– Я видел фотографию песчаных дюн на Титане – значит, там дует сильный ветер! – сказал Андрей.
Дзинтара пояснила:
– Да, только дюны там не из кремниевого песка, как на Земле, а из мириадов крошечных льдинок. Интересно, что Титан – это единственное, кроме Земли, тело в Солнечной системе, где человек может находиться без скафандра!
– Но там же очень холодно и нечем дышать! – удивился Андрей.
– Конечно, на Титане теплый комбинезон с электроподогревом совершенно необходим, как и кислородная маска. Но герметичный скафандр не нужен – давление в две атмосферы человек переносит легко.
* * *Итак, летом 1981 года космические аппараты-близнецы выполнили поставленную перед ними задачу. И тут хитрые учёные обратились в правительство с идеей: «Вояджер-2» находится в хорошем техническом состоянии и способен продолжать полёт дальше. Он как раз движется в нужном направлении…
– Ха-ха-ха! – рассмеялась Галатея. – Мы-то знаем – почему!
– …и небольшой корректировки достаточно, чтобы он продолжил лететь к Урану – и далее к Нептуну. Конечно, риск отказа каких-либо систем «Вояджера» заметно больше, чем обычно, но для продолжения полёта необходимо не так уж много средств, и такой риск оправдан…
Хитрость удалась: учёные получили деньги на расширение проекта и продолжили работу с «Вояджером-2», который устремился к Урану. Встреча с ещё ни разу не исследованной вблизи планетой, открытой музыкантом Гершелем, была запланирована в начале 1986 года.
– А зачем учёным понадобились деньги, если аппарат уже был запущен? – поинтересовалась Галатея.
– С летящим аппаратом нужно всё время связываться с помощью крупных радиопередатчиков; надо получать и сохранять на компьютерах космическую информацию, обрабатывать её, а также усовершенствовать программы, которые работают в электронном мозгу межпланетной станции. Над этими задачами работает большая группа учёных, и вы сейчас узнаете, сколько хлопот доставляет уже запущенный аппарат.
На долю «Вояджера-2» и его земной команды выпало немало испытаний.
Космический робот – это не просто летающий автоматический фотоаппарат, у него есть своеобразный интеллект и разные соображения на многие случаи жизни. Из-за самостоятельности космического робота и его реакции на человеческую забывчивость произошла первая неприятность с «Вояджером-2».
Она случилась, когда аппарат находился ещё в поясе астероидов. Оператор, отвечающий за радиоконтакт с аппаратом, как-то не вышел на связь с «Вояджером-2»…
– Он заснул, что ли, этот оператор?! – возмутился Андрей.
– …совершив серьёзную ошибку: бортовой компьютер аппарата, не получив сигналов с Земли, решил, что основной приёмник сломался, и переключился на запасной. Попытки заставить робота снова пользоваться главным приёмником не увенчались успехом.
Беда была в том, что запасной приёмник оказался не вполне исправен: в нём сгорел один из конденсаторов, из-за чего диапазон радиоволн, в которых была возможна связь с аппаратом, сузился в тысячу раз и стал «плавать» – меняться, – например, от температуры и скорости межпланетной станции. Для устойчивой связи пришлось точнейшим образом рассчитывать все факторы, смещающие частоту связи.
Потом на «Вояджере-2» заклинило силовой привод, поворачивающий платформу с приборами. Учёным пришлось разрабатывать методы наблюдения с помощью разворота всего аппарата.
Вследствие долгого полёта мощность бортовой ядерной электростанции «Вояджера-2», работающей на оксиде плутония, упала – и количество одновременно включенных научных приборов пришлось строго дозировать.
– Ух, как, наверное, спорили учёные – чьи приборы надо выключать из-за недостатка энергии! – отметил Андрей.
– Чем ближе подлетал «Вояджер-2» к Урану, тем напряжённее становилась атмосфера в центре управления полетом и среди учёных, обрабатывающих данные межпланетной станции. И тут случилось непредвиденное. За шесть дней до долгожданного пролёта возле Урана изображения, получаемые с борта «Вояджера», исказились сильными помехами! Учёные схватились за голову: что могло случиться в самый неподходящий момент?!
Тесты, проведённые на компьютере «Вояджера», летящего на таком гигантском расстоянии, что радиоволна от аппарата до Земли идёт почти два с половиной часа, показали: в памяти компьютера «Вояджера» из-за удара космической частицы появился неправильно работающий участок. Весь проект оказался под угрозой, и учёные стали думать – как можно его спасти.
