Вокруг Света - Журнал "Вокруг Света" №1 за 2006 год

Диаметр спутника — 1 205 км, а его плотность — 1,7 г/см3 — точно такая же, как у Плутона. Если расположить Харон и Плутон рядом бок о бок, то их совместный диаметр окажется практически совпадающим с диаметром Луны. Атмосфера у Харона отсутствует. Спутник имеет голубоватый цвет, чем резко отличается от желтоватого Плутона. Особенности спектра отражаемого света приводят к заключению, что Харон покрыт водным льдом, а не метановоазотным, как Плутон. В целом же Харон, исходя из его плотности, должен состоять на 1/3 из каменных пород и на 2/3 из водного льда. Эти компоненты могут быть распределены двумя способами: в виде довольно однородной смеси (шар из каменно-ледяной «каши», покрытый тонкой ледяной корой) или же в виде отдельных оболочек (каменное ядро диаметром 800 км, окруженное слоем льда толщиной 200 км). Масса Харона составляет 1/5 массы Плутона, что уникально — ни у одной планеты нет спутника со столь большой относительной массой. Плутон и Харон даже называют двойной планетой, массы компонентов которой сопоставимы по величине.

Расстояние от Харона до планеты небольшое — 19 600 км, поэтому воображаемый космический путешественник увидел бы с поверхности Плутона спутник-великан, занимающий в 7 раз больше места, чем Луна на земном небосводе. А с Харона будет казаться, что Плутон, нависающий над горизонтом, вот-вот рухнет на свой спутник — ведь по диаметру Плутон в небе над Хароном в 14 раз больше, чем Луна на нашем небе. Однако любоваться такими картинами можно только с одного полушария — как на Плутоне, так и на его спутнике. Дело в том, что эти два небесных объекта находятся в полном гравитационном резонансе — Харон всегда расположен в плоскости экватора Плутона и делает один оборот вокруг планеты за 6,4 земных суток, точно за такое же время, как и Плутон вокруг своей оси. Поэтому Харон виден только с одного полушария Плутона, причем сам он тоже повернут к планете всегда одним полушарием и постоянно расположен в одной и той же точке на небосводе, никуда не сдвигаясь. Наша Луна тоже всегда обращена к Земле только одной стороной, но в отличие от Харона она движется по небосводу: появляется из-за горизонта, а затем заходит за него. С точки на экваторе Плутона, находящейся строго под Хароном, спутник виден в зените и постепенно опускается к горизонту, по мере ухода наблюдателя в полушарие, лишенное возможности видеть Харон, а с полюсов он всегда виден у самого горизонта. За время плутоновых суток картина на небе мало меняется — оно постоянно черное, в отличие от поверхности планеты, которая днем немного светлее благодаря скупому солнечному освещению. Самая изменчивая деталь на небе Плутона — это Харон, который в течение плутоновых суток освещается с разных сторон, приобретая облик то полной луны, то полумесяца. Эта переменчивость напоминает фазы нашей Луны с той лишь разницей, что «луна» над Плутоном никогда не покидает своего места. Все сказанное относится и к виду Плутона с поверхности Харона: планета постоянно маячит в одной и той же точке неба над Хароном и обращена к нему только одним полушарием. Меридиан, проходящий через центр этого полушария, принят за «плутонов Гринвич» — нулевой меридиан, от которого ведется отсчет долготы. С противоположного полушария Плутона его спутник никогда не виден, так же как невозможно увидеть и сам Плутон с дальнего от него полушария Харона.

Крупное астрономическое открытие, связанное с Плутоном, произошло в конце 2005 года, когда автоматическая станция New Horizons уже находилась на космодроме в ожидании старта к этой планете. 31 октября Международный астрономический союз разместил в сети Интернет сообщение об открытии, сделанном группой американских астрономов, которые обнаружили у Плутона сразу два новых спутника. В преддверии полета к Плутону участники предстоящих исследований тщательно анализировали все снимки этой планеты, сделанные космическим телескопом «Хаббл», находящимся на орбите вокруг Земли. И сам Плутон, и его крупный спутник Харон выглядят на них маленькими точками, тем не менее ученым удалось распознать на одном из снимков, сделанном еще в мае 2005 года, две совсем крошечные тусклые точки, которые не были ни звездами, ни какими-либо из астероидов транснептунового пояса. Какова же была радость исследователей, когда они обнаружили еще один снимок, сделанный через три дня после первого, где эти точки были уже в ином расположении. Характер их перемещения показал, что они движутся вокруг Плутона, каждая на своем расстоянии. При последовавшей после этого ревизии более старых снимков был найден еще один, сделанный в 2002 году, который подтвердил находку. Правда, на старом снимке эти спутники видны как очень слабые пятна. Чтобы окончательно удостовериться в том, что обнаруженные объекты действительно представляют собой спутники Плутона, намечено провести в феврале 2006 года с помощью телескопа «Хаббл» серию наблюдений, специально посвященных этим крошечным спутникам. По нынешним данным, они имеют в диаметре от 110 до 160 км и расположены на расстояниях 50 и 65 тыс. км от планеты — намного дальше, чем Харон. В результате этой находки Плутон еще раз показал свою уникальность, став единственным среди транснептуновых объектов обладателем более чем одного спутника. Возможно, что этой троицей дело не закончится, поскольку программа станции New Horizons предусматривает поиск еще меньших спутников Плутона — диаметром вплоть до 1 км.

Плутон расположен от Земли в 40 раз дальше, чем Солнце. Это единственная планета, к которой до сих пор не была направлена ни одна космическая станция. Подготовка полета к Плутону началась еще в 1989 году, но одна за другой пять программ были отменены NASA на самых ранних стадиях, когда еще не успевали разработать даже эскиз космического аппарата. Наконец в 2001 году на очередном проекте все-таки остановились и довели его до воплощения. Автоматическая станция New Horizons («Новые горизонты») должна отправиться к Плутону в середине января 2006 года. Ее название хорошо отражает задачи полета: исследовать наименее изученную область на окраине Солнечной системы, где находится самая дальняя планета. Намечено изучить и три спутника Плутона — крупный Харон и пару маленьких, только что открытых и пока безымянных, а также несколько совсем небольших объектов, расположенных еще дальше, чем Плутон, — во внешнем поясе астероидов (поясе Койпера). Станция имеет вид плоской треугольной коробки размером 3х3х2 м, к одной из сторон которой прикреплена антенна-тарелка диаметром 2,1 метра. Посылку радиосигнала на Землю с расстояния в 5 млрд. км будет осуществлять передатчик мощностью 200 ватт, то есть всего в 100 раз больше, чем у сотового телефона. Посланные со скоростью света радиоволны достигнут Земли только через четыре с половиной часа. Чтобы представить, насколько далеко расположен Плутон, вспомним, что свет от Солнца долетает до нашей планеты всего лишь за 8 минут. Радиосигналы, приходящие со станции New Horizons на Землю, будут очень слабыми, и для их приема воспользуются тремя высокочувствительными параболическими антеннами — огромными «тарелками» диаметром по 70 метров каждая, находящимися в США (Калифорния), Испании и Австралии. Пункты дальней космической связи расположены равномерно по поверхности Земли, и это обеспечит круглосуточную радиосвязь со станцией.

Запуск автоматической станции New Horizons с космодрома на мысе Канаверал в американском штате Флорида планируется на январь—февраль 2006 года. Ракета-носитель Atlas-V еще в августе 2005 года была доставлена туда с завода в Денвере грузовым самолетом АН-124-100 «Руслан» авиакомпании «Волга — Днепр», мирового лидера перевозок крупногабаритных грузов. При запуске в середине января траектория полета пойдет таким образом, что примерно через год, в феврале 2007 года, станция приблизится к планете-гиганту Юпитеру и под воздействием его гравитационного поля получит добавку к скорости полета. Это поможет ей достичь Плутона в 2015 году. Если же старт отложится на конец января, то прибытие к Плутону отодвинется на 1—2 года, поскольку пролет у Юпитера будет на большем расстоянии и гравитационный маневр получится слабее. При самом неблагоприятном времени старта — в первой половине февраля — полет будет проходить без помощи Юпитера, поэтому добраться до Плутона станция сможет лишь к 2019 году, а то и позже. После 15 февраля стартовать будет бессмысленно — взаимное расположение Земли и Плутона изменится настолько, что перелет окажется невозможным.

На борту New Horizons — семь научных приборов, с помощью которых предстоит узнать, из каких газов состоит атмосфера Плутона и что за процессы в ней происходят, какие геологические структуры присутствуют на Плутоне и Хароне и каков химический состав материала поверхности планеты и ее спутника, как поток заряженных частиц, выброшенных Солнцем (солнечный ветер), взаимодействует с атмосферой Плутона и с какой скоростью атмосферные газы улетучиваются в космос. Приборы сконструированы таким образом, что получаемые ими данные отчасти дублируются, давая страховку на случай отказа какого-либо из них. В ходе межпланетного перелета намечено раз в год выполнять проверку всех приборов, а затем снова переводить их в «спящий» режим. Солнечные батареи, обычно применяемые на космических станциях, в данном полете бесполезны, поскольку в районе Плутона поступающей от Солнца энергии будет явно недостаточно для работы станции. Получать электроэнергию приборы будут от термоэлектрического генератора, работающего на радиоактивном изотопе плутония. Этот химический элемент был открыт в США в 1940 году и назван в честь планеты Плутон, подобно тому, как ранее имена планет получили его предшественники по таблице Менделеева — уран и нептуний.