Мичио Каку - Будущее человечества. Колонизация Марса, путешествия к звездам и обретение бессмертия

Если говорить о потенциале поддержания жизни, то луны Юпитера и Сатурна в этом плане выглядят куда перспективнее своих центральных планет. У этих газовых гигантов насчитывается по крайней мере 79 и 62 спутника соответственно. Когда-то астрономы полагали, что все луны Юпитера похожи между собой, что все они проморожены насквозь и безжизненны, как наша Луна. Поэтому ученые были поражены до глубины души, когда выяснилось, что каждая луна планеты-гиганта обладает собственными неповторимыми свойствами. Эта информация буквально перевернула их взгляды на жизнь во Вселенной.

Самым интригующим из всех спутников газовых гигантов, пожалуй, следует назвать Европу — один из первых, открытых еще Галилеем, спутников Юпитера. Европа, подобно некоторым другим лунам наших планет-гигантов, покрыта толстым слоем льда. По одной из теорий, когда-то водяной пар из вулканов на молодой Европе сконденсировался в древние океаны, которые замерзли при остывании этого спутника. Этим, возможно, объясняется тот любопытный факт, что Европа — одна из самых гладких лун Солнечной системы. Несмотря на то что она подвергалась сильной астероидной бомбардировке, ее океаны, вероятно, замерзли уже после того, как эта бомбардировка в основном закончилась, скрыв образовавшиеся на поверхности шрамы. При взгляде из космоса Европа похожа на шарик для пинг-понга: на ней почти нет поверхностных деталей — ни вулканов, ни горных цепей, ни метеоритных кратеров. Единственная видимая ее особенность — это покрывающая всю поверхность сеть трещин.

Астрономы пришли в восторг, когда выяснилось, что подо льдом на Европе может находиться океан жидкой воды. По объему океаны Европы (по оценкам) в 2–3 раза превосходят земные, ведь наши океаны лежат на поверхности планеты, тогда как на Европе они заполняют собой большую ее часть.

Если журналисты часто говорят: «Следите за деньгами», то астрономы говорят: «Следите за водой», — поскольку именно вода является фундаментом жизни в том виде, в каком мы ее знаем. Мысль о том, что в царстве газовых гигантов может существовать жидкая вода, изумила ученых. Ее присутствие на Европе поставило перед астрономами загадку: откуда на этом спутнике берется тепло для растапливания льда? На первый взгляд ситуация противоречила здравому смыслу. Мы очень долго считали, что Солнце — единственный источник тепла в Солнечной системе и что планета должна обязательно лежать в так называемой «зоне Златовласки», чтобы быть пригодной для жизни, но Юпитер находится далеко за пределами этой зоны обитаемости. При этом мы забывали рассмотреть другой потенциальный источник энергии — приливные силы. Тяготение Юпитера так велико, что он может вытягивать и сжимать Европу. При движении спутника по орбите приливной горб на нем непрерывно смещается. Вытягивание и сжатие может вызывать в ядре Европы сильное трение, когда камень вжимается в камень, и тепла, выделяемого этим трением, может оказаться достаточно, чтобы расплавить значительную часть ледового покрова.

Обнаружение жидкой воды на Европе помогло астрономам понять, что существует источник энергии, способный создать условия для жизни даже в самых темных областях космического пространства.

Запуск космического аппарата Europa Clipper запланирован примерно на 2022 г. Стоимость проекта приблизительно $2 млрд, его цель — проанализировать ледовый покров Европы, а также состав и природу ее океана и проверить их на признаки наличия органических соединений.

Инженерам будет очень непросто проложить маршрут для этого космического аппарата. Европа лежит внутри окружающего Юпитер агрессивного радиационного пояса, и исследовательский зонд, размещенный на ее орбите, вполне возможно, будет «поджарен» всего за несколько месяцев. Чтобы избежать этой угрозы и продлить жизнь аппарата, авторы проекта решили, что Clipper следует вывести на такую орбиту вокруг Юпитера, которая будет располагаться преимущественно за пределами радиационного пояса. Тогда его траекторию можно будет менять таким образом, чтобы она придвинулась ближе к Юпитеру и при этом обеспечила 45 коротких пролетов мимо Европы.

Одна из целей этих пролетов — рассмотреть и по возможности исследовать поднимающиеся над Европой фонтаны водяного пара, которые наблюдал космический телескоп «Хаббл». Возможно, зонд даже сможет пролететь сквозь такой фонтан. Не исключено также, что Clipper попытается получить образец содержимого фонтанов, выпустив в них несколько мини-зондов. Поскольку садиться на Европу Clipper не будет, исследование выбрасываемого с нее водяного пара — наш шанс заглянуть одним глазком в океан Европы. Если эта экспедиция пройдет успешно, в дальнейшем можно будет думать о посадке зонда на Европу, чтобы пробурить ее ледяной панцирь насквозь и отправить какой-нибудь исследовательский аппарат непосредственно в океан.

Однако Европа не единственная луна газового гиганта, на которой мы ищем органические соединения и микробную жизнь. Выбросы водяных гейзеров замечены также на спутнике Сатурна Энцелад; на этом основании можно предположить, что там подо льдом также имеется океан.

Сейчас астрономы понимают, что наиболее важную роль в эволюции спутников планет-гигантов играют приливные силы. Поэтому важно разобраться, насколько велики эти силы и как они действуют. Возможно, они также дадут нам ответ на одну из загадок, связанных с газовыми гигантами, — на вопрос о происхождении великолепных колец Сатурна. Ученые считают, что в будущем, когда астронавты начнут посещать планеты других звездных систем, выяснится, что многие газовые гиганты имеют вокруг себя кольца, как в нашей Солнечной системе. Это, в свою очередь, поможет определить, насколько велики приливные силы и способны ли они разрывать на части целые луны.

Великолепие колец Сатурна, состоящих из частиц камня и льда, волновало воображение многих поколений художников и мечтателей. В научной фантастике сделать на космическом корабле виток вокруг колец едва ли не обязательный ритуал для каждого астронавта-стажера. Наши космические зонды обнаружили, что кольца есть у всех газовых гигантов Солнечной системы, хотя не такие большие и красивые, как те, что обращаются вокруг Сатурна.

Для объяснения возникновения колец предлагалось множество гипотез, но самая, наверное, убедительная из них связывает существование колец с приливными силами. Гравитационного притяжения Сатурна, как и притяжения Юпитера, достаточно, чтобы сделать любую луну слегка вытянутой, или овальной, как мяч для регби. Чем ближе луна подходит к Сатурну, тем сильнее она вытягивается. В конце концов, приливные силы, растягивающие луну, уравновешивают силу самотяготения, удерживающую ее от распада. Наступает переломный момент. Если луна подходит еще чуть ближе, тяготение Сатурна буквально разрывает ее на части.