Мені дуже не хочеться повідомляти такі погані новини, але ми з вами, дорогі читачі, не будемо жити вічно. Можливо, ми можемо сподіватися на те, що зможемо дихати ще кілька десятиліть. Але цього часу недостатньо для того, щоб осмислено описати будь-які світи, що обертаються навколо інших зірок.
Ці таємничі кулі надто далекі як у просторі, так і в часі. Наша галактика надто велика, а ритм людського життя надто короткий у порівнянні з повільним ритмом космічного часу. Тому нам, любителям космосу, доводиться задовольнятися тим, що знаходиться на нашому подвір’ї.
Щоб дізнатись останні новини, слідкуйте за нашим каналом Google News онлайн або через застосунок.
Якщо ви певного віку, скажімо, півстоліття чи менше, вам може здатися, що ви пропустили золотий вік космічних досліджень, коли людство вперше вийшло на цей двір. Сучасній молоді, яка народилася вчасно, щоб не лише побачити, як виглядає поверхня Місяця, але й побачити, як люди ходять нею в реальному часі, справді пощастило.
Минула епоха
Що це була за епоха! До того все, крім Сонця і Місяця, було лише точками на нічному небі. У 1962 році Mariner 2 вперше відкрив Венеру. Mariner 4 пролетів повз Марс кількома роками пізніше. Потім були Вояджери, які пролетіли повз Юпітер у 1979 році, Сатурн у 1980 та 1981 роках, Уран у 1986 році та Нептун у 1989 році. І не забувайте про посадкові апарати Viking в середині 1970-х, які довели, що на Марсі не існує зелених чоловічків.
За останнє десятиліття ми постійно щось відкриваємо. Десять років тому європейський космічний апарат Rosetta надав неперевершені знімки комети, а потім крихітний спусковий апарат Philae спустився на поверхню і відкрив зимову країну чудес. Наступного року космічний апарат NASA New Horizons пролетів повз Плутон і його супутник Харон і виявив безліч цікавинок, в тому числі – справжні крижані вулкани.
І ці нещодавні відкриття – лише закуски до найбільшого незвіданого світу в нашій Сонячній системі, який ще належить дослідити, місця, яке приховує темні таємниці. Звичайно, я говорю про вкритий кригою супутник Юпітера – Європу. Під товстим шаром льоду ховається величезний теплий океан. Вчені вважають, що умови на дні цього величезного глобального моря не відрізняються від умов біля гідротермальних джерел на дні земного океану, де, можливо, зародилося життя на нашій планеті. Ми можемо лише здогадуватися про основні питання, наприклад, наскільки товстий лід? Наскільки глибокий океан? Які таємниці ховаються в його темних глибинах? Чи може там справді існувати морське життя?
Магія цього моменту полягає в тому, що ми нарешті вирушаємо. Якщо ви хотіли дожити до справжньої місії відкриття невідомого, але захопливого світу, то це саме та мить.
Вже цими вихідними ракета Falcon Heavy здійметься в небо, несучи космічний апарат Europa Clipper вартістю $4,25 млрд. Ця місія навряд чи дасть остаточну відповідь на питання, чи існує життя в океанах внизу, але вона скаже нам, чи може воно існувати, і дасть відповіді на багато інших питань про крижаний супутник. Найкраще – це невідомі чудеса, які він відкриє. Ми не можемо навіть здогадуватися про них, але можемо бути впевнені, що якщо все піде добре, Clipper стане захоплюючою місією, від якої перехоплює подих.
Теж цікаво: Як виглядатимуть пасажирські літаки майбутнього
З чого все почалося?
Після двох прольотів Вояджера у 1979 році NASA відправило до Юпітера спеціальний зонд Galileo у 1990-х роках. За майже вісім років перебування на орбіті Юпітера цей космічний апарат здійснив кілька прольотів повз Європу, і дані, отримані під час цієї місії, вказали на ймовірну наявність водного океану під крижаною поверхнею Місяця. За майже три десятиліття, що минули з того часу, планетологи не мали більше, ніж ці спокусливі підказки. Вони відчайдушно хотіли знати більше.
Майже одразу після того, як у 1996 році Galileo передав на Землю перші дані про Європу, тодішній адміністратор NASA Ден Голдін звернувся до вчених з Лабораторії реактивного руху в Каліфорнії з питанням, чи можлива невелика місія з вивчення Європи. Дотримуючись принципу Голдіна «швидше, краще і дешевше», він хотів розробити проєкт космічного апарата, який би доставив до Європи лише 27 кг наукових інструментів.
