Перед вами пейзаж Венеры, снятый советским спускаемым аппаратом "Венера-14", который совершил мягкую посадку на поверхность "адской" планеты 5 марта 1982 года. Температура на месте составляла 465 градусов Цельсия — достаточно для плавления олова, свинца и цинка.
Как видно, небо имеет характерный желто-коричневый оттенок, и это связано с тем, что Венера наделена густой токсичной атмосферой, наполненной углекислым газом, и также она постоянно окутана густыми желтоватыми облаками серной кислоты.
Для раскрашивания снимка использовались данные "Венеры-14" о цвете венерианского неба на разных высотах и об общей окраске поверхности.
Улучшили и раскрасили изображение: Дональд Митчелл и Джейсон Мейджор.
Перед вами пейзаж Венеры, снятый советским спускаемым аппаратом "Венера-14", который совершил мягкую посадку на поверхность "адской" планеты 5 марта 1982 года. Температура на месте составляла 465 градусов Цельсия — достаточно для плавления олова, свинца и цинка.
Как видно, небо имеет характерный желто-коричневый оттенок, и это связано с тем, что Венера наделена густой токсичной атмосферой, наполненной углекислым газом, и также она постоянно окутана густыми желтоватыми облаками серной кислоты.
Для раскрашивания снимка использовались данные "Венеры-14" о цвете венерианского неба на разных высотах и об общей окраске поверхности.
Улучшили и раскрасили изображение: Дональд Митчелл и Джейсон Мейджор.
Перед вами цветное изображение Венеры, полученное 5 июля 2007 года космическим аппаратом NASA MESSENGER, который был запущен 3 августа 2004 года для изучения Меркурия.
Поскольку Венера находится между орбитами Земли и Солнца, мы всегда видим ее на небе на относительно небольшом расстоянии от светила. Когда Венера находится по одну сторону от Солнца, то планета как бы следует за ним и становится более заметной во время заката на Земле. Однако каждые 584 дня Венера появляется по другую сторону от Солнца, и когда это происходит, то планета восходит утром до рассвета.
Древние греки и египтяне не знали этих астрономических деталей, поэтому они рассматривали Венеру как два разных небесных тела — утреннее и вечернее. Венеру, появляющуюся до восхода Солнца, греки называли Фосфором (др.-греч. Φωσφόρος — "несущий свет"), а Венеру, красующуюся на небосводе после захода Солнца, они называли Геспером (др.-греч. Ἕσπερος — "вечерний, западный").
Примечательно, что древние римляне знали, что перед ними один объект, но, переняв многое из греческой культуры, они не упустили возможность позаимствовать и отдельные определения для утренней и вечерней Венеры: Люцифер (лат. Lucifer — "светоносный") и Веспер (лат. Vesper — "вечерний") соответственно.
Перед вами цветное изображение Венеры, полученное 5 июля 2007 года космическим аппаратом NASA MESSENGER, который был запущен 3 августа 2004 года для изучения Меркурия.
Поскольку Венера находится между орбитами Земли и Солнца, мы всегда видим ее на небе на относительно небольшом расстоянии от светила. Когда Венера находится по одну сторону от Солнца, то планета как бы следует за ним и становится более заметной во время заката на Земле. Однако каждые 584 дня Венера появляется по другую сторону от Солнца, и когда это происходит, то планета восходит утром до рассвета.
Древние греки и египтяне не знали этих астрономических деталей, поэтому они рассматривали Венеру как два разных небесных тела — утреннее и вечернее. Венеру, появляющуюся до восхода Солнца, греки называли Фосфором (др.-греч. Φωσφόρος — "несущий свет"), а Венеру, красующуюся на небосводе после захода Солнца, они называли Геспером (др.-греч. Ἕσπερος — "вечерний, западный").
Примечательно, что древние римляне знали, что перед ними один объект, но, переняв многое из греческой культуры, они не упустили возможность позаимствовать и отдельные определения для утренней и вечерней Венеры: Люцифер (лат. Lucifer — "светоносный") и Веспер (лат. Vesper — "вечерний") соответственно.
На этом изображении — гигантский двойной вихрь над южным полюсом Венеры. Снимок был сделан в 2006 году аппаратом ESA Venus Express с помощью инфракрасного прибора VIRTIS.
Главная особенность структуры — ее нестабильность. Два "глаза" вихря постоянно смещаются, деформируются и иногда даже временно сливаются в единое образование.
Вся система связана с так называемой суперротацией атмосферы Венеры: ее верхний облачный слой делает один оборот вокруг планеты примерно за четыре земных дня, тогда как самой Венере требуется 243 земных дня, чтобы совершить один оборот вокруг своей оси.
Это один из самых ярких примеров того, насколько чуждой и динамичной может быть атмосфера другого мира.
На изображении запечатлен шестой по размеру спутник Сатурна — 504-километровый Энцелад. Цветной снимок был получен космическим аппаратом NASA "Кассини" 25 января 2009 года.
Одна сторона Энцелада освещена Солнцем, другая — отраженным от атмосферы Сатурна солнечным светом. На южном полюсе видны струи водяного пара, вырывающиеся из-под поверхности. 9 октября 2008 года "Кассини" пролетел сквозь струи и провел анализ выбрасываемого материала; полученные данные однозначно указали на наличие соленого подповерхностного океана.
Скрытый под ледяной корой соленый океан делает Энцелад одним из наиболее перспективных мест для поиска внеземной жизни. Будущие исследования этого удивительного спутника могут стать ключом к пониманию того, насколько распространена жизнь во Вселенной.
