La sonde flotte dans un vide glacial. Trois ans se sont écoulés depuis son lancement à Baïkonour et une longue route s'étend derrière un milliard de kilomètres. La ceinture d'astéroïdes a été franchie en toute sécurité, les instruments fragiles ont résisté au froid sévère de l'espace mondial. Et en avant ? De terribles orages électromagnétiques sur l'orbite de Jupiter, des radiations mortelles et un atterrissage difficile à la surface de Ganymède - le plus gros des satellites de la gigantesque planète.
Selon l'hypothèse moderne, sous la surface de Ganymède se trouve un immense océan chaud, qui est peut-être habité par les formes de vie les plus simples. Ganymède est cinq fois plus éloigné de la Terre, la couche de glace de 100 kilomètres abrite de manière fiable le "berceau" du froid cosmique, et le monstrueux champ gravitationnel de Jupiter "secoue" en permanence le noyau du satellite, créant une source inépuisable d'énergie thermique. énergie.
La sonde russe doit effectuer un atterrissage en douceur dans l'un des canyons de la surface glacée de Ganymède. Dans un mois, il percera de la glace à plusieurs mètres de profondeur et analysera des échantillons - les scientifiques espèrent établir la composition chimique exacte des impuretés de la glace, ce qui donnera une idée de la structure interne du satellite. Certains pensent qu'il sera possible de retrouver des traces de vie extraterrestre. Une expédition interplanétaire intéressante - Ganymède deviendra le septième corps céleste*, à la surface duquel des sondes terrestres visiteront !
"Europe-P" ou la partie technique du projet
Si les propos du vice-Premier ministre Rogozine à propos de "l'atterrissage lunaire" de la Station spatiale internationale peuvent être considérés comme une blague, la déclaration de l'année dernière du chef de Roscosmos Vladimir Popovkin au sujet de la prochaine mission sur Jupiter ressemble à une décision sérieuse. Les propos de Popovkin coïncident parfaitement avec l'opinion de l'académicien Lev Zeleny, directeur de l'Institut de recherche spatiale RAS, qui, en 2008, a annoncé son intention d'envoyer une expédition scientifique sur les lunes glacées de Jupiter - Europa ou Ganymède.
Il y a quatre ans, en février 2009, un accord international a été signé pour lancer le programme d'études approfondies Europa Jupiter System Mission, dans lequel, en plus de la station interplanétaire russe, la JEO américaine, la JGO européenne et la station japonaise JMO iront à Jupiter. Il est à noter que Roskosmos s'est choisi la partie la plus chère, la plus complexe et la plus importante du programme - contrairement à d'autres participants qui ne préparent que des orbiteurs pour l'étude de quatre "grands" satellites de Jupiter (Europa, Ganymède, Callisto, Io) de l'espace, la station russe devrait effectuer la manœuvre la plus difficile et « atterrir » en douceur à la surface de l'un des satellites sélectionnés.
La cosmonautique russe se dirige vers les régions extérieures du système solaire. Il est trop tôt pour mettre un point d'exclamation ici, mais l'ambiance elle-même est encourageante. Les rapports des profondeurs de l'espace semblent beaucoup plus intéressants que les rapports de la Côte d'Azur, où certains responsables russes s'ébattent en vacances.
Comme dans tout projet ambitieux, dans le cas de la sonde russe pour étudier Ganymède, il y a beaucoup de scepticisme, dont le degré va des avertissements compétents et justifiés au sarcasme pur et simple à la manière de « reconstitution du groupe orbital russe au fond de l'océan Pacifique."
La première question et peut-être la plus simple: pourquoi la Russie a-t-elle besoin de cette super-expédition ? Réponse: si nous étions toujours guidés par de telles questions, l'humanité était encore assise dans des grottes. La cognition et l'exploration de l'Univers - c'est peut-être le sens principal de notre existence.
Il est trop tôt pour espérer des résultats concrets et des bénéfices pratiques des expéditions interplanétaires - tout comme il l'est pour exiger qu'un enfant de trois ans gagne sa vie de façon autonome. Mais tôt ou tard, une percée se produira et les connaissances accumulées sur les mondes cosmiques lointains seront certainement utiles. Peut-être que demain l'espace « ruée vers l'or » commencera (ajusté pour de l'iridium ou de l'hélium-3) et nous aurons une puissante incitation à maîtriser le système solaire. Ou peut-être resterons-nous sur Terre encore 10 000 ans, incapables d'entrer dans l'espace. Personne ne sait quand cela arrivera. Mais cela est inévitable, à en juger par la fureur et l'énergie indomptable avec laquelle une personne change de nouveaux territoires auparavant inhabités sur notre planète.
