NASA Уничтожит сатурнианский зонд, чтобы спасти чужой мир ⁠ ⁠

Космический аппарат «Кассини», который был запущен в сторону Сатурна в 1997 году, почти исчерпал запасы своего топлива. Чтобы избежать случайного столкновения и загрязнения ближайшей луны, на которой может быть жизнь, NASA решило уничтожить роботизированный аппарат. Но прежде чем «Кассини» исчезнет, она будет летать между Сатурном и его кольцами и добывать, добывать данные, сколько это будет возможно.

Но прежде чем Кассини погибнет, он пролетит между Сатурном и его кольцами и запишет как можно больше новых данных.

В течение почти трех десятилетий исследователи работали над проектированием, созданием, запуском и эксплуатацией беспрецедентной миссии по исследованию Сатурна. «Кассини-Гюйгенс» — или «Кассини», если коротко — золотистый космический аппарат с ядерным двигателем — отправился в космос в октябре 1997 года, вышел на орбиту газового гиганта в июле 2004 и с тех пор документировал планету и ее многообразие спутников.

Но все хорошее должно подойти к концу. И дата конца зонда NASA стоимостью 3,26 миллиарда долларов уже известна: 15 сентября 2017 года.

4 апреля на пресс-конференции, проведенной американским космическим агентством, исследователи объяснили, почему решили убить свой драгоценный космический аппарат в «Великим финале». Этот маневр задействует мизерные запасы топлива «Кассини» и направит аппарат к столкновению с Сатурном.

«Собственные открытия «Кассини» стали его кончиной», говорит Эрл Майз, инженер Лаборатории реактивного движения NASA (JPL), который руководит миссией «Кассини».

Майз имеет в виду теплый соленый океан, который «Кассини» нашел скрытым под ледяной коркой Энцелада, большой луны Сатурна, извергающей воду в космос. В октябре 2015 года зонд NASA пролетел через эти воздушные струи пара и льда, «попробовал на вкус» это вещество и косвенно обнаружил состав подземного океана. Оказалось, что в нем вполне могла бы гнездиться другая жизнь.

«Мы не можем рисковать непреднамеренным контактом с этим девственным телом», говорит Майз. «Кассини» должен был безопасно уйти. И поскольку мы хотели остаться у Сатурна, единственным способом стало уничтожить его управляемым образом».

Но Майз и исследователи из 19 стран не хотят отдавать свой отважный зонд без боя.

Они планируют выжать каждый последний байт данных, которые удастся снять с робота, вплоть до того момента, когда «Кассини» превратится в блестящую радиоактивную комету над кружащимися бурями Сатурна.

Мы войдем и не выйдем

Задолго до того, как «Кассини» вышел на орбиту Сатурна в 2004 году, руководители миссии тщательно планировали его орбиты, чтобы сделать максимально много облетов газовой гигантской планеты, ее спутников и ее гигантских ледяных колец.

В их задачах было: сделать максимум новых беспрецедентных снимков, забрать гравитационные данные и магнитные считывания, не помещая космический аппарат во вредные для него условия и не выжигая слишком много его драгоценного топлива.

Но через 13 лет эксплуатации на расстоянии почти полутора миллиардов километров от Земли, бак «Кассини» почти опустел.

«Мы подходим к концу. По мере того, как у него заканчивается топливо, все, что можно сделать, будет ограничено — пока мы не определимся», говорит Джим Грин, руководитель планетарной научной программы NASA.

NASA могло бы отправить «Кассини» на другие планеты — возможно, Уран или Нептун. В 2010 году, впрочем, руководители миссии решили оставить аппарат у Сатурна, резонно предположив, что лучше извлечь больше научных данных. Но это обрекло аппарат на огненную смерть.

Смертельная спираль «Кассини» официально начнется 22 апреля 2017 года. Именно тогда зонд в последний раз облетит Титан: ледяную луну Сатурна, которая больше нашей, имеет густую атмосферу, моря из жидкого метана и даже дождь.

Гравитация Титана выбросит «Кассини» на Сатурн, на его атмосферу, и — 26 апреля — аппарат направится через узкую пустоту между планетой и внутренним краем ее колец.

«Последний поцелуй на прощание поместит «Кассини» в Сатурн», говорит Майз. «Это катание на американских горках. Мы войдем и не выйдем, это путь в один конец».

Пустота между Сатурном и его кольцами шириной в 2000 километров.

«Когда мы приблизимся к планете, у нас будет шанс получше рассмотреть полюсы планеты», говорит Линда Спилкер, научный сотрудник проекта «Кассини». «Мы увидим гигантские ураганы на северном и южном полюсах».

Во время последних витков над Сатурном «Кассини» также сделает последние снимки шестиугольной особенности северного полюса Сатурна, которая, по словам, Спилкер, имеет в поперечнике «две Земли», но очень плохо изучена. Возможно, аппарат сможет ответить на вопрос, что удерживает шестиугольник в такой форме. Также зонд сфотографирует полярные сияния полюсов Сатурна и измерит, насколько массивны кольца планеты, возьмет образцы ледяного материала и прощупает глубокие слоя густых облаков.

Жалко робота. Наградить его. Посмертно.

Земля и Луна с борта Кассини⁠ ⁠

История одного расследования

В социальных сетях — в группах и сообществах — регулярно случаются публикации, вызывающие неоднозначную реакцию. Это нормально, что люди спорят. Это гораздо лучше, чем если бы они со всем соглашались и принимали всё на веру — безоговорочно и обреченно. Тем более, появляется возможность отыскать то важное недостающее звено в нашем мировосприятии, которое не позволяет многим людям принять ту самую точку зрения, которая была бы действительно конструктивной и правильной.

Недостающее звено это — пустота между процессом получения данных и их публикацией.

Мы живем уже не в то время, когда можно авторитетно ссылаться на авторитетов. Надо доказывать, причем, самым простым и понятным образом.

Перейдем к теме.

Очевидно, к годовщине события в Фейсбуке появилась фотография, сделанная одной из камер межпланетной станции Кассини: Вид Земли и Луны из окрестностей Сатурна. На снимке только лучистая “звёздочка” Земли, и средней яркости точка Луны. И еще блик — результат переотражения в линзах — от Земли, предположительно (но это не точно).

И конечно же, незамедлительно последовал вопрос: "Почему не видно звёзд?"

Вопрос не новый. Его уже задавали в тысяче споров о том “Летали американцы на Луну или нет?”. Но в “Лунной теме” все понятно — яркость лунного ландшафта такова, какова яркость раскаленного летнего асфальта, слепящего глаза в солнечный день. Какие уж тут звезды, если выдержка при съемке 1/1000 секунды — звездам нужно в 1000 раз больше — как минимум.

Но в дальнем-то космосе, когда на снимке есть далекие Земля и Луна — сами как звезды, почему звёзд опять не видно?

Попытаемся в этом разобраться.

Систему “Земля-Луна” и Сатурн в среднем разделяет расстояние около 10 астрономических единиц или полутора миллиардов километров. Насколько яркими являются Земля и Луна с такого расстояния?

Можно приблизительно прикинуть, что Земля Подобна Венере — альбедо (отражающая способность) нашей планеты более чем в полтора раза слабее венерианской. Правда, Земля чуть крупнее Венеры. Поэтому оценка “полтора раза” по альбедо будет в самый раз. Венера с расстояния в 1 астрономическую единицу видна как светило минус четвертой звездной величины. Земля была бы видна с такого расстояния в полтора раза слабее — на половину звездной величины — то есть, минус четвертой звездной величины был бы блеск Земли в тех условиях, в которых мы наблюдаем Венеру — то есть, с расстояния в 1 астрономическую единицу.

Перенесемся на Сатурн. Расстояние увеличилось в 10 раз. Значит яркость Земли уменьшится в 10 в квадрате — в сто раз.

Из курса астрономии (надеюсь на эту тему написать отдельную статью) разница по яркости в 100 раз — это ровно 5 звездных величин. Нужно добавить еще одну, потому что Земля отстоит от Солнца в полтора раза дальше Венеры, что при возведении в квадрат дает более двух раз, и обеспечивает разницу блеска в 1 звездную величину.

Стало быть Земля с орбиты Сатурна будет на шесть с половиной звездных величин слабее, чем Венера в небе Земли.

По этой весьма приблизительной оценке, яркость Земли на снимке станции Кассини — это вторая звездная величина.

