ROSKOSMOS: para encontrar vida en Júpiter.
La sonda flota en un vacío helado. Han pasado tres años desde su lanzamiento en Baikonur, y un largo camino se extendió un billón de kilómetros por detrás. El cinturón de asteroides se cruzó de manera segura, los instrumentos frágiles resistieron el frío brutal del espacio mundial. Y adelante? Terribles tormentas electromagnéticas en la órbita de Júpiter, radiación letal y aterrizaje complejo en la superficie de Ganímedes, el más grande de los satélites del planeta gigante.
De acuerdo con la hipótesis moderna, debajo de la superficie de Ganímedes se encuentra un inmenso océano cálido, que puede estar habitado por las formas de vida más simples. Ganimedes está cinco veces más lejos de la Tierra que de la Tierra, la capa de hielo 100 de un kilómetro de largo cubre de manera confiable la "cuna" del frío cósmico, y el monstruoso campo gravitacional de Júpiter "balancea" el núcleo del satélite, creando una fuente inagotable de energía térmica.
La sonda rusa debe hacer un aterrizaje suave en uno de los cañones en la superficie helada de Ganimedes. Dentro de un mes, perforará hielo a una profundidad de varios metros y analizará muestras. Los científicos esperan establecer la composición química exacta de las impurezas del hielo, lo que dará algunas ideas sobre la estructura interna del satélite. Algunas personas creen que pueden detectar rastros de vida extraterrestre. La expedición interplanetaria más interesante: Ganimedes será el séptimo cuerpo celeste *, ¡en cuya superficie visitará las sondas de la Tierra!
* En total, hasta la fecha, la Humanidad ha logrado "pisar" la superficie de cinco cuerpos celestes: la Luna, Venus, Marte, Titán y el asteroide Itokawa. La sonda quemada en la atmósfera superior de Júpiter, lanzada por la estación interplanetaria "Galileo" no cuenta. El lanzamiento de la misión OSIRIS-REx está programado para el año 2016, que recogerá suelo del asteroide (101955) 1999 RQ36 en el año 2019.
Europa-P o la parte técnica del proyecto.
Si las palabras del viceprimer ministro Rogozin sobre la "movilización" de la Estación Espacial Internacional pueden considerarse una broma, entonces la declaración del jefe de Roscosmos, Vladimir Popovkin, el año pasado, sobre la próxima misión a Júpiter parece una decisión seria. Las palabras de Popovkin coinciden totalmente con la opinión del académico Lev Zeleny, director del Instituto de Investigación Espacial de la Academia Rusa de Ciencias, quien en 2008 informó su intención de enviar una expedición científica a los satélites helados de Júpiter, Europa o Ganimedes.
Hace cuatro años, en febrero, 2009, se firmó un acuerdo para lanzar el programa de investigación integrado Europa Jupiter System Mission, en el cual, además de la estación interplanetaria rusa, la estación estadounidense JEO, European JGO y la estación japonesa JMO irán a Jupiter. Cabe destacar que Roskosmos eligió por sí misma la parte más costosa, compleja y más responsable del programa, a diferencia de otros participantes que preparan solo orbitadores para el estudio de los cuatro satélites "grandes" de Júpiter (Europa, Ganimedes, Calisto, Io) desde el espacio, la estación rusa debería realice la maniobra más difícil y "inclínese" suavemente sobre la superficie de uno de los satélites seleccionados.
Comparación del tamaño de la Tierra, la Luna y Ganímedes
La astronáutica rusa se dirige a las regiones exteriores del sistema solar. El signo de exclamación todavía es temprano aquí, pero el estado de ánimo en sí es alentador. Los informes de las profundidades del espacio parecen mucho más interesantes que los informes de la Riviera francesa, donde algunos funcionarios rusos están divirtiéndose de vacaciones.
Como en cualquier proyecto ambicioso, en el caso de la investigación rusa para el estudio de Ganimedes, hay mucho escepticismo, cuyo grado varía desde advertencias competentes y justificables hasta sarcasmo franco en el estilo de "reponer el grupo orbital ruso en el fondo del Océano Pacífico".
La primera y, quizás, la pregunta más simple: ¿por qué necesita Rusia esta súper expedición? Respuesta: si siempre nos guiaban esas preguntas, la humanidad todavía se sentaba en cuevas. Cognición y exploración del universo: este es quizás el significado principal de nuestra existencia.
Todavía es demasiado pronto para esperar los resultados concretos y los beneficios prácticos de las misiones interplanetarias, al igual que para exigir que un niño de tres años se gane la vida por sí mismo. Pero tarde o temprano ocurrirá un gran avance y definitivamente necesitaremos el conocimiento acumulado sobre los mundos cósmicos distantes. Quizás la "fiebre del oro" cósmica comience mañana (ajustada para algunos Iridium o Helium-3) y tengamos un poderoso incentivo para desarrollar el Sistema Solar. O tal vez nos sentemos en la Tierra por más 10 000 años, sin poder entrar en el espacio exterior. Nadie sabe cuándo sucederá esto. Pero es inevitable, a juzgar por el hecho, con la ferocidad y la energía indomable que una persona cambia nuevos territorios previamente deshabitados en nuestro planeta.
