Число аппаратов, отправленных в дальний космос, совсем мало. В качестве примера можно назвать космический аппарат Voyager-1 и Voyager-2, которые запустили 37 лет назад. Сегодня они удаляется от солнца на многие километры. У обоих аппаратов имеется энергия и топливо для работы практически до 2020-2025 года. Вояджер-1 за это время удалится от Солнца примерно на 19 миллиардов км, а Вояджер-2 – почти на 15 миллиардов км. Спустя -6-10 лет связь с аппаратами практически наверняка прекратится, они станут мертвыми грудами металла. Однако и после этого миссия Voyager продолжится. На борту аппаратов имеются золотые пластинки со специальной информацией о цивилизации людей, так что зонды будут своеобразными «посылками», которые земляне отправили к звездам. Однако вояджеры будут долго лететь к другим звездам. Лишь через 40 тысяч лет Вояджер-1 будет проходить в созвездии Жирафа на расстоянии 1,7 световых года от ближайшей звезды AC+79 3888. Вояджер-2 только через 29,6 тысяч лет будет проходить от Сириуса, наиболее яркой звезды, на дистанции 4,3 световых года. Из-за большой технической сложности, продолжительности полета и высокой стоимости, такие миссии редкость, однако они невероятно интересны и возможно они смогут приоткрыть тайны дальнего космоса.
New Horizons <br / «Новые горизонты») ЦЕЛЬ: изучение Плутона, его спутника Харона и пояса Койпера ПРОДОЛЖИТЕЛЬНОСТЬ: 2006—2026 ДАЛЬНОСТЬ ПОЛЁТА: 8,2 млрд км БЮДЖЕТ: около $650 млн МАССА АППАРАТА— 478 КГ, включая около 80 кг топлива. Размеры — 2,2×2,7×3,2 метра
ОДНА ИЗ САМЫХ ИНТЕРЕСНЫХ МИССИЙ NASA НАЦЕЛЕНА НА ИЗУЧЕНИЕ ПЛУТОНА и его спутника Харона. Специально для этого космическое агентство 19 января 2006 года запустило аппарат New Horizons. Автоматическая межпланетная станция в 2007 году пролетела Юпитер, сделав около него гравитационный манёвр, который позволил ускориться благодаря полю притяжения планеты. Ближайшая точка сближения аппарата с системой Плутон — Харон произойдёт 15 июля 2015 года — в этот же момент New Horizons окажется в 32 раза дальше от Земли, чем Земля от Солнца. В 2016—2020 ГОДАХ АППАРАТ, ВЕРОЯТНО, ИЗУЧИТ ОБЪЕКТЫ ПОЯСА КОЙПЕРА — области Солнечной системы, похожей на пояс астероидов, но примерно в 20 раз шире и массивнее его. Из-за очень ограниченного запаса топлива эта часть миссии до сих пор под вопросом. Разработка автоматической межпланетной станции New Horizons Pluto-Kuiper Beltстартовала ещё в начале 90-х, но вскоре проект оказался под угрозой закрытия из-за проблем с финансированием. Власти США отдали приоритеты миссиям к Луне и Марсу. Но из-за того что атмосфера Плутона находится под угрозой замерзания (из-за постепенного удаления от Солнца), конгресс предоставил необходимые средства.
