У истоков открытия лунного мира
Очень долго наша Луна была единственным известным спутником планеты в Солнечной системе. Свою уникальность она потеряла, когда в 1610 году Галилей с помощью изготовленного им небольшого телескопа открыл четыре спутника Юпитера. Названия галилеевых спутников - Ио, Европа, Ганимед и Каллисто - сейчас известны многим.
В XVIII веке В. Гершель открыл не только планету Уран, но и его спутник Титанию, а также спутники Сатурна - Мимас и Энцелад. В XVII веке были открыты спутники Сатурна - Титан, Япет, Рея и Тефия.
Коллекция лун существенно пополнилась в XIX веке: два спутника Марса - Фобос и Деймос; спутники Сатурна - Гиперион и Феб; спутник Нептуна - Тритон.
В ХХ веке наблюдения за планетами, выполняемые наземными обсерваториями, оборудованными новейшими приборами, привели к открытию еще ряда спутников Юпитера - Гималия, Элара, Пасифе, Синопе, Лиситея, Карме, Ананке, Леда, Теба; Сатурна - Янус, Елена; Урана - Миранда, Корделия, Калибан и Сикоракс; Нептуна - Нереида и, наконец, Плутона - Харон.
Успешные полеты автоматических межпланетных станций США "Вояджер-1" и "Вояджер-2" 25 лет назад дополнили систему спутников Юпитера открытием Метиды, Адрастеи; спутников Сатурна - Атлас, Прометей, Пандора, Эпиметий, Телесто, Калипсо; Урана - Офелия, Бианка, Крессида, Дездемона, Джульетта, Порция, Розалинда, Пак. Система Нептуна тоже обогатилась новыми именами - Наяда, Таласса, Деспина, Галатея, Ларисса и Протеус.
Итак, таблица лун Солнечной системы сегодня включает свыше 60 названий. Весьма вероятно, что она будет еще дополнена (существенно или не очень - покажет время).
Как выбирают имена для лун
Любители астрономии и еще более многочисленные любители отгадывать кроссворды постоянно проявляют интерес к названиям спутников планет. И интересуют их не только число букв, образующих название, но и происхождение имени, и почему именно оно выбрано для спутника. В некоторых случаях это бывает довольно очевидным. Например, Фобос ("Страх") и Деймос ("Ужас") - это имена сыновей римского бога войны Марса. Спутникам планеты Марс такие имена придумал их первооткрыватель - Эсаф Холл. Галилеевым спутникам тоже вполне подходят имена, которые им дал астроном Симон Мариус (1614 г.): царевны Ио и Европа, как и нимфа Каллисто (вспомните миф о Большой Медведице), были возлюбленными Зевса - греческого бога, культ которого слился с культом главного бога римлян - Юпитера. А Ганимед был виночерпием у Зевса. С легкой руки Мариуса имена героев античной мифологии стали широко распростра няться в открываемом мире лун.
Большинство из негалилеевых спутников Юпитера тоже были названы в честь мифологических героев. Например, Амальтея (кормилица Зевса), Адрастея (нимфа, кормившая Зевса молоком козы), Элара и Лиситея (возлюбленные Зевса), Пасифе (одна из дочерей Зевса). Исключение составляют Синопе (он получил свое имя по названию города на берегу Черного моря) и еще несколько спутников Юпитера, открытых сравнительно недавно.
В семействе спутников Урана немало таких, которые носят имена героев пьес Шекспира: Оберон (царь эльфов), Титания (жена Оберона), Ариэль (дух воздуха). В наши дни, когда были обнаружены два новых спутника Урана, их назвали Калибан и Сикоракс - именами персонажей из шекспировской драмы "Буря": Калибан - грубый мужлан, имя, ставшее нарицательным; Сикоракс - злая ведьма, мать Калибана. Столь нелестные имена были даны спутникам Урана за их "строптивый характер": они в этой системе вращаются вокруг планеты в обратном направлении и имеют сильно вытянутые орбиты. А Сикоракс еще и своеобраз ный рекордсмен: у него самый большой период обращения среди всех спутников Солнечной системы. Год там равен 1289 дням.
Нептун получил свое имя в честь римского бога морей и естественно, что он окружен соответствующей свитой спутников: Тритон - сын Нептуна (в греческой мифологии - Посейдона), Нереида (одна из нимф Посейдона). Спутники, открытые всего 10 лет назад, тоже вписались в свиту Нептуна. Появилась Наяда (наяды - нимфы источников, ручьев, родников). А Ларисса - аргосская нимфа, возлюбленная Посейдона; Галатея - нереида, одно из морских божеств. Словом, все эти персонажи античной мифологии имеют отношение к владыкам океанов, морей и рек.
