Исследование Юпитера межпланетными аппаратами

Из Википедии, бесплатной энциклопедии

Основная статья: Исследование Юпитера
Вид Юпитера с космического зонда «Кассини», декабрь 2000 года
Юнона (КА)Галилео (КА)Europa Jupiter System MissionНовые горизонтыУлисс (КА)Кассини-ГюйгенсУлисс (КА)Вояджер-2Вояджер-1Пионер-11Пионер-10

Хронология миссий по исследованию Юпитера. Синим цветом показаны орбитальные миссии

Исследования Юпитера с близкого расстояния выполнялись при помощи автоматических космических аппаратов. Эти исследования начались с зонда «Пионер-10» (НАСА), пролетевшего через систему Юпитера в 1973 году.➤

На 2018 год систему Юпитера посетили семь пролётных миссий («Пионер-10», «Пионер-11», «Вояджер-1», «Вояджер-2», «Улисс», «Кассини», «Новые горизонты») и две орбитальных («Галилео» и «Юнона»).

Отправка станции к Юпитеру связана с множеством технических проблем, особенно в связи с большими потребностями зондов в топливе и жёстким радиационным окружением планеты.➤

Первым космическим аппаратом, изучавшим Юпитер, стал «Пионер-10» в 1973 году, через год после него через систему Юпитера прошёл «Пионер-11». Помимо съёмки планеты с близкого расстояния, они обнаружили её магнитосферу и окружающий планету радиационный пояс.➤

«Вояджер-1» и «Вояджер-2» посетили планету в 1979 году, изучили её спутники и систему колец, открыли вулканическую активность Ио и наличие водяного льда на поверхности Европы.➤

«Улисс» провёл дальнейшее изучение магнитосферы Юпитера в 1992 году, а затем выполнил некоторые исследования во время дальнего пролёта в 2000 году.➤

«Кассини» достиг планеты в 2000 году и получил очень подробные изображения его атмосферы.➤

Зонд «Новые горизонты» прошёл рядом с Юпитером в 2007 году и выполнил новые наблюдения планеты и её спутников.➤

«Галилео» стал первым космическим аппаратом, который вышел на орбиту вокруг Юпитера. Он изучал планету с 1995 до 2003 года. В течение этого периода «Галилео» собрал большой объём информации о системе Юпитера, подходя близко ко всем четырём гигантским галилеевым спутникам. Он подтвердил наличие тонкой атмосферы на трёх из них, а также наличие жидкой воды под их поверхностью. Аппарат также обнаружил магнитосферу Ганимеда. Достигнув Юпитера, он наблюдал столкновения с планетой осколков кометы Шумейкеров — Леви. В декабре 1995 года аппарат направил спускаемый зонд в атмосферу Юпитера, и эта миссия по близкому исследованию атмосферы является до настоящего времени единственной.➤

Космический аппарат «Юнона», запущенный 5 августа 2011 года, вышел на орбиту Юпитера в 2016 году. КА движется по полярной орбите. Одна из его целей — выяснить, обладает ли планета твёрдым ядром.➤

Ряд беспилотных миссий к Юпитеру планируется НАСА и другими космическими агентствами (Европа, Индия, Россия).➤

Технические требования

[править | править код]

Полёты от Земли к другим планетам Солнечной системы предполагают высокие энергетические затраты. [нет в источнике] Чтобы достигнуть Юпитера с орбиты Земли, требуются почти такие же затраты энергии для космического аппарата, какие нужны для его первоначального вывода на околоземную орбиту. [нет в источнике] В астродинамике этот расход энергии определяется чистым изменением скорости космического аппарата, или дельта-v[нет в источнике]. Энергия, необходимая для достижения Юпитера с земной орбиты, требует дельта-v примерно 9 км/с[1], в сравнении с 9,0—9,5[нет в источнике] км/с для достижения низкой околоземной орбиты с поверхности[2]. Конечно, для уменьшения затрат энергии (топлива) при запуске может быть использован гравитационный манёвр посредством пролёта мимо планет (таких как Земля или Венера), хотя ценой этого является значительное увеличение продолжительности полёта для достижения цели по сравнению с прямой траекторией[3]. Ионный двигатель, подобный использованному на космическом аппарате «Dawn»[4], способен развить дельту-v более чем 10 км/с. Этого более чем достаточно для миссии пролёта мимо Юпитера от околосолнечной орбиты того же радиуса, что и земная орбита, без использования гравитационного манёвра[5].

Юпитер не имеет твёрдой поверхности для посадки, при наличии плавного перехода между атмосферой планеты и её жидкой средой. Любые зонды при погружении в атмосферу в конечном итоге оказываются раздавлены огромным давлением атмосферы Юпитера[6]. Поэтому все выполненные и планирующиеся миссии к Юпитеру являются лишь пролётными или орбитальными, а также атмосферными (с непосредственным исследованием верхних слоёв атмосферы). Посадочные миссии на Юпитер невозможны. Однако возможны посадки на спутники Юпитера.

