Перастаньце плакаць Касіні! У гэтым Вялікім Фінале яшчэ ёсць шмат навук

Размова з астраномам Джонатанам Луніным

15 верасня 2017 года вельмі любімы і таленавіты касмічны карабель Касіні падыдзе да жорсткага заканчэння: паддаўшыся велізарнаму прыцягненню да газавага гіганта Сатурна, ён увойдзе ў яго атмасферу з вельмі высокай хуткасцю, пагрузіўшыся ў глыбіню і ператварыўшыся ў шар полымя, пакуль яго не расчлянілі і не раздушылі ціск у гэтых прыгожых штормах, сфатаграфаваных за апошнія 13 гадоў.

Гэта была вялікая справа: Касіні даў нам тысячы і тысячы цудоўных малюнкаў, якія зачаравалі не толькі навукоўцаў, але і шмат мільёнаў людзей з усяго свету. І так свет сумны. На Twitter ёсць нават бот (@CassiniNooo), які проста крычыць сваё гора сваім 698 паслядоўнікам ...

"Але я яшчэ не мёртвы", - сказаў зонд на мінулым тыдні голасам навукоўца са сваёй каманды: прафесара Джонатана Луніна, дырэктара Цэнтра астрафізікі і планетных навук Корнэла і члена навуковай групы Касіні, якая працуе па розных аспектах місіі, уключаючы радары і іншыя прыборы, пачынаючы з 1980-х гадоў.

"Я думаю, што занадта рана хваліць Касіні з нагоды яго смерці, бо спальванне пяці месяцаў. З гэтага часу па верасень з'явіцца шмат новых навук пра тое, што знаходзіцца ўнутры Сатурна, колькі важыць кольцаў, і дзіўныя дэталі на кольцах, кальцавых лунах і атмасферы - усё гэта магчыма дзякуючы гэтым жорсткім, "праксімальным" арбітам ", - сказаў ён. спадар Лунін у заяве перад сусветнымі аматарамі космасу.

Такім чынам, мы запрасілі яго ў віртуальную размову пра гэтую «машыну важнай знаходкі», як ён апісвае Касіні, а таксама пра мноства вялікіх касмічных даследаванняў, у якіх ён удзельнічае, як Юнона і будучая Еўропа Кліпер, альбо выдатны касмічны тэлескоп Джэймса Уэбба.

Выступаючы з офіса ў Корнельскім універсітэце, ён з задавальненнем распавядаў пра тыя місіі і разнастайныя пытанні касмічных даследаванняў. Такім чынам, вось доўгая (вітаецца) і надзвычай цікавая размова, якую мы вялі пра новыя межы нашай Сонечнай сістэмы.

Тэкст быў злёгку адрэдагаваны. Звярніце ўвагу, што гэта была вусная дыскусія, таму стэнаграфаваны тэкст адлюстроўвае гэты стыль.

Джонатан Лунін - Дэвід К. Дункан, прафесар, дырэктар па фізічных навуках, Корнельскі цэнтр астрафізікі і планетарных навук

Вы ўдзельнічаеце ў мностве выдатных місій, такіх як Касіні, Юнона, Еўропа Кліпер, касмічны тэлескоп Джэймса Уэбба ... Вы вельмі шчаслівы астраном.

Джонатан Лунін: (смяецца) Я так, гэта праўда. У мяне вельмі шырокая цікавасць да розных абласцей астраноміі і планеталогіі, так што гэта нумар адзін, каб мець адукацыю ў гэтых розных галінах. І пад нумарам два, замест таго, каб спрабаваць узяць на сябе ролю, скажам так, вядучага інструмента альбо галоўнага следчага для гэтых місій, я сапраўды выбраў ролі, якія дазваляюць мне зрабіць нешта значнае з планаваннем місіі і атрыманнем дадзеных. Але кожная індывідуальная роля не займае ўсё маё жыццё, таму па сутнасці гэта пытанне выбару ролі ў гэтых місіях. І мне вельмі пашанцавала, таму што, у прыватнасці, NASA, прынамсі, да нядаўняга часу, выконвала ролю міждысцыплінарнага навукоўца, і менавіта такую ​​ролю ў мяне ў Касіні і на касмічным тэлескопе Джэймса Уэбба (JWST). Гэта сапраўды ідэальна для мяне, таму што я магу засяродзіцца ў пэўных галінах навукі з дапамогай некалькіх інструментаў, а не на адным інструменце.

Сачыце за лунарыямі ў Facebook / Twitter / Instagram

Давайце пагаворым пра самую вялікую і хвалюючую зараз: Касіні. Вы сказалі гора ў Інтэрнэце: "Перастаньце аплакваць Касіні. Яшчэ не. Гэта сапраўды вялікі фінал ". Дык што можна чакаць ад гэтых апошніх месяцаў?

На працягу наступных чатырох месяцаў і 18 дзён (падчас інтэрв'ю, на мінулым тыдні) у нас ёсць шмат навукі. Для мяне, перш за ўсё, так блізка да Сатурна, Касіні зможа вымераць самую і вельмі падрабязную геаметрыю магнітнага поля Сатурна. А так блізка да Сатурна і атрымаем настолькі падрабязнае магнітнае поле, што мы даведаемся пра механізм генерацыі гэтага поля такім чынам, каб мы не маглі з больш далёкімі мухамі. А потым гравітацыйнае поле. Будучы так блізка, Касіні можа адчуць размеркаванне масы ўнутры Сатурна, якім чынам размешчана маса, калі ёсць глыбокае ядро ​​цяжкіх элементаў у вадароднай і геліевай абалонцы, ці калі мы можам нейкім чынам выявіць дождж гелія ў нейкім выпадку - гэта захапляльныя перспектывы, якія становяцца магчымымі з гэтымі блізкімі мухамі. А потым і іншыя сферы навукі: Касіні будзе ў стане вымераць масу кольцаў, калі ён робіць свае цесныя мухаморы, што дасць нам першы шанец вызначыць, колькі матэрыялу ў гэтай цудоўнай кальцавой сістэме. Касіні таксама атрымае найбліжэйшыя выявы атмасферы, якую любая касмічная карабля атрымала для Сатурна, падобнае дазвол, дзе самае маленькае, што вы бачыце, можа быць у два-тры разы больш тыповага футбольнага стадыёна - што на планеце амаль неверагодна мала дзесяць разоў радыус Зямлі! Такім чынам, гэта вялікія навуковыя назіранні, якія мы з нецярпеннем чакаем, а потым таксама будзем адбіраць атмасферу Сатурна непасрэдна, як падчас гэтых пералётаў, так і ў самы апошні ўлёт, які адбыўся 15 верасня.