«Це був початок концепції орбітального супутника Europa», – сказав науковий письменник Девід Браун, автор книги Місія, яка розповідає остаточну історію місії Europa Clipper.
Початкові наукові цілі, окреслені під час розробки цього орбітального апарату – дослідити склад крижаної оболонки і океану Європи, геологію планети, а також знайти і охарактеризувати будь-які шлейфи, що виходять з океану внизу – залишилися більш-менш незмінними і для Clipper. Однак, як це часто трапляється з космічними місіями, бюджет подвоївся. Науковий керівник NASA на рубежі століть, астрофізик Ед Вайлер, знищив програму Europa, що зароджувалася.
Але вчені все ще були зацікавлені. У 2003 році Національна дослідницька рада опублікувала свій перший «десятирічний огляд» – процес, за допомогою якого наукова спільнота окреслює дослідницькі пріоритети для NASA. З роками ці десятирічні опитування стали впливовим інструментом для формування політики NASA. У цьому першому опитуванні вчені рекомендували NASA створити місію «преміумкласу» для вивчення Європи.
Тодішній адміністратор NASA Шон О’Кіф прагнув розробити нове покоління космічних апаратів на ядерних реакторах в рамках проєкту Prometheus. Він вважав, що місія з Європою в якості головної мети є ідеальним тестовим прикладом для цієї технології, і таким чином з’явився на світ орбітальний апарат для дослідження крижаних супутників Юпітера. Це була дуже амбітна місія. Типовий космічний апарат споживає лише кілька сотень ват енергії. Цей зонд, що живиться від ядерного реактора, мав би потужність близько 100 тис. Вт.
Jupiter Icy Moons Orbiter був сміливим і в інших відношеннях, наприклад, використовуючи посадковий компонент для безпосереднього відбору зразків льоду Європи. На жаль, місія також стала шалено дорогою, з бюджетом, що перевищив $20 млрд. Коли у 2005 році О’Кіфа змінив новий адміністратор, Майк Гріффін, орбітальний апарат Jupiter Icy Moons Orbiter було зупинено.
Galileo викликав неймовірний інтерес в Європі. Спочатку NASA спробувало здійснити швидку і дешеву місію. Потім агентство працювало над найамбітнішою концепцією космічного апарату, яку коли-небудь висували. Обидві спроби провалилися. Десятиліття було втрачено.
Теж цікаво: Як виглядатимуть пасажирські поїзди майбутнього
Новий чемпіон
У 2000 році консервативний техаський адвокат Джон Калберсон вперше виграв вибори до Палати представників Конгресу США. Деякий час він зосереджувався на місцевих питаннях, таких як будівництво автостради в районі Х’юстона. Однак після скасування орбітального апарату Jupiter Icy Moons Orbiter він був розлючений.
Більшість людей у Конгресі, якщо вони і піклуються про NASA, то лише заради власних інтересів і місцевих робочих місць. Для Калберсона це означало Космічний центр Джонсона, який знаходився в сусідньому з ним окрузі. Але Калберсона також глибоко цікавило дослідження планет, і він хотів бути причетним до першої місії NASA з пошуку життя на іншому світі. Тому він став прихильником фінансування центру NASA на протилежному кінці країни, Лабораторії реактивного руху, яка керувала робототехнічними дослідженнями агентства. Як член Комітету з асигнувань Палати представників, Калберсон почав закладати в бюджет NASA кошти на дослідження орбітального супутника Europa.
У 2007 році NASA почало вивчати концепції місій для Європи і Ганімеда в системі Юпітера, а також супутників Титана і Енцелада навколо Сатурна. Працюючи з міжнародними партнерами два роки по тому, NASA врешті-решт зупинилося на комбінованій місії, в якій космічне агентство США створило орбітальний апарат для Європи, а Європейське космічне агентство – для Ганімеда (зрештою, ця європейська місія була запущена під назвою JUICE у 2023 році). Частина NASA була відома як Jupiter Europa Orbiter.
