Снимки солнечной короны в ультрафиолете сделал зонд ESA и NASA Solar Orbiter. Снимки сделаны с расстояния примерно равного орбите Меркурия. Разрешение снимков превышает 4K и позволяет рассмотреть в деталях температурные колебания в солнечной короне.  

NASA объявило конкурс на разработку посадочного модуля. Победителем первого аналогичного конкурса стала компания SpaceX. Ее посадочный модуль будет использован в 2025 году при высадке астронавтов на Луну. Но NASA считает, что новый конкурс стимулирует поиск решений, которые в дальнейшем подойдут для посадки на Марс.

Разработана модель циркуляции кислорода на Европе, спутнике Юпитера. Спутник покрыт ледяным панцирем, под которым, вероятно, есть водяной океан. Кислород образуется на поверхности спутника при бомбардировке льда космическими лучами. Как показали геологи Калифорнийского университета, Джексона кислород может проникать сквозь трещины в ледяной оболочке спутника. Если кислород поступает в жидкий океан, вероятность того, что там есть жизнь, значительно повышается.

«Марсианский салат» вырастили ботаники Калифорнийского университета, Дэвис. По вкусу он такой же как обычный, но генномодифицирован для производства гормона, стимулирующего рост костной ткани. Такой салат защитит кости астронавтов по время долгого полета в условиях невесомости. Современные технологии уже  позволяют выращивать салат в космосе. 

По номенклатуре Европейского космического агентства (ESA) миссия JUICE относится к классу L – самым масштабным проектам, которые реализуются в рамках программы фундаментальных исследований Cosmic Vision. Бюджет JUICE составляет около 1 млрд евро, и работа над ним ведется с соответствующей тщательностью и неторопливостью. 

«Идея космической миссии проходит несколько этапов, – рассказал нам научный сотрудник ESA Дмитрий Титов. – Первый из них – нечто вроде эскизного проектирования, когда выбираются научные задачи, оцениваются технические возможности, создается приблизительный набросок аппарата и стратегии. Я возглавлял группу ученых, которая работала с миссией JUICE на этой стадии вплоть до 2015 года, когда проект был принят к исполнению».

Недра Ганимеда четко структурированы: жидкое железное ядро окружено каменистой мантией, следом идут слой льда и жидкий соленый океан, который покрывает ледяная кора. Предполагается, что океан залегает на глубине около 900 км.

Огромный и массивный – почти в 320  раз тяжелее Земли – Юпитер окружен десятками спутников. Астрономы то и дело обнаруживают у планеты новые небольшие луны, но самые заметные из них – Ио, Европа, Ганимед и Каллисто – были открыты еще Галилеем. Каждая – целый необычный мир. Ио – самое вулканически активное тело в Солнечной системе, на его поверхности найдено больше 400 вулканов, около 150 из которых действующие. Чуть дальше от Юпитера вращаются Европа и Ганимед – спутник, размером превышающий Меркурий, – под корой у которых скрываются целые океаны жидкой воды. «Ну а Каллисто вообще чудной, – добавляет Дмитрий. – Его внутреннее вещество почти не дифференцировано: плотного ядра там нет, и все недра более-менее равномерно перемешаны, что совсем не характерно для небесных тел таких размеров». 

Но окрестности Юпитера астрономы недаром называют «Солнечной системой в миниатюре»: интерес вызывают не только отдельные необычные объекты, но и система в целом, со всеми сложными взаимодействиями между ее телами. Здесь можно наблюдать гравитационные и приливные силы, возникающие между гигантской планетой и ее лунами. Чрезвычайно мощное магнитное поле Юпитера разбрасывает вокруг облака и потоки плазмы. Сюда же попадает вещество, которое отрывается с поверхности Ио и некоторых других спутников. Эти разноплановые взаимодействия способны многое рассказать и об устройстве недр небесных тел, и о тонких процессах, протекающих в окутывающих их магнитных полях. Просто уникальная природная лаборатория, рай для ученых. 

«Прежде всего нужно было решить, что выбрать основной целью миссии JUICE – сам Юпитер или спутники, – говорит Дмитрий Титов. – Казалось бы, гигантская планета, которая доминирует над всем своим окружением, должна быть самой интересной. Однако предыдущие миссии, работавшие в системе Юпитера, обнаружили, что под твердой поверхностью некоторых спутников, по-видимому, скрывается жидкий океан. Эти находки перевернули всю парадигму поисков жизни во Вселенной и определили главные научные задачи нашего проекта».

До недавнего времени казалось очевидным, что если где-то недалеко и есть жизнь, то, разумеется, на Марсе. Эта планета и сегодня похожа на Землю, а в прошлом была куда более теплой и влажной. «Такой подход можно назвать "землецентрическим": подразумевается, что нужен океан на поверхности планеты, чтобы в его теплых лагунах зародилась жизнь, –  продолжает Дмитрий. – Но когда стало известно о жидкой воде под поверхностью у Ганимеда и Европы, лун Юпитера, ученые поняли, что там тоже могут быть все ключевые ингредиенты: вода, насыщенная минеральными солями и органикой, достаточное количество тепла и энергии, длительные стабильные условия». Неудивительно, что создатели миссии JUICE сделали выбор в пользу спутников, а не самого Юпитера. И поскольку в то же время американские ученые из NASA начали планировать полет к Европе, то земной Европе достался Ганимед. 