Гэтая графіка ілюструе траекторыю руху Касіні альбо шлях палёту на працягу апошніх двух этапаў яго місіі. 20 арбітных выпасаў арбіт паказаны шэрым колерам; 22 арбіты Вялікага Фіналу паказаны сінім колерам. Канчатковая частковая арбіта афарбоўваецца ў аранжавы колер. Крэдыт: NASA / JPL-Caltech

Вы кажаце, што, калі вы рэдактар, пачакайце некалькі месяцаў, пакуль вы не апублікуеце падручнік па Сонечнай сістэме, бо вам давядзецца яго перагледзець.

Гэта праўда. Я маю на ўвазе, гэта ўся новая навука, навука, якую Касіні ніколі не рабіў, і касмічны апарат раней гэтага не рабіў!

Ёсць шмат хваляванняў ад нядаўняй канферэнцыі НАСА пра водныя светы ў Сонечнай сістэме, з абвесткамі пра вадарод, выяўлены ў акіяне ў Энцэладзе, і вельмі магчымым пацверджаннем падзенняў на Еўропе тэлескопам Хабла. Але Энцэлад, здаецца, зорка - і вы не чакалі гэтага на пачатку місіі, усе тыя гады таму.

Так, адным з самых выдатных адкрыццяў, зробленых Касіні, з'яўляецца тое, што з паўднёвага палярнага рэгіёну Энцэладу выліваецца шлейф газу і лёду, і мы, вядома, не ведалі, што раней і Касіні зрабілі гэта адкрыццё, але нават больш характэрна, што тады ён змог сачыць і вывучаць не толькі дынаміку шлейфа, але і склад матэрыялу, які выліваецца на арбіту Сатурна. За перыяд з 2008 па 2015 гады Касіні зрабіў сем пралётаў шлейфу, і, як было ўстаноўлена, у плюме, вядома, вада - вадзяная пара і вадзяны лёд, але водны лёд салёны, больш буйныя зерні ўтрымліваюць да 2% солі, якая не вельмі адрозніваецца ад акіянаў Зямлі, каля паловы (ад кошту ў) зямных акіянаў. Ёсць арганічныя малекулы як лёгкай арганікі, як метан, так і цяжкія арганікі, ідэнтычнасць якіх мы не можам дакладна скасаваць з інструментамі Касіні. Але, вядома, гэтыя малекулы вугляроду - гэта жыццё. І тады Касіні выявіў у гэтай папуляцыі вельмі-маленечкія зярняткі SiO2, дыяксід крэмнія, сілікатныя збожжа - гэта такія стрыечныя браты, што вы маглі б знайсці на пляжы, дзе вы знайшлі б кварцавы пясок. Тое, што нам кажуць, гэта тое, што вада рухаецца па скале, глыбока ў глыбіні Энцэлада, і выцягвае крэмній са скалы, вылугаючы яго, а потым, калі гэтая гарачая вада вяртаецца ў акіян, сілікат потым выпадае з раствора і выбухнула ў космас як драбнюткія зярняткі. Гэта было паказчыкам таго, што акіян знаходзіцца ў кантакце са скалой. У час гэтых адкрыццяў Касіні зрабіў вымярэнні дыстанцыйнага зандзіравання, якія вельмі пераканаўча сказалі нам, што пад паверхняй сапраўды знаходзіцца глабальны акіян, які знаходзіцца паміж зямным шарам і горным пластом, каб стварыць апошнія назіранні, якія былі у кастрычніку 2015 года паспрабаваць вымераць наяўнасць малекулярнага вадароду H2, што вельмі важна, таму што, калі сапраўды ёсць актыўная рэакцыя паміж вадой і пародай, гарачай вадой і скаламі ў падставе акіяна, то гэта было б Вельмі верагодна, што малекулярны вадарод будзе ўтварацца ў выніку рэакцыі вады з пэўнымі відамі мінералаў. І сапраўды гэта тое, што было знойдзена, прыблізна адсотак вадароду ў параўнанні з вадой, што дазваляе выказаць здагадку, што сёння ў базе акіяна адбываецца актыўная хімія. Такім чынам, гэта сапраўды стварае для нас заяву, што акіян Энцэлад - гэта найлепшае характарыстыка жылога асяроддзя па-за Зямлі. Гэта месца, якое, як мы ведаем, можа падтрымліваць жыццё, і наступнае пытанне, для якога спатрэбіцца наступнае заданне, - высветліць, ці ёсць жыццё на самай справе.

На гэтай ілюстрацыі паказана, што Касіні нырае праз шум Энцэладуса ў 2015 годзе. Новыя адкрыцці акіянскага свету з Касіні і Хабла дапамогуць даведацца пра будучыя даследаванні і больш шырокі пошук жыцця за межамі Зямлі. Крэдыт: NASA / JPL-Caltech

Ёсць скептыкі. Людзі казалі, што так, мы знайшлі ўсе гэтыя інгрэдыенты, неабходныя для жыцця, як мы ведаем, але ежа там занадта вялікая, таму, магчыма, нічога не ўжываюць ...

