محققان آزمایشگاه پیشرانه جت برای مدت طولانی از استراحت آرام خود محروم بودند. آنها از اکتشافات بسیار هیجان زده بودند و به طور مرتب می خوابیدند و هنگامی که از خواب بیدار می شدند ، با عجله به مرکز کنترل پرواز ایستگاه اتوماتیک بین سیاره ای وویجر باز می گشتند. در اینجا ، ماشین های دیجیتالی با سرعتی فوق العاده کار می کردند و هزاران بیت اطلاعات را که با فضا و تداخل جوی مخدوش شده بودند ، به فریم های ازلکانیکول ، گرافیک باریک و ردیف های بی پایان اعداد تبدیل کردند. افرادی که نفس نفس می زنند به تصاویر رنگی زحل که در حال نزدیک شدن است روی صفحه نمایش ها نگاه می کردند.
33 میلیون کیلومتر در سیاره شناسایی فضایی باقی ماند. 4 سال از پرتاب آن در کیهان فضایی می گذرد و جاده ای طولانی در پشت وویجر به طول 2 میلیارد کیلومتر امتداد دارد. کمربند خطرناک سیارک با جریان بی پایان اجسام شهاب سنگ با خیال راحت عبور کرده است. دستگاه های الکترونیکی شکننده در برابر سرمای شدید فضای جهان و طوفان های الکترومغناطیسی در مجاورت بزرگترین سیاره منظومه شمسی - مشتری مقاومت کردند.
و جلوتر؟ خطر برخورد با سنگها و شنهای یخی در نزدیکی زحل قبل از سفر وویجر به سفر 8 ساله خود به دورترین سیارات - اورانوس و نپتون.
… تصویری عظیم جلوی چشم کسانی که در مرکز کنترل بودند ظاهر شد. زحل ، با تاج "گردنبند" بزرگ ، تقریباً تمام قاب تصویر تلویزیون را اشغال کرده بود. یک سیاره زرد طلایی با قطب های خاکستری و کمربندهای رنگارنگ که به سختی در مه قابل تشخیص است ، در پرتگاه سیاه آسمان شتاب کرد و چرخید.
محققان نگاه خود را بر روی حلقه های معروف زحل که چندین قرن است اخترشناسان را به خود مشغول کرده است ، متمرکز کرده اند.
گالیله بزرگ اولین کسی بود که در ظاهر زحل متوجه چیز عجیبی شد. تلسکوپ گالیله بسیار ضعیف بود و به نظر دانشمند این بود که کیوان دارای دسته هایی مانند کاسه قند است. تنها نیم قرن بعد ، کریستین هویگنس ثابت کرد که نیم دایره های عجیب و غریب در کناره های سیاره چیزی بیشتر از حلقه های نازک ، اما بسیار گسترده نیستند.
فاصله تا کره زمین 33 میلیون کیلومتر است. روی صفحه ، سه حلقه زحل وجود دارد که مدتهاست با کمک تلسکوپها کشف شده اند: A ، B و C. با این حال ، در تصاویر فضا ، می توانید چیزی را ببینید که از زمین قابل مشاهده نیست. اول از همه ، پیچیدگی ساختار حلقه ها و رنگ شگفت انگیز آنها.
بزرگترین حلقه - بیرونی - با رنگ نقره ای می درخشد ، حلقه میانی کمی مایل به قرمز و داخلی آن آبی تیره است ، شفاف است ، گویی از ماده ای نازک و به سختی ملموس ساخته شده است.
8 میلیون کیلومتر فقط یک چهارم نیمکره زحل روی یک تصویر تلویزیونی قرار می گیرد. در کنار کره زمین ، دو قمر که به یکدیگر فشار می آورند درخشیدند - تتیس و دیون. اما دانشمندان به طور مداوم به مطالعه حلقه ها برمی گردند. نه سه ، بلکه هفت حلقه ، که یکی داخل دیگری قرار گرفته است ، قابل مشاهده است. در اینجا آنها به تازگی کشف شده اند: F - خارج از A قدیمی ، G - خارج از F جدید ، E - گسترده ترین حلقه در دورترین فاصله از سیاره ، D - نزدیکترین به زحل.
اما این چیه؟ در مقایسه عکس ها ، کارشناسان می بینند که هر یک از حلقه های بزرگ به چندین "حلقه" باریک و به سختی قابل توجه تقسیم می شوند. در یک عکس آنها 95 شمارش شده بود! حتی در "فاصله" سیاه 4000 کیلومتری بین حلقه های A و B ، که همیشه خالی شناخته می شد ، دانشمندان ده ها "حلقه" نازک را شمارش کرده اند.
