Sonda lebdi v ledeni praznini. Tri leta so minila od lansiranja na Baikonurju in dolga cesta se razteza za milijardo kilometrov. Asteroidni pas je bil varno prečkan, krhki instrumenti so zdržali hud mraz svetovnega vesolja. In naprej? Grozljive elektromagnetne nevihte v orbiti Jupitra, smrtonosno sevanje in težko pristajanje na površini Ganimeda - največjega satelita velikanskega planeta.
Po sodobni hipotezi pod površjem Ganimeda leži ogromen topel ocean, ki ga verjetno naseljujejo najpreprostejše oblike življenja. Ganimed je petkrat dlje od Zemlje, 100-kilometrska plast ledu zanesljivo zavaruje "zibelko" pred kozmičnim mrazom, pošastno gravitacijsko polje Jupitra pa neprestano "strese" jedro satelita in ustvarja neizčrpen vir toplote energija.
Ruska sonda naj bi mehko pristala v enem od kanjonov na ledeni površini Ganimed. V enem mesecu bo izvrtal led do globine nekaj metrov in analiziral vzorce - znanstveniki upajo, da bodo ugotovili natančno kemično sestavo ledenih nečistoč, kar bo dalo neko predstavo o notranji strukturi satelita. Nekateri verjamejo, da bo mogoče najti sledi nezemeljskega življenja. Zanimiva medplanetarna odprava - Ganimed bo postal sedmo nebesno telo *, na površje katerega bodo obiskale zemeljske sonde!
"Europe-P" ali tehnično plat projekta
Če lahko besede podpredsednika vlade Rogozina o "pristajanju na Luni" Mednarodne vesoljske postaje štejemo za šalo, potem je lanska izjava vodje Roscosmosa Vladimirja Popovkina o prihajajoči misiji na Jupiter videti kot resna odločitev. Popovkinove besede v celoti sovpadajo z mnenjem akademika Leva Zelenyja, direktorja Inštituta za vesoljske raziskave RAS, ki je že leta 2008 objavil, da namerava poslati znanstveno odpravo na Jupitrove ledene lune - Evropo ali Ganimed.
Pred štirimi leti, februarja 2009, je bil podpisan mednarodni sporazum o začetku celovitega študijskega programa Europa Jupiter System Mission, v okviru katerega bodo poleg ruske medplanetarne postaje odšli ameriški JEO, evropski JGO in japonska postaja JMO. Jupiter. Omeniti velja, da je Roskosmos zase izbral najdražji, najkompleksnejši in najpomembnejši del programa - za razliko od drugih udeležencev, ki pripravljajo samo orbite za preučevanje štirih "velikih" satelitov Jupitra (Europa, Ganymede, Callisto, Io) iz vesolje, bi morala ruska postaja narediti najtežji manever in nežno "pristati" na površini enega od izbranih satelitov.
Ruska kozmonavtika se odpravlja v zunanje regije sončnega sistema. Tu je še prezgodaj postaviti klicaj, vendar je samo razpoloženje spodbudno. Poročila iz globin vesolja so videti veliko bolj zanimiva kot poročila s francoske riviere, kjer so se nekateri ruski uradniki na dopustu zabavali.
Kot pri vsakem ambicioznem projektu je tudi v primeru ruske sonde za preučevanje Ganimeda veliko skepticizma, katerega stopnja sega od kompetentnih in upravičenih opozoril do popolnega sarkazma v slogu "dopolnitve ruske orbitalne skupine na dno Tihega oceana."
Prvo in morda najpreprostejše vprašanje: zakaj Rusija potrebuje to super-ekspedicijo? Odgovor: če bi nas takšna vprašanja vedno vodila, je človeštvo še vedno sedelo v jamah. Spoznavanje in raziskovanje vesolja - morda je to glavni smisel našega obstoja.
Prezgodaj je pričakovati konkretne rezultate in praktične koristi od medplanetarnih odprav-tako kot je zahtevati, da si triletni otrok samostojno zasluži življenje. Toda prej ali slej se bo zgodil preboj in zbrano znanje o oddaljenih kozmičnih svetovih bo zagotovo prišlo prav. Morda se bo jutri začela vesoljska "zlata mrzlica" (prilagojena za nekaj Iridija ali Helija-3) in imeli bomo močno spodbudo za obvladovanje sončnega sistema. Ali pa bomo morda ostali na Zemlji še 10.000 let in ne bomo mogli stopiti v vesolje. Nihče ne ve, kdaj se bo to zgodilo. Toda to je neizogibno, sodeč po besu in nepremagljivi energiji, s katero človek spreminja nova, prej nenaseljena ozemlja na našem planetu.
