на расстоянии 15 миллиардов километров от Земли, мощность передатчика межпланетного зонда составляет 23 Вт (как лампочка в Вашем холодильнике). Многие из Вас недоверчиво покачают головой – рассмотреть тусклый свет 23-ваттной лампочки с расстояния в 15 млрд. километров… это невозможно.

Для сравнения: чтоб преодолеть дистанцию 15 млрд. км нужно непрерывно гнать на автомобиле со скоростью 100 км/ч в течении 17 тысяч лет. Теперь оглянитесь назад и попытайтесь рассмотреть свет лампочки холодильника в начале пути.

Тем не менее, инженеры NASA регулярно получают данные телеметрии с зонда со скоростью 160 бит/с. Сигнал передатчика «Вояджер-2» после 14-часовой задержки достигает Земли с энергией 0,3 миллиардных доли триллионной доли Ватта! И этого вполне достаточно – 70-метровые антенны узлов дальней космической связи NASA в США, Австралии и Испании уверенно принимают и расшифровывают сигналы космических скитальцев. Еще одно пугающее сравнение: энергии радиоизлучения звезд, принятой за все время существования космической радиоастрономии, не хватит, чтобы нагреть стакан воды хотя бы на миллионную долю градуса! Чувствительность этих приборов просто потрясающая. И если далекий межпланетный зонд правильно выбирает частоту и ориентирует свою антенну по направлению к Земле – его непременно услышат.

Впрочем, отсутствие необходимого наземного оборудования не должно стать преградой для Роскосмоса – для связи с аппаратом на орбите Юпитера будут использоваться мощные антенны NASA. Все-таки, международный статус проекта обязывает…

Наконец, почему для исследования выбран именно Ганимед, а не более перспективная в плане поиска подледного океана Европа? Тем более изначально проекта обозначался как «Европа-П». Что заставило российских ученых пересмотреть свои намерения?
Ответ прост и, в какой-то мере, неприятен. Действительно, первоначально предполагалось совершить посадку на поверхности Европы.

В этом случае, одним из ключевых условий, была защита космического аппарата от воздействия радиационных поясов Юпитера. И это не надуманное предупреждение – вышедшая в 1995 году на орбиту Юпитера межпланетная станция «Галилео» на первом же витке получила 25 смертельных для человека доз радиации. Станцию спасла лишь эффективная радиационная защита.
В настоящий момент NASA располагает необходимыми технологиями радиационной защиты и экранирования оборудования космических аппаратов, но, увы, Пентагон запретил передачу технических секретов российской стороне.

Пришлось срочно менять маршрут – вместо Европы был выбран Ганимед, находящийся на расстоянии в 1 млн. км от Юпитера. Ближе приближаться к планете было бы опасно.

Небольшая фотогалерея:

topwar.ru

Межпланетный аппарат «Юнона» достиг орбиты Юпитера

«Юнона» стала девятым космическим аппаратом, достигшим планеты.

Автоматическая межпланетная станция (АМС) «Юнона» (Juno), стартовавшая с Земли пять лет назад с космодрома на мысе Канаверал, успешно вышла на орбиту Юпитера. Как передает BBC, ученые рассчитывают изучить состав планеты и на его основании найти ключи к тайнам зарождения Вселенной.

Межпланетный космический аппарат «Юнона / Juno»

Аппарат успешно выполнил 35-минутный маневр, во время которого он снизил скорость и оказался под воздействием гравитационного поля Юпитера.

Для выхода на орбиту планеты-гиганта при подлете к ней был временно заглушен главный двигатель АМС, это было необходимо для снижения скорости, чтобы Юпитер смог «захватить» летательный аппарат. Во время этого маневра командный центр мог обмениваться с аппаратом только простыми сигналами, так как главная антенна зонда в этот момент направлена не на Землю. Во время маневра зонд летел на автопилоте, и вмешательство операторов на Земле фактически не требовалось.

«Двигатель отработал, орбита достигнута. Я готов раскрыть все твои секреты. Юпитер. Смирись с этим», — говорится в официальном твиттере космической миссии.

Планируется, что миссия автоматической межпланетной станции продлится полтора года, а после этого она самоуничтожится, сгорев в атмосфере планеты. Зонд «Юнона» стал вторым космическим аппаратом, вышедшим на орбиту Юпитера после «Галилео», находившегося на орбите планеты с 1995-го по 2003 год. Чтобы достичь Юпитера, космическому аппарату стоимостью 1 млрд долларов потребовалось пять лет.

Он был запущен в 2011 году и с тех пор преодолел 3,000,000,000 километров.

Предполагаемая структура Юпитера

Если проект завершится успешно, ученые впервые смогут заглянуть под облака Юпитера и узнать много нового об этой планете и обо всей Солнечной системе. В частности, ученые надеются, что смогут проверить гипотезу о наличии у Юпитера твердого ядра. Новость об успешном маневре «Юноны» вызвала ликование в центре НАСА по управлению полетом в Пасадине, в штате Калифорния.