Бывают моменты, когда Вселенная словно специально устраивает для ученых уникальные представления, позволяющие заглянуть за кулисы мироздания. Именно такой случай произошел в 1761 году, когда наблюдение за прохождением Венеры по диску Солнца помогло Михаилу Васильевичу Ломоносову сделать революционное открытие.
Прохождение Венеры по диску Солнца — одно из самых редких небесных явлений. На фоне ослепительно яркого солнечного диска появляется маленькая черная точка — планета Венера — и медленно движется по нему. Это событие повторяется дважды с интервалом в восемь лет, после чего следует перерыв более чем на столетие.
Наблюдения Ломоносова
26 мая 1761 года Ломоносов, как и многие астрономы по всему миру, готовился лицезреть это редкое явление. В то время как его коллеги в разных странах планировали использовать синхронные наблюдения для уточнения расстояния между Землей и Солнцем, русский ученый обратил внимание на необычное световое явление.
Наблюдая за тем, как Венера приближалась к краю солнечного диска, Ломоносов заметил удивительную деталь: вокруг темного силуэта планеты появилось светящееся кольцо. А когда Венера начала сходить с солнечного диска, ее край окаймлял тонкий светлый ободок.
Ломоносов понял: это свечение могло появиться только в одном случае — если у Венеры есть атмосфера. Солнечный свет, проходя через газовую оболочку планеты, преломлялся и создавал этот удивительный оптический эффект.
Значение открытия
Это открытие стало революционным для своего времени:
Впервые была обнаружена атмосфера на другой планете.
Появилось понимание, что другие планеты могут быть похожи на Землю.
Открылись новые перспективы в изучении планет Солнечной системы.
Наследие и будущие наблюдения
Сегодня мы знаем, что Ломоносов был абсолютно прав. Атмосфера Венеры не просто существует — она оказалась одной из самых плотных в Солнечной системе. Венерианская атмосфера состоит преимущественно из углекислого газа и создает на поверхности планеты чудовищное давление, в 92 раза превышающее земное.
История открытия атмосферы Венеры показывает, как внимательное наблюдение и научная интуиция могут привести к революционным открытиям. Методы, использованные Ломоносовым, легли в основу современных способов изучения экзопланет — мы до сих пор исследуем атмосферы далеких миров, наблюдая, как они влияют на проходящий через них свет.
Следующая пара прохождений Венеры по диску Солнца состоится только в 2117 и 2125 годах. Ученые уже планируют, как использовать эти события для новых исследований, продолжая традицию научных наблюдений, заложенную Ломоносовым более 250 лет назад.
В видимом свете Венера выглядит как бледно-желтый, ближе к белому, шар без каких-либо деталей. Связано это с тем, что планета окутана чрезвычайно плотной атмосферой и сплошным слоем облаков, содержащих капли серной кислоты, которые не позволяют разглядеть ни поверхность, ни глубокие атмосферные структуры. Но стоит перейти к инфракрасному диапазону — и Венера предстает совершенно другим миром.
На этом малоизвестном изображении показана ночная сторона Венеры, запечатленная зондом Японского агентства аэрокосмических исследований (JAXA) "Акацуки". Инфракрасные камеры зонда позволили ученым заглянуть под верхний слой облаков и увидеть структуру нижних атмосферных образований, находящихся на высотах примерно 35-50 километров — там, где происходят одни из самых мощных атмосферных процессов на планете.
Темные области на снимке — это более плотные и холодные облачные массы. Светлые участки возникают там, где тепло от раскаленной поверхности Венеры проходит через нижние слои атмосферы и как бы подсвечивает облака снизу. Напомню, что средняя температура на поверхности Венеры составляет 462 градуса Цельсия, и ее тепловое излучение частично проявляется в инфракрасном диапазоне.
Суперротация атмосферы
Наблюдения "Акацуки" помогли изучить одно из самых странных явлений Венеры — суперротацию атмосферы. Сама планета вращается крайне медленно: один венерианский день длится 243 земных суток. Но атмосфера ведет себя совсем иначе — она облетает планету всего за 4-5 дней, двигаясь со скоростью до 300 километров в час.
Почему атмосфера вращается в десятки раз быстрее самой планеты? Точного ответа у ученых пока нет, но существуют две гипотезы. Одна из них связана с неравномерным нагревом: дневная сторона Венеры получает обилие солнечной энергии, а ночная — стремительно теряет тепло. Это создает мощные потоки, переносящие энергию от освещенной части к темной. Постепенно такие потоки закручиваются в глобальную циркуляцию, разгоняя всю атмосферу.
Другая гипотеза предполагает, что ключевую роль играют атмосферные волны — возмущения, возникающие из-за взаимодействия ветров с рельефом поверхности и облачными структурами. Эти волны могут передавать импульс верхним слоям атмосферы, ускоряя их вращение. Наблюдения "Акацуки" действительно выявили сложные волновые структуры в атмосфере Венеры, которые, возможно, участвуют в поддержании суперротации.
Миссия "Акацуки"
Японский зонд "Акацуки" был запущен 20 мая 2010 года. Однако с первой попытки — в декабре 2010 года — аппарат не смог выйти на орбиту Венеры. Второе "свидание" с планетой оказалось успешным: 7 декабря 2015 года "Акацуки" занял орбиту и в последующие годы изучал атмосферу Венеры в ультрафиолетовом, видимом и инфракрасном диапазонах, а также пытался выявить возможные признаки современной вулканической активности.
