Плутон
Анимированная компиляция реальных фотографий, полученных зондом New Horizons при пролете мимо Плутона в 2015 году специалистами NASA.
9 лет аппарат летел до Плутона (с 2006 по 2015 год).
15 месяцев ушло на передачу всех собранных данных на Землю.
Маленький факт о Плутоне
В 1930 году астроном Клайд Томбо открыл новую планету в обсерватории Лоуэлла. Интересно, что имя для планеты придумать сразу не смогли.
11-летняя школьница Венеция Бёрни в 1930 году, обсуждала новость об открытии с дедушкой - Фалконером Мэйденом, бывшим библиотекарем Оксфорда. Именно за утренним завтраком она предложила назвать планету в честь римского бога подземного мира - Плутон.
Дедушке идея понравилась, он передал предложение астрономам и внезапно имя утвердили. Так Плутон получил своё название, а девочка от деда получила пять фунтов.
Вообще давать названия небесным телам у них семейное. Брат деда, Генри Мэйден, дал имена двум спутникам Марса - Фобос и Деймос.
Если баян, сори)
Плутон в естественных цветах
В естественных цветах и в условиях естественного освещения Плутон выглядит не так, как мы к тому привыкли.
Самые детализированные изображения гор Плутона
Говоря о Солнечной системе, мы знаем о существовании всего двух небесных тел, где можно увидеть горы со стабильно присутствующими белоснежными вершинами. Первое, разумеется, наша планета. А вот вторым, как ни удивительно, является очень далекий Плутон. Разница в том, что белые "шапки" на Земле состоят изо льда и снега, а на далекой карликовой планете из пояса Койпера природа этого покрытия совсем другая.
Взгляд зонда "Новые горизонты" на Плутон через 15 минут после максимального сближения с карликовой планетой. Изображение было улучшено с помощью ИИ / © NASA/Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory/Southwest Research Institute/TheSpaceway
Оригинальное изображение / © NASA/Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory/Southwest Research Institute
Данные, полученные в ходе миссии NASA "Новые горизонты", показали: верхушки плутонианских гор покрывает тонкий слой метанового инея. Это не "снег" в земном смысле, а осевшие из атмосферы кристаллы метана, которые формируют светлые пятна именно на вершинах и гребнях. Со стороны это выглядит очень знакомо, по-земному, но механизм появления и пребывания в стабильном состоянии совершенно иной.
Еще удивительнее то, что большинство горных массивов Плутона состоят не из твердых каменных пород, а преимущественно из водяного льда. Звучит парадоксально, если не учитывать местные условия: на Плутоне настолько холодно (средняя температура составляет -233 градуса Цельсия), что вода ведет себя не как хрупкий лед в морозильной камере, а становится чрезвычайно твердой и прочной.
"Температура на Плутоне настолько низкая, что водяной лед становится твердым и прочным, как камень на Земле", — объясняет Танги Бертран, астроном из Исследовательского центра Эймса в Калифорнии.
Именно поэтому на этой карликовой планете могут существовать огромные возвышенности из водяного льда, включая Горы Тенцинга* высотой до 3,4 километра.



Горы Тенцинга / © NASA/Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory/Southwest Research Institute/TheSpaceway
*Эта плутонианская горная гряда названа в честь непальского шерпа Тенцинга Норгея, одного из двух людей, первыми покоривших высочайшую вершину мира — Эверест.
Вершины гор — идеальное место для перехода газов в твердую фазу. Там ниже давление, чаще возникают подходящие условия для конденсации, а особенности рельефа влияют на перемещение воздушных масс (у Плутона есть очень разреженная атмосфера, этого хватает для переноса газов). В итоге замерзший метан охотнее "ложится" на вершины, формируя тонкую белую пленку и создавая узнаваемый "альпийский" образ на окраинах Солнечной системы.


Горы Хиллари (на горизонте). Максимальная высота — около 1,6 километра / © NASA/Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory/Southwest Research Institute/TheSpaceway
Миссия "Новые горизонты" показала, что Плутон — не скучный ледяной шар, а очень сложное небесное тело с активной поверхностью, разнообразными геологическими образованиями и "живой" — хотя и очень тонкой — атмосферой. Метановый иней на вершинах ледяных гор — не просто интересная деталь, а маркер процессов, которые формируют знакомые землянам ландшафты там, где привычные нам материалы ведут себя совершенно иначе.
Равнина Спутника. Под ней, по данным исследований, может скрываться подповерхностный океан / © NASA/Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory/Southwest Research Institute/TheSpaceway
И нет никаких сомнений, что к Плутону будет организована полноценная миссия, так как этот далекий мир заслуживает пристального внимания.
Хотите больше науки в вашей жизни? Тогда приглашаю вас в мой Telegram-канал — здесь каждые четыре часа выходит новый материал: https://t.me/thespaceway
У Плутона может быть океан — прямо под "сердцем"
На Плутоне есть область, которую помнит каждый, кто хотя бы раз видел снимки этой карликовой планеты из пояса Койпера. Речь идет об Области Томбо, или Сердце Плутона — гигантской "сердцеподобной" области, протяженность которой составляет примерно 2 300 километров.
Снимок Плутона в естественных цветах, полученный зондом "Новые горизонты" 14 июля 2015 года с расстояния 35 445 километров / © NASA/Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory/Southwest Research Institute/Alex Parker
Западную часть этой области занимает Равнина Спутника (лат. Sputnik Planitia), представляющая собой ледяную равнину размером 1 400 на 1 200 километров. И именно эта равнина привлекает особое внимание.
Для сравнения: средний диаметр Плутона составляет 2 377 километров.
Анализ снимков
14 июля 2015 года космический аппарат NASA "Новые горизонты" пролетел мимо системы Плутона, передав на Землю множество снимков, включая достаточно детализированные.
Внимание исследователей — как, пожалуй, и любого человека — тут же приковало "сердце". Взяв на вооружение все имеющиеся данные, они приступили к моделированию, чтобы объяснить, как вообще могла появиться столь необычная структура на задворках Солнечной системы. В первую очередь речь шла о Равнине Спутника — западной доле "сердца", резко контрастирующей на фоне остальной поверхности карликовой планеты.
Равнина Спутника / © NASA/Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory/Southwest Research Institute/Alex Parker
В итоге было установлено: Равнина Спутника покрыта тонким слоем азотного льда, под которым расположена "плита" водяного льда толщиной от 40 до 80 километров, выполняющая роль природной теплоизоляции. Ниже нее может сохраняться подповерхностный океан, а его наличие влияет на напряжения в ледяной коре и на картину трещин на поверхности.
Моделирование показало, что соленость этого океана — около 8% от солености Мирового океана на Земле (то есть вода не "морская", а скорее слабосоленая).
Мощь моделирования
Фундаментом моделирования являются имеющиеся данные (константы), к которым добавляют предполагаемые явления и физические процессы (переменные и параметры), после чего модель проверяют: дает ли она картину, совпадающую с наблюдениями. Если результат отрицательный, то меняют переменные. Однако современные суперкомпьютеры позволяют рассматривать множество вариантов сразу, создавая тысячи, а то и миллионы моделей.
В моделировании подледного океана Плутона ключевым параметром стала его плотность, которая зависит от соли и температуры. Если бы океан был слишком "легким", то ледяная оболочка сверху вела бы себя иначе, и на поверхности было бы заметно больше разломов. Если бы он был слишком "тяжелым", наоборот, трещин оказалось бы меньше. Так, перебирая возможные диапазоны и сравнивая модели с наблюдаемыми изображениями, ученые смогли оценить соленость предполагаемого океана.
Важно понимать, что моделирование — это не полет фантазии, а методология, отточенная десятилетиями: она опирается на измерения, физику и статистику, а не на желание "подогнать" результат. Ценность и эффективность моделирования проще всего увидеть на Земле: ученые постоянно моделируют то, что напрямую не наблюдают (например, прогнозирование таяния ледников, риск паводков, распространение загрязнений или структуру пород при поиске полезных ископаемых), а затем проверяют выводы по независимым данным и реальным измерениям.
