La sonda flota en un vacío helado. Han pasado tres años desde su lanzamiento en Baikonur y un largo camino se extiende por detrás de mil millones de kilómetros. El cinturón de asteroides se ha cruzado con seguridad, los frágiles instrumentos han resistido el frío severo del espacio mundial. ¿Y adelante? Terribles tormentas electromagnéticas en la órbita de Júpiter, radiación mortal y un aterrizaje difícil en la superficie de Ganímedes, el mayor de los satélites del gigantesco planeta.
Según la hipótesis moderna, bajo la superficie de Ganímedes se encuentra un enorme océano cálido, que posiblemente esté habitado por las formas de vida más simples. Ganímedes está cinco veces más lejos de la Tierra, la capa de hielo de 100 kilómetros protege de manera confiable la "cuna" del frío cósmico, y el monstruoso campo gravitacional de Júpiter "sacude" continuamente el núcleo del satélite, creando una fuente inagotable de energía térmica. energía.
La sonda rusa realizará un aterrizaje suave en uno de los cañones de la superficie helada de Ganímedes. En un mes, perforará hielo a una profundidad de varios metros y analizará muestras; los científicos esperan establecer la composición química exacta de las impurezas del hielo, lo que dará una idea de la estructura interna del satélite. Algunas personas creen que será posible encontrar rastros de vida extraterrestre. Una interesante expedición interplanetaria: Ganímedes se convertirá en el séptimo cuerpo celeste *, ¡en cuya superficie visitarán sondas terrestres!
"Europa-P" o la parte técnica del proyecto
Si las palabras del viceprimer ministro Rogozin sobre el "aterrizaje lunar" de la Estación Espacial Internacional pueden considerarse una broma, entonces la declaración del año pasado del jefe de Roscosmos Vladimir Popovkin sobre la próxima misión a Júpiter parece una decisión seria. Las palabras de Popovkin coinciden plenamente con la opinión del académico Lev Zeleny, director del Instituto de Investigación Espacial RAS, quien, en 2008, anunció su intención de enviar una expedición científica a las lunas heladas de Júpiter: Europa o Ganímedes.
Hace cuatro años, en febrero de 2009, se firmó un acuerdo internacional para poner en marcha el programa integral de estudios Europa Jupiter System Mission, en el que, además de la estación interplanetaria rusa, se dirigirán la JEO americana, la JGO europea y la estación JMO japonesa. Júpiter. Es de destacar que Roskosmos eligió para sí la parte más cara, compleja e importante del programa, a diferencia de otros participantes que están preparando solo orbitadores para el estudio de cuatro satélites "grandes" de Júpiter (Europa, Ganímedes, Calisto, Io) de espacio, la estación rusa debería hacer la maniobra más difícil y "aterrizar" suavemente en la superficie de uno de los satélites seleccionados.
La cosmonáutica rusa se dirige a las regiones exteriores del sistema solar. Es demasiado pronto para poner un signo de exclamación aquí, pero el estado de ánimo en sí es alentador. Los informes de las profundidades del espacio parecen mucho más interesantes que los informes de la Riviera francesa, donde algunos funcionarios rusos retozan durante las vacaciones.
Como en cualquier proyecto ambicioso, en el caso de la sonda rusa para el estudio de Ganímedes, hay mucho escepticismo, cuyo grado va desde advertencias competentes y justificadas hasta sarcasmo absoluto al estilo de "reabastecimiento del grupo orbital ruso en el fondo del Océano Pacífico ".
La primera y, quizás, la pregunta más simple: ¿por qué Rusia necesita esta súper expedición? Respuesta: si siempre nos guiamos por tales preguntas, la humanidad todavía se sentó en cuevas. Cognición y exploración del Universo: este, quizás, es el significado principal de nuestra existencia.
Es demasiado pronto para esperar resultados concretos y beneficios prácticos de las expediciones interplanetarias, al igual que para exigir que un niño de tres años se gane la vida de forma independiente. Pero tarde o temprano se producirá un gran avance y el conocimiento acumulado sobre mundos cósmicos distantes definitivamente será útil. Quizás mañana comience la "fiebre del oro" espacial (ajustada por algo de Iridio o Helio-3) y tendremos un poderoso incentivo para dominar el sistema solar. O tal vez nos quedaremos en la Tierra otros 10.000 años, sin poder entrar al espacio exterior. Nadie sabe cuándo sucederá esto. Pero esto es inevitable, a juzgar por la furia y la energía indomable con la que una persona cambia nuevos territorios previamente deshabitados en nuestro planeta.
