Les chercheurs du Jet Propulsion Laboratory ont été longtemps privés de leur repos tranquille. Excités par les découvertes, ils ont dormi par à-coups, et quand ils se sont réveillés, ils se sont précipités vers le centre de contrôle de vol de la station interplanétaire automatique Voyager. Ici, les machines numériques fonctionnaient à une vitesse fabuleuse, transformant des milliers de bits d'information, déformés par l'espace et les interférences atmosphériques, en trames téléchroniques, graphiques élancés et rangées interminables de nombres. Les gens qui retenaient leur souffle regardaient les images en couleur de l'approche de Saturne sur les écrans.
33 millions de kilomètres est resté à la planète de reconnaissance spatiale. 4 ans se sont écoulés depuis son lancement au cosmodrome, et une longue route s'étend derrière Voyager sur 2 milliards de kilomètres. La dangereuse ceinture d'astéroïdes avec ses flots incessants de corps de météorites a été franchie en toute sécurité. Les appareils électroniques fragiles ont résisté au froid extrême de l'espace mondial et aux tempêtes électromagnétiques à proximité de la plus grande planète du système solaire - Jupiter.
Et en avant ? Le risque de collisions avec des rochers et des banquises près de Saturne avant que Voyager ne se lance dans son voyage de 8 ans vers les planètes les plus éloignées - Uranus et Neptune.
… Une image grandiose est apparue devant les yeux de ceux qui se trouvaient dans le Centre de Contrôle. Saturne, couronnée d'un énorme "collier", occupait déjà la quasi-totalité du cadre de l'image télévisée. Une planète jaune d'or avec des pôles grisâtres et des ceintures bigarrées à peine discernables dans le brouillard se précipitait et tournait dans l'abîme noir du ciel.
Les chercheurs fixent leur regard sur les fameux anneaux de Saturne, qui hantent les astronomes depuis plusieurs siècles.
Le grand Galilée fut le premier à remarquer quelque chose d'étrange dans l'apparition de Saturne. Le télescope de Galilée était trop faible, et il sembla au scientifique que Saturne avait des poignées comme un sucrier. Seulement un demi-siècle plus tard, Christian Huygens a prouvé que les étranges demi-cercles sur les côtés de la planète ne sont rien de plus que des anneaux minces, mais très larges.
La distance à la planète est de 33 millions de kilomètres. Sur l'écran, il y a trois anneaux de Saturne, découverts depuis longtemps à l'aide de télescopes: A, B et C. Cependant, dans l'imagerie spatiale, vous pouvez voir quelque chose qui ne peut pas être vu depuis la Terre. Tout d'abord, la complexité de la structure des anneaux et leur couleur étonnante.
Le plus grand anneau - l'extérieur - scintille d'une couleur argentée, celui du milieu est légèrement rougeâtre et l'intérieur est bleu foncé, il est translucide, comme s'il était fait d'une matière fine et à peine tangible.
8 millions de kilomètres. Seul un quart de l'hémisphère de Saturne tient sur une image télévisée. Du côté de la planète, deux lunes étroitement pressées l'une contre l'autre brillaient - Téthys et Dione. Mais les scientifiques reviennent constamment à l'étude des anneaux. Non pas trois, mais sept anneaux, imbriqués les uns dans les autres, sont visibles. Les voici, nouvellement découverts: F - en dehors de l'ancien A, G - en dehors du nouveau F, E - l'anneau le plus large le plus éloigné de la planète, D - le plus proche de Saturne.
Mais qu'est-ce que c'est? En comparant les photographies, les experts constatent que chacun des grands anneaux se décompose en de nombreux « cerceaux » étroits et à peine perceptibles. Sur une photo, ils ont été comptés 95 ! Même dans le "fossé" noir de 4 000 kilomètres de large entre les anneaux A et B, qui a toujours été reconnu comme vide, les scientifiques ont compté des dizaines de "cerceaux" minces.
2 millions de kilomètres. Les instruments de Voyager visent à s'approcher rapidement de Titan, la plus grande lune de Saturne. Elle est plus grosse que la planète Mercure. L'excitation des astronomes est facile à comprendre. Titan est le seul satellite de tout le système solaire avec une atmosphère puissante 10 fois plus épaisse que celle de la Terre. Voyager a survolé Titan à une distance de 6, 5 mille kilomètres - 60 fois plus proche que la distance de la Terre à la Lune. Et pourtant, les scientifiques ont peu vu à l'écran - l'épais brouillard de l'atmosphère de Titan, semblable au smog chimique, a été empêché.
1 million de kilomètres. A l'écran, Rhéa, d'une luminosité éblouissante, est la deuxième plus grande lune de Saturne. Tout est parsemé de cratères - le bombardement spatial continu a duré des milliards d'années. Un autre satellite brillant dans la noirceur veloutée de l'espace apparut devant la caméra. Il s'agit de Dione, qui ressemble plus à notre Lune que d'autres objets du système Saturne, mais les « mers » sur Dione ne sont pas recouvertes de lave solidifiée. La glace d'eau est visible partout, solide comme de la pierre. Le réseau de "cordes" blanches parle des endroits où l'eau jaillissant des entrailles s'est instantanément solidifiée, enveloppée d'un gel féroce. La température de surface de Dione est de moins 180 ° C - ici, le soleil brille 900 fois moins que sur l'orbite terrestre.
Le satellite jusqu'alors inconnu Saturn-12 (S-12) flotte sous les yeux des chercheurs. Étonnamment, il est dans la même orbite que Dione. Dans le même temps, S-12 vole toujours devant Dione à une distance de 1/6 de la circonférence orbitale. En mécanique céleste, un tel phénomène est généralement appelé résonance orbitale.
300 mille kilomètres. Rendez-vous avec Saturne arrive bientôt. Du côté gauche de l'éclaireur, comme pour saluer son arrivée, Mimas apparut. Il a l'air étrange. Il y a des milliards d'années, ce satellite est entré en collision avec un grand corps céleste - une explosion de force colossale a arraché tellement de glace et de pierre du corps de Mimas qu'un cratère de 9 de profondeur et de 130 kilomètres de large s'est formé. Le cratère occupe un quart de l'hémisphère du satellite !
101 mille kilomètres. À une telle distance, la planète géante et le messager de la Terre se sont rencontrés et se sont séparés. Saturne est si grande que pendant les heures d'approche la plus proche, seule une petite partie de la couverture nuageuse pouvait être vue dans le cadre de la télévision. Des nuages de couleur jaune-brun, impénétrables à l'œil, sont partout. Parmi les bandes blanches fluctuantes, les tourbillons et les halos, quelques taches bleu-vert, de la taille du Groenland ou de l'Australie, courent - ce sont des «fenêtres» à travers lesquelles des tourbillons de gaz provenant des profondeurs de la planète se brisent.
De toutes les planètes du système solaire, Saturne est juste derrière Jupiter en taille. A l'intérieur, il y aurait assez de place pour trois cents globes. Mais la densité moyenne du géant est très faible - si un fantastique océan sans fin existait quelque part, Saturne flotterait à sa surface comme un bouchon de liège.
D'après le nouveau modèle, créé par les instruments de Voyager, la planète nous apparaît comme une boule aplatie d'hydrogène et d'hélium aux pôles. La puissante enveloppe gazeuse de Saturne, avec une pression croissante, se transforme en un état liquide plus proche du centre. Planète liquide jusqu'au cœur !
Et qu'en est-il du noyau solide? C'est la taille de la Terre, mais a une masse 15 à 20 fois plus. Si élevée est la densité de matière au centre de la planète, où la pression est de 50 millions d'atmosphères terrestres ! Et la température est de + 20 000 degrés ! La boule liquide bout et dans la partie supérieure des nuages de la planète, règne un froid intense. Comment se produit cette énorme différence de température ? Avec l'immensité de l'intérieur de la planète et sa gravité colossale, les flux de gaz mettent des centaines d'années à transférer la chaleur des profondeurs à la couche nuageuse supérieure de l'atmosphère de Saturne.