Drugo vprašanje, povezano z letom v Ganymede, se sliši bolj ostro: ali je Roscosmos sposoben izvesti takšno odpravo? Navsezadnje niti ruske niti sovjetske medplanetarne postaje niso nikoli delovale v zunanjih regijah sončnega sistema. Domača kozmonavtika je bila omejena na preučevanje najbližjih nebesnih teles. Za razliko od štirih majhnih "notranjih planetov" s trdno površino - Merkurja, Venere, Zemlje in Marsa, so "zunanji planeti" plinski velikani s popolnoma neustreznimi velikostmi in pogoji na svojih površinah (in na splošno, ali imajo "površina"? Po sodobnih pojmih je "površina" Yuriterja pošastna plast tekočega vodika v globinah planeta pod pritiskom v stotinah tisoč zemeljskih atmosfer).
Toda notranja struktura plinskih velikanov je malenkost v primerjavi s težavami, ki nastanejo pri pripravah na let v "zunanje regije" sončnega sistema. Eden ključnih problemov je povezan z ogromno oddaljenostjo teh regij od Sonca - edini vir energije na krovu medplanetarne postaje je lasten RTG (radioizotopski termoelektrični generator), ki ga poganja več deset kilogramov plutonija. Če bi bila takšna "igrača" na krovu Phobos-Grunt, bi se ep s padcem postaje na Zemljo spremenil v svetovno "rusko ruleto" … Kdo bi dobil "glavno nagrado"?
Vendar pa je za razliko od še bolj oddaljenega Saturna sončno sevanje v Jupitrovi orbiti še vedno zelo občutljivo - do začetka 21. stoletja so Američani uspeli ustvariti zelo učinkovito sončno baterijo, ki je bila opremljena z novo medplanetarno postajo Juno (izstreljena do Jupiter leta 2011). Uspelo se nam je znebiti dragega in nevarnega RTG -ja, vendar so dimenzije treh solarnih panelov "Juno" preprosto ogromne - vsaka dolga 9 metrov in široka 3 metre. Kompleksen in okoren sistem. Zaenkrat ni sledilo nobenih uradnih komentarjev, kakšno odločitev bo sprejel Roscosmos.
Razdalja do Jupitra je 10 -krat večja od razdalje do Venere ali Marsa - zato se postavlja vprašanje o trajanju leta in zagotavljanju zanesljivosti opreme za dolga leta delovanja v odprtem vesolju.
Trenutno potekajo raziskave na področju ustvarjanja visoko učinkovitih ionskih motorjev za medplanetarne lete na dolge razdalje - kljub fantastičnemu imenu so to povsem banalne in precej preproste naprave, ki so bile uporabljene v sistemih za nadzor drže sovjetskih satelitov Serija meteorjev. Načelo delovanja - tok ioniziranega plina teče iz delovne komore. Potisk "super-motorja" je desetine Newtona … Če "ionski motor" postavite na mali avtomobil "Oka", bo avto "Oka" ostal na svojem mestu.
Skrivnost je v tem, da za razliko od običajnih kemično reaktivnih motorjev, ki za kratek čas razvijejo ogromne moči, ionski motor tiho deluje v odprtem vesolju skozi ves let do oddaljenega planeta. Rezervoar utekočinjenega ksenona z maso 100 kg zadostuje za več deset let delovanja. Posledično naprava po nekaj letih razvije precej solidno hitrost in glede na dejstvo, da je hitrost odtoka delovnega medija iz šobe "ionskega motorja" večkrat večja od hitrosti iztoka delovnega medija iz šobe običajnega raketnega motorja na tekoče gorivo, se inženirjem odprejo možnosti za pospešek vesoljskih ladij do hitrosti več sto kilometrov na sekundo! Celotno vprašanje je v prisotnosti dovolj močnega in prostornega vira električne energije na krovu, da ustvari magnetno polje v motorni komori.