– Что же можно предпринять, если компьютер испортился? Ведь его невозможно починить на расстоянии! – расстроилась Галатея.
– Учёные и инженеры трудились днём и ночью и всего за двое суток сумели починить компьютер «Вояджера», не прикасаясь к нему: они нашли ошибочный элемент памяти и написали программу, обходящую его.
– Вот молодцы! – воскликнула девочка.
– Учёные не только справились с неполадками робота, но и оптимизировали его компьютерные и исследовательские программы. Работоспособность аппарата, летящего за многие сотни миллионов километров от Земли, фактически улучшилась за время полёта.
Когда «Вояджер-2» вплотную приблизился к Урану, никем ещё вблизи не исследованному, то волнение учёных достигло предела.
Голубой Уран давно был загадкой для астрономов. Во-первых, в отличие от других планет, Уран лежит на боку, и кольца со спутниками вращаются вокруг него, как колесо обозрения. Во-вторых, за несколько лет до визита «Вояджера-2» Уран вызвал настоящий переполох среди научного мира.
10 марта 1977 года Уран, медленно ползущий по небу, должен был загородить собой маленькую звездочку в созвездии Весов. Астрономы решили это событие наблюдать не с Земли и не из космоса.
– А откуда же ещё можно наблюдать? – удивился Андрей.
– Из атмосферы. У американских астрономов была летающая обсерватория: огромный самолёт, оборудованный телескопом с почти метровым зеркалом. Учёные поднялись на этом самолёте на максимально возможную высоту – где воздуха было уже мало, и он почти не мешал наблюдениям, – и приготовились увидеть затмение звезды Ураном. Они надеялись получить какую-нибудь информацию об атмосфере этой далёкой планеты. Но неожиданно приборы зафиксировали несколько коротких затмений звезды ещё до захода её за планету, а потом такое же количество миганий – после выхода звёздочки из-за Урана.
Удивлённые учёные сделали неизбежный вывод, что Уран окружён девятью кольцами – тонкими, как струны, и очень непохожими на широкие кольца Сатурна. Теоретики стали ломать головы: как возникли такие узенькие колечки и что удерживает их от расплывания?
Одни астрономы придерживались гипотезы «дымного следа»: в кольцах сидят небольшие спутники, которые «дымят» и оставляют за собой узкую полосу.
– Как след в небе после самолёта? – спросил Андрей.
– Примерно так. Согласно этой гипотезе, внутри колец Урана должно было существовать девять (!) неоткрытых спутников.
Два американских теоретика выдвинули гипотезу, по которой каждое узкое кольцо было зажато между парой спутников-«пастухов», которые «пасут» частицы кольца своими гравитационным полями, как кнутами, и не дают им разбредаться. Значит, подсчитали американцы, внутри зоны колец может находится до 18-ти спутников. Эта гипотеза завоевала максимальное количество сторонников, потому что на внешнем краю колец Сатурна «Вояджеры» уже нашли узкое колечко, очень похожее на урановское и окружённое двумя спутниками-«пастухами» – Пандорой и Прометеем.
Ещё одну модель предложили два московских теоретика, предположивших, что невидимые спутники должны располагаться не внутри зоны колец, а снаружи – между кольцами и спутником Мирандой, самым близким из известных тогда пяти спутников Урана. Образование и стабильность колец должно было контролироваться такими спутниками издали, с помощью резонансов.
– Это что ещё за зверьки? – не поняла Галатея.
– Если частицы кольца вращаются вокруг планеты за десять часов, а спутник совершает оборот за двадцать часов, то учёные называют такое соотношение резонансом 1: 2. Пусть частица, двигаясь по эллиптической траектории вокруг планеты, встречает в верхней точке своей орбиты внешний спутник, который притягивает к себе частицу. Если орбиты частицы и спутника находятся в резонансе 1: 2, то в каждый свой второй пролёт по верхней части орбиты частица встретится со спутником. В результате таких встреч – всегда в одном месте орбиты – влияние резонансного спутника быстро накапливается. Под воздействием резонансного спутника орбита частицы может, например, вытянуться, увеличивая свою эллиптичность.
– Раскачиваясь на качелях, ты используешь для этого резонанс 1: 1, – блеснул эрудицией Андрей. – Это когда период движений твоего тела совпадает с периодом самих качелей.
– Раскачиваясь на качелях, ты используешь для этого резонанс 1: 1, – блеснул эрудицией Андрей. – Это когда период движений твоего тела совпадает с периодом самих качелей.
– Умный, да? – покосилась на него Галатея.
– Московские учёные открыли, что каждая пара колец Урана имеет два резонанса с внешней пустой орбитой между кольцами и Мирандой.
– Это как? – спросила Галатея, наморщив лоб.
– Если период обращения частиц одного кольца 6 часов, а другого – 8 часов, то у этих двух колец есть общая внешняя резонансная орбита с периодом в 12 часов, которая с одним кольцом имеет резонанс 6: 12 = 1: 2, а со вторым 8: 12 = 2: 3.
Советские теоретики в 1985 году опубликовали статью, в которой утверждали, что на этих, ещё пустых, резонансных орбитах «Вояджер-2» и должен найти новые спутники Урана. Всего московские теоретики сумели вычислить радиусы орбит шести таких невидимых спутников.
Когда «Вояджер-2» пролетел возле Урана 24 января 1986 года, то действительно открыл возле планеты десять ранее неизвестных спутников. Только один, самый маленький, спутник забрался внутрь зоны колец, отчего самое внешнее из колец Урана оказалось окруженным спутниками-«пастухами». Остальные девять спутников располагались именно там, где и предполагали московские теоретики, – между Мирандой и кольцами. Например, согласно расчетам, самый дальний из предсказанных спутников должен иметь орбиту в 66 450 км. «Вояджер-2» действительно открыл на орбите в 66 100 км крупный спутник диаметром в 140 километров. Его назвали Порция – в честь умной героини одной из пьес Шекспира.
За предсказание системы новых спутников Урана двое советских учёных получили Государственную премию СССР. Виталий Гинзбург, лауреат Нобелевской премии, отметил: «Это, по-видимому, второй случай в истории астрономии предсказания орбит новых небесных тел на основании теоретических расчетов (после происшедшего 140 лет назад вычисления Леверье и Адамсом орбиты неизвестной планеты, открытой затем в 1846 году Галле и названной Нептуном)».
Нептун тоже оказался планетой, полной сюрпризов. Вокруг Нептуна «Вояджером-2» были найдены «арки», нанизанные на прозрачное кольцо, как связка сосисок. Управляет расположением и устойчивостью этой связки арок спутник Нептуна – Галатея. Крупнейший спутник Нептуна, Тритон, примечателен тем, что вращается вокруг планеты в обратном направлении. Тритон обладает полярной шапкой из застывшего азота, из которой весной бьют многочисленные гейзеры жидкого азота.
– Словно фонтаны из земли? – спросила Галатея.
– Да, но только очень мощные – ведь высота гейзеров на Тритоне достигает восьми километров!
– Эх, хотел бы я попасть на экскурсию по Тритону!.. – мечтательно сказал Андрей.
– Пролёты «Вояджера-2» возле Урана и Нептуна оказались очень успешными. Количество информации, переданной «Вояджером-2», было фантастическим. Он послал на Землю двадцать тысяч фотографий из системы Юпитера и восемнадцать тысяч видов Сатурна, его колец и спутников. При пролёте Урана было получено шесть тысяч фотографий, из окрестностей Нептуна «Путешественник» переслал девять тысяч изображений.
«Вояджер-2» первым исследовал две самые дальние планеты нашей системы.
– Он стал Колумбом нашей планетной системы! – заявил Андрей.
– Оба «Вояджера» вместе открыли три десятка новых спутников и показали людям удивительные миры, расположенные на окраине Солнечной системы. Эти миры полны космических тайн и неземной красоты. Учёные радовались как дети, изучая результаты путешествия «Вояджера-2»!
Вскоре после «Вояджеров» возле Юпитера и Сатурна появились искусственные спутники – «Галилео» возле Юпитера и «Кассини-Гюйгенс» в системе Сатурна, но легендарный полёт «Путешественника-2» к Урану и Нептуну не был повторен очень долго. После пролёта возле Нептуна «Вояджер-2» долго сохранял свою работоспособность. Через тридцать лет после запуска он отдалился от Солнца настолько, что попал в межзвёздное пространство и ещё долгие годы передавал учёным важные данные из таинственной темноты, отстоящей от Солнца в сто раз дальше, чем Земля!
– А что же дальше? «Вояджеры» открыли все тайны в Солнечной системе, значит, больше нам нечего делать? – спросил Андрей.
