Sonden flyter i ett isigt tomrum. Tre år har gått sedan lanseringen på Baikonur och en lång väg sträcker sig bakom en miljard kilometer. Asteroidbältet har korsats på ett säkert sätt, de ömtåliga instrumenten har tålt den stora kylan i världens rymd. Och framåt? Fruktansvärda elektromagnetiska stormar i Jupiters bana, dödlig strålning och en svår landning på ytan av Ganymedes - den största av satelliterna på den gigantiska planeten.
Enligt modern hypotes ligger under Ganymedes yta ett enormt varmt hav, som möjligen är bebott av de enklaste formerna av liv. Ganymedes är fem gånger längre bort från jorden, det 100 kilometer långa islagret skyddar på ett tillförlitligt sätt "vaggan" från den kosmiska kylan, och Jupiters monströsa gravitationsfält "skakar" kontinuerligt kärnan i satelliten, vilket skapar en outtömlig värmekälla energi.
Den ryska sonden ska göra en mjuk landning i en av kanjonerna på den isiga ytan av Ganymedes. Om en månad kommer han att borra is på flera meters djup och analysera prover - forskare hoppas kunna fastställa den exakta kemiska sammansättningen av isföroreningar, vilket kommer att ge en uppfattning om satellitens inre struktur. Vissa människor tror att det kommer att vara möjligt att hitta spår av utomjordiskt liv. En intressant interplanetarisk expedition - Ganymedes blir den sjunde himmelkroppen *, på vilken jordsonder kommer att besöka!
"Europe-P" eller den tekniska sidan av projektet
Om vice premiärminister Rogozins ord om "månlandningen" på den internationella rymdstationen kan betraktas som ett skämt, ser förra årets uttalande av Roscosmos chef Vladimir Popovkin om det kommande uppdraget till Jupiter ut som ett allvarligt beslut. Popovkins ord sammanfaller helt med åsikten från akademikern Lev Zeleny, chef för RAS Institute of Space Research, som redan 2008 meddelade sin avsikt att skicka en vetenskaplig expedition till Jupiters iskalla månar - Europa eller Ganymedes.
För fyra år sedan, i februari 2009, undertecknades ett internationellt avtal för att starta det omfattande studieprogrammet för Europa Jupiter System Mission, där, förutom den ryska interplanetära stationen, kommer den amerikanska JEO, den europeiska JGO och den japanska JMO -stationen att gå till Jupiter. Det är anmärkningsvärt att Roskosmos själv valde den dyraste, komplexaste och viktigaste delen av programmet - till skillnad från andra deltagare som bara förbereder banor för studier av fyra "stora" satelliter av Jupiter (Europa, Ganymede, Callisto, Io) från rymden, bör den ryska stationen göra den svåraste manövern och försiktigt "landa" på ytan av en av de utvalda satelliterna.
Rysk kosmonautik är på väg mot solsystemets yttre områden. Det är för tidigt att sätta ett utropstecken här, men stämningen i sig är uppmuntrande. Rapporterna från rymdets djup ser mycket mer intressanta ut än rapporterna från franska rivieran, där några ryska tjänstemän busar på semester.
Som med alla ambitiösa projekt, i fallet med den ryska sonden för att studera Ganymedes, finns det mycket skepsis, vars grad sträcker sig från kompetenta och motiverade varningar till direkt sarkasm i stil med "påfyllning av den ryska orbitalgruppen vid botten av Stilla havet."
Den första och kanske den enklaste frågan: varför behöver Ryssland denna superexpedition? Svar: om vi alltid styrdes av sådana frågor, satt mänskligheten fortfarande i grottor. Kognition och utforskning av universum - detta är kanske den viktigaste meningen med vår existens.
