Cassini спикировал на ледяные гейзеры Энцелада

Cassini пролетел в 25 км от Энцелада

В ночь на пятницу космический аппарат Cassini пролетел всего в 25 км над поверхностью Энцелада — спутника Сатурна. Уже опубликованы первые изображения после рекордного сближения.

В ночь на пятницу, около 00.30 по московскому времени, Cassini просвистел всего в 25 км от поверхности покрытого мощным слоем льда спутника; на такой высоте над Землёй летают некоторые самолёты. После чего на скорости около 18 км/с (такая скорость не то что самолёту, но и ни одной ракете-носителю не снилась) космический аппарат врезался в клубы замёрзшего водного пара, вырывающегося из трещин «тигровых полос» вблизи южного полюса спутника. Так близко ни к одному спутнику Сатурна космический аппарат Cassini ещё не подбирался. Только его «пассажир», европейский зонд Huygens, в январе 2005 года опустился на поверхность спутника Титан.

В пятницу во второй половине дня по Москве (в Калифорнии, где находится центр управления и анализа работы спутника, была ещё глубокая ночь) началась передача данных на Землю.

Сегодня ночью сеанс связи завершился, и, по предварительным данным, операция прошла в точности как планировалось.

Энцелад

спутник Сатурна, обращающийся вокруг планеты за 33 часа по почти круговой орбите (e=0,0047) радиусом 238 тысяч километров, находящейся в плоскости экватора и колец Сатурна. Движется в плотной части внешнего кольца E и, вероятно, является источником составляющего его вещества.Открыт в 1789 году английским астрономом Вильямом Гершелем.

Шестой по размеру спутник планеты. Средний диаметр составляет около 504 км, средняя плотность 1,6 г/см³. Вторая космическая скорость на поверхности планеты 240 метров в секунду. Вращается синхронно с орбитальным обращением - постоянно поврнут к Сатурну одной стороной.

Поверхность небесного тела покрыта ярким слоем водяного льда. Средняя температура поверхности –198^oC. Заметны следы недавней геофизической активности. По некоторым представлениям, под толстым слоем льда находится океан жидкой воды. Обладает разреженной атмосферой, состоящей, в основном, из водяного пара, азота, углекислого газа и метана. Гравитация не может удерживать атмосферу постоянно, поэтому она, вероятно, постоянно пополняется из внутренних источников.

Пятое за время экспедиции сближение Cassini с Энцеладом официально началось примерно за восемь с половиной часов до «часа X» с радиосканирования спутника с помощью радара, измеряющего свойства поверхности по характеристикам рассеянного радиоизлучения. Миллиметровые неровности, средний размер которых меньше длины радиоволны, на которой работает радар, рассеивают его луч совсем не так, как крупные булыжники, что и позволяет оценить гладкость поверхности покрытого льдом спутника. Кроме того, радар независимо оценивает и расстояние до спутника.

После этого космический аппарат развернулся к одной из самых интригующих сатурнианских лун другим боком, на котором установлен спектрометр CIRS, работающий почти в к радиоволновом диапазоне от инфракрасных 7 микрон до 1 мм. Если повезет, благодаря телескопу с диаметром объектива 50 см CIRS способен определить химический состав поверхности Энцелада и гейзеров и они будут достаточно плотными и яркими – по спектру отражённого ими солнечного света.

Наконец, последним прибором, которому довелось исследовать Энцелад перед рекордно близким пролётом мимо спутника, был панорамный спектрограф UVIS, работающий в ультрафиолетовом диапазоне, на длинах волн от 560 А до 1900 А (0,056–0,19 мкм). В его задачу входило сканирование не самого спутника Сатурна, а его окрестностей – тончайшей, едва различимой «атмосферы», образованной атомами и молекулами, выбитыми с поверхности Энцелада микрометеоритной бомбардировкой и вынесенными наружу теми самыми загадочными гейзерами, изучение которых превратилось едва ли не в главный элемент миссии Cassini к лунам Сатурна.

После этого космический аппарат совершил новый разворот, выставив вперёд «ловушки» инструментов CDA и INMS, задача которых – определить состав, плотность, скорость и другие характеристики частиц в окружении Энцелада. По предварительным данным, масс-спектрограф анализатора космической пыли был более чем загружен работой в течение всего сближения. Хотя полученные им данные ещё не обработаны, значительные вариации в скорости их накопления во время пролёта уже открыли учёным довольно сложную внутреннюю структуру водных гейзеров. Первые предварительные данные по составу этих частиц, которые, судя по всему, являются основным источником материала для слабого внешнего кольца E Сатурна, должны появиться в ближайшие дни.

Cassini пролетел мимо Энцелада

NASA опубликовала снимки, полученные аппаратом Cassini в ходе рекордного - до 35 км - сближения со спутником Сатурна Энцелад 11 августа 2008 года. Cassini разглядел огромные трещины, через которые гейзеры выбрасывают воду из полярных недр спутника в окружающее пространство. Именно этим веществом питается одно из колец Сатурна.

В ночь на вторник по Москве космический аппарат Cassini осуществил свой четвртый близкий пролт мимо спутника Сатурна Энцелад. Cassini пронырнул под южным полюсом небесного тела и на огромной скорости прошл через облака водяного пара и пыли, выбрасываемых из «тигровых полос» – огромных трещин в многокилометровой ледовой коре, под которой, по мнению астрономов, скрывается океан жидкой воды.

В отличие от предыдущего пролта мимо Энцелада, состоявшегося в марте, на этот раз Cassini не «нюхал» эти облака с помощью химических анализаторов, а разглядывал сами полосы своими оптическими камерами. Во вторник утром по Москве гигантские антенны Сети дальней космической связи NASA вблизи австралийской Канберры начали прим записанных в ходе сближения данных (из Калифорнии, где находятся основные антенны, Сатурн в это время был не виден). В ночь на среду по Москве первые фотографии были опубликованы.

