Умер научный руководитель проекта «Вояджер»

На 89-м году ушел из жизни бывший директор Лаборатории реактивного движения NASA Эд Стоун. Его имя, конечно, было не очень известно широкой публике. Но все же, есть одно обстоятельство, позволяющее его выделить. «Вояджер».

Дело в том, что с 1972 по 2022 год Эд Стоун являлся научным руководителем миссии «Вояджер». Под его надзором миссия получила одобрение, аппараты были построены, запущены, посетили четыре планеты-гиганта Солнечной системы, сфотографировали Землю с дистанции в 6 миллиардов километров и затем вышли в межзвездное пространство. Когда Стоун взялся за руководство проектом, ему было 36 лет. Он ушел на пенсию в 86 лет. А аппараты все еще продолжают свое путешествие к звездам и продолжают передавать данные. При этом, они пока еще даже не удалились от Земли на один световой день.

И это более чем наглядный пример, что уже сейчас сроки реализации некоторых космических миссий стали сопоставимы с продолжительностью жизни. А если же человечество всерьез попытается достичь других звезд… пожалуй, вы сами можете представить.

Телеграм с физикой и мемами — Phy6

Но у нас есть миллионы людей, которые так не считают, вы можете использовать их в качестве лабораторных крыс. Прилетайте ! :D

Два брата-близнеца, запущенные в 1977 году, до сих пор с нами "переговариваются", будучи почти в 23 млрд км от родного дома! Никто тогда и подумать не мог, что "Вояджеры" проработают так долго: учёные рассчитывали, что они лишь изучат преимущественно Юпитер и Сатурн, а также смогут взглянуть на Уран и Нептун, но чтобы наши "руки" смогли достать до начала границы Солнечной системы - столь грандиозный успех и не предполагал никто! А если серьёзно, то наши руки могут протянуться гораздо дальше...

Итак, сейчас "Вояджер-1" стал самым быстрым рукотворным космическим аппаратом (17 км/с) и в данный момент он выбрался за пределы гелиосферы, правда, чтобы навсегда покинуть Солнечную систему, ему придётся выбраться за пределы Облака Оорта - место скоплений ледяных и мелких небесных тел - родины комет, где покоятся остатки "строительного материала" Солнечной системы, как купол, окружающий наш родной дом.

Когда остановятся их "сердца"?

У обоих "Вояджеров" есть источники питания. Они представляют из себя комплекты трех радиоизотопных термоэлектрических генераторов. Каждая такая батарея - это 38-килограммовый цилиндр, внутри которого хранится 4,5 кг плутония-238, выделяющего 2400 Вт тепла, которое затем преобразуется в электрическую энергию. Их установили ещё в 1975 году, поэтому отсчёт срока их работы будет идти от этой даты. Но, к сожалению, ничто не вечно, и даже эти чудеса техники со временем “стареют” и подвергаются воздействию нейтронного излучения, которое появляется при распаде плутония. От этого их производительность падает, а, соответственно, с течением времени сигналы будут всё слабее и слабее. Период полураспада плутония-238 составляет 88 лет, это значит, что через 88 лет мощность генераторов упадет в 2 раза. Но следует учитывать, что энергия уходит не только на связь с Землёй, но и на поддержание работы научных приборов.

К настоящему времени инженеры NASA были вынуждены отключить почти все научные приборы, оставив лишь те, которые способны изучать плазму и магнитные поля. В 2025 году энергии в "сердцах" двух странствующих братьев уже не останется ни на что - даже на общение с Землёй, и перед тем, как их "сердца" остановятся навсегда, учёные дадут сказать "Вояджерам" свои последние "слова", установив с ними на прощание связь с целью получения всех данных, какие только можно будет от них принять. Но радиоизотопные термоэлектрические генераторы ещё продолжат выделять тепло на протяжении "10 периодов полураспада", или 880 лет после запуска. Примерно в 2845 году запасы плутония истощатся окончательно, и вот тогда-то можно будет сказать, что "Вояджеры" просто превратятся в "железку", путешествующую по просторам Млечного Пути.

Новые безмолвные приключения.

Примерно через 20 тысяч лет "Вояджеры" доберутся до Облака Оорта, и это, пожалуй, будет основным препятствием на их пути, поскольку множество каменно-ледяных обломков могут существенно повредить и даже уничтожить аппарат. Но будем надеяться, что нашим странникам и дальше будет благоволить удача, и они благополучно выберутся из обители комет. А вот потом их пути уже окончательно разойдутся.

"Вояджер-1" направится на встречу с Глизе 445 - красным тусклым и холодным карликом, светимость которого в 120 раз слабее солнечной, а температура ниже примерно в 2 раза, чем у Солнца. Неизвестно, есть ли рядом с этой звездой планеты, но если даже там и окажется кто живой, то вряд ли эти существа будут похожими на нас. "Вояджер-1" пройдёт от Глизе 445 на расстоянии 1,7 светового года - это будет максимальная точка сближения, и произойдёт это событие через 40 000 лет!

"Вояджер-2" направится к другой звезде - спустя то же время он навестит другой тусклый красный карлик Ross 248, и разделять их будет всего 1,7 световых лет, а потом спустя почти 600 000 лет он доберётся до системы Сириуса, но о том, что "Вояджеры" увидят, к сожалению, мы так и не узнаем, да и будет ли существовать человечество вообще к тому моменту?

"Вояджеры" могут стать объектами, пережившими и своих создателей, и Землю в том числе. Миллиарды лет, если они ни с чем не столкнутся, они будут блуждать по просторам Млечного Пути, оставшись где-то в рукаве Ориона, и вращаться вместе с другими звёздами вокруг галактического центра. Может быть, кто-то найдёт их и сможет расшифровать наши послания. Но даже когда нас уже не станет, и когда Земля будет сожжена жаром увеличившегося в размерах Солнца, наша техника будет нести память о нас сквозь время и пространство. Техника - это продолжение руки человеческой и силы нашего интеллекта, нашей науки и знаний, пусть они и не совершенны, и нам ещё многому предстоит научиться - неважно! Это наш голос на пути к познанию. И пока будут живы "Вояджеры", пока не уничтожат их чужеродные обломки и не испепелит галактическая радиация, слово о нашей цивилизации будет жить!

источник

Энцелад — один из 82 известных нам спутников Сатурна. Около 10 лет назад учёные NASA назвали Энцелад наиболее пригодным для жизни местом во всей Солнечной системе. Оказалось, что глубоко под поверхностью этого спутника, под его ледяной коркой, могут скрываться океанические течения, аналогичные земным.

Согласно новому анализу слоя льда, покрывающего глобальный водяной океан спутника Сатурна, можно сделать вывод, что там есть течения, очень похожие на земные. Если это действительно так, значит, океан Энцелада неоднороден.

Гейзеры на Энцеладе. Снимок сделан зондом «Кассини». (НАСА / Лаборатория реактивного движения / Институт космических наук (Space Science Institute)

Энцелад не так просто раскрывает свои секреты!

Впервые удалось получше его рассмотреть только в 1981 году, когда «Вояджер-2» пролетел мимо него, направляясь к более дальним планетам Солнечной системы. На изображениях, сделанных зондом, люди увидели небольшой шар льда. Он имеет почти белую поверхность с высокой отражающей способностью. Средний диаметр Энцелада составляет всего 500 километров. Спутник покрыт кратерами и изрезан длинными трещинами и горными хребтами, что свидетельствует о его геологической активности.

Затем, в 2010 году, нас ждал сюрприз: зонд Сатурна под названием «Кассини» обнаружил на спутнике гейзеры. Они выбрасывали водяной пар из трещин ледяной оболочки Энцелада. Это дало основания полагать, что спутник не был полностью покрыт льдом, а скрывал под поверхностью жидкий соленый океан.

Сочетание воды в жидком состоянии и трещин во льду помогло ученым понять, как устроен Энцелад. Энцелад обращается вокруг Сатурна за 32,9 часа, имея слегка вытянутую, овальную по форме орбиту. Таким образом, он то удаляется от планеты, то приближается к ней, и, соответственно, гравитационное воздействие Сатурна время от времени усиливается и ослабевает. Это напряжение и вызывает нагрев недр спутника, обеспечивая его геотермальную активность, а также создает трещины на поверхности льда или расширяет их (во время максимального удаления Энцелада от Сатурна).

Благодаря внутреннему теплу, океан остается жидким, и он может фонтанировать через трещины, после чего вода попадает на поверхность и снова замерзает. Внутреннее тепло будет порождать и вертикальные конвекционные потоки, аналогичные земным. Более теплая вода выталкивается наверх, где она остывает, и затем снова циркулирует вниз.

Однако, поскольку Энцелад все-таки значительно отличается от Земли, пока неясно, могут ли его океаны быть похожи с земными и по другим характеристикам. Например, глубина океанов Земли в среднем составляет 3,7 км, а глубина океанов Энцелада — не менее 30 километров. И при этом они еще покрыты 20-километровым слоем льда.

Хотя мы не можем увидеть, что скрывает океан, но лед оставляет нам некоторые зацепки. Мы знаем, что лед на полюсах значительно тоньше, чем на экваторе, и еще тоньше на южном полюсе, где как раз извергаются гейзеры. По мнению группы исследователей во главе с геофизиком Аной Лобо из Калифорнийского технологического института, в океане Энцелада происходит нечто более сложное, чем просто вертикальная конвекция.

Тонкий лед, вероятно, связан с более сильным таянием (спасибо, кэп!), а более толстый лед — с более сильным замерзанием.

Значит, там, где лед толще, океан более соленый, поскольку замерзает только вода, а большая часть солей возвращается обратно в воду. Это делает воду подо льдом более плотной, поэтому она опускается на дно океана.

В регионах таяния происходит обратное. Вода свежее, она менее плотная, поэтому остается наверху. На Земле это приводит к возникновению термохалинной циркуляции (ее часто называют океаническим конвейером). Вода замерзает на полюсах, а более плотная и соленая вода опускается на дно и течет по направлению к экватору, в то время как более теплые воды с экватора направляются к полюсам, где они замерзают, что приводит к опусканию более плотной холодной соленой воды и так далее.

Команда разработала компьютерную модель Энцелада, основанную на нашем понимании и представлении подобных течений. Было обнаружено, что такая циркуляция может образовывать толщину льда, которую мы как раз наблюдаем на спутнике.

До сих пор неясно, есть ли на Энцеладе жизнь. Он очень далек от Солнца, но из-за внутреннего геотермального нагрева может иметь хемосинтетические пищевые сети, аналогичные тем, которые встречаются вокруг гидротермальных источников в глубинных зонах океанов Земли. Если в океанах Энцелада прячется жизнь, открытия команды помогут нам ее найти.

Для тех, кто, как и переводчик этой статьи, впервые видит слово хемосинтетик

Автотрофные организмы, или автотрофы, способны самостоятельно создавать органические вещества из минеральных компонентов. Подобные организмы также подразделяют на 2 группы: фотосинтетики (фотоавтотрофы) и хемосинтетики (хемоавтотрофы). Фотосинтетики использут энергию световых лучей, а хемосинтетики — энергию химических связей неорганических веществ.

Мы знаем, что воды Энцелада соленые: вода, взятая «Кассини» из гейзеров, доказала это. Если команда исследователей не ошиблась, уровень соли в этих гейзерах, на самом деле, может быть ниже, поскольку они выбрасываются из области таяния. Получается, что вода на экваторе может быть более соленой.

Мы также знаем, что океанические течения на Земле играют особую роль в распределении питательных веществ. Знания об уровне солёности воды и распределении питательных веществ поможет нам выделить те районы Энцелада, которые будут наиболее пригодны для жизни (в том виде, в каком мы ее понимаем сейчас).

На момент написания статьи нет информации о специальных миссиях на Энцелад. Однако миссии Dragonfly на спутник Сатурна Титан, Europa Clipper на спутник Юпитера Европу для изучения ее ледяной, (возможно) извергающей фонтаны воды и пара поверхности, а также миссия JUpiter ICy Moon Explorer (JUICE) могут пролить свет на циркуляцию океана в этих странных ледяных мирах.

Исследование команды опубликовано в журнале Nature Geoscience.

Автор оригинала: Michelle Starr

Перевод: https://habr.com/ru/company/timeweb/blog/549254/

Пять месяцев назад, 15 апреля 2021 года, автоматическая исследовательская станция «Новые горизонты» стала пятым в истории человечества космическим аппаратом, преодолевшим рубеж в 50 а.е. от Солнца. До нее эту условную границу пересекли «Вояджеры», а еще раньше – исследовательские зонды «Пионер-10» и «Пионер-11». Скорее всего, ни один из этих космических странников никогда не вернется на Землю. Некоторые из них еще продолжают свою миссию, другие же замолчали навсегда…