2 میلیون کیلومتر ابزارهای وویجر با هدف نزدیک شدن سریع به تایتان ، بزرگترین قمر زحل هستند. بزرگتر از سیاره عطارد است. درک هیجان ستاره شناسان آسان است. تایتان تنها ماهواره در کل منظومه شمسی است که دارای جو قوی 10 برابر ضخیم تر از سطح زمین است. وویجر از تایتان در فاصله 6 ، 5 هزار کیلومتری عبور کرد - 60 برابر فاصله زمین تا ماه. و با این حال ، دانشمندان چیز کمی روی صفحه مشاهده کردند - مه غلیظ جو تیتان ، مشابه دود شیمیایی ، جلوگیری کرد.
1 میلیون کیلومتر روی صفحه نمایش ، خیره کننده Rhea دومین قمر بزرگ زحل است. همه آن دارای دهانه هایی است - بمباران مداوم فضایی میلیاردها سال به طول انجامید. ماهواره دیگری که در تاریکی مخملی فضا می درخشید به چشم دوربین آمد. این دیون است که بیشتر شبیه به ماه ماست تا سایر اجرام منظومه زحل ، اما "دریاها" در دیون با گدازه جامد پوشانده نشده است. یخ آب در همه جا قابل مشاهده است ، مانند سنگ جامد. شبکه "طناب" سفید از مکانهایی صحبت می کند که آب از روده بیرون می زند و فوراً جامد شده و در یخبندان شدید غوطه ور شده است. دمای سطح دیون منهای 180 درجه سانتی گراد است - در اینجا خورشید 900 بار کم نورتر از مدار زمین می درخشد.
ماهواره قبلاً ناشناخته Saturn-12 (S-12) در مقابل چشم محققان شناور است. با کمال تعجب ، این مدار در همان مدار Dione قرار دارد. در عین حال ، S-12 همیشه در فاصله 1/6 دور مداری جلوتر از Dione پرواز می کند. در مکانیک آسمانی ، چنین پدیده ای معمولاً رزونانس مداری نامیده می شود.
300 هزار کیلومتر قرار ملاقات با کیوان به زودی فرا می رسد. از سمت چپ پیشاهنگ ، انگار از ورودش استقبال می شد ، میماس ظاهر شد. او عجیب به نظر می رسد. میلیاردها سال پیش ، این ماهواره با یک جرم آسمانی بزرگ برخورد کرد - انفجار نیروی عظیم آنقدر یخ و سنگ را از بدن میماس بیرون کشید که دهانه ای به عمق 9 و عرض 130 کیلومتر شکل گرفت. این دهانه یک چهارم نیم کره ماه را اشغال کرده است!
101 هزار کیلومتر در چنین فاصله ای ، سیاره غول پیکر و پیام رسان زمین ملاقات کردند و از هم جدا شدند. زحل به قدری بزرگ است که در ساعات نزدیکترین فاصله ، فقط یک تکه کوچک از پوشش ابر در قاب تلویزیون دیده می شود. ابرهای قهوه ای مایل به زرد ، غیرقابل نفوذ در چشم ، همه جا هستند. در میان نوارهای نوسان سفید ، گردابها و هاله ها ، برخی از نقاط آبی -سبز ، به اندازه گرینلند یا استرالیا ، وجود دارند - اینها "پنجره هایی" هستند که از طریق آنها گردابهای گازی از اعماق سیاره عبور می کنند.
از میان همه سیارات منظومه شمسی ، کیوان بعد از مشتری از نظر اندازه دوم است. در داخل آن ، فضای کافی برای سیصد کره وجود دارد. اما چگالی متوسط این غول بسیار کم است - اگر اقیانوس بی پایان بی نظیری در جایی وجود داشت ، کیوان مانند یک چوب پنبه روی سطح آن شناور می شد.
بر اساس مدل جدید که توسط ابزارهای وویجر ایجاد شده است ، این سیاره به نظر ما یک توپ هیدروژن و هلیوم در قطب ها است. پاکت گازی قوی زحل ، با افزایش فشار ، به حالت مایع نزدیک به مرکز تبدیل می شود. سیاره مایع تا هسته!
و هسته جامد چطور؟ اندازه زمین است ، اما جرم آن 15-20 برابر بیشتر است. چگالی ماده در مرکز سیاره ، جایی که فشار 50 میلیون اتمسفر زمین است ، بسیار زیاد است! و درجه حرارت + 20000 درجه است! توپ مایع می جوشد و در ردیف بالای ابرهای سیاره ، سرمای شدیدی حاکم است. این اختلاف دمای عظیم چگونه بوجود می آید؟ با وسعت فضای داخلی این سیاره و گرانش عظیم آن ، جریان گازها صدها سال طول می کشد تا گرمای اعماق را به لایه ابر بالای جو زحل منتقل کند.
باران عجیب
زحل سه برابر بیشتر از انرژی دریافتی از خورشید به فضا تابش می کند. اول ، گرما با انقباض تدریجی غول گاز ایجاد می شود - قطر آن سالانه میلی متر کاهش می یابد. علاوه بر این ، زحل منبع فوق العاده دیگری از انرژی دارد. کره داغ زحل از بدو تولد منظومه شمسی در حال سرد شدن است.بر اساس محاسبات اخترفیزیکدانان ، 2 میلیارد سال پیش ، در عمق زیاد این سیاره ، فشار داخلی به زیر نقطه بحرانی غلظت هلیوم کاهش یافت. و باران شروع شد … باران عجیبی که تا امروز می بارد. قطرات هلیوم هزاران کیلومتر در ضخامت هیدروژن مایع می افتند ، در حالی که اصطکاک ایجاد می شود و انرژی حرارتی ظاهر می شود.
هوای طوفانی
تحت تأثیر چرخش سریع این سیاره (هر نقطه ای در خط استوای زحل 14 برابر سریعتر از خط استوا زمین حرکت می کند) بادهای نیرومندی در دنیای اسرارآمیز می وزد - در یک مکان تجهیزات وویجر سرعت ابرهای 1600 کیلومتر در ساعت این نسیم با طراوت را چگونه دوست دارید؟
لنزهای دوربین وویجر به نیمکره جنوبی زحل می لغزند. ناگهان ، یک نقطه بیضی به طول دهها هزار کیلومتر بر روی صفحه نمایش مرکز کنترل ماموریت ظاهر شد - یک کپی از نقطه بزرگ قرمز در مشتری. سیاره زمین می تواند آزادانه در داخل نقطه قرار گیرد. اما این فقط یک گرداب جوی بغرنج در جو کیوان است که پایانی ندارد.
تصادف در
وویجر پرواز خود را از کنار زحل ادامه می داد که ناگهان ارتباطات رادیویی قطع شد. دانشمندان نگران نبودند - طبق محاسبات ، این دستگاه در "سایه رادیویی" سیاره ناپدید شد. هنگامی که پیشاهنگ از طرف دیگر زحل "بیرون آمد" ، وضعیت واقعاً جدی شد. مکانیسم فرمان صفحه گردان با ابزارها گیر کرده است. آیا امکان عکاسی از سمت شب کره زمین وجود ندارد؟! حیف است که به دلیل نقص فنی ، دیدار برنامه ریزی شده با ماهواره های بزرگ - انسلادوس و تتیس - لغو شود.
سیگنال ها از مرکز کنترل به رایانه ایستگاه بین سیاره ای منتقل می شود. کنترل تعمیر مکانیسم با فاصله کیهانی پیچیده شد - زمان تأخیر سیگنال رادیویی بین زمین و زحل 1.5 ساعت است. در نهایت ، مغز دیجیتالی وویجر قفل هدایت دوربین های تلویزیونی را باز کرد ، اما زمان از دست رفت و فقط تتیس از نزدیک آشنا شد.
هنگامی که دستگاه در حال دور شدن از زحل با سرعت 22 کیلومتر بر ثانیه بود ، دانشمندان طوفان الکتریکی را در حلقه های زحل مشاهده کردند. رعد و برق ، که سایه را روشن می کند ، برجسته های قرمز را روی ابرهای شبانه این سیاره می اندازد …
پایانی نمایش فضایی
رویدادهای شرح داده شده در بالا در 1980-1981 رخ داد ، زمانی که دو ایستگاه بین سیاره ای خودکار وویجر 1 و وویجر 2 از کنار کیوان عبور کردند. برای جلوگیری از تکرار ، تصمیم گرفتم در مورد آنها جداگانه صحبت نکنم - همه اخبار مربوط به سیستم زحل ، که توسط دو دستگاه به زمین منتقل می شود ، به طور مشروط "در دهان" یکی با نام "وویجر" (بدون شماره) قرار می گیرد.
درک این نکته که پس از سه دهه ، فناوری های فضایی ما در همان سطح باقی مانده اند ، کمی توهین آمیز است.
هر شب ، هنگامی که خورشید غروب می کند و آسمان تاریک با پراکندگی ستارگان پوشانده می شود ، ما کیهان را می بینیم. اکتشافات فضایی به فناوری فوق العاده پیچیده ای نیاز دارد که مبتنی بر دستاوردهای پیشرفته موشکی ، الکترونیک ، فناوری هسته ای و دیگر شاخه های علم و فناوری است. بنابراین ، پرواز کاوشگرهای بین سیاره ای ، علیرغم غیرواقعی بودن ظاهری و عدم استفاده از مزایای عملی ، نیاز به حل بسیاری از مشکلات کاربردی دارد: ایجاد منابع انرژی قوی و جمع و جور ، توسعه فناوری برای ارتباطات فضایی دوربرد ، بهبود سازه ها و موتورها ، توسعه روشهای جدید گرانش کمک کننده ، از جمله.h. با استفاده از نقاط لاگرانژ کل این جبهه تحقیق می تواند به "لوکوموتیو" علم مدرن تبدیل شود و نتایج بدست آمده می تواند در حل مشکلات فوری بیشتر مفید باشد. با این وجود ، اکثر مشکلات حل نشده باقی مانده است.
همه تلاشهای ترسناک مدرن برای کشف سیارات بیرونی (ماموریتهای Ulysses ، Cassini ، New Horizons) همه بر اساس همان فناوریها و پیشرفتهایی است که در پروژه وویجر استفاده شد. به مدت 30 سال ، هیچ نوع موتور جدیدی ایجاد نشده است که برای پروازهای بین سیاره ای مناسب باشد.به عنوان مثال ، راننده های یونی کاوشگر ژاپنی هایابوسا ، که از آنها به عنوان فناوری پیشرفته فوق مدرن یاد می شود ، در واقع پیشرفتهای خوبی در اواسط قرن بیستم به خوبی فراموش شده اند. ماهواره های هواشناسی شهاب سنگ ثانیاً ، موتورهای یونی یک ابزار نسبتاً خاص هستند: آنها واقعاً مصرف سوخت شگفت انگیزی پایینی دارند (چند میلی گرم در ثانیه) ، اما بر این اساس ، آنها نیروی محرکه چند میلی واتون ایجاد می کنند. سالها طول می کشد تا یک فضاپیما شتاب گیرد ، و در نتیجه ، هیچ مزیت واقعی به دست نمی آید.
موتورهای جت معمولی پیشران مایع (LPRE) ، نه تنها بسیار تند هستند - کار آنها به دهها (صدها) ثانیه محدود می شود ، علاوه بر این ، آنها نمی توانند فضاپیما را به سرعت مورد نیاز شتاب دهند ، به عنوان مثال ، برای رسیدن به مدار زحل مشکل اساسی این است که میزان جریان گاز بسیار پایین است. و بالا بردن آن به هیچ وجه ممکن نیست.
اوج مد در دهه 50 - موتور جت هسته ای به دلیل عدم وجود مزایای قابل توجه توسعه نیافت. با وجود شعله خاموش نشدنی یک راکتور هسته ای ، چنین موتوری به یک سیال در حال کار نیاز دارد - به عنوان مثال. در واقع ، این یک موتور موشک معمولی با سوخت مایع با همه عواقب و معایب ناشی از آن است.
روش اصلی سفر در فضا با استفاده از پالس های انفجارهای هسته ای ، که توسط فریمن دیسون در سال 1957 (پروژه جبار) پیشنهاد شد ، روی کاغذ باقی ماند - بسیار جسورانه و ، صادقانه ، یک ایده مشکوک.
"فاتحان فضا" (که در اینجا نسبت به تمام بشریت کنایه آمیز است) برای 50 سال از عصر فضا نتوانسته اند موتور موثری برای حرکت در فضای بین سیاره ای ایجاد کنند. اگر هیچ اشاره ای از متخصصان مکانیک آسمانی وجود نداشت ، ما هرگز مشتری یا زحل را نمی دیدیم - از گرانش سیارات برای سرعت بخشیدن به AMS استفاده کنیم. "بیلیارد بین سیاره ای" به شما امکان می دهد بدون استفاده از موتور سرعت فوق العاده ای (15-20 کیلومتر در ثانیه) بدست آورید و حومه منظومه شمسی را کاوش کنید. تنها مشکل "پنجره های راه اندازی" بسیار محدود است - چند روز (هفته) هر چند سال یک بار. جایی برای کوچکترین اشتباه وجود ندارد. سالهای طولانی پرواز و چند ساعت برای قرار ملاقات با هدف تحقیق.
با کمک مانورهای گرانشی ، "مسافران" پرواز کردند ، طبق همان طرح ، کاوشگر مدرن "افق های جدید" به پلوتون پرواز می کند ، اما فقط برای عبور از منظومه شمسی 9 سال طول می کشد. و سپس این سفر فقط یک روز فرصت دارد تا یک سیاره دور را کاوش کند! این کاوشگر با سرعت زیادی از کنار پلوتون عبور می کند و برای همیشه در فضای بین ستاره ای ناپدید می شود.