La segunda pregunta, relacionada con el vuelo a Ganímedes, suena más dura: ¿Roscosmos es capaz de realizar una expedición de esta magnitud? Después de todo, ni las estaciones interplanetarias rusas ni soviéticas han operado nunca en las regiones exteriores del sistema solar. La cosmonáutica doméstica se limitó al estudio de los cuerpos celestes más cercanos. A diferencia de los cuatro pequeños "planetas interiores" con una superficie sólida: Mercurio, Venus, la Tierra y Marte, los "planetas exteriores" son gigantes gaseosos, con tamaños y condiciones completamente inadecuados en sus superficies (y, en general, tienen más ¿"superficie"? Según los conceptos modernos, la "superficie" de Yuriter es una capa monstruosa de hidrógeno líquido en las profundidades del planeta bajo presión en cientos de miles de atmósferas terrestres).
Pero la estructura interna de los gigantes gaseosos es una nimiedad comparada con las dificultades que surgen en la preparación para un vuelo a las "regiones exteriores" del sistema solar. Uno de los problemas clave está asociado con la lejanía colosal de estas regiones del Sol: la única fuente de energía a bordo de la estación interplanetaria es su propio RTG (generador termoeléctrico de radioisótopos), alimentado con decenas de kilogramos de plutonio. Si tal "juguete" estuviera a bordo del Phobos-Grunt, la epopeya con la caída de la estación a la Tierra se habría convertido en una "ruleta rusa" mundial … ¿Quién se hubiera llevado el "premio principal"?
Sin embargo, a diferencia del Saturno aún más distante, la radiación solar en la órbita de Júpiter sigue siendo muy sensible: a principios del siglo XXI, los estadounidenses lograron crear una batería solar altamente eficiente, que estaba equipada con la nueva estación interplanetaria Juno (lanzada a Júpiter en 2011). Logramos deshacernos del costoso y peligroso RTG, pero las dimensiones de los tres paneles solares "Juno" son simplemente enormes, cada uno de 9 metros de largo y 3 metros de ancho. Sistema complejo y engorroso. Hasta el momento, no se han hecho comentarios oficiales sobre la decisión que tomará Roscosmos.
La distancia a Júpiter es 10 veces mayor que la distancia a Venus o Marte; por lo tanto, surge la pregunta sobre la duración del vuelo y la garantía de la confiabilidad del equipo durante muchos años de operación en el espacio abierto.
Actualmente, se están llevando a cabo investigaciones en el campo de la creación de motores de iones altamente eficientes para vuelos interplanetarios de larga distancia; a pesar de su nombre fantástico, estos son dispositivos completamente banales y bastante simples, que se usaron en los sistemas de control de actitud de los satélites soviéticos del Reino Unido. Serie de meteoritos. Principio de funcionamiento: una corriente de gas ionizado sale de la cámara de trabajo. El empuje del "super-motor" es décimas de Newton … Si pones el "motor de iones" en el auto pequeño "Oka", el auto "Oka" permanecerá en su lugar.
El secreto es que, a diferencia de los motores a reacción químicos convencionales, que desarrollan enormes poderes durante poco tiempo, el motor de iones funciona silenciosamente en el espacio abierto durante todo el vuelo a un planeta distante. Un tanque de xenón licuado con una masa de 100 kg es suficiente para decenas de años de funcionamiento. Como resultado, después de unos años, el dispositivo desarrolla una velocidad bastante sólida, y dado que la velocidad del flujo de salida del medio de trabajo desde la boquilla del "motor de iones" es muchas veces mayor que la velocidad del flujo de salida. del medio de trabajo de la boquilla de un motor cohete convencional de propulsión líquida, las perspectivas de aceleración de las naves espaciales se abren para los ingenieros a velocidades de cientos de kilómetros por segundo. Toda la cuestión es con la presencia a bordo de una fuente de energía eléctrica suficientemente potente y de gran capacidad para crear un campo magnético en la cámara del motor.