Другой важной проблемой является радиационное облучение, которому космический зонд подвергается из-за наличия высокоэнергетических заряженных частиц в пространстве вокруг Юпитера (см. также Магнитосфера Юпитера). Например, когда «Пионер-11» максимально приблизился к планете, уровень радиации был в десять раз [нет в источнике] выше того, который предсказывали разработчики «Пионеров», и это привело к опасениям, что зонды не выживут; однако, с несколькими незначительными сбоями, зонд сумел пройти через радиационный пояс. Однако зонд потерял большинство [нет в источнике] изображений спутника Ио, поскольку радиация, воздействуя на фотополяриметр для изображений «Пионера», вызвала некоторое количество ложных команд[7]. Последующие и более технологически продвинутые «Вояджеры» должны были подвергнуться доработке, чтобы справиться со значительным уровнем излучения[8]. Зонд «Галилео» за восемь лет нахождения на орбите планеты получил дозу радиации, значительно превышающую спецификации разработчиков, и его системы в различных ситуациях выходили из строя. Гироскопы аппарата часто показывали повышенные ошибки, и иногда появлялась электрическая дуга между его вращающимися и невращающимися частями, вызывая переход в безопасный режим[англ.], что привело к полной потере данных с 16-й, 18-й и 33-й орбит. Радиация также вызывала фазовые сдвиги в ультра-стабильном кварцевом генераторе «Галилео»[9].

Пролётные миссии

[править | править код]

Пролётная траектория — это траектория, при которой космический аппарат пролетает мимо планеты на некотором расстоянии, испытывая силу её притяжения[10]:221.

Программа «Пионер» (1973 и 1974)

[править | править код]
См. также: Пионер-10 и Пионер-11

Первым космическим аппаратом, который приблизился к Юпитеру, был «Пионер-10». Он пролетел мимо планеты в декабре 1973 г. Через 13 месяцев к Юпитеру приблизился и «Пионер-11». «Пионер-10» был первым аппаратом, который позволил получить изображения Юпитера и галилеевых спутников крупным планом. С помощью аппарата было изучено строение атмосферы Юпитера, обнаружены его магнитосфера и радиационный пояс, а также выяснено, что недра Юпитера в основном представляют собой газ и жидкость[11][12]. «Пионеру-11» удалось подлететь к Юпитеру на расстояние до 34 000 км от вершин облаков в декабре 1974 г. Это позволило получить подробное изображение Большого красного пятна, сделать первое наблюдение полярной области Юпитера и определить массу его спутника Каллисто. Информация, полученная этими двумя аппаратами, позволила астрономам и инженерам создать более совершенные зонды, чтобы улучшить качество и количество данных о Юпитере[8][13].

Схема аппарата «Пионер-10»
«Пионер-10» был первым КА, посетившим Юпитер. На этапе сборки, 20 декабря 1971 г.

Программа «Вояджер» (1979)

[править | править код]
Покадровая последовательность подлёта «Вояджера-1» к Юпитеру. Снимки сделаны с промежутками приблизительно в 10 часов (1 юпитерианские сутки) с 6 января по 3 февраля 1979 г. с расстояния от 58 до 31 млн км
См. также: Вояджер-1 и Вояджер-2

«Вояджер-1» начал фотографировать Юпитер в январе 1979 г. и максимально приблизился к планете 5 марта 1979 г. до расстояния 349 000 км от центра планеты[14]. Близкий подлёт позволил получить изображения лучшего качества, однако время облёта планеты (двое суток) было непродолжительным. Несмотря на это, исследователям удалось получить данные о кольцах Юпитера, его спутниках, изучить его магнитные поля и радиационное излучение. Аппарат продолжил фотографирование планеты вплоть до апреля. Вскоре за «Вояджером-1» последовал «Вояджер-2», который прошёл на расстоянии 721 670 км от центра планеты 9 июля 1979 года[15][16][17]. Аппарат открыл кольца Юпитера, обнаружил сложные вихри на поверхности планеты, провёл наблюдения за вулканической активностью на Ио, обнаружил возможные проявления тектоники плит на Ганимеде и многочисленные кратеры на спутнике Каллисто[18].

Миссии «Вояджеров» позволили значительно расширить информацию о галилеевых спутниках, а также обнаружить кольца Юпитера. Это были первые космические аппараты, которые позволили получить хорошие изображения атмосферы планеты, в частности, выяснив, что Большое красное пятно — сложный атмосферный вихрь, движущийся против часовой стрелки. Ряд других, меньших по размерам вихрей были обнаружены внутри облачных полос[15]. В непосредственной близости от колец планеты были открыты два небольших спутника, получившие названия Адрастея и Метида. Это были первые луны Юпитера, открытые космическими аппаратами[19][20]. Третий спутник, Фива, был замечен между орбитами Амальтеи и Ио[21].

Неожиданное открытие вулканической активности на спутнике Ио было первым доказательством того, что она может протекать не только на Земле. «Вояджеры» обнаружили в общей сложности 9 вулканов на поверхности Ио, а также свидетельства извержений, происходивших за время между пролётами миссий[22].

На фотографиях спутника Европа, сделанных «Вояджером-1» с низким разрешением, было выявлено большое число пересекающихся линейных особенностей. Сначала учёные полагали, что эти особенности являются глубинными разломами, образование которых происходит вследствие рифтогенеза или движения тектонических плит. Однако изображения поверхности Европы с высоким разрешением, сделанные «Вояджером-2» с меньшего расстояния, озадачили исследователей тем, что эти особенности практически не проявляются в топографическом рельефе. Совокупность данных привела исследователей к предположению, что эти трещины могут напоминать стыки между ледяными полями в плавучем морском льде на Земле и что под слоем льда на Европе скрывается вода[23]. Внутренне Европа может быть активна благодаря приливному нагреву[англ.] на уровне 1⁄10 от приливного нагрева Ио, и как результат, спутник может быть покрыт льдом толщиной не более 30 км, скрывающим подлёдный океан глубиной 50 км[24].

«Улисс» (1992, 2004)

[править | править код]
См. также: Улисс (КА)

8 февраля 1992 г. зонд «Улисс», предназначенный для исследования полюсов Солнца, пролетел над северным полюсом Юпитера на расстоянии 451 000 км от центра планеты[25].