Так, адзін з момантаў, які быў зроблены, як толькі было абвешчана аб нашым адкрыцці, і пры поўным раскрыцці я з'яўляюся суаўтарам гэтай вадароднай паперы. Быў, ну, у цябе так шмат вадароду, што нічога там не ядуць уверх. Гэта магчыма. Цалкам магчыма, што навакольнае асяроддзе жыло, але не было заселена. Але іншая магчымасць заключаецца ў тым, што вырабляецца так шмат вадароду, што арганізмаў, якія там знаходзяцца, не дастаткова шмат, каб спажываць яго. І на самай справе ёсць месцы ў Сусветным акіяне, на марскім дне Зямлі, дзе ёсць гідратэрмальныя сістэмы, дзе выводзіцца так шмат вадароду, што прысутныя арганізмы проста не могуць усё спажываць. Такім чынам, гэта занадта шмат застолля і шмат ежы, якая траціцца дарэмна, і, у выпадку Энцэлада, выбухнула ў космас. Але гэта проста можа быць, што колькасць жыцця досыць абмежавана, што ён не можа спажываць усё гэта вадарод. Мы можам разважаць над гэтымі рэчамі, але адзіны спосаб даведацца - вярнуцца назад і шукаць малекулярныя прыкметы жыцця ў шлейфе.

Мы амаль упэўненыя, што вернемся, гэта занадта прывабная мэта. За выключэннем катастрофы на Зямлі, я паспрачаюся, што міжнародныя агенцтвы, NASA, еўрапейцы, японцы, кітайцы ці расіяне, адправяць туды місію разам ці ў адзіноце, каб першымі знайсці прышэльцаў, няхай гэта будуць мікробы .

І вы зрабілі ўсе гэтыя адкрыцці са “старой” тэхналогіяй, не паважаючы тых вялікіх інжынераў. Але, натуральна, зараз у нас значна лепшыя тэхналогіі. Што б вы паставілі на будучую арбіту, каб знайсці далейшыя прыкметы жыцця?

Я шмат думаў над пытаннем наступнага кроку для Энцэлада, так што ў мяне ёсць прапанова ў НАСА паняцце пад назвай Enceladus Life Finder, альбо ELF. Ну, самы надзейны спосаб шукаць жыццё і пазбягаць адначасова забруджвання гэтага акіяна - гэта рабіць вымярэнні ў шлейфе Энцэлада, лётаць праз шлейф і не спрабаваць прызямліцца і не спрабаваць ісці ў акіян ці нават акунь на краі аднаго з пераломаў, таму што заўсёды адкрывае магчымасць заражэння наземнымі арганізмамі. Такім чынам, пры пралёце праз шлейф нам даводзіцца працаваць з вельмі мала матэрыялам, дзясяткамі нанаграмаў, і лепшая тэхніка для барацьбы з такім разнастайным узорам - гэта масавая спектраметрыя, якую менавіта выкарыстоўваў Касіні. Але мас-спектрометры на Касіні - гэта чвэрць стагоддзя, калі яны былі распрацаваны, а мас-спектрометры, якія сёння могуць праляцець у космас, значна больш магутныя, яны маюць значна большую адчувальнасць і значна большы дыяпазон мас, і яны могуць глядзець на масы, каб значна больш і больш дакладна, гледзячы на ​​дробныя масы, звязаныя з энергіямі звязвання і ядром, якія дазваляюць адрозніць малекулы, якія ў адваротным выпадку можна лічыць адной масай. Такім чынам, пры масавай спектраметрыі - выпрабаванай і сапраўднай методыцы даследавання сонечнай сістэмы - мы можам шукаць прыкметы жыцця, а таксама ў значна лепшай ступені вызначыць, наколькі жывучы і для якога жыцця жыве акіян Энцэлада.

Шлейф, які выходзіў з ледзяных пераломаў на паўднёвым полюсе Энцэлада, 30 лістапада 2010 г. Крэдыт: NASA / JPL-Caltech / Інстытут касмічных навук

І якое жыццё там можа быць? Людзі на нядаўняй канферэнцыі NASA пажартавалі пра "крэветкі Энцэлада". І гэта не здавалася дзіўным, таму што, калі мы чуем пра гідратэрмальныя вентыляцыйныя адтуліны на дне акіяна на Энцэладзе, мы ўсе ўяўляем пышную сераду вакол нашых наземных гідратэрмальных вентыляцый. Але хіба мы тут скачам з пісталета, марым пра такія чужыя ракападобныя? Як сур'ёзны астрабіёлаг, наколькі вы настроены на гэтую марскую ежу?

Рэндэрынг мастака, які паказвае разрэз у інтэр'еры Энтулада Месяца Сатурна. Крэдыт: NASA / JPL-Caltech

Што ж, мы, напэўна, скачам з пісталета да самай крэветкі. Але калі вы хочаце ўявіць гідратэрмальныя вентыляцыйныя адтуліны на дне акіяна Энцэлада, дзе мікробы, адзінкавыя клеткі, жывуць і здабываюць энергію з вадароду і іншых прадуктаў харчавання, я лічу, што гэта цалкам разумна. Мы павінны ведаць, колькі фосфару і серы прысутнічае, элементаў, якія Касіні не мог вымераць, але якія можна вымераць па ELF. Гэта вельмі важна ведаць, колькі жыцця там можа прысутнічаць, колькі мікраарганізмаў там можа быць.

Але, безумоўна, далёка не здагадалася, каб мікробныя супольнасці сядзелі ў падмурку гэтага акіяна і атрымлівалі асалоду ад хімічных рэакцый, якія адбываюцца паміж скалой і вадой.

Малюсенькі Энцэлад быў цудоўным сюрпрызам для ўсіх. Першапачатковай мэтай для даследаванняў, сярод сатурынскіх лун, быў Тытан, і мы вельмі ганарымся, як еўрапейцы, зондам Гюйгенса. Гэта апынулася неверагоднай планетай. Як эксперт "Тытан", вы, безумоўна, хочаце вярнуцца.

