Опасные космические миссии
«Нам неизвестно, почему Юпитер окрашен в красновато-коричневые тона. Возможно, за это ответственны соединения фосфора или серы. А может быть, яркую окраску придают сложные органические молекулы, возникающие в результате объединения фрагментов, на которые ультрафиолетовое излучение Солнца расщепляет в атмосфере Юпитера молекулы метана, аммиака и воды. В таком случае цвета атмосферы Юпитера повествуют нам о химических процессах, которые четыре миллиарда лет назад привели к появлению жизни на Земле».
Карл Саган. «Космос. Эволюция Вселенной, жизни и цивилизации»
В декабре 1973 года автоматическая межпланетная станция (АМС) НАСА «Пионер-10» впервые в истории космонавтики приблизилась к самой крупной планете Солнечной системы — Юпитеру. Сразу же выяснилось, что полеты вблизи газового гиганта, лишь волею обстоятельств не ставшего вторым светилом после Солнца, крайне опасны. Ведь сильнейшее магнитное поле Юпитера захватывает излучение Солнца, создавая смертельный для всего живого поток заряженных частиц, намного более опасный, чем подобные радиационные пояса Земли, и даже способный легко вывести из строя электронное оборудование и навигационные приборы.
Через год систему Юпитера посетил «космический товарищ» АМС — «Пионер-11». Благодаря этой миссии астрономы поняли, что бурные внутренние процессы планетарной эволюции газовых гигантов еще далеко не закончились, и тепло, вырабатываемое в недрах планеты, интенсивно излучается в верхнюю атмосферу, в три раза превышая солнечное.
Атмосфера Юпитера
В 1979 году эстафету «Пионеров» подхватили «Вояджеры», которые изучили спутники и систему колец Юпитера, открыв вулканы Ио (самого близкого к планете спутника) и водяной панцирь Европы (шестого спутника газового гиганта). Следующим был зонд «Улисс», исследовавший магнитосферу Юпитера в 1992-2000 годах. В это же время АМС «Кассини» зондировала юпитерианскую атмосферу. В результате миссий выяснилось, что температурные перепады в сотни градусов вызывают на поверхности Юпитера колоссальные циклоны, торнадо и ураганы с чудовищными ветрами, скорость которых может достигать 500 километров в час.
При этом удалось установить, как выглядят кристаллики льда над планетой: состоящие из них низкие облака светятся голубоватым светом с оттенком аквамарина, а более высокие приобретают лазоревый оттенок. Полосатая структура поверхности планеты объясняется ее быстрым вращением: один оборот совершается немногим меньше чем за десять часов; в полярных зонах вместо полос видно множество мелких пятен там, где горячее вещество поднимается из глубин газового гиганта.
Многие загадки планеты разгадала орбитальная станция «Галилео», изучавшая систему Юпитера с 1995 по 2003 год и даже сбросившая зонд в его атмосферу. Аппарат проработал около часа, приблизившись к поверхности планеты на 130 километров. Оказалось, что на границе облаков давление составляет 1,6 земной атмосферы при температуре -80 °С, а ближе к поверхности возрастает до 24 атмосфер при +150 °С.
Одна из последних миссий — «Новые горизонты» — состоялась в 2007 году. Благодаря ей удалось уточнить данные об уникальном атмосферном катаклизме — Большом Красном Пятне, названном так из-за яркого красновато-оранжевого цвета.
Вихревой катаклизм
Наблюдения показали, что Большое Красное Пятно — гигантский по масштабу и величайший по силе вихревой атмосферный катаклизм в Солнечной системе. Вот уже на протяжении нескольких столетий это пятно занимает площадь, в три-четыре раза превышающую площадь земной поверхности. Большое Красное Пятно возвышается как гигантский сплющенный купол в окружении грандиозных турбулентных потоков, простирающихся на десятки тысяч километров. Колоссальные атмосферные течения с неимоверной скоростью сталкиваются возле него, порождая тысячи вихревых воронок, часть которых впоследствии разрастается в сотни пятен очень запутанных турбулентных структур. При этом Красное Пятно загадочным образом время от времени «проглатывает» более мелкие пятна и «выплевывает» их назад совершенно невредимыми.
Самые крупные вихри иногда разрастаются до размеров Малого Красного Пятна, путешествующего неподалеку от Большого, в более высоких широтах. Рядом с этими образованиями в атмосфере газового гиганта расположено множество других разноцветных пятен, имеющих, по-видимому, разный физический и химический состав, включая водяной пар, снег и лед.
Большое Красное Пятно настолько интересно с научной точки зрения, что входит в список приоритетных исследований АМС NASA «Юнона», запущенной 5 августа 2011 года с плановым выходом на полярную орбиту Юпитера в 2016 году. В задачу миссии также входят изучение магнитосферы, планетного ядра, состава атмосферы и построение карты воздушных течений.
Что же заставляет NASA с таким упорством исследовать систему Юпитера? Один из ответов дал еще в конце 1960-х годов великий писатель-фантаст Артур Кларк, предположивший, что феноменальная электрическая активность и интенсивное радиоизлучение планеты связаны с некими формами жизни.
Синкеры и флоатеры
Гипотезу Кларка развил и дополнил выдающийся писатель — популяризатор науки Карл Саган, рассмотревший в рамках известных законов физики и химии вопрос о том, может ли атмосфера газового гиганта в принципе быть обитаемой.
Саган предположил, что в атмосфере газового гиганта могут присутствовать сравнительно небольшие организмы — синкеры (sinker — «грузило»), и смоделировал репродукционный цикл, включающий миграцию их зародышей в высокие слои атмосферы с умеренной температурой. На протяжении своего жизненного цикла синкер превращается в газового флоатера (to float — «плавать») — огромную водородную полость, откачивающую наружу гелий и другие тяжелые газы. Рядом с газовыми могут существовать и тепловые флоатеры, наполненные горячим воздухом, нагреваемым энергией, получаемой с пищей.
Вопрос о питании флоатеров довольно сложный, но можно предположить, что они потребляют образующиеся в атмосфере органические молекулы или даже сами вырабатывают их, поглощая, подобно земным растениям, солнечный свет, внутреннее тепло, выделяемое ядром планеты, и газы. Средние размеры флоатеров должны бы соответствовать масштабам газового гиганта и составлять несколько квадратных километров при сравнительно небольшом весе.
Флоатеры могут использовать принцип реактивного движения наподобие земных моллюсков, испуская газовые струи, как кальмары и каракатицы испускают водные потоки. Перед нашим мысленным взором предстает фантастическое зрелище: необъятные, медленно плывущие стада флоатеров, спасающиеся от хищных существ, названных Саганом хантерами (hunter — «охотник»). Быстрые и подвижные хантеры постоянно охотятся на органику и водород флоатеров, и тем приходится из-за своей медлительности маскироваться под окружающие их облака.
Юпитерианская эволюция вполне могла бы включать еще одну ветвь развития синкеров и первых флоатеров в самодвижущихся хантеров. При этом количество хантеров регулируется поголовьем флоатеров, как и в земных пищевых цепочках.
Недавние астрономические открытия подтвердили существование множества инопланетных систем с газовыми гигантами, которые даже получили название «горячие юпитеры». И если в Галактике существуют миллиарды обитаемых газовых гигантов, то вполне возможно, что среди них когда-нибудь встретятся и те, что населены синкерами, флоатерами и хантерами Сагана.
