К Плутону с плутонием Корабль New Horizons полетел на периферию Солнечной системы

С опозданием в двое суток с космодрома на мысе Канаверал стартовал межпланетный корабль New Horizons. Через девять лет он приблизится к Плутону - планете, все сведения о которой, по словам астрономов, могут быть записаны на обратной стороне небольшой почтовой марки. Пояс Койпера, где зонд проведет еще несколько лет, тоже малоизучен - известно только, что эта область за орбитой Нептуна заполнена довольно крупными телами, часть из которых может претендовать на то, чтобы наравне с Плутоном называться планетой. Миссия New Horizons, скорее всего, закончится еще дальше от Земли - то есть за пределами Солнечной системы, куда последний раз посылали космический аппарат в середине 1970-х годов. А чтобы кораблю хватило энергии вдали от Солнца, его снабдили ядерными батареями с запасом плутония, достаточным для небольшой атомной бомбы.

New Horizons достигнет окрестностей Плутона только в начале 2015 года. Аппарат пролетит вблизи планеты и ее спутников (рядом с Плутоном находятся близкий по размерам Харон и еще два небольших тела), занимаясь детальной фотосъемкой и химическим анализом. Кроме привычных фотокамер, на корабле находятся анализатор солнечного ветра и несколько спектрометров для изучения атмосферы Плутона, которая заметно отличается от газовых оболочек всех остальных планет. Считается, что она практически целиком состоит из крайне разреженных азота и угарного газа, которые замерзают по мере удаления от Солнца: температура на планете не поднимается выше -210 градусов Цельсия.

Уже за 12 недель до сближения качество снимков будет лучшим, чем у космического телескопа Hubble, который до сих пор остается главным околоземным инструментом для изучения планет. На основе этих сведений астрономы надеются вынести окончательный вердикт: считать ли Плутон и Харон "двойной планетой", телом со спутником или парой астероидов (точнее, "планетоидов"). Вопрос, как утверждают астрономы, назвать чисто терминологическим нельзя - речь идет о том, насколько сложно устроено небесное тело внутри. По этому критерию восемь из девяти планет можно отличить от астероидов безошибочно: принято думать, что последние представляют собой монолитные каменные блоки. Не исключено, что Плутон вместе со спутником образованы смесью камня и льда безо всякой дополнительной структуры - но и в таком случае число "признанных" планет вынуждены будут ограничить восемью.

Все ожидания ученых основываются на довольно скудных данных. Во-первых, для Плутона известны скорость и форма орбиты: он движется по искривленной эллиптической траектории, самая близкая точка которой находится по отношению к Солнцу в 30 раз дальше Земли и самая далекая - в 50. Харон обращается на расстоянии 19,5 тысяч километров от общего центра тяжести. Плутонианский "год" продолжается 247 земных лет, а один оборот вокруг собственной оси планета совершает за 153 часа. Этого достаточно, чтобы средствами классической механики вычислить массу - у Плутона она равна 0,21 проценту земной, у Харона - еще в семь раз меньше. Во-вторых, яркость позволяет оценить размеры - если считать, что поверхность отражает "стандартную" долю солнечного света. Более точные сведения удалось получить, наблюдая покрытие телами звезд - но и эти выводы требуют предположения о том, что тела шарообразны. На фотографиях, сделанных телескопом Hubble, можно различить оба диска, однако снимки все равно получаются недостаточно четкими. Так что, хотя ученым и удалось разглядеть на поверхности Плутона отдельные пятна, ясности это не прибавляет.

С количественной точки зрения, о поясе Койпера - втором астероидном поясе и втором предмете будущих исследований - известно намного больше. Его существование предсказали еще в первой половине двадцатого века, а объекты серьезных размеров оттуда (за исключением Плутона и Харона) начали находить в 1990-х годах. В частности, обнаружилось, что Плутон не уникален - за его орбитой расположены тела сопоставимых размеров, причем сейчас их список (со всеми характеристиками) потребует явно большего, чем вышеупомянутая почтовая марка, носителя. Некоторые из строк списка выглядят довольно привлекательно - не исключено, что еще одна планета (или даже несколько) уже внесена туда. Только в 2003 году были открыты две "планеты-кандидата" - UB313 (с "рабочим названием" Ксена) и 90377 Седна. О первой из них сообщалось, что она больше Плутона и обладает спутником. Седна, в свою очередь, считается самым далеким из наблюдаемых тел Солнечной системы - в момент наибольшего удаления ее отделяет от Земли в 19 раз большее расстояние, чем Плутон. Из-за внушительной дистанции о ее массе и диаметре судить сложно.

Как и Плутон, каждый отдельный "транснептуновый" объект описан крайне лаконично - и, разумеется, астрономы были бы не против изучить какой-нибудь всеми доступными зонду средствами. Скорее всего, New Horizons направят к двум из них, но астрономы пока не определились с выбором: они допускают, что за время полета будут открыты новые перспективные "мишени". Седна и Ксена, к сожалению, выпадают из перечня целей - путь к ним был бы слишком долгим.

Впрочем, слишком долгим могло бы оказаться и само путешествие к Плутону, если бы организаторы миссии отложили ее начало еще на несколько дней. Для каждого запуска межпланетных аппаратов определено "окно" - временной интервал, зависящий от взаимного расположения планет. "Окно" в 2006 году открывалось 11 января и заканчивалось 26 февраля, но даже этот небольшой отрезок был разделен на "более благприятные" и "менее благоприятные" дни. 2 февраля должен был истечь срок, позволяющий воспользоваться для ускорения корабля гравитационным полем Юпитера, мимо которого New Horizons пролетит в феврале следующего года. В противном случае корабль пришлось бы направить к Плутону по прямой траектории, и тогда он прибыл бы к цели не в 2015, а в 2019 или даже в 2020 году. То же, кстати, произошло бы, если бы по каким-либо причинам для старта выбрали "запасное окно" 2007 года.

Поводы опасаться такого развития событий были. 60-метровую ракету Atlas V c зондом доставили на космодром еще в середине декабря, однако там она провела несколько больше времени, чем было запланировано. 17 января запуск перенесли на сутки из-за сильного ветра, причем такое решение приняли всего за три минуты до включения двигателей. На следующий день отказаться от старта пришлось по более экзотической причине: в лаборатории прикладной физики университета Джона Хопкинса, курирующей проект New Horizons, неожиданно отключилось электричество. Ее успели перевести на резервное питание, однако без дополнительного генератора никаких действий решили не предпринимать.

Кроме "обстоятельств непреодолимой силы", связанных с обращением планет или погодой на мысе Канаверал, организаторы миссии столкнулись и с "общественно-политическими" препятствиями: против запуска активно выступали экологи. Их недовольство объяснялось просто: на борту корабля находятся ядерные батареи с 11 килограммами плутониевого топлива. С точки зрения защитников природы, неудачный старт угрожал бы сразу нескольким штатам. При этом активисты природоохранных организаций ссылались на ряд инцидентов с атомными космическими аппаратами, среди которых наиболее известна авария советского спутника "Космос-954", случившаяся 28 лет назад. Упав в Канаде, он распылил радиоактивный мусор над территорией в 124 тысячи квадратных километров, которая, к счастью, оказалась малозаселенной. Представители NASA поясняли, что весь плутоний заключен в специальный контейнер, выдерживающий взрыв в воздухе и удар о землю. К счастью, убеждаться в его прочности не пришлось.

New Horizons стартовал с задержкой, но без особых проблем. Проблемы, вероятно, возникнут позже - у астрономов есть целых девять лет на размышления о собственных ошибках. Не исключено, что за это время ученые и инженеры придумают и более быстрый способ добраться до Плутона, и более совершенные инструменты для работы в нескольких миллиардах километров от Земли. Так, впрочем, часто случается с новыми и небезынтересными вещами.

Борислав Козловский