За рамками системы
Еще в 1977 году спецы НАСА запустили в космос межпланетные станции "Вояджер-1" и "Вояджер-2". Начальной задачей аппаратов было исследование планет Галлактики. И это им удалось сделать отменно. Достижениями НАСА в этом плане восторгаются спецы различных государств. Заведующий кафедрой небесной механики Муниципального астрономического института имени Штернберга Владимир Жаров утверждает, что данные, приобретенные от "Вояджеров", уникальны: "Аппараты смогли лучшим образом обрисовать планетки Галлактики и их орбиты". Но спутники на этом не тормознули. Они достигнули совсем умопомрачительных чертогов космоса - так именуемой "оканчивающей ударной волны солнечного ветра", termination shock. Этим термином определяется внутренняя граница гелиосферы - области, которую заполняет солнечный ветер. Конкретно там он встречается с межзвездным ветром. Далее следует некоторое место, совсем науке неизвестное. Что таится за теми границами, которых добивается солнечный ветер? Пожалуй, это самый увлекательный вопрос, на который только предстоит ответить ученым. А для начала попробуем разобраться с таким феноменом, как солнечный ветер.
"Солнечный ветер, - объясняет старший научный сотрудник Муниципального астрономического института имени Штернберга Владимир Сурдин, - это потоки плазмы, которые изрыгает из себя наше светило. Они представляют собой "ободранный" водород, другими словами нагие протоны и электроны". Солнечный ветер даже можно узреть. "Во время затмения вокруг звезды можно следить корону, которая исходит от светила типичными хлопьями, - продолжает ученый. - Это самое начало солнечного ветра, его основная, нижняя часть. Позже эти потоки газа удаляются, разрежаются, и мы уже не лицезреем плазму. Все же она разлетается во все стороны".
В конце концов эти потоки газа, исходящего от Солнца с очень большой скоростью - порядка 300-400 км за секунду, - сталкиваются с газом, который заполняет всю нашу галактику. В месте их столкновения появляется оболочка Галлактики, состоящая по последней мере из 2-ух ударных волн - наружной и внутренней. Меж ними зажат газ, уплотнившийся из-за неизменного давления с обеих сторон. Конкретно эту грань и преодолели южноамериканские спутники. При всем этом они столкнулись с явлением, напоминающим волны во время морского прилива и отлива. Если 1-ый "Вояджер" пересек termination shock всего один раз, то второму подфартило (либо не подфартило) больше. В течение пары дней ударная волна ветра достигнула его более 5 раз.
"Ударная волна, - ведает сотрудник Института галлактических исследовательских работ РАН Анатолий Петрукович, - нестабильный объект. Она сама по для себя повсевременно болтается, "гуляет". Она может догонять спутник и отходить от него в протяжении огромного промежутка времени. Наверное 1-ый "Вояджер" также не один раз испытывал ее воздействие, но дело в том, что характеристики ударной волны так малозначительны, что достоверно найти ее очень трудно. Спутник мог ее просто не зафиксировать".
Наши ученые, кстати, не делят бурного экстаза собственных американских коллег, связанного с многократным скрещением ударной волны летательными аппаратами. "Мы и так знали о ее нраве, и это не является огромным открытием", - увидел Анатолий Петрукович. Но "Вояджеры", запущенные в различные, практически обратные стороны Галлактики, все таки достигнули классного результата. Они обосновали, что границы нашей системы не ровненькие, как бы смятые. Ученые разъясняют это явление тем, что галактика сама по для себя неоднородна. "В ней есть очень разреженные области, где практически полная пустота. В их сфера солнечного ветра расширяется. А есть области плотного газа. Когда Галлактика в их попадает, то сфера резко сжимается", - разъясняет Владимир Сурдин.
Чтоб осознать, как смотрится повсевременно меняющаяся Галлактика снаружи, можно вообразить воздушный шарик, попадающий в воду. Шарик сожмется и растеряет собственный объем. Если же на него к тому же надавить, он промнется в этом месте. Приблизительно так же ведет себя и оболочка Галлактики. "Есть солнечный ветер, не считая того, есть межзвездная среда, в которую вся система погружена, - объясняет Анатолий Петрукович. - Солнечный ветер и магнитное поле теснят межзвездную плазму в округи светила, где давление ветра больше давления межзвездной среды. Другими словами надувается типичный пузырь, именуемый гелиосферой. Его радиус больше сотки астрономических единиц (расстояний от Земли до Солнца). Он содержит в себе все планетки, и еще остается некое место".
До сего времени для ученых, более либо наименее тщательно изучивших состав и поведение солнечного ветра, остается не до конца понятным, что собой представляет межзвездный ветер. В принципе это та же плазма, те же водород и гелий, из которых на 97-98 процентов состоит все галлактическое место. Вопрос в том, что содержат оставшиеся два-три процента. "Они уникальны, - гласит Владимир Сурдин. - Вообщем состав межзвездной среды - это очень древнее вещество. Узнав его, мы сможем осознать либо хотя бы представить, что представляла собой галактика в процессе формирования".
Но, к огорчению, если "Вояджерам" все-же получится вырваться за границы Галлактики, всю правду о межзвездном пространстве мы навряд ли узнаем. Дело в том, что на американских спутниках стоят радиоизотопные источники питания, которые имеют предел использования. Спецы НАСА в свою очередь убеждены, что припаса энергии на борту спутников хватит по последней мере до 2020 года. В таком случае галлактические лазутчики станут первыми рукотворными аппаратами, вылетевшими, хоть и на последнем издыхании, за границы Галлактики. Тогда человек сумеет в первый раз узреть, как смотрится его "большой дом" снаружи. На спутниках имеются камеры, снимки с которых передаются на Землю.
