NASA на Сатурне. Часть первая: чёрная луна с белой изнанкой

15 июня 2004
membrana

---

Миссия Cassini-Huygens - одно из самых впечатляющих предприятий человечества в космосе. На рисунке - земной зонд в системе Сатурна, видимый с поверхности Пандоры (Pandora) - одной из малых лун планеты-гиганта (иллюстрация с сайта saturn.jpl.nasa.gov).

Близкий пролёт корабля Cassini около Фебы (Phoebe) дал множество удивительных снимков, которые позволили сделать вывод о происхождении этого странного спутника Сатурна. Сюрпризы маленькой луны - хорошее начало для многолетней миссии американского аппарата в системе планеты-гиганта.

Межпланетная станция Cassini должна выйти на орбиту вокруг Сатурна поздно вечером 30 июня 2004 года (1 июля по Московскому времени).

Любопытно, что при подлёте к планете аппарат пройдёт между её знаменитыми кольцами.

Однако одна из важных целей станции была достигнута ещё 11 июня. Cassini пролетел на минимальном расстоянии (немногим более 2 тысяч километров) от Фебы.

Этот спутник - самый удалённый от Сатурна (почти 13 миллионов километров).

Поперечник Фебы (планетка имеет приблизительно сферическую форму) - 220 километров.

Феба вращается вокруг Сатурна в направлении, обратном движению всех других его спутников, а также и направлению вращения самого Сатурна вокруг оси.

Ещё Феба отражает около 6 процентов солнечного света - это один из самых тёмных объектов в Солнечной системе.

Эти особенности давно заставляли астрономов предполагать, что Феба - захваченный когда-то давно в гравитационные сети Сатурна астероид.

Но последние данные вносят уточнение: вероятнее всего - это пришелец из пояса Койпера - гигантской области, лежащей, на дальних границах Солнечной системы, намного дальше орбиты Плутона.

Монтаж из двух снимков Фебы, сделанных 11 июня 2004 года (фото с сайта saturn.jpl.nasa.gov).

Пояс содержит мириады замёрзших глыб разного размера. Это своего рода строительный мусор, оставшийся там со времени рождения нашего планетарного мирка.

Детальные изображения поверхности Фебы показали - загадочный чёрный спутник содержит богатый светлым льдом материал, над которым лежит сравнительно тонкий (300-500 метров) тёмный слой.

Поверхность спутника усыпана рытвинами, большими и маленькими кратерами. Из многих кратеров (особенно больших и глубоких) выходят яркие полосы-лучи.

Во многих случаях светлые выбросы перекрываются более поздними наслоениями тёмного вещества.

Этот снимок Фебы сделан с расстояния 12 тысяч километров, с разрешением (в оригинале) примерно 70 метров в пикселе. Весь кадр занимает кратер диаметром 100 км, внутри которого видны более поздние следы ударов, в том числе - 45-километровый кратер слева, демонстрирующий множество характерных для Фебы светлых выбросов (фото с сайта saturn.jpl.nasa.gov).

Также интересно, что иногда на стенах больших кратеров, на их тёмных участках, видны светлые обнажения и оползни, вызванные, вероятно, позднейшими ударами более мелких метеоритов непосредственно в стену кратера, а также сотрясениями от ударов метеоритов поблизости.

Всё это кардинально отличает пейзажи Фебы от картин, снятых с таким же разрешением ранее на каких-либо астероидах.

Доктор Альфред Макэвен (Alfred McEwen), член научной команды миссии Cassini-Huygens, сообщил следующее: "Феба - это мир драматических очертаний, с кратерами, оползнями, и линейными структурами типа ущелий, горных хребтов, и цепочек впадин.

Они - ключи к внутренним свойствам Фебы, которые мы будем изучать, чтобы понять происхождение этого спутника и его развитие".

"Я думаю, что эти изображения показывают нам древний остаток тел, которые сформировались более чем четыре миллиарда лет назад во внешних пределах Солнечной системы", - добавил коллега Макэвена доктор Торренс Джонсон (Torrence Johnson).

Анализ данных, собранных с помощью инструментов межпланетного зонда, будет продолжаться ещё очень долго, но уже сейчас ясно, что пролёт Фебы дал богатую пищу для размышлений относительно самых ранних этапов жизни Солнечной системы.

Схема космического аппарата Cassini (иллюстрация с сайта saturn.jpl.nasa.gov).

Тут пора сказать пару слов о самом аппарате. Орбитальный модуль несёт 12 научных инструментов.

Это разнообразные камеры и спектрометры, работающие в видимом, инфракрасном и ультрафиолетовом диапазонах волн, спектрометры заряженных и нейтральных космических частиц, радар, различное оборудование для магнитных измерений, анализатор космической пыли и так далее.

Всё это богатство питается от трёх радиоизотопных термоэлектрических генераторов.

На спускаемом зонде Huygens, который пристыкован сейчас к Cassini, и который должен совершить посадку на Титан - гигантский спутник с атмосферой, и, возможно, океаном - научных приборов шесть.

Точнее - это шесть крупных блоков, каждый из которых оснащён широчайшим набором датчиков.

Они будут измерять физические, химические и электрические параметры атмосферы Титана, попробуют выявить картину его ветров, соберут образцы газов и аэрозолей, а после посадки узнают - попал зонд на твёрдую или жидкую поверхность, и каковы её физические и химические свойства.

Один из последних снимков Сатурна (в естественных цветах), снятых Cassini по мере приближения аппарата к месту назначения (фото с сайта saturn.jpl.nasa.gov).