Я рэзаў зубы на "Тытане" яшчэ 35 гадоў таму. Voyager 1 прыляцеў у 1980 годзе, а Voyager 2 у 81 годзе і сказаў нам, што атмасфера гэтага гіганцкага месяца Сатурна была вельмі шчыльнай, што ў ім азот і метан. Але не сказалі нам пра паверхню. І адзін са спосабаў разабрацца ў дадзеных - уявіць, што паверхню Тытана хаваецца ў гіганцкім акіяне этану і метану. Ну, Касіні выскачыў за гэты цудоўны бурбалка, калі дабраўся да Тытана ... Але ён выявіў, што ў паўночным паўшар'і ёсць мора і азёры, а ў паўднёвым паўшар'і Тытана - некалькі азёр. І зноў, як і ў Энцэлада, калі Касіні выявіў гэтыя азёры і моры, ён на самай справе змог прасачыць і распавесці, з чаго яны складаюцца і наколькі глыбокія яны. Дзякуючы радыёлакацыйнай сістэме, якая сапраўды ніколі не рабілася для гэтага, Касіні змог прамацаваць глыбіні вялікіх мораў Тытана, як Лігея Марэ, альбо Пунга і Кракен-Марэ. А потым, вымяраючы слабасць сігналу, які вяртаецца з глыбіні, можна было б сказаць нам, што сапраўды гэтыя моры складаюцца з вадкага метану і трохі этану і азоту. Такім чынам, велізарная колькасць вуглевадародаў, у сотні разоў больш, чым вядомыя запасы нафты і газу на Зямлі. І тады Хюйгенс, гэты фантастычны зонд, пабудаваны Еўрапейскім касмічным агенцтвам, прызямліўся на Тытане ў 2005 годзе і сфатаграфаваў яркі на суседнім схіле пагорка, на ледзяным пагорку, выразаным метанным дажджом у гэтыя цудоўныя яры. Але як толькі зонд прызямліўся, метан, этан і некаторыя іншыя вуглевадароды выліваліся з зямлі ў нагрэты ўпускны прыбор, мас-спектрометр. Такім чынам, Тытан поўны метану, і ўсе адкрыцці, зробленыя Гюйгенсам і Касіні, кажуць нам, што на тытане існуе эквівалент актыўнага гідралагічнага цыкла. Калі мы кажам пра гідралагічныя, мы думаем пра ваду, але ў выпадку з тытанам гэта метан. Ён фармуе аблокі, дождж, рэкі і мора Тытана, і таму гэта сапраўды мудрагелісты і экзатычны свет, але вельмі і вельмі актыўны.

Ці можа яна таксама фарміраваць жыццё?

І галоўнае пытанне ў гэтым, так - ці магла б быць форма біяхіміі, форма жыцця, якая магла б развівацца і ўтрымлівацца ў вадкім метане? І, вядома, адказ на гэта такі: мы не ведаем. Але мы таксама не можам прадэманстраваць, што гэта фізічна немагчыма. Мы не разумеем межаў, за якімі хімія можа і не можа стварыць жыццё ў дадзенай вадкасці. Я лічу, што шлях вярнуцца да Тытана складаецца ў тым, каб прызямліцца ў адным з вялікіх мораў і паплаваць. Гэта канцэпцыя місіі, якую некалькі з нас прапанавалі некалькі гадоў таму, пад назвай Правадыр Titan Mare (TiME), які, на жаль, не быў абраны. Але ўсё яшчэ існуе ідэя, каб вы маглі выплюхнуць у адно з гэтых мораў. На самай справе, Гюйгенс мог бы паваліцца, калі б ён быў разгорнуты ў вялікія шыроты, а не на экватар. І ён бы паплыў у гэтым матэрыяле. Такім чынам, адпраўце капсулу, выплюхніце яе, хай яна плыве ў моры, пакуль нарэшце не дабярэцца да берага і вымерайце дэталёвы склад, паглядзіце, ці не адбываецца нешта, што можа сведчыць аб тым, што ў гэтым жыцці ўтвараецца жыццё ці нават жыццё. мора.

Уражанне мастака аб прызямленні возера TiME

У мінулым годзе мы апублікавалі інтэрв'ю з Элен Стофан, былой галоўнай навукоўцай НАСА і яшчэ адным прыхільнікам эксперымента "Тытан Марэ". Вы таксама кажаце: калі ласка, не забывайце пра гэта, фінансуйце яго, бо нам патрэбен яшчэ адзін зонд на Тытане.

Ёсць шмат рэчаў, якія можна зрабіць у сатураўскай сістэме. Зразумела, пошук Энцелада - гэта, на мой погляд, самае неабходнае. Але вяртанне да Тытана і высадка на моры таксама мае вырашальнае значэнне. У пэўнай ступені я б сказаў, што ў нас вельмі складаны выбар, таму што мы былі настолькі паспяховымі. Касіні зрабіў так шмат адкрыццяў у сістэме Сатурна, што мы сапраўды не можам сачыць за імі ва ўсіх, прынамсі не ў нашым жыцці. Такім чынам, гэта стварае вельмі-вельмі складаны выбар і цікавыя дылемы, да якіх з гэтых фантастычных адкрыццяў мы займаемся.

Хіба не цудоўна, што мы дасягнулі гэтага, каб змагацца за такія прывабныя мэты! Самая распаўсюджаная дыскусія - паміж Энцэладам і Еўропай. У народнай фантазіі Еўропа была адным з месцаў, дзе мы думалі, што мы павінны «паспрабаваць» прызямліцца. Вы таксама ўдзельнічалі ў місіі Europa Clipper, сястры вадаёма еўрапейскай місіі JUICE. На мінулым тыдні мы пагаварылі з некаторымі людзьмі з каманды JUICE, і яны былі ўсхваляваны наведваннем не толькі Еўропы, але і Калліста, і, галоўным чынам, Ганімеда, іншых лун з магчымымі падземнымі акіянамі. Але вы збіраецеся засяродзіць усе свае намаганні на Еўропе. Раскажыце пра сваю місію і свае мэты там.