Однак через рік новий адміністратор NASA Чарльз Болден шукав шляхи скорочення бюджету агентства. Зараз ви, напевно, знаєте, що мало статися. Звісно, бюджет орбітального апарату Jupiter Europa Orbiter злетів до позначки понад $3 млрд. І була ще одна проблема – Марс став висхідною точкою в дослідницьких інтересах агентства.
«Вперше за 20 років Марс вступив у конкуренцію з іншими планетами», – сказав Браун. «Найвищою підтримкою в умовах обмеженого бюджету стало повернення зразків з Марса. В результаті, орбітальний апарат Europa Orbiter загинув». І знову Калберсон був незадоволений. Але цього разу він незабаром мав змогу щось з цим зробити.
Теж цікаво: Винищувачі 5 і 6 покоління: в чому різниця і де межа?
Зазираючи за завісу
У 2012 році NASA розпочало нову серію досліджень, щоб ще раз визначити місію Europa. Головним претендентом, який з’явився в результаті цього процесу, був космічний апарат, здатний здійснити кілька прольотів повз супутник Юпітера, і він став відомий як Europa Clipper. Вчені зрозуміли, що будувати орбітальний апарат непрактично, оскільки він мав би короткий термін експлуатації через постійний вплив інтенсивної радіації, що виходить від Юпітера. Здійснивши десятки прольотів, Clipper зможе зайти у внутрішню систему Юпітера, зібрати дані з Європи, а потім передати їх на Землю, коли космічний апарат опиниться подалі від суворого радіаційного середовища Юпітера.
Починаючи з 2013 фінансового року, Калберсон почав додавати гроші до бюджету NASA спеціально для розробки місії Clipper, хоча NASA ще не взяло на себе зобов’язання розпочати програму. «У нас буде лише один шанс на це в нашому житті», – сказав він, пояснюючи свої зусилля, спрямовані на те, щоб змусити NASA дати зелене світло місії Europa після майже двох десятиліть коливань. «У нас є лише один шанс. Я хочу бути впевненим, що ми з вами будемо тут, щоб побачити перших трубчастих черв’яків і омарів на Європі».
NASA не могло дозволити собі ігнорувати Калберсона, який вже не був молодшим конгресменом. У грудні 2013 року конгресмен Френк Вульф, республіканець з Вірджинії, заявив, що не переобиратиметься на другий термін у 2014 році, залишивши Калберсона фаворитом на посаду голови підкомітету з питань асигнувань, який наглядає за NASA. Фактично, це дало Калберсону контроль над гаманцем агентства.
У січні 2015 року це сталося. Тепер уже голова надважливого бюджетного підкомітету, Калберсон почав періодично відвідувати Лабораторію реактивного руху в Каліфорнії. Під час цих зустрічей Калберсон, якого всі називали «пан голова», вносив пропозиції і підштовхував науковців до сміливості у виборі дизайну та інструментів. Він завжди запитував, скільки фінансування їм потрібно, а потім надавав його під час наступного бюджетного циклу. Все це відбувалося, більшою чи меншою мірою, тому що Калберсон відчував, що Clipper важливий для нації.
Зрештою, керівництво NASA змирилося з неминучим і взяло на себе офіційні зобов’язання щодо місії Clipper. За словами Брауна, в Лабораторії реактивного руху і в штаб-квартирі NASA у Вашингтоні багато людей несуть відповідальність за створення концепції Clipper і підтримання цієї ідеї в живих. «Без Джона Калберсона нічого б цього не сталося», – сказав Браун. «Якщо ви хочете звести все до доларів і центів, то він – людина, яка заплатила за цю річ і довела її до того, що вона повинна була полетіти».
Що робитиме Clipper?
Запуск Clipper на повністю одноразовій ракеті Falcon Heavy, на жаль, знаменує собою лише кінець початку місії. Космічному апарату знадобиться 5,5 років, щоб досягти системи Юпітера. За цей час космічний апарат подолає неймовірну відстань у 2,9 млрд км.
Після прибуття до Юпітера космічний апарат здійснить 80 витків по орбіті Юпітера, в тому числі 49 прольотів повз Європу. Під час деяких з цих прольотів космічний апарат наблизиться до поверхні Місяця на відстань до 25 км, що забезпечить нам неймовірний вид на лід і будь-які шлейфи.
Шлейфи, звичайно, були б неймовірно захоплюючими, оскільки вони б надали прямі докази того, яким є підповерхневий океан. Існують деякі фрагментарні докази з Galileo, а також спостереження космічного телескопа Hubble, що такі шлейфи можуть прориватися крізь тріщини. Але ми просто не знаємо напевно.
