Các nhà nghiên cứu tại Phòng thí nghiệm Sức đẩy Phản lực đã bị tước đi sự nghỉ ngơi yên tĩnh trong một thời gian dài. Hứng thú với những khám phá, họ ngủ một giấc thật say và khi tỉnh dậy, họ vội vã quay trở lại Trung tâm điều hành bay của trạm liên hành tinh tự động Voyager. Tại đây, các máy kỹ thuật số hoạt động với tốc độ đáng kinh ngạc, biến đổi hàng nghìn bit thông tin, bị bóp méo bởi sự giao thoa của không gian và khí quyển, thành các khung điện tử, đồ họa mảnh mai và hàng số vô tận. Những người có hơi thở gấp gáp nhìn hình ảnh màu của sao Thổ đang đến gần trên màn hình.
33 triệu km vẫn đến hành tinh do thám không gian. Đã 4 năm trôi qua kể từ khi ra mắt tại sân bay vũ trụ, và một con đường dài trải dài phía sau Voyager dài 2 tỷ km. Vành đai Tiểu hành tinh nguy hiểm với những dòng thiên thạch vô tận của nó đã được vượt qua một cách an toàn. Các thiết bị điện tử mong manh chống chọi với cái lạnh khắc nghiệt của không gian thế giới và các cơn bão điện từ ở vùng lân cận của hành tinh lớn nhất trong hệ Mặt Trời - Sao Mộc.
Và phía trước? Nguy cơ va chạm với đá và băng trôi gần sao Thổ trước khi tàu Voyager bắt đầu chuyến hành trình kéo dài 8 năm đến những hành tinh xa xôi nhất - sao Thiên Vương và sao Hải Vương.
… Một bức tranh hoành tráng hiện ra trước mắt những người đang ở trong Trung tâm điều khiển. Sao Thổ, được trao vương miện với một "sợi dây chuyền" khổng lồ, đã chiếm gần như toàn bộ khung hình của hình ảnh truyền hình. Một hành tinh màu vàng kim với các cực màu xám và các vành đai loang lổ hầu như không thể nhìn thấy rõ trong sương mù lao tới và xoay tròn trong vực thẳm đen của bầu trời.
Các nhà nghiên cứu dán mắt vào các vành đai nổi tiếng của Sao Thổ, nơi đã ám ảnh các nhà thiên văn học trong nhiều thế kỷ.
Galileo vĩ đại là người đầu tiên nhận thấy điều gì đó kỳ lạ trong sự xuất hiện của Sao Thổ. Kính viễn vọng của Galileo quá yếu, và dường như đối với nhà khoa học, sao Thổ có tay cầm như một cái bát đựng đường. Chỉ nửa thế kỷ sau, Christian Huygens đã chứng minh rằng những hình bán nguyệt kỳ lạ trên các mặt của hành tinh không khác gì những vòng mỏng, nhưng rất rộng.
Khoảng cách đến hành tinh là 33 triệu km. Trên màn hình, có ba vành đai của Sao Thổ, được phát hiện từ lâu với sự trợ giúp của kính thiên văn: A, B và C. Tuy nhiên, trong hình ảnh không gian, bạn có thể nhìn thấy thứ gì đó không thể nhìn thấy từ Trái đất. Trước hết, sự phức tạp của cấu trúc của những chiếc nhẫn và màu sắc tuyệt vời của chúng.
Vòng lớn nhất - vòng ngoài - lấp lánh ánh bạc, vòng giữa hơi đỏ, và vòng trong có màu xanh lam đậm, trong mờ, như thể được làm bằng vật chất mỏng, hầu như không hữu hình.
8 triệu km. Chỉ 1/4 bán cầu của Sao Thổ phù hợp với hình ảnh trên tivi. Ở phía bên của hành tinh, hai mặt trăng áp sát vào nhau tỏa sáng - Tethys và Dione. Nhưng các nhà khoa học vẫn kiên trì quay lại nghiên cứu về những chiếc nhẫn. Không phải ba, mà là bảy chiếc nhẫn, lồng vào nhau bên trong chiếc kia, có thể nhìn thấy được. Đây là chúng, mới được phát hiện: F - bên ngoài A cũ, G - bên ngoài F mới, E - vành rộng nhất xa hành tinh nhất, D - gần sao Thổ nhất.
