Открытки с Сатурна
Удивительные изображения, которые присылает «Кассини», помогают нам как бы отправиться в совместное с аппаратом путешествие и представить, что это мы сами находимся там и наблюдаем неправдоподобной красоты виды колец, лун, гейзеров и других чудес. И, хотя Сатурн и его окрестности, может быть, и одни из самых фотогеничных пейзажей в Солнечной системе, надо отдать должное и камерам аппарата, и сотрудникам группы обработки изображений.
Набор камер для фотосъемки называется научной подсистемой построения изображений
[57] и состоит из узкоугольной камеры для съемки отдельных объектов в высоком разрешении и широкоугольной камеры для захвата большего поля обзора при низком разрешении.
Руководитель группы подсистемы построения изображений Кэролайн Порко говорит, что их камеры – это «чудодейственные приборы, потому что они превращают быстропротекающие и ко всему безразличные флюктуации электрических и магнитных полей в могучие эмоции».
Но на некоторых снимках кольца и луны словно бы позируют специально: так что же это за снимки? Просто результат удачных совпадений или заранее хорошо спланированные наблюдения?
– Некоторые из них действительно получились сами собой, а съемки проводились для решения других научных задач, – говорит Роберт Уэст, представитель группы обработки изображений «Кассини» при лаборатории реактивного движения. – Но по большей части, как и научные наблюдения, все снимки в нужных ракурсах планируются заранее.
В основном автор этих фотографий со множеством лун, Сатурном и кольцами – Майк Эванс из Корнелльского университета, который работает совместно с Карлом Мюррэем (Лондон) из нашей группы, – объясняет Уэст. – Некоторые снимки заблаговременно спланировала Кэролайн Порко, желая создать наибольший эффект потрясения.
Откуда же команда заранее знает, что у них будет возможность сделать тот или иной снимок?
– Раз в два месяца мы посылаем на «Кассини» тысячи команд, и планирование, куда именно следует повернуть камеру, начинается примерно за полгода до самой фотосъемки, – говорит Уэст. – Чтобы это можно было сделать, нам надо предусмотреть, где в точности будет находиться наш космический аппарат и где будут находиться сами луны Сатурна. Все это задачи небесной механики, а заключаются они в проведении очень точных измерений с Земли, ранее запущенных аппаратов и с самого «Кассини». Для вычислений используются уравнения законов механики Ньютона, модифицированные с учетом эффектов теории относительности Эйнштейна.
С этими точными вычислениями и прекрасными компьютерными программами группа управления полетом не только может руководить Кассини, но еще и знать заранее, где будет находиться станция и спутники Сатурна с точностью до десяти километров, иногда на несколько лет вперед. Такие расчеты нужны, чтобы получать великолепные фотографии и захватывающие научные результаты. Уэст говорит, что предельно точное определение параметров движения спутников по орбитам также дает информацию о других процессах, например о внутреннем разогреве на Энцеладе.
Кроме того, чем больше «Кассини» проводит времени в окрестностях Сатурна, тем объемнее становятся эти данные.
– Накопив сотни таких фотоснимков, мы можем поместить всю эту информацию в компьютерную обработку и очень точно рассчитать орбиты всех лун, – говорит он.
А это дает возможность делать еще более прекрасные снимки. Посмотрим лишь на несколько открытий и изумительные фотографии, сделанные в ходе полета «Кассини».
«Гюйгенс» на поверхности Титана
– Как сказал один из наших ученых, первым в чем-то вы можете быть лишь однажды, – саркастически усмехается Эрл Мейзи, – и это чудесно, что мне удалось поучаствовать в первой посадке на Титан.
Поверхность Титана: на цветном снимке мы видим область, окружающую точку посадки зонда «Гюйгенс» на Титане. Два похожих на камни предмета ниже середины снимка размером около 15 см (левый) и 4 см (средний) находятся на расстоянии около 85 см от камеры «Гюйгенса». Вероятно, поверхность состоит из смеси водородосодержащих льдов, и на ней есть признаки действия флювиальных (происходящих из-за течения жидкости) процессов. Источник: NASA / лаборатория реактивного движения / Европейское космическое агентство / Университет штата Аризона
После удачного возвращения к возможности выполнить задание и исторической посадки на Титан «Гюйгенс» обнаружил, что выглядит эта луна удивительно похоже на Землю, но там действует совсем другая химия. По мере снижения «Гюйгенс» делал четкие снимки поверхности Титана, начиная с высоты 40 км, и демонстрировал живописные картины гор с яркими вершинами, окруженных темными равнинами и каньонами. Кроме того, были явно заметны признаки эрозии рельефа из-за течения жидкости или погодных явлений, похожих на дождь. Но Титан холоден – на нем около –180 °C, так что дождь этот – не из воды, а из жидкого метана. Измерения состава атмосферы подтвердили наличие сложного «супа» из органических веществ, с большой долей метана и различных аэрозолей. Это подкрепляет идею, что Титан может напоминать Землю в самый ранний период ее существования.
Эта мозаика из трех кадров, сделанных установленной на «Гюйгенсе» десантной фотокамерой и спектральным радиометром (DISR), показывает беспрецедентно детальный вид поверхности Титана, где видно гористую возвышенность и русло большой реки, которая питается несколькими притоками. Источник: NASA / лаборатория реактивного движения / Европейское космическое агентство / Университет штата Аризона
Специальное аналогичное микрофону устройство записало «звуковой спектр» (хотя это не то же самое, что обычная звукозапись), и анализ данных позволил различить такие звуки, как свист ветра, гроза, выпуск тормозных парашютов «Гюйгенса» и, возможно, шелест метанового дождя.
Фотоснимки с места посадки показали россыпь округлой гальки, которую изначально посчитали руслом ручья. Теперь ученые полагают, что «Гюйгенс» прибыл в местность, похожую на земную пойму речной долины, которая в это время была не затоплена. Коснувшись поверхности Титана в первый раз, «Гюйгенс» подскочил и соскользнул, пробороздив траншею 12 см глубиной, и не ударился, а скорее, шлепнулся в момент посадки. Последующий анализ показал, что поверхность Титана сравнима с грязным, обледенелым снегом, покрытым настом, и, упав, «Гюйгенс» проломил эту корку и частично погрузился в снег.
Передача данных посадочным модулем велась все время по мере его спуска продолжительностью 2 часа и 27 минут и еще 72 минуты с поверхности Титана после посадки, что намного дольше, чем ожидалось.
