Ученый рассказал, как умрет зонд Juno в открытом космосе

Скотт Болтон, руководитель миссии Juno, рассказал РИА Новости 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.

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.

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.

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.

— 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.

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.

— 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.

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

— 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.

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.

— 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.

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.

— 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.

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.

— 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.