Nhưng nó là gì? So sánh các bức ảnh, các chuyên gia nhận thấy mỗi vòng lớn bị vỡ thành nhiều "vòng" hẹp, khó nhận thấy. Trong một bức ảnh, họ được tính là 95! Ngay cả trong "khoảng trống" màu đen rộng 4 nghìn km giữa vòng A và B, nơi luôn được công nhận là trống, các nhà khoa học đã đếm được hàng chục "vòng" mỏng.
2 triệu km. Các thiết bị của Voyager nhằm mục đích tiếp cận nhanh chóng Titan, mặt trăng lớn nhất của Sao Thổ. Nó lớn hơn hành tinh Mercury. Sự phấn khích của các nhà thiên văn học là điều dễ hiểu. Titan là vệ tinh duy nhất trong toàn bộ hệ mặt trời có bầu khí quyển mạnh gấp 10 lần Trái đất. Voyager đã bay qua Titan ở khoảng cách 6, 5 nghìn km - gần hơn 60 lần so với khoảng cách từ Trái đất đến Mặt trăng. Tuy nhiên, các nhà khoa học nhìn thấy rất ít trên màn hình - lớp sương mù dày đặc của bầu khí quyển Titan, tương tự như sương mù hóa học, bị ngăn chặn.
1 triệu km. Trên màn hình, Rhea sáng chói là mặt trăng lớn thứ hai của Sao Thổ. Tất cả đều được đọ sức với các miệng núi lửa - cuộc bắn phá không gian liên tục kéo dài hàng tỷ năm. Một vệ tinh khác lấp lánh trong màu đen mượt như nhung của không gian lọt vào tầm nhìn của máy ảnh. Đây là Dione, giống với Mặt trăng của chúng ta hơn các vật thể khác trong hệ thống Sao Thổ, nhưng "biển" trên Dione không được bao phủ bởi dung nham đông đặc. Băng nước có thể nhìn thấy khắp nơi, rắn chắc như đá. Mạng lưới những “sợi dây” màu trắng nói về những nơi nước trào ra từ ruột lập tức đông đặc lại, bao trùm trong một lớp băng giá khốc liệt. Nhiệt độ bề mặt của Dione là âm 180 ° С - ở đây mặt trời chiếu sáng mờ hơn 900 lần so với trên quỹ đạo Trái đất.
Vệ tinh chưa được biết đến trước đó là Saturn-12 (S-12) lơ lửng trước mắt các nhà nghiên cứu. Đáng ngạc nhiên là nó đang ở cùng quỹ đạo với Dione. Đồng thời, S-12 luôn bay trước Dione với khoảng cách bằng 1/6 chu vi quỹ đạo. Trong cơ học thiên thể, hiện tượng như vậy thường được gọi là cộng hưởng quỹ đạo.
300 nghìn km. Ngày với sao Thổ sắp diễn ra. Từ phía bên trái của người do thám, như thể chào đón sự xuất hiện của anh ta, Mimas xuất hiện. Anh ấy trông thật lạ. Hàng tỷ năm trước, vệ tinh này đã va chạm với một thiên thể lớn - một vụ nổ lực khổng lồ xé ra rất nhiều băng và đá từ cơ thể Mimas, đến mức hình thành một miệng núi lửa sâu 9 và rộng 130 km. Miệng núi lửa chiếm một phần tư bán cầu của vệ tinh!
