La sonda flota en un buit gelat. Han passat tres anys des del seu llançament a Baikonur i un llarg camí s'estén per darrere dels mil milions de quilòmetres. El cinturó d’asteroides s’ha travessat amb seguretat, els fràgils instruments han resistit el fred sever de l’espai mundial. I endavant? Terribles tempestes electromagnètiques a l'òrbita de Júpiter, radiació mortal i un aterratge difícil a la superfície de Ganímedes, el més gran dels satèl·lits del planeta gegantí.
Segons la hipòtesi moderna, sota la superfície de Ganímedes hi ha un enorme oceà càlid, que possiblement està habitat per les formes de vida més senzilles. Ganímedes es troba cinc vegades més lluny de la Terra, la capa de gel de 100 quilòmetres protegeix de manera fiable el "bressol" del fred còsmic i el monstruós camp gravitatori de Júpiter "sacseja" contínuament el nucli del satèl·lit, creant una font inesgotable de calor tèrmica. energia.
La sonda russa consisteix a aterrar suaument en un dels canyons de la superfície gelada de Ganímedes. En un mes, perforarà gel fins a una profunditat de diversos metres i analitzarà mostres; els científics esperen establir la composició química exacta de les impureses del gel, cosa que donarà una idea de l'estructura interna del satèl·lit. Algunes persones creuen que serà possible trobar rastres de vida extraterrestre. Una interessant expedició interplanetària: Ganímedes es convertirà en el setè cos celeste *, a la superfície del qual visitaran les sondes terrestres.
"Europe-P" o la part tècnica del projecte
Si les paraules del viceprimer ministre Rogozin sobre el "desembarcament lunar" de l'Estació Espacial Internacional es poden considerar una broma, la declaració de l'any passat del cap de Roscosmos Vladimir Popovkin sobre la propera missió a Júpiter sembla una decisió seriosa. Les paraules de Popovkin coincideixen plenament amb l’opinió de l’acadèmic Lev Zeleny, director de l’Institut d’Investigació Espacial RAS, que, el 2008, va anunciar la seva intenció d’enviar una expedició científica a les llunes gèlides de Júpiter: Europa o Ganímedes.
Fa quatre anys, el febrer de 2009, es va signar un acord internacional per iniciar el programa complet d’estudi de la missió del sistema Europa Jupiter, en el qual, a més de l’estació interplanetària russa, aniran a l’estació americana JEO, la JGO europea i l’estació japonesa JMO Júpiter. Cal destacar que Roskosmos va escollir per si mateix la part més cara, complexa i més important del programa, a diferència d'altres participants que només preparen orbitadors per a l'estudi de quatre satèl·lits "grans" de Júpiter (Europa, Ganímedes, Calisto, Ío) de a l’espai, l’estació russa hauria de fer la maniobra més difícil i “aterrar” suaument a la superfície d’un dels satèl·lits seleccionats.
La cosmonautica russa es dirigeix cap a les regions externes del sistema solar. És massa d'hora per posar un signe d'exclamació aquí, però l'estat d'ànim és encoratjador. Els informes de les profunditats de l’espai semblen molt més interessants que els informes de la Costa Blava, on alguns oficials russos es burlen de vacances.
Com en qualsevol projecte ambiciós, en el cas de la sonda russa per estudiar Ganimedes, hi ha molt d’escepticisme, el grau del qual va des d’advertències competents i justificades fins a sarcasmes directes a l’estil de “reposició del grup orbital rus fons de l'Oceà Pacífic.
La primera i, potser, la més simple pregunta: per què necessita Rússia aquesta superexpedició? Resposta: si sempre ens deixés guiar per aquestes preguntes, la humanitat seguiria asseguda a les coves. Cognició i exploració de l'Univers: aquest, potser, és el significat principal de la nostra existència.
És massa aviat per esperar resultats concrets i beneficis pràctics de les expedicions interplanetàries, de la mateixa manera que és exigir que un nen de tres anys es guanyi la vida per separat. Però tard o d’hora succeirà un avenç i el coneixement acumulat sobre mons còsmics llunyans serà definitivament útil. Potser demà comenci la "febre de l'or" espacial (ajustada per a alguns Iridium o Helium-3) i tinguem un poderós incentiu per dominar el sistema solar. O potser ens quedarem a la Terra 10.000 anys més, sense poder entrar a l’espai exterior. Ningú sap quan passarà això. Però això és inevitable, a jutjar per la fúria i l’energia indomable amb què una persona canvia nous territoris deshabitats del nostre planeta.