Вядома, самы першы акіян у ледзяным месяцы быў у Еўропе. Ён быў выяўлены яшчэ ў сярэдзіне-канцы 1990-х на арбіце Галілеа, якая, перш за ўсё, была місіяй НАСА, а таксама пры ўдзеле Германіі, якая кружыла на Юпітэры з сярэдзіны 1990-х да прыкладна 2003 г. Адно з сапраўды відовішчных адкрыццяў Галілея было тое, што Еўропа вырабляе перакос у магнітным полі Юпітэра, бо ён круціцца вакол Юпітэра, і менавіта такое скажэнне можна было б чакаць, калі пад паверхняй Еўропы знаходзіцца вялікая вада салёная вада і не вельмі далёка пад паверхняй. Цяпер Еўропа - нашмат большы Месяц, чым Энцэлад, ён у сотні разоў большы па аб'ёме, таму вада, пра якую мы гаворым, эквівалентна ўдвая большай колькасці вады ў акіянах Зямлі. І мы ведаем, што гэта салёнае, але існуе шырокі спектр магчымых значэнняў для салёнасці. Так што ўсё, што мы ведаем. Мы не ведаем падрабязна ўтрыманне солі, мы не ведаем, якія солі ёсць, мы не ведаем, ці ёсць у акіяне арганічныя малекулы, малекулы, якія спальваюць вуглярод. Шмат чаго мы ведаем пра Энцэлада, пра Еўропу мы не ведаем, бо Галілей не знайшоў шлейфу, і нават у яго не было інструментаў, каб пралятаць праз гэты шлейф. Так, пачынаючы з 1998–1999 гадоў, многія з нас падштурхнулі да місіі ў Еўропу. Існаваў амаль адзін, але НАСА адмяніла яго, таму што палічыла, што гэта занадта дорага абышлося, і вось, вось ужо 17 гадоў пасля адмены, і ў нас, нарэшце, ёсць місія, якая рыхтуецца ісці.

Прадстаўленне гэтага мастака паказвае касмічны карабель місіі НАСА НАСА, які распрацоўваецца для запуску дзесьці ў 2020-я.

Europa Clipper прызначаны для арбіты Юпітэра, але ён стварае некалькі пералётаў Еўропы, у яго ёсць фантастычны дадатак прыбора, які ўключае два мас-спектрометры, якія будуць вымяраць склад шлейфа, калі ёсць шлейфы, але яны нават могуць выявіць матэрыял, які проста выпараецца. з паверхні, нават калі няма шлейфаў, і таму з тымі, а таксама прыборамі дыстанцыйнага зандзіравання ва ўльтрафіялетавых і каля інфрачырвоных камер і гэтак далей, мы зможам даведацца, ці ёсць на паверхні ўчасткі арганікі, былі выштурхнуты ўверх, выцягнуты праз ваду, якая вырывалася з акіяна, і там ёсць радарная сістэма, якая будзе рабіць вымярэнні, якія скажуць нам, як глыбіня акіяна - гэта кіламетр уніз ці пяцьдзесят кіламетраў - у чым мяняецца. Такім чынам, Europa Clipper дасць нам усё неабходнае, каб зрабіць наступны крок, калі мы вырашым гэта зрабіць, непасрэдна вывучаючы акіян Еўропы і шукаючы там жыццё. Але гэта першы важны крок, таму што мы не маем для Еўропы такой інфармацыі, якую мы маем пра Энцэлада, пра Касіні. Так, працягваецца «вайна светаў», некаторыя ідуць у Еўропу, іншыя - у Энцэлад. На мой погляд, прырода падарыла нам два светы ў знешняй сістэме, якія маглі б мець жыццё, і ці не было б фантастычна, калі б мы пайшлі ў абодва і выявілі, што жыццё не толькі ў акіянах, Еўропе і Энцэладзе, але і ў кожным канкрэтным выпадку невялікая розніца ў біяхіміі, якая кажа нам, што яны мелі незалежнае паходжанне і сапраўды мелі незалежнае паходжанне ад жыцця на Зямлі. Гэта было б неверагодным багаццем пазаземнай біялогіі, якую мы маглі б вывучыць.

Гэтыя кампазіцыйныя выявы паказваюць падазраваны шум матэрыялу, які вывяргаецца за два гады ад таго ж месца на ледзяной месяцы Еўропы Юпітэра. Абодва шлейфа, сфатаграфаваныя ў ультрафіялетавым святле касмічным тэлескопам HABble Spectrograph, былі заўважаныя ў сілуэце, калі месяц праходзіў перад Юпітэрам. Малюнак: NASA / ESA / W. Іскры (STScI) / Навуковы цэнтр астрагеалогіі USGS

Вы пажартавалі ў адной з сваіх прэзентацый, што "я мужчына сярэдняга ўзросту, таму, калі ласка, паспяшайцеся з бюджэтамі і місіямі". Але вы з гэтым выглядаеце аптымістычна і, здаецца, ёсць планы на новыя місіі ў пошуках жыцця. Хто ведае, вы можаце стаць аўтарам на газеце, якая абвяшчае там жыццё ...

Гэта сапраўды было б цудоўна! Жартуючы ў бок, я не вельмі гэтак хвалююся, калі я пішу гэты артыкул, але я хацеў бы на самой справе даведацца, што я хацеў бы, каб гэта адбывалася да таго, як я памру. Я магу сказаць, што перспектыва ў 57 вельмі малая, чым у 27. Для мяне самая непрыемная частка складаецца ў тым, што час паездкі ў сістэму Юпітэра і Сатурн вельмі доўгі, з ракетамі, якія НАСА мае для гэтых місій. Гэта пяць гадоў Еўропе і дзесяць гадоў Энцэладу. Мы маглі б выявіць з выкарыстаннем вялікіх ракет, якія знаходзяцца ў стадыі распрацоўкі, як сістэмы касмічнай ракеты NASA, альбо ракет у прыватнай прамысловасці. Але тыя (часы падарожжаў) жахлівыя, асабліва для Энцэлада. Тым не менш, што іранічна, што абедзве падзеі выяўлення жыцця могуць адбыцца прыблізна ў адзін і той жа час, таму што з Еўропай нам давядзецца некалькі чакаць вынікаў Кліпера, а для Энцэладуса гэта проста займае больш часу, каб дабрацца да яго, хоць мы гатовы зрабіць Місія па выяўленні жыцця прама зараз. Таму я хацеў бы, каб гэта адбывалася ў 2020-х, але ў мяне ёсць адчуванне, што першае выяўленне жыцця ў знешняй Сонечнай сістэме, калі яно будзе, будзе ў 2030-я гады.

