El espacio profundo revela sus secretos.
Los investigadores del Laboratorio de Propulsión a Chorro perdieron durante mucho tiempo su descanso tranquilo. Emocionados por los descubrimientos, dormían en fragmentos, y cuando se despertaron, se apresuraron nuevamente al Centro de Control de Vuelo de la estación automática interplanetaria "Voyager". Aquí, con una velocidad fabulosa, las máquinas digitales funcionaron, transformando miles de bits de información, retorcidos por perturbaciones cósmicas y atmosféricas, en tomas de televisión, gráficos esbeltos e interminables filas de números. Las personas con gran expectación miraban las imágenes en color de la pantalla del Saturno que se aproximaba.
33 millones de kilómetros Espacio que queda scout al planeta. 4 del año ha pasado desde su lanzamiento en el cosmódromo, y el largo camino se extendió detrás de la Voyager para 2 mil millones de kilómetros. Cruzó con seguridad el peligroso cinturón de asteroides con sus interminables corrientes de cuerpos meteoríticos. Los dispositivos electrónicos frágiles resistieron el frío brutal del espacio mundial y las tormentas electromagnéticas en las cercanías del planeta más grande del sistema solar: Júpiter.
Y adelante? El riesgo de colisiones con piedras y témpanos cerca de Saturno, antes de que la Voyager emprenda su vuelo de 8 en los planetas más distantes, Urano y Neptuno.
... Ante los ojos de los que estaban en el Centro de Control, apareció una grandiosa imagen. Saturno, rematado con un enorme "collar", ya ocupaba casi todo el cuadro de la imagen de televisión. Un planeta amarillo dorado con sombreros de color grisáceo de los polos y cinturones de colores apenas visibles en la niebla barrida y girada en el negro abismo del cielo.
Los investigadores fijan sus ojos en los famosos anillos de Saturno, que han perseguido a los astrónomos durante varios siglos.
El gran Galileo fue el primero en notar algo extraño en la aparición de Saturno. El telescopio de Galileo era demasiado débil, y el científico pensó que Saturno tenía asas, como un azucarero. Sólo medio siglo después, Christian Huygens demostró que los semicírculos extraños en los lados del planeta no son más que anillos delgados pero muy anchos.
Distancia al planeta 33 millones de kilómetros. En la pantalla hay tres anillos de Saturno, abiertos durante mucho tiempo con la ayuda de telescopios: A, B y C. Sin embargo, en los cuadros de imágenes espaciales, uno puede notar algo que es imposible ver desde la Tierra. En primer lugar, la complejidad de la estructura de los anillos y su sorprendente color.
El anillo más grande, el exterior, brilla en plata, el medio es ligeramente rojizo y el interior es azul oscuro, es translúcido, hecho precisamente de materia delgada, apenas tangible.
8 millones de kilómetros. En la imagen de televisión solo cabe la cuarta parte del hemisferio de Saturno. En el lado del planeta, dos lunas estaban muy cerca una de la otra, Tethys y Dion. Pero los científicos están regresando agresivamente al estudio de los anillos. No se ven tres, sino siete anillos incrustados uno en el otro. Aquí están, recién descubiertas: F está fuera de la antigua A, G está fuera de la nueva F, E es el anillo más ancho más alejado del planeta, D es la más cercana a Saturno.
Pero ¿qué es? Al comparar las fotos, los especialistas ven que cada uno de los anillos grandes se divide en muchos "aros" apenas perceptibles y estrechos. En una foto contaron 95! Incluso en el ancho de "falla" negro de 4 miles de kilómetros entre los anillos A y B, que siempre fue reconocido como vacío, los científicos contaron docenas de "aros" delgados.
2 millones de kilómetros. Los instrumentos Voyager están dirigidos al Titán que se acerca rápidamente, el satélite más grande de Saturno. En tamaño, supera al planeta mercurio. La excitación de los astrónomos es fácil de entender. Titán es el único satélite en todo el sistema solar que tiene una atmósfera poderosa, que es 10 veces más gruesa que la Tierra. El "Voyager" pasó por encima de Titán a una distancia de 6,5 a miles de kilómetros, 60 más cerca que la distancia de la Tierra a la Luna. Y, sin embargo, los científicos vieron poco en la pantalla, prevenida por una espesa niebla de la atmósfera de Titán, similar a la contaminación química.
1 millones de kilómetros. En la pantalla, deslumbrante y brillante Ray, la segunda luna más grande de Saturno. Todo está lleno de cráteres: el bombardeo espacial continuo duró miles de millones de años. Otro satélite que brillaba en la oscuridad aterciopelada del cosmos apareció a la vista de la cámara. Esta es Diona, que, más que cualquier otro objeto del sistema de Saturno, se parece a nuestra Luna, solo los "mares" en Dion están cubiertos de lava no congelada. Hielo de agua visible en todas partes, duradero, como una piedra. Una red de "arneses" blancos habla de lugares donde el agua que había escapado de las profundidades se congeló instantáneamente, abrazada por la helada amarga. La temperatura de la superficie de Dione menos 180 ° С - aquí el sol brilla 900 veces más tenue que en la órbita terrestre.
La superficie del satélite Encelado. Saturno total 62 luna
Ante los ojos de los investigadores navegando por el satélite Saturn-12 (S-12) previamente desconocido. Sorprendentemente: está en la misma órbita que Dion. En este caso, el S-12 siempre vuela por delante de Dione a una distancia 1 / 6 del círculo orbital. En la mecánica celeste, tal fenómeno se llama resonancia orbital.
300 mil kilómetros. Pronto una cita con Saturno. Desde el lado izquierdo del explorador, como si diera la bienvenida a su llegada, apareció Mimas. Él tiene una mirada extraña. Hace miles de millones de años, este satélite colisionó con un gran cuerpo celeste, una enorme fuerza que causó la explosión del hielo y la piedra del cuerpo de Mimas que se formó un cráter con una profundidad de 9 y una anchura de kilómetros en 130. ¡El cráter ocupa la cuarta parte del hemisferio satélite!
101 es mil kilómetros. A tal distancia, un planeta gigante y un mensajero de la Tierra se encontraron y se dispersaron. Saturno es tan grande que en los relojes más cercanos, solo una pequeña parte de la capa de nubes se podía ver en el marco de la imagen de televisión. En todas partes impermeables a las nubes de color amarillo-marrón. Entre las franjas blancas fluctuantes, torbellinos y halos, se ven algunas manchas azul-verdes, del tamaño de Groenlandia o Australia, que son “ventanas” a través de las cuales penetran torbellinos de gas desde las profundidades del planeta.
Tierra contra el telón de fondo de un planeta gigante
De todos los planetas del sistema solar, Saturno es de tamaño inferior solo a Júpiter. En el interior sería suficiente espacio para trescientos globos. Pero la densidad promedio de un gigante es muy pequeña: si en algún lugar hubiera un océano infinito fantástico, Saturno flotaría en su superficie como un corcho.
De acuerdo con un nuevo modelo creado con instrumentos Voyager, el planeta nos parece una bola aplanada de hidrógeno y helio en los polos. La poderosa envoltura de gas de Saturno, a medida que aumenta la presión, se acerca al centro en estado líquido. Planeta líquido hasta el núcleo!
¿Y qué pasa con un núcleo duro? Es tan grande como la Tierra, pero tiene una masa 15-20 veces más grande. ¡La densidad de materia en el centro del planeta es tan alta, donde la presión es 50 de millones de atmósferas terrestres! Y temperatura + grados 20 000! La bola líquida está hirviendo, y en el nivel superior de las nubes del planeta reina un frío feroz. ¿Cómo surge esta enorme diferencia de temperatura? Con la inmensidad de las entrañas del planeta y su colosal gravedad, los flujos de gas tardan cientos de años en transferir el calor de las profundidades a las nubes superiores de la atmósfera de Saturno.
Lluvia extraña
Saturno irradia tres veces más energía en el espacio que la que recibe del Sol. Primero, el calor se crea debido a la compresión gradual del gigante de gas: su diámetro se reduce en milímetros por año. Además, Saturno tiene otra fuente fantástica de energía. La bola caliente de Saturno se enfrió desde el nacimiento del Sistema Solar. Según los astrofísicos, 2 hace mil millones de años, en una gran profundidad del planeta, la presión del subsuelo cayó por debajo del punto crítico de condensación de helio. Y comenzó a llover ... Una lluvia extraña que vierte hasta nuestros días. Las gotas de helio caen en muchos miles de kilómetros en el espesor del hidrógeno líquido, y surge la fricción y aparece la energía térmica.
Clima tempestuoso
Bajo la influencia de la rápida rotación del planeta (cualquier punto en el ecuador de Saturno se mueve 14 veces más rápido que en el ecuador de la Tierra) en los misteriosos vientos mundiales de monstruosos golpes de fuerza: en un lugar, el equipo Voyager registró la velocidad de las nubes 1600 km / h. ¿Cómo te gusta una brisa tan refrescante?
Las lentes de la cámara "Voyager" se deslizan hacia el hemisferio sur de Saturno. De repente, apareció un punto ovalado de unos diez mil kilómetros de largo en las pantallas del Centro de Control de Vuelo, una copia de la Gran Mancha Roja en Júpiter. Dentro del lugar puede caber libremente el planeta tierra. Pero esto es sólo un vórtice atmosférico en la atmósfera de Saturno, que no tiene fin.
Accidente
El Voyager continuó su vuelo más allá de Saturno, cuando la conexión de radio cesó de repente. Los científicos no se preocuparon, según los cálculos, el dispositivo desapareció en la "sombra de radio" del planeta. Cuando el explorador "emergió" de la parte posterior de Saturno, la situación se volvió realmente seria. El mecanismo de bloqueo del plato giratorio con los instrumentos fue encajado. ¿Realmente no es posible fotografiar el lado nocturno del planeta? Es una pena que, debido a un mal funcionamiento técnico, sea necesario cancelar la reunión programada con grandes satélites: Encelado y Tefiya.
Aurora boreal sobre el polo de Saturno
Señales de una computadora a bordo de una estación interplanetaria desde el Centro de Control. El control sobre la reparación del mecanismo se complicó por la distancia espacial: el tiempo de retardo de la señal de radio entre la Tierra y Saturno es de 1,5 horas. Al final, el cerebro digital de la Voyager desbloqueó las unidades de señalización, pero se perdió el tiempo y solo se conoció a Tefiya.
Cuando el dispositivo ya se estaba alejando de Saturno a una velocidad de 22 km / s, los científicos vieron una tormenta eléctrica en los anillos de Saturno. Los rayos, iluminando el lado de la sombra, lanzaron reflejos rojos sobre las nubes nocturnas del planeta ...
Final de la obra espacial
Los eventos descritos anteriormente tuvieron lugar en 1980-1981, cuando dos estaciones interplanetarias automáticas, Voyager-1 y Voyager-2, pasaron por Saturno. Para evitar la repetición, decidí no hablar de ellos por separado, todos noticias sobre el sistema de Saturno, transmitido a la Tierra por dos vehículos, condicionalmente "anidado en la boca" de uno bajo el nombre de "Voyager" (sin un número).
Se está volviendo un poco ofensivo, al darse cuenta de que después de tres décadas, nuestra tecnología espacial se ha mantenido en el mismo nivel.
AMC "Voyager", prelanzamiento, 1977,
Cada noche, cuando el sol se pone y el cielo oscurecido se cubre con una dispersión de estrellas, vemos el cosmos. La exploración espacial requiere una tecnología fantásticamente sofisticada, creada sobre la base de los logros avanzados de la producción de cohetes, la electrónica, la tecnología nuclear y otras ramas de la ciencia y la tecnología de alta tecnología. Por lo tanto, los vuelos de sondas interplanetarias, a pesar de su falta de beneficios prácticos y aparentemente poco realistas, requieren la solución de numerosas tareas aplicadas: la creación de fuentes de energía potentes y compactas, el desarrollo de tecnologías de comunicaciones espaciales de largo alcance, la mejora de estructuras y motores, . h. utilizando puntos de Lagrange. Todo este frente de investigación puede convertirse en una “locomotora” de la ciencia moderna, y los resultados obtenidos pueden ser útiles para resolver problemas más urgentes. Y sin embargo, la mayoría de los problemas siguen sin resolverse.
Todos los intentos tímidos modernos de explorar los planetas exteriores (misiones de Ulysses, Cassini, New Horizons) se basan en las mismas tecnologías y desarrollos que se utilizaron en el proyecto Voyager. Durante los años 30, no se creó un solo tipo nuevo de motor adecuado para vuelos interplanetarios. Por ejemplo, los motores iónicos de la investigación japonesa Hayabusa, que se presentan como una tecnología ultramoderna de alta tecnología, de hecho, desarrollos bien olvidados de mediados del siglo XX, se utilizaron ampliamente en los sistemas de orientación de los satélites meteorológicos soviéticos "Meteor". En segundo lugar, los motores iónicos son un medio bastante específico: tienen un consumo de combustible increíblemente bajo (unos pocos miligramos por segundo), pero, respectivamente, crean antojos de unos pocos milinewtons. Se tarda muchos años en acelerar una nave espacial y al final no hay un beneficio real.
Motor Ion para naves espaciales Deep Space 1
Los motores de chorro de líquido ordinarios (LRE), además, son muy voraces: su trabajo está limitado a decenas (cientos) segundos, y otras cosas no pueden dispersar una nave espacial a la velocidad requerida, por ejemplo, para alcanzar la órbita de Saturno. El problema fundamental es que el caudal de gas es demasiado bajo. Y de ninguna manera puede ser levantado.
El pico del modo 50-s: el motor a reacción nuclear no se desarrolló debido a la ausencia de ventajas significativas. A pesar de la llama irrazonable de un reactor nuclear, dicho motor requiere un cuerpo que funcione, es decir, de hecho, este es un motor de cohete propulsor líquido normal con todas las consecuencias y desventajas.
La forma original de viajar en el espacio utilizando impulsos de explosiones nucleares, propuesta por Freeman Dyson en el año 1957 (el proyecto Orion) se mantuvo en el papel: demasiado audaz y, francamente, una idea dudosa.
Los "Conquistadores del espacio" (aquí es irónico en relación con toda la Humanidad) en los años 50 de la Era Espacial no pudieron crear un motor efectivo para moverse en el espacio interplanetario. Nunca veríamos ni a Júpiter ni a Saturno si no fuera por el consejo de especialistas en mecánica celeste: utilizar la gravedad de los planetas para dispersar el CMA. "Billar interplanetario" le permite alcanzar una gran velocidad (km / s 15-20) y explorar los márgenes del sistema solar sin usar un motor. El único problema es el "lanzamiento de ventanas" estrictamente limitado: algunos días (semanas) una vez en varios años. Sin el derecho al más mínimo error. Largos años de vuelo y unas pocas horas para un encuentro con el objeto de estudio.
Con la ayuda de las maniobras gravitacionales, los Voyagers volaron, según el mismo esquema, la sonda moderna New Horizons vuela a Plutón, pero solo para la intersección del sistema solar requerirá 9 años. ¡Y luego la expedición tendrá solo un día para explorar un planeta distante! La sonda pasará por delante de Plutón a una velocidad enorme y desaparecerá para siempre en el espacio interestelar.
Eclipse del Sol por Saturno. Foto de la junta de AMS "Cassini".
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