На этот раз космический аппарат был ориентирован таким образом, чтобы оптическая аппаратура была направлена прямо на южный полюс Энцелада. Однако одного этого мало для получения хороших снимков. Относительная скорость Cassini и Энцелада в это время составляла около 18 км/c. Как говорят астрономы – это вс равно, что пытаться фотографировать физиономию пастуха, стоящего в поле в паре километров от хайвэя, по которому фотограф проносится в скоростном автомобиле. Притом что у фотографа в руках камера с телеобъективом.

Чтобы снимки получились чткими, время экспозиции пришлось сделать очень коротким. Из-за этого первые снимки, полученные на минимальном расстоянии космического аппарата от поверхности Энцелада, получились довольно тмными. Проблема здесь посерьзней, чем у фотографов, снимающих болиды «Формулы-1» – и скорости повыше, и солнечное освещение в сто раз тусклее, чем на Земле. Чтобы хоть как-то удлинить экспозицию, инженеры NASA и Лаборатории реактивного движения, управляющие Cassini, даже заставили его вращаться – примерно так же, как поворачивался вслед своей цели и профессиональный фотограф.

Снимки, в общем-то, удались. Основным инструментом, осуществлявшим съмки, была выбрана узкоугольная камера (NAC) высокого разрешения, которая была запрограммирована на семь последовательных фотографий, охватывающих вс большие и большие площади с удалением Cassini от Энцелада. Именно с помощью этого инструмента ещ три года назад астрономы американского, европейского и итальянского космических агентств получили самые подробные снимки этого спутника Сатурна с разрешением около 4 метров.

На этот раз максимальное разрешение примерно вдвое хуже, однако район съмки куда интереснее – это так называемые тигровые полосы.

Ещ несколько лет назад учные полагали, что эти полосы – не более чем разломы в ледовом покрове Энцелада, которых на поверхности спутника огромное количество. Однако снимая Энцелад с его ночной стороны в 2005 году, астрономы внезапно увидели яркие столбы непонятного происхождения, чем-то напоминающие лучи солнечной короны, которые можно увидеть при затмении.

Очень скоро стало ясно, что это выбросы гейзеров, которые выстреливают с поверхности облака водяного пара, мельчайших льдинок и пыли. По современным предположениям, на поверхность через гейзеры прорывается жидкая вода, целый мировой океан которой скрывается под толстой ледяной коркой Энцелада. Судя по всему, именно этим гейзерам жизнью обязано слабое, едва заметное кольцо E Сатурна – именно Энцелад постоянно подпитывает его материалом, двигаясь внутри кольца.

Позднее нашлись и тектонические структуры, неизменно связанные с гейзерами, – это особого типа разломы, которые на изображениях в тепловых лучах выделялись за счт слегка большей температуры. От этого цвета – условного, на самом деле, поскольку инфракрасные, тепловые лучи человеческий глаз увидеть не может, – разломы и получили сво прозвище «тигровые полосы».

Официально все они называются бороздами, и так повелось, что топонимика Энцелада заполнена названиями городов Ближнего Востока и Средней Азии. Одна из самых мощных борозд, пересекающая практически весь спутник, носит название системы Самаркандских борозд, а среди тигровых полос, которые в ночь на вторник сфотографировал Cassini, – Каирская, Багдадская, Дамаскинская борозды и ещ одна изогнутая полоса, которая пока не получила наименования.

Обработка изображений и научная интерпретация результатов пролта ещ впереди.

Помимо оптических изображений, поверхность ледяного спутника снимали камеры далкого инфракрасного диапазона. Они продолжили съмку и тогда, когда вскоре после пролта Cassini Энцелад погрузился в тень Сатурна: «нагретый» лучами Солнца до –200 градусов по Цельсию лд очень неплохо светит в диапазоне длин волн от нескольких микрон до миллиметра, и это позволит уточнить карту температур спутника. Тем временем ультрафиолетовые камеры смотрели не на спутник, а как раз в сторону, чтобы уловить на чрном небе следы выбросов в пространство вокруг спутника молекул, в состав которых входят водород и другие атомы.

Правда, хороший научный результат, как правило, ставит больше вопросов, чем дат ответов. Возможно, некоторые ответы на вопросы, которые возникнут после нынешнего сближения, даст сближение следующее, запланированное на 9 октября. Оно будет по-настоящему рекордным – Cassini пройдт через выброшенные гейзерами облака всего в 25 километрах от поверхности Энцелада.

Оптические камеры Cassini расположены на борту, противоположном CDA и INMS, поэтому во время максимального сближения они смотрели в сторону от Энцелада (зато в их поле зрения попал Сатурн). Поэтому самыми близкими снимками сатурнианского спутника по-прежнему остаются кадры, полученные в августе, во время предыдущего сближения.

Однако на излёте от Энцелада оптические камеры всё-таки поснимали «тигровые полосы» – трещины вблизи южного полюса спутника, из которых, собственно, и бьют гейзеры.

К анализу этих данных учёные намерены приступить сразу после выходных.

Следующий пролёт Cassini мимо Энцелада состоится уже через три недели – 31 октября: аппарат пройдёт на минимальном расстоянии около 200 км от поверхности спутника. И на этот раз снова, как и в августе, приоритет будет отдан оптическим инструментам. Учёные рассчитывают получить снимки расщелин с разрешением всего в 8 м и поглядеть, что изменилось в окрестностях южного полюса Энцелада за последние 2,5 месяца. Вновь к этому спутнику Cassini вернётся лишь в следующем году.