La deuxième question, liée au vol vers Ganymède, semble plus dure: Roscosmos est-il capable de mener une expédition de cette ampleur ? Après tout, ni les stations interplanétaires russes ni soviétiques n'ont jamais fonctionné dans les régions extérieures du système solaire. La cosmonautique domestique se limitait à l'étude des corps célestes les plus proches. Contrairement aux quatre petites "planètes intérieures" à surface solide - Mercure, Vénus, Terre et Mars, les "planètes extérieures" sont des géantes gazeuses, avec des tailles et des conditions complètement inadéquates sur leurs surfaces (et en général, ont-elles alors le "surface" ? Selon les concepts modernes, la "surface" de Yuriter est une monstrueuse couche d'hydrogène liquide dans les profondeurs de la planète sous pression dans des centaines de milliers d'atmosphères terrestres).
Mais la structure interne des géantes gazeuses est une bagatelle par rapport aux difficultés qui se posent en vue d'un vol vers les "régions extérieures" du système solaire. L'un des problèmes clés est lié à l'éloignement colossal de ces régions du Soleil - la seule source d'énergie à bord de la station interplanétaire est son propre RTG (générateur thermoélectrique à radio-isotopes), alimenté par des dizaines de kilogrammes de plutonium. Si un tel « jouet » se trouvait à bord du Phobos-Grunt, l'épopée de la chute de la station sur Terre se serait transformée en une « roulette russe » mondiale… Qui aurait obtenu le « gros lot » ?
Cependant, contrairement à Saturne encore plus éloignée, le rayonnement solaire sur l'orbite de Jupiter est toujours très sensible - au début du 21e siècle, les Américains ont réussi à créer une batterie solaire très efficace, qui a été équipée de la nouvelle station interplanétaire Juno (lancée à Jupiter en 2011). Nous avons réussi à nous débarrasser du RTG coûteux et dangereux, mais les dimensions des trois panneaux solaires "Juno" sont tout simplement énormes - chacun 9 mètres de long et 3 mètres de large. Système complexe et lourd. Jusqu'à présent, aucun commentaire officiel n'a suivi la décision que Roscosmos prendra.
La distance à Jupiter est 10 fois supérieure à la distance à Vénus ou à Mars - par conséquent, la question se pose de la durée du vol et de la fiabilité des équipements pendant de nombreuses années de fonctionnement en espace ouvert.
Actuellement, des recherches sont menées dans le domaine de la création de moteurs ioniques très efficaces pour les vols interplanétaires à longue distance - malgré leur nom fantastique, ce sont des appareils complètement banals et plutôt simples, qui ont été utilisés dans les systèmes de contrôle d'attitude des satellites soviétiques du Série des météores. Principe de fonctionnement - un flux de gaz ionisé sort de la chambre de travail. La poussée du "super-moteur" est des dixièmes de Newton… Si vous mettez le "moteur ionique" sur la petite voiture "Oka", la voiture "Oka" restera en place.
Le secret est que, contrairement aux moteurs à réaction chimiques conventionnels, qui développent des puissances énormes pendant une courte période, le moteur ionique fonctionne silencieusement dans un espace ouvert tout au long du vol vers une planète lointaine. Un réservoir de xénon liquéfié d'une masse de 100 kg suffit pour des dizaines d'années de fonctionnement. En conséquence, après quelques années, l'appareil développe une vitesse assez solide, et compte tenu du fait que la vitesse de sortie du fluide de travail de la buse du "moteur ionique" est plusieurs fois supérieure à la vitesse de sortie du fluide de travail de la tuyère d'un moteur-fusée à propergol liquide conventionnel, les perspectives d'accélération des vaisseaux spatiaux s'ouvrent aux ingénieurs jusqu'à des vitesses de plusieurs centaines de kilomètres par seconde ! Toute la question réside dans la présence à bord d'une source d'énergie électrique suffisamment puissante et volumineuse pour créer un champ magnétique dans la chambre du moteur.
