Посадка на юпитер

Сколько займёт полет на Юпитер

Как и орбиты других небесных тел, она не представляет собой правильную окружность, а имеет форму слегка вытянутого эллипса. Цикл прохождения полного орбитального круга Юпитера почти в 12 раз дольше земного — год там длится по нашим меркам 11,86 года.

Расстояние от Земли

Расстояние между Землей и Юпитером в каждый момент времени разное — оно зависит от того, в каких точках своих орбит они находятся друг относительно друга. Наименьшая его величина составляет 588,5 млн км, а наибольшая — 968,6 млн км. Двигаясь по орбитам, планеты то сближаются, то расходятся. Разница между возможными расстояниями до Юпитера составляет более 380 млн км.

Расстояние от Земли до Юпитера меняется в пределах от 588 до 967 млн. км. Credit: zen.yandex.ru

Юпитер движется по орбите вокруг Солнца со скоростью 13,07 км/с, орбитальная скорость Земли выше из-за меньшего радиуса ее траектории — 29,78 км/с. 1 раз в 398,9 суток наша планета обгоняет гиганта, проходя мимо него на минимальном расстоянии. С учетом эллиптического вытяжения обеих орбит эта дистанция каждый раз оказывается то больше, то меньше, но и она подчиняется циклическим ритмам Солнечной системы. Точку максимального сближения орбит планеты проходят примерно 1 раз в 12 лет, после чего начинает движение к точке наибольшей удаленности.

Эти моменты называются Великими противостояниями Земли и Юпитера. Гигантское небесное тело в это время приближается настолько близко, что по яркости превосходит все остальные ночные светила, кроме Луны и Венеры, становясь ярчайшей планетой на небосводе. А спутники звезды можно различить в простой бинокль со средним увеличением.

В стандартный телескоп уже может быть отчетливо видно знаменитое Большое красное пятно, участок поверхности гиганта с постоянным газовым вихрем, интригующий исследователей еще с XVII в. Хорошо различимы и четкие полосы на поверхности планеты-великана — настолько, что можно подсчитать их количество. Легко понять, почему изучающие Юпитер астрономы годами ждут дни Великого противостояния.

Оптимально планировать путешествие на Юпитер в эти краткие периоды сближения.

Время полета на Юпитер

Человечество накопило практический опыт полетов к планете-гиганту, поэтому длительность путешествия может быть рассчитана с точностью до 1 месяца. Всего за время исследований к Юпитеру отправилось 8 космических экспедиций. 9-я — Юнона — проходит прямо сейчас.

Ближайшее Великое противостояние наступит в последней декаде сентября 2022 г. Существуют планы отправить в эти дни следующий аппарат, длительность путешествия которого составит 20 лет. Хотя на выбор даты полета влияет не только расстояние от Юпитера до Земли. Следует учитывать и притяжение остальных планет Солнечной системы, которое при правильном выборе траектории может стать дополнительным источником энергии для полета.

Все экспедиции совершались автоматическими непилотируемыми космическими аппаратами. Это 7 пролетных миссий:

  1. «Пионер-10».
  2. «Пионер-11».
  3. «Вояджер-1».
  4. «Вояджер-2».
  5. «Улисс».
  6. «Кассини».
  7. «Новые горизонты».

Помимо пролетных, к Юпитеру были отправлены и 2 орбитальные миссии:

  1. «Галилео».
  2. «Юнона».

Время полета каждый раз определялось задачами космической миссии. Первым стал «Пионер-10», в 1972 г. затративший на полет к Юпитеру 640 дней. Он собирал данные о внешней системе гиганта, отдалившись от светила на 130000 километров. Следующим отправился «Пионер-11», полет которого длился уже 606 дней. Он приблизился к планете на 21000 км.

В 1979 г. у «Вояджер-1» путешествие заняло 546 дней — минимальный срок из всех экспедиций. У «Вояджер-2» он составил намного больше — 688 дней. Из этого следует, что средняя продолжительность полета к Юпитеру продлится 550-650 дней, если не ставить задач облета планеты и выхода на ее траекторию. Подобные цели требуют намного больше времени.

Из всех аппаратов на орбите светила до последнего момента находился только «Галилео», с 1989 г. по 2003 г. Он не мог подлететь к гиганту напрямую, из-за чего был вынужден сделать 2 гравитационные рогатки через Землю и Венеру, замедляясь при подлете, иначе на столь масштабных межпланетных дистанциях велик риск промахнуться мимо цели. Его путь занял 2242 дня — более 6 лет, прежде чем аппарат достиг орбиты и сделал знаменитые снимки поверхности планеты. Сейчас на орбите Юпитера находится «Юнона», чей путь к цели занял 5 лет — с августа 2011 г. до августа 2016 г.

masterok


Лучший способ изучить планету – приземлиться на неё. Поэтому люди посылали космические аппараты на Луну, Венеру, Марс, на Титан – луну Сатурна… Список можно долго продолжать.
Но есть в Солнечной системе несколько мест, которые мы можем никогда не изучить настолько, насколько нам хочется. Одно из таких мест – Юпитер.
Юпитер в основе своей состоит из водорода и гелия. Так что попытка приземления на него будет сродни попытке приземлиться на облако здесь, на Земле. Нет никакой поверхности, на которую можно было бы опереться. Только бесчисленные километры газа…
Тогда появляется вопрос: возможно ли влететь в Юпитер с одной стороны и вылететь с другой? На самом деле нет, вы не преодолеете даже половину пути. Итак, вот что произойдёт, если попробовать приземлиться на Юпитере:

Важно отметить, что в этом примере, в первой половине пути до центра Юпитера, мы используем аппарат для посадки на Луну. В действительности, этот аппарат относительно непрочен по сравнению, к примеру, с космическим кораблём Орион от НАСА. Поэтому аппарат для посадки на Луну не будет использоваться для посадки на любую планету, у которой есть атмосфера – такую, как Юпитер. Однако любой космический корабль, как бы он ни был надёжен, недолго проживёт на Юпитере, поэтому аппарат для посадки на Луну так же хорош для этого гипотетического сценария.
Во-первых, в атмосфере Юпитера нет кислорода, поэтому убедитесь, что у вас достаточный его запас. Во-вторых – там очень высокая температура, так что приготовьте кондиционер. Вот, теперь вы готовы к этому невероятному путешествию.

Теперь схватитесь за что-нибудь покрепче. Когда вы войдёте в верхние слои атмосферы, вы будете мчаться к центру Юпитера со скоростью около 177 000 км/ч только под действием его силы тяжести. Так вы очень быстро попадёте в более плотный слой атмосферы, о который ударитесь, словно о стену. Однако этого удара будет недостаточно, чтобы остановить вас.
Примерно через три минуты вы достигнете вершины облачного слоя на глубине 250 км. Здесь вы ощутите все прелести вращения Юпитера, который является самой быстро вращающейся планетой в Солнечной системе – один оборот он совершает примерно за 9,5 земных часов. Это создаёт мощнейшие ветра, которые мчатся вокруг планеты со скоростью более 500 км/ч.
Ещё через 120 километров вы достигнете границы, до которой Юпитер когда-либо был исследован: зонд Галилео дошёл до этой отметки в 1995. Через 58 минут после входа в атмосферу контакт с зондом был потерян – его уничтожило чудовищное давление.
Давление здесь в 100 раз больше, чем на поверхности Земли. И вы не будете ничего видеть, поэтому придётся полагаться на оборудование, чтобы ориентироваться в пространстве.
Ещё через 700 километров давление будет в 1150 раз больше. Шанс здесь выжить появляется, если ваш спусковой модуль спроектирован как батискаф Триест – глубоководный исследовательский аппарат, совершивший погружение в Марианскую впадину. Чуть глубже – и ни один из существующих человеческих механизмов не переживёт такую высокую температуру и давление.

Однако если вам каким-то чудом удастся спуститься ещё глубже, вам откроются величайшие загадки Юпитера. Правда, к сожалению, вы не сможете рассказать об этом остальным – атмосфера Юпитера поглощает радиоволны, так что коммуникация с внешним миром невозможна.
Как только вы достигнете глубины в 4500 километров, температура окружающей среды будет уже 3300⁰C. Этого достаточно, чтобы расплавить вольфрам – самый тугоплавкий металл во Вселенной.
Вы летите уже 12 часов — и не прошли даже половину пути.
На отметке 21 000 километров вы достигнете глубочайшего слоя Юпитера. Давление здесь в 2 миллиона раз выше, чем на поверхности Земли, а температура – выше, чем на Солнце. Такие условия настолько экстремальны, что меняют химические свойства водорода. Его атомы очень сильно сжаты и находятся так близко, что электронные связи между ними нарушаются, и формируется необычное вещество – металлический водород. Металлический водород отражает весь свет, что на него попадает, так что если вы попробуете посветить вниз и разглядеть там что-то, это будет невозможно.
А еще он очень плотный – гораздо плотнее камня. Если вы направитесь дальше, выталкивающая сила металлического водорода будет противостоять силе тяжести, тянущей вас вниз. Поэтому сначала вас вытолкнет наверх, а потом – снова потянет вниз, как на качелях. А когда эти силы сравняются, вы будете плавать где-то в Юпитере, неспособные ни спуститься глубже, ни подняться наверх.
Подводя итоги – приземление на Юпитер — это плохая затея. Человек никогда не увидит своими глазами, что же скрывается под этими величественными облаками.
А вот на днях НАСА обнародовала данные, которые зафиксировал зонд Juno.
Они свидетельствуют о том, что Юпитер — еще более сложная планета, чем считалось до этого. Оказалось, например, что сильные вихри, зафиксированные в его атмосфере, проникают внутрь планеты и вызывают изменения в гравитационном поле.
Согласно информации о гравитации, газовое ядро Юпитера вращается как твердое тело, сообщает The Verge.
Juno также сделал в инфракрасном диапазоне снимки поверхности планеты. Благодаря им выяснилось, что циклоны в атмосфере Юпитера на его полюсах складываются в причудливые узоры. Причину этого ученые пока не установили.
Запущенный в 2011 году Juno («Юнона») вышел на орбиту Юпитера в 2016 году. Предполагается, что аппарат будет работать до середины 2018 года, после чего его спустят в атмосферу планеты, где он сгорит.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *