Raziskovalci v Laboratoriju za reaktivni pogon so bili dolgo časa prikrajšani za miren počitek. Navdušeni nad odkritji so spali v naletu in ko so se zbudili, so odhiteli nazaj v Center za kontrolo letenja avtomatske medplanetarne postaje Voyager. Tu so digitalni stroji delovali s čudovito hitrostjo in pretvorili na tisoče kosov informacij, popačenih zaradi vesolja in atmosferskih motenj, v telekronične okvire, vitko grafiko in neskončne vrstice številk. Ljudje s zadihanim dihom so na zaslonih gledali barvne podobe bližajočega se Saturna.
33 milijonov kilometrov ostal vesoljskemu izvidniškemu planetu. Od lansiranja na kozmodrom so minila 4 leta, za Voyagerjem pa se razteza dolga cesta za 2 milijardi kilometrov. Nevaren pas asteroidov z neskončnimi tokovi meteoritskih teles je bil varno prečkan. Krhke elektronske naprave so zdržale hud mraz svetovnega vesolja in elektromagnetne nevihte v bližini največjega planeta v osončju - Jupitra.
In naprej? Nevarnost trčenja s skalami in ledenimi plodovi v bližini Saturna, preden se Voyager odpravi na svoje osemletno potovanje na najbolj oddaljene planete - Uran in Neptun.
… Pred očmi tistih, ki so bili v nadzornem centru, se je pojavila veličastna slika. Saturn, okronan z ogromno "ogrlico", je že zasedel skoraj celoten okvir televizijske podobe. Zlato rumen planet s sivkastimi drogovi in pestrimi pasovi, ki jih komaj opazimo v megli, je drvel in se vrtel v črnem breznu neba.
Raziskovalci se upirajo v znamenite Saturnove obroče, ki astronomi preganjajo že več stoletij.
Veliki Galileo je prvi opazil nekaj čudnega v videzu Saturna. Galilejev teleskop je bil prešibak in znanstveniku se je zdelo, da ima Saturn ročaje kot posodo za sladkor. Šele pol stoletja pozneje je Christian Huygens dokazal, da čudni polkrogi na straneh planeta niso nič drugega kot tanki, ampak zelo široki obroči.
Razdalja do planeta je 33 milijonov kilometrov. Na zaslonu so trije Saturnovi obroči, ki so bili dolgo odkriti s pomočjo teleskopov: A, B in C. Vendar pa lahko na vesoljskih posnetkih vidite nekaj, česar z Zemlje ni mogoče videti. Najprej zapletenost strukture obročev in njihova neverjetna barva.
Največji obroč - zunanji - iskri s srebrno barvo, srednji je rahlo rdečkast, notranji pa temno modr, prosojen, kot da je iz tanke, komaj oprijemljive snovi.
8 milijonov kilometrov. Le četrtina Saturnove poloble se prilega televizijski podobi. Na strani planeta sta sijali dve luni, tesno stisnjeni drug proti drugemu - Tethys in Dione. Toda znanstveniki se vztrajno vračajo k preučevanju prstanov. Vidni niso trije, ampak sedem obročev, ki so gnezdeni drug v drugem. Tu so, na novo odkriti: F - zunaj starega A, G - zunaj novega F, E - najširši obroč, najbolj oddaljen od planeta, D - najbližji Saturnu.
Kaj pa je to? Če primerjamo fotografije, strokovnjaki vidijo, da se vsak od velikih obročev razpade na številne ozke, komaj opazne "obroče". Na eni fotografiji so jih šteli 95! Tudi v črni "reži", široki 4 tisoč kilometrov med obročema A in B, ki je bila vedno priznana kot prazna, so znanstveniki prešteli na desetine tankih "obročev".
2 milijona kilometrov. Voyagerjevi instrumenti so namenjeni hitremu približevanju Titanu, največji Saturnovi luni. Je večji od planeta Merkurja. Navdušenje astronomov je enostavno razumeti. Titan je edini satelit v celotnem sončnem sistemu z močno atmosfero, ki je 10 -krat debelejša od Zemljine. Voyager je letel mimo Titana na razdalji 6,5 tisoč kilometrov - 60 -krat bližje kot razdalja od Zemlje do Lune. Pa vendar so znanstveniki na zaslonu videli le malo - preprečila se je gosta megla Titanove atmosfere, podobna kemičnemu smogu.
1 milijon kilometrov. Na zaslonu je bleščeče svetla Rhea druga največja Saturnova luna. Vse je obdano s kraterji - neprekinjeno vesoljsko bombardiranje je trajalo milijarde let. Pred kamero je prišel še en satelit, ki je bleščal v žametni črnini vesolja. To je Dione, ki je bolj podoben naši Luni kot drugi objekti v sistemu Saturn, vendar "morja" na Dioni niso pokrita s strjeno lavo. Vodni led je viden povsod, trden kot kamen. Mreža belih "vrvi" govori o krajih, kjer se je voda, ki je izbruhnila iz črevesja, v trenutku strdila, zavita v hudo zmrzal. Površinska temperatura Dione je minus 180 ° C - tukaj sonce sije 900 -krat slabše kot v Zemljini orbiti.