Pluie étrange
Saturne rayonne dans l'espace trois fois plus d'énergie qu'elle n'en reçoit du Soleil. Premièrement, la chaleur est créée par la contraction progressive de la géante gazeuse - son diamètre diminue de quelques millimètres par an. De plus, Saturne possède une autre source d'énergie fantastique. La sphère chauffée au rouge de Saturne se refroidit depuis la naissance même du système solaire. Selon les calculs des astrophysiciens, il y a 2 milliards d'années, à une grande profondeur de la planète, la pression de l'intérieur est tombée en dessous du point critique de concentration d'hélium. Et il s'est mis à pleuvoir… Etrange pluie qui tombe à ce jour. Des gouttes d'hélium tombent sur plusieurs milliers de kilomètres dans l'épaisseur de l'hydrogène liquide, tandis que des frottements apparaissent et que de l'énergie thermique apparaît.
Temps orageux
Sous l'influence de la rotation rapide de la planète (n'importe quel point de l'équateur de Saturne se déplace 14 fois plus vite que sur l'équateur de la Terre) des vents d'une force monstrueuse soufflent dans le monde mystérieux - à un endroit, l'équipement de Voyager a enregistré la vitesse des nuages de 1600km/h. Comment aimez-vous cette brise rafraîchissante?
Les objectifs des caméras du Voyager glissent dans l'hémisphère sud de Saturne. Soudain, une tache ovale de dizaines de milliers de kilomètres de long est apparue sur les écrans du Mission Control Center - une copie de la Grande Tache Rouge sur Jupiter. La planète Terre peut s'adapter librement à l'intérieur du spot. Mais ce n'est qu'un vortex atmosphérique déchaîné dans l'atmosphère de Saturne, qui n'a pas de fin.
crash
Voyager continuait son vol au-delà de Saturne lorsque les communications radio ont été soudainement coupées. Les scientifiques n'étaient pas inquiets - selon les calculs, l'appareil a disparu dans "l'ombre radio" de la planète. Lorsque l'éclaireur a « émergé » de l'autre côté de Saturne, la situation est devenue vraiment grave. Le mécanisme de direction du plateau tournant avec les instruments est bloqué. Ne serait-il pas possible de photographier la face nocturne de la planète ?! Dommage qu'en raison d'un dysfonctionnement technique, la rencontre prévue avec les grands satellites - Encelade et Téthys - doive être annulée.
Les signaux affluaient du centre de contrôle vers l'ordinateur de bord de la station interplanétaire. Le contrôle de la réparation du mécanisme a été compliqué par la distance cosmique - le temps de retard du signal radio entre la Terre et Saturne est de 1,5 heure. En fin de compte, le cerveau numérique de Voyager a déverrouillé les lecteurs de ciblage des caméras de télévision, mais du temps a été perdu et seul Tethys a fait connaissance de près.
Alors que l'appareil s'éloignait déjà de Saturne à une vitesse de 22 km/s, les scientifiques ont vu un orage électrique dans les anneaux de Saturne. Les éclairs, éclairant le côté ombre, jetaient des reflets rouges sur les nuages nocturnes de la planète…
La finale du jeu spatial
Les événements décrits ci-dessus ont eu lieu en 1980-1981, lorsque deux stations interplanétaires automatiques Voyager 1 et Voyager 2 ont survolé Saturne. Pour éviter les répétitions, j'ai décidé de ne pas en parler séparément - toutes les nouvelles du système Saturne, transmises à la Terre par deux appareils, conditionnellement "mises dans la bouche" d'un sous le nom de "Voyager" (pas de numéro).
Cela devient un peu offensant de se rendre compte qu'après trois décennies, nos technologies spatiales sont restées au même niveau.