101 nghìn km. Ở khoảng cách như vậy, hành tinh khổng lồ và sứ giả của Trái đất đã gặp nhau và chia tay nhau. Sao Thổ lớn đến nỗi trong những giờ tiếp cận gần nhất, chỉ có thể nhìn thấy một mảng mây nhỏ trong khung hình truyền hình. Những đám mây màu vàng nâu, không thể nhìn thấy được, ở khắp mọi nơi. Trong số các sọc trắng, xoáy và quầng sáng dao động, có một số đốm màu xanh lam, có kích thước bằng Greenland hoặc Australia, chạy - đây là những “cửa sổ” mà các xoáy khí từ độ sâu của hành tinh xuyên qua.
Trong tất cả các hành tinh trong hệ mặt trời, sao Thổ chỉ đứng sau sao Mộc về kích thước. Bên trong nó, sẽ có đủ chỗ cho ba trăm quả cầu. Nhưng mật độ trung bình của người khổng lồ là rất thấp - nếu một đại dương vô tận tuyệt vời tồn tại ở đâu đó, sao Thổ sẽ nổi trên bề mặt của nó như một nút chai.
Theo mô hình mới, được tạo ra bởi các thiết bị của Voyager, hành tinh này xuất hiện với chúng ta dưới dạng một quả cầu hydro và helium hình khối ở các cực. Lớp vỏ khí mạnh mẽ của Sao Thổ, với áp suất ngày càng tăng, chuyển thành trạng thái lỏng gần tâm hơn. Hành tinh lỏng đến tận cốt lõi!
Và những gì về lõi rắn? Nó có kích thước bằng Trái đất, nhưng có khối lượng gấp 15-20 lần. Mật độ vật chất ở trung tâm hành tinh, nơi có áp suất bằng 50 triệu bầu khí quyển của Trái đất cao đến nỗi! Và nhiệt độ là + 20.000 độ! Quả cầu lỏng sôi lên, và ở tầng trên của các đám mây của hành tinh, một cái lạnh khắc nghiệt ngự trị. Làm thế nào để phát sinh sự chênh lệch nhiệt độ khổng lồ này? Với sự rộng lớn của bên trong hành tinh và lực hấp dẫn khổng lồ của nó, các dòng khí phải mất hàng trăm năm để truyền nhiệt của tầng sâu lên lớp mây trên của khí quyển Sao Thổ.
Mưa lạ lùng
Sao Thổ bức xạ vào không gian năng lượng gấp ba lần năng lượng nó nhận được từ Mặt trời. Đầu tiên, nhiệt được tạo ra bởi sự co lại dần dần của khối khí khổng lồ - đường kính của nó giảm đi từng milimet mỗi năm. Ngoài ra, Sao Thổ còn có một nguồn năng lượng tuyệt vời khác. Quả cầu nóng đỏ của Sao Thổ đã nguội đi kể từ khi hệ Mặt Trời ra đời. Theo tính toán của các nhà vật lý thiên văn, 2 tỷ năm trước, ở độ sâu lớn của hành tinh, áp suất bên trong đã giảm xuống dưới điểm tới hạn của nồng độ heli. Và trời bắt đầu mưa … Cơn mưa lạ lùng kéo dài đến tận ngày nay. Các giọt heli rơi dài hàng nghìn km trong độ dày của hydro lỏng, đồng thời phát sinh ma sát và xuất hiện nhiệt năng.
Trời giông bão
Dưới ảnh hưởng của chuyển động quay nhanh của hành tinh (bất kỳ điểm nào trên xích đạo của sao Thổ di chuyển nhanh hơn 14 lần so với xích đạo của Trái đất), những cơn gió có sức mạnh khủng khiếp thổi vào thế giới bí ẩn - ở một nơi mà thiết bị của Voyager đã ghi lại tốc độ của những đám mây 1600 km / h. Bạn thích làn gió sảng khoái này như thế nào?
Các ống kính máy ảnh của tàu du hành trượt vào bán cầu nam của Sao Thổ. Đột nhiên, một đốm hình bầu dục dài hàng chục nghìn km xuất hiện trên màn hình của Trung tâm điều khiển sứ mệnh - bản sao của Vết đỏ lớn trên Sao Mộc. Hành tinh Trái đất có thể tự do nằm gọn bên trong vị trí. Nhưng đây chỉ là một cơn lốc khí quyển hoành hành trong bầu khí quyển của Sao Thổ, không có hồi kết.