Вы таксама працуеце ў якасці даследчыка навуковай групы місіі Juno.

Зараз Джунона знаходзіцца на арбіце вакол Юпітэра, гэта першая арбітальная генетычная планета гіганцкай планеты, якая ўваходзіць у клас місій сярэдняга памеру New Frontiers, задуманы галоўным даследчыкам Скотам Болтанам з паўднёва-заходніх даследаванняў і яго навуковай камандай. Юнона - гэта ўсё пра Юпітэра. У той час як мы думаем пра шматлікія місіі гіганцкіх планет як пра вывучэнне спадарожнікаў або кольцаў і гэтак далей, Juno - гэта ўсё пра Юпітэр. І тое, што мы выяўляем, калі мы гаворым - я раней размаўляў у будучым часе, але зараз мы прысутнічаем так, што гэта цяперашняе напружанне - мы высвятляем, што такое структура Юпітэра, як арганізаваны тыраж тыражу ўнутры Юпітэра. - мы робім гэта праз дадзеныя гравітацыі; мы шукаем у канчатковым выніку, каб даведацца, ці ёсць у Юпітэра трывалы стрыжань, які раскажа нам пра тое, як утварылася планета - ці быў гэта працяглы двухэтапны працэс, які ўтварае нейкую супер-Зямлю, а потым газ рушыцца зверху; ці ўтварылася ўсё адразу з няўстойлівасці на дыску, якая магла б адбыцца вельмі хутка? Мы таксама хочам разабрацца ў магнітным полі Юпітэра, у геаметрыі яго, таму што гэта скажа нам, ці адбываецца ён у металічным вадародным рэгіёне Юпітэра, ці ціск такі вялікі, што вадарод становіцца металам і што ў сваю чаргу дасць нам больш інфармацыі пра структуру. Мы атрымліваем прыгожыя выявы атмасферы, штормных сістэм, слупоў, як у аптычным, так і ў блізкага інфрачырвонага - цудоўны прыбор, пабудаваны і прадастаўлены італьянскім касмічным агенцтвам, які займаецца гэтымі выдатнымі інфрачырвонымі назіраннямі. А потым, з дапамогай іншага інструмента, мы паступова збіраем дадзеныя, неабходныя для вымярэння багацця вады, глыбока ўнутры Юпітэра. Зонд "Галілеа", пастаўлены Галілеем у сярэдзіне 1990-х, не знайшоў чаканай колькасці вады, і думаў, што вада на самай справе высахла і выдалілася, таму што зонд трапіў у незвычайны рэгіён, гарачую кропку, дзе там шмат сухога, тоненага паветра, сціхаючы паветра. Такім чынам, вада з'яўляецца галоўным носьбітам кіслароду, кісларод - найбольш багаты з цяжкіх элементаў, неводород і гелій, таму, калі мы хочам зразумець матэрыял, які пайшоў у Юпітэр напачатку, будаўнічыя блокі гэтай гіганцкай планеты, нам трэба вызначыць багацце вады. Юнона зробіць гэта, як і іншыя рэчы, фатаграфіямі Аўроры, вымярэннямі магнітнага поля, і галоўным для ўсяго гэтага з'яўляецца тое, што Юнона знаходзіцца ў той арбіце, якую Касіні толькі што ўвайшоў на сваіх праксімальных арбітах - вельмі і вельмі эксцэнтрычная арбіта, вельмі блізкая да верхавін хмары Юпітэра ў блізкай кропцы, і тады яна адыходзіць вельмі далёка ад Юпітэра на большую частку арбіты, каб пазбегнуць атрымання занадта шмат выпраменьвання з вельмі дзівоснага радыяцыйнага пояса Юпітэра. Гэта выдатная місія, якая ідзе вельмі добра, і я думаю, што адкрыцці будуць выдатнымі.

Касмічны карабель НАСА

Мы, і астатняя публіка, вельмі спадабаемся гэтым казачным вобразам штормаў. І мы часам задумваемся над тым старым пытаннем: ці можа быць жыццё ў аблоках Юпітэра? У нас ёсць жыццё ў нашых аблоках, якія ідуць адсюль. Ці могуць там быць мікробы ці іншыя жывыя рэчы?

Ну, сумленны адказ - я не ведаю. І ніхто не ведае. Але, вядома, гэта ідэя, пра якую вельмі слаўна Карл Саган і яго калега тут, у Корнелі, Эдвін Эрнэст Салпетэр, задумваліся, магчыма, гэта было трыццаць гадоў таму, калі яны думалі пра тое, ці можна мець жывыя формы жыцця, якія існуюць у ўмераных рэгіёнах атмасферы Юпітэра, дзе існуюць вадзяныя аблокі, дзе арганічныя малекулы могуць забяспечваць ежу для гэтых арганізмаў, і яны ўяўлялі сабе рэчы, падобныя на гіганцкія ўдары, якія б плавалі па гэтай частцы атмасферы. Цяжкасць, якая ўзнікае ў мяне, заключаецца ў тым, як на самой справе стварыць жыццё, таму што для таго, каб захаваць яго плавучасць і пазбегнуць падзення ўглыб гэтай амаль бяздоннай атмасферы, дзе тэмпература і ціск становяцца настолькі высокімі, што малекулы вугляроду былі б разагнаны і знішчаны. Гэта патрабуе пэўнай складанасці ў плане кантролю плавучасці, мабільнасці і гэтак далей, але самыя раннія крокі да жыцця ніяк не маглі б уключыць малекулы і нават сістэмы малекул з такой вытанчанасцю. Дык дзе калыска жыцця ў атмасферы Юпітэра? Па-мойму, гэта сапраўднае пытанне, дзе знаходзяцца месцы, стабільныя досыць доўга, каб малекулы мелі шанец сабрацца і вырабіць вельмі ранняе жыццё. Я думаю, што гэта займальная ідэя, але гэта не першае месца, куды я б пайшоў шукаць жыццё.