Теж цікаво: 6 міжконтинентальних балістичних ракет (МБР), які можуть покінчити зі світом
Технічні характеристики
Clipper – найбільший космічний апарат, який люди коли-небудь запускали в далекий космос. Він так і не отримав ядерного джерела енергії, тому має масивні сонячні батареї. Космічний апарат несе складний набір інструментів, включаючи потужний радар, що проникає крізь лід, який вивчатиме межу між крижаною корою та океаном і, можливо, виявить там водойми або озера.
Апарат Europa Clipper був побудований Лабораторією реактивного руху NASA. Його створення обійшлося майже в $5 млрд. Це найважча автоматична міжпланетна станція в історії організації. Маса Europa Clipper становить 6025 кг – 2750 з них припадають на паливо. Europa Clipper отримуватиме енергію від двох вельми значних сонячних батарей. Кожна з них складається з п’яти сегментів загальною довжиною 14,2 м і висотою 4,1 м. Це найбільші сонячні батареї з усіх, якими коли-небудь оснащувалися міжпланетні апарати NASA. Після їхнього розкриття ширина Europa Clipper становитиме 30,5 м.
Настільки значні розміри пояснюються тим, що орбіта Юпітера пролягає на відстані понад 700 млн км від Сонця. Околиці газового гіганта отримують лише 3% – 4% від тієї кількості сонячного світла, яке досягає Землі. Тому в інженерів не було іншого вибору, окрім як встановити сонячні батареї таких значних розмірів.
Наукова начинка Europa Clipper складається з дев’яти приладів. Три з них (мас-спектрометр, аналізатор пилу і спектрограф) вивчатимуть вельми розріджену атмосферу Європи. Вона складається з частинок льоду і пилу, які вибиваються в космос під час ударів мікрометеоритів, а також водяної пари, джерелом якої, ймовірно, є гейзери.
Europa Clipper також детально картографуватиме Європу за допомогою набору камер. А спектрометр із функцією візуалізації MISE допоможе скласти карту розподілу солей і органічних молекул на її поверхні. На борту зонда також є прилад, що фіксуватиме теплове випромінювання. Він допоможе відшукати ділянки з гейзерами. А для того, щоб зазирнути під крижану оболонку супутника, Europa Clipper використовуватиме радар і магнітометр. Їхні дані допоможуть визначити товщину і солоність океану Європи.
Крім наукових інструментів, на борту Europa Clipper також встановили металеву пластину, на якій вигравійовано символічне послання. Його основною частиною є поема, написана поетесою Адою Лимон спеціально для місії. На табличку також помістили варіанти вимови слова «вода» різними мовами (зокрема й українською), формулу Дрейка і портрет Рона Грілі (1939-2011), якого вважають одним із засновників планетології.
Разом із поемою до Європи також відправляться й імена 2,6 млн людей, які взяли участь в ініціативі NASA «Послання в пляшці». Вони вигравійовані на кремнієвому чипі розміром із ніготь. Його встановили на малюнок, що зображує орбіти чотирьох найбільших супутників Юпітера. У його центрі розташована пляшка, що символізує ініціативу NASA.
Теж цікаво: Все про марсохід Rosalind Franklin, частину програми ExoMars
Висновки
Хоча це не місія з виявлення життя, вченим може дуже пощастити і вони знайдуть ознаки життя у шлейфі або на поверхні. Однак, найімовірніше, вони просто опишуть світ і його океан, з наміром повернутися в (далекому) майбутньому з посадковим апаратом, щоб провести наземні вимірювання і, можливо, виявити життя.
Однак найзахоплюючішимм є те, що Clipper дійсно летить у невідоме. Це місія чистого відкриття одного з найцікавіших світів поблизу Землі. Щоразу, коли ми досліджуємо нове місце в космосі, природа завжди дивує нас. «Ми завжди відкривали речі, які не могли собі уявити», – сказала Бонні Буратті, заступник наукового керівника проєкту Clipper, під час нещодавнього брифінгу. І це дійсно так.
Європа має багато таємниць, і ми нарешті йдемо за ними. А якщо вам цікаві статті та новини про авіацію та космічну техніку — запрошуємо вас на наш новий проєкт AERONAUT.media.
Читайте також: