Первые открытия зонда “Новые горизонты”

Ощущения великолепные! – заявил по этому поводу всемирно известный астрофизик Алан Штерн. – К этому событию приложило руку столько людей со всей страны… Но теперь мы закончили первичную «разведку» Солнечной системы – задачу, за реализацию которой взялись еще при президенте Кеннеди». «Просто потрясающе, – сказал и Джон Грансфельд, возглавляющий управление научных миссий NASA. – Это было невероятное путешествие».

В самом деле, история полета New Horizons могла бы лечь в основу какой-нибудь приключенческой повести. Запущенный в январе 2006 года аппарат преодолел около 4,8 млрд км и 14 июля на скорости 45 тыс. км/ч промчался в непосредственной близости от Плутона, сделав снимки и измерения с расстояния всего в 12 тыс. км. За девять с половиной лет полета он пересек орбиты всех планет, лежащих между нами и далеким Плутоном.

Зимой 2007 года, когда в продажу поступила Windows Vista, зонд совершил маневр в гравитационном поле Юпитера, который придал ему дополнительную скорость. В июне 2008-го, пока футбольные болельщики следили за происходящим на чемпионате Европы, он преодолел орбиту Сатурна. Весной 2011 года, когда российская милиция превратилась в полицию, добрался до Урана, а тремя годами позже – до Нептуна.

Почти всю дорогу аппарат «спал», лишь время от времени выходя из режима энергосбережения для того, чтобы сфотографировать интересные объекты, мимо которых пролетал, и передать на Землю подтверждение: все идет по плану. А по плану главной целью миссии должна стать система Плутона – и сама карликовая планета, и пять ее спутников: Харон, Стикс, Никта, Гидра и Кербер.

Тысячелетия никому не известный, десятилетиями остававшийся гипотезой, а затем считавшийся девятой планетой Солнечной системы, с 2006 года Плутон оказался лишь одним из множества карликовых тел дальнего пояса Койпера – хотя и самым крупным среди них. Впрочем, все эти перестановки ничуть не умаляют важности исследований Плутона для понимания истории нашего «звездного дома» – и исследований тем более интересных, что до сих пор его окрестности не посещал ни один космический аппарат землян.

Сложная находка

Уникальность Плутона еще и в том, что открыт он был без помощи телескопов. В 1840-х французский астроном Урбен Леверье использовал уравнения ньютоновской динамики, чтобы предсказать движение Нептуна – тогда еще необнаруженного – по отклонениям, которые создает он в траектории Урана. Поняв, где можно найти Нептун, ученые вскоре сумели наблюдать его – и к концу столетия стало ясно, что и Нептун испытывает влияние некоей неизвестной «планеты X».

Поиском ее занялся легендарный астроном-любитель Персиваль Лоуэлл, потративший на это занятие почти 20 лет до самой своей смерти в 1916 году – и так и не заметивший, что «планета X» попалась-таки в объектив его телескопа, причем дважды, в марте и апреле 1915-го. Идентифицирована она была уже лишь историками науки – и только после того, как работавший в той же Обсерватории Лоуэлла Клайд Томбо обнаружил долгожданную планету. Первые намеки на нее Томбо получил в феврале 1930 года, а в марте, удостоверившись в находке, передал официальное сообщение. Далекий мир был явно темным и холодным, поэтому и имя он получил соответствующее. И в том же году планет в Солнечной системе официально стало девять.

Этот статус крошечный Плутон не удержал и сотни лет: в 2006 году решением Международного астрономического союза он был выведен из числа планет и отнесен к сравнительно новому классу карликовых планет. Тем не менее, имея радиус почти 1200 км (на 500 км меньше, чем у Луны), он остается крупнейшим из известных транснептуновых объектов – и, видимо, самым крупным телом в поясе Койпера. Эта гипотетическая область на дальних окраинах Солнечной системы считается «домом» многочисленных холодных объектов. Некоторые из них залетают и к нам – в виде долгопериодических комет. Скорее всего, когда-то именно они принесли на Землю львиную долю воды, которая орошает нашу голубую планету. С той поры молодости Солнечной системы в поясе Койпера мало что изменилось – тем интереснее заглянуть в него, как в «колодец прошлого».

В пролете

На подлете к Плутону New Horizons вышел из спячки и за 16 часов до максимального сближения – с расстояния примерно 700 тыс. км – сделал свой первый сенсационный снимок, впервые показавший нам основные детали поверхности карликовой планеты и ее крупнейшего спутника Харона. Были уточнены размеры Плутона: он действительно является самым крупным объектом за орбитой Нептуна, немногим больше своей основной соперницы, карликовой планеты Эриды. Впрочем, состоящий в основном изо льда Плутон не так уж и тяжел. На снимках New Horizons видно, что даже Харон заметно смещает его положение, так что вместе они образуют нечто вроде двойной системы, вращающейся вокруг общего центра тяжести.