La segunda pregunta relacionada con el vuelo a Ganimedes suena más dura: ¿es capaz Roscosmos de conducir una expedición de tal magnitud? Después de todo, ni las estaciones interplanetarias rusas ni las soviéticas han funcionado nunca en las regiones exteriores del sistema solar. La cosmonáutica rusa se limitaba al estudio de los cuerpos celestes más cercanos. A diferencia de los cuatro pequeños "planetas interiores" con una superficie sólida: Mercurio, Venus, la Tierra y Marte, los "planetas exteriores" son gigantes gaseosos, con dimensiones y condiciones completamente inadecuadas en sus superficies (y en general, ¿tienen alguna Luego, ¿la “superficie”? Según los conceptos modernos, la “superficie” de Yuriter es una capa monstruosa de hidrógeno líquido en la profundidad del planeta bajo la presión de cientos de miles de atmósferas de la Tierra).
Pero la estructura interna de los gigantes gaseosos no es nada en comparación con las dificultades que surgen en la preparación para el vuelo a las "regiones exteriores" del sistema solar. Uno de los problemas clave está relacionado con la colosal lejanía de estas regiones del Sol: la única fuente de energía a bordo de la estación interplanetaria es su propio RTG (generador termoeléctrico de radioisótopos), lleno de decenas de kilogramos de plutonio. Si tal "juguete" estuviera a bordo del "Phobos-Grunt", la épica con la caída de la estación a la Tierra se convertiría en una "ruleta rusa" global ... ¿Quién ganaría el "premio principal"?
Estación interplanetaria automática "New Horizons". En el lateral, sobresale un RTG negro con costillas de intercambiador de calor.
Sin embargo, a diferencia de Saturno aún más lejano, la radiación solar en la órbita de Júpiter sigue siendo muy sensible: a principios del siglo XXI, los estadounidenses lograron crear una batería solar altamente eficiente, que estaba equipada con una nueva estación interplanetaria "Juno" (lanzamiento a Júpiter en 2011). Era posible deshacerse de un RTG costoso y peligroso, pero las dimensiones de los tres paneles solares de Juno son enormes: cada 9 mide metros de largo y 3 de ancho. Sistema complejo y engorroso. Qué decisión tomará Roscosmos: hasta ahora no se han recibido comentarios oficiales.
La distancia a Júpiter 10 es mayor que la distancia a Venus o Marte; por lo tanto, surge la pregunta acerca de la duración del vuelo y la garantía de la confiabilidad del equipo durante muchos años de trabajo en espacios abiertos.
Actualmente, se están realizando estudios en el campo de la creación de motores iónicos altamente eficientes para vuelos interplanetarios de largo alcance. A pesar de su nombre fantástico, son dispositivos completamente simples y banales que se utilizaron en los sistemas de orientación de los satélites soviéticos de la serie Meteor. El principio de trabajo: desde la cámara de trabajo, la corriente de gas ionizado está expirando. El "super motor" son las décimas de Newton ... Si coloca el "motor iónico" en el carro pequeño "Oka", el carro "Oka" permanecerá en su lugar.
El secreto es que, a diferencia de los motores a reacción químicos convencionales, que han estado desarrollando enormes poderes durante un corto tiempo, el motor de iones funciona silenciosamente en el espacio exterior durante todo el tiempo de vuelo a un planeta distante. El tanque de xenón licuado 100 kg pesa decenas de años de trabajo. Como resultado, después de algunos años, el aparato desarrolla una velocidad bastante sólida, y dado el hecho de que el caudal del fluido de trabajo de la boquilla del "motor de iones" es muchas veces mayor que el caudal del fluido de trabajo de la boquilla de un motor de cohete convencional, las posibilidades de aceleración de la nave espacial ¡Hasta velocidades de cientos de kilómetros por segundo! Toda la pregunta es sobre la presencia a bordo de una fuente de energía eléctrica suficientemente potente y espaciosa para crear un campo magnético en la cámara del motor.
Nave espacial de motores iónicos Deep Space-1
En 1998, la NASA ya había experimentado con una planta de energía iónica a bordo de la nave espacial Deep Space-1. En 2003, la sonda japonesa Hayabusa, también equipada con un motor de iones, se dirigió al asteroide Itokawa. Si la futura sonda rusa recibirá un motor similar, el tiempo lo dirá. En principio, la distancia a Júpiter no es tan grande como, por ejemplo, a Plutón, porque el problema principal radica en garantizar la confiabilidad del equipo de la sonda y su protección contra el frío y los flujos de partículas cósmicas. Con suerte, la ciencia rusa hará frente a una tarea difícil.
El tercer problema clave en el camino a mundos distantes suena breve y conciso: ¡Comunicación!
Asegurar una conexión estable con la estación interplanetaria - esta pregunta no es inferior en complejidad a la construcción de la "Torre de Babel". Por ejemplo, la sonda interplanetaria Voyager-2, que en agosto 2012 abandonó la sonda del Sistema Solar y ahora está flotando en el espacio interestelar, se dirige hacia Sirius, que alcanzará los años terrestres a través de 296 000. En este momento, el Voyager 2 se encuentra a 15 a mil millones de kilómetros de la Tierra, la potencia del transmisor de la sonda interplanetaria es 23 W (como una bombilla en su refrigerador). Muchos de ustedes sacuden la cabeza con incredulidad: consideren la tenue luz de una bombilla de 23 vatios desde una distancia de 15 mil millones de kilómetros ... esto es imposible.
A modo de comparación: para superar la distancia de 15 mil millones de kilómetros, debe conducir continuamente un automóvil a una velocidad de 100 km / h durante 17 miles de años. Ahora mire hacia atrás e intente ver la luz de la luz del refrigerador al comienzo del camino.
Sin embargo, los ingenieros de la NASA obtienen regularmente datos de telemetría de la sonda en 160 bit / s. ¡La señal del transmisor Voyager-2 después de la demora de 14-hour llega a la Tierra con energía 0,3 milmillonésimas de una billonésima de vatios! Y esto es suficiente: las antenas de 70-metro de los nodos de comunicaciones del espacio lejano de la NASA en los EE. UU., Australia y España reciben y descodifican con confianza las señales de los vagabundos del espacio. Otra comparación aterradora: ¡la energía de la emisión de radio de las estrellas, adoptada para toda la existencia de la radioastronomía cósmica, no es suficiente para calentar un vaso de agua al menos una millonésima de grado! La sensibilidad de estos dispositivos es simplemente increíble. Y si una sonda interplanetaria distante selecciona correctamente una frecuencia y orienta su antena hacia la Tierra, seguramente se escuchará.
Sitio remoto espacial de la NASA en el hemisferio sur de la Tierra. Canberra, Australia
Desafortunadamente, no hay infraestructura terrestre para las comunicaciones espaciales remotas en Rusia. El complejo ADU-1000 "Pluto" (construido en el año 1960, Evpatoria, Crimea) es capaz de proporcionar una comunicación estable con una nave espacial a una distancia de no más de 300 millones de kilómetros: esto es suficiente para la comunicación con Venus y Marte, pero muy poco cuando se vuela a los planetas ".
Sin embargo, la falta del equipo de tierra necesario no debe convertirse en un obstáculo para que Roscosmos se comunique con el dispositivo en la órbita de Júpiter; se utilizarán potentes antenas de la NASA. Aún así, el estatus internacional del proyecto requiere ...
Finalmente, ¿por qué se eligió Ganímedes para la investigación, y no a Europa, que fue más prometedora en términos de búsqueda del océano subglacial? Sobre todo porque el proyecto fue originalmente designado como "Europa-P". ¿Qué hizo que los científicos rusos reconsideraran sus intenciones?
La respuesta es simple y, hasta cierto punto, desagradable. De hecho, originalmente estaba destinado a aterrizar en la superficie de Europa.
En este caso, una de las condiciones clave fue la protección de la nave espacial contra los efectos de los cinturones de radiación de Júpiter. Y esta no es una advertencia descabellada: la estación interplanetaria Galileo, que salió en 1995 en la órbita de Júpiter, recibió dosis de radiación letal de 25 en humanos en la primera órbita. La estación se salvó solo por una efectiva protección radiológica.
Actualmente, la NASA tiene las tecnologías necesarias para la protección contra la radiación y el blindaje de los equipos de las naves espaciales, pero, por desgracia, el Pentágono ha prohibido la transferencia de secretos técnicos a la parte rusa.
Tuvimos que cambiar urgentemente la ruta; en lugar de Europa, se eligió Ganimedes, que se encuentra a una distancia de 1 millones de kilómetros de Júpiter. Más cerca del planeta sería peligroso.
Pequeña galería de fotos:
Sonda Galileo para Júpiter, prelanzamiento, 1989,
"Tableta" de plutonio al rojo vivo de una sonda de generador de isótopos de radio "Galileo"
Antenas para comunicaciones espaciales remotas ADU-1000 "Pluto", Crimea
La estructura de Ganimedes y Europa. Hipótesis moderna
La estación interplanetaria "Juno" en la órbita de Júpiter, la fantasía del artista.
Vista de Júpiter desde la superficie helada de Europa, a la derecha hay otra luna - Io
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