Космическое агентство НАСА опубликовало свой новый доклад «Обзор планетарной науки», который эксперты представляют раз в пять лет. В этом докладе НАСА рассказывает, какие концептуальные исследования будут проводиться в последующие годы и на чем будет делаться акцент в изучении Солнечной системы. «Хайтек» подробно разобрался в докладе.
Раз в десять лет эксперты НАСА публикуют список направлений, которые, возможно, станут основными для изучения в следующем десятилетии. При этом часть миссий и целых направлений из этого списка закроются. Так произошло с первым крупным полетом на Марс, который должен был состояться, согласно концепции НАСА, еще в 2013 году. Однако из этого списка прошлого десятилетия осталась миссия Europa Clipper, которая после 2023 года отправится к Европе — спутнику Юпитера. Сейчас НАСА тестирует роверы, которые будут исследовать подледный океан на луне. Единственная сложность миссии — пока инженеры не понимают, как робот окажется подо льдом, толщина которого составляет до 70 км.
В докладе есть две миссии на Луну и на Марс, однако эксперты отмечают, что это не главные концептуальные новинки в развитии НАСА, поскольку только Марсом сейчас занимаются восемь различных исследовательских миссий.
Церера
Церера — ближайшая к Солнцу и наименьшая среди известных карликовых планет Солнечной системы — расположена в поясе астероидов. Она открыта еще в 1801 году итальянским астрономом Джузеппе Пиацци в Палермской астрономической обсерватории. Некоторое время Церера рассматривалась как полноценная планета в Солнечной системе, но позже была переименована в астероид. Только в 2006 году Международный астрономический союз признал ее карликовой планетой.
Диаметр Цереры составляет 950 км — по своим размерам она превосходит даже некоторые крупные спутники планет-гигантов. При этом диаметр Луны составляет 3,4 тыс. км. Церера содержит в себе 32% от всей массы пояса астероида, и вероятно, она не стала большой планетой только из-за того, что ядру не хватило гравитации для притяжения других астероидов.
Судя по плотности Цереры, на 20–30% она состоит из водяного льда. Вероятно, ее недра дифференцированы на каменное ядро и ледяную мантию. При этом лед обнаружен также и на поверхности Цереры. В 2007 году НАСА запустило единственную на сегодняшний день миссию по изучению этой карликовой планеты — зонд Dawn, который находится на орбите планеты с 2015 года.
Среди основных вопросов ученых, относительно Цереры и данных, полученных от зонда Dawn, — есть ли на Церере условия для жизни или хотя бы исторической предпосылки к ее появлению, где и как возникла эта карликовая планета — между орбитами планет-гигантов или сразу же в поясе Койпера. Также ученые не знают состав верхней коры Цереры, причины появления паровых шлейфов на карликовой планете, а также состав океана.
Венера
Венера — вторая по удаленности от Солнца планета Солнечной системы, наряду с Меркурием, Землей и Марсом принадлежащая к семейству планет земной группы. Она не имеет собственных спутников, плотная атмосфера планеты состоит на 96% из углекислого газа, а атмосферное давление на планете в 92 раза больше, чем на Земле, и равно примерно давлению воды на глубине в 900 м.
При этом Венера является самой горячей планетой Солнечной системы, даже несмотря на то, что Меркурий находится ближе к Солнцу. Средняя температура Венеры составляет 500 °C. Планета покрыта непрозрачным слоем облаков из серной кислоты с высокой отражающей способностью, что, помимо всего прочего, закрывает поверхность планеты от прямой видимости. Высокая температура поверхности обусловлена действием парникового эффекта.
Многие современные астрономы пытаются установить природу возникновения таких условий на Венере. Есть приверженцы теории, что ранее на Венере существовали условия для возникновения жизни, на планете находился крупный океан, а температура воздуха составляла от 20 до 50 °C. Подробнее о том, почему человечество рассматривает возможность колонизации планеты даже несмотря на такие климатические условия, читайте в большом материале «Хайтека».
