Ученый рассказал, как умрет последний зонд НАСА в дальнем космосе - «Космос»

© AP Photo / Ringo H.W. Chiu, PoolРуководители миссии зонда Juno после выхода аппарата на орбиту Юпитера

МОСКВА, 5 ноя — Новости Дня. Скотт Болтон, руководитель миссии Juno, рассказал Новости Дня о последних открытиях зонда, о его будущем и том, планирует ли НАСА уничтожить свою последнюю миссию на окраинах Солнечной системы подобно тому, как погиб "Кассини", или же оставит его на орбите Юпитера.

Зонд Juno, летевший к Юпитеру долгие пять лет с августа 2011 года, в начале июля прошлого года сблизился с планетой-гигантом и вышел на стабильную орбиту вокруг нее. Первые два месяца после сближения зонд потратил на снижение орбиты и проверку всех научных инструментов, и первые данные были получены только в конце августа.

Juno передал первые и ни на что не похожие фотографии полюсов Юпитера

Проверка всех инструментов Juno и переход на новую, более удобную для ведения наблюдений орбиту должны были состояться в середине октября 2016 года, однако буквально перед началом этого маневра НАСА были зафиксированы неполадки в работе двигателя, которые заставили инженеров миссии отложить его на следующее сближение с Юпитером.

Несмотря на эти проблемы, Juno уже удалось совершить несколько интересных и неожиданных открытий — к примеру, оказалось, что внутри Юпитер абсолютно не похож на то, как устроены внешние слои атмосферы этого гиганта, а теории, объясняющие процесс формирования его полярных сияний, оказались в корне неверными.

В начале октября Болтон выступил с докладом на планетологической конференции М3 в Институте космических исследований РАН в Москве, на которой рассказал о последних открытиях Juno и дальнейших планах НАСА. Помимо Juno, американский планетолог участвует в подготовке еще одной юпитерианской миссии, европейского зонда JUICE, который будет запущен в космос в 2030 году для изучения спутников Юпитера.

Зонд Juno выяснил, что порождает загадочные вспышки на полюсах Юпитера

После столкновения "Кассини" с Сатурном детище Болтона пока остается единственной миссией НАСА, изучающей планеты-гиганты и другие небесные тела за пределами орбиты Марса. Сроки работы Juno официально закончатся в феврале 2018 года, после чего НАСА может или продлить миссию, или же реализовать изначальные планы и уничтожить зонд. Если это произойдет, то впервые за 40 лет в дальнем космосе не будет присутствовать ни одного научного зонда США, и эта ситуация сохранится как минимум до 2030 года, когда к Юпитеру должен прибыть зонд "Европа-Клиппер".

— Скотт, если миссия будет продлена, планируете ли вы менять орбиту Juno, учитывая, что через два-три года зонд начнет периодически попадать в тень Юпитера, что может угрожать его нормальной работе?

— Нет, мы не планируем менять орбиту зонда в обозримом будущем. Наша навигационная команда уже просчитала все возможные последствия от солнечных затмений, которые будут периодически возникать на этой орбите. Пока их расчеты говорят о том, что небольшие изменения в угле наклона орбиты незадолго до и после подобных затмений помогут нам избежать их.

© NASA / JPL-Caltech/SwRI/MSSS/John LandinoШторм на Юпитере, фотография с зонда JunoШторм на Юпитере, фотография с зонда Juno

Это позволит нам оставаться на текущей орбите неограниченно долгое время — до тех пор, пока не начнут отказывать наши инструменты и затмения не будут нам угрожать в принципе. Конечно, в самом конце миссии нам, скорее всего, придется сойти с текущей орбиты для того, чтобы защитить спутники Юпитера от загрязнения, но это произойдет лишь в отдаленном будущем.

— Удалось ли вам понять, как рождаются полярные сияния на Юпитере и почему данные с инструментов Juno не совпадают с тем, что предсказывает теория?

— Новые пролеты зонда мимо Юпитера помогли нам раскрыть сущность части этих эффектов, связанных с рождением вспышек в его атмосфере. Мы действительно пока плохо понимаем то, как возникает большая часть этих сияний.

НАСА отказалось от попыток поменять орбиту Juno до конца миссии

Часть из них, как показывают наши текущие данные, возникает примерно так же, как и некоторые типы полярных сияний на Земле, однако их явно не хватает для того, чтобы получить столь же яркую картинку, которую мы видим из космоса.

— Получилось ли выяснить, имеет ли Юпитер ядро и из чего оно состоит?

— Мы предполагаем, что Юпитер обладает ядром и что оно состоит из некой смеси тяжелых элементов, окруженной особым слоем из металлического водорода. Пока мы еще не завершили полный цикл наших наблюдений, однако уже сейчас можно сказать, что у нас есть намеки на то, что в центре Юпитера действительно имеется подобная структура.

