Los investigadores del Laboratorio de Propulsión a Chorro se vieron privados de su tranquilo descanso durante mucho tiempo. Emocionados por los descubrimientos, durmieron a trompicones, y cuando se despertaron, se apresuraron a regresar al Centro de Control de Vuelo de la estación interplanetaria automática Voyager. Aquí, las máquinas digitales operaban a una velocidad fabulosa, transformando miles de bits de información, distorsionados por el espacio y la interferencia atmosférica, en cuadros de telecrónica, gráficos delgados e interminables filas de números. La gente con la respiración contenida miraba las imágenes en color del Saturno que se acercaba en las pantallas.
33 millones de kilómetros permaneció en el planeta de reconocimiento espacial. Han pasado 4 años desde su lanzamiento en el cosmódromo, y un largo camino se extiende detrás de la Voyager por 2 mil millones de kilómetros. El peligroso Cinturón de Asteroides con sus interminables corrientes de cuerpos de meteoritos se ha cruzado con seguridad. Los frágiles dispositivos electrónicos resistieron el severo frío del espacio mundial y las tormentas electromagnéticas en las cercanías del planeta más grande del sistema solar: Júpiter.
¿Y adelante? El riesgo de colisiones con rocas y témpanos de hielo cerca de Saturno antes de que la Voyager se embarque en su viaje de 8 años a los planetas más distantes: Urano y Neptuno.
… Una imagen grandiosa apareció ante los ojos de los que estaban en el Centro de Control. Saturno, coronado con un enorme "collar", ocupaba ya casi todo el encuadre de la imagen televisiva. Un planeta amarillo dorado con polos grisáceos y cinturones abigarrados apenas perceptibles en la niebla se precipitó y giró en el negro abismo del cielo.
Los investigadores fijan su mirada en los famosos anillos de Saturno, que han perseguido a los astrónomos durante varios siglos.
El gran Galileo fue el primero en notar algo extraño en la aparición de Saturno. El telescopio de Galileo era demasiado débil y al científico le pareció que Saturno tenía asas como una azucarera. Solo medio siglo después, Christian Huygens demostró que los extraños semicírculos en los lados del planeta no son más que anillos delgados, pero muy anchos.
La distancia al planeta es de 33 millones de kilómetros. En la pantalla, hay tres anillos de Saturno, descubiertos durante mucho tiempo con la ayuda de telescopios: A, B y C. Sin embargo, en las imágenes espaciales, puedes ver algo que no se puede ver desde la Tierra. En primer lugar, la complejidad de la estructura de los anillos y su asombroso color.
El anillo más grande, el exterior, brilla con un color plateado, el del medio es ligeramente rojizo y el interior es azul oscuro, es translúcido, como si estuviera hecho de una materia delgada y apenas tangible.
8 millones de kilómetros. Solo una cuarta parte del hemisferio de Saturno cabe en una imagen de televisión. En el lado del planeta, dos lunas apretadas una contra la otra brillaban: Tethys y Dione. Pero los científicos están volviendo persistentemente al estudio de los anillos. No se ven tres, sino siete anillos, anidados uno dentro del otro. Aquí están, recién descubiertos: F - fuera del antiguo A, G - fuera del nuevo F, E - el anillo más ancho más alejado del planeta, D - el más cercano a Saturno.
¿Pero, qué es esto? Al comparar fotografías, los expertos ven que cada uno de los grandes anillos se rompe en muchos "aros" estrechos y apenas perceptibles. ¡En una foto se contaron 95! Incluso en la "brecha" negra de 4 mil kilómetros de ancho entre los anillos A y B, que siempre se ha reconocido como vacía, los científicos han contado decenas de delgados "aros".
