РОСКОСМОС: найти жизнь на Юпитере

Зонд плывет в ледяной пустоте. Прошло три года с момента его запуска на Байконуре и долгая дорога протянулась позади на миллиард километров. Благополучно пересечен астероидный пояс, хрупкие приборы выдержали жестокий холод мирового пространства. А впереди? Грозные электромагнитные бури на орбите Юпитера, смертельная радиация и сложная посадка на поверхность Ганимеда – крупнейшего из спутников исполинской планеты.

Согласно современной гипотезе, под поверхностью Ганимеда скрывается огромный теплый океан, который, возможно, населен простейшими формами жизни. Ганимед удален от Солнца в пять раз дальше Земли, 100-километровый слой льда надежно укрывает «колыбель» от космического холода, а чудовищное гравитационное поле Юпитера непрерывно «раскачивает» ядро спутника, создавая неиссякаемый источник тепловой энергии.

Российский зонд должен совершить мягкую посадку в одном из каньонов на ледяной поверхности Ганимеда. За месяц он пробурит лед на глубину нескольких метров и проведет анализ образцов – ученые надеются установить точный химический состав примесей льда, что даст некоторые представления о внутреннем строении спутника. Кое-кто верит, что удастся обнаружить следы внеземной жизни. Интереснейшая межпланетная экспедиция - Ганимед станет седьмым небесным телом*, на поверхности которого побывают земные зонды!

*Всего к настоящему моменту Человечеству удалось «ступить» на поверхность пяти небесных тел: Луны, Венеры, Марса, Титана и астероида Итокава. Сгоревший в верхних слоях атмосферы Юпитера зонд, сброшенный межпланетной станцией «Галилео» не в счет. На 2016 год запланирован старт миссии OSIRIS-REx, которая произведет забор грунта с поверхности астероида (101955) 1999 RQ36 в 2019 году.

«Европа-П» или техническая сторона проекта

Если слова вице-премьера Рогозина о «прилунении» Международной космической станции можно рассматривать как шутку, то прошлогоднее заявление главы Роскосмоса Владимира Поповкина о грядущей миссии на Юпитер выглядит как серьезное решение. Слова Поповкина полностью совпадают с мнением директора Института космических исследований РАН академика Льва Зеленого, который еще в 2008 году сообщил о намерении отправить научную экспедицию к ледяным спутникам Юпитера – Европе или Ганимеду.

Четыре года назад, в феврале 2009 г. было подписано международное соглашение о начале программы комплексного исследования Europa Jupiter System Mission, в которой, помимо российской межпланетной станции, к Юпитеру отправятся американская JEO, европейская JGO и японская станция JMO. Примечательно, что Роскосмос выбрал для себя самую дорогую, сложную и наиболее ответственную часть программы – в отличии от других участников, готовящих лишь орбитальные аппараты для исследования четырех «больших» спутников Юпитера (Европа, Ганимед, Каллисто, Ио) из космоса, российская станция должна совершить сложнейший маневр и мягко «прилуниться» на поверхности одного из выбранных спутников.

Сравнение размеров Земли, Луны и Ганимеда

Российская космонавтика берет курс на внешние области Солнечной системы. Восклицательный знак ставить здесь пока рано, но сам настрой обнадеживает. Репортажи из космических глубин выглядят гораздо интереснее репортажей с французской Ривьеры, где резвятся на отдыхе некоторые российские чиновники.
Как и в любом амбициозном проекте, в случае с российским зондом для изучения Ганимеда присутствует немало скептицизма, градус которого колеблется от грамотных и оправданных предостережений до откровенного сарказма в стиле «пополнение российской орбитальной группировки на дне Тихого океана».

Первый и, пожалуй, самый простой вопрос: зачем России эта супер-экспедиция? Ответ: если бы мы всегда руководствовались такими вопросами, человечество до сих пор сидело в пещерах. Познание и освоение Вселенной – в этом, пожалуй, и заключен главный смысл нашего существования.
Ждать каких-либо конкретных результатов и практической пользы от межпланетных экспедиций пока рано – так же, как и требовать от трехлетнего ребенка самостоятельно зарабатывать себе на жизнь. Но рано или поздно случится прорыв и нам обязательно пригодятся накопленные знания о далеких космических мирах. Возможно, уже завтра начнется космическая «золотая лихорадка» (с поправкой на какой-нибудь Иридий или Гелий-3) и у нас появится мощный стимул к освоению Солнечной системе. А может быть, просидим на Земле еще 10 000 лет, не в силах шагнуть в космическое пространство. Никто не знает, когда это случится. Но это неизбежно, судя по тому, с какой яростью и неукротимой энергией человек изменяет новые, ранее необжитые территории на нашей планете.