Ядро это довольно больших размеров, причем у него очень нечеткие границы. Возможно, его внешние слои частично растворены в водороде. В ближайшее время мы опубликуем серию статей, в которых опишем все наши последние открытия и раскроем некоторые тайны не только того, как устроено ядро Юпитера, но и то, как вращаются его недра и как это вращение влияет на поведение внешних слоев атмосферы и поведение ядра.

Гигантские торнадо и магнитные вихри: Juno получил первые данные о Юпитере

В любом случае можно сказать, что первые однозначные данные мы получим в ближайшем будущем, когда Juno совершит еще несколько сближений с поверхностью планеты.

— Не пытались ли вы использовать инструменты зонда для наблюдений за лунами Юпитера или кометами и астероидами, учитывая, что у Juno появилось много "свободного времени" из-за сбоя в работе главного двигателя?

— Наша орбита проходит на слишком большом расстоянии от лун Юпитера для того, чтобы их можно было серьезно изучать и получать детальные фотографии поверхности. С другой стороны, мы и сейчас активно наблюдаем за тем, как их притяжение влияет на поведение Юпитера.

К примеру, первые 32 витка на орбите будут посвящены изучению и поиску своеобразных приливов и отливов, которые возникают в недрах Юпитера благодаря его гравитационному взаимодействию с Ио, Европой и, возможно, Ганимедом.

© NASA / JPL-Caltech/SwRI/MSSS/ Gerald Eichstadt/Sean DoranЮпитер, снятый космическим аппаратом "Юнона"Юпитер, снятый космическим аппаратом "Юнона"

То, как каждая из этих лун влияет на Юпитер, мы сможем понять только тогда, когда проведем целую серию замеров гравитационного поля планеты в то время, когда ее спутники будут находиться в разных точках пространства. Эти наблюдения помогут нам узнать много нового о лунах Юпитера, хотя, естественно, они направлены в первую очередь на изучение самой планеты-гиганта.

— Ожидали ли вы, что фотографии, полученные Juno, привлекут так много внимания со стороны публики и что тысячи астрономов-любителей начнут участвовать в их обработке и публикации на сайте НАСА?

— Наша миссия была организована так, что снимки с JunoCam можно сразу публиковать на нашем сайте, и люди могут легко получать их и участвовать в проведении серьезных научных исследований. Они действительно стали очень популярными, и я лично очень рад этому, так как это показывает, что "гражданская наука" помогает привлекать широкие массы людей к космосу и позволяет им ощущать ту же радость от новых открытий, что доступна нам.

Зонд Juno записал "музыку" Юпитера и сфотографировал его кольца

С другой стороны, нужно признать, что камера на самом деле была установлена на Juno фактически ради одной цели — нас интересовало то, как выглядят полюса Юпитера. Когда мы получили эти фотографии, то были просто поражены тем, что увидели, и тогда я осознал, как красив Юпитер и насколько ценным является тот факт, что мы можем так близко подойти к этому чуду природы и получать детальные фотографии планеты.

— Что вы меньше всего ожидали бы открыть на Юпитере?

— Первый наш опыт на орбите Юпитера очень четко показал, что лучше ничего не пытаться предсказывать и не ожидать каких-то вещей, которые могут оказаться ошибочными, и не ожидать других, которые потом покажутся нам очевидными.

Juno позволил нам проверить и отвергнуть огромное количество гипотез, теорий и идей о том, как устроены недра и атмосфера Юпитера. По сути, каждый эксперимент и каждая порция данных оказались неожиданными и совсем непохожими на то, что предсказывает теория или показывают наблюдения с Земли или орбиты нашей планеты. Можно сказать, абсолютно все, что мы знали и предполагали о свойствах Юпитера, сейчас находится под вопросом.

За последний год мы узнали много нового о том, как устроены недра Юпитера, как работают нижние и верхние слои атмосферы, и даже то, как глубоко находятся "корни" Большого красного пятна и как возникают полярные сияния.

Астрономы-любители "собрали" первое видео облета Юпитера зондом Juno

И то, что мы ошибались абсолютно во всем, было главной неожиданностью для меня — я думал, что откроем несколько новых вещей, и меня абсолютно шокировало то, как глубоко мы ошибались. В этом и заключается главный урок нашей миссии: тайны планет-гигантов, подобных Юпитеру, начинают раскрываться только в том случае, если подойти к ним поближе. Не все, что мы видим с Земли, является тем, чем оно нам кажется издалека.

— Что случится с Juno после завершения сроков работы миссии? Последует ли он примеру "Кассини"?

— Да, наши правила по защите планет от загрязнения вынудят нас, скорее всего, уничтожить зонд около Юпитера, подобно тому, как "Кассини" сгорел в атмосфере Сатурна в сентябре этого года.

Кроме того, мы рассматриваем вариант по выводу Juno на такую орбиту, что он не сможет столкнуться с лунами Юпитера, однако первый вариант пока является более вероятным. Конечно, меня тоже опечалило, что "Кассини" завершил свою карьеру подобным образом, и уничтожение Juno вызовет у меня аналогичные эмоции, но мы просто не можем отступать от тех принципов, которыми руководствуются при работе в НАСА.