Реферат: Современные представления о солнечной системе
В 1971 и 1972 г. окрестностей Марса достигли советские станции "Марс-2" и "Марс-3", открывшие у планеты слабое магнитное поле, хотя это открытие не было признано. Наличие магнитного поля подтверждено станцией "Марс-5" в 1974 г. и американским аппаратом в 1997 г. [Жузгов, 1998].
Дальние полёты недавнего времени
А нынче неразумный Гений
Послал в бескрайние Миры
Наш точный адрес во Вселенной
И всё о нас до сей поры...
Анатолий Асмоловский
"Пионер-10" (США). Запущен в 1972 г. Предназначался для исследования дальнего Космоса. В 1973 г. пролетел мимо Юпитера. В 1983 г. пересёк орбиту Плутона. Трансплутоновые планеты не замечены. Ещё 10 лет после этого должен был работать. Согласно заметке 1999-го года [Загадочное ускорение..., 1999], станция до сих пор продолжает передавать сигналы. Сообщение об удачной связи со станцией было в информационной радиопередаче 1 мая 2001 г. Ещё в 1980 г. (в 20 астрономических единицах от Солнца) было открыто добавочное ускорение станции строго к Солнцу, то есть она тормозится чуть быстрее, чем должна. Её нормальное гравитационное ускорение в 1980 г. - 3,8*10-4 см/с2, добавочное - 8*10-8. Последующие измерения подтвердили добавочное торможение (ускорение к Солнцу). Самой большой неожиданностью оказалось постоянство добавочного ускорения: по мере удаления станции от 40 до 60 а.е. величина ускорения не менялась с точностью 2*10-8 см/с2. Все вероятные причины ускорения из числа известных отвергнуты, и поэтому "некоторые учёные не исключают возможность влияния совершенно новых гравитационных механизмов" [Загадочное ускорение..., 1999, с.101]. В марте 1997 г. станция удалилась от Солнца уже на 67 а.е. Она имеет графическое сообщение для внеземных цивилизаций - пластину с изображением Солнца и планет, мужчины, женщины и т.д.
"Пионер-11" (США). Запущен в 1973 г. Прошёл близ Юпитера [1974] и Сатурна [1979]. Для него тоже открыто добавочное ускорение [Загадочное ускорение..., 1999]. Связь со станцией прервалась в 1990 г.
"Маринер-10" (США). Запущен в 1973 г. Прошёл близ Венеры в 1974 г., а потом трижды сближался с Меркурием (март 1974, сентябрь 1974, март 1975). Это первая станция, предназначенная для исследования сразу двух планет и совершившая корректировку орбиты с использованием притяжения "промежуточной" планеты. Составлена карта одной из сторон Меркурия.
"Викинг-1" и "Викинг-2" (США). Запущены в 1975 г. Какое-то время в 1976 г. пробыли на орбите около Марса, а потом их посадочные модули совершили мягкую посадку, после чего брали пробы грунта и вели поиски жизни. На полюсе зафиксирована температура минус 123 градуса Цельсия [Хаберле, 1986].
"Вояджер-1" и "Вояджер-2" (США). Запущены в 1977 г. Воспользовавшись "парадом" планет-гигантов, прошли мимо Юпитера (1979) и Сатурна (1980 и 1981). Первая из них на 6500 км сближалась с Титаном (1980), а вторая позднее прошла вблизи Урана (1986) и Нептуна (1989). Открыты многочисленные спутники, кольца и детали облачного слоя этих планет. Станции продолжают работать за пределами планетной системы, и связь с ними сохранилась (хотя с "Вояджером-2" она ненадолго рвалась в ноябре 1998 г., но с Земли удалось включить запасной радиопередатчик). В апреле 1999 г. "Вояджер-2" был в 8,6 млрд. км от Земли, "Вояджер-1" - в 10,9 млрд. км (в 70 раз дальше, чем Солнце). На связь в оба конца с этой станцией уходит 20 часов ("Вояджеры" - самые удалённые от Земли искусственные объекты, 2000).
"Венера-13" (СССР). Запущена в 1981 г. В 1982 г. совершила мягкую посадку на поверхность Венеры близ области Бета и передала её первые цветные снимки (нагромождение плит вулканического происхождения). Менее качественные изображения поверхности были переданы до этого "Венерой-9", впервые села "Венера-7", рассчитанная на давление в 100 атмосфер, а предыдущие спускаемые аппараты не выдерживали атмосферного давления ("Венера-4" была рассчитана на 10-20, "Венера-5" и "Венера-6" - на 27 атмосфер) [Бронштен, 1997].
"Венера-15" и "Венера-16" (СССР). Последние и самые удачные станции этой серии. Подлетели к Венере в 1983 г. Летали над облачным слоем планеты и 8 месяцев проводили обследование Венеры (радиолокационному изучению подверглась четверть поверхности планеты, зарегистрированы детали протяжённостью 1-2 км и высотой 50 м). Кроме того, от них отделились спускаемые отсеки и совершили мягкую посадку.
Европейский зонд "Джотто". В 1986 г. пересёк центральную часть головы кометы Галлея примерно в 600 км от ядра. Кометные пылинки повредили приборы "Джотто", но, в целом, станция справилась с задачей. Получены фотографии кометного ядра, определён химический состав ядра и головы [Пролёт "Джотто"..., 1986]. Позднее зонд "Джотто" решено было использовать в 1992 г. для полёта к комете Григга-Скъеллерупа, скорректировав его орбиту при сближении с Землёй [Природа, 1990, N2, с.120]. Удалась ли попытка, автор не знает.
"Вега-1" и "Вега-2" (США). В 1986 г. прошли в 8900 и 7900 км от ядра кометы Галлея.
"Планета-А" (Япония). В 1986 г. прошла в 150000 км от ядра кометы Галлея. Перед этим столкнулась с пылинками в 2 и 3 мг, которые отклонили её от расчётного направления на 0,7 градуса [Пролёт "Джотто"..., 1986].
"Галилео" (США). Запущен 18 октября 1989 г. с корабля "Атлантис" ["Галилей"..., 1990]. Направился к Юпитеру по очень сложной траектории. Через 100 суток достиг окрестностей Венеры, через 400 суток почти вернулся к Земле, прошёл к астероиду Гаспре и вернулся к Земле через 3 года, а потом опять пересёк пояс астероидов, сблизившись с Идой, и 7 декабря 1995 г. подлетел к Юпитеру и его спутникам (имелись орбитальный и спускаемый отсеки). Зарегистрированы 9 вспышек в облаках Венеры [Природа, 1992, N3, с.120], впервые с близкого расстояния сфотографированы астероиды, открыт спутник астероида Иды, отмечены изменения цвета Ио из-за новых излияний серы (в сравнении с прежними фотографиями "Вояджеров"). Сделано огромное количество других открытий на спутниках Юпитера. Открыто облако пыли, которое летит от Юпитера или его спутников. Это наэлектризованные частицы в магнитном поле Юпитера. Везде в поясе астероидов было в среднем одно столкновение с микрометеоритом за сутки, а в этом облаке - 20000 столкновений в сутки [Изучается астероид Ида, 1994; "Галилей" совсем запылился, 1996; Внутренние океаны спутников Юпитера, 1999]. Программа полёта была выполнена в 1997 г., после чего экспедиция продлевалась ещё три раза. 17 января 2002 г. "Галилео" должен был в последний раз сблизиться с Ио (на 100 км!), но из-за ошибки в программе произошла перегрузка бортового компьютера, и фотографирование Ио не производилось. Сближение с Ио направило аппарат к Амальтее, с которой он встретится в ноябре 2002 г., после чего будет уничтожен в атмосфере Юпитера, чтоб случайно не занести жизнь на Европу.
"Фобос" (СССР). Два аппарата запущены в 1988 г. Связь с "Фобосом-1" прервалась сразу же из-за неверной команды с Земли. "Фобос-2" в 1989 г. передал на Землю 40 фотографий Фобоса с расстояния 400-200 км, но в дальнейшем связь прервалась. Станция подтвердила в существование у Марса слабого магнитного поля [Жузгов, 1998; Кузьмин, 1998]. В 1992 г. потеряна была связь и с американским аппаратом, летевшим к Марсу. А российский "Марс-96", взлетев, упал в Южной Америке. Марсоходы, доставленные "Марсом-2" и "Марсом-6", не сумели выйти из посадочных аппаратов [Кузьмин, 1998].
"Магеллан" (США). Запущен в 1989 г. Подошёл к Венере в августе 1990 г., совершил маневры с трением об атмосферу Венеры и перешёл на круговую орбиту ["Магеллан" маневрирует у Венеры, 1993]. Составляет карту Венеры при помощи радиолокации. Были сообщения о том, что с этой станции замечен недавно упавший утёс, обломки которого рассыпались на площади 7,5 х 2,5 км [Венера "Зашевелилась", 1992].
Зонд "Улисс" (США). Запущен в 1990 г. Предназначен для изучения полюсов Солнца, которые плохо видны с Земли. Сначала подошёл к Юпитеру, который перевёл его на орбиту вне плоскости Солнечной системы. Делает оборот за 6,2 года. В 1996 г. было сообщение о начале второго витка [Второй оборот вокруг Солнца, 1996].
Солнце изучается также солнечно-гелиосферной обсерваторией "SOHO" ("Solar Heliosphere Observatory"). Кроме того, этот аппарат обследовал плазменный "хвост", который тянется от Венеры [Колоссальный "хвост" Венеры, 1997]. В 1998 г. выходила из строя ориентационная система станции, но её удалось починить, введя в компьютерную систему новую программу ориентации [Возрождение "SOHO", 1999]. Теперь станция должна проработать до 2003 г. и наблюдать максимум солнечной активности в середине 2000 г.
