Опыт космических путешествий

Хотя представление о путешествиях к Луне, планетам и звёздам существовало давно, лишь в XX веке с развитием ракетной техники это стало возможным и является единственным способом. Возможно, первым, кто указал на пригодность ракеты для путешествий в безвоздушном пространстве, был шотландский астроном Уильям Лейтч в 1861 году. Через двадцать лет (в 1881) Николай Иванович Кибальчич выдвинул идею ракетного летательного аппарата с качающейся камерой сгорания для управления вектором тяги.

А за несколько дней до казни Кибальчич разработал оригинальный проект пилотируемого летательного аппарата, способного совершать космические перелёты. А теоретические аспекты космических полётов исследовал русский учёный Константин Циолковский, который сформулировал основные математические положения ракетных двигателей и вывел формулу Циолковского.

Но прошло ещё много времени, прежде чем ракеты смогли отправиться в космический полёт.

Можно долго говорить о том, как человечество покоряло околоземные орбиты, изучало Луну и ближайшие к нам планеты. Однако мы хотим вам рассказать об одной амбициозной миссии, которая изменила представления человечества о Солнечной системе и, возможно, станет нашим посланием в неизвестность.

А началось всё в 1965 году, когда молодым математикам Майклу Миновичу и Гэри Флэндроу поручили исследовать возможные траектории полёта космических зондов в Солнечной системе. Никто не рассчитывал на какие-либо выдающиеся результаты, но эти два молодых математика установили, что в период с 1976 по 1979 годы существует уникальная возможность для запуска космического зонда в полёт вблизи четырёх крупных планет без больших затрат горючего. Так как такая возможность не представится ещё 176 лет, то НАСА цепляется за эту идею и в 1969 году выдвигает амбициозный проект под названием «Гранд Тур», предусматривавший отправку двух космических аппаратов по траектории Юпитер – Сатурн – Плутон и ещё двух по траектории Юпитер – Уран – Нептун. Однако из-за огромной стоимости (более миллиарда долларов) проект пришлось пересмотреть. И из него были официально исключены Уран, Нептун и Плутон. А число запусков сокращено до двух одинаковых космических аппаратов, получивших в последствие названия «Вояджер-один» и «Вояджер-два».

Проект «Вояджер», был самым дерзким и самым выдающимся проектом в последней четверти XX века. Необходимо было решить миллионы технических задач, разработать два космических беспилотных аппарата, ресурсов которых, хватит на ориентировочное время полёта – 12 лет. Задачи эти были практически невыполнимые. Раньше учёным удавалось создавать аппараты, которые могли проработать в космосе всего несколько месяцев. А теперь нужно было разработать такую систему, которая продержится максимально-возможное время в космосе без вмешательства человека. Это должна была быть сверхнадёжная система. И, как показало время, НАСА с этой задачей справилась превосходно.

20 августа 1977 года в своё путешествие отправился космический аппарат «Вояджер-2». А спустя 16 дней стартовал и «Вояджер-1». Это была маленькая хитрость НАСА – так называемый акт гражданского неповиновения. Дело в том, что «Вояджер-1» должен был точно выполнить официальный план, который ограничивался посещением лишь Юпитера и Сатурна. Но это также означало, что «Вояджер-1» получил орбиту, с которой невозможно было лететь дальше к Урану и Нептуну. У учёных же была тайная мысль держать в запасе «Вояджер-2», который получил более медленную скорость и поэтому всё время летел за «Вояджером-один». Пока первый аппарат решал свои задачи, второму было позволено выполнить первоначальную миссию и лететь к четырём большим планетам, то есть совершить «Большую прогулку», как потом назвали эту экспедицию.

Начиная с 6 января 1979 года быстрый «Вояджер-1» начинает посылать на Землю первые снимки Юпитера. А уже 5 марта того же года аппарат максимально сближается с газовым гигантом и посылает на Землю его первые фотографии большого разрешения. Учёные были буквально поражены ими: величественные облака́ и Большое красное пятно Юпитера, оранжевый спутник Ио, покрытый богатыми серой лавовыми потоками, белая, вся покрытая почти гладким льдом Европа и тектонически разрушенная поверхность Ганимеда, отмеченная яркими ударными кратерами.

В ноябре 1980 года «Вояджер-1» приблизился к Сатурну. Учёные могли снова просто сидеть и с восторгом рассматривать фантастические фотографии колец Сатурна. А в момент максимального сближения с Сатурном, космический зонд попал в облачные вершины планеты. Однако самые большие ожидания учёных были связаны с полётом вблизи крупнейшего спутника Сатурна – Титана. Этот пролёт исключал для «Вояджера-1» возможность продолжать полет к Урану и Нептуну. Но единственное, что удалось увидеть – это совершенно непроницаемый оранжевый облачный покров. Тем не менее, измерения показали, что на поверхности спутника возможны метановые моря. Должно было всё-таки пройти 30 лет, прежде чем космический зонд Кассини с помощью радара смог увидеть знаменитые моря метана на полюсах Титана.

По завершении основной миссии зонд приступил к выполнению дополнительной по исследованию отдалённых регионов Солнечной системы, включая пояс Койпера и границу гелиосферы.

Почти через год до Сатурна долетел и «Вояджер-2». Он исследовал верхние слои атмосферы гиганта. И сфотографировал несколько небольших спутников этого гиганта.