До сих пор ни один зонд не подходил так близко к Юпитеру, так как его радиационные пояса могут полностью уничтожить электронику на борту космического аппарата. Однако «Юнона» построена наподобие танка, с защитными экранами из титана.

Сейчас «Юнона» находится на эллиптической орбите вокруг Юпитера. На завершение полного облета планеты ей потребуется около 53 земных дней. В середине октября орбита «Юноны» будет скорректирована, и она будет облетать Юпитер в течение всего двух земных недель. После этого она станет присылать научные данные.

Межпланетный аппарат «Юнона / Juno» достиг орбиты Юпитера

Немного интересных фактов о Юпитере:

• Средний диаметр Юпитера в 11 раза больше диаметра Земли, а масса — в 317 раз больше массы нашей планеты.
• Период обращения Юпитера вокруг солнца составляет 12 лет, один юпитерианский день длится 10 часов.
• По составу Юпитер похож на звезду, его атмосфера преимущественно состоит из водорода и гелия.
• Под огромным давлением водород переходит в металлическую форму и становится электропроводным.
• Большинство видимых облаков содержат слои аммиака и гидросульфида аммония.
• Полосы Юпитера образовываются под влиянием сильных зональных ветров в направлении запад-восток

Подписывайтесь на Квибл в Viber и Telegram, чтобы быть в курсе самых интересных событий.

quibbll.com

Межпланетная станция «Юнона» достигла орбиты Юпитера | Наука | ИноСМИ

В НАСА существует традиция приурочивать проведение чрезвычайно важных маневров к патриотическим праздникам. Днем 4 июля 1997 года в рамках миссии Mars Pathfinder на поверхность Марса успешно опустился марсоходд «Соджорнер». В этот же день 11 лет назад аппарат Deep Impact успешно сбросил зонд на комету Темпеля 1 — по словам астронавта Айвана Уильямса (Iwan Williams), эту операцию можно было сравнить с приземлением комара на летящий Боинг-747. В понедельник, 4 июля, около 9 часов вечера по тихоокеанскому времени, спустя 35 минут выгорания двигателя, межпланетная станция «Юнона» успешно завершила свое пятилетнее путешествие и начала изучать Юпитер. Для инженеров из лаборатории реактивных двигателей в Пасадене, штат Калифорния, этот день запомнится не только как День независимости, но и как День выведения на орбиту. Когда группа инженеров подтвердила, что выгорание двигателя происходит в соответствии с планом, весь центр управления космическими полетами поднялся на ноги. Под бурные аплодисменты испытавший огромное облегчение Скотт Болтон (Scott Bolton), руководитель исследовательской миссии, сказал: «Мы только что выполнили самую трудную задачу в истории НАСА».

«У нас был всего один шанс», — говорил Болтон ранее. «Юнона» не просто двигалась быстрее, чем любой другой созданный человеком объект — более 165 тысяч миль в час: ее бортовая электроника работала в условиях того, что Хайди Бекер (Heidi Becker) из Лаборатории реактивных двигателей описала как «град радиационных пуль» — заряженных электронов, несущихся по линиям магнитного поля Юпитера практически со скоростью света. Это был самый рискованный момент миссии.

«На Юпитере все носит исключительный характер», — отметил Болтон. Его коллега Рик Найбэккер (Rick Nybakker), менеджер проекта «Юноны» с ним согласен. «Это самая коварная планета в Солнечной системе после Солнца», — добавил он. Когда в 1995 году предыдущая миссия НАТО на Юпитер «Галилей» достигла планеты, ее приборы были сильно — а в некоторых случаях безнадежно — повреждены радиацией. В совокупности с частичными повреждениями ключевой антенны это значило, что «Галилей» сможет выполнить только 70% научной составляющей его миссии, оставив множество вопросов о Юпитере без ответа.

По словам Болтона, в ответ на это НАСА решило «собрать бронированный танк». «Юнона» — это по-настоящему массивный космический аппарат размером примерно с баскетбольную площадку, который своей формой напоминает трилистник: шестиугольный центр масс находится в месте соединения трех массивов солнечных панелей (сравните его с космическим аппаратом НАТО «Новые горизонты», который добрался до Плутона летом прошлого года и который по размеру лишь немного больше концертного рояля). Система передачи команд и обработки данных «Юноны» находится в центральной титановой камере, которая без наполнения весит всего около 20 килограммов. Но когда в нее помещается вся электроника, она должна сокращать интенсивность радиационного облучения всего, что находится внутри нее, в 800 раз. По словам Бекер, если находиться за пределами этой камеры на протяжении всего полета «Юноны», можно получить дозу радиации, сравнимую с сотней миллионов рентгеновских снимков зубов — это в несколько сотен тысяч раз больше рекомендуемой дозы радиации, которую человек может получить за всю жизнь.

