§ 9. Зондирование атмосфер юпитерианских планет. Посадка на Плутон

Бессмысленно говорить о посадке на Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун, так как эти планеты не имеют поверхности, а видимый край диска планеты представляет фактически границу плотной атмосферы (точнее, даже слоя облаков). Глубины атмосфер, постепенно сгущающихся, точно не известны, но речь идет во всяком случае о тысячах километров.

Скорость входа в атмосферу Юпитера без учета ее вращения составляет: при гомановском перелете при параболическом (табл. 8,9). Если вход в атмосферу происходит вблизи экваториальной плоскости Юпитера и притом в направлении его вращения вокруг оси, то относительная скорость входа уменьшается на величину окружной скорости точки на экваторе (12,6 км/с) и составляет примерно

Скорости входа в атмосферы Сатурна, Урана и Нептуна также мало отличаются от скоростей освобождения (даже при параболических траекториях перелетов).

Погружение в атмосферу Сатурна в экваториальной плоскости в восточном направлении уменьшило бы величины указанных в табл. 8,9 скоростей входа (36,6 и 38,8 км/с) более чем на 25%, так как окружная скорость здесь составляет однако кольцо Сатурна должно препятствовать по крайней мере полному ее использованию.

Уран движется вокруг Солнца, почти «лежа на боку», наклон экватора к эклиптике обратное вращение к тому же. Поэтому вход в атмосферу на экваторе Урана никаких выгод не сулит.

В советской работе 1979 г. [4.83] указывается, что по существующим условиям навигационный коридор входа в атмосферу Юпитера имеет ширину Это значит, что точность попадания по высоте составляет Как показал опыт спусков в атмосфере Венеры, научная аппаратура способна выдержать перегрузки 200-300 единиц. Баллистический спуск в атмосфере Юпитера трудно осуществим, так как неточность знания нами атмосферы и ошибки навигации могут привести к перегрузке 450-500. Слишком узок баллистический коридор входа. Использование же аппарата скользящего типа с аэродинамическим качеством 0,3 расширяет коридор входа до (предполагается допустимая перегрузка 250), причем имеется в виду возможность управления подъемной силой путем изменения ее знака (см. § 2 гл. 11). Масса теплозащиты должна составлять массы зонда.

По американскому проекту «Галилей» в январе 1982 г. должен быть дан старт космическому аппарату с атмосферным зондом в сторону Юпитера. Необходимая начальная скорость будет сообщена с помощью космического буксира IUS, выводимого на

околоземную орбиту самолетом «Шатл». Аппарат, пролетев через 3 месяца после старта Марс, достигнет Юпитера в июле 1985 г. За 100 сут до этого аппарат будет переведен с попадающей траектории на пролетную, отделившийся же до этого неуправляемый зонд массой и диаметром войдет в атмосферу под малым углом со скоростью 49 км/с (учтено вращение атмосферы). Зонд будет работать по крайней мере 30 мин после входа, и его сигналы будут ретранслироваться пролетающим над ним аппаратом «Галилей», который к этому времени выйдет на большую эллиптическую орбиту с относительно низким перицентром (радиус 360000 км). (После этого импульс в апоцентре увеличит радиус перицентра до 1 млн. и начнутся маневры в полях тяготения галилеевских спутников.) Номинально зонд рассчитан на давление , но, по-видимому, сможет передавать информацию и при давлении . Спускающийся на парашюте зонд, уже выйдя из строя, в конце концов достигнет уровня, где архимедова выталкивающая сила уравновесит его вес.

Как видно из табл 8 и 9, несмотря на то что скорость освобождения на Плутоне значительно меньше, чем на Луне, посадка на его поверхность, вероятно, покрытую метановым льдом, представляет более трудную задачу из-за большой скорости падения, которую нужно погасить реактивным путем.