Leta 1998 je NASA že eksperimentirala z ionskim pogonskim sistemom na krovu Deep Space-1. Leta 2003 je japonska sonda Hayabusa, opremljena tudi z ionskim motorjem, odšla na asteroid Itokawa. Čas bo pokazal, ali bo prihodnja ruska sonda dobila podoben motor. Načeloma razdalja do Jupitra ni tako velika kot na primer do Plutona, zato je glavni problem v zagotavljanju zanesljivosti opreme sonde in njene zaščite pred mrazom in tokovi kozmičnih delcev. Upajmo, da se bo ruska znanost spopadla s to težko nalogo.
Tretja ključna težava na poti v oddaljene svetove se sliši kratko in jedrnato: povezljivost
Zagotavljanje stabilne povezave z medplanetarno postajo - to vprašanje po kompleksnosti ni slabše od gradnje "babilonskega stolpa". Na primer, medplanetarna sonda Voyager 2, ki je avgusta 2012 sonda zapustila sončni sistem in zdaj plava v medzvezdnem prostoru, se odpravlja proti Siriusu, ki ga bo dosegla v 296.000 zemeljskih letih. Trenutno se Voyager 2 nahaja 15 milijard kilometrov od Zemlje, moč oddajnika medplanetarne sonde je 23 W (kot žarnica v vašem hladilniku). Mnogi od vas bodo v nezaupanju zmajali z glavo - videti slabo svetlobo 23 -vatne žarnice z razdalje 15 milijard kilometrov … je nemogoče.
Inženirji NASA pa redno prejemajo telemetrične podatke s sonde pri 160 bps. Po 14-urni zamudi signal oddajnika Voyager 2 doseže Zemljo z energijo 0,3 milijardinke bilijontine vata! In to je povsem dovolj-70-metrske antene Nasinih vesoljskih komunikacijskih centrov velikega dosega v ZDA, Avstraliji in Španiji samozavestno sprejemajo in dekodirajo signale vesoljskih popotnikov. Še ena zastrašujoča primerjava: energija radijske emisije zvezd, sprejeta za ves obstoj vesoljske radijske astronomije, ne zadostuje za segrevanje kozarca vode za vsaj milijonino stopinje! Občutljivost teh naprav je preprosto neverjetna. In če oddaljena medplanetarna sonda izbere pravilno frekvenco in svojo anteno usmeri proti Zemlji, bo to zagotovo slišano.
Na žalost v Rusiji ni zemeljske infrastrukture za vesoljske komunikacije na dolge razdalje. Kompleks ADU -1000 "Pluton" (zgrajen leta 1960, Evpatoria, Krim) je sposoben zagotavljati stabilno komunikacijo z vesoljskimi plovili na razdalji največ 300 milijonov kilometrov - to je dovolj za komunikacijo z Venero in Marsom, vendar premalo za lete na "zunanje planete".
Vendar pomanjkanje potrebne zemeljske opreme ne bi smelo postati ovira za Roscosmos - za komunikacijo z napravo v Jupitrovi orbiti bodo uporabljene močne antene NASA. Kljub temu mednarodni status projekta zavezuje …
Nazadnje, zakaj je bil za študijo izbran Ganimed in ne Evropa, bolj obetavna v smislu iskanja podledenega oceana? Poleg tega je bil projekt prvotno označen kot "Europe-P". Zakaj so ruski znanstveniki ponovno premislili o svojih namenih?
Odgovor je preprost in nekoliko neprijeten. Dejansko je prvotno nameraval pristati na površini Evrope.
V tem primeru je bil eden ključnih pogojev zaščita vesoljskega plovila pred udarci sevalnih pasov Jupitra. In to ni pretirano opozorilo - medplanetarna postaja Galileo, ki je leta 1995 vstopila v Jupitrovo orbito, je na svojo prvo orbito prejela 25 smrtonosnih doz sevanja. Postajo je rešila le učinkovita zaščita pred sevanjem.
Trenutno ima NASA potrebne tehnologije za zaščito pred sevanjem in zaščito opreme vesoljskih plovil, žal pa je Pentagon prepovedal prenos tehničnih skrivnosti na rusko stran.
Morali smo nujno spremeniti pot - namesto Evrope je bil izbran Ganimed, ki se nahaja na razdalji 1 milijon km od Jupitra. Približevanje planetu bi bilo nevarno.
