В погоне за Солнцем
Шрифт:
Мы до сих пор не знаем даже приблизительно, сколько объектов (скажем, размером больше скромного домика) вращается вокруг Солнца, потому что нам не хватает наблюдательных мощностей. В данный момент на орбите находится около сорока рукотворных исследовательских аппаратов, из них функционируют менее шести, остальные – бесполезный шлак. Зато там целая тьма телевизионных и прочих спутников – тем, кто контролирует запуски, приходится быть аккуратнее. Например, в сентябре 2003 года четырнадцатилетний зонд “Галилео”, который занимался исследованием Юпитера и его шестидесяти трех (на тот момент) известных лун, а также посылал на Землю важную информацию о солнечном ветре, был осознанно направлен в кипящую атмосферу гигантской планеты, чтобы не столкнуться с Европой – юпитерианской луной, на которой может присутствовать жизнь [906] .
906
London Sunday Times. 2003. 7
Начиная с 2004 года в космос было запущено как минимум восемьдесят коммерческих спутников, а в следующем десятилетии предполагается запуск еще по меньшей мере двадцати. Новое поколение сверхбогатых предпринимателей, выросших на восхищении космосом, вливает деньги в создание ракет всех типов и размеров. Питер Диамандис, основатель Ansari X Prize (награда размером в 10 млн долларов за запуск пилота в космос без государственного финансирования), говорит, что, поскольку энергия и минералы находятся в космосе, “первые триллионеры будут возникать тоже в космосе”. Экономические соображения будут играть более значительную роль в освоении межпланетных пространств, чем политические [907] .
907
См.: Adam Frank, How Nature Builds a Planet. Rochester Review. 2006. Лето. Р. 15– 21 и Dennis Overbye, Dusty Planet-Forming Process May Be Playing Out in Miniature. The New York Times. 2005. 8 февраля. F3. Совсем недавно, в феврале 2008 года, сообщалось об открытии уменьшенной версии нашей солнечной системы в 5 тыс. световых лет от нас с внешними крупными планетами и небольшими внутренними: две планеты, одна массой в две трети Юпитера, а другая – около 90 % от массы Сатурна, вращаются вокруг красноватой звезды примерно в половину массы Солнца (см.: The New York Times, 2008. 15 февраля. A20). Эта новость не заслужила даже первой полосы.
Пол Дж. Аллен, основатель Microsoft, оплатил постройку SpaceShipOne – небольшого пилотируемого космического аппарата, который выиграл X Prize в 2004 году. Элон Маск, основатель PayPal, разрабатывает ракеты в своей компании SpaceX; Джеффри П. Безос, основатель Amazon.com, разрабатывает ракеты на площадке в западном Техасе.
Впрочем, пока НАСА удерживает лидирующие позиции в исследованиях. Лабораторией реактивного движения я был в 2007 году приглашен на заседание комитета, рассматривающего установку устройства солнечного мониторинга на Луне. Конгресс рассматривает проект сооружения станции, работающей на солнечном питании, с постоянным присутствием человеческой команды на северном или южном полюсе Луны, где нет недостатка в солнечном свете и, возможно, имеются запасы воды [908] . Но еще более сенсационное предприятие, ради которого я и ездил в основном в Пасадену, – это, вероятно, самый амбициозный беспилотный спутниковый проект за всю историю космических запусков.
908
The Space Age, The New York Times. 2010. 11 февраля. F8.
Лаборатория реактивного движения с гордостью существует без всякого имени – ее сотрудникам достаточно простого названия. “Мы единственное место такого рода, которое не названо в честь кого-то великого, – рассказал мне один сотрудник лаборатории, перечисляя космические центры Годдарда, Джонсона, Кеннеди, Джорджа Маршалла и Джона Стенниса, – и это, типа, круто”. Да и место само крутое: примостившись на краю национального лесного заповедника в 23 км от центра Лос-Анджелеса, оно занимает площадь в 177 акров и попадает в юрисдикцию сразу двух городов – Пасадены и Ла-Каньяда-Флинтриджа, – которые соперничают за право значиться в адресе ЛРД. В лаборатории работает около 5 тыс. сотрудников на полный рабочий день и еще несколько тысяч ежедневно по контракту. Место производит впечатление небольшого городка со своими традициями (например, ежегодная коронация мисс Управляемая Ракета, позднее ставшей королевой Открытого Космоса, пока конкурс не закрылся без объяснения причин в 1970-м) и с комически строгими процедурами безопасности (хотя справедливости ради надо отметить, что однажды страдающий
Я должен был интервьюировать двух ученых, работаюших над зондом Solar Probe Plus; мои собеседники – доктор Нейл Мерфи, руководитель группы, астрофизик родом из Манчестера сорока с небольшим лет, прибыл в Пасадену в 1999-м, после работы над “Галилео”, и Марко Велли, которого сам Мерфи охарактеризовал как “умнейшего парня во всей ЛРД”, последние несколько лет исполняет обязанности руководящего научного сотрудника лаборатории, сохраняя за собой пожизненный профессорский пост в Университете Флоренции. Мы с Мерфи устраиваемся в небольшой переговорной комнате без окон, затерявшейся в глубине исследовательской зоны ЛРД. “Столетиями мы говорили о том, что история длится значительно больше, чем мы полагаем”, – говорит он мне.