Луна — по альбедо она в три с половиной раза тусклее Земли, а еще Луна по диаметру в три с половиной раза меньше (а соотношение диаметров нужно возвести в квадрат, потому что нам критична видимая площадь объекта). Итого, соотношение яркостей Земли и Луны будет три с половиной в кубе, что есть около 40 раз, или 4-х звездных величин.

Предполагаемая звездная величина Луны, при наблюдении её из окрестностей Сатурна будет всего 6m — на пределе видимости глазом.

Значит, если бы поблизости луча зрения в сторону Земли и Луны располагались какие-то звезды, доступные глазу по своей яркости, они на снимке обязаны были получиться.

Но были ли в этом районе неба столь яркие звезды?

У нас есть способ проверить это.

Это виртуальный планетарий в вашем компьютере или смартфоне, который показывает вид звездного неба на заданную дату и момент времени для некоторого конкретного пункта на земном шаре. Но Stellarium может показать вид звездного неба — с планетами и малыми телами Солнечной системы — для виртуального наблюдателя, находящегося на поверхности того или иного небесного тела. Мы можем перенестись на один из спутников Сатурна, и посмотреть в сторону Земли глазами Кассини.

Какой спутник Сатурна выбрать?

Предлагаю Тефию — эдакое подобие “Звезды смерти” из Звёздных войн — обладательницу самого большого ударного кратера в Солнечной системе. Для этого всего лишь надо выбрать название спутника в выпадающем списке небесных тел, до которых в программе Stellarium предусмотрены прямые и регулярные рейсы. мы можем выбрать даже точку посадки — например дно того самого огромного кратера с названием “Одиссей”.

А еще нам необходимо перенестись в дату, когда был сделан обсуждаемый фотоснимок — 19 июля 2013 года.

Перелет в пространстве и времени совершается практически мгновенно. Нашему взору предстает завораживающая картина:

Мы смотри на Сатурн с неосвещенного Солнцем тыла. Помимо известных нам звезд и созвездий в небе блестят некоторое количество непривычных для землянина светил — это свита спутников “Властелина времени”, коим считался Кронос у древних греков, знакомого нам своим римским именем — Сатурн. Но не только спутники Сатурна украшают небо окраин Солнечной системы. Вокруг далекого Солнца можно отыскать несколько планет. Где-то среди них таится Земля с Луной. Сразу и не угадаешь, где здесь Земля.

К счастью, в Stellarium небесные объекты подписаны. Я намеренно отключил подсказки, чтобы проникнуться непривычным видом сатурнианских небес. Но если включить маркеры обратно, все станет понятно:

Земля оказалась совсем рядом с Солнцем. И это не удивительно, ведь орбита Земли находится глубоко внутри орбиты Сатурна. И для наблюдателя этих холодных и далеких краев Земля не удаляется от Солнца далее, чем на 7 градусов. Это очень мало. Неуловимый Меркурий с Земли трудно наблюдать именно из-за близости к Солнцу, а ведь он в максимальных элонгациях уходит от Солнца на 27 градусов. И все равно его мало кто видел. Это я к тому, что сфотографировать Землю из окрестностей Сатурна очень непросто из-за видимой близости к Солнцу.

В этот день — 19 июля 2013 года — элонгация Земли как раз была максимальной. Нам повезло. И вероятнее всего это время для съемки было выбрано не случайно.

Ну, а где же Луна?

Для этого нам нужно существенно увеличить масштаб — применить буквально телескопическое увеличение.

В процессе увеличения масштаба, многочисленные звезды будут появляться на экране и разбегаться к его краям, но Луна окажется видимой отдельно от Земли лишь тогда, когда самые слабые звезды, которые показывает Stellarium, исчезнут из нашего поля зрения.

Это не значит, что звезд в этом направлении во Вселенной не существует. Просто, они настолько слабые, что даже Stellarium о них ничего не знает.

Впрочем, если обратно уменьшить масштаб и найти ближайшую на небе к Земле и Луне слабую звезду, можно навести о ней справку — она будет слабее 10-й звездной величины. Но даже она осталась бы за пределами поля зрения камеры межпланетной станции Кассини.

Из Сатурнианских далей Земля и Луна практически сливаются. Расстояние между ними в этот день составляло лишь 24 угловые секунды — это в полтора раза меньше, чем между компонентами двойной звезды Альбирео. Когда фотографируют Альбирео, чаще всего тоже получается кадр, на котором только два компонента системы, и — всё — других звезд почти не видно.