Vụ tai nạn
Tàu du hành đang tiếp tục chuyến bay qua Sao Thổ thì liên lạc vô tuyến đột ngột bị cắt. Các nhà khoa học không hề lo lắng - theo tính toán, thiết bị này đã biến mất trong "bóng vô tuyến" của hành tinh. Khi người do thám "xuất hiện" từ phía bên kia của Sao Thổ, tình hình trở nên thực sự nghiêm trọng. Cơ cấu lái của bàn xoay với các dụng cụ bị kẹt. Sẽ không thể chụp ảnh đêm của hành tinh này sao ?! Điều đáng tiếc là do trục trặc kỹ thuật, cuộc họp dự kiến với các vệ tinh lớn - Enceladus và Tethys - sẽ phải hủy bỏ.
Tín hiệu được truyền từ Trung tâm điều khiển đến máy tính tích hợp của trạm liên hành tinh. Việc kiểm soát sửa chữa cơ chế này rất phức tạp bởi khoảng cách vũ trụ - thời gian trễ của tín hiệu vô tuyến giữa Trái đất và sao Thổ là 1,5 giờ. Cuối cùng, bộ não kỹ thuật số của Voyager đã mở khóa các ổ nhắm mục tiêu của máy quay TV, nhưng thời gian đã mất và chỉ có Tethys trở nên quen thuộc.
Khi thiết bị đang di chuyển khỏi Sao Thổ với tốc độ 22 km / s, các nhà khoa học đã nhìn thấy một cơn bão điện trong các vành đai của Sao Thổ. Tia chớp, chiếu sáng phía bóng tối, tạo nên những điểm nổi bật màu đỏ trên những đám mây đêm của hành tinh …
Đêm chung kết của vở kịch không gian
Các sự kiện được mô tả ở trên diễn ra vào năm 1980-1981, khi hai trạm liên hành tinh tự động là Voyager 1 và Voyager 2 bay ngang qua Sao Thổ. Để tránh lặp lại, tôi quyết định không nói riêng về chúng - tất cả tin tức về hệ thống Sao Thổ, được truyền về Trái đất bởi hai thiết bị, có điều kiện "đưa vào miệng" của một thiết bị dưới cái tên "Voyager" (không có số).
Sẽ hơi khó chịu khi nhận ra rằng sau ba thập kỷ, các công nghệ vũ trụ của chúng ta vẫn ở cùng một cấp độ.
Mỗi đêm, khi mặt trời lặn và bầu trời tối đen được bao phủ bởi một loạt các ngôi sao, chúng ta nhìn thấy Vũ trụ. Khám phá không gian đòi hỏi công nghệ cực kỳ tinh vi dựa trên những thành tựu tiên tiến của tên lửa, điện tử, công nghệ hạt nhân và các ngành khoa học kỹ thuật chuyên sâu khác. Do đó, các chuyến bay của các tàu thăm dò liên hành tinh, mặc dù có vẻ phi thực tế và không mang lại lợi ích thiết thực nào, đòi hỏi giải pháp của nhiều vấn đề ứng dụng: tạo ra các nguồn năng lượng mạnh mẽ và nhỏ gọn, phát triển công nghệ thông tin liên lạc không gian tầm xa, cải tiến cấu trúc và động cơ, sự phát triển của các phương pháp diễn tập hỗ trợ trọng lực mới, bao gồm.h. sử dụng điểm Lagrange. Toàn bộ mặt trận nghiên cứu này có thể trở thành “đầu tàu” của khoa học hiện đại, và các kết quả thu được có thể hữu ích trong việc giải quyết các vấn đề cấp bách hơn. Tuy nhiên, hầu hết các vấn đề vẫn chưa được giải quyết.