Doslej neznani satelit Saturn-12 (S-12) plava pred očmi raziskovalcev. Presenetljivo je, da je v isti orbiti kot Dione. Hkrati S-12 vedno leti pred Dione na razdalji 1/6 orbitalnega obsega. V nebesni mehaniki se tak pojav običajno imenuje orbitalna resonanca.
300 tisoč kilometrov. Zmenek s Saturnom bo kmalu. Z leve strani skavta se je, kot da pozdravlja njegov prihod, pojavil Mimas. Izgleda čudno. Pred milijardami let je ta satelit trčil v veliko nebesno telo - eksplozija kolosalne sile je iz Mimasovega telesa raztrgala toliko ledu in kamna, da je nastal krater globok 9 in širok 130 kilometrov. Krater zaseda četrtino satelitske poloble!
101 tisoč kilometrov. Na takšni razdalji sta se srečala velikanski planet in zemeljski glasnik in se razšla. Saturn je tako velik, da je v času najbližjega približevanja v televizijskem kadru mogoče videti le majhen delček oblačnosti. Oblaki rumeno rjave barve, neprepustni za oko, so povsod. Med nihajočimi belimi črtami, vrtinci in aureoli teče nekaj modro -zelenih lis, velikosti Grenlandije ali Avstralije - to so "okna", skozi katera se prebijejo plinski vrtinci iz globin planeta.
Od vseh planetov v osončju je Saturn po velikosti po velikosti Jupiter. V notranjosti bi bilo dovolj prostora za tristo globusov. Toda povprečna gostota velikana je zelo nizka - če bi nekje obstajal fantastičen neskončni ocean, bi Saturn na svoji površini plaval kot pluta.
Po novem modelu, ki so ga ustvarili Voyagerjevi instrumenti, se nam planet zdi kot oblata krogla vodika in helija na polih. Močan plinasti ovoj Saturna se z naraščajočim tlakom spremeni v tekoče stanje bližje središču. Tekoči planet do samega jedra!
Kaj pa trdno jedro? Je velikosti Zemlje, vendar ima maso 15-20 krat več. Tako velika je gostota snovi v središču planeta, kjer je tlak 50 milijonov zemeljskih atmosfer! In temperatura je + 20.000 stopinj! Tekoča kroglica zavre in v zgornjem nivoju oblakov planeta vlada hud mraz. Kako nastane ta velika temperaturna razlika? Zaradi prostranosti notranjosti planeta in njegove kolosalne gravitacije pretok plina traja več sto let, da toploto globin prenese v zgornjo oblačno plast Saturnove atmosfere.
Čuden dež
Saturn v vesolje oddaja trikrat več energije, kot jo prejme od Sonca. Prvič, toplota nastane s postopnim krčenjem plinskega velikana - njegov premer se zmanjša za milimetre na leto. Poleg tega ima Saturn še en fantastičen vir energije. Vroča Saturnova krogla se hladi že od rojstva sončnega sistema. Po izračunih astrofizikov je pred 2 milijardami let na veliki globini planeta tlak v notranjosti padel pod kritično točko koncentracije helija. In začelo je deževati … Čuden dež, ki priteče še danes. Kapljice helija padajo več tisoč kilometrov v debelini tekočega vodika, medtem ko nastane trenje in pojavi se toplotna energija.
Nevihtno vreme
Pod vplivom hitrega vrtenja planeta (katera koli točka na ekvatorju Saturna se premika 14 -krat hitreje kot na ekvatorju Zemlje) v skrivnostnem svetu pihajo vetrovi pošastne sile - na enem mestu je Voyagerjeva oprema zabeležila hitrost oblakov 1600 km / h. Kako vam je všeč ta osvežujoč vetrič?
Objektivi Voyagerjeve kamere drsijo na Saturnovo južno poloblo. Nenadoma se je na zaslonih Centra za nadzor misij pojavila ovalna pika, dolga več deset tisoč kilometrov - kopija Velike rdeče pege na Jupitru. Planet Zemlja se lahko prosto prilega v točko. Toda to je samo besni atmosferski vrtinec v Saturnovi atmosferi, ki mu ni konca.
Crash
Voyager je nadaljeval let mimo Saturna, ko je bila radijska komunikacija nenadoma prekinjena. Znanstveniki niso bili zaskrbljeni - po izračunih je naprava izginila v "radijski senci" planeta. Ko je skavt "prišel" z druge strani Saturna, je situacija postala resna. Krmilni mehanizem gramofona z instrumenti je zagozden. Ali ne bi bilo mogoče fotografirati nočne strani planeta ?! Škoda, da bo zaradi tehnične okvare načrtovano srečanje z velikimi sateliti - Enceladusom in Tethys - treba odpovedati.
Signali so se z nadzornega centra pretakali na vgrajeni računalnik medplanetarne postaje. Nadzor nad popravljanjem mehanizma je otežila kozmična razdalja - čas zakasnitve radijskega signala med Zemljo in Saturnom je 1,5 ure. Na koncu so Voyagerjevi digitalni možgani odklenili ciljne pogone televizijskih kamer, vendar je bil čas izgubljen in le Tethys se je tesno spoznal.
Ko se je naprava že odmikala od Saturna s hitrostjo 22 km / s, so znanstveniki v Saturnovih obročih videli električno nevihto. Strele, ki osvetljujejo senčno stran, oddajajo rdeče svetlobe na nočnih oblakih planeta …
Zaključek vesoljske igre
Zgoraj opisani dogodki so se zgodili v letih 1980-1981, ko sta dve samodejni medplanetarni postaji Voyager 1 in Voyager 2 preleteli Saturn. Da bi se izognil ponovitvam, sem se odločil, da o njih ne bom govoril ločeno - vse novice o Saturnovem sistemu, ki jih na Zemljo prenašata dve napravi, so eno pogojno "dali v usta" pod imenom "Voyager" (brez številke).
Malce žaljivo je spoznati, da so naše vesoljske tehnologije po treh desetletjih ostale na isti ravni.
Vsako noč, ko sonce zaide in temnejše nebo prekrije raztresene zvezde, vidimo Kozmos. Za raziskovanje vesolja je potrebna fantastično sofisticirana tehnologija, ki temelji na naprednih dosežkih raketarstva, elektronike, jedrske tehnologije in drugih znanstveno intenzivnih vej znanosti in tehnologije. Zato poleti medplanetarnih sond kljub navidezni nerealnosti in pomanjkanju praktične koristi zahtevajo rešitev številnih uporabnih problemov: ustvarjanje močnih in kompaktnih virov energije, razvoj tehnologij za vesoljske komunikacije na velike razdalje, izboljšanje struktur in motorjev, razvoj novih metod gravitacijske pomoči, vključno s.h. z uporabo Lagrangeovih točk. Celotna fronta raziskav lahko postane "lokomotiva" sodobne znanosti, pridobljeni rezultati pa so lahko koristni pri reševanju perečih problemov. Kljub temu večina težav ostaja nerešenih.
Vsi sodobni plašni poskusi raziskovanja zunanjih planetov (misije Ulysses, Cassini, New Horizons) temeljijo na istih tehnologijah in razvoju, ki so bili uporabljeni v projektu Voyager. 30 let ni bil ustvarjen niti en nov tip motorja, primeren za medplanetarne lete. Na primer, ionski propelerji japonske raziskovalne sonde Hayabusa, ki veljajo za ultramoderno visokotehnološko, so v resnici dobro pozabljeni dosežki sredi dvajsetega stoletja-ionski propelerji so se pogosto uporabljali v sistemih nadzora položaja Sovjetske zveze meteorološki sateliti Meteor. Drugič, ionski motorji so precej specifično orodje: imajo res neverjetno nizko porabo goriva (nekaj miligramov na sekundo), vendar v skladu s tem ustvarjajo potisk več miljonov. Za pospešitev vesoljskega plovila traja veliko let, zato ne pride do prave koristi.
Konvencionalni reaktivni motorji na tekoče gorivo (LPRE), ne samo, da so zelo požrešni - njihovo delo je omejeno na desetine (stotine) sekund, poleg tega pa ne morejo pospešiti vesoljskega plovila do zahtevane hitrosti, na primer, da dosežejo orbito Saturna. Temeljni problem je, da je pretok plina prenizek. In tega nikakor ni mogoče dvigniti.
Vrhunec mode v 50. letih - jedrski reaktivni motor ni dobil razvoja zaradi pomanjkanja pomembnih prednosti. Kljub neugasljivemu plamenu jedrskega reaktorja tak motor potrebuje delovno tekočino - t.j. pravzaprav je to običajen raketni motor na tekoče gorivo z vsemi posledičnimi posledicami in slabostmi.
Prvotni način potovanja v vesolje z impulzi jedrskih eksplozij, ki ga je leta 1957 predlagal Freeman Dyson (projekt Orion), je ostal na papirju - preveč drzen in odkrito rečeno dvomljiva ideja.
"Osvajalci vesolja" (tukaj je ironično v odnosu do vsega človeštva) 50 let vesoljske dobe niso mogli ustvariti učinkovitega motorja za gibanje v medplanetarnem prostoru. Nikoli ne bi videli niti Jupitra niti Saturna, če ne bi namigovali strokovnjaki za nebesno mehaniko - da bi uporabili gravitacijo planetov za pospešitev AMS. "Medplanetarni biljard" vam omogoča, da dosežete ogromno hitrost (15-20 km / s) brez uporabe motorja in raziščete obrobja sončnega sistema. Edina težava so strogo omejena "okna za zagon" - nekaj dni (tednov) enkrat na nekaj let. Ni prostora za najmanjšo napako. Dolga leta letenja in nekaj ur za srečanje s predmetom raziskave.
S pomočjo gravitacijskih manevrov so "Voyagerji" odleteli, po isti shemi sodobna sonda "New Horizons" leti do Plutona, a le za prečkanje sončnega sistema bo trajalo 9 let. In potem bo odprava imela samo en dan za raziskovanje oddaljenega planeta! Sonda bo z veliko hitrostjo hitela mimo Plutona in za vedno izginila v medzvezdni prostor.
