Пролёт Урана космическим аппаратом "Voyager-2"

Долгое время об Уране, кроме самого факта его существования, не было известно практически ничего. Подлинное его открытие состоялось лишь в 1986 году, когда ближайшие окрестности этой таинственной планеты посетил автоматический межпланетный зонд «Вояджер-2».

Он стал первым и пока единственным космическим аппаратом, совершившим огромный тур по внешней части Солнечной системы с посещением всех 4 планет-гигантов. Стартовав с космодрома на мысе Канаверал (штат Флорида, США) 20 августа 1977 года, «Вояджер» достиг Урана почти 9 лет спустя. Чтобы добраться в такую даль, станции пришлось по дороге воспользоваться помощью двух крупнейших планет Солнечной системы - Юпитера и Сатурна. Каждая из них своим мощным гравитационным полем оказала сильное воздействие на крошечную станцию.

В результате этого ее скорость возрастала, а траектория полета резко изменялась и станция сделала 2 крутых левых поворота, прежде чем вышла в расчетную точку встречи с Ураном 24 января 1986 года. Благодаря таким гравитационным маневрам «Вояджер-2» добрался до Урана намного быстрее, чем если бы он преодолевал весь путь лишь на том силовом импульсе, который был им получен при старте с 3емли - это заняло бы более 30 лет, то есть он только бы подлетел к Урану.

Стремительно промчавшись вблизи Урана, «Вояджер-2» собрал много новой информации об этой страннейшей из планет. Большинство сведений, известных сегодня об Уране, по лучены буквально в течение нескольких часов, пока станция находилась поблизости от планеты, пролетая на расстоянии 81 500 км от поверхности облаков со скоростью около 46 000 км/ч (примерно 13 км/с). Телекамеры, установленные на вращающейся платформе, постоянно вели съемку планеты и спутников, поворачиваясь автоматически по заранее заданной программе. Во время пролета «Вояджера» ось вращения Урана, лежащая почти в плоскости его орбиты, была направлена в сторону Солнца, поэтому на полученных фотографиях изображено только южное, освещенное в тот период полушарие планеты. На снимках были найдены сразу 10 неизвестных ранее малых спутников! А 5 больших спутников сфотографированы так подробно, как их нельзя рассмотреть ни в один телескоп. Обнаружено было станцией и магнитное поле Урана, а также исследовано строение его магнитосферы. Выяснилось, что магнитный шлейф этой планеты устроен совершенно уникально - силовые магнитные линии в нем не вытянуты по прямой, как у других планет, а закручены в двойную спираль.

Главные научные результаты пролета около Урана:

1. Облачный слой Урана содержит очень мало контрастных деталей. Динамика атмосферы образует зональные течения, симметричные относительно оси вращения планеты. Температуры полярного и экваториальных районов почти одинаковы (56 К). Это указывает на превалирующую роль внутренних источников энергии. Скорость зональных течений очень высока. На широте - 70° наблюдалось течение прямого направления (в сторону вращения планеты) со скоростью 700 км/ч. Вблизи экватора отмечены ветры обратного направления, со скоростью до 300 км/ч.

2. Период вращения планеты, найденный по пульсации радиоизлучения, короче имевшихся оценок и составляет 17 час 14 мин 24 с.

3. Магнитное поле Урана наклонено на 60° по отношению к оси вращения (если считать его дипольным), причем ось диполя смещена от центра на 1/3 радиуса планеты. Напряженность поля близка к земной, но полярность обратная.

4. Планета обладает протяженной магнитосферой с радиационными поясами, в основном из ионов водорода и электронов. Из-за сложного характера вращения магнитосферы поле в пространстве постоянно меняет направление (эффект "штопора"), вращаясь с периодом планеты.

5. Обнаружено интенсивное так называемое "электросвечение" атмосферы на дневной стороне планеты и радиоизлучение с ночной стороны. Плотность экзосферы достигает 100 см-3 на уровне самого внешнего кольца.

6. Состав атмосферы: 15 % (объемных) гелия (в 2,5 раза больше, чем на Сатурне); примерно 2 % метана ниже верхнего слоя облаков; остальное-водород. Облачный слой находится на уровне давления 1,2 бар.

7. Получены первые изображения узких колец Урана. Обнаружены 2 новых слабых кольца. Внешнее кольцо (эпсилон) состоит из крупных кусков, размерами более 10 см.

8. Обнаружено 10 новых спутников. Размеры наибольшего из них более 170 км. Из пяти ранее известных спутников самым светлым является Ариэль, самым темным - Умбриэль. Самые большие спутники - Титания (1580 км) и Оберон (1516 км), самый маленький - Миранда (472 км). Плотности их указывают на большую долю каменных пород, чем у спутников Сатурна.