Мы можем увеличить масштаб еще больше, и посмотреть Землю и Луну более детально. Это познавательно.

Кстати, Stellarium с легкостью вычисляет блеск того и другого светила. По его данным блеск Земли составляет 2,85m, а блеск Луны 7,16m. В предлагаемых мною быстрых и грубых оценках мы ошиблись в среднем на 1 звездную величину. И как можно понять, средние по яркости звезды камера станции Кассини берет уверенно, просто их в поле зрения поперечником в несколько угловых минут (Stellarium-у спасибо — он и это подсказывает) просто не оказалось. Но какие-то звезды там, конечно есть, которые просто камерам недоступны… или…

А что, если мы их поищем?

Я скачал снимок из Фейсбука и поднял его яркость в графическом редакторе настолько, насколько это было разумно.

И что-то, напоминающее звезды, на картинке вылезло. Хотя, нет никакой гарантии, что это именно звезды — отождествить с реальными светилами мы их не можем — Stellarium тут не помощник. Быть может это просто артефакты сжатия, ведь снимок скачан из соцсети, и там он был пережат многократно и безжалостно.

Но я не поленился поискать нечто альтернативное. Ведь не только в фейсбуке этот снимок существует. И я нашел аналогичный имидж на сайте Phys.org — в публикации описывающей, именно обсуждаемую тему. И там качество картинки лучшее. И на ней — вот, сюрприз! — присутствуют звезды.

Какие здесь есть замечания?

Снимки имеют разную ориентацию. быть может это лишь центральные фрагменты некоторого большого и непригодного к публикации исходника, по разному вырезанные для тех или иных статей и отчетов. А может быть это снимки сделанные в разное время и из разных положений космической станции с разной ориентацией поля. Потому что я попытался сопоставить подозрительные звездные объекты на обоих снимках, и они по большей части не совпали, И было бы странно, если бы Кассини делал лишь по одному кадру каждой выбранной для него цели. Так не бывает. А может быть на имидже из Фейсбука действительно нет никаких звезд — только шумы и артефакты сжатия. Но, как минимум мы убедились в том, что это вполне правдоподобная ситуация — попадание в кадр с Землей и луной какой-то более или менее яркой звезды — скорее большое везение, нежели обязательное дело.

Мимас и кольца Сатурна⁠ ⁠

Восьмёрка⁠ ⁠

Снимок, сделанный аппаратом Кассини 27 июля 2010 года. На нем запечатлены две ледяные луны Сатурна - Диона (наверху) и Рея (внизу). Разумеется, в реальности они не соприкасаются, всё дело в перспективе - в момент съёмки спутники располагались по отношению к аппарату таким образом, что образовали в кадре фигуру, напоминающую гигантского снеговика на орбите Сатурна. Диона находилась на расстоянии 1.1 млн. км от Кассини, Рея - на 1.6 млн. км.

Космический пельмень⁠ ⁠

Пан. Или же, "Космический пельмень".

Это 18 спутник Сатурна.

Данный спутник совершает полный оборот вокруг Сатурна за 14 часов.

Почему у Пана такая странная форма?

Предположительно, что форма такая из-за оседания материала колец на поверхности Спутника.

Фото от межпланетной станции "Кассини".

Триумф у Сатурна. Часть 2⁠ ⁠

Перевёл и озвучил вторую часть замечательного фильма NASA Triumph at Saturn о миссии Кассини, одном из самых успешных межпланетных проектов в истории.

Миссия NASA «Кассини» — один из самых успешных проектов в истории исследования Солнечной системы. Самый большой аппарат, результат работы тысяч людей со всего света, открывший нам Сатурн, его систему спутников и колец. Чудо инженерной техники и соавтор научных прорывов.

Это полуторачасовая вторая часть фильма о «Кассини», в которой мы расскажем об исследованиях аппарата у Сатурна и переживём вместе с вами завершение его миссии.

Первую часть можно найти здесь.

А оригинальный фильм можно посмотреть по ссылке.

