Мы наконец-то отправляемся к самому интригующему и неизведанному рубежу Солнечной системы.

Если вы ждали настоящей исследовательской миссии в неизведанное, то вот она.

09.10.2024, Эрик Бергер, arstechnica.com

Мне очень не хочется сообщать вам такую плохую новость, но мы с вами не будем жить вечно, дорогой читатель.

Возможно, мы можем надеяться перевести дух еще на несколько десятилетий. Но этого недостаточно, чтобы осмысленно разглядеть какие-либо миры, вращающиеся вокруг других звезд. Эти таинственные шары слишком далеки, как в пространстве, так и во времени; необъятность этой галактики слишком велика, а ритм человеческой жизни слишком короток по сравнению с медленным ритмом космического времени. Поэтому мы, любители космоса, должны довольствоваться тем, что лежит у нас на заднем дворе.

Если вы достигли определенного возраста, скажем, полувека или меньше, вы можете почувствовать, что пропустили золотой век освоения космоса, когда человечество впервые ступило на этот задний двор. Бэби-бумеры, родившиеся вовремя, чтобы не только увидеть, как выглядит лунная поверхность, но и наблюдать за тем, как люди ходят по ней в реальном времени, были действительно счастливчиками.

Какая это была эпоха! До этого все, кроме Солнца и Луны, было точками на ночном небе. В 1962 году Mariner 2 впервые изучил Венеру. Mariner 4 пролетел мимо Марса пару лет спустя. Затем были Voyagers, которые прошли мимо Юпитера в 1979 году, Сатурна в 1980 и 1981 годах, Урана в 1986 году и Нептуна в 1989 году. И не забывайте о посадочных модулях Viking в середине 1970-х годов, которые доказали отсутствие маленьких зеленых человечков на Марсе. Бумеры увидели все это в течение свой жизни, раскрывая Солнечную систему, как один из величайших хитов.

Но если вы там не были, не отчаивайтесь. За последнее десятилетие или около того мы начали открывать некоторые, ранее не изученные новые горизонты. Десять лет назад европейский космический аппарат Rosetta предоставил беспрецедентные снимки кометы, а затем его крошечный посадочный модуль Philae спустился на поверхность и показал зимнюю страну чудес. В следующем году космический аппарат NASA New Horizons пролетел мимо Плутона и его луны Харона и показал всевозможные чудеса, включая настоящие ледяные вулканы.

И эти недавние угощения - всего лишь закуски к величайшему неизведанному миру в нашей Солнечной системе, который еще предстоит исследовать, месту, которое таит в себе темные тайны, в которые мы в настоящее время можем только вслепую тыкать тупыми ножами. Я говорю, конечно же, о покрытом льдом спутнике Юпитера Европе. Под толстым слоем льда лежит огромный теплый океан. Ученые полагают, что условия на дне этого огромного глобального моря мало чем отличаются от условий вблизи гидротермальных источников на дне океанов Земли, где, возможно, зародилась жизнь на нашей планете. Мы можем только догадываться об ответах на основные вопросы, например, какова толщина льда? Насколько глубок океан? Какие тайны можно исследовать в его темных глубинах? Может ли там действительно существовать морская жизнь?

Волшебство этого момента состоит в том, что мы наконец-то отправляемся в путь. Если вы хотели дожить до настоящей миссии по открытию неизведанного, но манящего мира, то это то, что вам нужно.

Уже в эти выходные стартует ракета Falcon Heavy с космическим аппаратом Europa Clipper стоимостью 4,25 миллиарда долларов. Эта миссия вряд ли даст окончательный ответ на вопрос, существует ли жизнь в океанах Европы. Но Europa Clipper скажет нам, может ли она существовать, и ответит на множество других вопросов о ледяной луне. Самое интересное - это неизвестные чудеса, которые она откроет. Мы не можем даже предположить их, но мы можем быть уверены, что если все пойдет хорошо, Clipper станет волнующей миссией, от которой захватывает дух.

Но эта миссия могла и не состояться.
Вот историю про это я и хочу рассказать здесь.

Все началось несколько десятилетий назад

После двух пролетов Voyager в 1979 году NASA отправило специальный зонд под названием Galileo к Юпитеру в 1990-х годах. Этот космический аппарат совершил несколько пролетов мимо Европы за почти восемь лет своего нахождения на орбите вокруг Юпитера, и данные этой миссии указали на вероятное наличие водного океана под ледяной поверхностью луны. За почти три десятилетия с тех пор у планетологов было мало информации, кроме этих заманчивых подсказок. Они отчаянно хотели узнать больше.

Почти сразу после того, как первые данные о Европе с Galileo были отправлены на Землю в 1996 году, администратор NASA в то время Дэн Голдин спросил ученых из Лаборатории реактивного движения в Калифорнии, возможна ли небольшая миссия, посвященная изучению Европы. Вписываясь в этику Голдина «быстрее, лучше и дешевле», он хотел разработать проект космического корабля, который доставил бы на Европу всего 27 кг научных инструментов, что примерно равно массе чемодана, который можно сдать в багаж на самолет.

«Это было началом концепции орбитального аппарата «Европа», - сказал писатель, популяризатор науки, Дэвид Браун, автор книги «Миссия», в которой подробно излагается история миссии Europa Clipper.

Первоначальные научные цели, обозначенные во время разработки миссии орбитального аппарата - исследовать состав ледяного панциря и океана Европы, геологию мира, а также искать и изучать любые шлейфы, исходящие из океана внизу - остаются более или менее теми же с Clipper. Однако, как это часто случается с дальними космическими миссиями, бюджет удвоился. Руководитель научной работы NASA на рубеже веков, астрофизик Эд Вайлер, закрыл зарождающуюся программу изучения Европы.

Но ученые все еще были заинтересованы. В 2003 году Национальный исследовательский совет опубликовал свой первый «десятилетний обзор», документ, с помощью которого научное сообщество определяет приоритеты исследований для NASA. С годами эти десятилетние обзоры стали влиятельными инструментами для руководства политикой NASA. В этом первом обзоре ученые рекомендовали NASA создать «крупномасштабную» миссию для изучения Европы.

Администратор NASA в то время, Шон О'Киф, стремился разработать новое поколение космических аппаратов, работающих на ядерных реакторах, в рамках того, что он называл проектом «Прометей». Он считал, что миссия с Европой в качестве главной цели станет идеальным тестом для этой технологии, и таким образом родился Jupiter Icy Moons Orbiter. Это была весьма амбициозная миссия. Типичный космический аппарат потребляет порядка нескольких сотен ватт энергии. Этот зонд, работающий на ядерном реакторе, имел бы порядка 100 000 ватт энергии.

Jupiter Icy Moons Orbiter был смелым и в других отношениях, например, используя посадочный компонент для прямого взятия образцов льда Европы. К сожалению, миссия также стала безумно дорогой, с бюджетом, превысившим 20 миллиардов долларов. Когда в 2005 году О'Кифа сменил новый администратор, Майк Гриффин, Jupiter Icy Moons Orbiter был заморожен.

Galileo вызвал невероятный интерес к Европе. Сначала NASA попыталось провести быструю и дешевую миссию. Затем агентство работало над самой амбициозной концепцией космического корабля из когда-либо выдвигавшихся. Обе провалились. Десятилетие было потеряно.

Появляется новый чемпион

В 2000 году консервативный техасский адвокат Джон Калберсон впервые победил на выборах в Палату представителей США. Какое-то время он сосредоточился на местных проблемах, таких как строительство автострад в районе Большого Хьюстона. Однако после отмены миссии Jupiter Icy Moons Orbiter он был в ярости.

Большинство людей в Конгрессе, в той степени, в которой они заботятся о NASA, делают это ради узких интересов и рабочих мест в своих округах. Для Калберсона это был космический центр Джонсона, который находился в соседнем районе. Но Калберсон также был глубоко заинтересован в исследовании планет и хотел быть связанным с первой миссией NASA по поиску жизни на другом мире. Поэтому он стал сторонником финансирования центра NASA на противоположной стороне страны, Лаборатории реактивного движения, которая руководила роботизированными исследовательскими работами агентства.

Будучи членом Комитета по ассигнованиям Палаты представителей, Калберсон начал вносить в бюджет NASA запись о финансировании для продолжающегося исследования по орбитальному аппарату «Европа».

В этот период, будучи научным репортером Houston Chronicle, я начал сталкиваться с Калберсоном на различных мероприятиях в городе. Он был одновременно консервативным христианским политиком и пожизненным фанатом науки. Скептик, каким я являюсь, задавался вопросом, не был ли его интерес к науке вызван необходимостью снискать расположение избирателей, учитывая, что в районе Хьюстона есть большое биомедицинское сообщество. Однако в конце концов я начал понимать, что он был совершенно искренен. Он был очарован Солнечной системой и хотел узнать больше о ее происхождении и о том, есть ли в ней жизнь на других мирах, кроме Земли. Мы сблизились на основе этого общего интереса.

Тем временем миссия на Европу только начиналась. В 2007 году NASA начало изучать концепции миссий для Европы и Ганимеда в системе Юпитера, а также Титана и Энцелада - лун Сатурна. Работая с международными партнерами два года спустя, NASA в конечном итоге отобрало комбинированную миссию, в которой американское космическое агентство построило орбитальный аппарат для Европы, а Европейское космическое агентство - для Ганимеда (в конечном итоге эта европейская миссия была запущена под названием JUICE в 2023 году). Часть, за которую отвечало NASA, была известна как Jupiter Europa Orbiter.

Однако год спустя новый администратор NASA Чарльз Болден искал способы сократить бюджет агентства. К настоящему моменту вы, вероятно, уже знаете, что произошло. Конечно же, бюджет Jupiter Europa Orbiter раздулся до более чем 3 миллиардов долларов. И была еще одна проблема - Марс стал занимать лидирующее положение в сфере интересов агентства.

«Впервые за 20 лет Марс был поставлен в конкуренцию с внешними планетами, - сказал Браун. - В болезненной бюджетной обстановке была одобрена миссия Mars Sample Return. В результате аппарат Jupiter Europa Orbiter погиб».

Калберсон снова был недоволен. Но на этот раз вскоре он смог что-то с этим сделать.

Заглянем за занавес

В 2012 году NASA инициировало новую серию исследований, чтобы еще раз определиться с миссией на Европу. Главным претендентом, который появился в результате этого процесса, был космический аппарат, способный совершать многократные пролеты мимо луны Юпитера, и он стал известен как Europa Clipper. Ученые поняли, что строить орбитальный аппарат нецелесообразно, поскольку этот космический аппарат будет иметь короткий срок службы из-за постоянного воздействия интенсивного излучения, исходящего от Юпитера. Совершив десятки пролетов, Clipper мог бы ворваться во внутреннюю систему Юпитера, собрать данные с Европы, а затем передать их обратно на Землю, когда космический аппарат будет дальше от жесткой радиационной среды вокруг Юпитера.

Начиная с 2013 финансового года Калберсон начал добавлять средства в бюджет NASA специально для разработки миссии Clipper, хотя NASA не брало на себя обязательств по запуску программы.

«У нас будет только один шанс в нашей жизни, - сказал он мне в том году, объясняя суть своих усилий - заставить NASA дать зеленый свет миссии на Европу после почти двух десятилетий колебаний. - У нас есть один шанс. Я хочу убедиться, что мы с вами будем еще здесь, чтобы увидеть первых трубчатых червей и лобстеров на Европе».

NASA не могло позволить себе игнорировать Калберсона, который уже не был младшим конгрессменом. В декабре 2013 года член палаты представителей США Фрэнк Вулф, республиканец из Вирджинии, заявил, что не будет баллотироваться на переизбрание в 2014 году, оставив Калберсона фаворитом на замену ему на посту председателя подкомитета по ассигнованиям, который курирует NASA. По сути, это дало Калберсону контроль над финансовыми потоками агентства.

В январе 2015 года это произошло. Теперь, будучи председателем важнейшего бюджетного подкомитета, Калберсон начал совершать периодические поездки в Лабораторию реактивного движения в Калифорнии. К огорчению высшего руководства и должностных лиц по связям с общественностью NASA, Калберсон решил пригласить меня на сессии, которые длились день или два. Не было никаких ограничений. Я мог присутствовать на всех встречах, слушать обсуждения и даже иногда участвовать. Более того, по настоянию Калберсона, все это было записано.

Позвольте мне объяснить, насколько редка такая возможность. Обычно журналисты узнают об исследовании космоса, опрашивая источники, посещая пресс-конференции и читая научные статьи. Но оказаться в комнате, где это происходит? Такого просто не бывает. Но Калберсон приглашал меня за кулисы на подробные обсуждения, где планировщики миссии и руководство на объекте NASA в Калифорнии объясняли, что они делают, почему они это делают и где им нужна политическая помощь. Для меня было открытием увидеть, как выполняются такие миссии, и увидеть силу власти в действии.

Во время этих встреч Калберсон, которого во время этих визитов повсеместно называли «господин председатель», вносил предложения и подталкивал ученых к смелым решениям в выборе конструкции и инструментов. Он всегда спрашивал, сколько им нужно финансирования, а затем предоставлял его в течение следующего бюджетного цикла. Все это происходило, более или менее потому, что Калберсон считал Clipper важным для страны.

В конце концов, руководство NASA смирилось с неизбежным и официально взяло на себя обязательство по миссии Clipper. Калберсону больше не нужно было включать в бюджетные запросы формулировки вроде «NASA должно финансировать» Clipper, поскольку агентство было в деле. К тому времени, когда Калберсон проиграл переизбрание в 2018 году - промежуточные выборы, когда демократы получили места в ответ на непопулярный первый срок тогдашнего президента Дональда Трампа, - Clipper был достаточно продвинут, чтобы быть в безопасности.

Браун сказал, что за создание концепций Clipper и поддержание этой идеи отвечают многие люди в Лаборатории реактивного движения и в штаб-квартире NASA в Вашингтоне, округ Колумбия. Среди них такие ученые и лидеры, как Чарльз Элачи, Карла Кларк, Боб Паппалардо, Луиза Проктор и Курт Нибур. Но Калберсон стоит особняком за то, что он сделал для миссии.

«Без Джона Калберсона ничего бы этого не произошло, - сказал Браун. - Если свести все к долларам и центам, то он тот человек, который заплатил за эту штуку и продвинул ее достаточно далеко, чтобы она взлетела».

Что будет делать Clipper

Запуск Clipper на полностью одноразовой ракете Falcon Heavy, к сожалению, знаменует собой лишь начало миссии. Космическому кораблю потребуется 5,5 лет, чтобы достичь системы Юпитера. За это время он преодолеет умопомрачительные 1,8 миллиарда миль (2,9 миллиарда километров).

Прибыв на Юпитер, космический аппарат совершит 80 витков вокруг Юпитера, включая 49 пролетов мимо Европы. В некоторых из этих проходов космический аппарат будет находиться в пределах 15 миль (25 км) от поверхности луны, предоставляя нам невероятный вид на лед и любые шлейфы.

Конечно, шлейфы были бы невероятно захватывающими, потому что они дали бы прямое доказательство того, что представляет собой подповерхностный океан. Есть некоторые фрагментарные свидетельства от Галилео, а также наблюдения космического телескопа Хаббл, что такие шлейфы могут прорываться сквозь лед через трещины. Но мы просто не знаем наверняка.

Clipper - самый большой космический корабль, который когда-либо запускали люди в дальний космос. Он так и не получил ядерный источник энергии, поэтому у него есть массивные солнечные батареи длиной 45 футов (14 метров) и высотой 15 футов (4,5 метра). На площадке такого размера можно было бы спокойно играть в баскетбол.

Космический аппарат оснащен сложным набором приборов, включая мощный, проникающий сквозь лед радар, который будет изучать границу между ледяной корой и океаном и, возможно, определять там образования, похожие на пруды или озера.

Хотя это не миссия по обнаружению жизни, ученым может очень повезти, и они найдут признаки жизни в шлейфе или на поверхности. Однако, по всей вероятности, они просто охарактеризуют мир и его океан, намереваясь вернуться в (далеком) будущем с посадочным модулем, чтобы провести измерения на месте и, возможно, обнаружить жизнь.

Однако самое захватывающее из всего -это то, что Clipper действительно летит в неизвестность. Это миссия чистого открытия одного из самых захватывающих миров около Земли. Всякий раз, когда мы исследуем новое место в космосе, природа всегда удивляет нас. «Мы всегда открывали вещи, которые не могли себе представить», - сказала Бонни Буратти, заместитель научного руководителя проекта Clipper, во время недавнего брифинга. Действительно так.

У Европы много секретов, и мы наконец-то идем за ними.

*- отсылка к роману Артура Кларка «2010: Odyssey Two».

Цитата из романа:
«All these worlds are yours, except Europa.
Attempt no landing there.
Use them together.
Use them in peace».

Перевод: Александр Тарлаковский (блог tay-ceti)
Оригинал: We’re finally going to the Solar System’s most intriguing but unexplored frontier

NASA и SpaceX планируют запуск Europa Clipper 14 октября

11.10.2024, Лаура Агиар, NASA

NASA и SpaceX теперь планируют запуск Europa Clipper не раньше понедельника, 14 октября. После урагана Милтон команды продолжают проводить проверки, чтобы обеспечить готовность к полету.

Оригинал: NASA, SpaceX Targeting NET Oct. 14 for Europa Clipper Launch