С ветром наперегонки
Не тайна, что некие идеи, предлагаемые фантастами, вначале числятся совсем бредовыми. Но ведь смогли сконструировать ботов, а создание искусственного ума практически на подходе. Почему бы не прислушаться к мечтам о межпланетных полетах в аппаратах, где движки поменяют большие паруса, наполняемые солнечным ветром? Поэтому он и вызывает таковой большой энтузиазм у астрологов всего мира, в особенности нагретый последними достижениями "Вояджеров".
- Есть безумные идеи, предлагающие двигать объекты за счет солнечного ветра, - ведает Анатолий Петрукович. - Для этого в качестве паруса должно выступать большущее по площади магнитное поле. Простые частички будут ударяться в него, разворачиваться и передавать часть собственного импульса. Из-за этого объект можно условно двинуть. В Европе уже есть теоретические выработки, которые демонстрируют, что объект с сильным магнитным полем может двигаться с помощью солнечного ветра. Но, на мой взор, это не будет работать, так как утраты очень значительны. Это прекрасный фантик, только демонстрирующий силу науки".
Понятно, что пару лет вспять одной группе ученых в НАСА даже выделялся грант на исследование трудности сотворения паруса, способного наполняться солнечным ветром. Анатолий Петрукович гласит о таких проектах с толикой скептического юмора: "Время от времени америкосы выделяют средства на безумные исследования. Пришло человеку что-то в голову, и ему дают несколько тыщ баксов на разработку. Это неординарные догадки, в каких вроде что-то есть, но их необходимо лучше просчитать". В конечном итоге не достаточно что удалось придумать. По последней мере никакого прорыва в этой области пока не случилось.
Но понятно, что ученые уже пару лет вспять готовы были запустить галлактический аппарат, снаряженный солнечным парусом. "Это так, - отмечает заведующий лабораторией Института галлактических исследовательских работ РАН Игорь Митрофанов. - В нашем институте разрабатывался особый проект "Регата". К огорчению, кризисные явления в российскей астронавтике не позволили воплотить эту идею в жизнь".
Только вот двигаться галлактический аппарат был должен под воздействием не солнечного ветра, а солнечного света, фотонов, давление которых намного посильнее. "Мы сконструировали огромное зеркало, которое должно было развернуться в космосе, - объяснил Игорь Митрофанов. - Под действием давления света от Солнца можно приобрести импульс, выполнить межпланетный полет, управляя аппаратом, если он находится в точке Лагранжа. Это точка в межпланетном пространстве, где аппарат будет летать по кривой. Если туда запустить аппарат, то, управляя солнечным парусом, его можно там продержать неограниченно длительно. Значительно больший парус дает возможность запустить аппарат и к другим планеткам".
Но таковой аппарат нереально выслать к границам Галлактики. "При удалении от Солнца его свет становится все тусклее, - приземляют мечты фантастов ученые. - На границе Галлактики наше светило - это уже просто колоритная звезда. Там давление фотонов будет недостающим".
Солнечным парусом в один прекрасный момент оснащался аппарат "Космос-1", построенный в НПО им. Лавочкина на средства Планетарного общества США. Но его поняла беда. Из-за сбоя в работе ракеты-носителя он не был выведен на подходящую орбиту. А звездное счастье было так может быть.
ВРЕЗ: ЧТО СКАЖЕТЕ?
Полеты во сне и наяву
Игорь Веселовский, главный научный сотрудник НИИ ядерной физики имени Д. В. Скобельцына:
- То, что "Вояджеры" долетели до границ Галлактики и прочуяли их на для себя, - это фактическое достижение. Есть разные теоретические представления о том, как солнечный ветер упирается в межзвездную среду, вызывая при всем этом ударную волну. Пока все догадки относительно того, из-за чего она появляется, это тоже всего только догадки, так как так до конца и не понятно, во что солнечный ветер упирается.
Вадим Савельев, сотрудник НИИ радиофизики:
- Внедрение солнечного паруса для межпланетных полетов на теоретическом уровне осуществимо, но, исходя из убеждений практика, чуть ли может быть. Дело в том, что чем больше парус, тем выше возможность встречи с метеорами и иными небезопасными объектами. Стало быть, его повсевременно придется латать.
Евгений Деришев, старший научный сотрудник Института прикладной физики:
- У "Вояджеров" нет никаких шансов выйти в межзвездное место. Они, фактически, на это и не были рассчитаны. От того, что они добрались до гелиопаузы, не достаточно что зависит. На аппаратах уже не работает огромное количество устройств. Приобретенная к истинному времени от "Вояджеров" информация достаточно ожидаема. Но самое главное - они экспериментально проявили, что такое место, как гелиопауза, есть, и оно находится там, где и предполагалось. На данный момент к Плутону летит другой галлактический аппарат - "Новые горизонты", запущенный янки в 2006 году. От него должны придти более ценные данные, потому что спутник специально конструировался для того, чтоб лететь намного далее Плутона. Он должен долететь до гелиопаузы, и на нем будут работать нужные приборы для измерения характеристик среды.
ужс я даже не могу представить как это больно 