Общие вопросы космонавтики II

anderman

Модератор
Команда форума
Сообщения
68.345
Адрес
г. Пермь
Итальянцы в рекламных целях проплатили и закинули на МКС капсульную кофемашину, теперь у космонавтов есть нормальные чашки, а не из пакетика тянуть. Space Cup называется.

as6yuz01KBuKSRkC0Dfmz1a6ONO5go7h.jpg


phys_flu_iss043e306209_center.png


 

anderman

Модератор
Команда форума
Сообщения
68.345
Адрес
г. Пермь
Самые интересные спутники Юпитера: Ио

Самые интересные спутники Юпитера: Ио


Экскурсию по самым интересным спутникам Юпитера мы начнем, пожалуй, с Ио – уникального небесного тела не только в системе газового гиганта, но и во всей Солнечной системе. Ио даже внешне невозможно спутать ни с какой другой планетой: только его поверхность содержит множество оттенков цветов: красный, коралловый, желтый, зеленый, салатовый, белый и черный:

Спутник Юпитера Ио. Фото из открытых источников.

Спутник Юпитера Ио. Фото из открытых источников.

Он был открыт вместе с другими тремя самыми крупными спутниками Юпитера 7 января 1610 года Галилео Галилеем. Орбита Ио расположена на расстоянии 421 700 км от центра Юпитера и в 350 000 км от верхнего слоя его облаков.
Среди известных сегодня 95 юпитерианских лун Ио — пятый по отдалению от Юпитера и самый внутренний из «галилеевых» спутников. Внутри его орбиты находятся 4 более мелких спутника неправильной формы – Метида, Адрастея, Альматея и Фива (Теба), которые кружатся на расстоянии от 128 тыс. км (в пределах главного кольца) до 222 тыс. км:

Система спутников Юпитера. Картинка из открытых источников.

Система спутников Юпитера. Картинка из открытых источников.

Ио очень быстро движется: полный оборот вокруг планеты-гиганта он совершает всего за 42,5 земных часа, как и оборот вокруг своей оси: спутник находится в приливном захвате, то есть всегда обращен к материнской планете одной и той же стороной. Луне на почти такой же путь требуется целых 27 дней 7 часов и 43 минуты. Конечно, столь быстрое перемещение по орбите и вращение Ио объясняется сильной гравитацией Юпитера.
По своему размеру Ио близок к Луне: его диаметр всего на 184 км больше:

Сравнительные размеры Луны и Ио. Картинка из открытых источников.

Сравнительные размеры Луны и Ио. Картинка из открытых источников.

Когда ученые получили первые снимки Ио с «Вояджера-1» в 1979 году, они ожидали увидеть на его поверхности кратеры, подобные лунным, и рассчитывали с их помощью определить возраст спутника. Но фотокамера зонда запечатлела совсем иную картину: почти никаких ударных кратеров, гладкие равнины, усеянные высокими горами, потоки лавы и ямы различных форм и размеров. А инженер калифорнийской лаборатории NASA Линда Морабито, анализируя изображения, обнаружила над поверхностью Ио облако высотой 270 км. Так было открыто, что на спутнике имеются действующие вулканы. Во всей Солнечной системе вулканическая активность существует только на Ио и на Земле.
Дальнейшие исследования показали, что активных вулканов на Ио очень много – более 400, и они действуют, не переставая. Некоторые из них можно разглядеть в современные телескопы (конечно, очень мощные и профессиональные) даже с Земли. Аппарат «Новые горизонты», направляясь к Плутону, заснял по дороге бьющий на высоту 330 км над поверхностью Ио фонтан пара над вулканом Тваштар:

Султан над вулканом Тваштар бьющий на высоту в 330 км над поверхностью Ио был запечатлен КА Новые Горизонты по пути к Плутону в 1 марта 2007 года. Съемка велась 8 минут.

Султан над вулканом Тваштар бьющий на высоту в 330 км над поверхностью Ио был запечатлен КА "Новые Горизонты" по пути к Плутону в 1 марта 2007 года. Съемка велась 8 минут.

Ежесекундно из недр спутника извергается до 100 тыс. тонн лавы, потоки которой могут простираться на расстояние до 500 километров. На Ио около сотни гор,

Карта поверхности Ио. Красные маркеры — горячие точки и вулканы, синие маркеры — возвышенности и горы на Ио. Источник: NASA,  Galileo.

Карта поверхности Ио. Красные маркеры — горячие точки и вулканы, синие маркеры — возвышенности и горы на Ио. Источник: NASA, Galileo.

среди них известны очень высокие вершины: к примеру, Южная Боосавла – 17,5 км (относительная высота – 18,2 км), что вдвое выше Эвереста. Она состоит из трех отдельных гор, соединенных одной возвышенной равниной:

Фото горы Южная Боосавла с разных ракурсов и её изображение на карте.

Фото горы Южная Боосавла с разных ракурсов и её изображение на карте.

Есть на «огнедышащем» спутнике Юпитера и другая гора, также превышающая земную вершину мира – Эвбея, высота которой составляет 10,5 км:

Гора Эвбея: вид сверху и на карте (от Южной Боосавлы - на юго-запад).

Гора Эвбея: вид сверху и на карте (от Южной Боосавлы - на юго-запад).

На Ио пока не спускались зонды, снимков и панорам его поверхности не существует. Мы можем только представить – на основании имеющихся сведений – какой пейзаж открылся бы нашим глазам, окажись мы на Ио – величественные цветные горы, извергающиеся вулканы с фонтанами пара из серный соединений, темное небо и огромный, близкий Юпитер:

Вероятно, такой пейзаж мы бы увидели, если бы могли высадиться на поверхность Ио.

Вероятно, такой пейзаж мы бы увидели, если бы могли высадиться на поверхность Ио.

Что же служит источником такой геологической активности Ио?
Это – приливные силы, то есть все та же гравитация, как со стороны Юпитера, так и – со стороны других крупных спутников – Европы, Каллисто, Ганимеда. Под действием этих сил Ио сужается и расширяется, что создает внутреннее трение, которое и разогревает недра спутника.
Разогрев получается внушительный: максимальная температура на Ио достигает 1527°С. «Вулканический» спутник Юпитера отличается большими перепадами температур на своей поверхности: минимальная, по последним данным, составляет минус 184°С. Остывает Ио, когда попадает в полную тень Юпитера: это длится по 2 часа на каждом витке спутника. Почти лишенный газовой оболочки, Ио моментально охлаждается, на его поверхность выпадает серный снег; даже над извергающийся вулканами газ замерзает, в результате чего и без того тонкий атмосферный слой успевает существенно разрушиться. Выходя из тени, Ио «оттаивает» и возвращает серные соединения в атмосферу.
Газовая оболочка спутника крайне тонка и разрежена: речь идет скорее об экзосфере, так как атмосферное давление измеряется в нанобарах – в миллиард раз меньше земного. В её составе преобладает диоксид серы – основной продукт вулканических извержений; с незначительным содержанием хлорида натрия и атомарных серы и кислорода.
Ио играет важную роль в формировании магнитного поля Юпитера: газовый гигант вбирает в себя газ и пыль из тонкой атмосферы Ио со скоростью примерно 1 тонны в секунду – соответственно, с такой же скоростью спутник пополняет свою атмосферу вулканическими газами.

Шлейф от Ио, вызванный притяжением Юпитера. Кадр с канала Rub tsov channel.

Шлейф от Ио, вызванный притяжением Юпитера. Кадр с канала Rub tsov channel.

Выброшенный в космос сернистый газ ионизируется солнечной радиацией. Получившаяся плазма, приближаясь к Юпитеру, формирует радиационные пояса в его внутренней магнитосфере и вызывает мощные полярные сияния на планете-гиганте.

УИо в генерации полярных сияний на Юпитере. Кадр с канала Rub tsov channel.

УИо в генерации полярных сияний на Юпитере. Кадр с канала Rub tsov channel.

Еще одна интересная особенность Ио заключается в том, что его полюсы ничуть не холоднее, чем экватор – температура поверхности везде почти одинакова. Впрочем, удивительного здесь мало: ведь основное тепло Ио получает вовсе не от Солнца, а из своих недр.
Ио – самое сухое место в Солнечной системе. Ученые считают, что если на спутнике и существовала вода, то она давно уже испарилась с него из-за интенсивного излучения Юпитера и вулканической активности самого Ио. Правда, наличие воды или льда где-то под поверхностью всё же не исключается.
Моделирование внутреннего состава Ио предсказывает, что Ио расслоен на ядро из железа или сульфида железа и кору с мантией, которые богаты силикатами. Металлическое ядро составляет приблизительно 20% массы спутника. Размер ядра зависит от содержания серы: если оно состоит из чистого железа, его радиус лежит в пределах 350-650 км, а если – из железа и серы, то больше – в пределах 550-900 км. О существовании плотного металлического ядра Ио свидетельствуют результаты определений гравитационных моментов и момента инерции.
Мантия Ио, скорее всего, находится в полурасплавленном виде (иначе было бы невозможно существование теплового потока, который обеспечивает извержения) и на 75% состоит из богатого магнием минерала форстерита, а внешняя часть коры толщиной 20-30 км представляет собой смесь базальтовых пород, напоминающих земные вулканические породы.

Внутреннее строение Ио. Картинка из открытых источников.

Внутреннее строение Ио. Картинка из открытых источников.

В настоящее время Ио вместе с другими спутниками изучает аппарат NASA «Юнона» (Juno). По мере приближения к лунам Юпитера зонд делает новые снимки и производит мониторинг вулканической деятельности Ио своим ближним инфракрасным спектрометром JIRAM. Вот последние снимки аппарата:

Снимки Ио с АМС Юнона в разных спектрах. Источник: NASA.

Снимки Ио с АМС "Юнона" в разных спектрах. Источник: NASA.

А это снимок очередного горячего фонтана с последующей компьютерной обработкой:

Работающий гейзер на Ио. Источник: NASA.

Работающий гейзер на Ио. Источник: NASA.

В апреле этого года планируется запуск новой миссии – JUICE – автоматической межпланетной станции Европейского космического агентства, главной целью которой будет изучение Ганимеда, Европы и Каллисто – на предмет наличия у этих лун подповерхностных океанов жидкой воды. Дистанционно зонд проведет и исследования Ио. Запуск аппарата непосредственно на орбиту «огнедышащего» спутника - не планируется ввиду высокой радиации на его поверхности и очевидной невозможности его колонизации.
Следующая остановка нашего путешествия - спутник Юпитера Европа.
https://dzen.ru/a/ZAcdRjsxRluAbdVs
 

anderman

Модератор
Команда форума
Сообщения
68.345
Адрес
г. Пермь
Спутники Юпитера: Европа. Красивая, ледяная и - живая?
Спутники Юпитера: Европа. Красивая, ледяная и - живая?


Европа – самый маленький и самый яркий из «галилеевых» спутников Юпитера. Её диаметр немногим меньше лунного: 3100 км против 3475 км. Покрытая льдом, она обладает высокой отражающей способностью – такой, что иногда её можно увидеть с Земли даже в бинокль.
Возможно, за свою яркую поверхность спутник и получил своё имя: в греческой мифологии Европа была похищена Зевсом (двойником римского бога Юпитера), который принял облик ослепительно белого быка, чтобы привлечь её внимание: она украсила быка цветами и отправилась на его спине на Крит, где стала царицей.

Похищение Европы. Картинка из открытых источников.

Похищение Европы. Картинка из открытых источников.

Природа спутника – полная противоположность вулканическому соседу Ио. Можно сказать, что Ио и Европа – это пламя и лед. О том, что Европа покрыта льдом, ученые узнали благодаря снимкам с «Вояджеров»: «Вояджер-1» приблизился к спутнику в марте 1979 года на 732 тыс. км, а «Вояджер-2» - в июле того же года на расстояние всего 190 тыс. км. Они передали качественные снимки поверхности, благодаря которым стало известно, что Европа покрыта льдом:

Фото крупным планом поверхности спутника Юпитера Европы, снятое «Вояджером-2» с расстояния 246 000 км. Источник: ©NASA/JPL

Фото крупным планом поверхности спутника Юпитера Европы, снятое «Вояджером-2» с расстояния 246 000 км. Источник: ©NASA/JPL

Однако еще два десятилетия оставалось неизвестным, есть ли подо льдом вода, или же Европа представляет собой нечто вроде снежка с каменным ядром внутри. Ответить на этот вопрос помогла следующая миссия к Юпитеру и его спутникам – «Галилео».
В 1998 году зонд обнаружил у Европы магнитное поле, а повторные замеры в январе 2000 года подтвердили: поле есть, и оно индуцировано Юпитером.
Что значит – индуцировано? Это легче всего представить на примере металлоискателя, что стоит в аэропорту: когда вы проходите через рамку, металлоискатель генерирует высокочастотную магнитную волну. Если в вашем кармане есть ключи, под воздействием этой волны в них возникнут собственные вихревые токи, которые, в свою очередь создают свое небольшое магнитное поле. То, что вызывает металлоискатель, и есть индуцирование магнитного поля».
Как же это может работать с Юпитером? Когда Европа движется через магнитное поле газового гиганта, ток проходит через какой-то подповерхностный проводник на «луне», и вокруг спутника создается миниатюрное магнитное поле, направленное против юпитерианского. Его-то и уловил сторонний «металлоискатель» — магнитометр аппарата «Галилео».
Значит, внутри юпитерианской луны есть проводник, в роли которого может выступать только соленый океан: ведь вода и лед плохо проводят электричество, так как содержат мало подвижных заряженных частиц, а если добавить соль, картина меняется – соль разделяется на отрицательно и положительно заряженные ионы, чувствительные к магнитному полю.
Впервые в истории человечества ученые получили доказательства наличия на другом космическом теле жидкой воды, скрывающейся под ледяным покровом.
Европа относится с планетам земной группы, имеет внутри, вероятнее всего, железное ядро и состоит из силикатных пород:

Строение Европы. Фото из Википедии.

Строение Европы. Фото из Википедии.

Толщина ледяного покрова составляет от 80 до 170 км. Под ним находится соленый океан, глубина которого оценивается в 60 – 150 км. Если эти предположения верны, то на «ледяном» спутнике Юпитера воды больше, чем на Земле. Хотя и температура поверхности спутника весьма низкая – от минус 160°С на экваторе до минус 220°С на полюсах, воду в жидком виде может поддерживать тепло, исходящее из недр Европы, разогретых приливными силами газового гиганта. А в океане может существовать жизнь.
Правда, на спутнике чрезвычайно высок уровень радиации: всего за один день человек, высадившийся в этом мире, «схватил» бы смертельную дозу излучения. Однако подо льдом толщиной в десятки километров существование организмов не исключено – по этой причине интерес ученых к Европе весьма высок.

Возможно, в океане Европы есть жизнь. Есть предположения, что даже - многоклеточная. Картинка из открытых источников.

Возможно, в океане Европы есть жизнь. Есть предположения, что даже - многоклеточная. Картинка из открытых источников.

«Галилео» также передал довольно подробные симки поверхности Европы, на которых видно многочисленные разломы и трещины:

Фото поверхности Европы с Галилео. Источник: ©NASA/JPL

Фото поверхности Европы с "Галилео". Источник: ©NASA/JPL

Считают, что это – действие приливных сил Юпитера. Европа движется вокруг гигантской планеты по слегка вытянутой орбите и, когда она подходит ближе к Юпитеру, то растягивается, как резинка, и океан поднимается на высоту около 30 метров. Это примерно столько же, сколько было у цунами в Индийском океане в 2004 году, только происходит на теле, которое по размерам составляет одну четвертую от диаметра Земли. Когда Европа уходит дальше от Юпитера, она обратно стягивается в форму шара. В результате этих процессов образуются трещины.
Красноватый цвет пятен на снимках позволяет предположить наличие соединений железа и серы. По-видимому, они содержатся в океане Европы и исторгаются на поверхность через расщелины, после чего застывают:

Картинка с канала Злой Космос.

Картинка с канала "Злой Космос".

Спектральный анализ темный линий и пятен показал наличие солей – в частности, сульфата магния:

Анализ снимков Европы с Галилео. Источник: NASA.

Анализ снимков Европы с "Галилео". Источник: NASA.

А это – одно из последних фото Европы с аппарата «Юнона» (Juno), основной миссией которого является изучение Юпитера:

Фото поверхности Европы с аппарата Юнона. Источник: NASA.

Фото поверхности Европы с аппарата "Юнона". Источник: NASA.

Поверхность Европы – одна из самых ровных в Солнечной системе. Лишь немногие образования, напоминающие холмы, имеют высоту до нескольких сотен метров. На спутнике мало ударных кратеров, что свидетельствует о геологической молодости его поверхности (вследствие высокой изменчивости, что и следует ожидать от льда) и множество гладких равнин.

Возможно, такой пейзаж мы бы увидели на втором галилеевом спутнике Юпитера. Картинка из открытых источников.

Возможно, такой пейзаж мы бы увидели на втором галилеевом спутнике Юпитера. Картинка из открытых источников.

Десять лет назад научный мир всполошило открытие: на Европе были обнаружены водяные гейзеры, выбрасывающие струи воды и пара на огромную высоту.

Компьютерное моделирование гейзера на Европе, наблюдаемого в 2012 году. Кадр с канала Злой Космос.

Компьютерное моделирование гейзера на Европе, наблюдаемого в 2012 году. Кадр с канала "Злой Космос".

Их существование ученые предполагали еще во время исследований «Галилео», но всерьез о них заговорили лишь в декабре 2012 года, когда группа ученых во главе с Иоахимом Зауром из Кёльнского университета наблюдала Европу на космическом телескопе «Хаббл» в ультрафиолетовом диапазоне и фиксировала в течение 17 ночей необычайно большое количество водяного пара над одной из точек южного полушария. Из-за низких температур на Европе, где невозможно испарение воды, такое явление можно объяснить только наличием гейзера. Его высоту оценили в 120 миль (!), и он был таким мощным, что мог бы наполнить олимпийский бассейн в течение нескольких секунд.
Новость была встречена с большим волнением – ведь это означает, что для исследования океана Европы не придется бурить её поверхность: такая работа стоила бы невероятно дорого и растянулась бы на много лет. Но если гейзеры существуют, то для получения ответов на многие вопросы достаточно будет взять образцы выбрасываемой воды.
После – в 2014 и 2016 годах - «Хаббл» заснял шлейфы гейзеров на этом спутнике Юпитера в одном и том же месте:

Снимки гейзеров на Европе с телескопа Хаббл. Источник: NASA.

Снимки гейзеров на Европе с телескопа "Хаббл". Источник: NASA.

Шлейф 2014 года возвышался на 48,3 километра над поверхностью, а шлейф 2016 года — на 99,7 километра.
Как ученые определили, что извергается именно вода? С помощью спектрографа: молекулы воды излучают определенные частоты инфракрасного спектра, поскольку они взаимодействуют с солнечным светом.
Наблюдения за Европой и поиск новых водяных выбросов продолжаются. Пока ученым не удалось непосредственно сфотографировать гейзеры на спутнике, но они надеются сделать это в самом ближайшем будущем: уже начал работу новый космический телескоп «Джеймс Уэбб», а в октябре 2024 года запланирован старт миссии Europa Clipper. Аппарат достигнет орбиты Юпитера в апреле 2030 года и приступит к изучению Европы, чтобы установить, действительно ли на ледяном спутнике Юпитера есть условия, подходящие для зарождения и поддержания жизни. Europa Clipper будет делать снимки высокого разрешения, определять состав поверхности Европы, измерять толщину ледяной коры, искать признаки недавней или продолжающейся геологической активности, подповерхностные озера и определять глубину и соленость океана.
Будут ли обнаружены в океане Европы живые организмы или он окажется мертвым? Мы вполне можем узнать об этом совсем скоро. Может быть, нам доведется стать свидетелями грандиозного события в истории: обнаружения внеземной жизни.
А пока продолжим путешествие: следующая остановка - Ганимед.
https://dzen.ru/a/ZA3F2iQiREDtCvYh
 

anderman

Модератор
Команда форума
Сообщения
68.345
Адрес
г. Пермь
Спутники Юпитера: Ганимед. Самый крупный и самый древний
Спутники Юпитера: Ганимед. Самый крупный и самый древний


Ганимед – самый крупный спутник не только среди юпитерианских лун, но и во всей Солнечной системе. Его диаметр – 5268 км, что лишь немногим меньше Марса и превосходит даже Меркурий:

Сравнительные размеры планет и спутников. Картинка из открытых источников.

Сравнительные размеры планет и спутников. Картинка из открытых источников.

Как и остальные галилеевы спутники, Ганимед получил своё имя в честь одного из приближенных главного бога: в греческой мифологии Ганимед был троянским царевичем, любимцем Зевса и виночерпием богов.\

Согласно легенде, Ганимед был похищен Зевсом, обернувшимся в орла.

Согласно легенде, Ганимед был похищен Зевсом, обернувшимся в орла.

При своем внушительном размере спутник имеет массу всего 45% от массы Меркурия, что объясняется его низкой плотностью – почти втрое меньше, чем у Земли. Данные о массе и плотности были получены еще в 1973 году благодаря «Пионеру-10», и тогда астрономы предположили существование на Ганимеде огромного подледного океана:

Так, предположительно, устроен Ганимед. Фото с канала KOSMO.

Так, предположительно, устроен Ганимед. Фото с канала "KOSMO".

Исследование «Вояджерами»
В 1979 году «Вояджеры» передали первые качественные снимки спутника,

Фото-1 Ганимеда с Вояджер-2. Источник: NASA. Темная область - Область Галилея.

Фото-1 Ганимеда с "Вояджер-2". Источник: NASA. Темная область - "Область Галилея".

Фото-2 с Вояджера. Кратер Трос на Ганимеде. Источник: NASA.

Фото-2 с "Вояджера". Кратер Трос на Ганимеде. Источник: NASA.

которые показали, что он покрыт корой «грязного» льда, а его поверхность значительно старше поверхности Европы. Также уточнился, наконец, размер спутника: именно «Вояджеры» выяснили, что крупнейшим спутником Солнечной системы является Ганимед. До 1979 года «первое место» принадлежало спутнику Сатурна – Титану.
На снимках «Вояджеров» хорошо видны древние кратеры: их возраст оценивается в 4 млрд лет. На вид они очень похожи на лунные

Кратер на Ганимеде (слева) и фото Луны (справа). Очень похожи, правда?

Кратер на Ганимеде (слева) и фото Луны (справа). Очень похожи, правда?

но имеют отличительную особенность: они пробиты не в каменистой поверхности, а в ледяной коре. Лед – структура непрочная и имеет свойства разрушаться под действием силы тяжести, поэтому некоторые из самых древних кратеров в настоящее время успели почти сгладиться.
Одна из примечательных геоструктур Ганимеда (на фото-1) - тёмный участок под названием область Галилея, где видна сеть из разнонаправленных борозд. Вероятно, своим появлением этот регион обязан периоду бурной геологической активности спутника.
Древние кратеры Ганимеда представляют особый интерес для ученых: ведь они образовались на заре формирования нашей Солнечной системы и могут многое рассказать о составе туманности, из которой появились окружающие нас планеты и их спутники, в том числе – наша Земля.
Небо Ганимеда
Каким бы мы увидели Юпитер, если бы могли оказаться на Ганимеде? Был бы виден отчетливо его диск и знаменитые полосы? Третий галилеевый спутник отброшен от своей планеты более чем на миллион километров, но всё же Юпитер – огромен. Расчет показывает, что газовый гигант на небе Ганимеда занимал бы место в 14.4 раза большее, чем Луна на небе Земли:

Приблизительно так должен выглядеть Юпитер с Ганимеда. Картинка из открытых источников.

Приблизительно так должен выглядеть Юпитер с Ганимеда. Картинка из открытых источников.

Спутник делает полный оборот вокруг гиганта всего лишь за 7 дней и 3 часа. Находясь в приливном захвате, он повернут к Юпитеру всегда одной и той же стороной. Со своими ближайшими крупными соседями – Ио и Европой – Ганимед находится в орбитальном резонансе: пока он делает один полный оборот по своей орбите, Европа делает два, а Ио – четыре. «Парад» спутников увидеть невозможно: они никогда не выстраиваются в одну линию.

Исследования «Галилео»
Наибольший вклад в изучение Ганимеда внес аппарат «Галилео»: с декабря 1995 по сентябрь 2003 года зонд приближался к спутнику шесть раз, подходя на расстояние до 264 км от его поверхности, и передал подробные фотографии:

области Сиппар Силкус - один из кандидатов, доказывающих ледяную вулканическую активность на Ганимеде, создающую светлые области на поверхности. Разрешение 172 м на мельчайший элемент. Снимок получен 7 мая 1997 года с расстояния 17 489 км. Источник: NASA.


области Сиппар Силкус - один из кандидатов, доказывающих ледяную вулканическую активность на Ганимеде, создающую светлые области на поверхности. Разрешение 172 м на мельчайший элемент. Снимок получен 7 мая 1997 года с расстояния 17 489 км. Источник: NASA.

На фото хорошо видна область комплексного тектонизма на поверхности Ганимеда. Форма стала такой необычной из-за движения плит не только относительно друг друга, но и из-за их небольшого вращения. Снимок сделан 06.09.1996 с расстояния 18 522 км.


На фото хорошо видна область комплексного тектонизма на поверхности Ганимеда. Форма стала такой необычной из-за движения плит не только относительно друг друга, но и из-за их небольшого вращения. Снимок сделан 06.09.1996 с расстояния 18 522 км.

На снимках видно, что, кроме множества гребней, поверхность Ганимеда испещрена трещинами и бороздами – указывает на тектоническую деятельность в прошлом. Вероятно, когда Ганимед еще не имел стабильной орбиты и не вошел в резонанс с другими спутниками, его кора подвергалась мощному воздействию гравитации как Юпитера, так и соседних «лун». Огромные плиты приходили в движение, наползая друг на друга и сминаясь, в результате чего образовались трещины и хребты. Провалы в коре заполнялись водой, вырывающейся из более глубоких слоев.
Более половины поверхности спутника (60-65%) покрыта более молодым светлым причудливым ландшафтом с хребтами и каналами. Высота некоторых гребней достигает 700 м:

Захватывающий вид с высоким разрешением долин и холмов в неназванном регионе на Ганимеде. Фото 1996 года с расстояния 1000 км. Источник: NASA.

Захватывающий вид с высоким разрешением долин и холмов в неназванном регионе на Ганимеде. Фото 1996 года с расстояния 1000 км. Источник: NASA.

В 1996 году «Галилео» открыл у спутника собственное, не зависящее от Юпитера, магнитное поле, которое оказалось втрое мощнее, чем у Меркурия.
Так же, как и магнитное поле Земли, магнитосфера Ганимеда состоит из заряженных частиц, которые действуют как щит против космического излучения, включая излучение Юпитера. И точно так же магнитное поле луны создает светящиеся полярные сияния на ее северном и южном полюсах:

Изображение полярных поясов Ганимеда, сделанное космическим телескопом «Хаббл». Источник: NASA.

Изображение полярных поясов Ганимеда, сделанное космическим телескопом «Хаббл». Источник: NASA.

Эти наэлектризованные газы, образующие пояса полярных сияний, впервые обнаружили на ультрафиолетовых изображениях Ганимеда. Их сделал спектрометр плазменных волн космического аппарата «Галилео», а затем спектрограф телескопа «Хаббл».
Полярные шапки на Ганимеде, состоящие, предположительно, из инея, также обязаны своим происхождением магнитному полю. Наличие у Ганимеда собственной магнитосферы приводит к тому, что заряженные частицы интенсивно бомбардируют только слабо защищённые — полярные — области. Образовавшийся водяной пар осаждается в основном в самых холодных местах этих же областей.
В 2020-м году «Юнона» передала инфракрасные снимки северного полюса Ганимеда:

Снимки Юноны в инфрокрасном свете. Источник: NASA.

Снимки "Юноны" в инфрокрасном свете. Источник: NASA.

Они показали ученым, что лед на полюсах спутника аморфен – в отличие от кристаллического льда на экваторе.

Строение
Собранная информация позволила смоделировать внутреннее строение Ганимеда, которое, правда, требует дополнительных исследований и уточнений.
У Ганимеда – горячее железное ядро (более 1500°С), которое постоянно подогревается не только из-за приливного воздействия Юпитера, но и из-за распада радиоактивных элементов. На его присутствие указывает магнитное поле спутника.
Ядро окружает каменистая мантия, а далее следует, по разным предположениям, от одного до четырех слоев: вода – лед, вода – лед:

Внутреннее строение Ганимеда. Кадры с канала KOSMO.

Внутреннее строение Ганимеда. Кадры с канала "KOSMO".

Вывод о существовании подледного океана, как на Европе, был сделан на основе того факта, что плотность Ганимеда гораздо ниже земной, а несколько слоев воды и льда показало компьютерное моделирование на основе анализа магнитосферы спутника. Тот же анализ выдал результат, что чем глубже слой, чем соленее в нем вода. Толщина внешней ледяной оболочки оценивается в 800 километров.
В 2001 году измерения «Галилео» подтвердили гипотезу о подземном океане.

Атмосфера
Наличие атмосферы много лет было предметом споров среди ученых. Еще в 1972 году группа исследователей заявила, что обнаружила у Ганимеда атмосферу, но в 1979 году пролетавший мимо «Вояджер-1» не нашел никаких её признаков. Однако в 1995 году «Хаббл» все-таки обнаружил у Ганимеда очень тонкую кислородную атмосферу.
Она образуется под воздействием ионизирующего солнечного излучения разрушения молекул воды, из которых состоит поверхностный лед. Молекулы воды распадаются на водород и кислород, и водород, как самый легкий газ, улетучивается в космос, а более тяжелый кислород задерживается.

Дальнейшее изучение
Ближайшая планируемая миссия, которая будет отправлена к спутникам Юпитера – JUICE (проект Европейского космического агентства) – должна быть отправлена уже в этом году. Её задачей будет изучение подледных океанов на Европе и Ганимеде и поиск возможной жизни на этих планетах.
На первый взгляд, колонизация Ганимеда вполне возможна: изо льда можно получать и кислород, и воду, а магнитосфера спутника должна защитить от радиации… но всё не так радужно: мощность магнитного поля Ганимеда в 1000 раз меньше мощности магнитосферы Земли, и против радиации Юпитера она практически бесполезна. Атмосфера, хоть и кислородная, чересчур тонка, разряжена и неспособна удержать тепло. Какое-либо поселение в этом холодном мире возможно разве что под землей, но такая перспектива малопривлекательна и чересчур затратная.
Гораздо больший интерес для ученых Ганимед представляет в плане ответов на вопросы о формировании Солнечной системы, т.к. его возраст оценивается не меньше, чем в 4,5 млрд лет. Не исключено также, что на Ганимеде обнаружатся признаки примитивной жизни. Если она там есть, то – должна иметь источник энергии, не зависящий от солнечного света.
Остается надеяться, что в ближайшие годы мы узнаем ответы на эти вопросы.
Следующая наша остановка – Каллисто.
https://dzen.ru/a/ZBSGrF-cpSz7FOvo
 

anderman

Модератор
Команда форума
Сообщения
68.345
Адрес
г. Пермь
Спутники Юпитера: Каллисто. Чем интересна и почему она - одна из первых кандидатов на колонизацию

Спутники Юпитера: Каллисто. Чем интересна и почему она - одна из первых кандидатов на колонизацию


Каллисто – четвертый по удаленности из галилеевых спутников Юпитера. Он довольно крупный – 4821 км в диаметре, что составляет 99% от диаметра Меркурия и лишь немногим меньше Ганимеда и Титана.
Спутник имеет женское имя: Каллисто была любовницей Зевса, которую он, по легенде, превратил в Медведицу и поместил на небо – дабы избежать гнева своей супруги Юноны (Геры). Медведицу он держал за хвост – поэтому тот оказался таким длинным, какого не бывает у настоящих медведей.

Каллисто и Большая Медведица. Картинки из открытых источников.

Каллисто и Большая Медведица. Картинки из открытых источников.

Каллисто отброшена от Юпитера на внушительное расстояние - 1 882 000 км, протяженность её орбиты – 11 818 960 км. На этот огромный путь спутник тратит сравнительно немного времени – 16,7 дней, за то же время он делает один оборот вокруг своей оси. Нашей Луне на путь, в пять раз меньший, требуется на 11 дней больше. Эти цифры лишний раз показывают нам, сколь огромен Юпитер и как сильна его гравитация.

Строение
Несмотря на синхронное вращение с Юпитером, Каллисто из-за своего значительного удаления от гиганта не участвует в орбитальном резонансе со своими крупнейшими соседями – Ио, Европой и Ганимедом. Кроме того, её орбита почти круговая,

Орбита Каллисто по сравнению с орбитами других спутников Юпитера. Картинка из открытых источников.

Орбита Каллисто по сравнению с орбитами других спутников Юпитера. Картинка из открытых источников.

соответственно, за свой оборот вокруг гиганта она не подходит ближе и не удаляется дальше, а остается на почти одном и том же расстоянии.
Получается, что Каллисто не находится под воздействием таких приливных сил, как её более близкие к Юпитеру соседи, и её недра не разогреваются. Поверхность спутника очень холодная: средняя температура – минус 103,5°С. Ученые предполагают, что у спутника нет горячего ядра, а в процессе его формирования силикатные породы просто опустились вниз, образовав внутри небольшое каменное ядро.

Внутреннее строение Каллисто. Картинка из открытых источников.

Внутреннее строение Каллисто. Картинка из открытых источников.

Изучая влияние магнитного поля Юпитера на этот спутник, учёные пришли к выводу, что оно не проникает глубоко внутрь, так как этому препятствует сплошной слой электропроводящей жидкости. Так были сделаны выводы, что на Каллисто, как и на Европе и Ганимеде, существует подледный океан. Аппарат «Галилео» во время своей миссии с 1994 по 2003 г. г. измерил глубину этого океана – по его данным, она оказалась равной около 100 км.
Но как же на таком холодном небесном теле может существовать жидкий океан? Это вполне возможно, если в его состав входим аммиак (а спектральный анализ показал наличие аммиака на Каллисто) – это значительно понижает температуру замерзания. Глубина океана в этом случае может достигать и 300 км. Другое дело, что условия для возникновения жизни в таком океане гораздо хуже, чем на Европе: плохое смешение воды с горными породами и низкие температуры делают маловероятным существование на Каллисто каких-либо живых организмов.
Литосфера, или верхний слой спутника, представляет собой ледяную кору толщиной 80 – 150 км, а, возможно, и больше.

Поверхность
Каллисто – самый темный из галилеевых спутников, отражающий всего 20% солнечных лучей. Спектроскопия выявила на её поверхности водяной лёд, углекислый газ, силикаты и органику – то есть органические соединения, содержащие углерод.
Вся поверхность спутника густо покрыта ударными кратерами. Ни одна из планет и ни один из спутников во всей Солнечной системе не испещрены таким количеством кратеров, как Каллисто. Здесь нет ни гор, ни вулканов, ни тектонических разломов – в основном поверхность представлена равнинами, на которых разбросаны кратеры. Также на поверхности Каллисто есть цепочки из ударных кратеров (иногда слившихся друг с другом). Вероятно, они возникли при столкновении с Каллисто остатков объектов, которые, подойдя чрезмерно близко к Юпитеру - ещё до своего столкновения с Каллисто, - были разрушены приливными силами. Возможно также, что цепочки образовались при пологих касательных столкновениях с постепенным разрушением падающих тел.

Слева - экваториальный район: снимки получены 25 июня 1997 года с расстояния в 15 200 км от Каллисто. Справа -Цепочка Гомул на Каллисто и её увеличенный фрагмент, фото КА Галилео 4 ноября 1996 г.

Слева - экваториальный район: снимки получены 25 июня 1997 года с расстояния в 15 200 км от Каллисто. Справа -Цепочка Гомул на Каллисто и её увеличенный фрагмент, фото КА "Галилео" 4 ноября 1996 г.

Спутник очень древний, его возраст оценивается в 4,5 млрд лет, поэтому на почти каждый старый кратер накладывается несколько более молодых, разрушающих его.
На Каллисто есть пара огромных образований. Первая – Вальхалла. мульти-кольцевая структура Вальгалла диаметром 1800 км в поперечнике, состоящая из центральной светлой области размером в 600 км и большого количества колец диаметром в 4000 км. Вальгалла является одной из самых больших в Солнечной системе ударных структур:

Ударный бассейн Вальгалла на Каллисто. Фото с Вояджера, 6 марта 1979 г. Источник: NASA.

Ударный бассейн Вальгалла на Каллисто. Фото с "Вояджера", 6 марта 1979 г. Источник: NASA.

Другая такая структура называется Асгард и она чуть меньше – диаметр колец достигает 1600 км:

Сочетание снимков, сделанных «Галилео» в сентябре 1997 года с расстояния 9500 км, с общей фоновой фотографией области, полученной в ноябре 1996 года. Источник: NASA.

Сочетание снимков, сделанных «Галилео» в сентябре 1997 года с расстояния 9500 км, с общей фоновой фотографией области, полученной в ноябре 1996 года. Источник: NASA.

В центральной области – огромный ударный кратер Doh около 50 км в диаметре, причем его центр – не в виде чаши, что характерно для большинства ударных кратеров, а с поднятием в виде купола:

Кратер Doh в бассейне Асгард. Снимок сделан «Галилео» 16 сентября 1997 года с расстояния 9500 км. Источник: NASA.

Кратер Doh в бассейне Асгард. Снимок сделан «Галилео» 16 сентября 1997 года с расстояния 9500 км. Источник: NASA.

Как появились такие кольцевые структуры? Есть несколько гипотез, самая распространенная из которых состоит в том, что в результате удара очень крупного тела произошло волнообразное движение литосферы, которая лежит на жидком основании – ведь под ней предположительно находится подлёдный океан. То есть концентрические кольца образовались как «круги от брошенного камня на воде».
Еще одна особенность поверхности Каллисто: несмотря на огромное количество кратеров, рельеф там сильно сглажен благодаря особенной эрозии, свойственной холодным небесным телам.
Температура на поверхности Каллисто достигает -108 °С (на солнце), что в сочетании с практически отсутствующей атмосферой создает условия для формирования эрозий необычного типа. Когда слабый солнечный свет падает на обнаженные пласты скальной породы и льда, это может заставлять лед медленно сублимировать, то есть испаряться, превращаясь непосредственно в газ, минуя жидкую фазу, и растворяться в космосе. По мере испарения льда пыль и камни, которые скреплялись им, медленно перемещаются вниз по склону:

Процесс эрозии в результате сублимации льда. Картинка из открытых источников.

Процесс эрозии в результате сублимации льда. Картинка из открытых источников.

Так льда там очень много, то кратеры и другие неровности постепенно разрушаются. Поэтому мелкие кратеры – меньше 1 км в диаметре – на спутнике почти не встречаются: они быстро сглаживаются, валы превращаются в холмы, а кратерные воронки – в небольшие впадины.

Атмосфера и небо
Точный состав атмосферы Каллисто всё еще не определен.
Как и у многих других небольших планет и спутников, газовая оболочка Каллисто очень разрежена. Считается, что она состоит преимущественно из углекислого газа. При давлении слабее земного более чем в 1,3 млн раз такая атмосфера улетучилась бы дня за четыре. Тот факт, что она сохраняется, говорит о её постоянном пополнении – очевидно, благодаря сублимации замёрзшего углекислого газа, что согласуется с гипотезой о деградации валов кратеров вследствие сублимации льдов.
«Галилео» во время одного из своих пролетов обнаружил у спутника ионосферу с довольно высокой электронной плотностью (7-170000 на см-3) – это не может объясняться фотоионизацией одного лишь атмосферного углекислого газа. Есть предположение, что атмосфера Каллисто на самом деле состоит в основном из молекулярного кислорода, и его массовая доля в 10-100 раз превышает долю углекислого газа. Но это предположение еще требует подтверждений: прямых наблюдений кислорода в атмосфере Каллисто пока не было.
Небо на Каллисто, ввиду слабой атмосферы, очень темное. С её поверхности мы бы увидели пейзаж, похожий на лунный – из-за обилия кратеров, и Юпитер, по видимым размерам примерно в 2,5 раза больше Земли на небе Луны,

Так, предположительно, выглядит окружающий пейзаж на Каллисто. Картинка из открытых источников.

Так, предположительно, выглядит окружающий пейзаж на Каллисто. Картинка из открытых источников.