La segona pregunta, relacionada amb el vol a Ganimedes, sona més dura: és capaç Roscosmos de realitzar una expedició d'aquesta magnitud? Al cap i a la fi, ni les estacions interplanetàries russes ni soviètiques han operat mai a les regions externes del sistema solar. La cosmonautica domèstica es limitava a l’estudi dels cossos celestes més propers. A diferència dels quatre petits "planetes interiors" amb una superfície sòlida: Mercuri, Venus, la Terra i Mart, els "planetes exteriors" són gegants gasosos, amb mides i condicions completament inadequades a les seves superfícies (i, en general, tenen "superfície"? Segons els conceptes moderns, la "superfície" de Yuriter és una monstruosa capa d'hidrogen líquid a les profunditats del planeta sota pressió en centenars de milers d'atmosferes de la Terra).
Però l'estructura interna dels gegants gasosos és una bagatel en comparació amb les dificultats que sorgeixen en la preparació d'un vol a les "regions exteriors" del sistema solar. Un dels problemes clau està associat a la llunyania colossal d’aquestes regions del Sol: l’única font d’energia a bord de l’estació interplanetària és el seu propi RTG (generador termoelèctric de radioisòtops), alimentat amb desenes de quilograms de plutoni. Si una tal "joguina" estigués a bord del Phobos-Grunt, l'èpica amb la caiguda de l'estació a la Terra s'hauria convertit en una "ruleta russa" mundial … Qui hauria aconseguit el "premi principal"?
No obstant això, a diferència de Saturn encara més llunyà, la radiació solar a l'òrbita de Júpiter encara és molt sensible: a principis del segle XXI, els nord-americans van aconseguir crear una bateria solar altament eficient, que estava equipada amb la nova estació interplanetària Juno (llançada a Júpiter el 2011). Vam aconseguir desfer-nos del costós i perillós RTG, però les dimensions dels tres panells solars "Juno" són simplement enormes, cadascun de 9 metres de llarg i 3 d'ample. Sistema complex i feixuc. Fins ara, cap comentari oficial ha seguit quina decisió prendrà Roscosmos.
La distància a Júpiter és 10 vegades més gran que la distància a Venus o Mart; per tant, sorgeix la pregunta sobre la durada del vol i la garantia de la fiabilitat de l’equip durant molts anys de funcionament a l’espai lliure.
Actualment, s’està investigant en el camp de la creació de motors iònics d’alta eficiència per a vols interplanetaris de llarga distància, malgrat el seu fantàstic nom, es tracta de dispositius completament banals i bastant simples, que s’utilitzaven en els sistemes de control d’actituds dels satèl·lits soviètics de la Sèries de meteorits. Principi de funcionament: un flux de gas ionitzat surt de la cambra de treball. L'empenta del "super-motor" és la desena part de Newton … Si col·loqueu el "motor iònic" al cotxe petit "Oka", el cotxe "Oka" romandrà al seu lloc.
El secret és que, a diferència dels motors convencionals de reacció química, que desenvolupen enormes potències durant poc temps, el motor iònic funciona tranquil·lament en espai obert durant tot el vol cap a un planeta distant. Un dipòsit de xenó liquat amb una massa de 100 kg és suficient per a desenes d’anys de funcionament. Com a resultat, al cap d’uns anys, el dispositiu desenvolupa una velocitat bastant sòlida i tenint en compte que la velocitat de sortida del medi de treball des del filtre del "motor iònic" és moltes vegades superior a la velocitat de sortida del mitjà de treball del broquet d’un motor coet convencional de propulsió líquida, s’obren les perspectives d’acceleració de naus espacials per als enginyers fins a velocitats de centenars de quilòmetres per segon. Tota la qüestió és la presència a bord d’una font d’energia elèctrica prou potent i capaç de crear un camp magnètic a la cambra del motor.