2 millones de kilómetros. Los instrumentos de la Voyager están destinados a acercarse rápidamente a Titán, la luna más grande de Saturno. Es más grande que el planeta Mercurio. La emoción de los astrónomos es fácil de entender. Titán es el único satélite en todo el sistema solar con una atmósfera poderosa que es 10 veces más gruesa que la de la Tierra. La Voyager sobrevoló Titán a una distancia de 6, 5 mil kilómetros, 60 veces más cerca que la distancia entre la Tierra y la Luna. Y, sin embargo, los científicos vieron poco en la pantalla: se impidió la espesa niebla de la atmósfera de Titán, similar al smog químico.
1 millón de kilómetros. En la pantalla, la deslumbrantemente brillante Rea es la segunda luna más grande de Saturno. Todo está lleno de cráteres: el bombardeo espacial continuo duró miles de millones de años. Otro satélite que brillaba en la aterciopelada oscuridad del espacio apareció ante la cámara. Se trata de Dione, que es más similar a nuestra Luna que otros objetos del sistema de Saturno, pero los "mares" de Dione no están cubiertos de lava solidificada. El hielo de agua es visible en todas partes, sólido como una piedra. La red de "cuerdas" blancas habla de los lugares donde el agua que brota de las entrañas se solidifica instantáneamente, envuelta en una helada feroz. La temperatura de la superficie de Dione es de menos 180 ° С; aquí el sol brilla 900 veces más tenue que en la órbita de la Tierra.
El satélite hasta ahora desconocido Saturno-12 (S-12) flota ante los ojos de los investigadores. Sorprendentemente, está en la misma órbita que Dione. Al mismo tiempo, el S-12 siempre vuela por delante de Dione a una distancia de 1/6 de la circunferencia orbital. En mecánica celeste, este fenómeno se suele llamar resonancia orbital.
300 mil kilómetros. La cita con Saturno llegará pronto. Desde el lado izquierdo del explorador, como dando la bienvenida a su llegada, apareció Mimas. Se ve extraño. Hace miles de millones de años, este satélite chocó con un gran cuerpo celeste: una explosión de fuerza colosal arrancó tanto hielo y piedra del cuerpo de Mimas que se formó un cráter de 9 de profundidad y 130 kilómetros de ancho. ¡El cráter ocupa una cuarta parte del hemisferio del satélite!
101 mil kilómetros. A tal distancia, el planeta gigante y el mensajero de la Tierra se encontraron y se separaron. Saturno es tan grande que durante las horas de mayor aproximación, solo se podía ver un pequeño parche de nubosidad en el marco de la televisión. Nubes de color amarillo-marrón, impenetrables a la vista, están por todas partes. Entre las fluctuantes franjas blancas, vórtices y halos, corren algunas manchas azul verdosas, del tamaño de Groenlandia o Australia, son “ventanas” a través de las cuales se abren vórtices de gas de las profundidades del planeta.
De todos los planetas del sistema solar, Saturno ocupa el segundo lugar después de Júpiter en tamaño. En su interior, habría espacio suficiente para trescientos globos terráqueos. Pero la densidad media del gigante es muy baja: si existiera un océano infinito fantástico en algún lugar, Saturno flotaría en su superficie como un corcho.
Según el nuevo modelo, creado por los instrumentos de la Voyager, el planeta se nos aparece como una bola achatada de hidrógeno y helio en los polos. La poderosa envoltura gaseosa de Saturno, con una presión creciente, se convierte en un estado líquido más cerca del centro. ¡Planeta líquido hasta la médula!
¿Y qué pasa con el núcleo sólido? Tiene el tamaño de la Tierra, pero tiene una masa de 15 a 20 veces mayor. ¡Tan alta es la densidad de la materia en el centro del planeta, donde la presión es de 50 millones de atmósferas terrestres! ¡Y la temperatura es de + 20.000 grados! La bola de líquido hierve, y en el nivel superior de las nubes del planeta, reina un frío severo. ¿Cómo surge esta enorme diferencia de temperatura? Con la inmensidad del interior del planeta y su gravedad colosal, los flujos de gas tardan cientos de años en transferir el calor de las profundidades a la capa superior de nubes de la atmósfera de Saturno.