Такім чынам, мы зноў у Энцеладзе. Ёсць яшчэ адна ідэя SF, у параўнанні з тым, што мы робім зараз, - ісці да Энцэлада і не толькі выходзіць на арбіту і вынюхваць шлейфы, але і прызямляцца, і не толькі прызямляцца, але і свідраваць альбо раставаць наш лёд, пакуль мы не дойдзем да акіян. Наколькі вам падаецца гэтая ідэя і наколькі цяжка пазбегнуць заражэння ў абодвух напрамках?

Каб прызямліцца на Энцэладзе, каб проста прасвідраваць і апрабаваць акіян, гэта далёка не надуманыя ідэі, але для іх рэалізацыі спатрэбіцца шмат грошай - гэта будзе значна даражэй, чым шлейф-зонд накшталт Касіні альбо ELF. Цяжкасць пры пасадцы на любую паверхню заключаецца ў тым, што вы павінны ведаць, што гэта за паверхня, вы павінны быць у стане паспяхова працаваць, і тады вы павінны быць у стане ісці туды, дзе выходзяць некаторыя з гэтых самалётаў. пераломы, каб мець магчымасць адбіраць іх. І тады, калі б вы хацелі так узяць акіян, вам давядзецца ведаць, як далёка ніжэй гэтай паверхні на самай справе дайшла вадкая вада, цалкам магчыма, што пры пераломах вадкая вада падымаецца да ўзроўню, далёка не далёка ад паверхні. , але ўсё яшчэ вельмі складаны для прамога адбору пробаў. Такім чынам, самы просты, надзейны, я б сказаў, гарантаваны спосаб узяць узоры акіяна - зрабіць гэта ў шлейфе. Калі вы хочаце прызямліцца, то, як вы сказалі, вы павінны турбавацца пра забруджванне, і таму, што акіян Энцэлада, здаецца, сапраўды жылы ў класічным сэнсе гэтага слова, калі вы кінулі мікробаў у акіян, яны б на самай справе выжылі. Апошняе, што мы хацелі б зрабіць, гэта кінуць мікробы ў гэты акіян, і для гэтага спатрэбіцца вельмі строгая стэрылізацыя. У выпадку з Марсам заўсёды былі падазрэнні, што на паверхні няма месца, дзе жыццё - хоць вікінг быў вельмі старанна стэрылізаваны, не ўсе наступныя касмічныя караблі былі настолькі старанна стэрылізаваны. Але для Энцэлада вам прыйдзецца быць вельмі і вельмі асцярожным, каб пазбегнуць нават невялікай мікробнай нагрузкі ў гэты акіян. І я думаю, што гэта зробіць місію яшчэ даражэйшай і шмат у чым вельмі небяспечнай - для Энцэлада. Я бачыў бы гэта, як выконваць палёты на шлейф-зонд, можа быць, нават працягнуць узору вяртання, калі апынецца, што мы знойдзем доказы жыцця, магчыма, наступны крок - не пасадка, а выкананне калекцыйнай місіі, куды вы ідзяце шматразова шлейце, падбіраючы матэрыял, а потым вяртаючы яго на Зямлю. Мне падабаюцца такія значна лепш, чым пасадка.

Буйным планам аднаго з глыбокіх пераломаў празвалі

Зараз апошнія адкрыцці і нядаўні фокус на водных светах азначае, што гэта гонка паміж знешнімі воднымі светамі і Марсам у пошуку жыцця іншапланецян. Марс да гэтага часу даваў нам усе сігналы былога населенага свету. Гэта можа азначаць, што магчыма, што мы маглі знайсці жыццё ў двух, нават трох месцах Сонечнай сістэмы, з цалкам незалежным паходжаннем і эвалюцыяй. Як крута было б?

Я б толькі азірнуўся на канец 1960-х гадоў, калі Марс апынуўся мёртвым светам з кратэрамі з ранніх аблётных місій, калі мы нічога не ведалі пра луны знешняй Сонечнай сістэмы, мяркуецца, што гэта проста халодныя ледзяныя мёртвыя светы. Я ведаю, што ў той час у Сонечнай сістэме быў вялікі песімізм адносна таго, ці можна знайсці доказы жыцця, жывых ці мёртвых. Чаму ўсё змянілася? Яны змяніліся з-за вывучэння планеты, таму што здольныя касмічныя караблі былі адпраўлены на Марс, да знешняй Сонечнай сістэмы, і мы лічым, што гэтыя месцы значна цікавейшыя, чым раннія спробы разведкі касмічных караблёў прымушаюць нас верыць.

Мы гаварылі пра наступныя дзесяцігоддзі. Ці можам мы нават адважыцца гаварыць пра наступныя сто гадоў? Мы вялікія прыхільнікі нядаўняга амерыканскага тэлешоу пад назвай "Абшар", таму мы марым пра каланізацыю Сонечнай сістэмы.

Гэта цікавае пытанне аб тым, што людзі будуць рабіць у космасе ў наступныя сто гадоў. Зразумела, крыху прыгнятальна думаць пра тое, што апошні пасадку Апалона на Месяцы быў на самай справе 45 гадоў таму. Гэта амаль паўстагоддзя. Мы з тых часоў знаходзіліся на нізкай арбіце Зямлі. Калі хто хоча адправіць людзей на Марс, скажам, ЗША ў супрацоўніцтве з іншымі дзяржавамі, гэта будзе вялікім пачынаннем, гэта зробіць Апалона падобным на невялікую праграму, і для гэтага спатрэбіцца сапраўднае міжнароднае супрацоўніцтва, і гэта запатрабуе настойлівасці на працягу двух-трох дзесяцігоддзяў. Такім чынам, я не ведаю, калі мы гэта ўбачым, але для таго, каб прызнаць, гэта спатрэбіцца дзесяцігоддзямі. Калі мы гэта зробім, то пытанне ў тым, што будзе пасля гэтага, а што з калоніямі? І выдатным спосабам праверыць, ці магчымыя самадастатковыя калоніі ў космасе, было б паспрабаваць пасадзіць яе на Месяц, які значна бліжэй і дазваляе хутка вярнуцца на Зямлю, калі нешта пойдзе не так. Але я думаю, што другі момант, і мы не можам гэтага забыць, заключаецца ў тым, што робаты, кампутары і інтэрфейсы з людзьмі настолькі змяніліся за апошнія некалькі дзесяцігоддзяў, што, калі вы думаеце наперад да ста гадоў у будучыні, вам цікава, ці будзе дыскусія пра робататэхніку у параўнанні з даследаваннямі чалавека наогул актуальна і незалежна ад таго, у рэальным фізічным сэнсе альбо ў сэнсе тэлепрысутнасці, людзі і робаты будуць проста пракладзены і будуць намагацца выйсці ў Сонечную сістэму. Я не думаю, што мы можам уявіць сабе, як гэта выглядала б сёння, але я думаю, што мы былі б занадта кансерватыўнымі, калі б не ўяўлялі, што гэта будзе нешта зусім іншае, чым традыцыйныя дыскусіі пра касманаўтаў і робататэхнічных касмічных апаратаў.

