Жанр: Документальное: Прочее » Вокруг Света » Вокруг Света # 7-2005 (2778) (страница 7)


Азотный мир Тритона

Одно из самых холодных тел в Солнечной системе – это Тритон, наибольший из спутников Нептуна. Достоверные сведения о нем появились лишь в 1989 году после исследований со станции «Вояджер-2». Даже диаметр этого спутника, определенный наблюдениями в телескоп, был сильно преувеличен – вместо 4 000 км он оказался равным 2 700 (это 3/4 диаметра нашей Луны). Вокруг спутника имеется сильно разреженная атмосфера толщиной около 10 км, которая состоит из азота с небольшой примесью метана. Давление этой атмосферы в 70 тысяч раз ниже, чем на Земле. Вместо ожидавшихся морей и озер жидкого азота на Тритоне обнаружилось царство льдов. Значительная территория вокруг его южного полюса покрыта льдом и инеем, поэтому отражает от 70 до 95% падающего на ее поверхность света. Причем льды и иней весьма экзотические – азотные, поскольку температура на этом спутнике чрезвычайно низкая, около –240°С (а азот замерзает при –210°С). Однако Тритон – не просто глыба льда. Средняя плотность этого спутника – 2 г/см3. Поэтому считается, что он состоит из каменного ядра диаметром 2 000 км, окруженного слоем водного льда толщиной 350 км. На Тритоне обнаружены разнообразные формы рельефа, свидетельствующие о его геологической активности в прошлом. Трещины шириной 30 км и длиной до 1 000 км пересекают его поверхность. Еще одна особенность – области, рельеф которых напоминает сетку на кожуре дыни. Подобного нет ни на одном из планетных тел. Эти участки покрыты ячейками поперечником 20—30 км, которые окружены валами высотой 300 метров. Происхождение такого рельефа не вполне ясно. Скорее всего, это результат весьма экзотического криогенного (низкотемпературного) вулканизма, где роль расплавленной магмы играет холодная жидкость, которая поднимается из недр и замерзает на поверхности, образуя причудливые ледяные формы рельефа. Водный лед в условиях Тритона становится очень твердым и ведет себя как каменная горная порода, образуя высокие гряды, крутые склоны, трещины с резкими очертаниями. А вот метановый и азотный льды – пластичные, они расползаются и создают пологий рельеф.

Главным сюрпризом Тритона оказалась его современная геологическая активность, которую до полета «Вояджера» никто и не предполагал. На снимках обнаружены газовые гейзеры – темные столбы азота, идущие строго вертикально до высоты 8 км, где они начинают стелиться параллельно поверхности Тритона и вытягиваться в «хвосты» длиной до 150 км. Обнаружено десять действующих гейзеров. Все они «дымят» в южной полярной области, над которой Солнце в этот период находилось в зените. Причиной активности газовых гейзеров считают нагрев Солнцем, приводящий к плавлению азотного льда на некоторой глубине, где имеются также водный лед и метановые соединения темного цвета. Давление газовой смеси, возникающее в глубинном слое при его нагреве всего на 4°C, хотя и небольшое, но вполне достаточное, чтобы выбросить газовый фонтан высоко в разреженную атмосферу Тритона.

Неразличимые кольца

Самое первое сообщение о кольце вокруг Нептуна сделал британский астроном Уильям Ласселл в октябре 1846 года – спустя несколько дней после открытия этой планеты. Наблюдал он кольцо неоднократно и лишь через шесть лет пришел к выводу, что это – оптическая иллюзия, обусловленная недостатком его нового телескопа. Первый реальный намек на то, что Нептун окружен кольцами, появился почти полтора века спустя. В 1984 году французский астроном Андрэ Браик проводил наблюдения Нептуна на обсерватории «Серро-Тололо», расположенной в Чили. Обнаружилось, что при прохождении Нептуна на фоне далекой звезды свет от нее трижды прерывался какими-то объектами, расположенными на одном и том же расстоянии от Нептуна. Эти объекты были названы дугами, и их стали считать участками несформировавшегося кольца. Пять лет спустя на фотографиях, полученных со станции «Вояджер-2», действительно были обнаружены кольца, окружающие планету. Их оказалось шесть, и все они очень темные, отражают менее 3% падающего на них света. А вот при взгляде «сзади», с неосвещенной стороны, кольца выглядят гораздо светлее. Этот парадокс, обнаружившийся на снимках с «Вояджера-2», объясняется тем, что кольца состоят из очень мелких темных частиц, пылинок, плохо отражающих свет назад, но из-за своей малости хорошо рассеивающих его вперед.

Кольца Нептуна получили названия в честь астрономов, причастных к открытию этой планеты. Самое удаленное от Нептуна кольцо называется Адамс, оно узкое (50 км), но ярче остальных. Затем следует блеклое безымянное кольцо шириной 500 км, внутри которого движется небольшой, диаметром 180 км, спутник Галатея. Еще ближе к планете расположено самое широкое (4 000 км) и наиболее прозрачное кольцо Ласселл, к которому вплотную примыкают более яркие кольца шириной по 100 км – внешнее названо Араго, а внутреннее – Леверье. Далее находятся орбиты трех небольших спутников – Деспины, Талассы и Наяды, а затем – самое ближнее к планете кольцо Галле, не особенно яркое, но широкое (2 000 км). По иронии судьбы четырем наиболее ярким участкам, так называемым дугам, в пределах «английского» кольца Адамс присвоены французские названия Liberte, Egalite, Fraternite и Courage (Свобода, Равенство, Братство и Отвага). Объясняется это тем, что их открыл французский астроном Андрэ Браик. А вот сообразительный немецкий студент д`Арре остался неувековеченным в названиях колец Нептуна, хотя без его смекалки эта планета, возможно, и не была бы открыта столь молниеносно. Правда, одно из колец осталось безымянным – может быть, как раз ему и присвоят имя д`Арре?

class="h2">Новый рейс Земля – Нептун

Еще год назад никаких реальных планов полета к Нептуну не существовало. Считалось, что долететь туда за разумный срок с работоспособными приборами можно лишь при благоприятном расположении планет-гигантов, получая от каждой из них гравитационный импульс, ускоряющий станцию в нужном направлении. Такое расположение планет наступит в середине XXII века. Ситуация изменилась в 2004 году, когда вплотную приступили к разработке сценариев полета к Нептуну. С основной станции, которая станет искусственным спутником Нептуна, намечено отправить в глубь атмосферы планеты три небольших зонда, чтобы узнать структуру газовой оболочки у полюса, в умеренных широтах и в районе экватора. Еще два посадочных аппарата предлагается десантировать на поверхность крупнейшего спутника – Тритона. Они должны будут дать сведения о так называемой полярной шапке и экваториальной области. Намечено установить сейсмометры для регистрации сотрясений, которые должны происходить при выбросах газа азотными гейзерами. По одному из проектов, для перелета запланировано использовать обычный ракетный двигатель и гравитационную помощь планет-гигантов, затратив на дорогу 12 лет. Проблемой может оказаться торможение при подлете к Нептуну. Потребуется много топлива, но из-за этого придется взять меньше научных приборов. Поэтому предполагается снизить скорость полета, используя для торможения не топливо, а атмосферу Нептуна. Такой метод аэрозахвата позволит, не затратив ни капли топлива, одним маневром в течение получаса перейти с пролетной траектории на орбиту вокруг планеты. Пока еще он не использовался в космических полетах. По второму проекту, предполагается снабдить станцию ионным двигателем и радиоизотопным термогенератором, топливом для которого служит радиоактивный плутоний. Но такой полет будет проходить намного медленнее, он займет около 20 лет. При запуске в 2016 году станция достигнет Нептуна лишь в 2035 году.

Планета по расчету

Погожим осенним днем 23 сентября 1846 года почтальон доставил в Берлинскую обсерваторию письмо из Парижа, адресованное астроному Иоганну Галле. Прочитав письмо, Галле тут же отправился к директору, маститому профессору Иоганну Энке. Надежда на то, что тот разрешит проводить незапланированные наблюдения, была невелика, поскольку Энке очень педантично соблюдал заранее намеченный план использования телескопа. А в письме как раз была просьба провести наблюдения, запланировать которые никому бы и в голову не пришло. К берлинскому коллеге обращался французский астроном-теоретик Урбен Леверье. Он работал в парижском Бюро долгот, которое возглавлял крупнейший французский астроном Франсуа Араго. Именно Араго и поставил перед молодым ученым задачу по определению возможного местоположения неизвестной планеты, которая своим гравитационным влиянием вызывает неправильности в движении Урана, считавшегося тогда самой крайней из планет. Эти отклонения от расчетной траектории первым заметил петербургский академик Андрей Лексель еще в 1783 году, спустя два года после открытия Урана. Изучив особенности движения этой планеты, Лексель предположил, что на нее воздействует притяжение неизвестного космического тела, расположенного еще дальше. Почему же Леверье не обратился к своим коллегам в Парижской обсерватории, а отправил письмо в далекий Берлин? В том-то и дело, что он обращался, но парижские астрономы не проявили интереса к таким поискам, полагая, что это невозможно – пытаться вычислить расположение планеты, не зная о ней почти ничего. Леверье жаждал воплощения своих расчетов в виде реальной планеты и подумал, что помочь ему сможет именно Галле. Тут сыграли роль наблюдения, сделанные за полтора века до этого датским астрономом Оле Рёмером, известным по первым измерениям скорости света. Рёмер был уважаем не только как крупный астроном, но и как мэр Копенгагена, без устали хлопотавший о городском хозяйстве. Однако после смерти мэра судьба сыграла злую шутку с его архивом астрономических наблюдений. Созданная и хорошо экипированная им пожарная команда не спасла его бумаги от уничтожения во время большого копенгагенского пожара 1728 года, когда пламя, занявшееся в маленькой свечной мастерской, уничтожило почти весь город – более 1 700 домов, включая ратушу и университет. От обсерватории Рёмера осталось только пепелище. Брандмейстеры не смогли одолеть огонь, поскольку были пьяны – они как раз отмечали получение премии за успешно проведенный смотр пожарных команд. Но малая часть записей Рёмера все же сохранилась. Там были и наблюдения планеты Уран, сделанные за 75 лет до ее открытия. В течение трех ночей в 1706 году Рёмер фиксировал координаты Урана, считая его одной из звезд. Именно эти материалы и попали затем в Берлин, где их исследовал молодой астроном Иоганн Галле. Обработка наблюдений Урана, выполненных Рёмером, стала его диссертационной работой. Публикацию ее в научном журнале Галле разослал тем европейским астрономам, которые занимались вычислениями особенностей движения планет. Получил эту статью и Леверье. Однако ответил он на письмо берлинского коллеги лишь год спустя, направив ему просьбу о поиске новой планеты.



Ознакомительный фрагмент книги закончился.
Чтобы прочитать или скачать всю книгу
перейдите на сайт партнера.

Перейти и скачать