Lluvia extraña
Saturno irradia al espacio tres veces más energía de la que recibe del Sol. Primero, el calor es creado por la contracción gradual del gigante gaseoso: su diámetro disminuye en milímetros por año. Además, Saturno tiene otra fantástica fuente de energía. La esfera al rojo vivo de Saturno se ha estado enfriando desde el mismo nacimiento del sistema solar. Según los cálculos de los astrofísicos, hace 2 mil millones de años, a gran profundidad del planeta, la presión del interior cayó por debajo del punto crítico de concentración de helio. Y empezó a llover … Extraña lluvia que cae hasta el día de hoy. Gotas de helio caen por muchos miles de kilómetros en el espesor del hidrógeno líquido, mientras surge la fricción y aparece la energía térmica.
Clima tormentoso
Bajo la influencia de la rápida rotación del planeta (cualquier punto en el ecuador de Saturno se mueve 14 veces más rápido que en el ecuador de la Tierra), vientos de fuerza monstruosa soplan en el mundo misterioso: en un lugar, el equipo de la Voyager registró la velocidad de las nubes de 1600 km / h. ¿Qué te parece esta brisa refrescante?
Las lentes de la cámara de la Voyager se deslizan hacia el hemisferio sur de Saturno. De repente, una mancha ovalada de decenas de miles de kilómetros de largo apareció en las pantallas del Centro de Control de Misión, una copia de la Gran Mancha Roja en Júpiter. El planeta Tierra puede caber libremente dentro del lugar. Pero esto es solo un vórtice atmosférico furioso en la atmósfera de Saturno, que no tiene fin.
Choque
La Voyager continuaba su vuelo más allá de Saturno cuando las comunicaciones por radio se cortaron repentinamente. Los científicos no estaban preocupados: según los cálculos, el dispositivo desapareció en la "sombra de radio" del planeta. Cuando el explorador "emergió" del otro lado de Saturno, la situación se volvió realmente seria. El mecanismo de dirección del plato giratorio con instrumentos está atascado. ¿No sería posible fotografiar el lado nocturno del planeta? Es una pena que debido a un mal funcionamiento técnico, la reunión prevista con los grandes satélites, Encelado y Tetis, tenga que cancelarse.
Las señales fluían desde el Centro de Control a la computadora de a bordo de la estación interplanetaria. El control sobre la reparación del mecanismo se complicó por la distancia cósmica: el tiempo de retardo de la señal de radio entre la Tierra y Saturno es de 1,5 horas. Al final, el cerebro digital de la Voyager desbloqueó las unidades de orientación de las cámaras de televisión, pero se perdió el tiempo y solo Tethys se conoció de cerca.
Cuando el dispositivo ya se estaba alejando de Saturno a una velocidad de 22 km / s, los científicos vieron una tormenta eléctrica en los anillos de Saturno. Los relámpagos, que iluminan el lado de las sombras, proyectan reflejos rojos en las nubes nocturnas del planeta …
El final de la obra espacial
Los eventos descritos anteriormente tuvieron lugar en 1980-1981, cuando dos estaciones interplanetarias automáticas Voyager 1 y Voyager 2 sobrevolaron Saturno. Para evitar repeticiones, decidí no hablar de ellos por separado: todas las noticias sobre el sistema de Saturno, transmitidas a la Tierra por dos dispositivos, condicionalmente "se ponen en la boca" de uno con el nombre "Voyager" (sin número).
Se vuelve un poco ofensivo darse cuenta de que después de tres décadas, nuestras tecnologías espaciales se han mantenido al mismo nivel.