Посадка Huygens на Титан намечена на январь 2005 года.

А Cassini ждёт 52 сближения с семью из 31 лун Сатурна. Со времён полётов "Вояджеров" не было в космосе столь масштабного исследования удалённых уголков Солнечной системы. Так что основные сюрпризы ещё впереди.

_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _

Многое из того что могло бы случиться - не случилось ... наверное к лучшему.

NASA на Сатурне. Тринадцатая часть: озёра Титана

9 января 2007
membrana

---

Радарный снимок поверхности Титана в искусственных тонах. Интенсивность цвета прямо пропорциональна отражательной способности (иллюстрация NASA/JPL/USGS).

Ещё недавно специалисты ничего не знали о жидкости на Титане наверняка. А теперь они не только говорят, что она там есть, но и рассказывают об этих водоёмах кучу подробностей, будто прожили там не один год. И даже утверждают, что озёр на Титане - целый ассортимент. Как и на Земле.

Дела, творящиеся в системе Сатурна, получают разумное объяснение далеко не сразу. К примеру, чтобы точно понять, откуда берутся спицы в кольцах, понадобилась четверть века.

Что касается сатурнианского спутника - Титана, знаменитого своей схожестью с Землёй, то учёные долго не могли решить, есть ли там жидкость и в каком виде. Самой большой проблемой оставалась атмосфера - уж очень трудно через неё рассмотреть поверхность. Учёные не сильно расстроились и приступили к изучению самого "воздуха" Титана, в котором нашлось немало интересного: органика, метановые штормы, медленные цунами и всякие другие сюрпризы.

Комбинированный снимок полоски поверхности, снятой Cassini во время 16-го облёта Титана. Справедливости ради заметим, что "теория озёр" построена только для этой области (иллюстрация E. R. Stofan).

Результаты разных исследований показали, что на поверхности имеются и русла рек, и озеро, причём не одно. Впрочем, все эти сведения настолько разрознены, что о водоёмах Титана было точно известно лишь то, что они там есть.

Ситуацию существенно прояснил пролёт Cassini, состоявшийся 22 июля прошедшего года. Учёные получили многочисленные радарные снимки, на которых обнаружились тёмные области со слабой отражающей способностью и формой, характерной для озёр. Некоторые из них были связаны каналами. Всего насчитали 75 таких "пятен" размером от 3 до 70 километров.

Если верить данным учёных из США, Великобритании, Франции и Италии, опубликованным в статье в Nature, то озёра наполнены по-разному. Так, некоторые залиты жидкостью (в основном, состоящей из метана при низкой температуре) полностью, тогда как у других видны сухие края. Судя по всему, это различие связано с тем, что уровень жидкости не постоянен и меняется время от времени; правда, в каком временном масштабе можно заметить эти колебания, не известно.

На снимках, полученных во время облёта 22 июля 2006 года, наиболее чёткие фрагменты - края озёр и каналы - указаны стрелками. На снимке d выделен участок, который, по-видимому, является высохшим озером (фото NASA).

Основная причина этого - круговорот метана в природе сатурнианского сателлита, примерно такой же, как и на нашей планете - дожди наполняют углубления жидкостью, которая, постепенно испаряясь, конденсируется в атмосфере и снова собирается в тучи.

Около полутора десятков озёр заполняют углубления, на краях которых нет заметных следов эрозии. Очевидно, речь идёт о кратерах. Исходя из их морфологии, можно сказать, что они имеют не ударное происхождение, а вулканическое.

Интересно, что некоторые кратеры имеют очень чёткие края, и крутые склоны. Учёные уверены в том, что такие озёра могут наполняться за счёт метана, перемещающегося по подземным (если можно употребить такое слово для Титана) пустотам.

Есть там озёра и других видов. На снимках некоторых из них можно заметить широкие ответвления. Говоря о природе этих "отростков", специалисты сравнивают их с долинами, затопленными разлившимися реками. В общем, несмотря на холод и необычный химический состав среды, многое очень даже по-земному.

Но далеко не всё. К примеру, у берегов отдельных озёр можно заметить светлые пятнышки, которые могут оказаться айсбергами. Но это не очень вероятно - на Титане слишком мало материалов, которые могли бы плавать в метане, и, скорее всего, это просто острова. Ещё бы неплохо узнать, почему они формируются именно по краям.

Кстати, исследователи развеяли сомнения в самом главном - в том, что тёмные пятна на радарных снимках - это действительно озёра с жидкостью, а не, например, с отложениями с низкой отражательной способностью. Ведь если это было бы именно так, то на этих пятнах были бы следы эрозии, однако ничего подобного нет.

Два водоёма, соединённых каналом. Этот снимок в NASA назвали "Целующиеся озёра" (фото NASA/JPL).

В завершение картины напомним, что состояние озёр зависит и от смены сезонов. Зимой озёра наполняются за счёт дождей и снега, а летом жидкость из них испаряется или даже высыхает совсем.

Что ж, органические вещества на Титане обнаружены, и водоёмы есть. Правда, больших запасов воды там не нашлось, да и сложность органики - не больше молекулярного уровня, в крайнем случае, бактерии. Так что половить рыбку в озёрах этого спутника Сатурна вряд ли получится. Ну, а если это вдруг окажется возможным, то такую задачу можно будет поручить Cassini - он частенько бывает поблизости.

_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _

Многое из того что могло бы случиться - не случилось ... наверное к лучшему.