Непридуманные космические истории

Аткинсон Нэнси

Межпланетная станция размером с домашний рояль устремилась прочь от Земли со скоростью около 58 000 км/ч (более 16 км/с. – Прим. пер.) и отправилась в путь 4,8 млрд км длиной, преодолевая за сутки более 1,6 млн км. Но, двигаясь на такой бешеной скорости, замедлиться и выйти на орбиту вокруг Плутона аппарат не смог бы. Поэтому первую разведку системы лун Плутона пришлось проводить в режиме пролета, что оживило память о ранних межпланетных исследованиях, наподобие полетов станций серий Mariner и Voyager с их пролетами Марса, Юпитера, Сатурна, Урана и Нептуна в 1960-х, 1970-х и 1980-х годах.

Станция New Horizons отправилась

в свой полет 16 января 2006 года и уже через девять часов миновала орбиту Луны. Астронавты Apollo тот же путь преодолевали целых три дня. После этого New Horizons прошла 800 млн км до Юпитера всего лишь за 13 месяцев – быстрее, чем все семь аппаратов, посещавших окрестности Юпитера ранее. В феврале 2007 года станция обогнула гигантскую планету, выполнив некоторые научные исследования и критически важный гравитационный маневр, который увеличил ее скорость до 83 600 км/ч (23,2 км/с. – Прим. пер.).

Несмотря на такую огромную скорость, New Horizons потребовалось девять с половиной лет, чтобы пересечь просторы Солнечной системы и достичь окрестностей Плутона. Настоящая работа началась за пять месяцев до момента наибольшего сближения с Плутоном, так что в целом New Horizons изучала его лунную систему в течение шести месяцев – на подлете, во время близкого пролета 14 июля 2015 года и затем «оглядываясь назад» после него.

Запуск автоматической межпланетной станции New Horizons при помощи ракеты Atlas V 551 16 января 2006 года с космодрома базы ВВС США «Мыс Канаверал», Флорида, США. Источник: Скотт Эндрюс / NASA

Поскольку путешествие New Horizons уводило станцию очень далеко от Солнца, для производства электроэнергии на борту не было смысла устанавливать панели солнечных батарей. Вместо них применили радиоизотопный термоэлектрический генератор (РИТЭГ), производящий тепло в результате естественного радиоактивного распада плутония-238 (в степени обогащения, неподходящей для применения в ядерном оружии); затем это тепло в нем преобразуется в электроэнергию. Также за счет выделения тепла электроника и другие части аппарата предохраняются от замерзания в холодных глубинах космоса.

Научное оборудование станции New Horizons состоит из семи приборов для изучения глобальной геологии, химического состава поверхности и температуры, а также атмосферы Плутона и его спутников. Источник: NASA / лаборатория прикладной физики Университета имени Джонса Хопкинса

Миновав Плутон, New Horizons продолжает исследования пояса Койпера – области пространства, лежащей за орбитой Нептуна, на расстоянии в 30–50 раз дальше от Солнца, чем радиус орбиты Земли (или от 4,5 до 7,4 млрд км) – в этом поясе располагается и Плутон.

Пояс Койпера схож с поясом астероидов, простирающимся между Марсом и Юпитером. Но некоторые объекты в нем, видимо, в большей степени состоят изо льда, чем из скалистых пород. Он же является родиной короткопериодических комет вроде кометы Галлея.

Станция оснащена надежным комплектом формирователей изображения, спектрометров и других научных приборов для того, чтобы нанести на карту детали поверхности Плутона и его спутника Харона, изучить состав этих поверхностей и проанализировать свойства атмосферы, которая может окружать оба тела.

Когда состоялся запуск New Horizons, о нем говорили как о начале «первого полета к последней планете». Но всего лишь через несколько месяцев этот лозунг пришлось сменить.

Планета или не планета?

Пока полет New Horizons продолжался, в астрономии произошли некоторые изменения.

В момент запуска этого аппарата Плутон считался планетой. Но всегда, с самого его открытия в 1930 году астрономом Клайдом Томбо, маленький далекий Плутон выглядел «немного странным типом»: он не принадлежал к скалистым внутренним мирам Солнечной системы, но в то же время крошечный ледяной шарик 2370 км в диаметре не вписывался в компанию газовых гигантов, населяющих внешние ее окраины. Орбита Плутона не похожа на другие: ее путь вокруг Солнца, как говорят астрономы, обладает высоким эксцентриситетом, то есть значительно вытянут и к тому же заметно наклонен по отношению к близким к окружностям и лежащим примерно в одной плоскости орбитам других планет.

Конечно, Плутон далек настолько, что даже самые лучшие снимки, полученные с помощью космического телескопа «Хаббл», показывали лишь небольшие пятна пикселей. Никто не знал, как на самом деле выглядит Плутон. Одной из главных задач New Horizons было понять, какое место Плутон и Харон занимают в общей схеме.

За десятки лет до начала этого полета Стерн и другие ученые-планетологи подозревали, что Плутон не одинок на дальних окраинах нашего околосолнечного обиталища. Маловероятно, чтобы именно на Плутоне материал для постройки новых тел Солнечной системы неожиданно кончился.

Вытянутая орбита Плутона в сравнении с орбитами остальных планет Солнечной системы. Источник: NASA

Сопоставление размеров самых крупных известных транснептуновых объектов. Источник: Кевин Джилл. Земля: снимок со спутника Suomi NPP, NOAA / NASA / Университет штата Висконсин; Луна: снимок NASA. Плутон и Харон: снимки NASA / лаборатории реактивного движения / Юго-западного научно-исследовательского института

К тому же, учитывая, что пояс Койпера считался местом происхождения комет, почему бы в нем не оказаться каким-то еще объектам?

В статье, опубликованной в 1991 году, Стерн заявил, что могут существовать сотни мелких и пока не замеченных ледяных небесных тел наподобие Плутона и Тритона – спутника Нептуна и фактического двойника Плутона. Тритон, возможно, является объектом пояса Койпера (ОПК или «койперидой»), который когда-то вышел далеко за его пределы и оказался захвачен тяготением Нептуна. В своей статье Стерн использовал термин «карликовая планета», чтобы обозначить новый класс планет и отнести к нему Плутон и крупные ОПК, которые, как он ожидал, будут найдены.