Cada noche, cuando el sol se pone y el cielo se oscurece y se cubre con un destello de estrellas, vemos el Cosmos. La exploración espacial requiere una tecnología fantásticamente sofisticada basada en los logros avanzados de la cohetería, la electrónica, la tecnología nuclear y otras ramas científicas y tecnológicas intensivas. Por lo tanto, los vuelos de sondas interplanetarias, a pesar de su aparente irrealismo y falta de beneficio práctico, requieren la solución de numerosos problemas aplicados: la creación de fuentes de energía potentes y compactas, el desarrollo de tecnologías para comunicaciones espaciales de largo alcance, la mejora de estructuras. y motores, el desarrollo de nuevos métodos de maniobras de asistencia por gravedad, incluido.h. utilizando puntos de Lagrange. Todo este frente de investigación puede convertirse en la "locomotora" de la ciencia moderna, y los resultados obtenidos pueden ser útiles para resolver problemas más urgentes. Sin embargo, la mayoría de los problemas siguen sin resolverse.
Todos los tímidos intentos modernos de explorar los planetas exteriores (misiones Ulysses, Cassini, New Horizons) se basan en las mismas tecnologías y desarrollos que se utilizaron en el proyecto Voyager. Durante 30 años, no se ha creado un solo nuevo tipo de motor, adecuado para vuelos interplanetarios. Por ejemplo, los propulsores de iones de la sonda de investigación japonesa Hayabusa, que se promociona como alta tecnología ultramoderna, son de hecho desarrollos bien olvidados de mediados del siglo XX: los propulsores de iones se utilizaron ampliamente en los sistemas de control de actitud de la Unión Soviética. satélites meteorológicos Meteor. En segundo lugar, los motores de iones son una herramienta bastante específica: realmente tienen un consumo de combustible sorprendentemente bajo (unos pocos miligramos por segundo), pero, en consecuencia, crean un empuje de varios milinewtons. Se necesitan muchos años para acelerar una nave espacial y, como resultado, no se obtienen beneficios reales.
Los motores a reacción de propulsante líquido convencionales (LPRE), no solo son muy voraces, su trabajo se limita a decenas (cientos) de segundos, además, no son capaces de acelerar la nave espacial a la velocidad requerida, por ejemplo, para alcanzar la velocidad requerida. órbita de Saturno. El problema fundamental es que el caudal de gas es demasiado bajo. Y no es posible plantearlo de ninguna forma.
El pico de la moda en los años 50: el motor a reacción nuclear no recibió desarrollo debido a la falta de ventajas significativas. A pesar de la llama insaciable de un reactor nuclear, dicho motor requiere un fluido de trabajo, es decir, de hecho, se trata de un motor cohete convencional de propulsión líquida con todas las consecuencias y desventajas consiguientes.
La forma original de viajar en el espacio utilizando los pulsos de explosiones nucleares, propuesta por Freeman Dyson en 1957 (Proyecto Orion), quedó en el papel, demasiado atrevida y, francamente, una idea dudosa.
Los "conquistadores del espacio" (aquí es irónico en relación con toda la Humanidad) durante 50 años de la Era Espacial no han sido capaces de crear un motor eficaz para moverse en el espacio interplanetario. Nunca hubiéramos visto a Júpiter ni a Saturno, si no fuera por una pista de los especialistas en mecánica celeste: usar la gravedad de los planetas para acelerar el AMS. El "billar interplanetario" le permite ganar una velocidad tremenda (15-20 km / s) sin usar un motor y explorar las afueras del sistema solar. El único problema son las "ventanas de lanzamiento" estrictamente limitadas: unos días (semanas) una vez cada pocos años. No hay lugar para el más mínimo error. Largos años de vuelo y pocas horas de encuentro con el objeto de investigación.
Con la ayuda de maniobras gravitacionales, "Voyagers" volaron, de acuerdo con el mismo esquema, la moderna sonda "New Horizons" vuela a Plutón, pero solo para cruzar el sistema solar se necesitarán 9 años. ¡Y luego la expedición tendrá solo un día para explorar un planeta lejano! La sonda pasará a gran velocidad por Plutón y desaparecerá para siempre en el espacio interestelar.