NEW HORIZONS ОБОРУДОВАН КОМПЛЕКСОМ ЗОНДИРОВАНИЯ PERSI, включающим оптические приборы для съёмки в видимом, инфракрасном и ультрафиолетовом диапазонах, анализатор космического ветра SWAP, радиоспектрометр энергичных частиц EPSSI, блок с двухметровой антенной для изучения атмосферы Плутона и «студенческий счётчик пыли» SDC для измерения концентрации пылевых частиц в поясе Койпера. В НАЧАЛЕ ИЮЛЯ 2013 ГОДА КАМЕРА АППАРАТА СФОТОГРАФИРОВАЛА ПЛУТОН и его крупнейший спутник Харон с расстояния 880 млн километров. Пока фотографии нельзя назвать впечатляющими, но специалисты обещают, что 14 июля 2015 года, пролетая мимо цели на расстоянии 12500 километров, станция отснимет одно полушарие Плутона и Харона с разрешением около 1 км, а второе — с разрешением около 40 км. Также будут проведены спектральные съёмки и создана карта температур поверхности
----------------
«ВОЯДЖЕР-1» — КОСМИЧЕСКИЙ ЗОНД NASA, ЗАПУЩЕННЫЙ 5 СЕНТЯБРЯ 1977 ГОДАдля изучения внешней части Солнечной системы. Вот уже 36 лет аппарат регулярно связывается с Сетью дальней космической связи NASA, удалившись на расстояние 19 млрд километров от Земли. На данный момент он является самым далёким рукотворным объектом. ОСНОВНАЯ МИССИЯ «ВОЯДЖЕРА-1» ЗАВЕРШЕНА 20 НОЯБРЯ 1980 ГОДА, после того как аппарат изучил систему Юпитера и систему Сатурна. Это был первый зонд, представивший подробные изображения двух планет и их спутников.
Последний год СМИ пестрили заголовками о том, что «Вояджер-1» покинул Солнечную систему. 12 сентября 2013 года NASA, наконец, официально объявило, что «Вояджер-1» пересёк гелиопаузу и вошёл в межзвёздное пространство. Как ожидается, аппарат продолжит свою миссию до 2025 года.
JUNO («Юнона») ЦЕЛЬ: исследование Юпитера ПРОДОЛЖИТЕЛЬНОСТЬ: 2011—2017 ДАЛЬНОСТЬ ПОЛЁТА: более 1 млрд км БЮДЖЕТ: около $1,1 млрд
АВТОМАТИЧЕСКАЯ МЕЖПЛАНЕТНАЯ СТАНЦИЯ НАСА JUNO(«Юнона») была запущена в августе 2011 года. Из-за того что ракета-носитель обладала недостаточной мощностью, чтобы вывести аппарат прямо на орбиту Юпитера, Juno пришлось сделать гравитационный манёвр вокруг Земли. То есть сначала аппарат долетел до орбиты Марса, а затем вернулся обратно к Земле, закончив её облёт лишь в середине октября этого года. Манёвр позволил аппарату набрать необходимую скорость, и в данный момент он уже находится на пути к газовому гиганту, исследовать который он начнёт 4 июля 2016 года. В первую очередь учёные надеются заполучить информацию о магнитном поле Юпитера и о его атмосфере, а также проверить гипотезу о наличии у планеты твёрдого ядра.
КАК ИЗВЕСТНО, ЮПИТЕР НЕ ИМЕЕТ ТВЁРДОЙ ПОВЕРХНОСТИ, а под его облаками лежит слой смеси водорода и гелия толщиной около 21 тыс. км с плавным переходом от газообразной фазы к жидкой. Затем слой жидкого и металлического водорода глубиной 30—50 тыс. км. В центре него, по теории, может скрываться твёрдое ядро диаметром около 20 тыс. км
НА БОРТУ JUNO ИМЕЕТСЯ МИКРОВОЛНОВЫЙ РАДИОМЕТР (MWR), фиксирующий излучения, он позволит исследовать глубокие слои атмосферы Юпитера и узнать о количестве аммиака и воды в ней. Магнитометр (FGM) и прибор для регистрации положения относительно магнитного поля планеты (ASC) — эти приборы помогут изучить магнитосферу, динамические процессы в ней, а также представить её трёхмерную структуру. Также у аппарата имеются спектрометры и прочие датчики для исследования полярных сияний на планете. Внутреннюю структуру планируется изучить путём измерения гравитационного поля в ходе программы Gravity Science Experiment ОСНОВНАЯ КАМЕРА КОСМИЧЕСКОГО КОРАБЛЯ JUNOCAM, которая позволит отснять поверхность Юпитера во время максимальных сближений с ним (на высотах 1800—4300 км от облаков) с разрешением 3—15 км на пиксель. Остальные изображения будут иметь значительно более низкое разрешение (около 232 км на пиксель). КАМЕРА УЖЕ БЫЛА УСПЕШНО ПРОТЕСТИРОВАНА — ОНА СФОТОГРАФИРОВАЛА ЗЕМЛЮ и Луну во время облёта аппарата. Изображения были выложены в Сеть для изучения любителями и энтузиастами. Полученные изображения также будут смонтированы вместе в ролик, который продемонстрирует вращение Луны вокруг Земли с беспрецедентной точки обзора — прямо из глубокого космоса. По словам специалистов из NASA, «это будет очень отличаться от всего, что когда-либо раньше видели обычные люди».