Спутник Плутона (бога подземного царства) тоже получил имя довольно мрачное - Харон, это перевозчик душ умерших людей через реку забвения в подземном царстве.
Из истории открытия лун
"Не то дорого знать, что Земля круглая, а то дорого знать, как дошли до этого", - говорил Л. Н. Толстой. Вот и для большинства любителей астрономии, наверное, интереснее всего узнать, как же удалось открыть спутники далеких планет.
Эти открытия берут свое начало от первых наблюдений Галилея с самым простым телескопом и продолжаются в наши дни, в ультрасовременных наземных обсерваториях и на околоземных и межпланетных автоматических станциях.
Особую роль современные космические аппараты сыграли в исследовании физической природы и планет, и спутников. Позволили сделать открытия, практически недоступные даже самой совершенной наземной астрономической технике.
Полеты к Луне начались 40 лет назад. Люди старшего поколения хорошо помнят, каким событием был полет каждого из первых советских "лунников". Например, "Луна-3" в октябре 1959 года передала на Землю первые в мире фотографии обратной стороны Луны. С помощью "Луны-9" земляне получили первые панорамы лунного ландшафта. И тогда все с облегчением убедились, что на Луне не оказалось опасного для полетов космических аппаратов и космонавтов глубокого слоя пыли. Наша "Луна-10" и серия американских "Лунар Орбитер" стали первыми искусственными спутниками Луны, и это позволило составить ее детальные карты.
Величайшим событием стала серия американских экспедиций на Луну по программе "Аполлон". "Аполлон-11" высадил на Луну первых землян. Это произошло 20 июля 1969 года. Потом на Землю были доставлены образцы лунного грунта. А раздобыли их не только американские астронавты, но и наш космический корабль "Луна-16".
Полеты советских лунников и многочисленных американских автоматических и пилотируемых кораблей необычайно расширили знания о внутреннем строении Луны, о возрасте лунных пород, о происхождении Луны. Дали важную информацию о лунном ландшафте и даже о том, что на Луне есть лед. Это открытие сделано совсем недавно с помощью американских аппаратов "Клементина", а затем и "Лунар Проспектор". В настоящее время они продолжают исследования Луны с полярной окололунной круговой орбиты высотой около 40 км. "Лунар Проспектор" запущен в январе 1998 года, и его программа рассчитана до начала 2000 года.
Космические исследования спутников Марса навсегда рассеяли романтические гипотезы о том, что Фобос и Деймос якобы когда-то были построены марсианами. Наши космические аппараты серии "Марс" и американские межпланетные станции (особенно "Маринер-9") сделали множество снимков Фобоса и Деймоса с очень близкого расстояния. На снимках отчетливо видны многочисленные кратеры и полосы вполне естественного происхождения. Двум кратерам на Деймосе присвоены имена писателя Свифта и философа Вольтера, которые совершенно непонятным, поразительным образом еще в середине XVIII века предсказали, что у Марса должны быть два спутника...
Автоматических межпланетных станций, направленных к далеким планетам-гигантам, было пока всего лишь пять. Это американ-ские аппараты "Пионер-10", "Пионер-11", "Вояджер-1", "Вояджер-2" и "Галилей". С их помощью удалось открыть более 20 не известных ранее лун далеких планет.
"Пионер-10" (запущен в марте 1972 года) впервые приблизился к Юпитеру и сфотографировал гигант-скую планету с расстояния около 130 тыс. км. Подойти ближе было опасно из-за мощных радиационных поясов Юпитера, они способны вывести из строя научную аппаратуру межпланетной станции. "Пионер-11" приблизился к Юпитеру в декабре 1979 года, тоже сделал снимки и направился к Сатурну. Обе эти станции сейчас уже покинули пределы Солнечной системы и продолжают свой бесконечно длительный полет в межзвездном пространстве, неся на борту послания к внеземным цивилизациям.
"Пионеры" не открыли новые спутники Юпитера. Эта честь выпала на долю двух "Вояджеров": один стартовал в августе, другой - в сентябре 1977 года. "Вояджер-2" исследовал Юпитер с расстояния менее 650 тыс. км, а к Ганимеду (самому крупному спутнику в Солнечной системе) подошел очень близко - 62 тыс. км. "Вояджер-1" прошел от Юпитера на расстоянии 280 тыс. км и тоже приближался к нескольким большим спутникам Юпитера. Оба аппарата собрали и передали на Землю много новых научных данных о Юпитере и его спутниках. Прежде чем навеки проститься с Солнечной системой, еще поработали вблизи Сатурна, Урана и Нептуна. Передали изображения этих далеких планет и их спутников (как известных ранее, так и впервые обнаруженных).
Автоматическая межпланетная станция "Галилей", стартовавшая в октябре 1989 года, тоже была направлена главным образом на исследование системы Юпитера, но траекторию полета для нее выбрали чрезвычайно сложную: приближение к Венере, неоднократные возвращения к Земле, попутные исследования Луны, сближение с астероидами Гаспра и Ида, длительный полет возле пояса астероидов, а уж потом - исследование Юпитера (с помощью спускаемого аппарата) и его спутников (с очень близкого расстояния).
Работа "Галилея" будет продолжаться до ноября 1999 года. Еще предстоят новые сближения с Каллисто и Ио.
Каждая из всех этих далеких лун неповторимо интересна. Новых данных чрезвычайно много. Расскажем лишь о "самом-самом".
О вулканизме на Ио - спутнике Юпитера - сейчас уже широко известно. К концу 1998 года на Ио обнаружено не менее 30 вулканов, причем активность некоторых из них поразительна. Например, из кратера вулкана Пиллан столб изверженных пород поднимался в высоту до 120 км. Температура извергаемой лавы здесь на 600о превышает температуру земной лавы. Изверженные материалы покрыли площадь около 130 тыс. км.
По изменению частоты радиосигналов, поступающих с борта межпланетной станции "Галилей", ученые сделали вывод о том, что у Ио есть плотное металлическое ядро, окруженное мантией и корой. А при таком устройстве небесное тело может иметь собственное магнитное поле. Показания бортового магнитометра подтверждают, что оно действительно есть. На Ио обнаружены явления, сходные с полярными сияниями (это может быть результатом "электрической связи" Юпитера и Ио).
На сделанных с близкого расстояния снимках Европы - самого маленького из галилеевых спутников - видны гигантские ледяные полосы, протяженные горные хребты, нагромождения льда. Получены свидетельства явной геологической активности недр Европы. А еще данные о том, что между толстой ледяной корой и каменным ядром, вполне вероятно, существует огромный океан глубиной до 50 км. И тут же была предложена гипотеза, согласно которой там, в вечной темноте, под слоем льда будто бы существуют какие-то формы жизни (например, сообщества микроорганизмов). И хотя пока еще нет никаких достоверных данных даже о существовании микроорганизмов на Европе, уже появились другие гипотезы о том, что на крупноплановых фотографиях поверхности этого спутника мы видим не трещины в ледяной оболочке, а трубы или магистрали, проложенные жителями спутника Юпитера. Но это лишь фантазии, а нужны достоверные научные данные. Поэтому НАСА планирует в 2003 году продолжить космические исследования Европы. Известно ведь, что в Антарктиде (в районе станции "Восток") наши ученые обнаружили огромное подледное озеро. Оно тоже может стать хорошим полигоном для поиска разгадки тайн океана на далекой Европе.
У некоторых спутников Сатурна, Урана и Нептуна обнаружена атмосфера, например у Титана - самого крупного спутника Сатурна. Оказалось, что он окружен мощной, толщиной в 200 км, атмосферой (давление у поверхности более 1,5 атмосферы), состоящей из азота с небольшой примесью метана. На поверхности Титана, возможно, есть океан из жидких углеводородов (этан, метан).
Атмосфера открыта и у Тритона - спутника Нептуна. Она тоже в основном состоит из азота и метана. Атмосфера неплотная, ее давление у поверхности Тритона в десятки тысяч раз меньше, чем на Земле. Поразительны замеченные на Тритоне почти 10-километровые гейзеры, которые бьют, как полагают ученые, из подледных бассейнов жидкого азота.
К Харону, открытому совсем недавно спутнику самой далекой планеты, пока еще не приближался ни один космический корабль. Но проекты полетов уже разработаны. В 1993-1994 годах систему Плутон - Харон исследовали с борта космического телескопа имени Хаббла, что позволило получить некоторые физические характеристики Харона.
Наиболее интересные данные о спутниках планет приведены в таблице, а дополнительные сведения любо-знательные могут найти в научно-популярном журнале РАН "Земля и Вселенная" № 3, 1999 г.
Итак, мы, живущие в ХХ веке, стали свидетелями эпохи открытия мира лун. Очень многое о планетах и их лунах ученым удалось узнать в последние десятилетия, но, вероятно, самые интересные открытия еще впереди.
Одиночками, не имеющими своих лун, оказались только Меркурий и Венера. Двойными планетами, то есть имеющими по одному спутнику, который по размерам соизмерим с планетой, ученые назвали Землю - Луну и Плутон - Харон. У остальных планет по несколько спутников. Больше всех у Урана и Юпитера. Свои луны оказались даже у некоторых астероидов. Например, луна Дактиль у астероида Ида. Есть спутник и у Диониса, того самого, который в октябре 1984 года оказался на опасно близком расстоянии от Земли - не более 17 млн. км.
