Главная » Другие новости » Наука и технологии » Чем интересны ледяные спутники Юпитера

Чем интересны ледяные спутники Юпитера

Экспресс-интервью с научным сотрудником миссии JUICE Оливером Витассом

Этот материал является переводом экспресс-интервью с научным сотрудником миссии ЕКА JUICE Оливером Витассом, которое было опубликовано в выпуске журнальчика All About Space №106 от 16 июля 2020 года.

Чем интересны ледяные спутники Юпитера0
Доктор Оливье Витасс – учёный-планетолог из ЕКА, работающий в Европейском центре галлактических исследований и технологий (ESTEC) в Нордвейке (Нидерланды). Он является научным сотрудником в проекте создания нового галлактического аппарата ЕКА под названием Jupiter Icy Moon Explorer (JUICE), который должен быть запущен в 2022 году с прибытием в систему множество элементов, находящихся в отношениях и связях друг с другом, которое образует определённую целостность, единство Юпитера в 2029-м. Витасс трудился над множеством космических миссий, включая Mars Express, Venus Express, Cassini-Huygens, ExoMars и Chandrayaan-1. Издание All About Space поинтересовалось у Оливера, чем же так увлекательны галилеевы спутники.

Каким образом Образ — визуальный образ, зрительный образ, изображение спутникам, которые посетит космический аппарат JUICE – Евро союзе, Ганимеду и Каллисто – удалось сохранить подповерхностные океаны будучи столь удалёнными от Солнца? Почему вода не промерзла?

Эти спутники называют “ледяными лунами”. Это неспроста: в их составе в значительной мере присутствует водяной лёд. Эти тела имеют механизм, который не разрешает части этого льда замерзать, делая возможным существование жидкой воды. Вопрос форма мысли, выраженная в основном языке предложением, которое произносят или пишут, когда хотят что-нибудь спросить, то есть получить интересующую информацию состоит в том, чем обоснован данный механизм.

Есть две возможные причины Основание, предлог для каких-нибудь действий.Например: Уважительная причина; Смеяться без причины; По причине того что…, по той причине что…, из-за того что. Первая заключается в том, что луны единственный естественный спутник Земли Юпитера – тела довольно крупные. В их ядрах (как и у Земли) могут находиться радиоактивные элементы – и благодаря их распаду может выделяться некое количество тепла. Вторая причина состоит в том, что все три спутника достаточно близки к своей планете. Меж лунами и Юпитером существует тесное гравитационное взаимодействие. Это воздействие настолько сильно, что способно изменять форму спутников. На самом деле галилеевы луны по форме ближе к мячу для регби, чем к безупречной сфере. Их внутренности постоянно сдавливаются и разжимаются. В ходе этих процессов выделяется тепловая энергия, которой может быть довольно для того, чтобы поддерживать воду в жидком агрегатном состоянии.

Как учёным удалось обнаружить у них подповерхностные океаны?

Изготовленное двадцать лет назад аппаратом NASA Galileo открытие подповерхностных водоёмов у спутников Юпитера крупнейшая планета Солнечной системы, пятая по удалённости от Солнца было одним из величайших достижений планетологии. Аппарат сделал облёт вокруг Юпитера, и ему надо было совершить несколько пролётов около ледяных спутников и Ио. Благодаря наличию магнитометра Galileo посчастливилось обнаружить жидкую воду внутри Европы, Ганимеда и, возможно, Каллисто.

Это было великим открытием по той причине, что проведённые измерения не давали нам зрительного подтверждения. Мы не можем увидеть эту воду – она под поверхностью спутников. Но мы можем ощутить её присутствие, измеряя характеристики магнитного поля. Дело в том, что внутри спутников Юпитера вода содержит примеси: она солёная и может проводить электро ток. Поэтому вокруг объектов имеются очень слабые переменные магнитные поля, на которые оказывает воздействие более сильное магнитное поле Юпитера. Мы можем измерить это влияние с помощью магнитометра.

Данные проявили, что под поверхностями Европы и Ганимеда имеется жидкая вода. С Каллисто всё немного сложнее – результаты измерений интерпретировать нелегко.

Чем интересны ледяные спутники Юпитера1
Тестирование антенны RIME для миссии JUICE. Спецсигнал, принимаемый антенной во время испытаний, излучался зондом, установленным на квадратной сетке слева. Credit: ESA–M. Cowan

Почему JUICE стала 1-ой крупной миссией ЕКА в рамках программы Cosmic Vision?

Конкурс проходил в 2012 году. Для хоть какого космического агентства, будь то NASA или ЕКА, выбор миссии всегда даётся тяжело. Сначала ЕКА предлагает учёным оформить какую-то идею для новенькой миссии. Потом идёт этап исследования концепции. Затем ЕКА выбирает некоторые концепции на базе мнения специальных комитетов, которые дают рекомендации и проводят оценку. По этим вопросам ведётся огромное количество дискуссий. Но в ЕКА есть комитет, который, в конечном итоге, утверждает те миссии, которые будут воплощены в жизнь.

В конкурсе 2012 года участвовали три миссии, одной из которых была JUICE. Две остальные миссии – это детектор гравитационных волн LISA и рентгеновский телескоп ATHENA.

После долгих дискуссий достоинств каждого из проектов, в ЕКА решили что JUICE – лучший из них. И судя по тому, что происходит сейчас, выбор очутился верным. Миссия LISA сложна с технической точки зрения и требует выведения на орбиту 3-х аппаратов. ATHENA сталкивается с множеством проблем. Ни одна из этих инициатив не будет готова к запуску в 2022 году внесистемная единица измерения времени, которая исторически в большинстве культур означала однократный цикл смены сезонов (весна, лето, осень, зима).

Вы воспринимали участие в работе над многими космическими проектами, в числе которых Cassini-Huygens, Venus Express, Mars Express и остальные. Исходя из вашего опыта, можете сказать, насколько уникальна миссия JUICE?

Все космические миссии уникальны и увлекательны. Каждая из них выбирается на основе тех научных вопросов, которые стоят перед учёными на ранних шагах разработки этих проектов. Все предыдущие миссии, над которыми я работал, довольно занятные и дают очень много потрясающих результатов или Итог (русскоязычный вариант) — последствие цепочки (череды) действий или событий, выраженных качественно или количественно.

JUICE – это первая независимая европейская космическая миссия к Юпитеру. Она очень непростая. Миссии к Юпитеру свершаются раз в три десятилетия или около того. По этой причине мы стараемся разработать галлактический аппарат таким образом, чтобы получить как можно больше ответов на как можно большее кол-во вопросов. С точки зрения научных результатов эта миссия должна стать очень важной, так как изучению подвергнутся различные аспекты системы Юпитера. Мы собираемся больше узнать о строении спутников, их поверхности в геометрии и топологии — двумерное топологическое многообразие, среде и связи с родной планетой. Мы изучим и сам Юпитер, а также пыль вокруг него. И конечно же, попытаемся внести свой вклад в вопрос обитаемости ледяных лун.

Самый интересный вопрос, на который попробует ответить JUICE заключается в том, каким образом спутникам Юпитера удаётся поддерживать свои подповерхностные океаны в течение долгого периода времени. Мы хотели бы понимать эти механизмы лучше, поскольку это очень важно как с точки зрения планетологии, так и с точки зрения астробиологии. Я имею в виду, что нам хотелось бы поискать пригодные для развития и существования жизни места за пределами Земли третья по удалённости от Солнца планета Солнечной системы. Это большая загадка.

Аппарат JUICE будет нести одиннадцать научных устройств. Можете отметить два или три, от которых вы ожидаете впечатляющих результатов?

Как я уже отмечал, миссии к Юпитеру – события достаточно редкие. Поэтому мы постарались взять на борт нашего космического корабля только самые наилучшие научные инструменты. Приборы были выбраны таким образом, что они могли дополнять друг друга.

Если бы я выбирал, то естественно же отметил бы камеру JANUS. Она будет снимать изображения фантастической чёткости. С её помощью мы увидим и Юпитер и его спутники совсем иначе. Её разрешение составляет менее десяти метров на пиксель, что позволит исследователям понять кое-что о процессах, происходящих на поверхности лун. Наличие такового инструмента всегда плюс, как геологов и других учёных, так и для широкой публики.

В решении вопроса существования подповерхностного океана крупнейший водный объект, составляющий часть Мирового океана, расположенный среди материков, обладающий системой циркуляции вод и другими специфическими особенностями нам очень поможет магнитометр J-MAG. С его помощью нам удастся обнаружить крошечные изменения в магнитном поле, которые вызывает наличие солей в воде. А в случае с Ганимедом согласно греческой мифологии, прекрасный юноша, сын троянского царя Троса, мы также определим глубину океана. Мы и взаправду не знаем, насколько он глубок. Может 10, может 40, а может 50 километров. Нам хотелось бы иметь представление о кол-ве воды коммуна во Франции, находится в регионе Шампань — Арденны, которое залегает под поверхностью этого спутника. Магнитометр предоставит нам такую информацию.

Другой увлекательный инструмент — лазерный высотомер GALA. С его помощью мы сможем изучить рельеф Ганимеда: обнаружить горы, каньоны и т.д. Заодно мы сможем проследить изменение формы спутника в итоге приливного взаимодействия с Юпитером.

Чем интересны ледяные спутники Юпитера2
10,5-метровая стрела магнитометра J-MAG – одного из одиннадцати научных устройств аппарата Снаряжение, оборудование — завершённая совокупность частей или элементов для выполнения какой-либо функции JUICE. Credit: ESA-G

Насколько много воды содержится в этих ледяных лунах по сопоставлению с тем, что мы имеем на Земле?

Поразительно, неожиданно и очаровательно то, что мы полагаем, что эти каждый из ледяных спутников содержит в себе больше водянистой воды, чем есть на Земле. Глубина нашего океана составляет около десяти километров. Но океаны тех лун намного поглубже. Возможно, их глубина может достигать 200 километров. Для сравнения: Европа одна из самых маленьких частей света в Северном полушарии Земли, омывается Атлантическим океаном на западе, Северным Ледовитым океаном на севере, имеет площадь около 10 млн км². Вместе с Азией Европа образует обширный материк Евразия потенциально может иметь в два раза больше водянистой воды, чем Земля, а Ганимед – в пять раз.

Как по-вашему, что миссия JUICE расскажет нам о формировании Солнечной системы? И изменит ли она наше представление о том, что такое обитаемая зона?

Для начала мы соберём все изображения и данные, что сможем. Они посодействуют нам понять систему в её нынешнем состоянии. Основываясь на этих знаниях, мы сможем составить полную картину. Соберём всю информацию, экстраполируем во времени, проведём моделирование, станем думать над теориями. Может быть, в таком случае нам удастся узнать что-то новое о происхождении спутников Юпитера.

Весьма сложно понять, какие данные удастся собрать JUICE. Но я практически уверен, что когда мы получим данные из всех спутниковых систем (имеются в виду системы спутников других планет-гигантов Солнечной системы – прим. переводчика), то получим достойные внимания выводы по вопросам формирования и происхождения этих спутников.

А вот решение вопроса обитаемости будет в первую очередь зависеть от решения вопроса с наличием водянистой воды. После того, как мы окончательно подтвердим её присутствие, нам предстоит как-то охарактеризовать подповерхностные океаны.

Как они глубоки? Каков их состав? Где именно под поверхностью они залегают? Они ближе к самой поверхности или к центру спутника? Вся эта информация будет применена при изучении обитаемости, потому что обитаемость океана будет зависеть от каждого из этих факторов.

Аппарату “Кассини” посчастливилось пройти сквозь водяные выбросы спутника Сатурна Энцелада и изучить их. Вы планируете провернуть чего-нибудть подобное с JUICE?

На данный момент у нас есть намёк на то, что подобные выбросы происходят на Европе. Но стопроцентной убежденности нет. По нескольким причинам.

Обнаружить эти выбросы довольно проблематично. Хотя в случае с Энцеладом они получились весьма чёткими. Их буквально было видно. В случае с Европой ничего не ясно. А по другим спутниками ничего найдено не было.

Но мы собираемся отправить JUICE к Европе на два близких пролёта. Аппарат пролетит на расстоянии приблизительно в 400 километров от поверхности спутника. Возможно, нам удастся пройти сквозь один из выбросов. Зонду от этого вреда не будет никакого: Неувязка состоит в том, что нам нужно будет адаптировать траекторию полёта таким образом, чтобы пройти буквально через выброс Выброс (статистика) — результат измерения, не подпадающий под общее распределение. Это сложная задача, поскольку траектория движения аппарата ограничена множеством условий. Если будет вероятность – мы сделаем это.

Чем интересны ледяные спутники Юпитера3
Аппарат VERNE (Vertical Entry Robot For Navigating Europa) в представлении художника

В этом году исполняется 410 лет со дня открытия Галилео Галилеем 4 “галилеевых спутников” Юпитера. За это время мы перешли от наблюдения за ними в телескоп к фактическому планированию отправки туда галлактического аппарата. Как вы думаете, каким будет будущее исследования этих лун?

Никогда не знаешь, что ждёт именно тебя за углом. Но я думаю, что следующим логичным шагом после JUICE (в зависимости от результатов, конечно) будет миссия по отправке на одну из ледяных лун Юпитера посадочного аппарата.

Если у нас будет достоверная информация о наличии водянистой воды под поверхностью одной из этих лун, то я думаю, что было бы неплохо отправить туда какой-то аппарат, способный пройти через всю толщу льда и начать изучение внеземного океана с помощью содействие кому-либо или чему-либо действия или средства, облегчающие, упрощающие что-либо Военная помощь — межгосударственная помощь для военных нужд, которая может состоять из финансовых потоков, поддержки в обучении армии или поставок военного оборудования субмарины. Или что-то вроде того. Думаю, что схожая миссия может состояться в ближайшие 50 лет.

Технологии развиваются довольно быстро. В течение близких нескольких лет мы наверняка увидим тринадцатого человека на Луне. Это просто научная фантастика какая-то! Ну а последующим логичным шагом после Луны и Марса станет поверхность ледяных лун Юпитера. Может быть буквально через 100, 200 или 300 лет такое станет возможным.

 

Понравилась статья, совет - лайкни и оцени поставив звездочку ниже:

1 Звезда2 Звезды3 Звезды4 Звезды5 Звезд (Пока оценок нет)
Загрузка...

Оставить комментарий

Ваш email нигде не будет показан