или в девять раз больший по видимым размерам, чем Луна на Земном небе:

Сравнение видимых размеров Луны с Земли и Юпитера с Каллисто. Кадр с канала KOSMO.

Сравнение видимых размеров Луны с Земли и Юпитера с Каллисто. Кадр с канала "KOSMO".

Уровень радиации и возможности колонизации
Магнитометр, установленный на Галилео и изучающий магнитное поле Юпитера и галилеевых спутников, обнаружил, что магнитное поле Каллисто, так же, как и на Европе, переменное. Оно индуцировано Юпитером и меняется в зависимости от ориентации на магнитное поле Юпитера, что косвенно подтверждает наличие токопроводящей жидкости под поверхностью – т.е. соленого океана. Магнитный момент поля очень слабый, но, тем не менее, уровень радиации на поверхности Каллисто, благодаря её значительной удаленности от Юпитера – в 7 раз меньше, чем на Земле, то есть совершенно безопасен для человека.
Именно это обстоятельство, а также отсутствие на спутнике вулканической и тектонической активности, то есть там не извергаются вулканы, не трескается поверхность – делает его очень привлекательным для возможной колонизации или установки на нем, допустим, базы астронавтов, изучающих систему Юпитера, или для производства топлива из имеющегося льда и дозаправки или обслуживания кораблей, следующих дальше.

Будут ли на Каллисто базы землян? Картинка из открытых источников.

Будут ли на Каллисто базы землян? Картинка из открытых источников.

NASA, проводя в 2003 году оценку перспективности колонизации спутников планет, поставила Каллисто на первое место.
В 2023 году предполагается отправка миссии JUICE для изучения крупнейших спутников Юпитера, а также – совместного проекта «Europa Jupiter System Mission (EJSM)», который будет состоять сразу из четырех аппаратов - от США, Европы, Японии и России. Ученые считают, что только такая совместная деятельность может принести огромную отдачу в ответах на существующие сегодня вопросы об эволюции планетных систем и астробиологии.
Если запуски состоятся, аппараты будут подробно изучать галилеевы спутники Юпитера - и от удачи этих миссий и полученных данных зависят многие дальнейшие планы по освоению космоса. Если, например, на Европе или Ганимеде будет обнаружена жизнь, то это послужит мощным мотивом для новых экспедиций и развития технологий. Есть шанс, что мы станем свидетелями самых потрясающих открытий и первых шагов человека к далеким мирам и звездам.
https://dzen.ru/a/ZBhiOYkG5yyjfy7Y
 

Antropolog

Активный участник
Сообщения
3.897
Адрес
СССР-Украина-Россия

А кто это там на англицкой мове радостно хихикает и хлополками всплескивает? Шоу Маска понравилось?
Впрочем. неважно -- экипаж "Неконтролируемого вращения" представлен к высоким правительственном наградам.
Хотя железяка, конечно, симпатичная...Взгрустнулось. Вечерело.
 

anderman

Модератор
Команда форума
Сообщения
68.345
Адрес
г. Пермь
В принципе, нормальная ситуация для компании, у которой нет испытательных стендов (есть только для двигателей) и которая испытывает ракеты методом пуска. У нас по первости тоже масса ракет рванула или на старте или сразу после.
 

anderman

Модератор
Команда форума
Сообщения
68.345
Адрес
г. Пермь
Вид на Старшип снизу сразу после старта. 33 двигателя -- явный перебор. В своё время из-за этого отменили Н-1.

4441377_original.jpg
 

anderman

Модератор
Команда форума
Сообщения
68.345
Адрес
г. Пермь
Система управления конечно попытается выровнять общий вектор тяги, отключая противолежащие, но такой цирк не бесконечен. Если нет запаса по тяге, то РН рухнет. Плюс чем дальше от оси расположен двигатель, тем бо́льший опрокидывающий момент он создаёт.
 

Tigr

Модератор
Команда форума
Сообщения
25.401
Адрес
Саратов
Вид на Старшип снизу сразу после старта. 33 двигателя -- явный перебор. В своё время из-за этого отменили Н-1.

4441377_original.jpg
Выглядит красиво, но это экстенсивный путь. Пока ничего другого не будет, так все человечество и останется сидеть в гравитационном земном колодце.
 

anderman

Модератор
Команда форума
Сообщения
68.345
Адрес
г. Пермь
А разговоров то было. Хотя если НАСА даёт доить, почему её не доить.
Напомню: у Маска нет сборочно-испытательных (особенно испытательных) мощностей как у нас. Вот и испытывает ракеты методом пуска. Да, дорого. Но у него другого выхода нет.
 

anderman

Модератор
Команда форума
Сообщения
68.345
Адрес
г. Пермь
Выглядит красиво, но это экстенсивный путь. Пока ничего другого не будет, так все человечество и останется сидеть в гравитационном земном колодце.
Пока летаем на химии -- дальше геостационара не выберемся. Химия -- тупик.
Более или менее в современных условиях возможен Орион, но его опчть же нужно чем-то отрывать от поверхности.
Хоть садись и изобретай антигравитацию.
 

Slovak

Активный участник
Сообщения
12.348
Адрес
Литва
В принципе, нормальная ситуация для компании, у которой нет испытательных стендов (есть только для двигателей) и которая испытывает ракеты методом пуска. У нас по первости тоже масса ракет рванула или на старте или сразу после.
Так теперь у вас эволюция идет. И хотя не взрываются но в ипеня часто летали. Сейчас вроде побороли
 

Tigr

Модератор
Команда форума
Сообщения
25.401
Адрес
Саратов
Пока летаем на химии -- дальше геостационара не выберемся. Химия -- тупик.
Более или менее в современных условиях возможен Орион, но его опчть же нужно чем-то отрывать от поверхности.
Хоть садись и изобретай антигравитацию.
Давайте примем как факт: нам всем на многие поколения вперед жить на Земле (она, матушка, выдюжит)... А фантастику я люблю.
 
Сверху