Рождение океана
Раньше, до встречи "Новых горизонтов" с Плутоном, концепции существования подповерхностного океана звучали как фантастика: тело маленькое, очень далеко от Солнца, строение не позволяет удерживать внутреннее тепло, да и внутреннего тепла там не осталось, так как карликовая планета давно остыла.
Северо-западная часть Равнины Спутника / © NASA/Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory/Southwest Research Institute/Alex Parker
Сегодня же вероятность существования подповерхностного океана на Плутоне оценивается как "высокая". А появиться он мог в результате очень мощного древнего удара, который сформировал глубокую впадину и растопил огромное количество водяного льда. Соли, геология и окружающие условия привели не к полному промерзанию появившегося глобального водоема, а к формированию толстой коры над ним. Сегодня важную роль в поддержании жидкого состояния океана играет гравитационное взаимодействие с Хароном, крупнейшим спутником Плутона со средним диаметром 1 212 километров.
Что это меняет
Если под "сердцем" действительно есть океан, то Плутон перестает быть просто "замороженным камнем" на окраине Солнечной системы. При достаточной долговечности этого подповерхностного водоема карликовую планету можно рассматривать как потенциально обитаемый мир.
Хотите больше науки в вашей жизни? Тогда приглашаю вас в мой Telegram-канал — здесь каждые четыре часа выходит новый материал: https://t.me/thespaceway
ПЛАН «Б» СОЛНЕЧНОЙ СИСТЕМЫ: КАК НАША ГИБЕЛЬ ЗАПУСТИТ СЛЕДУЮЩИЙ МИР
Мысли после полуночи, диалог с ИИ.
Этот сценарий родился в три часа ночи на границе человеческой логики и машинного перебора возможностей. Спор с безликой логикой о смысле.
СМЕРТЬ ЗЕМЛИ — ЭТО НЕ КОНЕЦ. ЭТО ИНСТРУКЦИЯ ДЛЯ СЛЕДУЮЩЕГО МИРА.
Через 5 миллиардов лет Солнце, исчерпав топливо, раздуется в красного гиганта. Меркурий и Венера будут им проглочены. Земля превратится в обугленный камень без воздуха и воды. Марс раскалится докрасна.
Тепло будет медленно расползаться наружу. Пояс астероидов станет роем раскалённых булыжников. Юпитер и Сатурн потеряют часть своей атмосферы, а их ледяные спутники на короткое время станут парниковыми мирами.
А потом, через десятки миллионов лет, это тепло доберётся до самых окраин. Туда, где сейчас вечная мерзлота и темнота. До пояса Койпера. До Плутона.
И вот тут начнётся главное. То, что можно назвать планом «Б» Солнечной системы.
Морозильник станет скороваркой.
1. Лёд растает. Весь азотный, метановый и водяной лёд Плутона превратится в глобальный океан под ядовитой, плотной атмосферой.
2. Консервы вскроются. Вся сложная органика (толины, углеродные цепи), которая копилась там миллиарды лет в замороженном виде, попадёт в тёплый жидкий бульон.
3. Появится энергия. Не только от огромного диска умирающего Солнца, но и от внутреннего тепла самого Плутона, наконец-то вышедшего из-под ледяного панциря.
Получаются идеальные условия для старта. Те же, что были у молодой Земли: жидкость, органика, энергия и время. Очень много времени — сотни миллионов лет стабильного тепла.
Это не фантастика. Это расчёт на основе известных законов физики и химии. Наука не говорит, что жизнь там точно зародится. Но она и не отрицает такой возможности. Все нужные компоненты будут на месте.
Плутон станет величайшей в истории лабораторией абиогенеза — глобальным тёплым океаном над каменным ядром, с тысячами гидротермальных оазисов на дне. Это не копия Земли. Это — чистый эксперимент по зарождению жизни в условиях водного мира, длящийся сотни миллионов лет. Шанс есть. Но вселенные с континентами и лесами — это уже следующий цикл, на следующем каменном шаре у другой звезды, куда споры этой жизни, возможно, занесёт галактический катаклизм.
Но откуда на задворках взялись эти «компоненты»?
Это не случайность. Это результат единого плана, который читается в истории планет-соучастников.
· Юпитер — главный дирижёр. Его гравитационная мощь в молодой системе вымела лёд и органику с внутренних орбит, решив, что и где будет строиться.
· Уран — живое доказательство. В него врезалось тело размером с Землю. Удар опрокинул планету на бок и разбросал гигантские запасы водяного льда и сложной органики по самым далёким окраинам. Он — раненый сеятель.
· Нептун — упаковщик. Его притяжение собрало и упорядочило материал, рассеянный Ураном и Юпитером, создав стабильный «холодильник» — пояс Койпера.
· Плутон — конечный (не конченный) склад. Самый большой контейнер в этом хранилище. Не планета, а законсервированный зародыш мира, чей черёд наступит, когда внутренняя система перестанет существовать.
Весь этот древний хаос и насилие — не бессмысленны. Это была системная работа по созданию стратегического запаса на самый крайний случай. Крайний случай — смерть планет у Солнца.
А теперь — финальный уровень. Слияние галактик.
Примерно за миллиард лет до гибели Солнца наша Галактика столкнётся с Андромедой. Гравитационный хаос может разорвать Солнечную систему на части, вырвав наше светило или вышвырнув Плутон в межзвёздную пустоту.
· Если систему разорвёт, Плутон-сирота, сохранив внутреннее тепло, может однажды приблизиться к другой звезде и получить свой шанс уже там.
· Если Солнце «украдут» в другую часть новой галактики, его предсмертный жар пробудит ледяные миры уже в совершенно новом звёздном окружении.
Мы, возможно, зря считаем жизнь редкой случайностью. Она может быть волной, способной прокатиться по планетной системе, а затем — с помощью галактических катаклизмов — перекинуться на другие звёзды. Солнечная система в этом свете — не просто набор тел, а единый организм с циклом в миллиарды лет, где конец одной части даёт начало другой.
Смерть Земли станет сигналом к пробуждению Плутона. Круг жизни замыкается не в пространстве, а во времени.
Просто мысли астрофизическо-биологического нуба.
20-летие запуска "Новых горизонтов" к Плутону
Двадцать лет назад 19 января 2006 года с мыса Канаверал (Флорида, США) состоялся пуск АМС «Новые горизонты». Спустя девять с половиной лет мы смогли увидеть потрясающие пейзажи Плутона, скрывавшегося во тьме, хранившего свое холодное сердце, о котором даже не могли подозревать... Впервые в истории человечества.
И я помню новость об этом запуске по ТВ. От неё меня пробрали мурашки, как и сейчас, когда пишу этот текст.
Плутон - наша (карликовая) планета-валентинка. Милый маленький мирок где-то на окраине пояса Койпера, не сумевший навести порядок на своей орбите, и успешно существующий в этом космическом хаосе.
В книге за авторством Алана Стерна и Дэвид Гринспуна "За Новыми Горизонтами", вышедшей в русском переводе в 2020 году, рассказывается удивительная история становления и развития проекта, явившего нам далёкий мир.
Некоторые факты* из книги стоят отдельного внимания:
1. Радиосигналу, двигающемуся со скоростью света, требовалось девять часов, чтобы пройти весь путь от Земли до зонда у Плутона и обратно.
2. Выполняя пролетную миссию, "Новые горизонты" мчался к Плутону со скоростью около 50 000 км/ч.
3. Первым мог изучить Плутон ещё "Вояджер-1", запущенный с Земли в августе 1977 г. Но после исследования Сатурна его перенаправили на Титан - спутник Сатурна, с наиболее похожими на земные условиями.
4. Среди предложенных названий открытой девятой планеты были: Персиваль или Лоуэлл (в честь основателя обсерватории, где было совершено открытие; предложение его супруги), Констанс (в честь супруги Лоуэлла; предложено ею же (скромная женщина)), Минерва, Озирис, Юнона (в 2010-х годах это имя получила миссия к Юпитеру (на этот счёт NASA круто пошутили)), Электричество (в честь чего-то современного для 1930-х), Том Бой ("мальчик Том" в честь Клайда Томбо), Лоуэллофой (в честь полного наименования обсерватории), Зиксмал (последнее слово в словаре, подходящее для "последней планеты").
5. Начало того, что в конце концов стало экспедицией "Новых горизонтов", было положено однажды вечером в мае 1989 года в итальянском ресторанчике, в Балтиморе. За фрикадельками, пастой и каберне.
6. NASA несколько раз урезали бюджет проекта, и в итоге денег не хватало даже на запуск, не то что на сам модуль. Но нашлась альтернатива - ракета "Протон", разработкой которой занимается Россия. В январе 1994 года Алан Стерн лично вел переговоры с директором Института космических исследований РАН Альбертом Галеевым. Идея объединения двух стран после Холодной войны была резко встречена в США, и радушно принята в России. Галеев даже предложил добавить российский зонд для погружения в атмосферу Плутона, на что Стерн откликнулся позитивно. Но после повторных переговоров наши соотечественники, к сожалению, выкатили цену за пуск, которая была существенно ниже стоимости американской ракеты, но все же не равнялась нулю. Стерн попробовал привлечь третью сторону для финансирования - Космическое агентство Германии - но бюрократия США была неумолима.
7. Линда Лаппа стала постоянно обслуживать собрания команды в баре отеля "Шератон" (Колумбия, штат Мэриленд) в свое сверхурочное время, и её с нежностью добавили в некоторые неофициальные списки команды как "бармена проекта".
8. Запуск ракеты-носителя с "Новыми горизонтами" на борту откладывался несколько раз: из-за ветра на стартовой площадке, из-за отсутствия связи с Лабораторией прикладной физики в Мэриленде (ЦУП "Новых горизонтов"), из-за проблем с комплексом Сети дальней космической связи. А так как благоприятные стартовые окна к Юпитеру в те времена длились только два часа в день, то миссию не получалось начать (из-за вышеуказанных проблем) ни 16, ни 17 января 2006 года. 18 числа всем разрешили отдохнуть. А вот уже 19 января всё чудесным образом случилось.
9. После запуска модуля команда проекта уменьшилась с 2500 человек до "пятидесяти крутых перцев".
10. Во время полёта "Новых горизонтов" костяк проекта делал всевозможные заметки о конструкции модуля, документировал прочие нюансы и записывал обучающие видео для тех, кто может прийти в команду к моменту сближения с Плутоном.
11. Инженер-системотехник Крис Херсман за три года составил план на каждый из 264 возможных отказов космического аппарата. Дополнительно были назначены заместители руководителей всех ключевых операций. Так же был организован второй ЦУП на случай пожара или атаки террористов.
12. Для последнего выхода "Новых горизонтов" из спящего режима Алан Стерн выбрал композицию под названием "Вера сердца" ("Faith Of The Heart" Russell Watson). До следующего лета команда ещё не знала как им подходит эта песня.
13. Изображение, которое вышло во всех СМИ сразу после сближения с планетой, было сделано на день раньше, и сохранено как резервная фотография на случай неудачного пролёта.
14. После "звонка домой" от "Новых горизонтов" Алан Стерн подошёл к руководителю полёта Элис Боуман и обнял её: "Пролететь вместе с тобой через всю Солнечную систему и исследовать Плутон было честью для меня".
15. Вечером 14 июля 2015 года команда сожгла все планы действий, разработанные на случай неполадок.
16. Данные, полученные во время пролёта, передавались на Землю ещё до октября 2016 года.
И, да, буквально в том же 2006 году Международный Астрономический Союз лишил Плутон статуса планеты, переквалифицировав его в карликовую. Но об этом мы поговорим с вами позднее...
Найти планету при помощи своего телескопа я не пробовала, ибо даже Уран и Нептун попадались мне звёздочками, бегущими по небосклону. Но я знаю, что где-то там, ближе, чем далекие видимые звезды, плывёт уютный мир, которому плевать, что он уже не планета.
Когда я рассказываю про эту книгу знакомым, то неизменно получаю вопрос: "Это фантастика?" Так и подмывало ответить: "Да, ребята, это фантастика, становящаяся реальностью".
А в пятилетие пролёта АМС мимо Плутона Алан Стерн лайкнул мой твит и ответил.
Такие дела, дружочки. Всем космос!
* - факты являются моим кратким пересказом. Просьба не использовать их при цитировании книги.