Det är för tidigt att förvänta sig några konkreta resultat och praktiska fördelar från interplanetära expeditioner-precis som det är att kräva att ett treårigt barn försörjer sig självständigt. Men förr eller senare kommer ett genombrott att ske och den ackumulerade kunskapen om avlägsna kosmiska världar kommer definitivt till nytta. Kanske imorgon börjar rymden "guldrus" (justerat för Iridium eller Helium-3) och vi kommer att ha ett kraftfullt incitament att behärska solsystemet. Eller kanske kommer vi att stanna på jorden i ytterligare 10 000 år utan att kunna kliva in i yttre rymden. Ingen vet när detta kommer att hända. Men detta är oundvikligt att döma av ilska och okuvlig energi som en person förändrar nya, tidigare obebodda territorier på vår planet.
Den andra frågan, relaterad till flyget till Ganymedes, låter hårdare: är Roscosmos kapabel att genomföra en expedition av denna omfattning? Trots allt har varken ryska eller sovjetiska interplanetära stationer någonsin fungerat i solsystemets yttre områden. Den inhemska kosmonautiken var begränsad till att studera de närmaste himlakropparna. Till skillnad från de fyra små "inre planeterna" med en fast yta - Merkurius, Venus, Jorden och Mars, är de "yttre planeterna" gasjättar, med helt otillräckliga storlekar och förhållanden på sina ytor (och i allmänhet, har de något då "yta"? Enligt moderna begrepp är "ytan" på Yuriter ett monströst lager av flytande väte i planetens djup under tryck i hundratusentals av jordens atmosfärer).
Men gasjättarnas inre struktur är en bagatell jämfört med svårigheterna som uppstår när man förbereder en flygning till "yttre områden" i solsystemet. Ett av de viktigaste problemen är förknippat med den kolossala avlägsenheten mellan dessa regioner från solen - den enda energikällan ombord på den interplanetära stationen är dess egen RTG (radioisotop termoelektrisk generator), som drivs med tiotals kilo plutonium. Om en sådan "leksak" fanns ombord på Phobos-Grunt, hade eposet med stationens fall till jorden blivit en världsomspännande "rysk roulette" … Vem skulle ha fått "huvudpriset"?
Men till skillnad från den ännu mer avlägsna Saturnus är solstrålning i Jupiters bana fortfarande mycket känslig - i början av 2000 -talet lyckades amerikanerna skapa ett mycket effektivt solbatteri som var utrustat med den nya interplanetära stationen Juno (lanserad för att Jupiter 2011). Vi lyckades bli av med den dyra och farliga RTG, men dimensionerna på de tre solpanelerna "Juno" är helt enkelt enorma - var 9 meter långa och 3 meter breda. Komplex och krångligt system. Hittills har inga officiella kommentarer följt vilket beslut Roscosmos kommer att fatta.
Avståndet till Jupiter är 10 gånger större än avståndet till Venus eller Mars - därför uppstår frågan om flygningens varaktighet och säkerställande av utrustningens tillförlitlighet för många års drift i öppet utrymme.
För närvarande forskas det inom området för att skapa mycket effektiva jonmotorer för långväga interplanetära flygningar - trots deras fantastiska namn är dessa helt banala och ganska enkla enheter som användes i attitydstyrningssystemen för sovjetiska satelliter i Meteorserie. Driftsprincip - en ström av joniserad gas strömmar ut ur arbetskammaren. Kraften i "supermotorn" är tiondelar av Newton … Om du sätter "jonmotorn" på den lilla bilen "Oka" förblir bilen "Oka" kvar.
Hemligheten är att till skillnad från konventionella kemiska jetmotorer, som utvecklar enorma krafter under en kort tid, fungerar jonmotorn tyst i öppet utrymme under hela flyget till en avlägsen planet. En tank med flytande xenon med en massa på 100 kg räcker för tiotals års drift. Som ett resultat, efter några år, utvecklar enheten en ganska solid hastighet, och med tanke på att hastigheten för utflödet av arbetsmediet från munstycket på "jonmotorn" är många gånger högre än hastigheten på utflödet av arbetsmediet från munstycket på en konventionell raketmotor för flytande drivmedel, öppnar utsikterna för rymdskeppsacceleration upp för ingenjörer upp till hundratals kilometer per sekund! Hela frågan är med närvaron ombord en tillräckligt kraftfull och rymlig elektrisk energikälla för att skapa ett magnetfält i motorkammaren.