"Марсианский следопыт" (Mars Pathfinder) (CША). В декабре 1996 г. полетел к Марсу и сел в устье долины Арес, куда ледником или водным потоком когда-то давно были вынесены камни с большой площади. Это третья удачная посадка американского аппарата на Марс (все четыре аналогичные советские попытки были неудачными). Аппарат вошёл в атмосферу Марса сразу (7,65 км/с), а не с марсианской орбиты. Торможение было за счёт трения об атмосферу, потом при помощи парашюта, потом при помощи двигателя, потом при помощи шаров с газом, смягчивших удар (аппарат, как мяч, подпрыгнул на этих шарах 16 раз). Далее станция действовала по принципу советских аппаратов "Луна-9" и "Луна-13": тетраэдр тяжёлой гранью повернулся вниз ("ванька-встанька"), три грани раскрылись в виде лепестков (солнечные батареи), а на четвёртой - находились приборы (телекамера, магнитометр, три ветровых конуса-вертушки, приборы для изучения структуры атмосферы и другие). Отделился шестиколёсный марсоход с тремя телекамерами, который удалялся на 500 м от станции в разные стороны. Основной блок должен был работать месяц, а работал три месяца. Марсоход должен был работать неделю, а работал в 12 раз дольше. Весь мир мог получать информацию непосредственно от станции через интернет ["Марсианский следопыт" собирается в путь, 1995; Базилевский, 1998].
"Марс-Глобал Сервейер" ("Mars Global Surveyor orbiter") в 1997 г. подтвердил наличие у Марса слабого магнитного поля [Жузгов, 1998].
Станция "NEAR" (Near Earth Asteroid Rendervour - Встреча с околоземным астероидом) (США). Запущена 17 февраля 1996 г. для исследования астероида Эрос [Странности топографии Эроса, 2002]. В июне 1997 г. пересекла пояс астероидов и встретилась с астероидом Матильда (см. ниже), на который была перепрограммирована уже в полёте. Получено 500 фотографий. Потом, в январе 1998 г., подошла к Земле и, получив необходимое ускорение, должна была в начале 1999 г. стать спутником Эроса [На встречу с Эросом, 1994], но в декабре 1998 г. прошла в 3830 км от этого астероида. Выяснилось, что Эрос вытянут на 40 км. Определены его масса и плотность [Астероид Эрос, 2000]. 14 февраля 2000 г. станция всё-таки стала спутником Эроса, а 12 февраля 2001 г. была посажена на него [Странности топографии Эроса, 2002]. Получено 160 тыс. снимков, в т.ч. перед самой посадкой.
Станция "Кассини" и спускаемый зонд "Гюйгенс" (международные). Предназначены для изучения Титана - спутника Сатурна. Должны прилететь в 2004 г. Планируется посадка [Подготовка к изучению Титана, 1996]. 24 июня 1999 г. аппарат совершил второй манёвр вокруг Венеры, пройдя в 620 км от неё. 18 августа он оказался в 1166 км от Земли и направился к Юпитеру, который должен направить его к Сатурну ["Кассини" идёт своим курсом, 2000].
"Stardust" ("Звёздная пыль") (США). Аппарат стартовал в 1999 г. Предназначен для изучения кометы Вильда-2 и облаков космической пыли. До встречи с кометой совершит три облёта вокруг Солнца. После первого облёта сблизится с Землёй и под воздействием её тяготения наберёт дополнительную скорость, что позволит пройти через голову кометы с относительной скоростью всего 6,1 км/с. Дважды (в 2000 и 2002 гг.) пересечёт скопление частиц пыли между Марсом и Юпитером, изучая его. 2 января 2004 г. пройдёт в 150 км от ядра кометы Вильда-2. Будет ловить пылинки от 1 до 100 мк аэрогелем (пеной). В начале 2006 г. окажется близ Земли. На высоте 100 000 км отделится посадочный отсек, затормозит об воздух и на парашютах опустится в соляную пустыню в штате Юта. Это должно произойти 14-15 января [На свидание с кометой Вильда-2, 1999].
Запуск американской станции к Плутону намечен на начало XXI века.
Интересную космическую программу имеет также Япония [Японский радиотелескоп в космосе, 1997]. Предполагаются высадка астронавтов на Луну и межпланетные перелёты. В 1997 г. к Луне должна была полететь станция "Lunar-A" (выйти на лунную орбиту и с неё спустить три аппарата в трёх точках Луны с бурильными установками, сейсмографами и измерителями теплового потока из недр). "Planet-B" должна была в 1998 г. отправиться к Марсу. В 2002 г. станцию "Muses-C" планируется послать к астероиду Нереиде в момент её сближения с Землёй, чтобы взять пробы и в 2006 г. вернуться на Землю. Размер Нереиды - 1 км. Впрочем, были и скептические высказывания, так как реальные успехи Японии в освоении Космоса до этого были весьма скромны: только в 1994 г. была запущена нормальная ракета [У Японии "на прицеле" Луна, 1995]. И действительно, станция "Lunar-A" не полетела, так как перед самым запуском протекла химическая батарея, и повторить попытку можно только через много лет, когда опять будет соответствующее взаимное расположение Солнца, Земли и Луны [Запуск аппарата "Lunar-А" переносится, 1998]. Сейчас Япония корректирует программу и ищет иностранных партнёров.
Одна из американских фирм планирует коммерческий запуск станции к астероиду, чтоб потом продать информацию правительственным агентствам и университетам [Коммерческий полёт к астероиду, 1998].
В ближнем космосе