10 октября откроется 21-дневное окно для запуска одной из самых амбициозных межпланетных миссий последних лет. Речь о Europa Clipper, целью которой станет Европа — спутник Юпитера, под ледяной поверхностью которого скрывается огромный океан. По случаю скорого запуска миссии редакция Universe Space Tech рассказывает все, что нужно знать, о ее техническом устройстве, задачах и плане полета.
Мир со скрытым океаном
Еще не так давно поиски жизни в Солнечной системе фактически были ограничены Марсом. Нам известно, что миллиарды лет тому назад Красная планета имела намного более благоприятный климат и обладала полноценной гидросферой. Возможно, там успела сформироваться какая-то жизнь.
К сожалению, Марс давно перестал быть водным миром, превратившись в пустыню. Однако в Солнечной системе есть миры, где океаны существуют и по сей день. Речь о ледяных спутниках планет-гигантов, под ледяными поверхностями которых скрываются огромные запасы воды. А где вода — там может быть и жизнь.
Наиболее интригующим из таких миров является Европа. Это четвертый по величине спутник Юпитера. Его диаметр составляет 3120 км, что немного меньше Луны. Поверхность спутника целиком покрыта водяным льдом и является одной из самых плоских в Солнечной системе. На Европе практически нет возвышенностей и очень мало кратеров.
Но ученых больше интересует не поверхность Европы, а то, что скрывается под ней. Данные, собранные аппаратами Voyager и Galileo говорят, что под толщей льда скрывается гигантский океан, глубина которого достигает 100 км. В нем может содержаться в два раза больше воды, чем во всех океанах Земли вместе взятых. Он не замерзает из-за приливных взаимодействий Европы с Юпитером и его другими спутниками.
Разумеется, ученым хочется узнать побольше об этом океане: каковы его характеристики, химический состав и, самое главное, способен ли он поддерживать жизнь. Именно этим и займется миссия Europa Clipper.
Техническое устройство Europa Clipper
Аппарат Europa Clipper был построен Лабораторией реактивного движения NASA. Его создание обошлось почти в 5 млрд долларов. Это самая тяжелая автоматическая межпланетная станция в истории организации. Масса Europa Clipper составляет 6025 кг — 2750 из них приходятся на топливо.
Europa Clipper будет получать энергию от двух весьма внушительных солнечных батарей. Каждая из них состоит из пяти сегментов общей длиной 14,2 метра и высотой 4,1 метра. Это крупнейшие солнечные батареи из всех, которыми когда-либо оснащались межпланетные аппараты NASA. После их раскрытия ширина Europa Clipper составит 30,5 метра. Это больше размера баскетбольной площадки.
Столь внушительные размеры объясняются тем, что орбита Юпитера пролегает на расстоянии свыше 700 млн км от Солнца. Окрестности газового гиганта получают всего 3% – 4% от того количества солнечного света, который достигает Земли. Поэтому у инженеров не было другого выбора, кроме как установить солнечные батареи столь внушительных размеров.
Научная начинка Europa Clipper состоит из девяти приборов. Три из них (масс-спектрометр, анализатор пыли и спектрограф) будут изучать весьма разреженную атмосферу Европы. Она состоит из частиц льда и пыли, которые выбиваются в космос при ударах микрометеоритов, а также водяного пара, источником которого предположительно являются гейзеры.
Europa Clipper также детально картографирует Европу при помощи набора камер. А спектрометр с функцией визуализации MISE поможет составить карту распределения солей и органических молекул на ее поверхности. На борту зонда также имеется прибор, фиксирующий тепловое излучение. Он поможет отыскать участки с гейзерами. А для того, чтобы заглянуть под ледяную оболочку спутника, Europa Clipper будет использовать радар и магнитометр. Их данные помогут определить толщину и соленость океана Европы.
Послание в бутылке
Помимо научных инструментов, на борту Europa Clipper также установили металлическую пластину, на которой выгравировано символическое послание. Его основной частью является поэма, написанной поэтессой Адой Лимон специально для миссии. На табличку также поместили варианты произношения слова «вода» на разных языках (в том числе и украинском), формулу Дрейка и портрет Рона Грили (1939–2011), считающегося одним из основателей планетологии.
Вместе с поэмой к Европе также отправятся и имена 2,6 миллиона людей, принявших участие в инициативе NASA «Послание в бутылке». Они выгравированы на кремниевом чипе размером с ноготь. Его установили на рисунок, изображающий орбиты четырех крупнейших спутников Юпитера. В его центре находится бутылка, символизирующая инициативу NASA.
План полета Europa Clipper
21-дневное окно для полета Europa Clipper откроется 10 октября. Для запуска аппарата будет использована ракета Falcon Heavy. Поскольку ее мощности недостаточно, чтобы напрямую отправить Europa Clipper к Юпитеру, аппарат воспользуется помощью других планет. В феврале 2025 года он совершит пролет Марса, а в декабре 2026 года вернется к Земле. Эти маневры обеспечат прибытие к цели в конце апреля 2030 года.
Юпитер окружен мощнейшими радиационными поясами во всей Солнечной системе. И орбита Европы проходит через один из них. Уровень излучения на ее поверхности таков, что человек получит там смертельную дозу всего за сутки. Именно поэтому, Europa Clipper выйдет на орбиту не вокруг самой Европы, а вокруг Юпитера. На ней аппарат будет периодически сближаться с ледяной луной и проводить наблюдения. Это позволит минимизировать воздействие юпитерианской радиации. Другая мера предосторожности — расположенный внутри аппарата «сейф», в который спрятаны наиболее чувствительные электронные компоненты Europa Clipper. Он должен помочь предохранить их от вредного излучения.
Номинальная научная программа Europa Clipper рассчитана на четыре года, в ходе которых аппарат выполнит 49 близких пролетов Европы. Если за это время с ним не возникнет серьезных проблем, не приходится сомневаться, что NASA продлит срок миссии.
Наблюдения телескопа Hubble показывают, что время от времени Европа производит выбросы водяного пара. Их источником являются гейзеры, которые могут быть связаны с океаном. Это открывает весьма заманчивую возможность. Если Europa Clipper удастся пролететь через такой выброс, аппарат сможет проанализировать его состав.
Как свидетельствует недавнее исследование, мощности его инструментов, вроде анализатора пыли SUDA, может быть достаточно, чтобы найти в нем фракции гипотетических бактерий, населяющих подповерхностный океан Европы. Так что как знать? Возможно именно Europa Clipper поможет найти ответ на вопрос, который мучает уже не одно поколение исследователей.
