A sonda flutua em um vazio gelado. Três anos se passaram desde seu lançamento em Baikonur e uma longa estrada se estende por um bilhão de quilômetros. O cinturão de asteróides foi cruzado com segurança, os frágeis instrumentos resistiram ao frio severo do espaço mundial. E mais à frente? Terríveis tempestades eletromagnéticas na órbita de Júpiter, radiação mortal e um pouso difícil na superfície de Ganimedes - o maior dos satélites do gigantesco planeta.
De acordo com a hipótese moderna, sob a superfície de Ganimedes encontra-se um imenso oceano quente, possivelmente habitado pelas formas de vida mais simples. Ganimedes está cinco vezes mais distante da Terra, a camada de gelo de 100 quilômetros protege de forma confiável o "berço" do frio cósmico, e o monstruoso campo gravitacional de Júpiter continuamente "sacode" o núcleo do satélite, criando uma fonte inesgotável de energia térmica energia.
A sonda russa deve fazer um pouso suave em um dos cânions na superfície gelada de Ganimedes. Em um mês, ele perfurará gelo a vários metros de profundidade e analisará amostras - os cientistas esperam estabelecer a composição química exata das impurezas do gelo, o que dará uma ideia da estrutura interna do satélite. Algumas pessoas acreditam que será possível encontrar vestígios de vida extraterrestre. Uma expedição interplanetária interessante - Ganimedes se tornará o sétimo corpo celeste *, na superfície do qual as sondas terrestres irão visitar!
"Europe-P" ou o lado técnico do projeto
Se as palavras do vice-primeiro-ministro Rogozin sobre o "pouso lunar" da Estação Espacial Internacional podem ser consideradas uma piada, então a declaração do ano passado do chefe do Roscosmos Vladimir Popovkin sobre a próxima missão a Júpiter parece uma decisão séria. As palavras de Popovkin coincidem plenamente com a opinião do acadêmico Lev Zeleny, diretor do RAS Institute of Space Research, que, em 2008, anunciou sua intenção de enviar uma expedição científica às luas geladas de Júpiter - Europa ou Ganimedes.
Há quatro anos, em fevereiro de 2009, foi assinado um acordo internacional para dar início ao amplo programa de estudos da Missão do Sistema Europa Júpiter, no qual, além da estação interplanetária russa, irão a JEO americana, a JGO europeia e a estação JMO japonesa. Júpiter. Vale ressaltar que Roskosmos escolheu para si a parte mais cara, complexa e mais importante do programa - ao contrário de outros participantes que estão preparando apenas orbitadores para o estudo de quatro "grandes" satélites de Júpiter (Europa, Ganimedes, Calisto, Io) de espaço, a estação russa deve fazer a manobra mais difícil e suavemente "pousar" na superfície de um dos satélites selecionados.
A cosmonáutica russa está se dirigindo para as regiões externas do sistema solar. É muito cedo para colocar um ponto de exclamação aqui, mas o clima em si é encorajador. Os relatórios das profundezas do espaço parecem muito mais interessantes do que os relatórios da Riviera Francesa, onde algumas autoridades russas se divertem nas férias.
Como em qualquer projeto ambicioso, no caso da sonda russa para estudar Ganimedes, há muito ceticismo, cujo grau varia de avisos competentes e justificados a sarcasmo absoluto no estilo de "reabastecimento do grupo orbital russo no fundo do Oceano Pacífico."
A primeira e, talvez, a mais simples pergunta: por que a Rússia precisa dessa superexpansão? Resposta: se sempre fomos guiados por tais questões, a humanidade ainda estava em cavernas. Cognição e exploração do Universo - este, talvez, seja o principal significado de nossa existência.
É muito cedo para esperar quaisquer resultados concretos e benefícios práticos das expedições interplanetárias - da mesma forma que exigir que uma criança de três anos ganhe sua própria vida com independência. Mas, mais cedo ou mais tarde, uma descoberta acontecerá e o conhecimento acumulado sobre mundos cósmicos distantes certamente será útil. Talvez amanhã comece a "corrida do ouro" espacial (ajustada para alguns Iridium ou Helium-3) e teremos um poderoso incentivo para dominar o sistema solar. Ou talvez fiquemos na Terra por mais 10.000 anos, incapazes de entrar no espaço sideral. Ninguém sabe quando isso vai acontecer. Mas isso é inevitável, a julgar pela fúria e energia indomável com que uma pessoa muda novos territórios antes desabitados em nosso planeta.
A segunda pergunta, relacionada ao vôo para Ganimedes, soa mais dura: será que Roscosmos é capaz de conduzir uma expedição dessa magnitude? Afinal, nem as estações interplanetárias russas nem soviéticas jamais operaram nas regiões externas do sistema solar. A cosmonáutica doméstica limitava-se ao estudo dos corpos celestes mais próximos. Ao contrário dos quatro pequenos "planetas internos" com uma superfície sólida - Mercúrio, Vênus, Terra e Marte, os "planetas externos" são gigantes gasosos, com tamanhos e condições completamente inadequados em suas superfícies (e, em geral, eles têm algum então o "superfície"? De acordo com os conceitos modernos, a "superfície" de Yuriter é uma camada monstruosa de hidrogênio líquido nas profundezas do planeta sob pressão em centenas de milhares de atmosferas terrestres).
Mas a estrutura interna dos gigantes gasosos é insignificante em comparação com as dificuldades que surgem na preparação para um voo para as "regiões exteriores" do sistema solar. Um dos principais problemas está associado ao afastamento colossal dessas regiões do Sol - a única fonte de energia a bordo da estação interplanetária é seu próprio RTG (gerador termoelétrico de radioisótopo), abastecido com dezenas de quilos de plutônio. Se tal “brinquedo” estivesse a bordo do Phobos-Grunt, o épico com a queda da estação no solo teria se transformado em uma “roleta russa” mundial … Quem teria o “prêmio principal”?
Porém, ao contrário do ainda mais distante Saturno, a radiação solar na órbita de Júpiter ainda é muito sensível - no início do século 21, os americanos conseguiram criar uma bateria solar altamente eficiente, que foi equipada com a nova estação interplanetária Juno (lançada em Júpiter em 2011). Conseguimos nos livrar do caro e perigoso RTG, mas as dimensões dos três painéis solares "Juno" são simplesmente enormes - cada um com 9 metros de comprimento e 3 metros de largura. Sistema complexo e pesado. Até o momento, nenhum comentário oficial acompanhou a decisão que o Roscosmos vai tomar.
A distância até Júpiter é 10 vezes maior que a distância até Vênus ou Marte - portanto, surge a dúvida sobre a duração do vôo e a garantia da confiabilidade do equipamento por muitos anos de operação em espaço aberto.
Atualmente, pesquisas estão sendo realizadas no campo da criação de motores iônicos altamente eficientes para voos interplanetários de longa distância - apesar de seu nome fantástico, estes são dispositivos completamente banais e bastante simples, que foram usados nos sistemas de controle de atitude de satélites soviéticos do Série de meteoros. Princípio de operação - um fluxo de gás ionizado flui para fora da câmara de trabalho. O impulso do "super motor" é décimos de Newton … Se você colocar o "motor iônico" no carro pequeno "Oka", o carro "Oka" permanecerá no lugar.
O segredo é que, ao contrário dos motores a jato químicos convencionais, que desenvolvem enormes potências por um curto período de tempo, o motor iônico funciona silenciosamente em espaço aberto durante todo o vôo para um planeta distante. Um tanque de xenônio liquefeito com massa de 100 kg é suficiente para dezenas de anos de operação. Como resultado, após alguns anos, o dispositivo desenvolve uma velocidade bastante sólida, e dado o fato de que a velocidade de escoamento do meio de trabalho do bico do "motor iônico" é muitas vezes maior do que a velocidade de escoamento do meio de trabalho do bocal de um motor de foguete convencional de propelente líquido, as perspectivas para a aceleração de espaçonaves se abrem para engenheiros a velocidades de centenas de quilômetros por segundo! A questão toda é com a presença a bordo de uma fonte de energia elétrica suficientemente poderosa e espaçosa para criar um campo magnético na câmara do motor.