Спутник Сатурна Мимас может скрывать целый океан под невероятной толщей льда⁠ ⁠

Моделирование показало, что возможность этого достаточно велика

Один из многочисленных спутников Сатурна, Мимас имеет диаметр 396 километров и является двадцатым по величине спутником в Солнечной системе, а также самым маленьким известным космическим телом, которое имеет округлую форму из-за собственной гравитации.

По словам ученых, если смотреть на изображения спутника, сделанные космическим оборудованием, там нет никаких намеков на наличие жидкой воды. Однако моделирование, проведенное Юго-Западным исследовательским институтом в Колорадо, предполагает, что заветная жидкость прячется глубоко под ледяным покровом Мимаса.

Измерения, проведенные космическим зондом «Кассини» в 2014 году, показали, что Мимас колеблется при вращении. Это намекает на то, что под 28-километровым слоем льда на поверхности космического тела происходит нечто странное. Исследователи тогда предположили, что под ледяной оболочкой спутника может быть вода, и с тех пор пытались выяснить, возможно ли это.

Приступая к работе, ведущий автор нового исследования Алисса Роден хотела доказать, что у Мимаса не может быть океана, поскольку никаких внешних признаков этого (вроде трещин на поверхности) там нет. Вместо этого исследовательница пришла к прямо противоположному выводу.

Роден и ее коллеги смоделировали процесс того, как внутренняя часть спутника растягивается и нагревается под действием гравитации Сатурна и как это влияет на внешнюю ледяную оболочку. Исследование показало, что нагрева будет достаточно, чтобы поддерживать целый океан жидкой воды под толщей льда – так глубоко, чтобы ледяная поверхность Мимаса не трескалась.

Измерения «Кассини» физических свойств Мимаса объясняются либо негидростатическим ядром, либо подледным жидким океаном. Сочетание приливного нагрева, вызванного притяжением Сатурна, могло сыграть роль в развитии океана, а также в либрации Мимаса и эксцентриситете его орбиты.

«Океан внутри Мимаса был бы удивительным, учитывая отсутствие сравнимой геологической активности с той, которая наблюдается на других океанических спутниках, таких как Европа и Энцелад. Таким образом, это исследование имеет важное значение для понимания распространенности и идентификации космических тел с океанами.

В нашей Солнечной системе много ледяных спутников, и, если океан может быть на Мимасе, океан может быть и на любом из них», – пишут исследователи.

Юпитер и Сатурн. Обои 4К⁠ ⁠

Фотографии Юпитера с межпланетной станции «Юнона»

Фотографии Сатурна, снятые космическим зондом «Кассини»

Триумф у Сатурна⁠ ⁠

Перевёл и озвучил первую часть замечательного фильма NASA Triumph at Saturn о миссии Кассини, одном из самых успешных межпланетных проектов в истории.

Тайны тёмных колец Урана⁠ ⁠

Благодаря «Вояджерам» человечество впервые могло полюбоваться кольцами планет-гигантов. Когда мы говорим о планетарных кольцах, нам сразу представляется величественный Сатурн: ему, действительно, можно по праву отдать звание «Властелина колец» в Солнечной системе, ведь такой мощной кольцевой системой не обладает ни одна другая планета!

Сатурн. Фото "Кассини"

Но у каждой системы колец свои особенности – все они уникальны и красивы по-своему. Так, кольца Юпитера разреженные и содержат в основном тёмные, очень мелкие частицы. Они практически невидимые, поэтому мы привыкли представлять эту планету вообще без колец.

Кольца Юпитера. Фото "Новые горизонты"

Яркие кольца Сатурна состоят преимущественно из замёрзшей воды.

Сатурн. Фото "Кассини"

А вот тёмные кольца Урана, по-видимому, состоят из элементарного углерода и органических молекул, немного напоминающих древесный уголь или печную сажу. Уран имеет 13 главных колец, некоторые из которых словно «дышат» - расширяются и сжимаются.

Кольца Нептуна самые тонкие из всех, причём участки каждого кольца настолько отличаются по плотности, что при наблюдении с Земли в мощные телескопы кажутся просто дугами или разомкнутыми окружностями.

Как же обзавелись газовые гиганты этими «аксессуарами» и почему их нет у планет земной группы? Во всём виноваты приливные силы. Если какой-нибудь блуждающий спутник или комета рискнут подойти к планете на опасно близкое расстояние, то обращённая к планете сторона «непрошеного гостя» испытывает более сильное притяжение, чем его тыльная сторона. Если контакт получается достаточно тесным, а внутреннее сцепление спутника невелико, то за свой непрошеный визит он дорого платит – планета разрывает его в клочья! Из останков несчастного и формируются кольца, и все эти частички поддерживаются силой гравитации самой планеты и других многочисленных спутников-пастухов. У планет земной группы нет таких «слуг» и силам гравитации газовых гигантов им остаётся только позавидовать, хотя точного ответа на этот вопрос пока нет.

Система колец Урана занимает промежуточное положение по сложности своей структуры между внушительными кольцами Сатурна и простыми системами колец Юпитера и Нептуна. Американские астрономы Джеймс Эллиот, Эдвард Данхэм и Дуглас Минк в 1977 открыли первые 9 колец Урана. После этого были открыты ещё четыре: два — «Вояджером-2» в 1986 году, ещё два — телескопом «Хаббл» в 2003—2005 годах.

Система колец Урана

Нередко упоминают, что английский астроном Уильям Гершель – учёный, открывший Уран в 1781 году, ещё тогда наблюдал за кольцами ледяного гиганта. Это утверждение ошибочно. Разумеется, Гершель был блестящим учёным и опытным наблюдателем звёздного неба, но даже сейчас в очень хороший и качественный любительский телескоп сам Уран достаточно трудно рассмотреть, не говоря уже о кольцах, а оптика того времени была намного слабее современной. Только самые мощные современные телескопы с помощью специальной электроники позволят детально рассмотреть их с Земли.

Итак, всего открытых колец у Урана – 13, к ним относятся самые мощные кольца, однако «мощные» - это сильно сказано. Между кольцами Урана большие промежутки. Сами кольца включают в себя мелкие частички, начиная от крошечных пылинок, до небольших камней размером до 20 м. Ширина колец ограничивается в несколько км. Точное количество колец подсчитать нам вряд ли удастся, как и в случае с Сатурном – у него тоже есть несколько, скажем так, основных колец, но при увеличении снимков, заметно, что каждое из них дробится на сотни и тысячи более мелких колечек.

Схема внутренних колец Урана в усиленных цветах, составленная по снимкам «Вояджера-2»

Посмотрим на снимки «Вояджера-2» - это единственные фотографии, сделанные с самого близкого расстояния, ведь больше к Урану не летал ни один другой космический аппарат! Кольца тоже дробятся на более мелкие, и попробуй-ка их посчитай, ведь многие, как уже было сказано выше, состоят из тёмных частиц. Сколько ещё среди них таится неуловимых тончайших невидимок!

В начале статьи упоминалось некое необычное «дыхание» колец. Почему они расширяются и сжимаются? Ответ может крыться в гравитационном воздействии спутников Урана. На Сатурне ярким примером может служить спутник Дафнис: учёные, исследовавшие снимки «Кассини», заметили, что, даже несмотря на свой крохотный размер, этот маленький «хулиган» создаёт в кольцах волны!

Уран тоже имеет своих «подданных», стерегущих его кольца, – это спутники Корделия, Офелия, Бианка, Крессида, Дездемона, Джульетта, Порция, Розалинда, Купидон, Белинда, Маб, Миранда, а всего спутников – 27. Спутники – пастухи вместе с силами гравитации самой планеты могут заставлять кольца сжиматься и расширяться, а также, вероятно, здесь не обошлось и без необычного вращения Урана: плоскость его экватора наклонена к плоскости орбиты под углом 97,86°. Это значит, что планета вращается ретроградно, в положении «лежа на боку слегка вниз головой». Учёные объясняют это последствием столкновения с крупным космическим телом, перевернувшим планету вверх тормашками, ещё на заре формирования Солнечной системы.

Вид на Уран с Миранды в представлении художника

И это ещё не все загадки тёмных колец Урана: при помощи сети телескопов ALMA и восьмиметрового телескопа VLT («Очень большой телескоп») учёные из США и Великобритании получили данные о наблюдениях за кольцами в миллиметровом и среднем инфракрасном диапазонах – это позволило наконец-то измерить температуру колец. Оказалось, что кольца не только «дышат», они ещё и теплее самой планеты! Так, температура Урана – около минус 224 С, а температура тел в наиболее ярком кольце оказалась на отметке в минус 196 С! Это неожиданно «высоко» и говорит либо о медленном охлаждении после захода планеты в тень, либо о медленном вращении.

Очень жаль, что пока к Урану и Нептуну не планируется никаких научно-исследовательских миссий, а ведь обе эти планеты уникальны и удивительны, но, к сожалению, мало изучены и пока таят в себе больше загадок, чем ответов.

Последние слова "Кассини" о Сатурне⁠ ⁠

Одинокий странник, изучавший величие Сатурна, его колец и спутников, провёл в космосе в общей сложности 20 лет: 15 октября 1997 года он был запущен с мыса Канаверал (штат Флорида), и, проделав долгий семилетний путь, 30 июня 2004 года "Кассини" добрался до Сатурна и вышел на орбиту газового гиганта.

Долгие годы астрономы всего мира с трепетом наблюдали за открытиями автоматической межпланетной станции - это и фотографии многочисленных ледяных лун, впечатляющие снимки колец и таинственных узоров переменчивых и неспокойных штормов, огромное количество данных о природе далёкого от нас уголка Солнечной системы.

Но когда запасы топлива были на исходе, 26 апреля 2017 года "Кассини" было предназначено совершить несколько отчаянных поручений - "нырнуть" между кольцами Сатурна и самой планетой 22 раза, а затем, чтобы обезопасить спутники, на которых могут быть компоненты жизни, аппарат должен был стать навсегда с этой удивительной планетой одним целым. Инженеры проекта направили "Кассини" в недра газового гиганта, а свою антенну он до последнего держал направленной на Землю, передавая свою прощальную речь землянам. 15 сентября 2017 года "Кассини" навсегда скрылся в облаках Сатурна. Летя навстречу своей гибели, "Кассини", даже разрушаясь, продолжал функционировать - каждый его прибор неустанно передавал данные, пока аппарат не сгорел в атмосфере. "Сердце" станции остановилось, когда учёные поймали последний его сигнал. Он бесподобно справился со всеми манёврами, но что же он сообщил нам в своём грандиозном финале, длившемся с апреля по сентябрь 2017 года?

Более 13 лет "Кассини" был нашими глазами и ушами в системе Сатурна. Планета имеет 82 спутника и кольца, состоящие из частичек льда и камня, причём, точно подсчитать количество колец невозможно, так как при увеличении снимков, сделанных в финальных пролётах с близкого расстояния, видно, как они делятся на более мелкие, словно бы до бесконечности. Астрономы иногда называют Сатурн "Солнечной системой в миниатюре", поскольку многочисленные спутники напоминают планеты, а кольца - Пояс астероидов и Пояс Койпера.

"Кассини" падал в атмосферу Сатурна со скоростью 124 000 км/ч. Никто не знал, сколько он продержится, поскольку изучение планеты изнутри не было задумано учёными изначально. Оказавшись "под кольцами", "Кассини" сделал снимки облаков Сатурна с расстояния, близкого настолько, насколько это было возможно.

Но больше всего учёных поразил Гигантский Гексагон - огромный шестиугольный вихрь, причём, одна сторона этого шестиугольника сопоставима с диаметром Земли! Он есть только на северном полюсе планеты и состоит из тысяч более мелких вихрей, а в самом центре этого шестиугольника - гигантская воронка, уходящая глубоко в недра Сатурна на несколько сотен км. Сам "шестигранник" в зависимости от сезонов ещё и меняет свой цвет: он может быть зеленоватым, золотистым или голубым, но форма шестиугольника стабильна и остаётся на протяжении сотен лет.

Времена года на Сатурне меняются, как на Земле, из-за наклона оси планеты. Когда северный полюс Сатурна оказывается наклонённым к Солнцу, он получает больше света. Солнечный свет взаимодействует с атмосферой и образуются взвешенные частицы - аэрозоли. Они напоминают смог, поэтому и окрашивают Гексагон в оранжево-золотистый цвет, а когда на зиму Сатурн "отворачивается" от Солнца, шестиугольник темнеет. Центральная воронка всегда тёмно-синего цвета, независимо от сезона, вероятно, из-за того, что дымка частиц-аэрозолей затягивается туда, как пылесосом.