Chaque nuit, lorsque le soleil se couche et que le ciel s'assombrit est couvert d'étoiles dispersées, nous voyons le Cosmos. L'exploration spatiale nécessite une technologie incroyablement sophistiquée basée sur les réalisations avancées de la fusée, de l'électronique, de la technologie nucléaire et d'autres branches scientifiques et technologiques à forte intensité scientifique. Par conséquent, les vols de sondes interplanétaires, malgré leur irréalisme apparent et l'absence de tout bénéfice pratique, nécessitent la solution de nombreux problèmes appliqués: la création de sources d'énergie puissantes et compactes, le développement de technologies pour les communications spatiales à longue portée, l'amélioration des structures et moteurs, le développement de nouvelles méthodes de manœuvres d'assistance par gravité, y compris.h. en utilisant des points de Lagrange. Tout ce front de recherche peut devenir la « locomotive » de la science moderne, et les résultats obtenus peuvent être utiles pour résoudre des problèmes plus urgents. Néanmoins, la plupart des problèmes restent sans solution.
Toutes les tentatives timides modernes d'exploration des planètes extérieures (missions Ulysse, Cassini, New Horizons) sont toutes basées sur les mêmes technologies et développements qui ont été utilisés dans le projet Voyager. Depuis 30 ans, aucun nouveau type de moteur n'a été créé, adapté aux vols interplanétaires. Par exemple, les propulseurs ioniques de la sonde de recherche japonaise Hayabusa, qui sont présentés comme de la haute technologie ultramoderne, sont en fait des développements bien oubliés du milieu du XXe siècle - les propulseurs ioniques étaient largement utilisés dans les systèmes de contrôle d'attitude de l'Union soviétique. satellites météorologiques Meteor. Deuxièmement, les moteurs ioniques sont un outil assez spécifique: ils ont vraiment une consommation de carburant étonnamment faible (quelques milligrammes par seconde), mais, par conséquent, ils créent une poussée de plusieurs millinewtons. Il faut de nombreuses années pour accélérer un vaisseau spatial et, par conséquent, aucun avantage réel n'est obtenu.
Les moteurs à réaction conventionnels à propergol liquide (LPRE) sont non seulement très voraces - leur travail est limité à des dizaines (centaines) de secondes, de plus, ils ne sont pas capables d'accélérer le vaisseau spatial à la vitesse requise, par exemple, pour atteindre le orbite de Saturne. Le problème fondamental est que le débit de gaz est trop faible. Et il n'est pas possible de l'élever de quelque façon que ce soit.
Le pic de la mode dans les années 50 - le moteur à réaction nucléaire n'a pas été développé, en raison de l'absence d'avantages significatifs. Malgré la flamme inextinguible d'un réacteur nucléaire, un tel moteur nécessite un fluide de travail - c'est-à-dire en fait, il s'agit d'un moteur fusée à propergol liquide classique avec toutes les conséquences et inconvénients qui en découlent.
La façon originale de voyager dans l'espace en utilisant les impulsions des explosions nucléaires, proposée par Freeman Dyson en 1957 (Projet Orion), est restée sur le papier - trop audacieuse et, franchement, une idée douteuse.
Les "conquérants de l'espace" (ici c'est ironique par rapport à toute l'Humanité) pendant 50 ans de l'ère spatiale n'ont pas été capables de créer un moteur efficace pour se déplacer dans l'espace interplanétaire. Nous n'aurions jamais vu ni Jupiter ni Saturne, sans un indice de spécialistes de la mécanique céleste - utiliser la gravité des planètes pour accélérer l'AMS. "Le billard interplanétaire" vous permet de gagner une vitesse énorme (15-20 km/s) sans utiliser de moteur et d'explorer les abords du système solaire. Le seul problème est les "fenêtres de lancement" strictement limitées - quelques jours (semaines) une fois toutes les quelques années. Pas de place pour la moindre erreur. De longues années de vol et quelques heures pour un rendez-vous avec l'objet de recherche.
À l'aide de manœuvres gravitationnelles, "Voyagers" a volé, selon le même schéma, la sonde moderne "New Horizons" vole vers Pluton, mais seulement pour traverser le système solaire, il faudra 9 ans. Et puis l'expédition n'aura qu'une journée pour explorer une planète lointaine ! La sonde passera à grande vitesse près de Pluton et disparaîtra à jamais dans l'espace interstellaire.