Второй вопрос, связанный с полетом к Ганимеду, звучит более жестко: под силу ли Роскосмосу проведение экспедиции такого масштаба? Ведь ни российские, ни советские межпланетные станции никогда не работали во внешних областях Солнечной системы. Отечественная космонавтика ограничивалось изучением ближайших небесных тел. В отличии от четырех маленьких «внутренних планет» с твердой поверхностью - Меркурия, Венеры, Земли и Марса, «внешние планеты» представляют из себя газовые гиганты, с совершенно неадекватными размерами и условиями на их поверхностях (и вообще, есть ли у них какая-то «поверхность»? Согласно современным представлениям, «поверхность» Юритера – это чудовищный слой жидкого водорода в глубине планеты под давлением в сотни тысяч земных атмосфер).

Но внутреннее строение газовых гигантов – пустяки, по сравнению со сложностями, которые возникают при подготовке к полету во «внешние области» Солнечной системы. Одна из ключевых проблем связана с колоссальной удаленностью этих районов от Солнца – единственным источником энергии на борту межпланетной станции становится собственный РИТЭГ (радиоизотопный термоэлектро генератор), заправленный десятками килограммов плутония. Если бы такая «игрушка» была на борту «Фобос-Грунт», эпопея с падением станцией на Землю превратилась бы во всемирную «русскую рулетку»… Кому достался бы «главный приз»?

Ионный двигатель космического аппарат Deep Space-1

В 1998 году NASA уже экспериментировало с ионной силовой установкой на борту аппарата Deep Space-1. В 2003 году к астероиду Итокава отправился японский зонд Hayabusa, также оснащенный ионным двигателем. Получит ли будущий российский зонд подобный двигатель – покажет время. В принципе, расстояние до Юпитера не так велико, как, например, до Плутона, потому, главная проблема лежит в обеспечении надежности аппаратуры зонда и её защите от холода и потоков космических частиц. Будем надеяться, российская наука справится с непростой задачей.

Третья ключевая проблема на пути к далеким мирам звучит кратко и лаконично: Связь!

Обеспечение устойчивой связи с межпланетной станцией – этот вопрос не уступает по сложности постройке «Вавилонской башни». Вот, например, межпланетный зонд «Вояджер-2», который в августе 2012 года зонд покинул Солнечное систему и сейчас плывет в межзвездном пространстве, направляется в сторону Сириуса, которого достигнет через 296 000 земных лет. В настоящий момент «Вояджер-2» находится на расстоянии 15 миллиардов километров от Земли, мощность передатчика межпланетного зонда составляет 23 Вт (как лампочка в Вашем холодильнике). Многие из Вас недоверчиво покачают головой – рассмотреть тусклый свет 23-ваттной лампочки с расстояния в 15 млрд. километров… это невозможно.

Для сравнения: чтоб преодолеть дистанцию 15 млрд. км нужно непрерывно гнать на автомобиле со скоростью 100 км/ч в течении 17 тысяч лет. Теперь оглянитесь назад и попытайтесь рассмотреть свет лампочки холодильника в начале пути.

Тем не менее, инженеры NASA регулярно получают данные телеметрии с зонда со скоростью 160 бит/с. Сигнал передатчика «Вояджер-2» после 14-часовой задержки достигает Земли с энергией 0,3 миллиардных доли триллионной доли Ватта! И этого вполне достаточно – 70-метровые антенны узлов дальней космической связи NASA в США, Австралии и Испании уверенно принимают и расшифровывают сигналы космических скитальцев. Еще одно пугающее сравнение: энергии радиоизлучения звезд, принятой за все время существования космической радиоастрономии, не хватит, чтобы нагреть стакан воды хотя бы на миллионную долю градуса! Чувствительность этих приборов просто потрясающая. И если далекий межпланетный зонд правильно выбирает частоту и ориентирует свою антенну по направлению к Земле – его непременно услышат.

Раскаленная докрасна плутониевая "таблетка" из радиоизотопного генератора зонда "Галилео"

Антенны дальней космической связи АДУ-1000 "Плутон", Крым

Строение Ганимеда и Европы. Современная гипотеза

Межпланетная станция "Юнона" на орбите Юпитера, фантазия художника

Вид на Юпитер с ледяной поверхности Европы, справа видна еще одна луна - Ио