Первый космический аппарат, достигший Юпитера. Достижения двух «Пионеров»

Для полета на Луну космическому кораблю требуется несколько дней. Полет на Марс или Венеру занимает несколько месяцев. Юпитер же удален настолько, что полет к нему должен занять почти два года. При этом необыкновенно возрастают сложности управления и, кроме того, возникает проблема приема информации, посылаемой бортовыми передатчиками: слишком малые количества энергии доходят до Земли с космического аппарата, находящегося на расстоянии Юпитера-629 млн. км.

Первый космический аппарат, достигший Юпитера. «Пионер-10», первый космический аппарат, запущенный в марте 1972 г. к Юпитеру, достиг цели только в декабре 1973 г. Основной его задачей было изучение условий в окрестностях Юпитера и получение фотографий. Радиоизлучение с Юпитера (совершенно случайно обнаруженное в 1955 г. Б. Ф. Бэрком и В. Франклином, США) указало на существование очень сильного магнитного поля. Считалось вероятным, что у Юпитера должны быть зоны повышенной интенсивности космического излучения, подобные радиационным поясам Земли. Ученые опасались воздействия радиации Юпитера на приборы, установленные на корабле, особенно потому, что «Пионер-10» должен был пролететь над экваториальными районами Юпитера, где интенсивность радиации должна была бы быть наибольшей.

На самом деле аппаратура «Пионера-10» работала прекрасно. Он прошел на расстоянии менее 132 000 км от Юпитера и передал данные о магнитном поле, которое оказалось хотя и мощным, но иным по структуре, чем земное, а также о зонах радиации. Приборы космического аппарата почти зашкаливались. Если бы «Пионер-10» подошел ближе, радиация совсем вывела бы их из строя. После встречи с Юпитером «Пионер-10» начал свое бесконечное путешествие в пространстве. Он покинет Солнечную систему в 1980-х годах, и нет причин сомневаться, что еще многие миллионы лет он будет продолжать свое безмолвное путешествие в межзвездном пространстве.

Через год, в апреле 1973 г., был запущен «Пионер-11», который достиг окрестностей Юпитера в декабре 1974 г. На этот раз сближение с планетой происходило со стороны ее полюса; космический корабль сравнительно быстро прошел через экваториальные районы, успешно избежав опасного воздействия радиации. Полученные данные подтвердили результаты «Пионера-10». Затем, пройдя мимо Юпитера, «Пионер-11» вышел на другую орбиту для встречи с Сатурном в 1979 г.

Эта фотография Юпитера была получена 1 декабря 1973 г., когда космический зонд «Пионер-10» приблизился к планете на расстояние около 2,5 млн. км. Хорошо видно Большое Красное Пятно с признаками структуры. Оно находится в светлой зоне. Заметны неровные очертания поясов. Черный диск-тень Ио, ближайшего из больших спутников, который движется во внешней части юпитерианской магнитосферы; Ио больше, чем наша Луна.

Эта часть поверхности Юпитера была сфотографирована «Пионером-10» в декабре 1973 г. с расстояния 1804 тыс. км. Здесь находится один из знаменитых султанов. Считается, что частицы облака, окружающего ядро султана, поступают из нижележащих областей и затем собираются в ядро. «Хвост» султана простирается более чем на 64 тыс. км. Сам султан находится выше окружающих его облаков.

Достижения двух «Пионеров». Два «Пионера» дали ответы на некоторые вопросы о Юпитере, хотя и осталось много загадок. Во-первых, проблема Большого Красного Пятна, уникального по величине, цвету и продолжительности существования образования Юпитера. Теория «плавающего острова» оказалась ошибочной: это не какое- то полутвердое тело, плавающее в верхней атмосфере Юпитера. Большое Красное Пятно следует рассматривать как метеорологическое явление. Его своеобразная четкая структура видна на ряде снимков «Пионеров».

Яркие зоны на поверхности планеты находятся на более высоком уровне, чем темные полосы, и к тому же они холоднее на несколько градусов. Подтвердилось и предполагаемое равенство температур на полюсах и на экваторе планеты. Если бы тепловой режим Юпитера зависел только от тепла, получаемого от Солнца, то его полюса были бы самыми холодными областями. По-видимому, должен существовать внутренний источник тепла. Если он более эффективен в высоких широтах Юпитера, это заметно сказалось бы на структуре газовых слоев, порождая турбулентность и конвекцию. На фотографиях полюсов, полученных обоими «Пионерами», видно, что именно это и происходит, причем изменения различных структур весьма заметны.

Два аппарата «Пионер» прошли рядом с Юпитером в течение одного года («Пионер-10»-в декабре 1973 г., «Пионер-11»-в декабре 1974 г.). Важно было выяснить, не произошли ли за протекшее время какие-либо существенные изменения в структуре поверхности. Фотография получена 6 декабря 1974 г. «Пионером- 11». Сравните экваториальный султан с видом, показанным на рис. 2. Белый султан все еще легко заметен. До этого он наблюдался с Земли в течение целого юпитерианского года, и, по-видимому, его форма менялась мало

Дальнейшие открытия. Ранее не было возможности проводить точные исследования структуры слоев Юпитера, так как с Земли было бесполезно пытаться увидеть все те тонкие детали, которые предстают на фотографиях, сделанных с близкого расстояния. Стабильная структура чередующихся зон и полос начинает нарушаться примерно с широты 45°, и, чем ближе к полюсам, тем облачный покров менее устойчив и тем больше очевидных нарушений в структуре облачных полос.

Среди других интересных образований имеются так называемые «султаны», которые по внешнему виду похожи на кометы. «Пионер-10» сфотографировал один султан, все еще существовавший и через год, когда пролетал «Пионер-11». Зарисовки Юпитера, сделанные наземными наблюдателями (в основном любителями), показывают, что этот султан существует с 1964 г., т. е. он прожил фактически целый юпитерианский год (12 земных лет). Возможно, другие султаны существовали и дольше, но не были отмечены как непрерывные. В период 1973-1975 гг. экваториальная зона планеты была необычно темной, и султан можно было легко увидеть на ее фоне.

Опыт первых двух «Пионеров» необходимо должным образом использовать при подготовке будущих космических аппаратов. Космические корабли, посланные к еще более удаленным планетам, в любом случае будут проходить мимо Юпитера, с тем чтобы использовать сильное гравитационное поле планеты для дополнительного разгона. Конечно, не будут упущены возможности и для дальнейшего изучения самого Юпитера.

Эта фотография была получена «Пионером-11» 6 декабря 1974 г. с расстояния 1,1 млн. км от планеты. Большое Красное Пятно отчетливо видно, и при ближайшем рассмотрении обнаруживается, что оно обладает определенной внутренней структурой. Теперь, по-видимому, нет сомнений, что это нечто вроде тропического тайфуна; так или иначе, но пятно будет постепенно разрушаться. Нет сомнений, что сейчас оно так же хорошо заметно, как в XVII в., когда наблюдалось впервые. Обратите внимание на ярко выраженную фазу Юпитера.