Несмотря на мощную защиту от радиационного излучения, инженеры миссии полагали, что в процессе вывода аппарата на орбиту Юпитера радиация может привести к тому, что компьютер системы наведения даст сбой и перезагрузится. Это могло обернуться остановкой двигателя и провалом всей операции. Поскольку радиосигналам требуется 48 минут, чтобы преодолеть расстояние в 540 миллионов миль между Землей и «Юноной», к тому времени, когда инженерам Лаборатории реактивных двигателей станет известно о сбое, шанс на вывод аппарата на орбиту Юпитера уже будет потерян. «Мы могли бы не достичь чрезвычайно важного этапа миссии», — добавил Найбэккер. В результате на случай подобного сбоя инженеры создали специальную автономную систему управления, которая должна была заставить двигатель заработать спустя всего несколько минут. Эта система пока не пригодилась, но в процессе подготовки к сближению с Юпитером, назначенному на 27 августа, команда запрограммировала ее на еще один автоматический перезапуск — на этот раз другого ключевого инструмента космического аппарата, а именно магнитометра. По словам Болтона, составление магнитной карты Юпитера является одной из самых сложных задач миссии. Эта система перезапуска нужна для того, чтобы, даже если НАСА на время потеряет данные со всех других инструментов «Юноны», через некоторое время магнитометр включится и выполнит свою функцию.

Болтон и его команда надеются, что в результате они получат первую точную трехмерную карту мощного магнитного поля Юпитера. Магнитосфера газового гиганта почти в 20 тысяч раз мощнее магнитосферы Земли, в результате чего там возникают потрясающие полярные сияния, которые по размеру больше чем вся наша планета. И магнитное поле Юпитера простирается настолько далеко в космос, что, если бы оно стало видимым, на нашем ночном небе Юпитер был бы в два раза больше полной Луны. В то время как «Галилей» передал на Землю удивительные снимки аммиачных штормов, миссия «Юноны» заключается в том, чтобы проникнуть под газовый покров и заглянуть внутрь Юпитера. По мнению ученых, мощное магнитное излучение планеты — это результат бурления глубокого океана водорода, который находится под таким сильным давлением, что превращается в мерцающую жидкость. («Подобно зеркалу он отражает свет, поэтому, если бы вы погрузились в него, вы ничего не увидели бы», — объяснил в 2011 году Дэвид Стивенсон (David Stevenson) из Калифорнийского технологического института.) Подробная карта магнитного поля предоставит ученым те зацепки, которые им необходимы для изучения глубины и течений в этом океане.

Пока никто точно не знает, что из себя представляет внутренняя структура Юпитера: неизвестно даже то, есть ли у него твердое ядро, как у других планет в Солнечной системе, или же оно газообразное, как у Солнца. Ученые придумали весьма хитроумный метод поиска ответа на этот вопрос. Он предполагает отслеживание изменений скорости передачи радиосигналов между «Юноной» и системой антенн НАСА на Земле — сети дальней космической связи. Впервые это агентство направит все девять антенн в пустыне Мохаве и Канберре, Австралия, в одну точку — на «Юнону». Едва заметные колебания скорости космического аппарата под воздействием гравитации Юпитера неизбежно отразятся на частоте его радиосигналов — также как в соответствии с эффектом Допплера гудок автомобиля сообщает вам, приближается к вам машина или удаляется от вас. Если у Юпитера твердое ядро, скорость «Юноны» вырастет немного раньше, чем она бы выросла в ином случае при движении аппарата от полюса к экватору, и в результате инженеры на Земле получат сигнал большей частоты.

Между тем, подлетев на 3 тысячи миль к верхней границе облаков Юпитера, «Юнона» сможет измерить микроволновое излучение, которое проникает сквозь плотную атмосферу планеты, и, таким образом, узнать, к примеру, сколько воды она содержит и насколько глубоким является знаменитое Большое красное пятно. Цель заключается в том, чтобы ответить на вопрос, как эта планета сформировалась и как могли сформироваться другие планеты. «Мы в первую очередь хотим понять процесс образования: как возникли планеты Солнечной системы?» — объяснил Болтон. Юпитер образовался первым. Он поглотил большую часть гелия и водорода, оставшихся после рождения Солнца, однако, основываясь на более ранних наблюдениях, мы знаем, что на Юпитере есть и другие элементы, такие как углерод и азот, которые являются основой жизни на Земле. «В промежуток времени между рождением Солнца и формированием Юпитера произошло нечто, что позволило ему обогатиться этими тяжелыми элементами, — сказал Болтон. — Но мы пока не знаем, что именно». В ближайшие годы, когда ученые начнут обрабатывать данные, полученные с «Юноны», они надеются разгадать эту загадку и, таким образом, понять те процессы, которые привели к формированию планет — и жизни.

«Юнона» будет собирать данные в течение следующих шести месяцев. Эксперты НАСА ожидают, что, по мере того как этот космический аппарат будет делать виток вокруг планеты каждые 14 дней, радиация постепенно будет портить его инструменты: миссия должна быть завершена, прежде чем бортовой компьютер начнет давать серьезные сбои. На некоторых из лун Юпитера, возможно, есть условия для существования жизни, и НАСА не хочет загрязнять их «посылками» с Земли. Поэтому, когда в феврале 2018 года «Юнона» совершит свой 37 виток вокруг Юпитера, она запустит свои двигатели в последний раз и направится прямо в центр планеты, чтобы навсегда там исчезнуть. Она продолжит собирать и передавать данные, даже двигаясь к своей неминуемой гибели. «JunoCam сможет сделать потрясающий снимок внутри облаков», — сказал Болтон. Однако, добавил он, когда космический аппарат попадет в вихри бурной атмосферы Юпитера, его антенна будет колебаться слишком сильно, чтобы отправить эту фотографию на землю. Загадочному гиганту нашей Солнечной системы все же удастся сохранить часть своих секретов.

Материалы ИноСМИ содержат оценки исключительно зарубежных СМИ и не отражают позицию редакции ИноСМИ.

inosmi.ru

зонд «Юнона» выходит на орбиту планеты — ЖЖ

• Find more
  • Communities
  • RSS Reader
• Shop
• Help

• Login
• CREATE BLOG Join
• English (en)
  • English (en)
  • Русский (ru)
  • Українська (uk)
  • Français (fr)
  • Português (pt)
  • español (es)
  • Deutsch (de)
  • Italiano (it)
  • Беларуская (be)

www.livejournal.com

Тайная жизнь гигантов

Зонд NASA Juno («Юнона») выходит на орбиту планеты-гиганта Юпитера. Согласно распространенной шутке, Юнона, жена Юпитера, летит узнать, как он проводит время со своими любовницами и любовниками. На самом деле миссия Juno не касается взаимоотношений Юпитера и его спутников — это исследование всецело посвящено гиганту.

Juno оборудована приборами, которые будут, каждый по-своему, извлекать знания из юпитерианских глубин.

Изображение: Kevin Gill / Wikipedia

Внешняя газовая оболочка — самая доступная для изучения, поэтому на нее нацелено больше всего приборов, но процессы, происходящие в юпитерианских облаках, должны подсказать, что происходит глубже. Внешнюю атмосферу Юпитера будут изучать два спектрометра: инфракрасный и ультрафиолетовый. Для «массового зрителя» установлена отдельная камера, которая снимает в видимом диапазоне. Ее задача — радовать нас красивыми фоточками, пока она не умрет от радиации.

Изображение: NASA

Инфракрасная камера позволит увидеть тепловые потоки в атмосфере на глубине до 70 км. Чтобы инфракрасные данные о Юпитере были полнее, его заранее стали наблюдать при помощи наземных телескопов, в том числе европейского VLT.

Изображение: L. Fletcher / ESO

В ультрафиолете будут наблюдаться полярные сияния Юпитера. Сейчас этим занимается только телескоп Hubble.

Полярные сияния интересуют ученых не только с эстетической точки зрения. Магнитное поле Юпитера — самое сильное из планет Солнечной системы. Оно является причиной формирования самых мощных радиационных поясов, а хвост магнитосферы тянется на сотни миллионов километров аж до орбиты Сатурна. Природа его образования таится в глубинах Юпитера и связана с потоками жидкого металлического водорода во внешнем ядре планеты-гиганта, поэтому изучение магнитного поля и радиационных поясов — еще одна важная задача Juno.

Например, уже сейчас известно, что у Юпитера, так же как и у Земли, географический полюс не совпадает с магнитным, из-за чего гигант кокетливо помахивает своими радиационными поясами.

В отличие от Земли, у Юпитера есть свой собственный источник заряженных частиц, который наполняет радиационные пояса. У нас приходится ждать солнечной вспышки, чтобы увидел полярные сияния, а Юпитеру достаточно очередного крупного извержения на ближайшем крупном спутнике Ио. А поскольку Ио бурлит всегда, то и фейерверки на полюсах Юпитера не редкость.

Вулканы Ио выбрасывают пыль и газы, атомы которых ионизируются солнечным ультрафиолетом и пополняют магнитосферу Юпитера, становясь большой проблемой для космических аппаратов и возможных будущих покорителей Европы.

Для изучения заряженных частиц и плазмы Juno оснащена двумя датчиками низкоэнергичных и высокоэнергичных частиц. Специальная антенна будет изучать радиоволны, которые создаются полярными сияниями.

Магнитное поле будет картографировано при помощи магнитометра, расположенного на одном из «крыльев» космического аппарата. Этот прибор очень чуток к изменениям магнитного поля, поэтому его постарались вынести как можно дальше от электрооборудования Juno.

Изображение: NASA

Для повышения точности показаний магнитометр оснащен звездными датчиками, которые смогут определять положение прибора, ориентируясь по звездам. Когда Juno пролетала мимо Земли, звездные датчики удалось протестировать и одновременно использовать в качестве видеокамеры.

Взгляд в самое нутро атмосферы Юпитера Juno произведет при помощи микроволнового радиометра. Он позволит наблюдать тепловые потоки на глубине до 600 км.

Наконец, одно из самых, пожалуй, важных исследований будет проведено путем регистрации отклонений гравитационного поля планеты. Результатом должно стать понимание строения Юпитера и распределения слоев, уточнение массы его ядра и более точное понимание его состава. Как ни странно, для этих целей не предназначено отдельного прибора. Анализ будет производиться по радиосигналу: неоднородности гравитационного поля на ничтожные доли процента будут менять скорость космического аппарата, и эти отклонения будут определяться на Земле по эффекту Допплера, который будет удлинять или укорачивать волну радиосигнала Juno.

Космический аппарат будет вращаться по вытянутой полярной эллиптической орбите, удаляясь на 3,5 млн км и сближаясь на 5 тыс. км. Благодаря этому мы сможем впервые увидеть полюсы Юпитера, которые еще не удавалось снять ни одному зонду.

Изображение: NASA

Каждый виток на орбите будет занимать 14 дней. Эта орбита предназначается для исследовательской работы, но Juno не сразу на нее выйдет. Работа у Юпитера начнется с 53,5-суточной орбиты, а этап научной работы начнется только в ноябре 2016 года. Меньше чем через полтора года, к февралю 2018 года, миссия Juno завершится и аппарат будет сведен в плотные слои атмосферы планеты-гиганта. Такое бесследное уничтожение аппарата предусмотрено, чтобы избежать опасности заражения земными микроорганизмами поверхности спутников Юпитера, прежде всего Европы, где надеются найти собственную жизнь.

Если повезет, за время работы Juno на Юпитер упадет очередной крупный астероид, и это событие удастся исследовать всем инструментарием. Как показывают наземные наблюдения, такие столкновения для Юпитера не редки, хотя предшественнику Juno — зонду Galileo — в 90-е повезло еще больше: он смог наблюдать падение кометы Шумейкеров—Леви 9 в 1994 году.

Любопытно, что до сих пор в верхней атмосфере Юпитера наблюдается повышенное содержание воды в тех регионах, куда произошло падение фрагментов кометы. Это открытие было сделано инфракрасным телескопом Herschel, и Juno тоже попытается оценить запасы воды.

Juno далеко не первый исследователь Юпитера, но большинство зондов пролетало мимо и изучало лишь с пролетных траекторий.

Почти всегда гигант использовался для ускорения при гравитационных маневрах, и лишь в 90-е к нему прилетел аппарат NASA Galileo.

В отличие от Galileo, Juno полностью посвятит себя исследованию Юпитера, проведет более тесные сближения и осмотр полярных областей.

Следить за полетом Juno можно на сайте whereisjuno.info, в приложении для настольных компьютеров NASA Eyes или в SolarWalk для iOS.

Быть в курсе событий мировой и отечественной науки

chrdk.ru

АМС Солнечной системы. Часть 2. К Юпитеру и дальше…

Автор: Кулькова Светлана 27.05.2011 08:08

Интересное

На планетах, расположенных за пределами пояса астероидов, побывало очень мало земных автоматических станций. Это связано с большими энергозатратами по доставке аппаратов к желаемой цели исследований, а также некоторыми техническими сложностями работы аппаратов в жесткой радиационной среде. Поэтому эти исследования могли осуществить только хорошо финансируемые космические агентства. В период с 1973 года NASA послало к внешним планетам нашей Солнечной системы 8 аппаратов. Именно NASA сейчас главенствует в беспилотных миссиях за пределами пояса астероидов.

Парад планет в конце 70-х прошлого века создал уникальную возможность облететь все внешние планеты Солнечной системы, кроме Плутона, и руководство NASA решило использовать ее по максимуму. АМС «Вояджеры» посетили Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун, передав первые качественные снимки этих газовых гигантов.

ЮПИТЕР

В окрестностях Юпитера были исключительно аппараты NASA. В 1973 и 1974 годах мимо планеты прошли «Пионер-10» и «Пионер-11« (англ. Pioneer 10, Pioneer F и  Pioneer 11, Pioner G). Аппараты передали несколько сот снимков (невысокого разрешения) планеты и галилеевых спутников, впервые измерили основные параметры магнитного поля и магнитосферы Юпитера. Информация, полученная этими двумя аппаратами, позволила астрономам и инженерам создать более совершенные зонды, чтобы улучшить качество и количество данных о Юпитере.

В 1979 году около Юпитера пролетели «Вояджеры« (англ. Voyager). Впервые были получены снимки высокого разрешения планеты и её спутников, были впервые обнаружены кольца Юпитера, получены сведения о химическом составе атмосферы, данные по магнитосфере, температуре верхних слоев облаков. Открыли вулканическую активность Ио и наличие водяного льда на поверхности Европы. В настоящее время аппараты выполняют дополнительную расширинную миссию по определению местонахождения границ солнечной системы, включая пояс Койпера.

Юпитер используют для совершения гравитационного маневра на пути к другим планетам окраины нашей Солнечной системы. Так это было с аппаратами «Улисс» (миссия ESA и NASA для изучения Солнца) в 1992 году и «Новые горизонты» (миссия NASA для изучения Плутона и пояса Койпера) в 2007.

В 1992 году мимо планеты прошёл «Улисс» (англ. Ulysses). Аппарат в рамках дополнительной к его основной миссии (изучение Солнца) провел измерения магнитосферы Юпитера. И воспользовавшись притяжением планеты, совершил гравитационный маневр, выйдя на полярную орбиту солнечную орбиту. В феврале 2004 г. «Улисс» снова пролетал мимо Юпитера, однако на большем расстоянии. Основная его миссия по изучению Солнца была завершена 1 июля 2008 года.

В 1995 году аппарат NASA «Галилео» (англ. Galileo) подошел к Юпитеру. Впервые этот газовый гигант начали исследовать не с пролетной траектории. Это был первый (и пока единственный) аппарат, вышедший на орбиту Юпитера, изучавший планету длительное время и сбросивший в её атмосферу спускаемый зонд.

Спускаемый зонд Probe с «Галилео» входит в атмосферу Юпитера, 1995

Именно «Галилео» на пути к Юпитеру в 1994 году сфотографировал, как комета Шумейкеров — Леви 9 врезается в Юпитер. Благодаря данным «Галилео» были построены более точные модели процессов, происходящих в атмосфере Юпитера. Аппарат зарегистрировал многочисленные грозы с молниями в 1000 раз мощнее земных. Передал множество снимков Большого Красного Пятна — гигантского шторма (размером превышающего диаметр Земли), который наблюдают уже 300 лет.

Было получено множество новых данных и подробные снимки поверхности спутников. Было установлено, что Ио обладает собственным магнитным полем, подтверждена теория о наличии океана жидкой воды под поверхностью Европы, высказаны гипотезы о наличии жидкой воды в недрах Ганимеда и Каллисто. Также были определены необычные характеристики Амальтеи.

Галилео (1995 — 2003)

Аппарат проработал 8 лет до 2003 года, передав гигабайты информации, изображений планеты и его спутников. Предполагалось, что после прибытия к Юпитеру «Галилео» проработает два года, переходя с одной орбиты на другую с целью сближения с каждым из крупных спутников. 21 сентября 2003 года, после 14 лет полёта и 8 лет исследований системы Юпитера, миссия «Галилео» была завершена. Аппарат был послан в атмосферу Юпитера со скоростью около 50 км/с с целью избежать возможности занесения микроорганизмов с Земли на спутники Юпитера. Он расплавился в верхних слоях атмосферы.

Хотя главная антенна «Галилео» не раскрылась, вследствие чего поток данных составил лишь 1% от потенциально возможного, тем не менее, все основные цели миссии были достигнуты.

Кроме того, в 2000 году был поставлен уникальный эксперимент: измерение магнитного поля планеты одновременно с двух точек с «Галилео» и «Кассини«, который пролетал мимо Юпитера, на своем пути к Сатурну. Кстати, «Кассини» сделал ряд самых высококачественных изображений за всю историю наблюдений за Юпитером.

Официальный сайт миссии http://solarsystem.nasa.gov/galileo/

Последний зонд, который на пути к окраине Солнечной системы, заглянул к Юпитеру в феврале 2007 года, стал «Новые Горизонты» (англ. New Horizons) воспользовался возможностью и произвел фотографирование планеты и его спутников с высоким разрешением.

Сейчас идет активная подготовка к запуску в 2011 году для детального изучения Юпитера с полярной орбиты аппарата NASA «Юнона» (англ. Juno, также Jupiter Polar Orbiter). Зонд займется изучением магнитного поля, химического состава атмосферы, составлением карты ветров и проверки гипотезы о наличии у планеты твердого ядра.

Джуно (Юнона), запуск в 2011 году.

Сайт будущей миссии http://www.nasa.gov/mission_pages/juno/main/index.html

САТУРН

Впервые окольцованную планету посетил аппарат NASA «Пионер-11» в 1979 году. Затем в 1980 и 1981 году за ним проследовали «Вояджер-1″ и «Вояджер-2«. У всех трех аппаратов это были однократные пролетные траектории с близкого расстояния, которые позволили получить детальные снимки колец и их состав, обнаружить магнитное поле, и наблюдать штормы в атмосфере газового гиганта.

Очень долгое время с тех пор Сатурн изучали только с телескопа им.Хаббла, пока в июле 2004 года, после 7-летнего «гуляния» по Солнечной системе (аппарату пришлось совершить два гравитационных маневра, используя притяжения планет Венера и Юпитер), на орбиту планеты вышла автоматическая станция «Кассини-Гюйгенс» (англ. Cassini–Huygens), созданная совместно NASA, Европейским космическим агентством (ESA) и Итальянским космическим агентством (ASI), и по настоящее время продолжает иcследовать окрестности Сатурна и его спутников.

Кассини (2004 — 2017)

Аппарат состоит из двух основных элементов: непосредственно орбитальной станции «Кассини» (англ. Cassini orbiter) и спускаемого зонда «Гюйгенс» (англ. Huygens probe), предназначенного для посадки на Титан. 25 декабря 2004 зонд Гюйгенс отделился от главного аппарата. Зонд достиг Титана 14 января 2005 и выполнил успешный спуск в атмосфере спутника. Во время спуска «Гюйгенс» отбирал пробы атмосферы. С помощью внешнего микрофона удалось сделать запись звука ветра. Снимки, сделанные в ходе спуска, показали сложный рельеф со следами действия жидкости.

С помощью орбитальной станции «Кассини» была проверена общая теория относительности (наблюдался частотный сдвиг и задержка радиосигнала, приходящего от аппарата), получены подробные снимки колец Сатурна, включая такие образования в них как «спицы», открыты новые спутники планеты, а также осуществил близкие пролеты рядом с 8 спутниками: Фебой, Мимасом, Дионой, Гипериона, Тефии, Реи, Энцеладом и конечно же Титаном.

Хорошая подборка лучших снимков со спутника «Кассини» http://bigpicture.ru/?p=56918

Особый интерес для ученых представляет Титан — крупный спутник Сатурна, особенность которого заключается в наличии атмосферы, которую зафиксировали в свое время АМС «Вояджеры«. С помощью радарных съемок с «Кассини» на нем были обнаружены озера, заполненые жидкими углеводородами. Исследования Титана позволили выдвинуть гипотезу о наличии на нём простейших форм жизни, в частности, в подземных «водоёмах», где условия могут быть гораздо комфортнее, чем на поверхности.

Первоначально миссия была запланирована до 2008, однако впоследствии продлена до лета 2010. 3 февраля 2010 года было объявлено о дальнейшем продлении программы до 2017 года. Теперь миссия получила новое название «Кассини Солнцестояние» (англ. Cassini Solstice Mission).

Сайт миссии http://saturn.jpl.nasa.gov/index.cfm

Следующую миссию Titan Saturn System Mission (TSSM) планируется произвести только в 2020-х годах. Аппарат TSSM включает в себя один орбитальный и два спускаемых модуля: воздушный шар, который будет летать в небе Титана и посадочный модуль, который должен приводниться на поверхность одного из метановых озёр.

УРАН и НЕПТУН

Первый и пока единственный аппарат, достигший Урана и Нептуна это «Вояджер-2«. Пролетев у Сатурна, «Вояджер-1» отправился за пределы Солнечной системы. Планеты в основном изучают с Земли, в том числе и с орбитального телескопа им.Хаббла.

В 1986 году «Вояджер-2» пролетел Уран и получил снимки планеты с близкого расстояния. На них видна «невыразительная» в видимом спектре планета без облачных полос и атмосферных штормов, характерных для других планет-гигантов. Аппарат провёл изучение структуры и состава атмосферы Урана, обнаружил 11 новых спутников, изучил уникальные погодные условия, вызванные осевым креном в 97.77°, подтвердил и обнаружил систему колец. Также было исследовано строение магнитосферы, и, в особенности, «магнитного хвоста», вызванного поперечным вращением. А также сфотографированы 5 самых крупных спутников. Большинство сведений, известных сегодня об Уране, получены буквально в течение нескольких часов, пока станция находилась поблизости от планеты, пролетая на расстоянии 81 500 км от поверхности облаков со скоростью около 46 000 км/ч (примерно 13 км/с).

Вояджер (1977 — …)

Далее зонд отправился к Нептуну и пролетел вблизи четвертой по величине газовой планеты Солнечной системы в 1989 году, передав на Землю снимки Нептуна и его крупного спутника Тритона. Аппарат подтвердил существование магнитного поля у планеты и провел его измерения. Определил период вращения планеты, и показал активную погодную систему Нептуна, а также наличие Большого темного пятна (устойчивый шторм-антициклон размерами 13 000 х 6600 км), аналогичное Большому красному пятну на Юпитере. Было подтверждено наличие слабых фрагментированных колец и 6 новых спутников.

В настоящее время NASA планирует запуск к Урану аппарата Urane Orbiter в 2020-х годах. В его состав будет входить орбитальный аппарат и атмосферный зонд.

Дат запуска миссий по исследованию Нептуна пока не называются.