Tất cả những nỗ lực rụt rè hiện đại để khám phá các hành tinh bên ngoài (nhiệm vụ Ulysses, Cassini, New Horizons) đều dựa trên cùng một công nghệ và sự phát triển đã được sử dụng trong dự án Voyager. Trong 30 năm, không một loại động cơ mới nào được tạo ra, phù hợp cho các chuyến bay liên hành tinh. Ví dụ, bộ đẩy ion của tàu thăm dò nghiên cứu Nhật Bản Hayabusa, được coi là công nghệ cao cực kỳ hiện đại, trên thực tế là những phát triển bị lãng quên vào giữa thế kỷ 20 - bộ đẩy ion đã được sử dụng rộng rãi trong các hệ thống kiểm soát thái độ của Liên Xô. vệ tinh khí tượng Meteor. Thứ hai, động cơ ion là một công cụ khá cụ thể: chúng thực sự có mức tiêu thụ nhiên liệu thấp đáng kinh ngạc (vài miligam / giây), nhưng theo đó, chúng tạo ra lực đẩy vài mili-lít. Phải mất nhiều năm để tăng tốc một con tàu vũ trụ, và kết quả là không thu được lợi ích thực sự nào.
Các động cơ phản lực đẩy chất lỏng thông thường (LPRE), không chỉ rất phàm ăn - công việc của chúng bị giới hạn trong hàng chục (hàng trăm) giây, ngoài ra, chúng không thể tăng tốc tàu vũ trụ đến tốc độ cần thiết, chẳng hạn như để đạt được quỹ đạo của sao Thổ. Vấn đề cơ bản là tốc độ dòng khí quá thấp. Và không thể nâng nó lên bằng bất kỳ hình thức nào.
Thời trang đỉnh cao vào những năm 50 - động cơ phản lực hạt nhân không nhận được sự phát triển, do không có bất kỳ lợi thế đáng kể nào. Bất chấp ngọn lửa không thể dập tắt của lò phản ứng hạt nhân, một động cơ như vậy yêu cầu chất lỏng hoạt động - tức là Trên thực tế, đây là một động cơ tên lửa đẩy chất lỏng thông thường với tất cả những hậu quả và bất lợi sau đó.
Cách ban đầu để du hành trong không gian bằng cách sử dụng xung của các vụ nổ hạt nhân, được đề xuất bởi Freeman Dyson vào năm 1957 (Dự án Orion), vẫn còn trên giấy - quá táo bạo và nói thẳng ra là một ý tưởng đáng ngờ.
Những "kẻ chinh phục không gian" (ở đây thật là mỉa mai trong mối quan hệ với toàn thể Nhân loại) trong 50 năm của Kỷ nguyên Vũ trụ đã không thể tạo ra một động cơ hiệu quả để di chuyển trong không gian liên hành tinh. Chúng ta sẽ không bao giờ nhìn thấy Sao Mộc hay Sao Thổ, nếu không có gợi ý từ các chuyên gia về cơ học thiên thể - sử dụng lực hấp dẫn của các hành tinh để tăng tốc AMS. "Bida liên hành tinh" cho phép bạn đạt được tốc độ khủng khiếp (15-20 km / s) mà không cần sử dụng động cơ và khám phá vùng ngoại ô của hệ mặt trời. Vấn đề duy nhất là "cửa sổ khởi động" bị giới hạn nghiêm ngặt - vài ngày (vài tuần) một lần trong vài năm. Không có chỗ cho những sai lầm nhỏ nhất. Nhiều năm bay và một vài giờ cho một cuộc hẹn với đối tượng nghiên cứu.
Với sự trợ giúp của các thao tác trọng trường, "Người du hành" đã bay, theo cùng một sơ đồ, tàu thăm dò hiện đại "Chân trời mới" bay tới sao Diêm Vương, nhưng để vượt qua hệ mặt trời thì phải mất 9 năm. Và sau đó đoàn thám hiểm sẽ chỉ có một ngày để khám phá một hành tinh xa xôi! Tàu thăm dò sẽ lao qua sao Diêm Vương với tốc độ lớn và biến mất vĩnh viễn vào không gian giữa các vì sao.