-------------------
«ВОЯДЖЕР-2» — КОСМИЧЕСКИЙ ЗОНД, ЗАПУЩЕННЫЙ NASAА 20 АВГУСТА 1977 ГОДА,который исследует внешнюю часть Солнечной системы и межзвёздного пространства в конечном итоге. Фактически аппарат был запущен до «Вояджера-1», но тот набрал скорость и в итоге обогнал его. Зонд действует в течение 36 лет, 2 месяцев и 10 дней. Космический аппарат по-прежнему получает и передаёт данные через Сети дальней космической связи.
По состоянию на конец октября 2013 года, он находится на расстоянии 15 млрд километров от Земли. Его основная миссия закончилась 31 декабря 1989 года, после того как он успешно исследовал системы Юпитера, Сатурна, Урана и Нептуна. Ожидается, что «Вояджер-2» продолжит передавать слабые радиограммы как минимум до 2025 года.
--------------
DAWN<br / «Доун», «Заря» ) ЦЕЛЬ: исследование астероида Веста и протопланеты Церера ПРОДОЛЖИТЕЛЬНОСТЬ: 2007—2015 ДАЛЬНОСТЬ ПОЛЁТА: 2,8 млрд км БЮДЖЕТ: более $500 млн
DAWN — АВТОМАТИЧЕСКАЯ КОСМИЧЕСКАЯ СТАНЦИЯ, которая была запущена в 2007 году для изучения двух самых больших объектов в поясе астероидов — Весты и Цереры. Уже 6 лет аппарат бороздит пространства космоса очень и очень далеко от Земли — между орбитами Марса и Юпитера.
В 2009 году он провёл манёвр в гравитационном поле Марса, набрав дополнительную скорость, и уже к августу 2011 года при помощи ионных двигателей вышел на орбиту астероида Весты, где провёл 14 месяцев, сопровождая объект на его пути вокруг Солнца. На борту DAWN установлены две чёрно-белые матрицы (1024×1024 пикселя) с двумя объективами и цветными фильтрами. Также имеется детектор нейтронов и гамма-квантов (GraND) и спектрометр видимого и инфракрасного диапазонов (VIR), анализирующий состав поверхности астероидов.
ВЕСТА — ОДИН ИЗ КРУПНЕЙШИХ АСТЕРОИДОВ в главном астероидном поясе. Среди астероидов занимает первое место по массе и второе по размеру после Паллады
fbvkpn
Несмотря на то что аппарат имеет довольно скромное оснащение (по сравнению с вышеописанными), он отснял поверхность Весты с максимально возможным разрешением — до 23 метров на пиксель. Все эти изображения будут использованы для создания карты Весты высокого разрешения. Одно из любопытных открытий DAWN состоит в том, что Веста имеет базальтовую кору и ядро из никеля и железа, также как Земля, Марс или Меркурий. Это значит, что в ходе формирования тела произошло разделение его неоднородного состава под влиянием гравитационных сил. То же самое происходит со всеми объектами на пути их превращения из космического камня в планету. Dawn также подтвердил гипотезу о том, что Веста является источником метеоритов, обнаруженных на Земле и Марсе. Эти тела, по мнению учёных, образовались после древнего столкновения Весты с другим крупным космическим объектом, после чего она чуть не разлетелась на куски. Об этом событии свидетельствует глубокий след на поверхности Весты, известный как кратер Реясильвия. В данный момент DAWN находится на пути к своему следующему пункту назначения — карликовой планете Церера, на орбите которой он окажется только в феврале 2015 года. Сначала аппарат приблизится на расстояние 5900 км от её поверхности, покрытой льдом, а в течение следующих 5-ти месяцев сократит его до 700 км. Более подробное изучение двух данных «зародышей планет» позволит глубже понять процесс формирования Солнечной системы.
«КАССИНИ-ГЮЙГЕНС» — КОСМИЧЕСКИЙ АППАРАТ, СОЗДАННЫЙ NASA ИЕвропейским космическим агентством, был отправлен в систему Сатурна. Стартовавший в 1997 году, аппарат дважды облетел Венеру (26 апреля 1998 г. и 24 июня 1999 г.), один раз — Землю (18 августа 1999 г.), один раз — Юпитер (30 декабря 2010 г.). Во время сближения с Юпитером Кассини проводил скоординированные наблюдения совместно с «Галилеем». В 2005 году аппарат спустил зонд «Гюйгенс» на спутник Сатурна — Титан. Высадка прошла успешно, и аппарат открыл странный новый мир метановых каналов и бассейнов. Станция Кассини при этом стала первым искусственным спутником Сатурна. Её миссия была расширена, и прогнозируется, что она закончится 15 сентября 2017 года, после 293 полных оборотов вокруг Сатурна.
------------
Rosetta («Розетта») ЦЕЛЬ: исследование кометы 67P/Чурюмова — Герасименко и нескольких астероидов ПРОДОЛЖИТЕЛЬНОСТЬ: 2004—2015 ДАЛЬНОСТЬ ПОЛЁТА: 600 млн км БЮДЖЕТ: $1,4 млрд
ROSETTA — ЭТО КОСМИЧЕСКИЙ АППАРАТ, ЗАПУЩЕННЫЙ В МАРТЕ 2004 ГОДАЕвропейским Космическим Агентством (ЕКА) для исследования кометы 67P/Чурюмова — Герасименко и понимания того, как выглядела Солнечная система до формирования планет. ROSETTA СОСТОИТ ИЗ ДВУХ ЧАСТЕЙ — зонда Rosetta Space Probe и спускаемого аппарата Philae («Фила»). За 9 лет, проведённых в космосе, он облетел Марс, затем вернулся, чтобы совершить манёвр вокруг Земли, и в сентябре 2008 года приблизился к астероиду Штейнс, сделав снимки 60 % его поверхности. Затем аппарат снова вернулся к Земле, облетел её, чтобы набрать дополнительную скорость, и в июле 2010 года «встретился» с астероидом Лютеция. В ИЮЛЕ 2011 ГОДА ROSETTA БЫЛ ПЕРЕВЕДЁН В «СПЯЩИЙ» РЕЖИМ, а его внутренний «будильник» установлен на 20 января 2014 года, на 10:00 по Гринвичу. После пробуждения Rosetta будет находиться на расстоянии 9 млн километров от своей конечной цели — кометы Чурюмова — Герасименко. Как говорят специалисты ЕКА, в конце мая следующего года Rosetta выполнит свои основные манёвры перед «встречей» с кометой в августе. Первые снимки далёкого объекта учёные получат уже в мае, что значительно поможет рассчитать положение кометы и её орбиту. В ноябре 2014 года, после приближения к комете, аппарат должен запустить к ней спускаемый аппарат Philae, который зацепится за ледяную поверхность при помощи двух гарпунов. После высадки аппарат соберёт образцы материала ядра, определит его химический состав и параметры, а также изучит другие особенности кометы: скорость вращения, ориентацию и изменения активности кометы. Так как большая часть комет сформировались в одно время с Солнечной системой (примерно 4,6 миллиарда лет назад), они являются важнейшими источниками информации о том, как формировалась и как будет развиваться наша Система дальше. Также Rosetta поможет ответить на вопрос, возможно ли то, что именно кометы, которые сталкивались с Землёй в течение миллиардов лет, принесли на нашу планету воду и органические вещества.
Международный Кометный Исследователь (ICE) Исследование Солнечной системы и её окрестностей
МЕЖДУНАРОДНЫЙ КОМЕТНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬ (ICE)(ранее известный, как «Эксплорер-59») — аппарат, запущенный 12 августа 1978 года в рамках программы сотрудничества NASA и ЕКА. Первоначально программа была нацелена на изучение взаимодействия между магнитным полем Земли и солнечным ветром. В ней принимали участие три космических аппарата: пара ISEE-1 и ISEE-2 и гелиоцентрический космический аппарат ISEE-3 (позже переименованный в ICE).
«ЭКСПЛОРЕР-59» СМЕНИЛ НАЗВАНИЕ НА «МЕЖДУНАРОДНЫЙ КОМЕТНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬ» 22 декабря 1983 года. В этот день, после гравитационного манёвра вокруг Луны, космический аппарат вышел на гелиоцентрическую орбиту, чтобы перехватить комету 21P/Джакобини — Циннера. Он пролетел через хвост кометы 11 сентября 1985 года, после чего сблизился с кометой Галлея в марте 1986 года. Таким образом, он стал первым космическим аппаратом, исследовавшим сразу две кометы. После окончания миссии в 1999 году с аппаратом не связывались, однако 18 сентября 2008 года с ним удалось успешно установить контакт. Специалисты планируют вернуть ICE на орбиту Луны 10 августа 2014 года, после чего он, возможно, ещё раз исследует какую-нибудь комету.
Газовый гигант Юпитер -- крупнейшая планета Солнечной системы с массой в 320 раз больше, чем у нашей Земли. Юпитер знаменит не только своим Большим красным пятном, но и правильной формы полосами облаков в приэкваториальных областях, которые видны даже в небольшой телескоп.
Темные и светлые полосы облачной структуры Юпитера обязаны своей формой и существованием ураганным ветрам, опоясывающими планету в меридиональном направлении, скорость которых достигает 500 километров в час. Однако, по мере приближения к полюсам Юпитера, узор облачной структуры становится все более пятнистым, клочковатым и спиралеобразным, а в околополярной области напоминает человеческий мозг, что хорошо видно на этом составном снимке Юпитера с автоматической межпланетной станции Кассини.
Причины потрясающего изменения структуры облачного слоя при переходе от экватора к полюсу пока еще не известны. Этот эффект может частично объясняться быстрым вращением Юпитера вокруг своей оси или конвекционными вихрями, которые возникают на высоких широтах под действием внутренних тепловых потерь гигантской планеты. Изображенный здесь эффектный снимок был сделан автоматической межпланетной станцией Кассини на пути к Сатурну на рубеже тысячелетий во время исторического облета Юпитера.
На момент написания этой статьи (вечер 2 июля 2016 года) космический аппарат «Юнона» находился на расстоянии 2.88 миллиона километров от Юпитера. А уже на следующий день, 3 июля в 19:00 по московскому времени станция пересекла орбиту самой отдалённой от планеты галилеевой луны — Каллисто. Сегодня же, 4 июля 2016 года «Юнона» должна благополучно преодолеть и орбиты Ганимеда, Европы и Ио приблизительно в 12:00, 18:30 и 22:15 по Москве соответственно. Эти четыре самых больших спутника Юпитера названы галилеевыми, поскольку все они были обнаружены Галилео Галилеем в 1609 году. А уже завтра, в 6:18 утра по Москве, «Юнона» включит маршевую двигательную установку и проведёт 35-минутное включение, которое скорректирует её орбиту и превратит в ещё один спутник Юпитера, на сей раз искусственный. Для того, чтобы этот манёвр прошёл гладко, инженеры и программисты несколько дней подряд отлаживали управляющие команды, которые затем были переданы на борт корабля. Теперь последнее слово осталось за учёными: они должны обсудить свои планы относительно сбора данных на ближайшие месяцы.
В последнее время человечество стало явно наверстывать упущенное, и интерес к исследованию «малых сих» Солнечной системы переживает бурный всплеск. Еще свежи воспоминания о не совсем удачной посадке зонда Philae на комету Чурюмова-Герасименко. Позже в этом году автоматическая межпланетная станция NASA New Horizons, наконец, покажет землянам, как выглядит разжалованный в карликовые планеты Плутон, а затем уйдет дальше, к объектам пояса Койпера. Но сейчас все внимание приковано к другому проекту NASA — к АМС Dawn («Рассвет»), которая этой весной выходит на орбиту Цереры (она теперь, как и Плутон, тоже называется карликовой планетой, хотя и по-прежнему числится в астероидах). «Рассвет» не наступал…Миссия Dawn, отправленная в космос ради изучения двух очень крупных, но совершенно разнотипных астероидов — Весты и Цереры, долгое время находилась под большим вопросом. Казалось, что какая-то сила не хочет допускать человечество к тайнам малых планет. В 2003 году проект был закрыт, вновь открыт на следующий год, но с непонятными перспективами, потом в 2006-м опять закрыт. Но в 2007 году запуск АМС все же был назначен на 20 июня. Неудивительно, что никуда в тот день ничего не полетело, а по множеству разных причин запуск не раз откладывался и состоялся лишь 26 сентября 2007 года. Но и тогда все висело на волоске. Сначала в запретную зону, куда падают отработанные ракетные ускорители, случайно зашел корабль. Корабль выгнали, но пришлось отложить запуск еще на несколько минут, чтобы избежать столкновения с МКС. Лишь за 15 минут до истечения получасового «окна», в котором был возможен запуск, ракета Delta 7925-H унесла AMC Dawn в космическое пространство. В 2009 году станция совершила маневр в гравитационном поле Марса, а в сентябре 2011-го вышла на орбиту астероида Веста. Посвятив год Весте, которая представляет собой нечто вроде Марса или Луны в миниатюре — голая каменистая поверхность, изъеденная кратерами, — аппарат ушел к Церере, которая… ну совсем другое дело!
Отчего мы живем так близко к нашему светилу Во всех изученных астрономами звездных системах планеты располагаются по одному и тому же ранжиру: чем крупнее планета, тем ближе она к светилу. В нашей же Солнечной системе гиганты – Сатурн и Юпитер – располагаются в середине, пропустив вперед «малышей» – Меркурий, Венеру, Землю и Марс. Почему так произошло – неизвестно.
Если бы у нас был такой же миропорядок, как в окрестностях всех других звезд, то Земля бы находилась где-то в районе нынешнего Сатурна. А там царит адский холод и никаких условий для разумной жизни.
Кто разгоняет космические зонды В 1989 году исследовательский аппарат «Галилео» отправился в далекое путешествие к Юпитеру. Для того чтобы придать ему нужную скорость, ученые использовали «гравитационный маневр». Зонд дважды приближался к Земле так, чтобы сила гравитации планеты смогла его «подтолкнуть», придавая дополнительное ускорение. Но после маневров скорость «Галилео» оказалась выше рассчитанной. Методика была отработана, и раньше все аппараты разгонялись нормально. Потом ученым пришлось отправлять в дальний космос еще три исследовательские станции. Зонд NEAR отправился к астероиду Эрос, «Розетта» полетела изучать комету Чурюмова-Герасименко, а «Кассини» ушла к Сатурну. Все они совершали гравитационный маневр одинаково, и у всех окончательная скорость оказывалась больше расчетной – за этим показателем ученые следили всерьез после замеченной аномалии с «Галилео». Объяснения тому, что происходит, не было. Зато все аппараты, отправленные к другим планетам уже после «Кассини», странное дополнительное ускорение при гравитационном маневре уже почему-то не получали. Так что же за «нечто» в период с 1989 («Галилео») по 1997 год («Кассини») придавало всем зондам, уходившим в дальний космос, дополнительный разгон? Ученые до сих пор разводят руками: кому понадобилось «подтолкнуть» четыре спутника? В уфологических кругах даже возникала версия, что некий Высший разум решил, что надо бы помочь землянам исследовать Солнечную систему.
Эффект «Пионера» (эффект «Пионеров», аномалия «Пионеров») — наблюдаемое отклонение в траектории движения различных космических аппаратов от ожидаемой (рассчитанной по текущей модели движения космических тел). Эффект был обнаружен при наблюдении за первыми космическими аппаратами, достигшими внешних пределов Солнечной системы (преодолевших орбиту Плутона), — «Пионер-10» и «Пионер-11». Оба «Пионера» замедляются под совместным действием силы гравитации Солнца и других сил, однако при очень точном определении ускорения (замедления) аппаратов и сравнении его с теоретически рассчитанным обнаруживается дополнительная очень слабая сила неизвестной природы, отличная от всех других известных сил, влияющих на аппараты. Хотя однозначного и общепринятого в научном мире объяснения данному феномену до начала 2010-х годов не имелось, после 2011 года в качестве наиболее вероятной рассматривается версия, что этот эффект имеет тепловую природу и объясняется анизотропией интенсивности теплового излучения энергетических элементов аппаратов
Космические близнецы
В начале 1970-х годов нашу планету покинули два совершенно одинаковых космических зонда, которым впервые в истории космонавтики предстояло затеряться в межзвездном пространстве. Их миссия заключалась в исследовании газовых планет-гигантов, куда еще не долетали космические аппараты. После выполнения основной задачи корабли должны были выйти на гиперболические траектории и покинуть Солнечную систему.
Обе межпланетные станции были запущены в рамках американского проекта, начатого во второй половине 1950-х годов. В те времена все работы в области космонавтики велись под эгидой министерства обороны США — в частности, первый американский искусственный спутник Земли Explorer-1 был выведен на орбиту армейскими ракетчиками. Командование военно-воздушных сил, в свою очередь, санкционировало разработку и запуск космических аппаратов, способных достичь второй космической скорости и выйти за пределы земного тяготения. Случилось так, что имя для этих аппаратов предложил приписанный к ВВС специалист по организации выставок Стивен Салига. Он заметил, что служба общественных связей Армии США стала называть своих ракетчиков первопроходцами (pioneers) космического пространства. Салига порекомендовал использовать это слово в качестве названия космических кораблей ВВС — чтобы всем стало ясно, кто осуществляет самые дальние полеты. Так получилось, что новому семейству космических аппаратов было присвоено общее имя Pioneer, которое впоследствии сохранило и NASA. Первые запуски оказались неудачными, и только Pioneer 5, стартовавший 11 марта 1960 года, выполнил поставленную задачу по измерению магнитных полей, солнечного ветра и космических лучей в пространстве между Землей и Венерой.
«Пионеры», о которых пойдет речь, имели номера 10 и 11. Каждый нес по 11 научных инструментов и, естественно, аппаратуру для радиосвязи. Эти приборы питались от радиоизотопных термоэлектрических генераторов, работающих на тепле, выделяющемся при распаде плутония-238. На каждом зонде было по четыре таких генератора, попарно укрепленных на выносных трехметровых штангах. Оба корабля вращались вокруг своих продольных осей таким образом, чтобы их параболические радиоантенны были все время направлены на Землю.
Pioneer 10 был запущен 2 марта 1972 года, его брат-близнец — 5 апреля 1973 года. Станции совершили запланированные пролеты мимо Юпитера, а Pioneer 11 в начале сентября 1979 года совершил также рандеву с Сатурном. Их бортовая аппаратура работала еще долгие годы после встречи с планетами. Pioneer 11 перестал выходить на связь в ноябре 1995 года, после того как удалился на 6,5 млрд километров от Солнца (43 а.е.). Сигналы с первого зонда поступали гораздо дольше, вплоть до 23 января 2003 года (к этому времени станция находилась в 82 а.е. от нашей планеты — то есть более чем в 12 млрд километров). В конце марта 2011 года, во время написания этой статьи, Pioneer 10 отдалился от Солнца на 103 а.е., а Pioneer 11 — на 83 а.е. (разумеется, эти оценки основаны исключительно на расчете траекторий — обе станции с Земли уже давно ненаблюдаемы). Они мчатся в противоположные стороны — Pioneer 10 стремится к периферии нашей Галактики, а Pioneer 11 — к ее центру.
Странные силы
Первые годы зонды двигались в строгом соответствии с расчетами, но впоследствии возникли странности — сами по себе ничтожные, но необъяснимые. Анализ радиометрических данных (это были доплеровские сдвиги длин волн приходящих от кораблей сигналов) показал, что они удаляются от центра Солнечной системы чуть-чуть медленней, чем полагается по законам небесной механики. Создавалось впечатление, что на зонды действует не только солнечное и планетарное тяготение, но и еще какая-то очень слабая сила, ориентированная в сторону Солнца и потому создающая ускорение в этом же направлении. Величина этого ускорения была не то что малой, но совершенно ничтожной, меньше 10-9 м/с2. Эти аберрации, называемые теперь аномалией «Пионеров», впервые заметили в 1980 году, когда расстояние между Pioneer 10 и Солнцем достигло 20 а.е. (Pioneer 11 обнаружил их при удалении от Солнца всего на 15 а.е.).
Движение станций отслеживали сотрудники знаменитой Лаборатории реактивного движения (Jet Propulsion Laboratory, JPL), аффилированной с Калифорнийским технологическим институтом. Они убедили руководство NASA санкционировать исследовательскую программу для изучения обнаруженной аномалии. Осуществление этой программы началось в 1995 году в партнерстве с частной калифорнийской фирмой Aerospace Corporation. Через три года участники проекта опубликовали первый отчет, основанный на радиометрических данных, полученных от Pioneer 10 в 1987—1995 годах и от Pioneer 11 до октября 1990 года. Результаты свидетельствовали, что величина аномального ускорения обеих станций почти одинакова и приблизительно равна 8х10−10 м/с2. И было совсем уж странно, что величина этого ускорения практически не изменилась, несмотря на то что за время наблюдения каждый из зондов вдвое увеличил свою дистанцию от Солнца.
Сотрудники Лаборатории реактивного движения и дальше продолжали заниматься аномалией «Пионеров». В 2002 году был опубликован еще один отчет, подтвердивший прежние выводы. Авторы пришли к заключению, что наиболее правдоподобная оценка загадочного ускорения обоих кораблей составляет (8,74±1,33)х10-10 м/с2. Ученые не смогли объяснить эту аномалию ни одной из известных физических причин. Ее не удавалось списать ни на давление солнечного света, ни на удары частиц солнечного ветра. Эти механизмы создают чрезвычайно слабые силовые воздействия, к тому же направленные от Солнца, а не к Солнцу. Точно так же не помогал ни учет торможения корабля частицами космической пыли, ни притяжение трансплутоновых космических тел, составляющих пояс Койпера.
Поскольку апробированная физика явно не сработала, не было недостатка в экзотических моделях. Аномалию «Пионеров» не раз пытались приписать влиянию темной материи, а также истолковывали как указание на необходимость внесения поправок в теорию тяготения — и в ньютоновскую, и в эйнштейновскую. Эту аномалию даже пробовали объяснить с помощью космологических эффектов, связанных с расширением Вселенной. В общем, гипотез возникло множество, но объяснения аномалии до сих пор как не было, так и нет.
«Новые горизонты»)
fbvkpn