Кора Плутона оказалась разнообразнее, чем считали многие астрономы, более темной в районе экватора и светлеющей к полюсам. Более того, выглядит она намного моложе, чем поверхность того же Харона, – это свидетельствует о том, что на Плутоне сохраняется геологическая «жизнь». До сих пор это крошечное тело, вряд ли способное удержать достаточно тепла, трудно было заподозрить в такой активности. Тем временем датчики зонда зафиксировали на Плутоне разреженную азотную атмосферу, которая, впрочем, простирается достаточно далеко в космическое пространство. Возможно, время от времени этот азот выпадает редким снегопадом – чтобы вскоре снова испариться с поверхности.

Ну а затем состоялся пролет. Работающие на Земле специалисты не имели контакта с аппаратом, да и миллиарды километров, на которые тот успел залететь, связь сильно затрудняют. Все происходило в автоматическом режиме – и из организаторов миссии домой не пошел никто. Ожидание было напряженным. «Мы всегда говорили о зонде так, будто это ребенок, малыш, подросток, – рассказывает руководитель команды Элис Боумен (Alice Bowman). – Мы хотели быть там, с ним». Лишь несколько часов спустя, когда New Horizons «позвонил домой», сообщив, что все прошло успешно, можно было выдыхать спокойно. Вскоре он начал передачу на Землю бесценных данных, собранных в системе Плутона. Процесс этот небыстрый, и целиком информация будет получена почти через полтора года. Тем не менее, каждая присылаемая от аппарата порция данных несет новые и новые открытия.

Мрачная компания

Сделанные в высоком разрешении фотографии Плутона оказались большим сюрпризом. Поверхность карлика усеяна бугристыми всхолмиями, каналы разрезают белоснежные ледяные пустоши, на которых то здесь, то там рассыпаны темноватые пятна. Сюрприз тут в том, что пятна, с большой вероятностью, являются следами криовулканизма – деятельности ледяных гейзеров Плутона. А еще – в том, что местные скалы выглядят исключительно молодо: такие высокие горы (высота одной из них достигает 3,5 км) образовались, видимо, в результате геологической активности. До сих пор считалось, что с этой точки зрения Плутон скорее мертв, чем жив, однако похоже, что некая внутренняя энергия в нем еще сохраняется, обеспечивая геологическую активность. Слабая атмосфера (по данным New Horizons, скорость ветра у поверхности не превышает 1-2 м/с) неспособна привести к серьезной эрозии новообразований на поверхности, и они подолгу сохраняют «юный» облик.

Зато вполне ожидаемым оказалось отсутствие у карлика глобального магнитного поля. Атмосферу его слабое притяжение удерживает странную: сильно разреженную, но растянувшуюся рыхлым хвостатым шаром далеко в космос – вплоть до 1600 км. Ближе к поверхности она состоит, в основ-ном, из метана, а в верхних слоях преобладает азот. Азотный хвост, растягиваясь на десятки тысяч километров назад по орбите Плутона, ионизируется солнечным излучением, образуя облако разреженной плазмы. Эта пышная атмосфера поднимается так высоко над поверхностью, что в определенном смысле можно говорить о том, что Плутон меет общую атмосферу со своим крупнейшим спутником Хароном.

Кстати, одна из находок, сделанных на Хароне, стала интернет-сенсацией сама по себе. В целом его облик напоминает нашу Луну, однако в центре одной из обширных впадин (390 км) обнаружилась странная выпуклость, гора, формой напоминающая средневековый замок высотой в несколько сот метров. При этом кратеров на Хароне гораздо меньше, чем на Луне, – возможно, и он сохраняет какую-то геологическую активность. Благодаря снимкам New Horizons мы узнали форму – и уточнили размер – малых спутников Плутона. 40-километровая Никта оказалась похожа на розовую фасолину с непонятным красноватым пятном – возможно, ударным кратером. Гидра формой напоминает, скорее, сердечко размерами 40×55 км, с несколькими небольшими кратерами. Снимки двух оставшихся спутников, Стикса и Кербера, еще ждут своего часа: на Землю они будут переданы лишь в середине октября.

Что дальше?

Близ Плутона аппарат не мог бы остановиться при всем желании: чтобы добраться сюда хотя бы за девять с половиной лет, ему пришлось развить огромную скорость. И пока ученые на Земле анализируют первую порцию полученных с зонда данных, он продолжает полет. Следующий «пакет» собранной информации New Horizons должен прислать в середине сентября – и без остановки проследует дальше.

Следующие четыре-пять лет аппарат проведет в поясе Койпера – «звездном доме» долгопериодических комет. Интересные объекты здесь находятся исключительно далеко друг от друга, поэтому пока неясно, встретится ли зонду на пути что-нибудь «большое» для изучения. Недостаток топлива не позволит ему совершать серьезные маневры, и пока астрономы ищут подходящие объекты близ траектории New Horizons. Скорее всего, таковым станет один из найденных с помощью телескопа Hubble астероидов (2014 MU69 или 2014 PN70). Запланированный срок работы аппарата – до 2026 года, и он заставит нас еще не раз заговорить о себе и своих открытиях.