«ВОЯДЖЕР» ФОТОГРАФИРУЕТ Уильям А. Суортуорт САТУРН

Американский автоматический космический аппарат, достигнув кульминационного пункта своего трехлетнего путешествия, позволил ученым как никогда близко взглянуть на далекий Сатурн и его загадочные кольца.

Запущенный с мыса Канаверал во Флориде, «Вояджер-1», покрыв более двух миллиардов километров, в ноябре 1980 года пролетел мимо Сатурна — второй по величине планеты Солнечной системы.

Управляемый с помощью компьютера межпланетный исследователь, на борту которого находились две телевизионных камеры и целый ряд работающих на атомной энергии приборов дистанционного зондирования, передал по радио на Землю тысячи уникальных цветных изображений Сатурна и его лун, а также массу ценной научной информации.

Анализ и изучение полученных данных помогут ученым обогатить свои знания о процессах, связанных с формированием и развитием других планет Солнечной системы, включая Землю.

«За одну неделю мы узнали о Сатурне и его окружении больше, чем за всю историю изучения планеты», — сказал Брадфорд А. Смит, астроном из Аризонского университета и один из научных руководителей полета межпланетной станции.

«Вояджер» пролетел на расстоянии 124 240 км от покрытого облаками южного полюса Сатурна, пройдя под тонкими плоскими кольцами — мелкими частицами льда и космическими обломками, вращающимися вокруг планеты. Кольца блестят, отражая солнечный свет.

Три основных кольца Сатурна (считая от поверхности планеты), названные А, В, С, кажутся с Земли (их можно увидеть даже через небольшой телескоп) сплошными образованиями. Однако с помощью фотокамер «Вояджера» удалось установить, что кольца эти, отстоящие примерно на 80 тысяч км от планеты, состоят из сотен самостоятельных «колечек» вещества, напоминающих борозды на гигантской грампластинке.

В кольце В «Вояджер» обнаружил затемнения, протянувшиеся радиально на тысячи километров по «колечкам». Предполагают, что эти спицеобразные затемнения представляют собой тучи ледяной пыли, поднятой зарядами статического электричества. В подтверждение этого предположения «Вояджер» обнаружил интенсивные вспышки радиоизлучений, исходящих от колец и, вероятно, вызываемых электрическими разрядами.

Вокруг Сатурна вращается по крайней мере еще четыре меньших кольца, одно (кольцо D) лежит в пределах трех основных колец, и три — извне (кольца F, G, Е). Все четыре названы в хронологическом порядке по датам открытия. Кольцо G было открыто «Вояджером», он же обнаружил и другой загадочный феномен: три полосы вещества, образующего кольцо F, неплотно переплетаются между собой на длинных участках (фото слева). «Это противоречит законам классической небесной механики», — сказал Брадфорд Смит.

Столь же загадочно и происхождение самих колец. По этому поводу существуют две гипотезы: 1) приблизившийся на близкое расстояние к Сатурну спутник или астероид был разорван силой притяжения планеты; 2) кольца являются осколками протопланетарного вещества, не слившимися в луну. Из всех остальных планет только две имеют кольца — Юпитер (одно) и Уран (девять). Все они видны очень слабо.

В облачном покрове Сатурна, вращающегося сферического тела, состоящего главным образом из водорода и гелия, видно до трех дюжин полос темного и светлого тонов, как бы свидетельствующих о разнице температур. Наблюдениями с Земли удалось обнаружить менее половины этого количества облачных полос.

«Вояджер» также запечатлел сотни ярких объектов в атмосфере планеты, по которым астрономы определяют характер движения ветра.

Измерения указывают, что ветры дуют со скоростью от 1450 км до 1600 км в час почти по всему Сатурну в направлении его вращения. Возникновение и движение ветра связано, по предположениям ученых, с циклическими подъемами и падениями уровня низкотемпературных концентраций аммиака, выделяющих кинетическую энергию. «Вояджер» открыл три новых луны Сатурна по соседству с кольцом F. Таким образом, количество лун Сатурна равно 15 — больше чем у любой другой планеты Солнечной системы.

Приближаясь к Сатурну, космический аппарат «Вояджер», весящий 812 кг, прошел на расстоянии 4000 км от крупнейшей луны планеты — Титана, которая также является самым большим из естественных спутников планет Солнечной системы и единственным, имеющим значительную атмосферу. Как показали измерения, атмосфера Титана, подобно нашей, состоит преимущественно из азота; до этого предполагалось, что основную ее часть составляет метан. Как заявил один из руководителей полета Тобиас Оуэн, ученый из университета штата Нью-Йорк в городе Стони-Брук, атмосфера Титана достигает высоты 800 км и плотность ее в верхних слоях втрое больше земной.

«Вояджер» — второй по счету космический аппарат, исследовавший Сатурн. Первым был «Пионер-11», пославший на Землю ценные данные о планете и первые ее снимки в сентябре 1979 года. Однако аппаратура его, уступая по качеству оснащению «Вояджера», не была пригодна для детальных наблюдений. Оба аппарата в настоящее время направились за пределы Солнечной системы в глубины космоса.

Научные программы «Пионер-11» и «Вояджер-1» были осуществлены Калифорнийским технологическим институтом в городе Пасадина для Национального управления по аэронавтике и исследованию космического пространства (НАСА).

«Вояджер» направился к планете Сатурн, завершив не менее ценные исследования Юпитера, мимо которого он прошел в марте 1979 года (см. журнал «Америка» №278 за январь 1980 г.). Следом за «Вояджером-1» к Сатурну должен приблизиться в августе 1981 года «Вояджер-2», который в июле 1979 года пролетел мимо Юпитера, в 1986 году достигнет Урана, а в 1989 — Нептуна. Еще ни одна автоматическая межпланетная станция не совершала столь дальних полетов.

К ак явствует из серии последовательных снимков (вверху), вместе с кольцами Сатурна вращаются и их спицеобразные затемнения. Возникает вопрос: каким образом эти затемнения сумели в течение длительного периода времени сохранить свои очертания, если учесть тот факт, что внешние стороны колец вращаются быстрее внутренних? Слева: на цветном фото облачного покрова северного полушария Сатурна видны волнистые лентообразные полосы на юге и конвективный слой на севере, свидетельствующие о большой силe западных ветров.

Т ак выглядит на цветном фото часть колец Сатурна с неосвещенной стороны планеты. Плотное кольцо В — темное, так как солнечный свет туда почти не проникает, в то время как менее плотное кольцо С выглядит светлым. С солнечной стороны кольцо В, в силу своей отражательной способности, выглядит ярким, а кольцо С — темноватым.

В се луны Сатурна, кроме Титана, представляют собой сферические тела, состоящие из ледяной массы с твердопородным ядром. Вверху, слева направо: Рея, Диона и Мимас. Поверхность этих лун усеяна кратерами в результате падения на нее мелких космических тел. Некоторые ученые относят время появления лун к периоду, последовавшему непосредственно после образования самой планеты. Пласты фотохимической дымки, покрывающей Титан, видны на цветном фото справа. Высокая плотность атмосферы спутника не позволила «Вояджеру» увидеть его поверхность. Судя по результатам инфракрасных исследований, Титан представляет собой замороженную копию Земли на раннем этапе ее развития. Возможно, на поверхности его есть целые озера жидкого азота ультранизких температур.