Алан Стерн - За новыми горизонтами

В статье описывалось, как в следующие десятилетия NASA планирует запустить ряд автоматических аппаратов, которые исследуют все планеты и превратят знания о них из научно-фантастических фантазий в настоящие фотографии известных миров.

Изучение Солнечной системы представлялось как непрерывная череда путешествий. Статья сопровождалась биографическими справками о первом поколении ученых-планетологов, среди которых был Карл Саган, задумывающих полеты, запускающих космические зонды и обрабатывающих информацию, полученную в первых экспедициях. К 1970 г. NASA удалось запустить только семь аппаратов к другим планетам: три к Венере и четыре к Марсу. Все эти первые межпланетные полеты были «пролетами», когда аппарат просто приближается к планете и не имеет возможности замедлиться, чтобы выйти на орбиту или совершить посадку. В течение нескольких часов при минимальном сближении он делает так много фотографий, как только возможно, и собирает всю доступную информацию. (Надо отметить, что мы сказали «просто», но на следующих страницах этой книги вы увидите, что на самом деле ничего простого в этом нет.)

Статья в National Geographic рассказывала, что 1970-е гг. обещают стать «десятилетием исследования планет», и приводила многообещающий список запланированных и ожидаемых экспедиций NASA, которые открывали человечеству неизвестную часть Солнечной системы. На 1971 г. был намечен выход двух автоматических станций на орбиту вокруг Марса. Далее должны были состояться первые полеты в «неизведанное королевство», как тогда называли внешние планеты Солнечной системы. «Пионеру-10» и «Пионеру-11» предстояло добраться до Юпитера в 1973 и 1974 гг., а затем отправиться дальше, чтобы в далеком 1979-м достичь Сатурна.

Вскоре после этого «Маринер-10» должен был нанести первый визит Меркурию, по пути пролетев мимо Венеры, где ему впервые предстояло совершить гравитационный маневр – изящный трюк, который с тех пор стал обязательным для перемещения по Солнечной системе. При таком маневре космический аппарат посылают по траектории, проходящей очень близко к планете, что придает ему приращение скорости и направляет к следующей цели. Это звучит слишком хорошо, чтобы быть правдой, как будто мы получаем что-то из ничего, но на самом деле все работает – уравнения небесной механики не лгут. На планету крохотная потеря орбитальной скорости, которой она делится с космическим аппаратом, не оказывает заметного эффекта, но аппарат получает колоссальный толчок в нужном направлении. Планировалось, что «Пионер-11» использует такой трюк во время пролета мимо Юпитера, что позволит ему отправиться к Сатурну.

Если все эти экспедиции пройдут успешно, то еще до конца десятилетия космические аппараты с Земли посетят все пять планет, известных с древних времен, – от Меркурия до Сатурна. И более того, «Пионер-10» и «Пионер-11», набрав достаточную скорость, могли бы в конце концов вырваться из плена притяжения Солнца, став первыми построенными людьми аппаратами, покинувшими Солнечную систему (вместе со своими верхними ракетными ступенями).

А что же дальше? Оставалось еще три неисследованные внешние планеты, но огромное расстояние от Солнца до Урана, Нептуна и Плутона делало путешествие к ним неосуществимо долгим. Если только не…

Статья в National Geographic описывала дерзкий план совершить «большое путешествие», в котором можно было использовать несколько гравитационных маневров, чтобы посетить каждую из этих планет. Теоретически есть возможность запустить космический аппарат к Юпитеру, разогнать у Сатурна, а потом снова разгонять у каждой более отдаленной планеты. Такая экспедиция позволяла посетить все планеты, даже далекий Плутон, менее чем за десять лет, а не тратить на путешествие несколько десятилетий.

Но такой трюк невозможно осуществить в любое время и даже в любой случайно взятый год или столетие. Планеты, каждая из которых обращается по своей собственной орбите вокруг Солнца, должны выстроиться в правильном порядке, как бусины, нанизанные на нитку, от Земли до Плутона. Как секретный проход, открывающийся раз в два столетия, движение планет создает такую возможность раз в 175 лет.

Так случилось, что эта редкая возможность вскоре должна была появиться, и, таким образом, рождался шанс на «большое путешествие». Используя его, космический аппарат, запущенный в конце 1970-х гг., мог быстро пролететь через всю Солнечную систему, посетив по очереди каждую из внешних планет, и прибыть к Плутону в конце 1980-х гг. По счастливой случайности, эта редкая удача выпала именно в тот момент истории в конце ХХ в., когда люди как раз научились запускать аппараты к иным мирам.