В конце апреля 2024 года связь с аппаратом была потеряна. 18 сентября 2025 года, после безуспешных попыток ее восстановить, JAXA объявило о завершении миссии.
Данные, собранные "Акацуки", продолжают помогать ученым раскрывать тайны одного из самых экстремальных миров Солнечной системы, а также используются при планировании будущих венерианских миссий, включая частную миссию Rocket Lab Venus Life Finder, запуск которой запланирован на лето 2026 года. Ее цель — исследование атмосферы и поиск возможных биомаркеров — измеримых веществ (газов, молекул), указывающих на возможное наличие жизни, включая фосфин, о котором сообщалось в 2020 году.
Венера, несмотря на близкое соседство с Землей, поражает своей непохожестью на нашу планету. До начала космической эры ее называли "сестрой-близнецом" Земли, но реальность оказалась куда удивительнее: условия на Венере настолько экстремальны, что многие протекающие там процессы не имеют аналогов в Солнечной системе.
Одним из самых удивительных открытий стало обнаружение металлического "снега" на вершинах венерианских гор. История этого открытия началась 10 августа 1990 года, когда космический аппарат NASA "Магеллан" приступил к радарному картографированию планеты.
Радары "Магеллана" обнаружили на горных вершинах Венеры странное покрытие с чрезвычайно высокой отражательной способностью в радиодиапазоне. Последующие исследования и лабораторные эксперименты показали, что ученые имеют дело с металлическим "снегом", состоящим из сульфидов висмута и свинца.
Как образуется металлический "снег"
На поверхности Венеры температура достигает 462°C — достаточно для плавления, но не для испарения висмута и свинца. Тогда откуда берутся эти металлы в атмосфере? Ученые считают, что источником металлов служит интенсивная вулканическая деятельность.
При извержениях в атмосферу выбрасываются соединения висмута и свинца в газообразном состоянии. Поднимаясь, эти газы охлаждаются, и на высоте около 2,6 километра особые термодинамические условия (определенное сочетание температуры и давления) приводят к их конденсации. Образовавшиеся металлические частицы затем оседают на горных вершинах, формируя необычный "снежный" покров.
Загадки венерианских вулканов
Хотя прямых признаков современной вулканической активности на Венере пока не обнаружено, присутствие металлического "снега" позволило выдвинуть две гипотезы:
Масштабный вулканизм в прошлом
Вулканическая активность на ранней Венере была настолько мощной, что перенасытила атмосферу металлами. Именно это могло кардинально изменить климат планеты, превратив ее из землеподобной в современный "адский мир".
Вулканизм продолжается, но в меньших масштабах. На это косвенно указывают колебания уровня диоксида серы в атмосфере, зафиксированные космическим аппаратом Европейского космического агентства (ESA) "Венера-экспресс" в 2006-2012 годах. Современные извержения могут быть редкими, но достаточно мощными для поддержания концентрации металлов в атмосфере.
Будущие исследования
Новые миссии к Венере — NASA DAVINCI+ и VERITAS, а также ESA EnVision, запланированные на начало 2030-х годов, помогут лучше понять природу этого уникального явления. Особый интерес представляет изучение состава и распределения металлического "снега", что может пролить свет на геологическую и климатическую историю планеты.
DAVINCI+ (Deep Atmosphere Venus Investigation of Noble gases, Chemistry, and Imaging Plus) — особенно важная миссия, так как это будет первый за долгое время спускаемый аппарат, который проведет прямые измерения состава венерианской атмосферы во время спуска.
Космический аппарат Японского агентства аэрокосмических исследований (JAXA) "Акацуки", работавший на орбите Венеры с 7 декабря 2015 года до конца апреля 2024 года, передал тысячи снимков ее атмосферы в разных диапазонах. Эти изображения — ценнейший научный материал, помогающий лучше понять устройство одного из наиболее загадочных миров Солнечной системы.
Миссия "Акацуки" была официально завершена 18 сентября 2025 года после безуспешных попыток восстановить связь с аппаратом, которая была утрачена в конце апреля 2024 года. Несмотря на то, что мы лишились наших "глаз" у второй от Солнца планеты, собранные данные будут анализировать еще много лет.
Венера, которую мы не видим
В видимом свете, который доступен человеческому глазу, Венера выглядит как ровный бело-желтый шар. Но в ультрафиолетовом диапазоне проявляются темные полосы, вихри и гигантские волны. Эти структуры находятся на высоте около 60–70 километров от поверхности, где температура, несмотря на адские условия ниже, составляет примерно −40 градусов Цельсия.
Однако инфракрасные снимки позволяют заглянуть еще глубже. Они фиксируют тепловое излучение нижних слоев атмосферы и даже поверхности, пробивающееся через менее плотные участки облаков. Именно поэтому, рассматривая инфракрасные изображения, создается ощущение, будто планета "светится изнутри".
В статье представлены составные изображения, объединяющие оба диапазона.
Атмосфера, которая живет своей жизнью
Одна из главных особенностей Венеры — так называемая суперротация.
Планета делает один оборот вокруг своей оси за 243 земных дня. Но ее атмосфера движется куда быстрее: в верхних слоях облаков скорость ветра достигает 300–360 км/ч, из-за чего они облетают планету примерно за четверо земных суток.
На снимках "Акацуки" хорошо видны характерные Y-образные структуры. Это не просто эффектный рисунок облаков, а след крупномасштабных атмосферных волн, которые могут быть связаны с переносом энергии и поддержанием сверхбыстрого движения атмосферы.