El 1998, la NASA ja experimentava amb un sistema de propulsió iònica a bord de Deep Space-1. El 2003, la sonda japonesa Hayabusa, també equipada amb un motor iònic, va anar a l’asteroide Itokawa. El temps dirà si la futura sonda russa rebrà un motor similar. En principi, la distància a Júpiter no és tan gran com, per exemple, a Plutó, per tant, el principal problema rau en garantir la fiabilitat de l’equip de la sonda i la seva protecció contra el fred i els corrents de partícules còsmiques. Esperem que la ciència russa pugui fer front a aquesta difícil tasca.
El tercer problema clau del camí cap a mons llunyans sona curt i concís: la connectivitat
Garantir una connexió estable amb una estació interplanetària: aquest problema no és inferior en complexitat a la construcció de la "Torre de Babel". Per exemple, la sonda interplanetària Voyager 2, que a l'agost del 2012 la sonda va abandonar el sistema solar i ara flota a l'espai interestel·lar, es dirigeix cap a Síri, a la qual arribarà en 296.000 anys terrestres. De moment, el Voyager 2 es troba a 15.000 milions de quilòmetres de la Terra, la potència del transmissor de la sonda interplanetària és de 23 W (com una bombeta de la nevera). Molts de vosaltres sacsejaran el cap amb incredulitat: veure la llum tènue d’una bombeta de 23 watts des d’una distància de 15.000 milions de quilòmetres … és impossible.
No obstant això, els enginyers de la NASA reben regularment dades de telemetria de la sonda a 160 bps. Després d’un retard de 14 hores, el senyal del transmissor Voyager 2 arriba a la Terra amb una energia de 0,3 mil milions de bilions de bilions de watts. I això és suficient: les antenes de 70 metres dels centres de comunicacions espacials de llarg abast de la NASA als EUA, Austràlia i Espanya reben i descodifiquen amb seguretat els senyals dels viatgers espacials. Una altra aterradora comparació: l'energia d'emissió de ràdio procedent de les estrelles, adoptada per a tota l'existència de la radioastronomia espacial, no és suficient per escalfar un got d'aigua almenys una milionèsima part de grau. La sensibilitat d’aquests dispositius és simplement sorprenent. I si la sonda interplanetària distant tria la freqüència correcta i orienta la seva antena cap a la Terra, segur que se sentirà.
Malauradament, a Rússia no hi ha cap infraestructura terrestre per a comunicacions espacials de llarga distància. El complex "Plutó" ADU-1000 (construït el 1960, Evpatoria, Crimea) és capaç de proporcionar una comunicació estable amb les naus espacials a una distància no superior a 300 milions de quilòmetres; això és suficient per a la comunicació amb Venus i Mart, però massa poc per vols a "planetes externs".
Tot i això, la manca dels equips de terra necessaris no hauria de convertir-se en un obstacle per a Roscosmos: s’utilitzaran potents antenes de la NASA per comunicar-se amb el dispositiu a l’òrbita de Júpiter. Tot i això, l'estatus internacional del projecte obliga …
Finalment, per què va ser escollit Ganimedes per a l’estudi i no Europa, més prometedor pel que fa a la recerca d’un oceà sota gel? A més, el projecte es va designar originalment com a "Europa-P". Què va fer que els científics russos reconsideressin les seves intencions?
La resposta és senzilla i una mica desagradable. De fet, originalment es pretenia aterrar a la superfície d’Europa.
En aquest cas, una de les condicions clau era la protecció de la nau espacial contra l’impacte de les corretges de radiació de Júpiter. I això no és un avís descabellat: l’estació interplanetària Galileo, que va entrar a l’òrbita de Júpiter el 1995, va rebre 25 dosis letals de radiació a la seva primera òrbita. L'estació només es va salvar mitjançant una protecció eficaç contra la radiació.
De moment, la NASA disposa de les tecnologies necessàries per a la protecció contra la radiació i el blindatge dels equips de naus espacials, però, per desgràcia, el Pentàgon ha prohibit la transferència de secrets tècnics al bàndol rus.
Vam haver de canviar la ruta amb urgència: en lloc d'Europa, es va escollir Ganimedes, situada a una distància d'1 milió de km de Júpiter. Acostar-se al planeta seria perillós.