En 1998, la NASA ya estaba experimentando con un sistema de propulsión de iones a bordo de Deep Space-1. En 2003, la sonda japonesa Hayabusa, también equipada con un motor de iones, se dirigió al asteroide Itokawa. El tiempo dirá si la futura sonda rusa recibirá un motor similar. En principio, la distancia a Júpiter no es tan grande como, por ejemplo, a Plutón, por lo que el principal problema radica en asegurar la confiabilidad del equipo de la sonda y su protección del frío y corrientes de partículas cósmicas. Esperemos que la ciencia rusa haga frente a esta difícil tarea.
El tercer problema clave en el camino a mundos distantes suena breve y conciso: ¡Conectividad
Asegurar una conexión estable con una estación interplanetaria: este problema no es inferior en complejidad a la construcción de la "Torre de Babel". Por ejemplo, la sonda interplanetaria Voyager 2, que en agosto de 2012 salió del sistema solar y ahora está flotando en el espacio interestelar, se dirige hacia Sirio, que alcanzará en 296.000 años terrestres. En este momento, la Voyager 2 se encuentra a 15 mil millones de kilómetros de la Tierra, la potencia del transmisor de la sonda interplanetaria es de 23 W (como una bombilla en su refrigerador). Muchos de ustedes moverán la cabeza con incredulidad: ver la luz tenue de una bombilla de 23 vatios desde una distancia de 15 mil millones de kilómetros … es imposible.
Sin embargo, los ingenieros de la NASA reciben regularmente datos de telemetría de la sonda a 160 bps. Después de un retraso de 14 horas, la señal del transmisor de la Voyager 2 llega a la Tierra con una energía de 0,3 mil millonésimas de billonésima de vatio. Y esto es suficiente: las antenas de 70 metros de los centros de comunicaciones espaciales de largo alcance de la NASA en los EE. UU., Australia y España reciben y decodifican con confianza las señales de los vagabundos espaciales. Otra comparación aterradora: la energía de la emisión de radio de las estrellas, adoptada para toda la existencia de la radioastronomía espacial, no es suficiente para calentar un vaso de agua por lo menos en una millonésima de grado. La sensibilidad de estos dispositivos es simplemente asombrosa. Y si la sonda interplanetaria distante elige la frecuencia correcta y orienta su antena hacia la Tierra, seguramente será escuchada.
Desafortunadamente, no existe una infraestructura terrestre para las comunicaciones espaciales de larga distancia en Rusia. El complejo ADU-1000 "Plutón" (construido en 1960, Evpatoria, Crimea) es capaz de proporcionar una comunicación estable con naves espaciales a una distancia de no más de 300 millones de kilómetros; esto es suficiente para la comunicación con Venus y Marte, pero muy poco para vuelos a "planetas externos".
Sin embargo, la falta del equipo de tierra necesario no debería convertirse en un obstáculo para Roscosmos: se utilizarán poderosas antenas de la NASA para comunicarse con el dispositivo en la órbita de Júpiter. Aún así, el estatus internacional del proyecto obliga …
Finalmente, ¿por qué se eligió Ganimedes para el estudio, y no Europa, más prometedor en términos de búsqueda de un océano bajo el hielo? Además, el proyecto fue designado originalmente como "Europa-P". ¿Qué hizo que los científicos rusos reconsideraran sus intenciones?
La respuesta es simple y algo desagradable. De hecho, originalmente estaba destinado a aterrizar en la superficie de Europa.
En este caso, una de las condiciones clave fue la protección de la nave espacial del impacto de los cinturones de radiación de Júpiter. Y esta no es una advertencia descabellada: la estación interplanetaria Galileo, que entró en la órbita de Júpiter en 1995, recibió 25 dosis letales de radiación en su primera órbita. La estación se salvó solo mediante una protección radiológica eficaz.
Por el momento, la NASA tiene las tecnologías necesarias para la protección radiológica y el blindaje de los equipos de las naves espaciales, pero, lamentablemente, el Pentágono ha prohibido la transferencia de secretos técnicos al lado ruso.
Tuvimos que cambiar urgentemente la ruta: en lugar de Europa, se eligió Ganimedes, ubicado a una distancia de 1 millón de kilómetros de Júpiter. Acercarse al planeta sería peligroso.