ПЛУТОН

Удалённость Плутона и его маленькая масса делают трудными его исследования с помощью космических аппаратов. «Вояджер-1» мог бы посетить Плутон, но предпочтение было отдано пролёту вблизи спутника Сатурна — Титана, в результате траектория полёта оказалась несовместимой с пролётом вблизи Плутона. А у «Вояджера-2″ вообще не было возможности приблизиться к Плутону. Никаких серьёзных попыток исследовать Плутон не предпринималось вплоть до последнего десятилетия XX века. Осуществление полёта неоднократно откладывалось из-за недостатка финансирования, а также задержек с изготовлением плутониевого термоэлектрического генератора электроэнергии. С середины 90-х годов проект успел сменить несколько концепций и названий — Pluto Fast Flyby, Pluto Express и, наконец, New Horizons Pluto-Kuiper Belt Mission.

Миссия NASA «Новые горизонты» (англ. New Horizons) успешно стартовала 19 января 2006 года. В начале 2007 года аппарат совершил гравитационный манёвр вблизи Юпитера, что придало ему дополнительное ускорение. 18 марта 2011 года аппарат пересёк орбиту Урана. В августе 2014 года пройдет орбиту Нептуна. Исследование системы Плутона будет выполняться с пролетной траектории, поскольку возможности современной космонавтики не позволяют аппарату погасить скорость, чтобы выйти на орбиту вокруг Плутона. Максимальное сближение аппарата с Плутоном произойдёт 14 июля 2015 года. Научные наблюдения за Плутоном начнутся за 5 месяцев до этого и продлятся, по крайней мере, в течение месяца с момента прибытия.

Новые Горизонты (2006 — …)

«Новые горизонты» осуществит картографическую съемку, проверит наличие магнитного поля у планеты, изучит состав атмосферы и структуру поверхности Плутона. С помощью радиоспектрометра оценит массу Плутона, Харона и выбранных объектов в поясе Койпера.

Пролетев мимо Плутона, аппарат, возможно, изучит ещё какой-нибудь объект пояса Койпера. После этого аппарат продолжит полет в поясе Койпера и со временем выйдет в межзвездное пространство. Полная миссия рассчитана на 15-17 лет. На борту АМС установлена капсула с частью праха астронома Клайда Томбо, первооткрывателя Плутона.

Официальный сайт миссии http://pluto.jhuapl.edu/

….И ЗА ПРЕДЕЛЫ

За орбитой Плутона на данный момент находятся 4 станции, которые стартовали с Земли с 70-х годов двадцатого века. Выполнив свои основные программы по исследованию газовых гигантов, аппараты взяли курс к границам Солнечной системы.

После 11 лет полета, в 1983 году «Пионер-10» миновал орбиту Плутона и стала первым запущенным с Земли аппаратом, покинувшим пределы Солнечной системы. Официально миссия «Пионера-10» завершилась в 1997 году, однако ученые продолжали обрабатывать идущие с него сигналы. Последний сигнал был получен 23 января 2003 года. Сообщалось, что аппарат направляется в сторону Альдебарана. Если с ним ничего не случится по пути, он достигнет окрестностей звезды через 2 миллиона лет.

АМС «Пионер» (1972 — 2003)

«Пионер-11» после выполнения исследовательской миссии, включавшей в себя пролеты рядом с гигантами Юпитером (1974) и Сатурном (1979), взял курс в направлении созвездия Щит. В 1995 контакт с аппаратом был потерян. По состоянию на конец 1995 года космический аппарат находился на 44.7 а.е. от Солнца.

Страница миссий http://www.nasa.gov/mission_pages/pioneer/

«Вояджеры» стали третьим и четвёртым космическими аппаратами, покинувшими пределы Солнечной системы. Теперь из научных исследований «Вояджеров» на первом месте — изучение переходных областей между солнечной и межзвёздной плазмой. «Вояджер-1» пересёк гелиосферную ударную волну (англ. termination shock) в декабре 2004 года на расстоянии 94 а. е. от Солнца. «Вояджер-2» пересек гелиосферную ударную волну 30 августа 2007 года на расстоянии 84.7 а.е.. Ожидается, что аппараты пересекут гелиопаузу примерно через 10 лет после пересечения гелиосферной ударной волны.

Ученые надеются, что связь с «Вояджерами» удастся поддерживать и после того, как они пересекут гелиопаузу.

Сайт миссии http://voyager.jpl.nasa.gov/

Послания другим цивилизациям на борту «Пионеров» и «Вояджеров»

На борту каждого из четырех аппаратов закрепили «приветственные послания к братьям по разуму»: в виде прямоугольных пластинок из анодированного золотом алюминия (на «Пионерах«) и позолоченных видеодисков (на «Вояджерах«). На всех пластинах помечено положение Солнца в нашей Галактике относительно ближайших пульсаров, а также инструкция по расшифровке послания и данных о человеке, Земле и важнейших научных открытиях.

Вот мы и закончили наше путешествие с межпланетными автоматическими станциями к крупным телам нашей Солнечной системы. В следующий раз рассмотрим космические миссии, которые были направлены на изучение малых объектов, которые бороздят окрестности Солнца — астероидов и комет.

Статья подготовлена по материалам российских и иностранных источников.
Иллюстрации NASA, JPL.

astro-bratsk.ru