کاوشگر در یک فضای یخی شناور است. سه سال از پرتاب آن در بایکونور می گذرد و جاده ای طولانی در پشت یک میلیارد کیلومتر امتداد دارد. کمربند سیارک ها با خیال راحت عبور کرده اند ، ابزارهای شکننده در برابر سرمای شدید فضای جهان مقاومت کرده اند. و جلوتر؟ طوفان های الکترومغناطیسی وحشتناک در مدار مشتری ، تشعشعات مهلک و فرود دشوار در سطح گانیمد - بزرگترین ماهواره این سیاره غول پیکر.
بر اساس فرضیه مدرن ، زیر سطح گانیمد اقیانوس گرم عظیمی نهفته است که احتمالاً ساده ترین اشکال زندگی در آن سکونت دارند. گانیمید پنج بار از زمین دورتر است ، لایه یخی 100 کیلومتری یخ به طور مطمئن "گهواره" را از سرما کیهانی محافظت می کند ، و میدان گرانشی هیولایی مشتری به طور مداوم هسته ماهواره را "تکان می دهد" و منبع تمام نشدنی حرارتی ایجاد می کند. انرژی.
کاوشگر روسی قرار است در یکی از دره های سطح یخی گانیمد فرود نرم را انجام دهد. طی یک ماه ، او یخ را در عمق چند متری حفر می کند و نمونه ها را تجزیه و تحلیل می کند - دانشمندان امیدوارند ترکیب شیمیایی دقیق ناخالصی های یخ را تعیین کنند ، که به ساختار داخلی ماهواره ایده می دهد. برخی معتقدند که امکان یافتن آثار حیات فرازمینی وجود خواهد داشت. یک سفر بین سیاره ای جالب - گانیمد هفتمین جرم آسمانی *خواهد شد که کاوشگرهای زمین از سطح آن بازدید خواهند کرد!
"Europe-P" یا جنبه فنی پروژه
اگر سخنان معاون نخست وزیر روگوزین در مورد "فرود قمری" ایستگاه فضایی بین المللی را می توان یک شوخی تلقی کرد ، اظهارات سال گذشته ولادیمیر پوپوکین ، رئیس روسکاسموس درباره ماموریت آینده به مشتری ، تصمیم جدی به نظر می رسد. سخنان پوپوکین کاملاً با نظر آکادمیک لو زلنی ، مدیر موسسه تحقیقات فضایی RAS مطابقت دارد ، که در سال 2008 قصد خود را برای اعزام یک اعزام علمی به قمرهای یخی مشتری - اروپا یا گانیمد اعلام کرد.
چهار سال پیش ، در فوریه 2009 ، یک توافقنامه بین المللی برای شروع برنامه مطالعه جامع سیستم مشتری اروپا امضا شد ، که در آن علاوه بر ایستگاه بین سیاره ای روسیه ، JEO آمریکایی ، JGO اروپایی و ایستگاه JMO ژاپن به سیاره مشتری. قابل توجه است که Roskosmos گرانترین ، پیچیده ترین و مهمترین بخش برنامه را برای خود انتخاب کرد - بر خلاف سایر شرکت کنندگان که تنها مدارگرد را برای مطالعه چهار ماهواره "بزرگ" مشتری (اروپا ، Ganymede ، Callisto ، Io) از در فضا ، ایستگاه روسی باید سخت ترین مانور را انجام دهد و به آرامی روی سطح یکی از ماهواره های منتخب "فرود" بیاید.
فضانوردی روسیه به سمت مناطق بیرونی منظومه شمسی حرکت می کند. برای گذاشتن علامت تعجب در اینجا زود است ، اما خود روحیه دلگرم کننده است. گزارشات از اعماق فضا بسیار جالب تر از گزارشات ریویرای فرانسه است ، جایی که برخی از مقامات روسی در تعطیلات خوش و بش می کنند.
همانطور که در هر پروژه بلند پروازانه ، در مورد کاوش روسیه برای مطالعه گانیمد ، شک و تردید زیادی وجود دارد ، که میزان آن از هشدارهای شایسته و موجه تا طعنه های آشکار به سبک "دوباره پر کردن گروه مداری روسیه در منطقه" متغیر است. در پایین اقیانوس آرام."
اولین و شاید ساده ترین س:ال: چرا روسیه به این ابر سفر نیاز دارد؟ پاسخ: اگر ما همیشه با چنین پرسش هایی راهنمایی می شدیم ، بشریت هنوز در غارها نشسته بود.شناخت و اکتشاف جهان - شاید این معنای اصلی وجود ما باشد.
هنوز خیلی زود است که انتظار نتایج مشخص و مزایای عملی از سفرهای بین سیاره ای را داشته باشیم-درست مانند این که از یک کودک سه ساله خواسته شود که به طور مستقل زندگی خود را تأمین کند. اما دیر یا زود پیشرفت بزرگی رخ خواهد داد و دانش انباشته شده در مورد جهانهای کیهانی دور قطعاً مفید خواهد بود. شاید فردا "هجوم طلا" به فضا آغاز شود (برای برخی از ایریدیوم یا هلیوم -3 تنظیم شده است) و ما انگیزه ای قوی برای تسلط بر منظومه شمسی خواهیم داشت. یا شاید ما 10000 سال دیگر روی زمین بمانیم و نتوانیم قدم به فضا بگذاریم. هیچ کس نمی داند چه زمانی این اتفاق می افتد. اما این قضاوت بر اساس انرژی خشمگین و خستگی ناپذیر است که فرد با آن مناطق جدید و قبلاً غیرمسکونی را در سیاره ما تغییر می دهد.
س secondال دوم ، مربوط به پرواز به گانیمد ، سخت تر به نظر می رسد: آیا Roscosmos قادر به انجام یک اعزام به این بزرگی است؟ به هر حال ، نه ایستگاه های بین سیاره ای روسیه و نه شوروی هرگز در مناطق بیرونی منظومه شمسی فعالیت نکرده اند. فضانوردی داخلی محدود به مطالعه نزدیکترین اجرام آسمانی بود. بر خلاف چهار "سیاره داخلی" کوچک با سطح جامد - عطارد ، ناهید ، زمین و مریخ ، "سیارات بیرونی" غول های گازی هستند و اندازه ها و شرایط کاملاً ناکافی در سطوح آنها وجود دارد (و به طور کلی ، آیا آنها هیچ "سطح"؟ طبق مفاهیم مدرن ، "سطح" یوریتر یک لایه هیولایی از هیدروژن مایع در اعماق سیاره تحت فشار در صدها هزار اتمسفر زمین است).
اما ساختار داخلی غول های گازی در مقایسه با مشکلاتی که هنگام آماده شدن برای پرواز به "مناطق بیرونی" منظومه شمسی بوجود می آید ، یک چیز کوچک است. یکی از مشکلات کلیدی مربوط به فاصله عظیم این مناطق از خورشید است - تنها منبع انرژی روی ایستگاه بین سیاره ای RTG (ژنراتور ترموالکتریک رادیوایزوتوپ) خود است که با دهها کیلوگرم پلوتونیوم سوخت رسانی می کند. اگر چنین "اسباب بازی" در Phobos-Grunt سوار بود ، حماسه با سقوط ایستگاه به زمین به "رولت روسی" جهانی تبدیل می شد … چه کسی "جایزه اصلی" را دریافت می کرد؟
با این حال ، برخلاف زحل حتی دورتر ، تابش خورشیدی در مدار مشتری هنوز بسیار حساس است - در آغاز قرن 21 ، آمریکایی ها موفق به ایجاد یک باتری خورشیدی بسیار کارآمد شدند که مجهز به ایستگاه بین سیاره ای جدید Juno بود. مشتری در سال 2011). ما موفق شدیم از شر RTG گران و خطرناک خلاص شویم ، اما ابعاد سه پنل خورشیدی "Juno" بسیار عظیم است - هریک 9 متر طول و 3 متر عرض. سیستم پیچیده و دست و پا گیر. تا کنون ، هیچ نظر رسمی در مورد تصمیم Roscosmos نشان نداده است.
فاصله تا مشتری 10 برابر فاصله تا ناهید یا مریخ است - بنابراین ، این سوال در مورد مدت زمان پرواز و اطمینان از قابلیت اطمینان تجهیزات برای سالهای طولانی کار در فضای باز ایجاد می شود.
در حال حاضر ، تحقیقات در زمینه ایجاد موتورهای یونی بسیار کارآمد برای پروازهای بین سیاره ای طولانی مدت انجام می شود - با وجود نام فوق العاده آنها ، این دستگاهها کاملاً پیش پا افتاده و نسبتاً ساده هستند که در سیستمهای کنترل نگرش ماهواره های شوروی مورد استفاده قرار گرفتند. مجموعه شهاب سنگ. اصل کار - جریان گاز یونیزه از اتاق کار خارج می شود. رانش "فوق موتور" دهم نیوتن است … اگر "موتور یون" را روی ماشین کوچک "اوکا" بگذارید ، ماشین "اوکا" در جای خود باقی می ماند.
راز این است که بر خلاف موتورهای جت شیمیایی معمولی ، که قدرت عظیمی را برای مدت کوتاهی توسعه می دهند ، موتور یون در کل پرواز به یک سیاره دور در فضای باز بی سر و صدا کار می کند. یک مخزن زنون مایع با جرم 100 کیلوگرم برای ده ها سال کارکردن کافی است.در نتیجه ، پس از چند سال ، دستگاه سرعت نسبتاً خوبی ایجاد می کند و با توجه به این واقعیت که سرعت خروجی محیط کار از نازل "موتور یون" چندین برابر سرعت خروج است از محیط کار از نازل یک موتور موشک معمولی با سوخت مایع ، چشم اندازهای شتاب سفینه های فضایی برای مهندسان تا سرعت صدها کیلومتر در ثانیه باز می شود! کل س withال با وجود یک منبع انرژی الکتریکی به اندازه کافی قدرتمند و قدرتمند برای ایجاد میدان مغناطیسی در محفظه موتور است.
در سال 1998 ، ناسا در حال آزمایش یک پیشرانه یونی بر روی Deep Space-1 بود. در سال 2003 ، کاوشگر ژاپنی هایابوسا ، مجهز به موتور یون ، به سیارک ایتوکاوا رفت. زمان نشان می دهد که آیا کاوشگر آینده روسیه موتور مشابهی دریافت می کند یا خیر. در اصل ، فاصله تا مشتری به اندازه پلوتو نیست ، بنابراین ، مشکل اصلی در اطمینان از قابلیت اطمینان تجهیزات کاوشگر و محافظت از آن در برابر سرما و جریان ذرات کیهانی نهفته است. امیدواریم علم روسیه با این کار دشوار کنار بیاید.
سومین مشکل کلیدی در راه جهان های دور کوتاه و مختصر به نظر می رسد: اتصال
اطمینان از یک ارتباط پایدار با یک ایستگاه بین سیاره ای - این موضوع از نظر پیچیدگی نسبت به ساخت "برج بابل" کم رنگ نیست. به عنوان مثال ، کاوشگر بین سیاره ای وویجر 2 ، که در آگوست 2012 کاوشگر از منظومه شمسی خارج شد و اکنون در فضای بین ستاره ای شناور است ، در حال حرکت به سمت سیریوس است که در 296000 سال زمینی به آن می رسد. در حال حاضر ، وویجر 2 در 15 میلیارد کیلومتری زمین واقع شده است ، قدرت فرستنده کاوشگر بین سیاره ای 23 وات است (مانند یک لامپ در یخچال شما). بسیاری از شما با ناباوری سر خود را تکان می دهید - دیدن نور کم نور یک لامپ 23 واتی از فاصله 15 میلیارد کیلومتری … غیرممکن است.
با این حال ، مهندسان ناسا به طور مرتب داده های دورسنجی را از کاوشگر با سرعت 160 bps دریافت می کنند. پس از 14 ساعت تاخیر ، سیگنال فرستنده وویجر 2 با انرژی 0.3 میلیاردم تریلیون ام وات به زمین می رسد! و این کاملاً کافی است-آنتن های 70 متری مراکز ارتباطی فضایی دوربرد ناسا در ایالات متحده ، استرالیا و اسپانیا با اطمینان سیگنال های سرگردان فضایی را دریافت و رمزگشایی می کنند. مقایسه ترسناک دیگر: انرژی انتشار رادیویی از ستارگان ، که برای کل وجود نجوم رادیویی فضایی پذیرفته شده است ، برای گرم کردن یک لیوان آب حداقل تا یک میلیونیم درجه کافی نیست! حساسیت این دستگاه ها به سادگی شگفت انگیز است. و اگر کاوشگر دور سیاره ای فرکانس صحیح را انتخاب کند و آنتن خود را به سمت زمین هدایت کند ، مطمئناً شنیده می شود.
متأسفانه هیچ زیرساخت زمینی برای ارتباطات فضایی طولانی مدت در روسیه وجود ندارد. مجتمع ADU -1000 "Pluto" (ساخته شده در 1960 ، Evpatoria ، کریمه) قادر به برقراری ارتباط پایدار با فضاپیماها در فاصله بیش از 300 میلیون کیلومتر نیست - این برای ارتباط با زهره و مریخ کافی است ، اما برای پرواز به "سیارات خارجی"
با این حال ، فقدان تجهیزات زمینی لازم نباید مانعی برای Roscosmos شود - از آنتن های قدرتمند ناسا برای ارتباط با دستگاه در مدار مشتری استفاده می شود. با این حال ، وضعیت بین المللی پروژه موظف است …
سرانجام ، چرا گانیمد برای مطالعه و نه اروپا ، از نظر جستجوی اقیانوس زیر یخ امیدوار کننده تر بود؟ علاوه بر این ، پروژه در ابتدا با عنوان "Europe-P" تعیین شد. چه چیزی دانشمندان روسی را مجبور به تجدید نظر در مقاصد خود کرد؟
پاسخ ساده و تا حدودی ناخوشایند است. در واقع ، در ابتدا قصد فرود بر روی سطح اروپا وجود داشت.
در این مورد ، یکی از شرایط کلیدی حفاظت فضاپیما در برابر برخورد کمربندهای تابشی مشتری بود. و این یک هشدار دور از ذهن نیست - ایستگاه بین سیاره ای گالیله که در سال 1995 وارد مدار مشتری شد ، در اولین مدار خود 25 دوز مرگبار تابش دریافت کرد. این ایستگاه تنها با حفاظت م radiationثر از اشعه نجات یافت.
در حال حاضر ، ناسا از فناوری های لازم برای حفاظت در برابر اشعه و محافظت از تجهیزات فضاپیما برخوردار است ، اما افسوس که پنتاگون انتقال اسرار فنی به طرف روسی را ممنوع کرده است.
ما مجبور شدیم فوراً مسیر را تغییر دهیم - به جای اروپا ، گانیمد انتخاب شد ، که در فاصله 1 میلیون کیلومتری مشتری قرار دارد. نزدیک شدن به کره زمین خطرناک خواهد بود.