Как ближайшая к Земле планета, Венера долгое время была главной целью для первых межпланетных исследований. Ее первой посетили космические аппараты — «Маринер-2» в 1962 году, а также на поверхность была совершена посадка «Венеры-7» в 1970 году.
При этом из-за климатических особенностей, а также плотности облаков на планете ученые постепенно переключили свое внимание на Марс. При этом сейчас миссию по изучению Венеры разрабатывают российские астрономы: спутник «Венера-Д» должен отправиться к поверхности планеты после 2025 года.
В докладе НАСА говорится, что планетарный геолог Марта Гилмор из Университета Веслиана и ее коллеги хотят разработать флагманскую миссию агентства по изучению Венеры. В рамках миссии ученые должны понять, была ли раньше на Венере вода и что с ней случилось, узнать климатическую историю поверхности планеты, а также — геологическую историю Венеры и возможности вулканической активности. Сейчас одна из основных теорий указывает на то, что климат на планете резко изменился из-за проснувшейся вулканической активности.
Энцелад
Энцелад — шестой по размеру спутник Сатурна. Был открыт в 1789 году, но оставался малоизученным до начала 1980-х годов, когда с ним сблизились два межпланетных зонда «Вояджер».
Их снимки позволили выяснить, что диаметр Энцелада около 500 км — это меньше, чем карликовая планета Церера и всего 10% от диаметра другого крупнейшего спутника Сатурна — Титана. Несмотря на это, Энцелад отражает больше солнечного света, чем какое-либо другое тело Солнечной системы.
Данные с «Вояджер-1» показали, что орбита спутника проходит по наиболее плотной части рассеянного кольца Е у Сатурна и спутник обменивается с ним веществом; по-видимому, это кольцо обязано именно Энцеладу своим происхождением. «Вояджер-2» обнаружил, что рельеф поверхности этого небольшого спутника очень разнообразен: там есть и старые сильно кратерированные области, и молодые участки (возраст некоторых не превышает 100 млн лет).
Последней миссией по изучению Энцелада стал зонд «Кассини» в 2005 году. Именно на данных этого спутника основаны выводы ученых НАСА, которые считают, что под поверхностью из льда находится огромный подледный океан, состав которого может быть похож на земной.
В будущем ученым необходимо разработать миссии по изучению Энцелада, считают в НАСА. Уже известно, что ученый-планетист Шеннон МакКензи из Университета Джонса Хопкинса и его коллеги хотят отправить туда миссию, чтобы выяснить глубины океана, взять образцы шлейфов и узнать, есть ли в гидротермальных жерлах микробы.
Нептун
Нептун — восьмая и самая дальняя от Земли планета Солнечной системы. По диаметру находится на четвертом месте — 49 тыс. км, а по массе — на третьем, превышая земную в 17 раз.
Обнаруженный 23 сентября 1846 года, Нептун стал первой планетой, открытой благодаря математическим расчетам. Несмотря на это, его посетил лишь один космический аппарат — «Вояджер-2», который пролетел мимо планеты 25 августа 1989 года.
Считается, что по составу Нептун похож на Уран, а его атмосфера состоит из водорода и гелия. Кроме того, в нем много льда: водного, метанового и аммиачного. Недра Нептуна состоят в основном из льда и камня.
При этом в атмосфере Нептуна бушуют самые мощные ветра на планетах Солнечной системы: их сила достигает 600 м/с. При этом иногда на планете возникает гигантский шторм, так называемое Большое темное пятно, когда скорость ветра превышает практически 1 000 м/с.
Температура в верхних слоях атмосферы составляет около –220 °С, а в центре планеты температура может составлять до 7 тыс. градусов, что сравнимо с внутренней температурой большинства известных планет.
Группа ученых из Университета Джона Хопкинса занимается разработкой миссии во внешнюю Солнечную систему — не только к Нептуну, но и к его спутнику Тритону, единственной луне в Солнечной системе, которая вращается вокруг своей планеты против вращения этой планеты.