Калі мы паедзем туды, гэтак жа будуць і нашы мікробы. Некаторыя кажуць, што неэтычна прывозіць іх альбо наўмысна культываваць з імі Марс. Што вы думаеце пра гэта?

На жаль, мы ўжо ўвялі мікробаў з Зямлі на паверхню Марса, хаця звычайна там, дзе сёння не чакаеш жыцця. Дапусцім, гэта ўраўненне, ці хочам мы з Марсам адправіцца на Марс, альбо хочам пакінуць іх нават на марсіянскай арбіце, скажам так, і даць ім кіраваць складанымі машынамі на паверхні Марса. Але калі мы ўсё ж вырашым выйсці і вывесці людзей на паверхню, гэта павінна быць у месцах, якія раней былі сертыфікаваны робатамі, быць нецікавымі з пункту гледжання жыцця, і там, дзе няма магчымасці, каб мікробы, якія мы маем, маглі б ўвесці ў біялагічна значныя раёны. Таму я думаю, што гэта не выключае прысутнасці чалавека на паверхні Марса, але гэта азначае, што мы павінны быць вельмі і вельмі ўважлівымі да таго, куды яны ідуць і што робяць, калі яны там.

Заключнае пытанне. Уявіце сабе тры місіі, якія вы хацелі б зрабіць: адна ў рамках бюджэтных абмежаванняў праграмы "Новыя межы", адна флагманская місія і адна ідэальная, нават СФ, місія.

Мая непасрэдная рэакцыя на новую місію New Frontiers заключаецца ў тым, каб заняцца даследаваннем струменяў Энцэлада і пашукаць жыццё, а місію ELF падобную. ELF так добра ўпісваецца ў праграму New Frontiers, што для мяне гэта відавочная місія.

Тое, што я б на самой справе зрабіў з флагманскай місіяй, - і гэта было вывучана, і я дапамагла гэтаму вывучыць - я б на самой справе вярнуўся да Тытана з флагманскай місіяй. Я б патраціў менавіта тую манету на Тытан, таму што гэта такі разнастайны і складаны свет, што калі б ты паехаў туды з арбітай, якая на самай справе круціла б на "Тытане" і рабіла радары вельмі высокай магутнасці, або маляванне, каб атрымаць дэталі паверхні значна лепш, чым тое, што зрабіў Касіні, а потым разгарнуць зонд на паверхні або на паветраным шары, які б плаваў вакол, нават верталёт ці што-небудзь. Але зрабіць гэта ў тандэме, гэта было б вывучэннем свету, які шмат у чым з'яўляецца зямлёй некалі і будучыні - Зямлёй мінулага, з пункту гледжання багацця прымітыўных арганічных малекул; і Зямля будучыні, у тым сэнсе, што калі на Тытане калі-небудзь былі акіяны, яны высахлі, і нам засталося некалькі мораў, таму вывучэнне клімату такога кшталту можа навучыць нас пра нашу ўласную будучыню. На мой погляд, гэта сапраўды патрабуе флагмана, каб зрабіць гэта правільна.

Цяпер фантазійная місія, якую я хацеў зрабіць, калі б не перажываў пра бюджэт ... Я б абавязкова пайшоў з нейкай вельмі здольнай ядзернай місіяй, каб наведаць кожную з гіганцкіх планет і звярнуцца на арбіту Еўропы, каб кінуць там зонд, ісці да Сатурна, які, напэўна, ахоплены маёй іншай місіяй, так што ісці напрацягу да Урана, даведацца, што падобныя луны на самай справе, адправіць зонд праз атмасферу Урана, далей адправіцца ў Нептун і, нарэшце, прызямліцца на паверхню трытона, якая амаль напэўна з'яўляецца аб'ектам пояса Койпера, які патрапіў у пастку чатыры з паловай мільярда гадоў таму, каб можна было даследаваць азот і гейзеры і зразумець, чым ён адрозніваецца ад Плутона і іншых аб'ектаў пояса Койпера . І як толькі мы стаміліся ад гэтых месцаў, магчыма, запусцім гэтую чароўную машыну ў пояс Койпера. Далёка-далёка, але я хацеў бы паглядзець, што падобны на Эраса, гэты іншы аб'ект Пояса Кайпера, які па памеры аднолькавы да Плутона і крыху меншы за Трытон. Проста пайсці туды і паглядзець, што ў паясы Койпера нешта далёкае, але такога ж памеру, як Плутон і Трытон, што гэта на самой справе?

Вялікі дзякуй, сэр, за размову з намі!

Калі вам спадабаюцца нашы інтэрв'ю, вам спадабаецца наша друкаванае выданне!

Паказваючы некаторыя з найноўшых малюнкаў, якія выходзяць з флоту Зямлі робататэхнікаў і шмат цікавых інтэрв'ю з касманаўтамі, астраномамі і інжынерамі з усіх бягучых і запланаваных місій, Adventures In The New Solar System стане лепшым касмічным буказінам года!

Папярэдне загадайце, каб сярод першых атрымлівалі асалоду ад больш за 350 старонак, надрукаваных на якаснай глянцавай паперы, з выдатнымі макетамі і яшчэ лепшым зместам!

Акрамя таго, не забудзьцеся падпісацца на нашу абавязковую чытанне бюлетэня!