Ця історія про відкриття, яке раз і назавжди змінило уявлення вчених про супутники планет-гігантів Сонячної системи.
Grand Tour - «Вояджер»
В кінці 60-х років минулого століття у NASA була космічна програма Grand Tour, в рамках якої вчені планували відправити до зовнішніх планет Сонячної системи чотири апарати. Два в 1977 році - до Юпітера, Сатурна, Плутона, ще два в 1979 році - до Юпітера, Урана, Нептуна. Але, як це часто буває в космічній галузі, уряд США значно урізав фінансування проекту. Урізав на користь вже затвердженої програми «Шаттл» - з 1 млрд. Доларів до 360 млн. Доларів. Фахівці NASA переглянули проект і вирішили замість чотирьох зондів відправити два. Та й число досліджуваних тел обмежили. Замість шести тепер їх стало три: Юпітер, Сатурн, Титан. Останній світ представляв особливий інтерес. У список його включили через те, що це єдиний супутник Сонячної системи, у якого є атмосфера.
До польоту готувалися два зонда серії «Марінер»: «Маринер-11» і «Марінер-12». Станції цього типу NASA використовувало з 1962 року, в різний час їх відправляли до Венери, Марсу і Меркурію. Програму Grand Tour перейменували в Mariner Jupiter-Saturn, а в 1977 році проекту дали нову назву - «Вояджер». Тепер зонди називалися «Вояджер-1» і «Вояджер-2». Обидва вони вирушили в путь в 1977 році з різницею в 16 днів. Спочатку планувалося, що термін служби апаратів складе 5 років, але, як відомо, їх політ триває вже майже 44 роки.
Камери «Вояджер»
На борту «Вояджер» стоять дві телевізійні камери - широкоугольная і вузькокутова. Фокусні відстані їх об'єктивів 200 мм і 1500 мм, кут огляду 3,2 ° і 0,42 °, відповідно. На сайті NASA кажуть, що дозволу вузькокутової камери досить, щоб можна було прочитати заголовок газети з відстані 1 км. На той момент це були самі передові камери, коли-небудь встановлені на космічних станціях.
Дані апаратів зберігаються на цифровий стрічковий накопичувач. Під час вивчення планети або його супутника ці дані накопичувалися набагато швидше, ніж їх можна було передати на Землю. Іншими словами, під час підльоту до планети зонд робив, грубо кажучи 1000 знімків, а пам'яті вистачало тільки на 100. Тому, щоб прискорити передачу інформації зонда, NASA об'єднало в єдину мережу радіотелескопи мережі далекого космічного зв'язку Deep Space Network (DSN). Згідно сайту NASA, дані «Вояджер-1» передаються на Землю на швидкості 160 біт / с, для прийому сигналу використовуються 34-метрова і 70-метрова антени DSN.
[Детальніше дізнатися, як космічні апарати передають знімки на Землю, ви можете з нашої статті «Як вчені отримують знімки, зроблені космічними апаратами»]
Кожна камера має власне кільце фільтрів, в яке входять помаранчевий, зелений, синій фільтри, їх можна комбінувати для отримання зображень майже в істинних кольорах.
Ось приклад зйомки «Вояджера-1» з використанням світлофільтрів. Знімок Землі і Місяця зроблений з відстані майже 11,7 млн. Км приблизно через два тижні після запуску зонда:
[Історія знімка в нашому матеріалі: «Перший спільний портрет Землі і Місяця в історії. Культовий знімок, який 43 роки тому зробив "Вояджер-1" »]
Юпітер і Іо
На початку 1979 року "Вояджер-1» почав зближатися з Юпітером. Паралельно він робив знімки галілеєвих супутників газового гіганта. Зображення цих супутників не розчарували учених. Фахівці думали, що на знімках "Вояджера-1» побачать однакові, нічим не відрізняються один від одного місяця, але замість цього перед астрономами постали світи з унікальною геологією, зовсім не схожою на геологію нашого Місяця.
З усіх галілеєвих супутників більше всіх наукове співтовариство спантеличила Іо. Згідно спектроскопическим дослідженням, Іо представлялася вченим як тіло трохи більше, ніж Місяць, але також порізане кратерами. На засушений поверхні супутника Юпітера фахівці розраховували знайти відкладення різних солей. Але Іо виявився справжнім світом-загадкою без видимих ударних кратерів, покритий дивними жовтими, помаранчевими і білими відкладеннями. Перші знімки супутника газового гіганта наштовхнули астрономів на думку, що на Іо повинні відбуватися якісь геологічні процеси, які "омолоджували поверхню, стирали сліди ударних кратерів".
У березні 1979 року «Вояджер-1» зробив знімок Іо на довгій витримці з відстані 4,5 млн. Км, який відкрив завісу таємниці цього місяця.
На зображенні фахівці NASA помітили хмара, яке знаходилося в сотнях кілометрів над "освітленим" серпом Іо. Ось це фото:
Спочатку вчені подумали, що це просто спотворення, що з'явилися під час зйомки, але після детального аналізу стало зрозуміло, що хмара реально. Оскільки у Іо вкрай розріджена атмосфера, астрономи прийшли до висновку, що хмара - це шлейф, який виник в результаті дуже потужного виверження вулкана. Йому дали позначення P1.
Трохи пізніше члени дослідницької групи «Вояджер» знайшли на знімку ще один шлейф на кордоні дня і ночі (термінаторі) Іо, його позначили P2.
Нові дані, надіслані «Вояджером-1», показали, що P1 - результат діяльності активного вулкана, згодом названого Пеле, а P2 пов'язаний з вулканічної западиною Патера Локі, в якій знаходиться багате сірої лавове озеро.
Фахівці прийшли до висновку, що на Іо є діючі вулкани, і вони, швидше за все, причина "молодий поверхні супутника", а жовті, білі, помаранчеві відкладення не що інше, як викинуті під час вивержень на поверхню речовини: різні силікати, сірка, діоксид сірки.
На інших знімках Іо, отриманих "Вояджером-1», вчені виявили вісім вулканічних шлейфів.
Відкриття зонда і наступні спостереження за супутником Юпітера допомогли фахівцям зрозуміти, що Іо - самий геологічно активний світ в Сонячній системі, на сьогоднішній день на ньому налічується близько 400 діючих вулканів.
Матеріал передруковано з нашого каналу
Пропонуємо дружбу: Twitter, Facebook, Telegram
Слідкуйте за всім новим і цікавим зі світу науки на нашій сторінці в Google Новини, читайте в Яндекс Дзен наші матеріали, не були опубліковані на сайті