Вселенная с нуля. От Большого взрыва до абсолютной пустоты

Проект автоматической межпланетной станции JUICE был утвержден в мае 2012 года; на 2022-й запланирован запуск станции с помощью ракеты-носителя Ariane V. После гравитационных маневров с участием Венеры, Земли и Марса, к 2029 году зонд должен достичь Юпитера. Путешествие в системе Юпитера начнется с облета Ганимеда, в процессе которого станция затормозится и выйдет на орбиту вокруг газового гиганта. Затем, как предполагается, аппарат использует гравитационное воздействие Ганимеда и Каллисто для дальнейшего изменения траектории. Станция пролетит над полюсами Юпитера, дважды облетит Европу, пятнадцать раз обернется вокруг Ганимеда и двенадцать – вокруг Каллисто. В августе 2032 года она наконец вернется на орбиту вокруг Ганимеда и станет первым космическим аппаратом на орбите вокруг внеземной луны. Постепенно сближаясь с самым крупным спутником Солнечной системы, станция должна закончить свою миссию в сентябре 2033 года, разбившись о плотный ледяной панцирь, покрывающий поверхность Ганимеда.

С момента прибытия в систему Юпитера зонд JUICE начнет выполнять свои основные задачи – исследование Европы и в особенности Ганимеда, спутников, на которых, как полагают ученые, под толстой коркой льда залегают океаны соленой воды. Эти океаны немного похожи на знаменитое озеро Восток, обнаруженное на глубине почти четырех километров под льдами Антарктиды. С середины 2032 года станция JUICE должна стать пионером исследований соленого океана, таящегося подо льдами Ганимеда. По объему этот океан больше всех земных, вместе взятых; астробиологи полагают, что он вполне подходит для возникновения жизни, особенно в тех местах, где вода контактирует со скальными породами.

☛ СМ. ТАКЖЕ

Галилей создает первый телескоп (1609)

2035 Регистрация гравитационных волн в космосе

Гигантский лазерный интерферометр LISA, состоящий из трех космических аппаратов, запущенных на орбиту вокруг Солнца, предназначен для регистрации низкочастотных гравитационных волн.

Черные дыры, нежданные дети общей теории относительности Эйнштейна, обладают такой плотностью при относительно небольших размерах, что удерживают в своих объятиях все подряд, включая доказательства своего существования. В 2016 году завеса тайны наконец была приподнята – зарегистрировали гравитационные волны, порожденные слиянием черных дыр в отдаленной области Вселенной. Но еще до объявления этих результатов астрофизики были уверены в реальности черных дыр – множество явлений нельзя было объяснить иначе, чем существованием сверхплотных массивных тел, лишенных материальной поверхности.

Регистрация гравитационных волн, позволившая исследовать динамику пространства-времени в момент слияния черных дыр, стала прямым доказательством существования этих объектов. Прохождение гравитационной волны вызывает изменение на один аттометр (миллиардная доля миллиардной доли метра) длины ортогональных плеч протяженностью в несколько километров. Столь незначительную разницу длин можно зарегистрировать, сравнив с помощью интерферометра время пробега двух лазерных лучей, совершающих очень частые колебания вдоль плеча. Однако на Земле плечи регистрирующих устройств невозможно сделать такими длинными, как это необходимо для регистрации низкочастотных (менее десяти герц) гравитационных волн. Такие волны образуются при слиянии сверхмассивных черных дыр, находящихся в ядрах галактик. Из-за постоянных сейсмических шумов регистрировать такие события на Земле невозможно.

Этих ограничений можно избежать, вынеся интерферометр в космос. Именно такова идея лазерной интерферометрической космической антенны LISA (Laser Interferometer Space Antenna) – миссии, разрабатываемой Европейским космическим агентством (ESA) еще с 1990-х годов. Планировавшееся с самого начала проекта сотрудничество с НАСА продвигалось с трудом, но первая регистрация гравитационных волн в 2016 году заставила НАСА возобновить свое участие в работах. Возвращение НАСА было, кроме того, связано с успехом европейского зонда LISA Pathfinder, продемонстрировавшего технические возможности будущей гравитационно-волновой обсерватории. В 2017 году при участии НАСА ЕКА представило окончательную схему интерферометра LISA: обсерватория будет состоять из трех элементов, расположенных в вершинах треугольника на гелиоцентрической орбите в пятидесяти миллионах километров от Земли. Эти три зонда предполагается запустить в 2034 году на ракете-носителе Ariane-5; после длительной настройки LISA должна будет начать регистрировать низкочастотные гравитационные волны.

☛ СМ. ТАКЖЕ

Радиус Шварцшильда (1916)

Регистрация гравитационных волн (2016)

2042 Встреча с внеземной жизнью