Покинув окрестности Сатурна, «Вояджер-2» отправился дальше – к неизвестному Урану. Это путешествие заняло почти пять лет. Когда аппарат подлетел к планете (это случилось в январе 1986 года), единственным, что можно было разглядеть, был большой голубовато-зелёный шар без видимых признаков облаков.

А в августе 1989 года «Вояджер-2» подлетел к Нептуну – последней цели «Большой прогулки», которую конгресс никогда не разрешал. Первые присланные фотографии показали, что в отличие от безликой атмосферы Урана, на Нептуне формируются видимые погодные условия.

«Вояджер-2» до сих пор остаётся первым и единственным космическим аппаратом, который исследовал, Уран и Нептун, а также их спутники вблизи.

Однако «Большая прогулка» запомнилась не только этим. Дело в том, что ещё во время разработки миссии Карл Саган предложил разместить на борту каждого аппарата, послание с Земли. Идея была реализована в медных дисках, покрытых золотом, рассчитанных на один миллиард лет. Они напоминают виниловые пластинки и точно так же проигрываются иглой, включённой в украшенные гравировкой футляр. Каждый футляр диаметром около 30 сантиметров также покрыт золотом для предотвращения эрозии под действием космической пыли. На них выгравирована инструкция на символьном языке, объясняющая происхождение космического аппарата, и изображающая установку иглы на поверхности записи, скорость проигрывания и способ преобразования видеосигналов в изображение. Помимо этого, на футляр была нанесена карта пульсаров, на которой указано положение нашего Солнца в Галактике, а также схема излучения атома водорода для получения метрических и временных единиц.

Золотая пластинка с композициями и звуками Земли состояла из трёх разделов. Первый из них содержит приветствия на 55 языках, начиная с аккадского (на котором говорили шумеры более шести тысяч лет назад).

Второй раздел золотой пластинки состоит из естественных звуков природы, океана и суши, которые внеземные существа смогут распознать на основании собственных исследований землеподобных планет. Затем идут звуки биологического мира: птиц и насекомых, лягушек, шимпанзе, собаки и так далее. Записаны звуки людей и их деятельности: шаги и стук сердца, звуки различных машин, плачущего ребёнка, которого успокаивает мать, и регулярное щёлканье пульсара (считается, что этот звук поможет инопланетянам разгадать природу карты пульсаров, нанесённую на футляр).

После раздела о звуках Земли идёт девяностоминутный выбор музыки. С помощью дирижёра Мюррея Сидлина и музыковедов было выбрано 27 музыкальных произведений для записи. Западная классическая музыка представлена Бахом, Бетховеном, Моцартом и Стравинским. А западная лёгкая музыка – Чаком Берри, Луи Армстронгом и Слепым Вилли Джонсоном. Остальные записи включают классическую и народную музыку многих стран мира.

Помимо этого, на пластинке в аналоговом формате закодировано 115 изображений. Первое изображение – это цветная фотография солнечного спектра. Остальные цветные снимки закодированы как три последовательные монохромные фотографии, сделанные через разные цветные фильтры. Если правильно их соединить, то получается цветное изображение.

Затем идёт фотография Земли, сделанная из космоса с низкой орбиты. Схематически показаны атомы для ознакомления с элементным составом газов в нашей атмосфере. После этого показаны фотографии различных пейзажей и ландшафтов: пустынь и гор, морских побережий и островов, горных массивов и рек. Затем идут изображения форм жизни на Земле, деревья и поля, насекомые и цветы, животные морских глубин. Далее снова следуют фотографии человеческих существ в различных ситуациях и так далее.

«Мы пытались рассказать немного о том, что такое планета Земля, о существах, что на ней живут, и, в частности, о видах, которые сделали эту запись», говорит художник Джон Ломберг, директор по дизайну проекта золотой записи. «Основными условиями были такие, что это послание не от НАСА или Соединённых Штатов, а от Земли, отражающее всю Землю, а не нацию или агентство, которые её отправляли».

В тысяча 1990 году миссия закончилась и «Вояджеры» полетели в свой самый дальний полет. Полет в неизвестность! И все же самый важный момент для «Вояджера» произошёл 14 февраля того года. В этот день «Вояджер-два» обратил свои камеры на Землю, чтобы снять вид всей Солнечной системы. Вид, на котором Земля была одним пикселем, «бледно-голубой точкой», и который показывает нам наше место в космосе.

«Это крошечная штучка, плавающая в космосе, – Земля со всей известной нам жизнью», говорит эксперт по строению космоса Эмили Лакдауэлл. «Становится страшно, когда смотришь на этот снимок «Вояджера» Одно-единственное событие может уничтожить всю известную во Вселенной жизнь. Это драгоценное изображение помогает нам понять, насколько хрупкое и маленькое наше место во Вселенной».

В дальнейшем, скорее всего, «Вояджер-один» и его брат-близнец «Вояджер-два» будут вечно странствовать по галактике Млечный Путь. Эти миссии изменили наш взгляд на Землю и, благодаря золотым граммофонным записям, прикреплённым к бокам спутников, отправили человеческую культуру к звёздам. В некотором смысле миссия «Вояджера» будет продолжаться вечно. Возможно, дольше, чем человеческая цивилизация.