По словам Дмитрия Титова, в ESA этому даже обрадовались. Дело в том, что Европа считается крайне сложной целью для космических зондов. Орбита этого спутника пролегает в радиационных поясах Юпитера – участках его магнитного поля, где накапливаются огромные количества высокоэнергетических частиц. «Радиация там совершенно безумная, поэтому исследование Европы связано с огромными сложностями с точки зрения противорадиационной защиты, – поясняет Дмитрий. – Технологически и финансово ни ЕС, ни США пока не способны создать зонд, который сможет долго работать в таких условиях. Американцы даже отказались от орбитального аппарата, заменив его многочисленными быстрыми пролетами мимо спутника. Их зонд будет двигаться по сильно вытянутой траектории, сближаясь с Европой лишь на небольших участках, быстро проводить измерения и удаляться на безопасное расстояние».

Кроме того, Ганимед, в отличие от Европы, обладает собственным магнитным полем. Оно активно взаимодействует с могучей магнитосферой Юпитера, порождая не только яркие полярные сияния, но и множество других явлений, которые трудно найти где-либо еще в Солнечной системе. И конечно, у этого спутника есть свой подповерхностный океан. Но если из-под ледяной коры Европы кое-где пробиваются водяные гейзеры, то океан Ганимеда полностью заперт под более толстым слоем льда. Чтобы заглянуть туда, на глубину, придется использовать множество сложных приборов.

На Юпитере и в его окрестностях можно найти самые разнообразные небесные тела и виды взаимодействий между ними. Магнитное поле планеты на несколько порядков мощнее земного и задает тон в этой системе, порождая сложные турбулентные потоки плазмы и яркие полярные сияния.

«Так и ведется работа над подобными космическими проектами, – объясняет Дмитрий Титов. – Сперва формулируются фундаментальные вопросы, на которые миссия должна найти ответ. Далее они дробятся на более мелкие задачи, которые можно решить с помощью конкретных измерений, сделанных приборами на борту. Затем все собирается вместе». А поскольку JUICE – миссия L-класса, «миллиардная», то приборов на аппарат установлено в изобилии. Разнообразный набор инструментов более чем для десятка научных экспериментов включает камеры, магнитометр, спектрометры  – один для изучения состава поверхности Ганимеда, второй для изучения его разреженной атмосферы и третий для наблюдения полярных сияний и движения заряженных частиц в магнитном поле. Лазерный альтиметр (высотомер) позволит провести картографию спутника, а подповерхностный радар промерит его кору на глубину до нескольких километров – это поможет исследовать ее структуру и, возможно, даже увидеть скрытый океан. 

Целый блок аппаратуры предназначен для регистрации частиц плазмы в широком диапазоне энергий. Запланирован и отдельный гравитационный эксперимент, где сам аппарат JUICE выступит в роли датчика. Принимая на Земле его радиосигналы, ученые смогут отслеживать скорость движения зонда с огромной точностью  – до долей миллиметра в секунду. Пролетая над участками поверхности с разной плотностью и массой, аппарат будет слегка ускоряться или замедляться. Оценив эти изменения скорости, можно будет составить полную картину гравитационного поля Ганимеда, выяснить толщину и свойства коры спутника, глубину его океана. 

«Главное, что всех интересует, – возможность возникновения жизни в ледяных мирах, – добавляет Дмитрий. – Но пока мы не ищем непосредственно организмы и следы их деятельности. Сначала нужно точнее определить физические условия на Ганимеде: размер его подледного океана, состав, температуру и т.п.».

Ультрафиолетовый спектрометр высокого разрешения 

Сейчас JUICE находится в Европейском центре космических исследований и технологий (ESTEC), главном предприятии ESA, где проходят испытания космические аппараты. 

Для испытаний радар был поднят на вертолете с полностью раскрытой 16-метровой антенной.

«По-человечески проект очень впечатляет. Я помню самое его начало – миссию в виде отчетов, расчетов, статей, – делится Дмитрий. – Но вот прошло семь лет, и перед нами уже сложная машина размером с автобус: сам аппарат весит почти две тонны, а  полностью заряженный топливом наберет без малого пять». Горючее понадобится для маневров при перелете: стартовав в апреле 2023 года, зонд еще пару лет будет двигаться по внутренним областям Солнечной системы, меняя курс возле Земли, Луны и Венеры, гравитация которых подтолкнет JUICE по направлению к цели. А вот питание для работы своих инструментов аппарат сможет получать от солнечных батарей. На таком расстоянии от Солнца излучение уже довольно слабое, поэтому площадь панелей зонда достигает почти 100 кв. м. 

В систему Юпитера JUICE прибудет в 2031-м и, как планируется, проработает там около полутора лет, рассматривая Ганимед и его подледный океан. Конечно, куда интереснее было бы опуститься на поверхность и попробовать пробурить скважину, но пока такие проекты чересчур сложны и дороги даже для крупнейших космических агентств мира. Прежде чем рисковать таким аппаратом, нужно все внимательно рассмотреть с орбиты, как это было сделано на Луне и Марсе. Но если орбитальные зонды подтвердят, что подледные океаны Европы и Ганимеда могут быть обитаемы, мотивов для посадочных миссий будет предостаточно.