Для поднятия над плоскостью эклиптики аппарату требовалось посредством гравитационного манёвра достичь высокого наклонения орбиты, чтобы увеличить угол относительно эклиптики до 80,2°[26]. Огромная сила притяжения Юпитера перевела «Улисс» на орбиту, необходимую для наблюдения полюсов Солнца и исследования областей Солнечной системы, удалённых от эклиптики. При этом форма орбиты мало изменилась: её афелий и перигелий остались равными около 5 а. е. (радиус орбиты Юпитера) и 1 а. е. (радиус орбиты Земли), соответственно. «Улисс» также выполнил измерения магнитного поля планеты[26], но не передавал её изображения, так как аппарат не оснащён камерами. В феврале 2004 г. «Улисс» снова пролетал относительно близко от Юпитера, однако на значительно бо́льшем расстоянии (120 млн км, или 0,8 а. е.), чем во время первого пролёта. В ходе этого пролёта зонд обнаружил узкие потоки электронов, испускаемые Юпитером[26][27][28].

«Кассини» (2000)

[править | править код]
См. также: Кассини-Гюйгенс
Самое подробное изображение южного полюса Юпитера, сделанное «Кассини» 11 и 12 декабря 2000 года

В 2000 г. космический аппарат «Кассини» на пути к Сатурну пролетел мимо Юпитера и сделал несколько самых высококачественных изображений за всю историю наблюдений за Юпитером. Максимальное сближение с планетой было достигнуто 30 декабря 2000 г. На протяжении многомесячного облёта были выполнены множество измерений, в частности, было сделано около 26 000 изображений, на основании которых был реконструирован наиболее детальный цветной «портрет» Юпитера, на котором можно разглядеть объекты размером 60 км в поперечнике[29].

Основным открытием, сделанным во время облёта планеты и объявленным 6 марта 2003 г., считается циркуляция атмосферы Юпитера. Тёмные пояса чередуются со светлыми зонами в атмосфере, и зоны, с их более светлыми облаками, ранее рассматривались учёными как зоны поднимающейся атмосферы (апвеллинг), частично потому, что на Земле облака формируются за счёт восходящих потоков воздуха. Однако анализ изображений, сделанных зондом «Кассини», показал, что тёмные пояса содержат отдельные вихревые ячейки из поднимающихся вверх ярко-белых облаков, которые слишком малы, чтобы их можно было увидеть с Земли. Энтони Дель Дженио (Anthony Del Genio) из Института космических исследований имени Годдарда[англ.] (НАСА) утверждал, что «пояса должны быть областями общего подъёма при движении атмосферы на Юпитере, [поэтому] общее движение в зонах должно быть направлено вглубь»[30] (см. также Даунвеллинг).

Другие атмосферные наблюдения включали в себя изучение вихревого тёмного пятна овальной формы из высотной атмосферной дымки, расположенного рядом с северным полюсом Юпитера и по размерам подобного Большому красному пятну. Инфракрасные снимки выявили особенности циркуляции вблизи полюсов, включающие циркумполярные ветры и примыкающие к ним полосы, движущиеся в противоположных направлениях. Кроме того, инфракрасные наблюдения позволило получить данные об природе колец планеты. Рассеяние света частицами в кольцах показало, что частицы имеют неправильную форму (отличную от сферической) и, возможно, они образовались в результате выбросов от ударов микрометеоритов в спутники планеты (вероятно, Метиду и Адрастею). 19 декабря 2000 г. «Кассини» сделал фотографию низкого разрешения спутника Гималии; так как аппарат находился слишком далеко, на снимке не виден рельеф поверхности[29].

«Новые горизонты» (2007)

[править | править код]
Вулканическая активность на Ио. Фото 2008 г., сделанное КА «Новые горизонты»
См. также: Новые горизонты

Космический аппарат «Новые горизонты» (англ. англ. New Horizons) по пути к карликовой планете Плутон осуществил гравитационный манёвр вблизи Юпитера. Он стал первым КА после «Улисса» (1990 г.), который был направлен непосредственно к Юпитеру, без предшествующих манёвров в поле других планет[31]. Аппаратура «Новых горизонтов» сделала первые фотографии Юпитера 4 сентября 2006 г.[32]. Зонд продолжил изучение системы Юпитера в декабре 2006 г. и приблизился на максимально близкое расстояние 28 февраля 2007 года[33][34][35].

Вблизи Юпитера КА выполнил уточнение орбит внутренних спутников планеты, в частности Амальтеи. Камеры зонда запечатлели вулканическую активность на Ио, выполнили детальные съёмки всех четырёх Галилеевых спутников и сфотографировали с дальнего расстояния другие спутники (Гималия и Элара)[36]. Зонд также позволил изучить Малое красное пятно, магнитосферу и систему колец планеты[37].

Орбитальные миссии

[править | править код]

«Галилео» (1995—2003)

[править | править код]
Развёртывание инерциального разгонного блока «Галилео» после запуска «Атлантисом» в миссии STS-34, 18 октября 1989 года
Последовательность изображений с аппарата «Галилео», снятых 22 июля 1994 г. с расстояния 238 млн км с промежутком несколько секунд. Снимки показывают появление взрыва на тёмной стороне Юпитера от одного из фрагментов кометы Шумейкеров — Леви 9
Основная статья: Галилео (КА)

До 2016 года единственным космическим аппаратом на орбите Юпитера являлся «Галилео», который вышел на орбиту вокруг Юпитера 7 декабря 1995 года. Он вращался вокруг планеты на протяжении более семи лет, сделав 35 оборотов, после чего был разрушен путём управляемого падения на Юпитер 21 сентября 2003 года[38]. За это время он собрал большой объём информации о системе Юпитера, хотя поток информации оказался не так велик, как предполагалось, из-за поломки при развёртывании узконаправленной антенны[39]. Основные события в ходе восьмилетних исследований включали несколько пролётов мимо всех галилеевых спутников, а также мимо спутника Амальтея («Галилео» был первым зондом, выполнившим такой пролёт)[40]. Он также наблюдал падение кометы Шумейкеров — Леви 9 на Юпитер во время своего приближения к Юпитеру в 1994 году и отправил атмосферный зонд в атмосферу Юпитера в декабре 1995 года[41].

Камеры на аппарате «Галилео» 16—22 июля 1994 года наблюдали фрагменты кометы Шумейкеров — Леви 9 во время их падения на южное полушарие Юпитера со скоростю примерно 60 км/с. Это было первое прямое наблюдение внеземного столкновения объектов в Солнечной системе[42].

Падение фрагментов кометы происходило на стороне Юпитера, скрытой от Земли. «Галилео», находившийся в тот момент на расстоянии 1,6 а.е. от планеты, зафиксировал огненный шар от столкновения, который достиг пика температуры около 24 000 К (ср. с типичными для верхних слоёв облаков Юпитера температурами около 130 K, или −140 °C). Восходящий шлейф от огненного шара поднялся до высоты более 3000 км[43].

Атмосферный зонд был отделён от «Галилео» в июле 1995 года и вошёл в атмосферу планеты 7 декабря 1995 года со скоростью 47,8 км/с. В ходе торможения в атмосфере Юпитера перегрузки достигали 228 g. Затем зонд сбросил остатки своего теплозащитного экрана и раскрыл парашют, на котором в течение 57,6 минуты опускался через 156 км атмосферы, осуществляя сбор и передачу данных, прежде чем был повреждён давлением (в 22 раза превышающим нормальное атмосферное давление на Земле) и температурой (153 °C)[44]. После этого, достигнув более глубоких и нагретых слоёв атмосферы, он мог расплавиться или, вероятно, испариться. Орбитальный аппарат «Галилео» испытал более быструю версию той же судьбы, когда он был направлен на планету 21 сентября 2003 года на скорости свыше 50 км/с, чтобы исключить любые шансы падения на спутник Юпитера Европу и его биологического загрязнения[45].

Основные научные результаты миссии Галилео включают в себя[46][47][48][49][50]:

  • первое наблюдение облаков из аммиака в атмосфере другой планеты — атмосфера образует частицы аммиачного льда из материала, поступающего из нижних слоёв.
  • подтверждение обширной вулканической активности на Ио, которая в 100 раз больше, чем на Земле; температура и частота извержений напоминают историю ранней Земли;
  • наблюдения сложных взаимодействий плазмы в атмосфере Ио, которые создают огромные электрические токи, соединяющиеся с атмосферой Юпитера;
  • предоставление доказательств в поддержку гипотезы, что под ледяной поверхностью Европы существуют жидкие океаны;
  • первое обнаружение существенного магнитного поля у спутника (Ганимед);
  • данные по измерению магнитного поля, свидетельствующие, что на Европе, Ганимед и Каллисто под видимой поверхностью присутствует жидкий слой солёной воды;
  • подтверждение наличия на Европе, Ганимеде и Каллисто тонкого слоя атмосферы, известного как поверхностная экзосфера;
  • установление источника формирования колец Юпитера (из пыли, которая появляется при столкновении межпланетных метеороидов с внутренними четырьмя спутниками Юпитера) и наблюдение двух внешних колец и возможного отдельного кольца вдоль орбиты спутника Амальтея;
  • идентификация глобальной структуры и динамики магнитосферы планеты-гиганта.

«Юнона» (2016— )

[править | править код]
Основная статья: Юнона (космический аппарат)
«Юнона» на стадии конструирования. Тесты на вращательном стенде, июнь 2010 г.

Космический аппарат «Юнона» (НАСА) был запущен 5 августа 2011 г. Межпланетная станция, достигнув Юпитера, перешла на полярную орбиту с целью изучения структуры планеты, её гравитационного поля и магнитосферы (в частности, вблизи полюсов). Аппарат призван дать ответы на вопросы о том, как формировался Юпитер, в том числе, имеет ли планета каменное ядро, какое количество воды присутствует в атмосфере и как распределяется масса внутри планеты. Также планируется изучить внутренние атмосферные потоки планеты[51], которые могут достигать скорости в 600 км/ч[52][53].

Отменённые миссии

[править | править код]

В конце 1980-х — начале 1990-х гг. был разработан проект советской АМС «Циолковский» для исследования Солнца и Юпитера, планировавшийся к запуску в 1990-х гг., но нереализованный ввиду распада СССР.

Из-за наличия возможных подземных жидких океанов на спутниках планеты — Европа, Ганимед и Каллисто — наблюдается большой интерес к изучению именно этого явления. Финансовые проблемы и технические трудности привели к отмене проекта Europa Orbiter с высадкой на Европу аппаратов криобота (для работы на ледяной поверхности) и гидробота (для запуска в подповерхностном океане)[54]; проект был запланирован НАСА, но был в итоге закрыт в 2002 г.[55] В 2005 году были отменены планы по запуску другого аппарата НАСА Jupiter Icy Moons Orbiter[56]. Европейский проект Jovian Europa Orbiter был заменён на Europa Jupiter System Mission, описанный ниже[57].

Будущие миссии

[править | править код]

Программа «Europa Jupiter System Mission» является совместным проектом НАСА/ESA, нацеленным на изучение Юпитера и его спутников. В феврале 2009 г. было анонсировано, что проект Europa Jupiter System Mission стал более приоритетным по сравнению с Titan Saturn System Mission[58][59]. В объявлении было сказано, что приблизительно запланированная дата запуска — 2020-е годы. Миссия будет состоять из управляемого НАСА Jupiter Europa Orbiter[англ.] для исследований планеты-гиганта и её спутников Европы и Ио и управляемого ESA Jupiter Ganymede Orbiter[англ.] для исследования его спутников Ганимеда и Каллисто[60][61][62]. Финансирование проекта со стороны ЕКА будет по прежнему конкурировать с остальными его проектами[63]. В 2010 г. приоритетным был объявлен проект Titan Saturn System Mission, однако миссия EJSM не отменена. Кроме того, в миссии EJSM возможно участие Японии с аппаратом Jupiter Magnetospheric Orbiter (JMO) для исследований магнитосферы Юпитера. Также в рамках миссии EJSM Россия с участием ЕКА планируют ещё один аппарат Лаплас — Европа П для посадки на Европу.

В мае 2012 года было объявлено, что ЕSА будет проводить комплексную европейско-российскую миссию Jupiter Icy Moons Explorer (JUICE) по изучению Юпитера и его спутников с предполагаемым океаном под поверхностью (Ганимеда, Каллисто, Европы) c запуском в 2022 году и прибытием в систему Юпитера в 2030 году, в ходе которой российский аппарат совершит посадку на Ганимед[64][65].

Пилотируемое изучение

[править | править код]

Хотя посадка на сам Юпитер невозможна, в будущих пилотируемых экспедициях можно приземлиться на галилеевы спутники. Особой целью является спутник Европа, в связи с потенциальным существованием жизни на нём, и спутник Каллисто, из-за его относительно низкого уровня ионизирующего излучения[66][67]. В 2003 году НАСА предложило программу под названием «HOPE» («Human Outer Planets Exploration», «Пилотируемое Исследование Внешних Планет»), которая предполагает пилотируемые миссии на галилеевы спутники Юпитера[68]. НАСА прогнозирует возможные попытки такого рода в районе 2040-х годов[69].

В политике «Vision for Space Exploration[англ.]», анонсированной в январе 2004 года, NASA обсудила пилотируемые миссии за орбитой Марса, отметив, что «присутствие людей-исследователей» может быть желательно на спутниках Юпитера[70]. Перед отменой миссии JIMO[англ.] администратор НАСА Шон О’Киф (Sean O’Keefe) заявил, что «пилотируемые исследования последуют в будущем»[71].

Потенциал колонизации

[править | править код]
См. также: Колонизация спутников Юпитера

НАСА предположило возможность добычи веществ из атмосферы внешних планет, включая предполагаемое ядерное топливо гелий-3. Фабрики, размещённые на орбите, могут добывать газ, затем доставляемый орбитальным транспортным кораблём[72].

Радиация на спутниках Юпитера
Спутник Мощность дозы, бэр/сутки
Ио 3600[73]
Европа 540[73]
Ганимед 8[73]
Каллисто 0,01[73]
Земля 0,07

Однако система Юпитера создаёт особые неудобства для колонизации из-за тяжёлой радиационной обстановки. Для людей вне защиты дозовая нагрузка будет составлять примерно 3600 бэр в сутки на поверхности Ио и примерно 540 бэр в сутки на поверхности Европы[73]. Получения дозы примерно 0,75 зиверт (75 бэр) одномоментно или в течение непродолжительного времени достаточно, чтобы вызвать острую лучевую болезнь, а около 5 Зв (500 бэр) — летальный исход[73][74].

Ганимед — самый большой спутник планеты в Солнечной системе. Ганимед — единственная луна с магнитосферой, но она перекрывается магнитным полем Юпитера. На поверхности Ганимеда мощность эквивалентной дозы составляет примерно 0,08 Зв (8 бэр) в сутки[73]. На Каллисто, находящемся дальше от мощного радиационного пояса Юпитера, мощность дозы равна лишь 0,1 мЗв (0,01 бэр) в сутки[73]. Одной из основных целей HOPE выбраны исследования Каллисто. Обсуждалась возможность строительства базы на поверхности Каллисто, из-за низкого уровня излучения на расстоянии этого спутника от Юпитера и его геологической стабильности. Каллисто является единственным из галилеевых спутников Юпитера, для которого возможно посещение людьми. Уровни ионизирующего излучения на Ио, Европе и Ганимеде неблагоприятны для человеческой жизни, и адекватные защитные меры для этой цели не были разработаны[75].

Предполагается постройка базы на поверхности, которая могла бы производить топливо для дальнейшего исследования Солнечной системы. В 1997 году был разработан проект Artemis[англ.] — план колонизации спутника Европа[67]. Согласно этому плану, исследователи должны будут пробурить лёд на поверхности Европы, войти в предполагаемый подповерхностный океан, где предполагается их обитание в искусственном воздушном кармане[англ.][76].

Примечания

[править | править код]
  1. ↑ Wong, Al Galileo FAQ – Navigation. NASA (28 мая 1998). Дата обращения: 28 ноября 2006. Архивировано 26 мая 2008 года. (Дата обращения: 15 декабря 2010)
  2. ↑ Burton R. L., Brown K., Jacobi A. Low Cost Launch of Payloads to Low Earth Orbit // Journal of Spacecraft and Rockets. — 2006. — Т. 43, № 3. — С. 696—698. — doi:10.2514/1.16244. Архивировано 29 декабря 2009 года. Архивированная копия. Дата обращения: 22 октября 2010. Архивировано из оригинала 29 декабря 2009 года.
  3. ↑ Fischer, 1999, p. 44.
  4. ↑ Dawn: Mission description Архивировано 4 июня 2012 года. (Дата обращения: 15 декабря 2010)
  5. ↑ CRC Handbook of Chemistry and Physics, 64th EDITION, (C) 1983, page F-141.
  6. ↑ Guillot, Tristan. A comparison of the interiors of Jupiter and Saturn (англ.) // Planetary and Space Science : journal. — 1999. — Vol. 47. — P. 1183—1200. — doi:10.1016/S0032-0633(99)00043-4. Архивировано 23 августа 2014 года.
  7. ↑ Wolverton, Mark. The Depths of Space. — Joseph Henry Press[англ.], 2004. — С. 130. — ISBN 9780309090506. (Дата обращения: 15 декабря 2010)
  8. ↑ 1 2 The Pioneer missions (англ.). NASA (2007). Дата обращения: 31 октября 2010. Архивировано 22 августа 2011 года.
  9. ↑ Fieseler P. D., Ardalan S. M., Frederickson A. R. The radiation effects on Galileo spacecraft systems at Jupiter (англ.) // IEEE Transactions on Nuclear Science : journal. — 2002. — Vol. 49. — P. 2739. — doi:10.1109/TNS.2002.805386. Архивировано 19 июля 2011 года. Архивированная копия. Дата обращения: 15 декабря 2010. Архивировано 19 июля 2011 года.
  10. ↑ Левантовский В. И. Механика космического полёта в элементарном изложении. 3-е изд., доп. и перераб. — М.: Наука, 1980. — 512 с.
  11. ↑ Ingersoll A. P., Porco C. C. Solar heating and internal heat flow on Jupiter (англ.) // Icarus : статья. — Elsevier, 1978. — Iss. 35, no. 1. — P. 27—43. — doi:10.1016/0019-1035(78)90058-1. Архивировано 23 августа 2014 года.
  12. ↑ Michael Mewhinney. Pioneer spacecraft sends last signal (англ.). NASA (2003). Дата обращения: 31 октября 2010. Архивировано 2 июля 2012 года.
  13. ↑ Pioneer 11 (англ.). NASA. Дата обращения: 31 октября 2010. Архивировано из оригинала 19 июня 2010 года.
  14. ↑ Stone E. C., Lane A. L. Voyager 1 Encounter with the Jovian System (англ.) // Science : статья. — New York, 1979. — Iss. 204, no. 4396. — P. 945—948. — ISSN 0036-8075. — doi:10.1126/science.204.4396.945. — PMID 17800428. Архивировано 17 января 2017 года.
  15. ↑ 1 2 Jupiter (англ.). NASA Jet Propulsion Laboratory (14 января 2003). Дата обращения: 1 ноября 2010. Архивировано 2 июля 2012 года.
  16. ↑ First Close-up Image of Jupiter from Voyager 1 (NASA Voyager Jupiter Encounter Images) (англ.). Ciclops.org. Дата обращения: 1 ноября 2010. Архивировано 2 июля 2012 года.
  17. ↑ Stone E. C., Lane A. L. Voyager 2 Encounter with the Jovian System (англ.) // Science : статья. — 1979. — Iss. 206, no. 4421. — P. 925—927. — doi:10.1126/science.206.4421.925. — PMID 17733909.
  18. ↑ Smith B. et al. The Jupiter System Through the Eyes of Voyager 1 (англ.) // Science : статья. — New York, 1979. — Iss. 204, no. 4396. — P. 951—972. — ISSN 0036-8075. — doi:10.1126/science.204.4396.951. — PMID 17800430.
  19. ↑ Marsden B. G. Satellites of Jupiter (англ.) // IAU Circulars : статья. — 1980. — Iss. 3507. Архивировано 6 марта 2020 года.
  20. ↑ Synnott S. P. 1979J3: Discovery of a Previously Unknown Satellite of Jupiter (англ.) // Science : статья. — 1981. — Iss. 212, no. 4501. — P. 1392. — doi:10.1126/science.212.4501.1392. — PMID 17746259. Архивировано 12 сентября 2019 года.
  21. ↑ Burns J. A. et al. Jupiter’s Ring-Moon System // Источник (англ.) / Eds.: Bagenal F., Dowling T. E., McKinnon W. B. — Jupiter: The Planet, Satellites and Magnetosphere. — Cambridge University Press, 2004. Архивировано 15 июля 2021 года.
  22. ↑ Strom R. G. Volcanic eruption plumes on Io (англ.) // Nature : статья. — 1979. — Iss. 280. — P. 733—736. — doi:10.1038/280733a0.
  23. ↑ Paul M. Schenk, William B. McKinnon. Fault offsets and lateral crustal movement on Europa: Evidence for a mobile ice shell (англ.) // Icarus : статья. — Elsevier, 1989. — Iss. 79, no. 1. — P. 75—100. — doi:10.1016/0019-1035(89)90109-7.
  24. ↑ Buratti B. Voyager photometry of Europa (англ.) // Icarus : статья. — Elsevier. — Iss. 55. — P. 93. — doi:10.1016/0019-1035(83)90053-2.
  25. ↑ Smith E. J., Wenzel K.-P., Page D. E. Ulysses at Jupiter: An Overview of the Encounter (англ.) // Science : статья. — New York, 1992. — Iss. 257, no. 5076. — P. 1503—1507. — ISSN 0036-8075. — doi:10.1126/science.257.5076.1503. — PMID 17776156. Архивировано 25 марта 2016 года.
  26. ↑ 1 2 3 Chan K., Paredes E. S., Ryne M. S. Ulysses Attitude and Orbit Operations: 13+ Years of International Cooperation (англ.) (PDF). American Institute of Aeronautics and Astronautics (2004). Дата обращения: 31 октября 2010. Архивировано 2 июля 2012 года.
  27. ↑ Mckibben R. et al. Localized “Jets” of Jovian electrons observed during Ulysses’ distant Jupiter flyby in 2003–2004 (англ.) // Журнал Planetary and Space Science : статья. — 2007. — Iss. 55. — P. 21—31. — doi:10.1016/j.pss.2006.01.007.
  28. ↑ Ulysses Second Encounter with Jupiter (англ.). NASA (2010). Дата обращения: 31 октября 2010. Архивировано 2 июля 2012 года.
  29. ↑ 1 2 Hansen C. J., Bolton S. J., Matson D. L., Spilker L. J., Lebreton J. P. The Cassini–Huygens flyby of Jupiter (англ.) // Icarus : статья. — Elsevier, 1—8. — Iss. 172. — P. 1—8. — doi:10.1016/j.icarus.2004.06.018.
  30. ↑ Cassini-Huygens: News-Press Releases-2003 (англ.). NASA. Дата обращения: 1 ноября 2010. Архивировано 21 ноября 2007 года.
  31. ↑ «Кассини» перед пролётом Юпитера совершил гравитационные манёвры у Венеры и Земли.
  32. ↑ Alexander, Amir New Horizons Snaps First Picture of Jupiter (англ.). The Planetary Society (27 сентября 2006). Дата обращения: 1 ноября 2010. Архивировано из оригинала 21 февраля 2007 года.
  33. ↑ New Horizons Web Site (англ.). Johns Hopkins University. Дата обращения: 1 ноября 2010. Архивировано из оригинала 9 марта 2011 года.
  34. ↑ Stern S. A. The New Horizons Pluto Kuiper Belt Mission: An Overview with Historical Context (англ.) // Space Science Reviews : статья. — Springer, 2008. — Iss. 140. — P. 3. — doi:10.1007/s11214-007-9295-y. Архивировано 23 августа 2014 года.
  35. ↑ "NASA Spacecraft Gets Boost From Jupiter for Pluto Encounter" (англ.). The America's Intelligence Wire. 2007-02-28. Архивировано из оригинала 27 мая 2012. Дата обращения: 1 ноября 2010.
  36. ↑ Cheng A. F. et al. Long-Range Reconnaissance Imager on New Horizons (англ.) // Space Science Reviews : статья. — Springer, 2008. — Iss. 140. — P. 189. — doi:10.1007/s11214-007-9271-6. Архивировано 23 августа 2014 года.
  37. ↑ Fantastic Flyby (англ.). NASA (2007). Дата обращения: 1 ноября 2010. Архивировано 2 июля 2012 года.
  38. ↑ Galileo Mission to Jupiter. NASA/Jet Propulsion Laboratory. Дата обращения: 9 июля 2009. Архивировано 2 июля 2012 года.
  39. ↑ McConnell, Shannon Galileo: Journey to Jupiter. NASA/Jet Propulsion Laboratory (14 апреля 2003). Дата обращения: 28 ноября 2006. Архивировано 2 июля 2012 года.
  40. ↑ Thomas P. C. et al. The Small Inner Satellites of Jupiter (англ.) // Icarus. — Elsevier, 1998. — Vol. 135. — P. 360—371. — doi:10.1006/icar.1998.5976. Архивировано 23 августа 2014 года.
  41. ↑ Williams, David R. Ulysses and Voyager 2. Lunar and Planetary Science. National Space Science Data Center. Дата обращения: 25 августа 2008. Архивировано 24 октября 2008 года.
  42. ↑ Comet Shoemaker-Levy 9 Collision with Jupiter. National Space Science Date Center, NASA (February 2005). Дата обращения: 26 августа 2008. Архивировано 19 февраля 2013 года.
  43. ↑ Martin T. Z. Shoemaker-Levy 9: Temperature, Diameter and Energy of Fireballs (англ.) // Bulletin of the American Astronomical Society[англ.] : journal. — 1996. — September (vol. 28). — P. 1085. Архивировано 23 августа 2014 года.
  44. ↑ Galileo Mission to Jupiter (PDF). NASA. Дата обращения: 1 ноября 2008. Архивировано 2 июля 2012 года.
  45. ↑ BBC News | SCI/TECH | Crash plan for Galileo spaceprobe. 212.58.226.17:8080 (3 марта 2000). Дата обращения: 20 мая 2009. Архивировано 5 июля 2009 года.
  46. ↑ Lopes R. M. C., Spencer J. R. Io after Galileo : a new view of Jupiter's volcanic moon (англ.). — Berlin: Springer[англ.], 2007. — ISBN 9783540346814.
  47. ↑ Bond P. Stepping stones to the cosmos : the story of planetary exploration (англ.). — New York ; Berlin: Springer, 2004. — P. 166—182. — ISBN 9780387402123.
  48. ↑ Galileo Project Information. NASA. Дата обращения: 24 мая 2009. Архивировано 27 мая 2009 года.
  49. ↑ Solar System Exploration: Galileo Legacy Site: Discovery Highlights. NASA (9 августа 2007). Дата обращения: 24 мая 2009. Архивировано 2 июля 2012 года.
  50. ↑ Fischer D. Mission Jupiter : the spectacular journey of the Galileo spacecraft (англ.). — New York: Copernicus, 1999. — ISBN 9780387987644.
  51. ↑ NASA Selects New Frontiers Concept Study: Juno Mission to Jupiter (англ.). jupitertoday.com (1 января 2005). Дата обращения: 1 ноября 2010. Архивировано 2 июля 2012 года.
  52. ↑ Buckley, M. Storm Winds Blow in Jupiter’s Little Red Spot (англ.). Johns Hopkins Applied Physics Laboratory (20 мая 2008). Дата обращения: 1 ноября 2010. Архивировано 26 марта 2012 года.
  53. ↑ Steigerwald , Bill. Jupiter's Little Red Spot Growing Stronger (англ.). NASA Goddard Space Center (10 октября 2006). Дата обращения: 1 ноября 2010. Архивировано 26 марта 2012 года.
  54. ↑ The Europa Orbiter Mission Design (англ.). Hdl.handle.net. Дата обращения: 1 ноября 2010. Архивировано 2 июля 2012 года.
  55. ↑ NASA Kills Europa Orbiter (англ.). Space.com (4 февраля 2002). Дата обращения: 1 ноября 2010. Архивировано из оригинала 10 февраля 2002 года.
  56. ↑ Berger, Brian (2005). "White House scales back space plans" (англ.). MSNBC. Архивировано 22 августа 2011. Дата обращения: 1 ноября 2010.
  57. ↑ Atzei, Alessandro Jovian Minisat Explorer (англ.). ESA (2007). Дата обращения: 1 ноября 2010. Архивировано 2 июля 2012 года.
  58. ↑ Talevi, Monica; Brown, Dwayne. NASA and ESA Prioritize Outer Planet Missions (англ.) (2009). Дата обращения: 1 ноября 2010. Архивировано 10 августа 2011 года.
  59. ↑ Rincon, Paul (2009). "Jupiter in space agencies' sights" (англ.). BBC News. Архивировано 21 февраля 2009. Дата обращения: 1 ноября 2010.
  60. ↑ Tim Brice. Outer Planet Flagship Mission: Jupiter Ganymede Orbiter (JGO) Concept (англ.). Opfm.jpl.nasa.gov. Дата обращения: 1 ноября 2010. Архивировано 2 июля 2012 года.
  61. ↑ OPF Study Team Outer Planet Flagship Mission: Briefing to the OPAG Steering Committee (англ.) (PDF). Outer Planets Assessment Group (2008). Дата обращения: 1 ноября 2010. Архивировано 2 июля 2012 года.
  62. ↑ Laplace: A mission to Europa & Jupiter system. ESA. Дата обращения: 23 января 2009. Архивировано 2 июля 2012 года.
  63. ↑ Volonte, Sergio (2007-07-10). "Cosmic Vision 2015-2025 Proposals" (англ.). ESA. Архивировано 25 августа 2011. Дата обращения: 1 ноября 2010.
  64. ↑ Европа выбрала следующую крупную космическую миссию. Дата обращения: 31 августа 2012. Архивировано 8 июня 2012 года.
  65. ↑ "Россия ищет жизнь на спутнике Юпитера". Интернет-газета "Дни.ру". 2012-08-30. Архивировано 31 августа 2012. Дата обращения: 30 августа 2012.
  66. ↑ Artemis Society International Архивная копия от 20 августа 2011 на Wayback Machine official website
  67. ↑ 1 2 Kokh, Peter; Kaehny, Mark; Armstrong, Doug; Burnside, Ken. Europa II Workshop Report // Moon Miner's Manifesto. — 1997. — Ноябрь (№ 110). Архивировано 7 июня 2019 года.
  68. ↑ Pat Troutman, Kristen Bethke. Revolutionary Concepts for Human Outer Planet Exploration. NASA (2003). Дата обращения: 2 июля 2009. Архивировано 2 июля 2012 года.
  69. ↑ Melissa L. McGuire, James Gilland. High Power MPD Nuclear Electric Propulsion (NEP) for Artificial Gravity HOPE Missions to Callisto. NASA (2003). Дата обращения: 30 июня 2009. Архивировано 2 июля 2012 года.
  70. ↑ Vision for Space Exploration. NASA (2003). Дата обращения: 2 июля 2009. Архивировано 2 июля 2012 года.
  71. ↑ NASA plans to send new robot to Jupiter. SpaceDaily (2004). Дата обращения: 30 июня 2009. Архивировано 9 августа 2012 года.
  72. ↑ Bryan Palaszewski. Atmospheric Mining in the Outer Solar System. Glenn Research Center (октябрь 2006). Дата обращения: 2 июля 2009. Архивировано из оригинала 8 марта 2008 года.
  73. ↑ 1 2 3 4 5 6 7 8 Frederick A. Ringwald. SPS 1020 (Introduction to Space Sciences). California State University, Fresno (29 февраля 2000). Дата обращения: 4 июля 2009. Архивировано 20 сентября 2009 года.
  74. ↑ Robert Zubrin, Entering Space: Creating a Spacefaring Civilization, section: Colonizing the Jovian System, pp. 166—170, Tarcher/Putnam, 1999, ISBN 1-58542-036-0
  75. ↑ Troutman, P.A.; Bethke, K. et al. Revolutionary Concepts for Human Outer Planet Exploration (HOPE) Revolutionary concepts for Human Outer Planet Exploration (HOPE) (англ.) // American Institute of Physics Conference Proceedings : journal. — 2003. — 28 January (vol. 654). — P. 821—828. — doi:10.1063/1.1541373. (недоступная ссылка)
  76. ↑ "Humans on Europa: A Plan for Colonies on the Icy Moon". Space.com. 2001-06-06. Архивировано из оригинала 14 августа 2001. Дата обращения: 10 мая 2006.

Ссылки

[править | править код]
Источник — https://ru.wikipedia.org/w/index.php?title=Исследование_Юпитера_межпланетными_аппаратами&oldid=139162781