Прощальный поцелуй «Кассини»

15 сентября, не дотянув всего месяц до 20-летия своего космического путешествия, легендарный орбитальный аппарат «Кассини» направился к Сатурну и за мгновение испарился крошечным метеором в густом небе планеты. За годы миссии он не только передал на Землю сотни тысяч фотографий, но и открыл человечеству космические миры, стал свидетелем зарождения естественных спутников Сатурна и обнаружил пригодные для жизни условия на нескольких лунах окольцованной планеты.
Звезды Людовика
В тот промозглый вторник, 20 октября 1671 года, Джованни Доменико Кассини весь день провозился в обсерватории, устанавливая свежеприобретенную длиннофокусную линзу. Парижская обсерватория, расположившаяся в предместье Сен-Жак за Люксембургским садом, больше походила на средневековый замок. Эта цитадель астрономии была произведением ученого и архитектора Клода Перро, который крайне неохотно взялся за проект, разрываясь между работой над триумфальной аркой и достройкой крыла Лувра, но вскоре проникся. Между директором обсерватории и зодчим часто возникали стычки, Кассини путался под ногами, морочил Перро голову и изводил придирками. Перро эмоционально жаловался королю, звездочет же, терзая нежный слух Людовика XIV, на ломаном французском отстаивал свои требования вплоть до мельчайших деталей. Результат никого не разочаровал: обсерватория вышла монументальной красоты.
Линзу Кассини установил, чтобы наблюдать за Сатурном, но ни в среду, ни в четверг, ни в пятницу суеверный астроном даже не думал начинать. Он ждал непременно субботы — дня под знаком планеты Сатурн. Суббота не подвела. В ту ночь Доменико открыл второй спутник Сатурна. Первый был открыт Гюйгенсом, которого Кассини по разным причинам недолюбливал.

Через год, опять же в субботу, удача пришла снова: Кассини открыл третий спутник Сатурна. Потом он откроет еще два спутника, даст плеяде название «Звезды Людовика», опубликует труд о знаменитом «делении Кассини» в кольцах Сатурна, а спустя ровно 305 лет и один день после смерти астронома бесстрашный космический аппарат, носящий его имя, войдет в плотные слои атмосферы той самой планеты и героически погибнет. Но обо всем по порядку.
Сквозь тернии к Сатурну
Идея проекта «Кассини» родилась в мозговом штурме двух ученых — Даниеля Готье из Парижской обсерватории и Вин-Уена Ипа, в то время работавшего в Германии, в Институтe аэрономии им. Макса Планка. Причиной тому послужили результаты экспедиций «Вояджера» в систему Сатурна в 1981 и 1982 году. «Открытия повлекли за собой множество вопросов», — вспоминал доктор Ип. Детальные фотографии окутанного дымкой Титана, спутника Сатурна, восхищали и не давали покоя — никто себе не представлял, что скрывала густая пелена.
Готье и Ип в 1982 году предложили Европейскому космическому агентству (ESA) исследовать Сатурн: построить орбитальный аппарат и в паре к нему зонд, который спустится на парашюте на Титан. Аппарат, названный в честь Доменико Кассини, был разработан и построен НАСА, а зонд стал проектом ESA, ему дали имя голландского астронома Кристиана Гюйгенса, который в XVII веке открыл Титан и кольца Сатурна.
Путь к запуску был тернистым: в 1990 году урезали бюджет, и для экономии пришлось убрать оборудование, которое отвечало за наведение отдельных приборов в направлении объекта исследования. «Представьте, что вы на сафари и, чтобы посмотреть на животных, вы поворачиваете не голову, а автомобиль, в котором едете», — сокрушался руководитель проекта «Кассини» Эрл Мейз.
А в 1993 году сменил направление политический ветер, и конгресс США предупредил НАСА о вероятности закрытия миссии. Директор ESA Жан-Мари Лутон забрасывал письмами видных американских политиков. «Европа рассматривает любую перспективу одностороннего выхода США как совершенно неприемлемую», — писал он в ярости тогдашнему вицепрезиденту Альберту Гору.

Доктор Роже-Морис Бонне, директор по науке ESA в 1983–2001 годы, говорил: «В этом преимущество — быть европейской организацией, где 13 государств-членов имеют 13 послов в Соединенных Штатах, каждый из которых оказывает давление на одно правительство». Так, совместными усилиями — переговорами, а порой и ультиматумами, — миссию «Кассини» спасли, и 15 октября 1997 года в 4:43 по местному времени с мыса Канаверал во Флориде стартовала ракета «Титан IV» с космическим аппаратом на борту, ознаменовав новый этап проекта для сотни ученых по всему миру.
До запуска «Кассини» и «Гюйгенс» прошли сотни разнообразных тестов, но все равно оставался риск, что что-то ускользнуло от внимания ученых, что-то очень важное. Так и случилось. Предполагалось, что во время спуска на Титан зонд будет использовать радиосвязь для передачи информации на «Кассини», находящийся на орбите. Оттуда информация должна пересылаться на Землю. «Гюйгенс» был «одноразовым», и посадка обязана была пройти идеально.
И хотя «Кассини» уже был на полпути к Сатурну, ученые решили отрепетировать пошаговую коммуникацию с зондом до дня икс. Одну из мощных антенн НАСА в пустыне Мохаве в штате Калифорния использовали для подачи фиктивного сигнала, имитирующего радиосигнал, посылаемый «Гюйгенсом», летящим сквозь облака Титана. «Кассини» сигнал принял и отправил в центр управления полетами ESA. Но пришла абракадабра.
Оказалось, приемник на «Кассини» не был настроен на изменение частоты и длины волны сигнала «Гюйгенса» во время спуска на Титан. Корабль уже отчалил, и исправить приемник было невозможно. Если данные, полученные с «Гюйгенса», нельзя будет расшифровать, то годы работы и 500 млн долларов вылетят в трубу. Был экстренно сформирован «спасательный отряд». Ученые мотались с континента на континент каждый месяц, один мозговой штурм перетекал в другой, в итоге выход нашелся — изменить траекторию полета так, чтобы «Кассини» был как можно дальше и под углом к зонду во время спуска, тогда относительная скорость обоих аппаратов снизится, это предотвратит искажение данных. Все вздохнули с облегчением.

За семь лет на пути к Сатурну «Кассини» предпринял несколько так называемых маневров-рогаток — два раза по спирали обогнул Венеру и один раз Юпитер, используя их гравитацию, чтобы изменить свой путь и скорость. Это позволило сэкономить топливо и сократить время путешествия. 1 июля 2004 года «Кассини» увидел Сатурн.
Моток шерсти и романтическая смерть
В тот день за столом с непременными «орешками на удачу» — традиция, берущая начало в 1950-х, — в лаборатории реактивного движения НАСА собрались ученые, многие привели жен, детей, братьев и сестер. Все с замиранием сердца следили за приближением космического аппарата к Сатурну и выходом на орбиту. Это был критический момент миссии: удержится ли аппарат на орбите или просто пройдет мимо. Когда же «Кассини» обогнул Сатурн, в лаборатории раздались аплодисменты и восторженные крики. Тщательные расчеты не подвели. Не последнюю роль, безусловно, сыграли и орешки.

За годы на орбите Сатурна «Кассини» приоткрыл завесу множества тайн. Были обнаружены океаны воды под поверхностью Энцелада, выяснилось, что Титан очень похож на Землю: смена сезонов, дожди и ветра. Наблюдения выявили в кольцах прежде неизвестные структуры — «пропеллеры», на полюсах Сатурна — гигантские ураганы, странный гексагональный струйный поток. Но это лишь немногие из сотен открытий, сделанных «Кассини». Траекторию полета вокруг Сатурна и его лун называли «моток шерсти», таким закрученным был путь «Кассини».
Но все хорошее когда-нибудь заканчивается, и «Кассини» за 20 лет практически израсходовал топливо. Непростое решение — попрощаться с проектом, который стал родным стольким людям. «Последний поцелуй» — так окрестили в НАСА финальный полет «Кассини» вокруг Титана, направивший аппарат прямо в смертельные объятья Сатурна. Единственное, что, вероятно, осталось от сгоревшего за секунды аппарата, — капсула РИТЭГа с плутонием: ее специально сделали с расчетом на то, чтобы она выдержала взрыв ракеты-носителя и падение в атмосферу Земли.

Поделиться
Есть интересная история?
Напишите нам
Читайте также:
Новости
В «Сириусе» начался Всемирный фестиваль молодежи
Технологии
Морской коктейль: что ловят сорбентами крымские радиохимики
Технологии
Повелители искусственного солнца: ученые научились управлять плотностью плазмы
Люди
Научиться управлять ​страной и самолетом: о чем мечтают победители пятого сезона «Лидеров России»
Федеральный номер «Страна Росатом» №8 (616)
Скачать
Федеральный номер «Страна Росатом» №8 (616)

О чем мечтают победители пятого сезона «Лидеров России» — стр. 6

О Корочке Дау, Мусеньке Люсеньки и Ане птицы-Капицы — стр. 7

Скачать
Научное приложение «СР Лаборатория» №1–2 (108–109)
Скачать
Научное приложение «СР Лаборатория» №1–2 (108–109)

Морской коктейль: что ловят сорбентами крымские радиохимики — стр. 3

МИФИ делает микроэлектронику все миниатюрнее — стр. 6

Скачать
Показать ещё