Симметричная форма Гексагона получается благодаря взаимодействию вращения планеты и атмосферных течений. В финале своей миссии во время максимальных сближений "Кассини" передал фотографии этих блуждающих друг за другом вихрей в прекрасном качестве.

Во время своего финала "Кассини" обнаружил, что на Сатурне могут даже идти дожди, но это не тот безобидный дождик в привычном нам понимании - это сами кольца постепенно притягиваются Сатурном. Газовый гигант притягивает частички льда, камня и пыли - главные составляющие колец, а затем уничтожает их в своих верхних слоях атмосферы. Каждую секунду на Сатурн выпадает несколько тонн ледяного дождя. Если так будет продолжаться и дальше, то через 300 млн лет планета останется без своего главного "аксессуара".

Кольца могут состоять из микроскопических частичек пыли и глыб размером с крупный внедорожник. Кольца находятся довольно далеко от Сатурна, чтобы он притянул их к себе, но почему же на Сатурне постоянно идёт назойливый и моросящий дождь из ледяных частиц? "Кассини" дал ответ на этот вопрос: осколки льда обладают статическим зарядом. Ультрафиолетовое излучение сдувает электроны, и частицы приобретают заряд - нечто похожее происходит с воздушным шариком, который потёрли о волосы, и он прилипает к стене из-за статического электричества, а раз у Сатурна сильное магнитное поле, то он и притягивает эти ледяные частицы к себе, как магнит. Роль этого магнита играет металлический водород, находящийся вблизи ядра планеты. Под действием огромного давления и высокой температуры в несколько тысяч градусов водород становится не газом и даже не жидкостью, а похожим на расплавленный металл по своей консистенции. Электроны легко высвобождаются, перемещаясь в жидкости, таким образом, под сильным давлением жидкий водород ведёт себя как металл.

Какова масса колец Сатурна? Если взять всё их вещество, то масса получится очень незначительной - они в 100 тысяч раз легче нашей планеты! Возможно, Сатурн периодически "ловит" проходящие мимо кометы и астероиды, пополняя таким образом состав колец. Если какому-то заблудшему небесному телу "не повезёт" пройти мимо, то Сатурн разорвёт его приливными силами.

Но сколько лет кольцам? Существовали ли они с рождения самой планеты или они появились недавно? "Кассини" в финале своей миссии дал нам ответ на этот вопрос: нам очень повезло застать это великолепие - им всего от 10 до 100 млн лет, и возможно, что во времена динозавров на Земле Сатурн не был ещё "Властелином колец" - они слишком лёгкие и слишком яркие. Если бы они были долгожителями, то давно бы уже покрылись пылью, и стали намного темнее. Вероятно, Сатурн притянул к себе ледяной спутник вроде Энцелада и своей гравитацией разрушил его, разорвав на мелкие кусочки. Они распределились по орбите, постоянно сталкивались друг с другом, в результате чего раздробились на мелкие составляющие, а острые углы между ними сгладились, как галька на морском берегу.

"Кассини" показал, что плотность колец очень неоднородна. Там миллионы колец, а между ними могут быть щели, и сами кольца похожи на дорожки на пластинке. Сами кольца удерживаются спутниками-пастухами, которые невозможно увидеть с Земли, так как они прячутся между ними и своей гравитацией удерживают их от дальнейшего распада. Силой гравитации они создают в кольцах волны, и всё это похоже на удивительную симфонию баланса и гармонии. Вместе все спутники помогают своему "Властелину" поддерживать украшение в надлежащем состоянии. Но как они туда протиснулись в таком случае? Пока этот вопрос остаётся открытым.

"Кассини" погиб, но его наследие живёт и до сих пор не оставляет равнодушным. Финальные снимки Гексагона, открытие ледяного дождя, исследование исчезающих и появляющихся вихрей, открытие спутников-пастухов показало нам, что Сатурн - это единая система. Да, с виду он кажется красивым и одновременно суровым, но это невероятный мир, где всё сбалансировано, начиная от маленькой завитушки в атмосфере и заканчивая тончайшими пылинками в кольцах. Сатурн - это уникальное творение природы, и "Кассини" показал нам, что весь мир гигантской планеты держится на хрупком равновесии гравитации. Лишь единство и гармония могли создать такой истинный шедевр во Вселенной! Это и были последние слова "Кассини".

Что прячет Энцелад в темных водах своего океана?⁠ ⁠

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