|
Поверхность лун Юпитера и Сатурна оказалась пористой
|
|
|
|
У Юпитера и Сатурна немало очень крупных лун, диаметром в тысячи километров. Каждая из этих планет имеет спутник диаметром больше такой планеты земной группы, как Меркурий (речь о Ганимеде и Титане). И это, и наличие на них подледных океанов делает такие тела перспективными для научных исследований.
|
|
|
|
Новая работа, чей текст опубликовали на сервере препринтов Корнелльского университета показала, что подобные миссии могут наткнуться на невидимые подводные камни как минимум на части таких тел. Анализ снимков этих тел в ИК-диапазоне показал, что у их поверхности очень низкая тепловая инерция. То есть по мере вращения ночная сторона такого тела остывала быстрее, а дневная — нагревалась быстрее, чем ожидали.
|
|
|
|
Основываясь на скорости изменения температур, авторы попробовали посчитать плотность верхних слоев наблюдавшихся спутников и получили удивительные значения. Для больших лун Юпитера верхний десяток миллиметров — водный лед с экстремальной пористостью в 85 процентов. То есть ее плотность как у пенопласта. Даже на глубине в метр она не падает ниже 50-70%, все еще напоминая по механическим качествам плотный снег, а не знакомый нам лед. Подобная очень высокая пористость не означает, что любой посадочный аппарат провалится по-настоящему глубоко. Дело в том, что там очень малая гравитация — не более 1/7 от земной, что затруднит проваливание.
|
|
|
|
Но вот для тяжелых роботизированных платформ ситуация может измениться. И не только потому, что им проще провалиться в хрупкий и пористый лед. Важен еще один фактор: если на спутнике нет плотной атмосферы, как на Титане (его работа как раз из-за плотной атмосферы не затрагивала), спускаться придется на тяге ракетных двигателей. Их раскаленные газы могут частично унести экстремально пористый лед из-под аппарата, или сделать его менее твердым, чем обычно.
|
|
|
|
|
|
|
В обоих случаях стоит задуматься об увеличении площади поверхностных опор и увеличении расстояния между ними. Еще в большей степени это верно для посадки на поверхности лун Юпитера и Сатурна пилотируемых кораблей. Хотя пока такая перспектива кажется далекой, текущий уровень разрабатываемых космических кораблей в принципе позволяет подобные экспедиции в этом столетии.
|
|
|
|
Осторожность нужна будет и для планетоходов в условиях Ганимеда или Каллисто и им подобных ледяных лун. Перемещения по льду с плотностью снега могут привести к пробуксовке и застреванию колесного аппарата. Хорошо известно, что именно такие пробуксовки (и поднимаемый ими реголит) губят планетоходы начиная с советских луноходов и до американских марсоходов.
|
|
|
|
Не совсем ясно и то, можно ли их заменить гусеничной техникой. Если пористый лед будет набиваться между катками, со временем это может лишить подвижности и их. Третий активно разрабатываемый тип шасси планетоходов — «прыгающий», при котором аппарат резко взмывает над поверхностью и делает прыжок в сторону (такие создают для Луны). Но не будут ли они погружаться в суперрыхлый лед спутников планет-гигантов? Точный ответ на этот вопрос еще только предстоит получить.
|
|
|
|
Еще радикальнее ситуация на ледяных лунах Сатурна. Там пористость выше 85 процентов на глубинах уже в метр. А в 70-80 процентов — и глубже. Это не только усугубляет сложности с передвижением, но и создает вопросы при глубоком бурении (чтобы добраться до местных подледных океанов). Головная часть бура может проделать отверстие, в которое начнет оседать особо рыхлый лед. Это тоже желательно учесть при подготовке миссии глубокого бурения.
|
|
|
|
Отчего между лунами Юпитера и Сатурна такая разница — непонятно. Да, у первых выше сила тяжести, но согласно моделированию, сила тяжести не может так сильно изменить ситуацию в смысле плотности льда сама по себе.
|
|
|
|
Дополнительную неопределенность, отметили авторы, вносит то, что внешними наблюдениями не понять, на какой именно глубине происходит переход в плотности и резкий ли он или плавный. Наконец, загадочна сама причина, по которой внешний слой спутников настолько экстремально пористый. Исследователи рассматривают разные гипотезы — например, что реголит на поверхности ледяных лун такой рыхлый из-за постоянного притока микрометеоритов, часто бьющих по телам, лишенным заметной атмосферы.
|
|
|
|
Источник
|
