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. Шестнадцатая часть: тайны летающих тарелок

7 декабря 2007
membrana

---

Теперь мы знаем: они с Сатурна! (анимация F. Durillon).

Каждый из нас хотя бы разок в жизни видел НЛО. Астрономы из NASA тоже увидели летающие тарелки во время исследований окрестностей Сатурна. Их это, естественно, жутко удивило, и учёные долго не могли понять, отчего те сатурнианские объекты так выглядят. Один из них - Атлас, другой - Пан, а разгадки их тайн оказались одинаковыми.

В начале 1980-х аппараты Voyager 1 и Voyager 2, летавшие около Сатурна, обнаружили, что у газового гиганта есть маленькие спутники, которые находятся между колец.

Это открытие вновь подтолкнуло к давним разговорам о том, что и эти луны, и знаменитые кольца газового гиганта возникли из-за некоторого катаклизма - какого-то одного или даже нескольких столкновений. Предположительно, существовали крупные спутники, которые, по неким причинам разрушившись, оставили после себя более мелкие части, а также облака пыли, которые затем собрались в кольца.

Атлас больше других малых спутников Сатурна (до 100 километров диаметром) похож на летающую тарелку, хотя его края не очень-то круглые (фото NASA/JPL/Space Science Institute).

Однако пара свежих исследований, опубликованных в журнале Science (1 + 2), основанных на наблюдениях аппарата Cassini (мы недавно отметили его метановый юбилей), показали, что эволюция мелких спутников Сатурна несколько иная.

Не исключено, что массивные куски, оставшиеся после той древней катастрофы, вполне могли стать большими спутниками. Вот только как минимум с парой членов сатурновой семьи явно что-то не то.

А это Пан. С ним вышла незадача: хотя его и засняли в 1981-м, но обнаружился он после анализа снимков только в 1990-м. Кроме Пана и Атласа, есть ряд других спутников, снабжённых экваториальными утолщениями той же природы (фото NASA/JPL/Space Science Institute).

Атлас (Atlas) и Пан (Pan) были замечены как раз теми самыми "Вояджерами".

Эти луны привлекают внимание своей формой - уж очень они напоминают летающие тарелки. Сами по себе они невелики: размер каждой из них порядка 20 километров. Но это если не считать странных "бортов" на экваторе (похожих на те, какие нередко изображают у "стандартных" неопознанных летающих объектов), по высоте достигающих величины радиуса спутника.

Атлас, конечно, просто красавец! Но это только на Сатурне редкость - у нас такие высаживаются периодически (иллюстрация CEA/ANIMEA).

Появление таких прибамбасов сразу же попытались объяснить действием центробежной силы, возникающей из-за вращения этих тел и "оттягивающей" к периферии - экватору - их вещество. Но вскоре всем стало ясно, что такое истолкование вряд ли применимо.

Ведь для такого эффекта требуется очень большая угловая скорость, а эти луны крутятся не очень живо: их сутки длятся около 14 часов - для того чтобы на поверхности вырастали какие-то артефакты, этого маловато.

На этом компьютерном изображении видно, что экваториальный кряж Атласа лежит в одной плоскости с кольцом, материалом из которого на протяжении всей своей жизни он и <питается> (иллюстрация CEA/ANIMEA).

Астрофизик из NASA Кэролин Порко (Carolyn C. Porco), принявшая участие в обоих новых исследованиях, вместе со своими единомышленниками поняла, что у этих объектов всё было по-другому.

Исследователи выяснили, что поначалу эти тела зародились из обломков ранее существовавшего более крупного спутника. Затем вокруг них понемногу начал накручиваться материал из окружающего пространства - благо после катастрофы космического хлама и пыли вокруг летало предостаточно.

Учёные точно выяснили, какая часть спутников состоит из материала, собранного из кольца. Если удалить эту "наросшую" часть у Атласа, его объём уменьшится на 25%, у Пана - на 10% (иллюстрация C. C. Porco, P. C. Thomas, J. W. Weiss, D. C. Richardson).

Исследователи предполагают, что "налипание" пыли шло поэтапно: сначала происходило нарастание радиуса, а уже потом появился экваториальный хребет. В конце концов, верхние слои таких спутников очень пористые; как показало исследование, их плотность составляет всего половину плотности водяного льда. Что опять-таки надёжно подтверждает то, что наружные слои "сделаны" из частичек, составляющих кольца.

Компьютерная модель эволюции Пана (анимация F. Durillon).

Астрономы добавляют, что, по всей видимости, эти луны не могли сформироваться исключительно из одного лишь стройматериала колец (в отличие от минилун) - иначе они были бы намного меньше.


По словам Мэттью Тискарено (Matthew Tiscareno), планетолога из университета Корнелла (Cornell University), эти работы интересны тем, что принцип описанного в них явления можно усмотреть во многих других явлениях, происходящих в космосе. И вообще, по мнению Мэттью, история таких спутников в общем виде очень напоминает эволюцию, например, Солнечной системы.


Конечно, всем подряд аналогиям доверять вряд ли стоит. Однако даже Себастьен Чарноз (Sébastien Charnoz), астроном, участвовавший в одном из этих исследований "энэлоподобных" спутников задумался над тем, что аккреция - накручивание вещества вокруг небесных тел - встречается часто.

"Аккреционные диски можно обнаружить где угодно во Вселенной: вокруг чёрных дыр, вокруг звёзд, вокруг Юпитера", - поведал по секрету Себастьен.

Но на этом, пожалуй, лучше остановиться.

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

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