Почему венерианская атмосфера ведет себя так, до конца не понятно.
Ад под облаками
Атмосфера Венеры на 96% состоит из углекислого газа. Давление у поверхности примерно в 92 раза выше земного, а средняя температура достигает 460 градусов — этого достаточно, чтобы расплавить олово, свинец и даже цинк.
Облачный слой Венеры образован в основном каплями концентрированной серной кислоты с примесью воды. Он отражает большую часть солнечного света, поэтому Венера — одно из самых ярких небесных тел на ночном небе Земли.
Интересно, что до космической эры Венеру нередко представляли чуть ли не "второй Землей", скрытой под плотной облачностью. Поверхность планеты увидеть было невозможно, поэтому некоторые ученые допускали, что под облаками могут находиться океаны, болота и даже тропические леса.
Эту идею быстро подхватила научная фантастика XX века. Но первые советские аппараты серии "Венера", запускавшиеся в 1960–70-х годах, показали, что под облаками скрываются не девственные джунгли с причудливыми представителями флоры и фауны, а раскаленная каменная пустыня с чудовищным давлением и температурой. Венера стала одним из самых наглядных примеров того, что фантастика не предсказывает будущее, а лишь отражает человеческие ожидания, страхи и мечты своей эпохи.
Венера — предупреждение
Венера лишь немного уступает Земле по размеру и массе: ее диаметр меньше примерно на 5%, а масса составляет около 81% земной. Но ее эволюция пошла по совершенно другому пути.
Возможно, в далеком прошлом на поверхности Венеры существовала жидкая вода — вплоть до океанов, а климат был намного мягче нынешнего. Но затем парниковый эффект вышел из-под контроля: планета перегрелась, океаны испарились, а образовавшийся водяной пар начал распадаться под действием солнечного излучения. В результате легкий водород постепенно покинул планету. Одной из возможных причин этого считают бурную вулканическую активность в ранней истории Венеры. Впрочем, полной ясности здесь нет: по другим версиям, Венера могла быть "адским" миром с самого начала.
Изучение Венеры помогает ученым лучше понять, к каким последствиям могут приводить климатические изменения планетарного масштаба — вопреки попыткам малообразованных людей представить эту тему не более чем пустой страшилкой.
Цветное изображение Венеры, полученное 5 июля 2007 года космическим аппаратом NASA MESSENGER, который был запущен 3 августа 2004 года для изучения Меркурия.
Поскольку Венера находится между орбитами Земли и Солнца, мы всегда видим ее на небе на относительно небольшом расстоянии от светила. Когда Венера находится по одну сторону от Солнца, то планета как бы следует за ним и становится более заметной во время заката на Земле. Однако каждые 584 дня Венера появляется по другую сторону от Солнца, и когда это происходит, то планета восходит утром до рассвета.
Древние греки и египтяне не знали этих астрономических деталей, поэтому они рассматривали Венеру как два разных небесных тела — утреннее и вечернее. Венеру, появляющуюся до восхода Солнца, греки называли Фосфором (др.-греч. Φωσφόρος — "несущий свет"), а Венеру, красующуюся на небосводе после захода Солнца, они называли Геспером (др.-греч. Ἕσπερος — "вечерний, западный").
Примечательно, что древние римляне знали, что перед ними один объект, но, переняв многое из греческой культуры, они не упустили возможность позаимствовать и отдельные определения для утренней и вечерней Венеры: Люцифер (лат. Lucifer — "светоносный") и Веспер (лат. Vesper — "вечерний") соответственно.
Цветное изображение Венеры, полученное 5 июля 2007 года космическим аппаратом NASA MESSENGER, который был запущен 3 августа 2004 года для изучения Меркурия.
Поскольку Венера находится между орбитами Земли и Солнца, мы всегда видим ее на небе на относительно небольшом расстоянии от светила. Когда Венера находится по одну сторону от Солнца, то планета как бы следует за ним и становится более заметной во время заката на Земле. Однако каждые 584 дня Венера появляется по другую сторону от Солнца, и когда это происходит, то планета восходит утром до рассвета.
Древние греки и египтяне не знали этих астрономических деталей, поэтому они рассматривали Венеру как два разных небесных тела — утреннее и вечернее. Венеру, появляющуюся до восхода Солнца, греки называли Фосфором (др.-греч. Φωσφόρος — "несущий свет"), а Венеру, красующуюся на небосводе после захода Солнца, они называли Геспером (др.-греч. Ἕσπερος — "вечерний, западный").
Примечательно, что древние римляне знали, что перед ними один объект, но, переняв многое из греческой культуры, они не упустили возможность позаимствовать и отдельные определения для утренней и вечерней Венеры: Люцифер (лат. Lucifer — "светоносный") и Веспер (лат. Vesper — "вечерний") соответственно.
Японский зонд «Акацуки» перестал выходить на связь. Он был запущен в 2010 году.
Миссия изначально сопровождалась трудностями - из-за сбоя основного двигателя аппарат не смог выйти на орбиту Венеры. Команда миссии не сдалась и придумала план, как достичь планеты при помощи маневровых двигателей.
В итоге, «Акацуки» все же вышел на удаленную орбиту вокруг Венеры в конце 2015 года.
В дальнейшем, «Акацуки» выполнял миссию по отправке сигналов с орбиты самой жаркой планеты Солнечной системы, позволив ученым узнать много нового о Венере.
В апреле этого года система ориентации аппарата вышла из строя, и JAXA потеряла с ним связь. Специалисты все еще не теряют надежды на возобновление контакта.
Небольшая подборка фотографий Венеры, сделанных «Акацуки» за время работы.
Европа — один из самых интригующих спутников в Солнечной системе со средним диаметром в 3 122 километра. Эта ледяная луна Юпитера, названная в честь финикийской принцессы из древнегреческой мифологии, является шестым по размеру спутником в нашей космической окрестности. Под ее сверкающей ледяной поверхностью скрывается глобальный океан жидкой воды, который может иметь ключевое значение в поиске внеземной жизни.
Снимки, переданные космическим аппаратом NASA "Вояджер-2" в 1979 году, показали уникальный ландшафт: ледяная кора спутника испещрена сетью пересекающихся трещин и разломов. Эти линии, заполненные более темным материалом, создают впечатление потрескавшегося стекла или разбитой яичной скорлупы.
Особенно примечательно почти полное отсутствие крупных ударных кратеров. Это говорит о том, что поверхность Европы относительно молода и постоянно обновляется благодаря активным геологическим процессам. Ледяная кора юпитерианского спутника, предположительно имеющая среднюю толщину в 35 километров, не просто статичный слой — это динамическая система, которая постоянно меняется под воздействием внутренних сил.
Подледный океан — колыбель жизни?
Под ледяной корой Европы скрывается то, что делает этот спутник особенно интересным для ученых — глобальный океан жидкой воды. По оценкам исследователей, объем этого океана может вдвое превышать объем всех водных ресурсов Земли. Жидкое состояние воды поддерживается в основном благодаря приливному нагреву: гравитационное воздействие Юпитера создает напряжение в недрах спутника, что приводит к выделению большого количества тепла.
На дне этого океана могут существовать гидротермальные источники, похожие на "черные курильщики" в земных океанах. На нашей планете эти источники являются оазисами жизни, где процветают уникальные экосистемы, не зависящие от солнечного тепла и света. Не исключено, что подобные формы жизни могут обитать и в океане Европы.
Миссии к таинственному спутнику
В настоящее время к Европе летят два космических аппарата, начиненных передовыми научными инструментами:
Космический аппарат JUICE (Jupiter Icy Moons Explorer) Европейского космического агентства, запущенный 14 апреля 2023 года, будет изучать Юпитер и его ледяные спутники (Европу, Ганимед и Каллисто). Хотя основной целью миссии является Ганимед, JUICE также проведет детальные исследования Европы.
Миссия NASA Europa Clipper, запущенная 14 октября 2024 года, сфокусирована именно на изучении Европы. Аппарат оснащен девятью научными инструментами, которые помогут определить толщину ледяной коры, объем и распределение подледных водных ресурсов и исследовать состав поверхности. Особое внимание будет уделено поиску активных гейзеров — выбросов воды через трещины в ледяной коре, которые были замечены космическим телескопом NASA/ESA "Хаббл".
Оба зонда прибудут в систему Юпитера в начале 2030-х годов.
Исследование Европы может стать ключевым в понимании потенциала существования жизни за пределами Земли. Если в подледном океане Европы действительно существуют условия, подходящие для развития жизни, это может перевернуть наше представление о распространенности жизни во Вселенной.
Будущие миссии к Европе могут включать в себя посадочные аппараты или даже подледные зонды, способные проникнуть в океан через естественные разломы в коре и исследовать "внутренности" луны напрямую.
Европа остается одним из самых перспективных мест для поиска внеземной жизни в Солнечной системе. И хотя мы пока не можем с уверенностью сказать, существует ли жизнь в ее подледном океане, каждая новая миссия приближает нас к разгадке этой захватывающей тайны.
14 сентября 2017 года космический аппарат NASA "Кассини" сделал последний снимок в своей карьере. Через несколько часов он должен был войти в атмосферу Сатурна и завершить почти 20-летнее путешествие, 13 лет из которых аппарат исследовал систему окольцованного гиганта.
На снимке показана ночная сторона Сатурна, которая в момент наблюдения не получала прямых солнечных лучей. Однако планета не выглядит черной, так как ее верхние слои атмосферы мягко освещались светом, отраженным от колец.
Снимок был получен 14 сентября в 19:59 UTC (22:59 по московскому времени) широкоугольной камерой "Кассини" с расстояния около 634 000 километров от Сатурна. Масштаб изображения составляет примерно 17 километров на пиксель. Параллельно работали научные приборы зонда, продолжая собирать бесценные данные и отправлять их на Землю.
Интересная деталь: в момент съемки место будущего погружения находилось на ночной стороне планеты. Однако Сатурн вращается, поэтому к моменту погружения эта область уже освещалась солнечным светом.
На следующий день, 15 сентября 2017 года, "Кассини" начал свой последний маневр. Аппарат вошел в верхние слои атмосферы Сатурна на скорости около 113 000 километров в час (примерно 31,39 километра в секунду). Его двигатели работали на полной мощности, помогая удерживать антенну направленной к Земле с целью передачи последних научных данных. Когда атмосфера стала достаточно плотной, аппарат потерял устойчивость, связь прервалась — и "Кассини" разорвало, расплавило и рассеяло в облаках Сатурна. То есть "Кассини" фактически стал частью газового гиганта.
Для чего было нужно уничтожать аппарат?
К концу миссии "Кассини" почти исчерпал запас топлива, необходимого для постоянной корректировки орбиты. Теоретически его можно было бы оставить в системе Сатурна и в таком состоянии, продолжая собирать данные. Однако без возможности контролировать траекторию зонда появлялся огромный риск столкновения с одним из спутников планеты.
Особенно важно было уберечь 504-километровый Энцелад, у которого обнаружили глобальный подповерхностный океан со всеми компонентами, необходимыми для зарождения и поддержания жизни в ее земном понимании. Это один из главнейших объектов со статусом потенциально обитаемого мира в пределах Солнечной системы.
Если присутствие земных микроорганизмов на аппарате, переживших 20-летнее космическое странствие, кажется маловероятным, то остатки топлива и технические материалы — абсолютно реальная угроза, способная загрязнить окружающую среду и исказить данные будущих исследований. Проще говоря, последствия такого падения могли бы привести, например, к ложным биомаркерам, а значит, следующие миссии стоимостью в миллиарды долларов пошли бы по ложному следу, у которого нет никакой научной ценности.
Именно поэтому финал "Кассини" — как и любых других аппаратов, созданных для исследования газовых гигантов, — был предопределен: к концу миссии рукотворный объект должен быть направлен в атмосферу планеты для уничтожения.
Последний снимок получился удивительно символичным.
На нем нет самого "Кассини". Нет огня, падения или вспышки. Только огромная планета, ее ночная сторона, мягко подсвеченная собственными кольцами, и область, где через несколько часов завершится одна из самых выдающихся космических экспедиций в истории.
"Кассини" сделал последний снимок Сатурна — а затем отправился в его гравитационные объятия.
Физики из США изучили следы, которые оставили спускаемые космические аппараты на Луне, и выяснили, почему эти узоры оказались практически идентичными. Все дело в гидродинамической неустойчивости, возникающей из-за искривления сжатого сдвигового слоя в сверхзвуковой струе — образовавшиеся в потоке вихри Гёртлера заставили пыль двигаться вдоль радиусов с центром в точке касания. Выводы исследователей помогут оптимизировать стратегию прилунения будущих миссий, а также снизить воздействие пылевых облаков на оборудование. Результаты исследования опубликованы в журнале Nature Communications.
Начиная с аппарата «Луна-9» и заканчивая «Чанъэ-6», во время мягкой посадки космических станций на лунную поверхность ученые наблюдали в пыли четкий рисунок из радиальных светлых и темных полос, исходящих из точки касания выхлопной струи. Несмотря на разное строение сопла, массу полезной нагрузки и отличающиеся типы грунта в области посадки, узоры выглядели похоже, а количество полос отличалось слабо (например, около 30 для «Чанъэ-6» и примерно 70 для «Аполлона-15»). Однако причину этого явления ученые до сих пор не нашли.
Руй Ни (Rui Ni) из Университета Джонса Хопкинса совместно с коллегами из США показали, что радиальные полосы, наблюдаемые во время посадки на Луну, возникают из-за неустойчивости газового потока, которая порождает вихри в выхлопной струе.
Сначала физики собрали экспериментальную установку: на плоскую поверхность насыпали монодисперсный песок со средним диаметром частиц в 150 микрометров, а сверху расположили модель двигателя лунного посадочного модуля. Этот макет обеспечил необходимое число Маха в 5,3, которое соответствовало реальным условиям высадки. В ходе эксперимента авторы работы меняли отношение диаметра сопла к высоте его расположения от 3 до 13 единиц и засняли поведение пыли на камеру.
Физики заметили, что полосы в песке были слегка приподняты над плоскостью. Это позволило ученым предположить, что узоры в пыли сформировались не из-за шероховатости поверхности, а вследствие переноса массы под действием газовых потоков. После численного анализа исследователи обнаружили, что количество полос оказалось прямо пропорционально отношению давления в струе к давлению окружающей среды (в гидродинамике этот параметр также отвечает за структуру ударных волн в недорасширенных струях). Главной причиной такого явления стали вихри Гёртлера, образовавшиеся благодаря тому, что градиент давления не уравновесил центробежные силы внутри искривленного сжатого сдвигового слоя в струе. Вместе с тем обнаруженные вихри попарно вращались в противоположных направлениях, увлекая за собой пыль и образуя своеобразные валы. Свои выводы физики также подтвердили с помощью численного моделирования, решив трехмерные уравнения Навье — Стокса для вязкого сжимаемого газа.
Авторы работы отметили, что их исследование позволит в будущем более точно оптимизировать процесс посадки на лунную поверхность, а также минимизировать негативное воздействие пылевых облаков на оборудование космических аппаратов.
О первых результатах лабораторных исследований грунта с обратной стороны Луны мы писали ранее.
В 2016 году японский орбитальный аппарат "Акацуки" неоднократно фиксировал колоссальные волны кислотных облаков, прокатывающиеся по атмосфере Венеры. Почти десять лет астрономы не могли согласовать наблюдения с существующими моделями. Но неожиданная связь с хорошо знакомым земным явлением наконец дала ответ.
В новом исследовании, международная группа учёных описала, как гигантский "гидравлический прыжок" выталкивает пары серной кислоты выше в атмосферу, где они скапливаются в массивное кислотное облако. Эти фронты могут разрастаться примерно до 6 000 километров и сохраняться на протяжении долгого времени. Исследователи полагают, что именно этот гидравлический прыжок поддерживает планетарные атмосферные явления на Венере, включая её аномально быстрые ветра.
Такеши Имамура, один из авторов работы и планетолог из Токийского университета, сказал:
Благодаря этому исследованию мы теперь можем показать, что данное облачное возмущение вызвано крупнейшим известным гидравлическим прыжком в Солнечной системе.
По размеру, массе, плотности и объёму Венера поразительно напоминает Землю. Однако на этом сходства заканчиваются. Плотная атмосфера и экстремальные температуры делают планету исключительно сложной для изучения, даже с помощью орбитальных аппаратов вроде "Акацуки", наблюдающих с безопасного расстояния.
Впрочем, это не остановило исследователей. Как раз благодаря плотному облачному покрову Венера представляет собой отличную цель для изучения атмосферных паттернов, которые были бы не столь заметны там, где облаков меньше – например, на Земле.
Согласно исследованию, атмосферу Венеры можно разделить на три слоя облаков из серной кислоты. Мощные ветра, называемые "суперротацией", гонят эти облака вокруг планеты с ошеломляющей скоростью – примерно в 60 раз быстрее собственного вращения Венеры. Эти потоки также регулируют радиационный энергетический баланс планеты, её атмосферную химию и динамику. Верхние облака были относительно доступны для изучения зондами, но нижние и средние слои оставались крайне трудными для исследования, пояснил Имамура.
Атмосферные модели могли объяснить лишь ограниченный набор наблюдений. Это стало очевидно в 2016 году, когда "Акацуки" передал первые снимки повторяющихся масштабных облачных волн, распространяющихся по атмосфере Венеры.
Мы идентифицировали явление, но годами не могли его понять.
Предыдущие наблюдения европейского аппарата Venus Express в период с 2006 по 2022 год также подтвердили аналогичные данные. Более того, обзор научной литературы показал, что эта облачная особенность фиксируется на Венере как минимум с 1983 года – то есть на протяжении десятилетий астрономы по тем или иным причинам не могли установить причину феномена.
Имамура и его коллеги проверили гипотезу о том, что гигантский гидравлический прыжок вызывает эту облачную волну. Гидравлические прыжки – на удивление обыденное явление, встречающееся даже на Земле. Его можно наблюдать прямо у кухонной раковины. Включите воду – и увидите, как струя, ударяясь о дно, формирует гладкий внутренний круг мелкой быстрой воды, окружённый рябью более глубокой и медленной воды по краям.
Нечто похожее происходит на Венере, когда восточная атмосферная волна в нижне-среднем облачном слое становится нестабильной. Этот "удар", как его называют авторы работы, заставляет атмосферу резко подниматься вдоль фронта. Внезапное движение увлекает пары серной кислоты всё выше и выше, пока они не конденсируются в облака, опоясывающие всю планету.
Моделирование команды также показало, что аналогичные процессы помогают поддерживать суперротацию атмосферы Венеры.
Помимо разрешения многолетней загадки, результаты исследования могут пригодиться при планировании будущих космических миссий – и не только к Венере. Недавние работы подтвердили, что суперротация наблюдается на Марсе, на Солнце и даже в земной атмосфере.
Это будет критически важно по мере расширения присутствия человечества в космосе, ведь учёт погодных условий жизненно необходим для защиты астронавтов и космических аппаратов.
23 июня 2007 года марсоход NASA "Спирит", бороздивший марсианские просторы с 4 января 2004 года, сделал то, что обычно считается нежелательным для планетоходов – он переехал камень. Операторы на Земле стараются избегать таких ситуаций, чтобы не повредить чувствительное оборудование аппарата или его колеса. Но именно эта случайность подарила ученым ключ к разгадке марсианских тайн.
Камень, получивший романтичное название "Невинный Свидетель" (англ. Innocent Bystander), оказался не таким уж и крепким. Он легко раскололся под весом 185-килограммового марсохода, обнажив свое внутреннее содержимое. И это содержимое заставило ученых затаить дыхание.
Что скрывал "Невинный Свидетель"?
Анализ показал, что внутри камня скрывался настоящий клад – опаловый кремнезем. Для обычного человека это может звучать не слишком впечатляюще, но для ученых это было сродни находке сокровищ пиратов.
Дело в том, что опаловый кремнезем формируется в очень специфических условиях – в глубоководных гидротермальных жерлах. Проще говоря, этот камень когда-то лежал на дне океана, омываемый потоками горячей воды, бьющей из трещин в марсианской коре.
Марс – планета океанов?
"Невинный Свидетель" стал одним из первых весомых доказательств того, что когда-то на Марсе действительно была вода. И не просто лужицы или небольшие озера, а настоящие океаны, покрывавшие значительную часть планеты.
Это открытие заставило ученых по-новому взглянуть на историю Марса. Если на планете были океаны, значит, когда-то там могла существовать и жизнь...
Наследие "Спирита"
Открытие "Невинного Свидетеля" маленьким, но гордым марсоходом "Спирит", миссия которого завершилась 25 мая 2011 года, стало поворотным моментом в изучении Красной планеты. Это находка проложила путь к новым, более глубоким исследованиям марсианского прошлого.
Сегодня дело "Спирита" продолжают его более совершенные собратья – марсоходы Curiosity и Perseverance. Они, вооруженные передовыми научными инструментами, неустанно собирают данные, помогающие ученым воссоздать историю Марса.
Благодаря этим исследованиям, у нас теперь практически нет сомнений в том, что в далеком прошлом Марс был совершенно иным миром. Планета обладала плотной атмосферой, на ее поверхности бурлили реки, простирались глубокие озера и плескались огромные океаны. Марс прошлого разительно отличался от той холодной, сухой пустыни, которую мы видим сегодня.
