За новыми горизонтами. Первый полет к Плутону

Также они привлекали других людей, чтобы выступить в защиту полета к Плутону. Эти призывы возымели эффект: пресса и общественность открыто осуждали отмену экспедиции. В статье в Space Daily говорилось: «Этот шаг привел в ярость многих ученых-планетологов, потому что… Плутон как объект исследования поистине уникален, его изучение не может ждать». Также в ней была процитирована фраза Лу Фридмана, который тогда был директором Планетного общества и сказал, что решающим фактором в возрождении проекта может быть то, что «NASA удивится, увидев, насколько на самом деле популярен Плутон».

Тем не менее время поджимало, поскольку различные небесные и земные обстоятельства складывались так, что исследования Плутона нужно было проводить «сейчас или никогда».

Во-первых, существовало стартовое окно, определенное взаимным расположением Земли, Юпитера и Плутона. Как старт большого путешествия аппарата «Вояджер» был ограничен временем, когда планеты-гиганты выстраиваются в одну линию, что происходит достаточно редко, точно так же и путешествие к Плутону требовало гравитационного маневра около Юпитера, позволяющего ускорить аппарат. Это можно было сделать только тогда, когда Юпитер, совершающий полный круг по своей орбите в течение 12 лет, окажется на одной линии с Плутоном. Чтобы добраться до Плутона до 2020-х гг., необходимо было уложиться в приближающееся окно для старта к Юпитеру в 2002–2006 гг.

Кроме того, дополнительным стимулом уложиться в сроки были две различные особенности движения Плутона по его орбите с периодом обращения в 248 лет. Во-первых, в 1989 г. Плутон достиг перигелия — самой близкой к Солнцу точки орбиты, — и с этого момента он начал медленно удаляться, из-за чего с каждым годом добраться до него становится все труднее. Во-вторых, при отдалении Плутона от Солнца планета остывает, и ученые тревожились, что это может помешать изучению атмосферы.

К началу 1990-х гг. стало известно, что атмосфера Плутона состоит в основном из молекулярного азота, того же самого газа, который составляет бо́льшую часть земной атмосферы. Но, в отличие от Земли, атмосфера Плутона появилась благодаря сублимации[10] его покрытой снегом поверхности. При таком процессе атмосферное давление очень сильно — в сущности, экспоненциально — зависит от температуры поверхности. В результате каждые несколько градусов, на которые охлаждается поверхность, уменьшают атмосферное давление наполовину. Поэтому, когда Плутон двигается по орбите, удаляясь от Солнца, количество солнечного тепла, попадающего на его поверхность, естественным образом уменьшается, и можно ожидать, что температура атмосферы понизится. В результате и атмосферное давление начнет резко падать и, возможно, станет в сотни или тысячи раз ниже, чем во время прохождения перигелия. Если подобное произойдет, атмосфера, в сущности, перестанет существовать и никакая экспедиция, посланная туда, не сможет ее исследовать, из-за ее вымораживания.

Атмосферные модели предсказывали, что такое падение давления начнется где-то между 2010 и 2020 гг., но вскоре по прошествии этого времени оно случится почти наверняка. Для фанатов Плутона это устанавливало предельный срок, когда стоит отправиться на далекую планету. Если экспедиция собиралась изучать атмосферу, то лучше было не откладывать.

И если бы даже этого было недостаточно, существовала еще одна причина поторопиться: ось вращения Плутона имеет большой угол наклона, который составляет 122° от перпендикуляра к плоскости орбиты[11] (угол наклона земной оси — всего 23,4°), и это создает резкие сезонные изменения освещенности на всей планете. Например, на Земле есть области к северу от Северного полярного круга, Арктика, и к югу от Южного полярного круга, Антарктика, где в полночь светит солнце, а потом на несколько месяцев наступает нескончаемая ночь, и так происходит каждый год. Нечто подобное можно наблюдать и на Плутоне, но проявляется это значительно сильнее, поскольку его ось вращения наклонена куда больше, чем земная.

Пока тянулись 1990-е гг. и Плутон медленно следовал по своей орбитальной дуге вокруг Солнца, равномерно растущая доля его южного полушария входила в длящийся десятилетиями сезон постоянной темноты. В результате любой космический аппарат, добравшийся до Плутона в 2015 г., смог бы наблюдать только 75 % его поверхности, а оставшиеся 25 % были бы скрыты полярной зимней ночью. Но к началу 2020-х видимыми оставались бы только 60 %, поскольку с каждым последующим годом все бо́льшая часть поверхности планеты будет погружаться в темноту, а к 2030-м гг. можно будет увидеть только 50 % ее территории. Другими словами, чем дольше откладывать экспедицию, тем меньше поверхности Плутона (а заодно и Харона) можно будет изучить, когда космический аппарат прибудет на место.

Эти факторы — необходимость гравитационного маневра около Юпитера, возможное вымерзание атмосферы Плутона и уменьшающаяся территория Плутона и Харона, которую можно нанести на карту, — являлись причинами, чтобы начать экспедицию как можно скорее.