Em 1998, a NASA já estava experimentando um sistema de propulsão iônica a bordo do Deep Space-1. Em 2003, a sonda japonesa Hayabusa, também equipada com um motor iônico, foi para o asteróide Itokawa. O tempo dirá se a futura investigação russa receberá um motor semelhante. Em princípio, a distância a Júpiter não é tão grande como, por exemplo, a Plutão, portanto, o principal problema está em garantir a confiabilidade do equipamento da sonda e sua proteção contra o frio e fluxos de partículas cósmicas. Esperemos que a ciência russa dê conta dessa difícil tarefa.
O terceiro problema chave no caminho para mundos distantes parece curto e conciso: Conectividade
Garantir uma conexão estável com uma estação interplanetária - esta questão não é inferior em complexidade à construção da "Torre de Babel". Por exemplo, a sonda interplanetária Voyager 2, que em agosto de 2012 a sonda deixou o sistema solar e agora está flutuando no espaço interestelar, está se dirigindo para Sirius, que alcançará em 296.000 anos terrestres. No momento, a Voyager 2 está localizada a 15 bilhões de quilômetros da Terra, a potência do transmissor da sonda interplanetária é de 23 W (como uma lâmpada em sua geladeira). Muitos de vocês vão balançar a cabeça em descrença - ver a luz fraca de uma lâmpada de 23 watts a uma distância de 15 bilhões de quilômetros … é impossível.
No entanto, os engenheiros da NASA recebem regularmente dados de telemetria da sonda a 160 bps. Após um atraso de 14 horas, o sinal do transmissor da Voyager 2 chega à Terra com uma energia de 0,3 bilionésimo de um trilionésimo de Watt! E isso é o suficiente - as antenas de 70 metros dos centros de comunicações espaciais de longo alcance da NASA nos EUA, Austrália e Espanha recebem e decodificam com segurança os sinais dos viajantes espaciais. Outra comparação assustadora: a energia da emissão de rádio das estrelas, adotada por toda a existência da radioastronomia espacial, não é suficiente para aquecer um copo d'água em pelo menos um milionésimo de grau! A sensibilidade desses dispositivos é simplesmente incrível. E se a sonda interplanetária distante escolher a frequência correta e orientar sua antena em direção à Terra, ela certamente será ouvida.
Infelizmente, não há infraestrutura baseada em terra para comunicações espaciais de longa distância na Rússia. O complexo ADU-1000 "Plutão" (construído em 1960, Evpatoria, Crimeia) é capaz de fornecer comunicação estável com espaçonaves a uma distância de não mais de 300 milhões de quilômetros - isso é suficiente para a comunicação com Vênus e Marte, mas muito pouco para voos para "planetas externos".
No entanto, a falta do equipamento de solo necessário não deve se tornar um obstáculo para o Roscosmos - poderosas antenas da NASA serão usadas para se comunicar com o dispositivo na órbita de Júpiter. Ainda assim, o status internacional do projeto obriga …
Finalmente, por que Ganimedes foi escolhido para o estudo, e não a Europa, mais promissor em termos de busca de um oceano sob o gelo? Além disso, o projeto foi originalmente designado como "Europa-P". O que fez os cientistas russos reconsiderarem suas intenções?
A resposta é simples e um tanto desagradável. Na verdade, foi originalmente planejado para pousar na superfície da Europa.
Nesse caso, uma das principais condições era a proteção da espaçonave do impacto dos cinturões de radiação de Júpiter. E este não é um aviso rebuscado - a estação interplanetária Galileo, que entrou na órbita de Júpiter em 1995, recebeu 25 doses letais de radiação em sua primeira órbita. A estação foi salva apenas por uma proteção eficaz contra radiação.
No momento, a NASA possui as tecnologias necessárias para proteção contra radiação e blindagem de equipamentos de espaçonaves, mas, infelizmente, o Pentágono proibiu a transferência de segredos técnicos para o lado russo.
Tínhamos que mudar a rota com urgência - em vez da Europa, foi escolhido Ganimedes, localizado a 1 milhão de km de Júpiter. Aproximar-se do planeta seria perigoso.