– Впереди у человечества, которое сумело выйти в космос, много тайн и множество дел, включая устройство поселений на Луне, Марсе и других планетах и спутниках Солнечной системы, а также изучение планет возле других звёзд и отправка к ним автоматических зондов.
– Автоматических зондов? – недовольно спросила Галатея. – Без людей?
– Роботы-разведчики должны найти самые симпатичные планеты возле других звёзд, а потом туда обязательно отправятся транспорты с людьми-колонистами. Любопытное человечество, вышедшее в космос, никому не остановить. Скучно жить на Земле, не мечтая о звёздах…
Примечания для любопытных
Виталий Лазаревич Гинзбург (1916–2009) – известный советский и российский физик-теоретик, лауреат Нобелевской премии по физике (2003).
«Галилео» – автоматический аппарат НАСА, созданный для исследования системы Юпитера. Запущен в 1989 году, вышел на орбиту вокруг Юпитера в 1995 году, где и проработал до 2003 года.
«Кассини-Гюйгенс» – автоматический аппарат НАСА и Европейского космического агентства, созданный для исследования системы Сатурна. Запущен в 1997 году, вышел на долгоживущую орбиту вокруг Сатурна в 2004 году. Спускаемый зонд «Гюйгенс» приземлился на Титан, спутник Сатурна, в 2005 году, и полтора часа передавал уникальные данные, включая изображения поверхности Титана, в месте посадки усеянной округлыми валунами.
Сказка о скромном Слайфере, который открыл разбегание Вселенной
Никки поудобнее уселась на мягком диване и сказала детям, которые делали вид, что они собираются спать (но на самом деле у них сна не было ни в одном из четырёх широко раскрытых глаз, которыми они смотрели на Никки):
– Сейчас вы услышите сказку про одного удивительного мальчика Весто, который сумел полностью изменить наше понимание Вселенной.
– Как это сделал Коперник? – высказала догадку Галатея.
– Коперник перевернул наше представление о строении Солнечной системы. Весто совершил революцию в масштабе всей Вселенной. Итак…
Жил-был мальчик Весто в фермерском штате Индиана. Скучно было жить в штате Индиана в конце девятнадцатого века. Электричество и телефон уже изобрели, но до американской сельскохозяйственной глубинки они ещё не дошли. Автомобили с их шумом, вонью и яркими фарами тоже ещё не появились, поэтому дороги и улицы тихих городков и ферм Индианы после заката солнца погружались в бархатную душистую тьму – лишь огоньки свечей и керосиновых ламп мерцали за занавесками.
И главным зрелищем ночи американских прерий становились звёзды, которыми Весто без устали любовался.
Они тысячами полыхали над бескрайними полями кукурузы и пшеницы. Млечный Путь, не различимый в небе современных городов, простирался от горизонта до горизонта – ясный и великолепный. А уж когда всходила луна, то дыхание мальчика просто замирало от восторга.
– Значит, электрическое освещение наших городов погасило много звёзд на небе! – огорчился Андрей.
– Много астрономов вышло из прерий Среднего Запада именно благодаря незамутнённому первозданному небу над ними, – отметила Никки. – Весто Мелвин Слайфер тоже решил посвятить себя звёздам и в 1901 году с отличием закончил университет Индианы сразу по двум специальностям – астрономии и математике.
Но в начале двадцатого века, как, впрочем, и во все времена, найти работу астроному было гораздо сложнее, чем получить образование.
Весто Мелвину Слайферу, или В. М., как его называли, повезло – университетский профессор, высоко ценивший успехи В. М., порекомендовал его Персивалю Лоуэллу.
Лоуэлл был легендарной и колоритной фигурой. Он был выходцем из богатой бостонской династии, известной с семнадцатого века. Бизнесмен, дипломат и востоковед, Персиваль Лоуэлл, приближаясь к сорокалетнему возрасту, резко изменил свою жизнь и решил посвятить её астрономии, которой интересовался с детства. В 1894 году он создаёт свою обсерваторию в Аризоне, на горе высотой более двух километров над уровнем моря, и становится её директором, а также активным наблюдателем Марса. Лоуэлл считал, что на Марсе существует высокоразвитая цивилизация, и сделал пятнадцать тысяч зарисовок геометрически правильных марсианских каналов, которые он якобы видел в телескоп с диаметром в двадцать четыре дюйма (больше шестидесяти сантиметров).
Другие астрономы ему не верили, из-за чего Лоуэлл очень переживал.
Симпатичного фермерского паренька Весто Слайфера он нанял временно, поддавшись на уговоры знакомого профессора…