1998 experimenterade NASA redan med ett jondrivningssystem ombord på Deep Space-1. År 2003 gick den japanska sonden Hayabusa, också utrustad med en jonmotor, till asteroiden Itokawa. Tiden får utvisa om den framtida ryska sonden kommer att få en liknande motor. I princip är avståndet till Jupiter inte lika stort som till exempel till Pluto, därför ligger huvudproblemet i att säkerställa sondutrustningens tillförlitlighet och dess skydd mot kyla och strömmar av kosmiska partiklar. Låt oss hoppas att rysk vetenskap klarar denna svåra uppgift.
Det tredje nyckelproblemet på vägen till avlägsna världar låter kort och koncist: Connectivity
Att säkerställa en stabil anslutning till en interplanetarisk station - denna fråga är inte sämre i komplexitet än konstruktionen av "Babels torn". Till exempel är Voyager 2 interplanetarisk sond, som i augusti 2012 sonden lämnade solsystemet och nu flyter i interstellära rymden, på väg mot Sirius, som den kommer att nå om 296 000 jordår. För närvarande ligger Voyager 2 15 miljarder kilometer från jorden, sändareffekten för den interplanetära sonden är 23 W (som en glödlampa i ditt kylskåp). Många av er kommer att skaka huvudet i misstro - att se det svaga ljuset från en 23 -watts glödlampa på ett avstånd av 15 miljarder kilometer … det är omöjligt.
NASA -ingenjörer får emellertid regelbundet telemetradata från sonden vid 160 bps. Efter en 14-timmars fördröjning når Voyager 2-sändarsignalen jorden med en energi på 0,3 miljarder billioner av en Watt! Och det räcker-de 70 meter långa antennerna från NASA: s rymdkommunikationscentra för långdistans i USA, Australien och Spanien tar säkert emot och avkodar rymdvandrarnas signaler. En annan skrämmande jämförelse: energin från radioemission från stjärnor, antagen för hela rymdradioastronomins existens, räcker inte för att värma ett glas vatten med minst en miljonedel av en grad! Känsligheten hos dessa enheter är helt enkelt fantastisk. Och om den avlägsna interplanetära sonden väljer rätt frekvens och orienterar sin antenn mot jorden, kommer den säkert att höras.
Tyvärr finns det ingen markbaserad infrastruktur för fjärrkommunikation i Ryssland. ADU -1000 "Pluto" -komplexet (byggt 1960, Evpatoria, Krim) kan tillhandahålla stabil kommunikation med rymdfarkoster på ett avstånd av högst 300 miljoner kilometer - det räcker för kommunikation med Venus och Mars, men för lite för flyg till "yttre planeter".
Bristen på nödvändig markutrustning bör dock inte bli ett hinder för Roscosmos - kraftfulla NASA -antenner kommer att användas för att kommunicera med enheten i Jupiters bana. Ändå tvingar projektets internationella status …
Slutligen, varför blev Ganymedes utvald för studien, och inte Europa, mer lovande när det gäller att söka efter ett hav under is? Dessutom betecknades projektet ursprungligen som "Europe-P". Vad fick ryska forskare att ompröva sina avsikter?
Svaret är enkelt och lite obehagligt. Faktum är att det ursprungligen var tänkt att landa på Europas yta.
I detta fall var en av de viktigaste förutsättningarna skyddet av rymdfarkosten från påverkan från strålningsbältena i Jupiter. Och det här är ingen långsiktig varning - den interplanetära stationen Galileo, som gick in i Jupiters bana 1995, fick 25 dödliga stråldoser på sin första bana. Stationen räddades endast genom effektivt strålskydd.
För närvarande har NASA den nödvändiga tekniken för strålskydd och avskärmning av rymdfarkoster, men tyvärr har Pentagon förbjudit överföring av tekniska hemligheter till den ryska sidan.
Vi var tvungna att omedelbart ändra rutten - istället för Europa valdes Ganymedes, beläget på ett avstånd av 1 miljon km från Jupiter. Att komma närmare planeten vore farligt.