En 1998, la NASA expérimentait déjà un système de propulsion ionique à bord de Deep Space-1. En 2003, la sonde japonaise Hayabusa, également équipée d'un moteur ionique, s'est rendue sur l'astéroïde Itokawa. Le temps nous dira si la future sonde russe recevra un moteur similaire. En principe, la distance à Jupiter n'est pas aussi grande que, par exemple, à Pluton, par conséquent, le principal problème réside dans la fiabilité de l'équipement de la sonde et sa protection contre le froid et les flux de particules cosmiques. Espérons que la science russe saura faire face à cette tâche difficile.
Le troisième problème clé sur le chemin des mondes lointains semble court et concis: la connectivité
Assurer une connexion stable avec une station interplanétaire - cette question n'est pas inférieure en complexité à la construction de la "Tour de Babel". Par exemple, la sonde interplanétaire Voyager 2, qui en août 2012 la sonde a quitté le système solaire et flotte désormais dans l'espace interstellaire, se dirige vers Sirius, qu'elle atteindra dans 296 000 années terrestres. Actuellement, Voyager 2 est situé à 15 milliards de kilomètres de la Terre, la puissance d'émission de la sonde interplanétaire est de 23 W (comme une ampoule dans votre réfrigérateur). Beaucoup d'entre vous secoueront la tête avec incrédulité - voir la faible lumière d'une ampoule de 23 watts à une distance de 15 milliards de kilomètres… c'est impossible.
Cependant, les ingénieurs de la NASA reçoivent régulièrement des données de télémétrie de la sonde à 160 bps. Après un délai de 14 heures, le signal de l'émetteur Voyager 2 atteint la Terre avec une énergie de 0,3 milliardième de billionième de watt ! Et cela suffit amplement - les antennes de 70 mètres des centres de communications spatiales à longue portée de la NASA aux États-Unis, en Australie et en Espagne reçoivent et décodent en toute confiance les signaux des vagabonds spatiaux. Autre comparaison effrayante: l'énergie d'émission radio des étoiles, adoptée pour toute l'existence de la radioastronomie spatiale, ne suffit pas à chauffer un verre d'eau d'au moins un millionième de degré ! La sensibilité de ces appareils est tout simplement incroyable. Et si la sonde interplanétaire lointaine choisit la bonne fréquence et oriente son antenne vers la Terre, elle sera certainement entendue.
Malheureusement, il n'y a pas d'infrastructure au sol pour les communications spatiales longue distance en Russie. Le complexe ADU-1000 "Pluton" (construit en 1960, Evpatoria, Crimée) est capable de fournir une communication stable avec des engins spatiaux à une distance ne dépassant pas 300 millions de kilomètres - c'est suffisant pour communiquer avec Vénus et Mars, mais trop peu pour vols vers des "planètes extérieures".
Cependant, le manque d'équipement au sol nécessaire ne devrait pas devenir un obstacle pour Roscosmos - de puissantes antennes de la NASA seront utilisées pour communiquer avec l'appareil sur l'orbite de Jupiter. Reste que le statut international du projet oblige…
Enfin, pourquoi Ganymède a-t-il été choisi pour l'étude, et non l'Europe, plus prometteuse en termes de recherche d'un océan sous-glace ? De plus, le projet était à l'origine désigné comme "Europe-P". Qu'est-ce qui a poussé les scientifiques russes à reconsidérer leurs intentions ?
La réponse est simple et quelque peu désagréable. En effet, il était à l'origine destiné à atterrir à la surface d'Europe.
Dans ce cas, l'une des conditions clés était la protection de l'engin spatial contre l'impact des ceintures de radiation de Jupiter. Et ce n'est pas un avertissement tiré par les cheveux - la station interplanétaire Galileo, qui est entrée sur l'orbite de Jupiter en 1995, a reçu 25 doses mortelles de rayonnement sur sa première orbite. La station n'a été sauvée que par une radioprotection efficace.
À l'heure actuelle, la NASA dispose des technologies nécessaires pour la radioprotection et le blindage des équipements des engins spatiaux, mais, hélas, le Pentagone a interdit le transfert de secrets techniques à la partie russe.
Nous avons dû changer d'itinéraire de toute urgence - au lieu de l'Europe, Ganymède a été choisi, situé à une distance de 1 million de km de Jupiter. Se rapprocher de la planète serait dangereux.
