Сергей Попов - Вселенная. Краткий путеводитель по пространству и времени - от Солнечной системы до самых далеких галактик и от Большого взрыва до будущего Вселенной

Межпланетные станции позволяют не только получать изображения в высоком качестве, но и проводить непосредственные измерения и эксперименты в окрестности и на поверхности тел Солнечной системы.

В 1989 г. Voyager 2 сблизился с Нептуном, это также было первым (и единственным на сегодняшний день) прохождением космического аппарата вблизи данной планеты. После этого траектория аппарата снова была существенно изменена, и он был направлен к границам гелиосферы. В настоящий момент часть аппаратуры Voyager 2 (как и Voyager 1) продолжает работать. Оба аппарата передают уникальную информацию с рекордного (более 115 а. е. в случае Voyager 2 и около 140 a.е. в случае Voyager 1) расстояния, удаляясь от Солнца примерно на 500 млн км (более 3 a.е.) в год.

Среди множества космических аппаратов, изучавших планеты с пролетных или орбитальных (т. е. с выходом на орбиту планеты) траекторий, стоит отметить межпланетную станцию New Horizons. Она стала первым космическим аппаратом, достигшим Плутона, с ее помощью удалось получить уникальные изображения этой карликовой планеты, а также ее спутников. Путешествие заняло почти 10 лет: запуск произошел в январе 2006 г., а аппарат пролетел на минимальном расстоянии от Плутона в июле 2015 г. По пути с помощью аппарата были получены изображения Юпитера и его спутников, а в дальнейшем New Horizons планируется использовать для изучения нескольких небольших объектов в поясе Койпера.

Самые далекие космические аппараты находятся на расстоянии более 100 a.е. от Солнца.

Может показаться странным, но, несмотря на относительную близость Меркурия к нам, изучать его сложнее, чем Юпитер. Поэтому к этой планете было не так много полетов, и не было ни одной посадки. На сегодняшний день наиболее детальные данные по этой планете получены с помощью спутника MESSENGER (Mercury Surface, Space Environment, Geochemistry, and Ranging – Поверхность, космическое окружение, геохимия и картография Меркурия), который был запущен в 2004 г. и вышел на орбиту искусственного спутника Меркурия в 2011 г. В 2015 г. программа была полностью завершена, в частности построены самые подробные карты Меркурия, и межпланетная станция была сведена с орбиты.

Наконец, упомянем межпланетную станцию Cassini, которая была запущена в 1997 г., а в 2004-м достигла своей цели – системы Сатурна. Станция несла спускаемый аппарат Huygens, который совершил посадку на спутник Сатурна Титан, обладающий плотной азотной атмосферой. В результате были получены уникальные данные об этом спутнике, позволившие даже заподозрить существование на нем экзотических форм жизни (см. раздел 16.1 «Жизнь в Солнечной системе»). Cassini в течение 13 лет успешно исследовал систему Сатурна, получив красивейшие изображения этой планеты и сделав ряд важных открытий. Например, были обнаружены криовулканы Энцелада – спутника Сатурна, – фонтанирующие водой подледного океана. 15 сентября 2017 г. аппарат Cassini был сведен с орбиты и вошел в атмосферу Сатурна.

Посадка на поверхность – сложная операция для межпланетной станции. Первая мягкая посадка на Луну удалась только в 1966 г. («Луна-9»). Многие попытки мягкой посадки на Марс и Венеру были неудачными. В случае Венеры это во многом было связано с экстремальными условиями на планете, что впервые выяснилось с помощью аппаратов серии «Венера».

Запущенная в 1967 г. «Венера-4» передавала информацию на Землю во время спуска в атмосфере, но была разрушена колоссальным давлением. Последующие аппараты создавались с учетом этих данных, и в итоге «Венера-7» в конце 1970 г. смогла совершить посадку и передать информацию с поверхности планеты. «Венера-9» и «Венера-10» в 1975 г. отправили на Землю первые изображения поверхности, а «Венера-13» и «Венера-14» – первые цветные изображения (а также провели анализ грунта).

Использование роботизированных мобильных исследовательских лабораторий позволяет получать важную научную информацию без необходимости пилотируемых экспедиций.

Еще более сложной задачей является посадка на малые тела – кометы и астероиды. В 2014 г. спускаемому аппарату Philae («Филы»), запущенному на борту космического аппарата Rosetta, удалось совершить посадку на поверхность кометы 67P/Чурюмова – Герасименко и передать оттуда данные. Потенциально такие исследования важны для понимания процессов формирования и эволюции Солнечной системы.

Биохимические лаборатории работали на поверхности Марса.

Основной задачей межпланетных станций является получение новой научной информации о свойствах изучаемых объектов, что может быть достигнуто отправкой сложного лабораторного оборудования. Например, на аппаратах Viking 1 и Viking 2 («Викинг-1, 2»), совершивших посадку на поверхность Марса в 1976 г., была установлена аппаратура для биологических экспериментов и обнаружения живых микроорганизмов на Марсе (результаты оказались отрицательными).