Однако, несмотря на все эти открытия, один важный вопрос остается без ответа: была ли когда-нибудь жизнь на Марсе? Или, может быть, она существует там и сейчас, скрываясь от наших глаз? Эта загадка продолжает волновать умы ученых и вдохновлять новые миссии.
Так, маленький камень, случайно раздавленный "Спиритом", не только раскрыл тайны марсианского прошлого, но и подтолкнул нас к новым захватывающим исследованиям. Кто знает, какие еще удивительные открытия ждут нас на Красной планете?
Среди сотен подтверждённых спутников Юпитера и Сатурна NASA выделяет Европу и Энцелад как наиболее перспективные миры для поиска жизни за пределами Земли.
Учёные полагают, что под ледяной коркой этих лун скрываются целые океаны жидкой воды, что делает их приоритетными целями для ESA и NASA. Однако новое исследование выявило неожиданную угрозу для будущих посадочных миссий – так называемый "пушистый лёд".
Если криовулканические извержения действительно участвуют в формировании ледяных оболочек этих спутников, как предполагают исследователи, то экстремально низкое давление должно порождать слоистый, чрезвычайно пористый лёд.
По текстуре он напоминает круассан. В статье, опубликованной в журнале Earth and Planetary Science Letters, команда описала эксперимент в вакуумной камере, имитирующий условия низкой гравитации на Европе и Энцеладе.
Согласно результатам тестов, на смоделированной Европе вода замерзает в хрупкие пласты толщиной около 20 сантиметров. На смоделированном Энцеладе эти пласты могут достигать 20 метров. Такие условия потенциально опасны для посадочных аппаратов – представьте дорогостоящий зонд, который после многолетнего перелёта к Европе проламывает лёд и тонет в ледяной бездне.
Войтех Паточка, автор исследования и геофизик из Карлова университета в Чехии, рассказала в разговоре с Gizmodo:
Замерзание воды при низком давлении сильно зависит от выходящего пара. Высокопористые и хрупкие слои, которые мы наблюдаем, могут достигать нескольких метров толщины на малых ледяных мирах, чего достаточно, чтобы поставить под угрозу посадочную миссию.
Ледяные миры
Человечество впервые по-настоящему увидело Европу в 1979 году, когда "Вояджер-1" пролетел мимо Юпитера. Его преемник, "Вояджер-2", получил снимки Энцелада в более высоком разрешении в 1981 году.
Хотя оба спутника были открыты гораздо раньше, именно детальные изображения их ледяных поверхностей вызвали у учёных энтузиазм относительно перспектив обнаружения воды и, следовательно, признаков обитаемости за пределами Земли.
Последующие экспедиции, такие как миссии "Галилео" и "Кассини-Гюйгенс", передали на Землю захватывающие данные о далёких спутниках. В результате исследователи подтвердили активный криовулканизм на Энцеладе – извержения газов и других летучих веществ, которые быстро замерзают при контакте с поверхностью.
На Европе аналогичные процессы пока лишь предполагаются. При этом учёные понимают, что наличие воды само по себе не гарантирует существование инопланетной жизни, но уникальный состав поверхности ледяных спутников даёт ключевые подсказки об астробиологических и химических процессах, неизвестных на Земле.
Эксперимент
Учитывая научный интерес к теме, Паточка признал в комментарии для Science, что подобный эксперимент "кажется чем-то, что должны были провести уже давно". Раз никто этого не сделал, Паточка с коллегами провели масштабный эксперимент в вакуумной камере "Джордж" в Открытом университете Великобритании, обычно используемой для моделирования марсианских условий.
Команда подготовила 49 килограммов воды с низкой солёностью в аквариуме, снизив температуру и давление до значений, характерных для спутников внешней Солнечной системы.
Исследователи выделили три отчётливые стадии замерзания. Сначала отсутствие давления заставляет воду кипеть, а слои корковидного льда накапливаются, пока выходящие пары выталкивают их вверх. Затем замерзают и сами газовые карманы. В конце концов на дне формируется нижний слой более прозрачного льда с меньшим количеством пузырьков. Поперечное сечение получившейся структуры действительно напоминает воздушный круассан – отсюда и название "пушистый лёд".
Тем временем крупнейшие космические агентства продолжают отправлять аппараты к дальним рубежам Солнечной системы. Зонд JUICE от ESA уже в пути и достигнет Юпитера в 2031 году, а Europa Clipper от NASA прибудет туда к 2030-му. Но это лишь текущие миссии – и NASA, и ESA совместно с JAXA активно планируют следующие.
Ингрид Добар, планетолог, работающая над орбитальной миссией Europa Clipper и не участвовавшая в новом исследовании, заявила, что подобный пористый хрупкий лёд "определённо создаст серьёзные инженерные проблемы", и исследователям придётся "переосмыслить типы посадочных механизмов, которые, как мы думали, могут работать на Европе".
В самой статье также отмечено, что криовулканические образования на Европе и подобных телах не смогут "обеспечить безопасную и стабильную посадку из-за высокопористой природы слоистых и ячеистых ледяных структур, достигающих глубины от нескольких до десятков метров, причём меньшая гравитация подразумевает большую глубину". Если инженеры хотят, чтобы посадочные аппараты действительно совершали посадку, им придётся учитывать особенности местного рельефа.
Команда Паточки планирует продолжить изучение этого феномена. В следующем опыте исследователи проверят, как этот особый процесс замерзания работает с текущей водой, чтобы эксперимент точнее воспроизводил "условия эффузивных криовулканических потоков".
Комментарии