Разведка дальнего космоса: редкие и ценные миссии

Дальние космические полеты всегда олицетворяли стремление человечества полететь к другим звездам. К сожалению, до желанного межзвездного полета еще многие десятилетия работы, но первые шаги к другим мирам уже сделаны: сегодня в космосе работают несколько сверхдальних миссий

В последнее время СМИ все чаще упоминают о космическом аппарате Voyager -1. Об аппарате, запущенном 33 года назад, заговорили, потому что это первый объект, который человечество выведет за пределы Солнечной системы. Разумеется, это не единственный зонд, посланный в глубокий космос, но таких дальних миссий пока мало. Несмотря на то, что сейчас на околоземной орбите летают более 2 тыс. спутников, за всю историю космических полетов миссии к границам Солнечной системы можно пересчитать по пальцам. Из-за большой продолжительности полета, технической сложности и высокой стоимости, подобные миссии редкость, но тем они и интересны. Кроме того, они являются символом стремления нашей цивилизации расширить границы.

Voyager

В 1977 году НАСА запустило два аппарата, предназначенных для исследования Сатурна и Юпитера. Зонды Вояджер-1 и -2 пролетели сквозь Солнечную систему, выполнили главную часть своих миссий и получил новую - Voyager Interstellar Mission (VIM), буквально Межзвездная миссия Voyager.

Космический аппарат Вояджер-2 удаляется от Солнца со скоростью 15,4 км/с. Вояджер-2 весит 722 кг и имеет габариты 3,7x2,2x13 м. Радиосигнал Вояджера-2 летит к Земле 14 часов (фигурка человека рядом с зондом позволяет оценить его размер)

В настоящее время Voyager -1 находится на расстоянии 18,5 млрд км или 123,7 астрономические единицы. Voyager -2, соответственно 15,1 млрд. км или 101 а.е. Ежегодно аппараты удаляются от Солнечной системы на 3,6 и 3,3 а.е., причем Вояджер-1 летит вовне из нашей системы на север под углом 35 градусов к плоскости эклиптики, а Вояджер-2 на - юг под углом 48 градусов. В марте 2013 года в Geophysical Research Letters появилась статья Билла Веббера из университета штата Нью-Мексико, который утверждает, что Voyager -1 уже покинул солнечную систему и движется в межзвездной среде. Однако в НАСА это сообщение опровергли.

У обоих аппаратов есть топливо и энергия для работы вплоть до 2020-2025 года. За это время Вояджер-1 удалится от Солнца на расстояние около 19 млрд. км, а Вояджер-2 16,9 млрд км. Через 7-12 лет связь с аппаратами почти наверняка прекратится, и они превратятся в мертвые груды металла. Скорее всего, до этого момента ученые смогут засечь момент перехода границы Солнечной системы с помощью датчиков частиц и магнитного поля "Вояджеров". Это даст знания о параметрах межзвездной среды, которые невозможно получить никаким другим образом.

Но даже после этого миссия VIM продолжится. На борту аппаратов находятся золотые пластинки с информацией о нашей цивилизации, так что зонды станут своеобразными «посылками», которые человечество отправило к звездам. Правда, лететь к другим звездам вояджеры будут долго. Только через 40 тыс. лет Вояджер-1 пройдет на расстоянии 1,6 световых года от звезды AC+79 3888 в созвездии Жирафа. Вояджер-2 через 29,6 тыс. лет пройдет на расстоянии 4,3 световых года от Сириуса, самой яркой звезды в нашем небе. Надо отметить, что зонды пролетят слишком далеко от звездных систем, чтобы их обнаружили. По крайней мере, для цивилизации нашего уровня развития это невыполнимая задача.

Пионеры

Космическая программа НАСА «Пионер» (Pioneer) была одной из самых масштабных программ по беспилотному исследованию космоса. Всего было изготовлено 9 «Пионеров» 4 различных типов, 2 из них («Пионер-10» и -11) отправились в межзвездное путешествие.

Космический аппарат «Пионер-10» удаляется от нас со скоростью более 12 км/с. Зонд весит 270 кг, имеет габариты 2,7x2,0x6,6 м, оснащен генератором мощностью 40 ватт и параболической радиоантенной диаметром 2,7 м. Радиосигнал от «Пионера-10» к Земле за 15 часов, но, к сожалению, зонд уже давно молчит

Запущенный в 1972 году, «Пионер-10» стал первым космическим аппаратом, преодолевшим пояс астероидов и первым зондом, который сфотографировал Юпитер. «Пионер-11» запустили в 1973 году, он сделал первые снимки Сатурна.

Об аппаратах «Пионер-10 и 11» теперь практически не говорят, потому что связи с зондами уже нет. «Пионер-11» перестал передавать радиосигналы еще в 1995 году, а «Пионер-10» - в 2003 году, когда закончился ресурс его радиоизотопного источника питания.

К настоящему времени умолкший «Пионер-11» должен находиться на расстоянии 12,89 млрд. км или 138,7 а.е. от Солнца. Его собрат, «Пионер-10», улетел на 16,1 млрд км или 108 а.е.

Лишившиеся электропитания «Пионеры» продолжают лететь в межзвездное пространство. Через 2 млн лет «Пионер-10» достигнет звезды Альдебаран, которая находится на расстоянии около 68 световых лет от Земли. Точный маршрут «Пионера-11» определить трудно, ведь с момента потери связи его точное местонахождение и направление полета неизвестно, специалисты НАСА лишь приблизительно рассчитали его - «Пионер-11» летит сторону созвездия Щита.

Кстати, на борту «Пионеров» находятся алюминиевые пластины весом по 120 грамм с изображением людей и координатами Солнечной системы.

New Horizons

В настоящее время на полпути к Плутону находится еще один дальний разведчик – зонд New Horizons.

New Horizons весит 470 кг, имеет габариты 0,7х2,1х2,7 м и мчится к Плутону со скоростью 15 км/с. Радиосигнал от зонда к Земле идет 3 часа 35 мин

Его запустили в январе 2006 года, когда Плутон еще имел статус планеты. Теперь зонд НАСА удалился от Солнца на 3,8 млрд км или 25,8 а.е., пересек орбиту Урана и достигнет Плутона в 2015 году.

New Horizons – это первый космический аппарат, который изучит границы нашей звездной системы. После того, как зонд сделает снимки Плутона, он отправится в Пояс Койпера – скопление «строительного мусора», который остался со времен рождения Солнечной системы. Кроме того, если за нами тайно шпионят инопланетяне, то прячутся они, скорее всего, именно там. Разумеется, миссия New Horizons прежде всего направлена не на поиск инопланетян, а на исследование геологии самого дальнего уголка звездной системы. По сравнению со «старичками» «Пионерами» и Вояджерами, New Horizons является настоящим шедевром технической мысли и оснащен 7 совершенными научными приборами, включая мощную фотокамеру-телескоп для фотографирования с большого расстояния.

Также зонд имеет пассивный радиометр для изучения состава и температуры атмосферы, тепловизор и разнообразные спектрометры. По количеству выдаваемой научной информации New Horizons будет стоить десятка «Пионеров».

Rosetta

Космический аппарат Rosetta не летит за пределы Солнечной системы и, на первый взгляд, выбивается из ряда дальних разведчиков. Тем не менее, миссия Rosetta уникальна тем, что направлена на изучение древнейших небесных тел Солнечной системы – комет и астероидов.

Rosetta весит 3000 кг, имеет габариты 2,8x2,1x32 м, движется со скоростью 8 км/с. Радиосигнал от зонда к Земле идет 43 мин.

Этот аппарат был запущен весной 2005 года и в настоящее время находится на расстоянии 774,9 млн. км или 5,1 а.е. – приблизительно на расстоянии орбиты Юпитера.

Зонд Rosetta уже изучил астероиды Стейнс, Лютеция и в данный момент пребывает в режиме гибернации (спячки) для экономии энергии. В январе 2014 года Rosetta «проснется», включит двигатель и выйдет на орбиту кометы C-G, после чего отправит спускаемый аппарат Philae на поверхность кометы. Philae должен совершить мягкую посадку с помощью специальной гарпунной системы сближения, которая буквально подтянет спускаемый аппарат к комете. После этого будут собраны данные о составе кометного вещества. Это будет финалом миссии Rosetta и началом новой страницы в изучении пояса астероидов.

Первые шаги

Как видим, совсем немного космических аппаратов посещали дальние закоулки Солнечной системы. Изучение таких удаленных объектов, как Пояс Койпера и тем более Облако Оорта требует серьезных финансовых средств. Пока же ведущие космические агентства и частные компании сосредоточились на более близкой цели: поясе астероидов, который расположен между орбитами Марса и Юпитера. В этот регион в ближайшие десятилетия отправятся множество миссий, таких как OSIRIS-REX, а после сдачи в эксплуатацию космического комплекса с дальним кораблем Orion, НАСА отправит к астероидам и пилотируемые миссии.

К сожалению, пока на окраинах Солнечной системы побывало совсем мало зондов…

Основные средства космических программ будут направлены на масштабное освоение ближнего космоса и фундаментальные исследования, включая поиск обитаемых экзопланет.

В целом, к концу столетия ожидается настоящий космический бум, обусловленный выходом в космос многочисленных частных компаний, готовых реализовать самые амбициозные и рискованные проекты. Несмотря на мировой экономический кризис, на банковских счетах находится огромное количество корпоративных денег, которые лежат, что называется мертвым грузом. Это обеспечивает базу для самых разнообразных проектов: от организации реалити-шоу на Марсе до добычи полезных ископаемых из астероидов. Скорее всего, именно коммерческие организации первыми изучат все закоулки нашей звездной системы, а правительственные организации в это время смогут сосредоточить усилия на фундаментальных исследованиях.

Михаил Левкевич