Наш далекий сосед Юпитер скрывает тайны, которые могут многое рассказать о том, как возникла солнечная система.
Космический аппарат НАСА «Юнона» уже достиг орбиты газового гиганта, и есть надежда, что этот проект даст ответы на некоторые вопросы.
В 2022 году Европейское космическое агентство планирует запустить собственный космический зонд, чтобы исследовать спутники Юпитера. Шведские ученые участвуют в проекте.
Юпитер — пятая по счету планета от Солнца. Нет ничего удивительного в том, что ее называют газовым гигантом: если суммировать массу всех остальных планет Солнечной системы, масса Юпитера все равно окажется вдвое больше.
Планету назвали в честь самого могущественного из богов римского пантеона. С Земли ее можно увидеть невооруженным глазом, поэтому планета известна с древнейших времен, хотя и под разными именами.
В ходе истории мы узнавали все больше о нашем огромном соседе. Итальянский астроном Галилео Галилей (Galileo Galilei, 1564-1642), которого называют отцом современной астрономии, одним из первых вел наблюдения за Юпитером.
Галилей был среди первых ученых, применявших телескоп для изучения небесного свода. Однажды он услышал о голландском изобретении под названием «магическая труба» и в 1609 году построил свой собственный телескоп.
Уже через год, в 1610 году, он сделал ряд важных открытий. Галилей установил расположение звезд, которые не были видны невооруженным глазом, обнаружил горы на Луне, а также открыл четыре крупнейших спутника Юпитера.
Спутники получили имена Ио, Ганимед, Европа и Каллисто, и их до сих пор называют «галилеевыми спутниками» в честь первооткрывателя.
Космический аппарат на орбите
Сегодня Юпитер снова оказался у всех на устах. 5 августа 2011 года американское космическое агентство НАСА отправило к нему спутник «Юнона».
«Юнона» проделала долгий путь, и у нее был всего один шанс выйти на орбиту планеты. Чуть менее месяца назад космическому аппарату удалось взять правильный курс, совершив маневр, который описывали как критический.
Неделю спустя «Юнона» отправила на Землю первые фотографии, сделанные установленной на борту цветной камерой Junocam. На одной из первых размытых картинок видны Юпитер и три галилеевых спутника — Европа, Ио и Ганимед. По мере приближения к газовому гиганту зонд сможет делать все более четкие снимки и в конце концов сфотографирует поверхность планеты.
Один виток вокруг Юпитера «Юнона» на своей нынешней орбите делает за 53 дня. Аппарат останется на орбите в течение 20 месяцев, то есть совершит 37 витков вокруг планеты.
Разумеется, помимо красивых фотографий, у НАСА есть и другие цели. На сайте космического агентства сказано, что задача проекта — попытаться выяснить, как возник Юпитер. Таким образом, появится шанс выяснить новые детали о происхождении нашей солнечной системы.
Есть ли у Юпитера ядро?
Существует теория о том, что солнечная система возникла в результате коллапса огромного газопылевого облака, то есть туманности, примерно 4,6 миллиардов лет назад.
Облако вращалось и охлаждалось, пока из него не сформировались Солнце и планеты.
Как и Солнце, Юпитер по большей части состоит из водорода и гелия. Поэтому ученые считают, что эта планета возникла рано и на основе материала, оставшегося после появления Солнца.
Но это лишь гипотеза. У астрономов пока нет точного ответа на вопрос, как все было на самом деле. Существует предположение, что планета возникла, когда гравитация твердого ядра стала притягивать к себе материал. Согласно другой теории, возникновение Юпитера вызвал коллапс нестабильного участка туманности.
НАСА хочет получить ответ на вопрос, имеет ли Юпитер твердое ядро, и ученые попытаются это выяснить, измерив объемы воды и аммиака в атмосфере планеты.
«Юнона» соберет данные о гравитации и магнитном поле Юпитера. Это позволит вычислить вероятную массу и структуру ядра.
Если удастся найти ответы на эти вопросы, можно будет сделать новые выводы относительно возникновения и истории нашей солнечной системы.
Шведы в исследованиях Юпитера
НАСА — не единственные, кого интересует Юпитер. В 2014 году Европейское космическое агентство тоже решило отправить туда космический аппарат.
Разумеется, проект возник как результат основательной научной работы. Решение о запуске программы было принято лишь после четырех лет подробных исследований по теме.
В настоящее время ученые занимаются планированием, а также конструируют космический аппарат и его оборудование. Аппарат будет называться Juice (сокращение от Jupiter icy moons explorer). В проекте участвуют представители почти всех европейских стран, а также Японии и США.
Juice отправится в путь не ранее 2022 года. Его оснастят десятью измерительными приборами, два из которых будут произведены в Швеции. Первый, PEP (Particle Enviroment Package), строится в Институте космической физики в Кируне, второй, RPWI (Radio Plasma Wave Investigation), — в аналогичном институте в Уппсале.
Во главе проекта стоит Ян-Эрик Валунд. Сейчас его команда занята созданием одного из нескольких прототипов, которые должны будут пройти ряд испытаний, прежде чем в 2019 году ученые сконструируют окончательную версию инструмента.
«Прибор будет измерять электрическое и магнитное поля, а также электрически заряженный газ», — поясняет руководитель проекта.
Основная цель заключается в том, чтобы провести измерения вокруг поверхностей спутников Европы, Каллисто и Ганимеда, с центром орбиты на Ганимеде. Космический аппарат выйдет на орбиту спутника во внешней части солнечной системы, подчеркивает Ян-Эрик Валунд.
Другими словами, НАСА сосредоточится на исследовании планеты, а Европейская космическая организация займется ее спутниками.
Европейцы тоже хотят найти ответы на вопрос о том, как возникла солнечная система.
«Можно сказать, что Юпитер — это солнечная система в миниатюре. Вначале он был очень горячим, подобно красному карлику, но погас, так и не став звездой. К тому же, у Юпитера более 60 спутников», — говорит Ян-Эрик Валунд.
Там может быть жизнь
Спутники Юпитера интересны по нескольким причинам.
Предполагается, что под ледяной коркой на поверхности крупных небесных тел скрываются океаны. Так это или нет, выяснится после того, как будут измерены магнитные и электрические поля.
Есть надежда, что удастся приблизиться к ответу на вопрос, может ли существовать жизнь на каком-либо из спутников. Конечно, речь идет не о пришельцах из голливудского фильма, а об одноклеточных организмах.
«Собственно, мы ищем на ледяных спутниках не жизнь, а обитаемость. Не думаю, что мы обнаружим живые организмы, для этого пришлось бы прорубаться через лед», — комментирует Валунд.
Но Юпитер находится не в соседнем дворе, так что предстоит долгий полет сквозь космос. Если Juice отправится в путь в 2022 году, как и планируется, пройдет восемь лет, прежде чем он, по расчетам, прибудет в место назначения в 2030 году. И еще через пять лет он будет утилизирован на Ганимеде.
«Захватывающе. Слетать на Юпитер — такое бывает лишь раз в жизни», — говорит Ян-Эрик Валунд.