Потом мы спросили себя: а где Солнце берет всю свою энергию? Ее огромные запасы, связанные магнитным полем. Похоже, это и есть самая интересная вещь на Солнце.
Так что следующий вопрос назревает сам собой: мы знаем источник солнечной энергии, но знаем ли мы, как он работает?
Что мы на самом деле ищем – это волны, запертые внутри Солнца. Мы разрабатываем Solar Probe уже почти тридцать лет, потому что единственный способ понять тепловые процессы Солнца – это по-настоящему приблизиться к нему. Нет простой формулы той динамо-машины, которая работает внутри Солнца [909] .
909
Porco, NASA Goes Deep. A19.
В истории Solar Probe были подъемы и спады, но он всегда считался проектом за пределами возможностей НАСА. Нейл Мерфи уверен, что текущее состояние разработки даст результат – запуск увенчается успехом в наблюдении за процессом формирования плазмы. У астрономов принято измерять размеры планет и звезд в солнечных радиусах. Как объяснил Мерфи, десять солнечных радиусов – немногим больше чем 7 млн км – достаточно близкая дистанция, чтобы любой объект моментально вышел из строя. Но Solar Probe Plus каким-то образом рассчитывает устоять.
Я начал терять почву под ногами, и мой собеседник замедлил темп. Плазма, пояснил он, – это “четвертое агрегатное состояние”, традиционно их насчитывается три – твердое тело, жидкость и газ. Образованная из ионизированных атомов плазма является самой распространенной формой материи во вселенной, из нее состоит Солнце, другие активные звезды и межзвездный газ. “По сути, солнечный цикл – процесс расширения всего этого вещества, пока оно не начинает выпирать через поверхность. Это похоже на скручивание резинки: если ее скручивать и скручивать, в конце концов она раскрутится – вот примерно так и появляется энергия солнечных пятен”.
К этому моменту Нейла уже ничто не могло остановить, его руки мелькали в попытках объяснить то, за чем охотится его зонд.
Одна из вещей, которые сильно преобразились за последние десять лет, – это наши взгляды на Солнце и солнечную систему как на единое целое. Мы видели воздействие геомагнитных бурь на солнечный свет и на количество солнечных пятен. Главным направлением нашей группы все это время остается изучение солнечного ветра и его взаимодействия с планетами, а также влияние солнечных возмущений на геомагнитные среды, или то, что мы называем геокосмосом.
“Мы можем выключить Солнце и звезды, потому что они не приносят дивидендов”, – предупредил Джон Мейнард Кейнс в 1933 году. В 2015 году зонд НАСА Solar Probe Plus приблизится к Солнцу на 7 млн км и принесет нам самые большие дивиденды на сегодняшний день (JHU / APL)
Он переходит к описанию тахоклина (от греч. – быстрый и – склоняться), плотного солнечного слоя, расположенного между внешней конвекционной зоной и той частью солнечного нутра, где вращение единообразно. Внутри тахоклина все также вращается с одной скоростью. Именно здесь, объяснил Нейл, возникает движение плазмы, которая генерирует солнечную энергию благодаря процессу ионизации. “Если взять ионизированный газ, в котором действует магнитное поле, и давить на газ, поле будет двигаться вместе с ним. Ионизированные газы – почти идеальные проводники, а если магнитное поле достаточно сильно, оно сдвинет плазму. Но плазма имеет очень высокую энергию и сама может двигать магнитное поле – это свойство Солнца, вообще для физики это редкость. Мы имеем дело с проблемой, как взаимодействуют частицы, оказавшись в магнитном поле наподобие этого”. Так что же он пытается обнаружить? “Следующие пятьдесят лет мы будем поэтапно понимать, какие процессы крутят эту динамо-машину. Я надеюсь, что мы в итоге сможем делать некоторые прогнозы, например исходя из ситуации говорить, что через десять дней можно ожидать появления солнечного пятна”. Кивая, я спросил о солнечном ветре. Нейл наклонился вперед, улыбаясь: