Олег Кораблев: система Юпитера – совершенно негостеприимный мир

Планету Юпитер обычному человеку при желании можно увидеть в ночном небе невооруженным глазом. Но загадки этого красочного гиганта и его разнообразных спутников до сих пор не раскрыты учеными. О том, почему Юпитер полосатый, есть ли жизнь на его спутниках, и собирается ли Россия отправить туда экспедицию, в интервью корреспонденту РИА Новости Андрею Красильникову рассказал заместитель директора Института космических исследований РАН, член-корреспондент РАН Олег Кораблев.

– Олег Игоревич, Юпитер – самая большая планета Солнечной системы. Что ученые знают о ней?

– Юпитер исследуется человечеством издревле и очень широко. Это газовая планета из водорода и гелия – первичного вещества, из которого состояла протопланетная туманность, и из чего в основном состоит Солнце. И если планеты земной группы – Меркурий, Венера, Земля и Марс – образовались ближе к Солнцу, внутри "снеговой линии", где конденсировались относительно тугоплавкие соединения, минералы и металлы, то планеты-гиганты – Юпитер и Сатурн – образовались за ее пределами, где конденсировались только льды и летучие соединения. Поэтому состав планет-гигантов близок к солнечному, а их спутники содержат льды.

Юпитер не имеет твердой поверхности, его атмосфера, постепенно уплотняясь, переходит в жидкость, давление которой растет с глубиной. Внутри Юпитера, как мы можем сказать с большой степенью уверенности, находится ядро из металлического водорода.

Атмосфера Юпитера содержит примеси, придающие ей цвет. В ней наблюдаются очень сложные атмосферные течения, в принципе, подобные тем, что мы имеем на Земле, только на Юпитере таких ячеек циркуляции очень много. Именно поэтому планета такая полосатая, ведь каждое из течений идет в разные стороны, а на их границах образуются завихрения, подобные земным циклонам и антициклонам. Самое известное из них – Большое красное пятно, которое, в отличие от циклонов на Земле, очень устойчиво – время его жизни исчисляется сотнями лет.

Благодаря вращающемуся металлическому ядру Юпитер обладает мощнейшим магнитным полем, поэтому у него, как и на Земле, очень развиты радиационные пояса. Полеты космических аппаратов в пределах поясов очень опасны, получаемая ими доза радиации – главное препятствие для миссий в систему Юпитера.

– У гиганта много спутников. Какие из них наиболее интересны для исследования?

– Юпитер, как очень массивное тело, после своего формирования насобирал много небольших спутников. Есть гипотеза, которая сейчас имеет очень широкое распространение: после своего образования планеты-гиганты сначала мигрировали ближе к Солнцу, а потом опять отодвинулись достаточно далеко. В процессе этого путешествия в их зону влияния могло попасть много мелких тел из внутренних областей Солнечной системы.

Важнейший научный резонанс вызывают галилеевы спутники – Ио, Европа, Ганимед и Каллисто, крупнейшие в системе Юпитера. Между гигантом и ними действуют силы приливного взаимодействия, как у Земли и Луны. Юпитер находится в пять раз дальше от Солнца, чем Земля, и энергия, получаемая от Солнца, соответственно, очень слаба. Приливное взаимодействие дает энергию спутникам, подогревает их.

Ио среди галилеевых спутников наиболее близок к гиганту. Он вулканически активен, и именно из-за этого его поверхность выглядит так эффектно: на ней следы разных веществ, которые выносятся на поверхность вулканами. Но близость к Юпитеру делает невозможным посещение Ио космическими аппаратами.

Европа интересна тем, что занимает промежуточное положение между минеральными и ледяными спутниками. Считается, что у спутника есть значительное минеральное ядро, которое окружено водяной мантией. Ряд накопленных экспериментальных фактов подтверждают гипотезу, что под ледяной корой находится океан из жидкой соленой воды. Это дает пищу воображению: в сходных условиях на Земле поддерживается жизнь – при достаточно низких температурах, отсутствии света и кислорода процветают колонии самых разнообразных микроорганизмов, стоит только внутреннему теплу немножко пробиться через дно океана. Ледяная поверхность Европы покрыта многочисленными трещинами разного возраста, поэтому логично предположить, что иногда жидкая вода достигает поверхности. При помощи космического телескопа "Хаббл" удалось даже увидеть "фонтаны" воды, точнее продукты ее распада.

Эти наблюдения дали толчок для американского проекта Europa Clipper по отправке в 2024 году автоматической межпланетной станции к Европе. Планируется, что она несколько раз сблизится с Европой и сможет исследовать выбросы воды вблизи, если повезет, конечно. Можно помечтать о посадке на поверхность Европы и даже о проникновении в подледный океан, где можно надеяться найти какие-либо признаки биологической активности.

Ганимед и Каллисто находятся еще дальше от Юпитера. Процент минералов в общем бюджете этих спутников меньше. Возраст толстой ледяной коры Ганимеда существенно больше, чем у Европы, возможно, под ней тоже есть океан, который очень интересно исследовать. В частности, этим предстоит заняться европейской автоматической станции JUICE, запуск которой планируется в 2022 году. Каллисто уже весь покрыт кратерами, что говорит о почтенном возрасте его поверхности.

– А можно ли рассматривать эти спутники в качестве временного убежища для землян?

– Не хотелось бы спекулировать на эту тему. Ну какое там убежище? Система Юпитера – это совершенно негостеприимный мир.

– Какие проекты по изучению системы Юпитера были в нашей истории, и есть ли они сейчас?

– Мы несколько раз пытались вступить в эту воду. Первые разработки были в середине 1980-х годов. Потом в 2000-2010-х годах был совместный российско-европейско-американский проект Europa Jupiter System Mission. Нашей частью была автоматическая станция "Лаплас" для посадки на Европу. Мы много лет потратили на этот проект, но оказалось, что с радиационной стойкостью электронных компонентов, на которую мы могли бы рассчитывать, нет никаких шансов. В результате наша часть "отмерла", а американская и европейская разделились, превратившись, соответственно, в Europa Clipper и JUICE.

Заманчиво было бы вернуться к этому проекту сейчас, но нашим основным вектором, принимая во внимание все финансовые ограничения, выбрана Венера.

– А не предпринимались ли попытки установить наши приборы на зарубежные аппараты?

– Американцы все делают сами. На аппарате Europa Clipper применяются бронебойные приборы из бронебойных микросхем, которые есть только в США. Ни о какой кооперации тут речи не идет.

В JUICE мы не участвуем, хотя могли бы, неудачно сложились обстоятельства. В какой-то момент планировалась пара совместных с европейскими странами приборов. Но один из них проиграл конкурс американскому, в другом была очень сложная многосторонняя кооперация, и в итоге решили, что наша доля слишком незначительна. Фактически получалось, что мы должны были лишь купить комплектующие у иностранного производителя.

– Китай собирается отправить две автоматические станции к Юпитеру в конце 2020-х годов. Нас не приглашали?

– В Китае на самом деле довольно жесткая система: первые экспедиции они всегда делают самостоятельно, а потом открывают вторую или третью экспедицию для международного участия. Причем на своих условиях, по которым другие агентства часто не могут за ними поспеть.

Предъявляемые в нашей стране требования по качеству и надежности не позволяют завершить разработку, изготовление и испытания прибора за полтора-два года. Это невозможно. И цена получается высокой, и сроки большими, если следовать всем протоколам создания космической техники. И с Китаем у нас по лунной программе однажды получилось так, что прибор был выбран и даже был готов, но его просто не успели оформить, поскольку он не прошел всех испытаний, и его нельзя было отправить по формальным причинам.

Сейчас выбран российский прибор на китайскую миссию к астероиду. В этом случае они дали возможность приготовиться заблаговременно. Китай открывается, но не сразу.

– Недавно Роскосмос заявил о намерении отправить к Юпитеру ядерный буксир "Нуклон". Смогут ли ученые загрузить его научными приборами?

– Уверен, что сможем. Во-первых, надеюсь, что радиационно-стойкие компоненты, которые у нас есть в разных отраслях, можно собрать и использовать. Во-вторых, в рамках "Лапласа" были очень интересные разработки по защите от радиации, когда слои металлов разной плотности при небольшой толщине и массе дают более эффективную защиту, чем просто толстый слой металла.

– А что интересует наших ученых в системе Юпитера?

– Нас интересует все. Во-первых, надо будет сфокусироваться на самом Юпитере. Ведь работа американской станции Galileo пришлась на 1990-2000-е годы. Сейчас это будет исследование на другом уровне, так как приборы постоянно совершенствуются. Можно было бы запустить зонд, который будет работать, пока не погрузится глубоко в атмосферу Юпитера, либо будет дрейфовать длительное время на благоприятной высоте.

Во-вторых, исследование Европы. Элементарные измерения магнитного поля при пролете мимо нее подскажут, насколько там соленая вода, сколько ее там и даже какая толщина льда. И надо попытаться сесть на Европу хотя бы для недолгой работы на поверхности. В принципе, технически, если отбросить радиацию, посадка на нее не так сложна, даже проще, чем на Луну.