Ледяной спутник может оказаться полезным и в другом отношении. Лед или воду легко можно было бы разложить на кислород и водород — двух неразлучных спутников в космических путешествиях человека, необходимых для дыхания космонавтов и заправки топливных отсеков. Это способствовало бы развитию космических исследований.
Такие дерзкие предприятия в космосе сегодня кажутся фантастическими. Но их осуществление может составить далеко не самую примечательную часть жизни наших внуков. Те ученые-критики сегодняшнего дня, которые высмеивают «дикие» идеи освоения космоса, в будущем сами могут быть осмеяны. Им стоит напомнить о Ньюкомбе, авторитетном ученом эпохи освоения воздушного пространства, который в 1902 г. математически «доказал», что летающая машина тяжелее воздуха — неосуществимая мечта человечества.
Более дальновидные специалисты считают, что техника перемещения в пространстве небольших астероидов в качестве «оборудования» для космических исследований будет разработана до 1975 г. Еще не стихнет эхо авторитетных возгласов «невозможно!», а отважные космонавты уже будут буксировать к Земле нужные экземпляры, отобранные из многих тысяч астероидов.
Глава VI
Гиганты среди гигантов
От крошечных астероидов мы перейдем к четырем гигантам — Юпитеру, Сатурну, Урану и Нептуну. Они получили различные титулы, каждый из которых подчеркивает их размеры, — большие планеты, семейство Юпитера, газовые гиганты.
Существует еще одна, последняя планета, Плутон, не включенная в группу больших планет из-за малых размеров и других особенностей.
Название «газовые гиганты», вероятно, лучше всего характеризует «большую четверку», ибо все они имеют низкую плотность. По-видимому, они в основном состоят из газов с незначительными примесями более тяжелых элементов или металлов, характерных для планет земной группы.
Эта теория подтверждается спектроскопическими наблюдениями, свидетельствующими о высоком содержании водорода — самого легкого газа — в атмосферах членов «большой четверки». Этот газ, редкий в атмосферах планет с малой силой тяжести, удерживается «мертвой хваткой» массивных гигантов и образует молекулы двух газов — метана (СН4) и аммиака (NH3).
Считается, что смесь газов должна составлять от 50 до 80 % полной массы газовых гигантов, в то время как общее количество твердого вещества в их ядрах должно быть сравнительно мало. Миниатюрные каменные или металлические ядра могут быть окружены очень толстым слоем льда и твердого аммиака, находящимся под высоким давлением и покрытым полужидким слоем сильно сжатого газового тумана.
Сходство этих четырех планет дополняется другими общими свойствами: низкой средней температурой, высоким атмосферным давлением на поверхности, многочисленными спутниками, достигающими иногда размеров «настоящих» планет, высокими значениями первой космической скорости (минимальная скорость, необходимая для преодоления силы тяжести планеты) и удивительно короткими сутками — следствие быстрого вращения. Однако каждый из них обладает отличительными особенностями. В этой главе мы познакомимся с двумя из четырех больших планет — Юпитером и Сатурном; Уран и Нептун будут рассмотрены в следующей главе. В порядке удаления от Солнца мы начнем с полосатой планеты, находящейся на расстоянии 800 млн. км.
Юпитер
Почти все, что касается Юпитера, самой крупной из внешних планет, способно ошеломить при первом знакомстве. Его экваториальный диаметр — 140 000 км — приблизительно в 11 раз больше земного. По весу Юпитер уравновесил бы 318 таких «гирь», как Земля. В сравнении с Землей его объем фантастичен: потребовалось бы более 1300 шаров каждый размером с Землю, чтобы наполнить пустую полость объемом с Юпитер. Эта громадина вдвое превосходит по массе остальные восемь планет вместе с их спутниками.
Естественно, что сфера гравитационного влияния этого Гаргантюа составляет около половины солнечной системы. Он сбивает кометы с их орбит, крадет астероиды, разорвал Астероидию и обзавелся миниатюрной «солнечной системой», в том числе двумя спутниками, каждый из которых больше Меркурия.
Космонавтам, высаживающимся на Юпитер, следует приготовиться к тому, что они будут весить четверть тонны, так как ускорение силы тяжести равно 2,67 g. На быстро вращающемся экваторе притяжение уменьшается до 2,5 g, а на полюсах вследствие отсутствия центробежной силы и сплюснутости возрастает до 2,84 g.
Пока космический корабль не разовьет тягу в пять раз большую, чем требуется на Земле, он не сможет преодолеть притяжения Юпитера, так как скорость убегания равна 60 км/сек (215 000 км/час). Именно эта невероятная сила притяжения помогла Юпитеру добиться того, чего не удается ни одной другой планете, — «украсть» четыре члена из семейства астероидов и сделать их пасынками вместе с восемью законными спутниками, «родившимися» еще при образовании солнечной системы.
Толщина атмосферы Юпитера 13 000 км — целый диаметр Земли. Юпитер часто называют полосатой планетой, так как в телескоп отчетливо видно по меньшей мере шесть зон, параллельных экватору.
Все эти коричневые, оранжевые и желтые облачные полосы вращаются с разной скоростью…
Загадка 1. Какова действительная скорость вращения твердой поверхности Юпитера, замаскированной вращающимися с разными скоростями атмосферными полосами?
Ни один квадратный миллиметр поверхности Юпитера ни разу не удалось увидеть через массу тумана, который можно сравнить разве только с самыми плотными штормовыми тучами на Земле, наслаивающимися друг на друга ярус за ярусом на протяжении сотен и тысяч километров. Следовательно, нельзя найти какой-либо ориентир, по которому можно было бы судить о вращении поверхности планеты. Поэтому астрономы наблюдают движение деталей наружного облачного слоя, которые позволяют достаточно уверенно определить период вращения, но дают различные результаты в зависимости от широты. Период вращения наружного облачного слоя на экваторе равен 9 часам 50 минутам, на полюсе — на 5 минут больше, а на промежуточных широтах находится между ними. Мы назвали только скорость вращения самого верхнего слоя атмосферы. Что можно сказать о вращении слоев на глубине 3000, 5000, 10 000 км от границы атмосферы? И какова действительная скорость вращения поверхности, находящейся на глубине 13 000 км?[19]
Неожиданные изменения скорости вращения только один из сюрпризов атмосферы Юпитера — настоящего мира чудес.
Загадка 2. Что представляет собой Красное пятно, отстающее от общего вращения?
Впервые Красное пятно наблюдалось в 1878 г. Оно имеет форму огромного овала — 50 000 км на 20 000 км, который внезапно стал красным, выделяясь на светлом фоне южной тропической зоны. Пятно, которое с тех пор периодически то тускнело до розового цвета, то вновь становилось красным, имеет собственную скорость — меньшую, чем скорость вращения планеты на этой широте. Скорость Красного пятна нерегулярно изменяется; иногда оно отстает на 15 минут от среднего периода вращения, а затем движется быстрее.
Сначала считали, что Красное пятно — это облако, выброшенное гигантским вулканическим извержением, позднее — участок атмосферы, окрашенный в красный цвет бромом или окислами азота, но ни одна теория не могла объяснить его длительное существование. В настоящее время полагают, что Красное пятно состоит из полутвердого вещества, возможно пористого, как пемза, и достаточно легкого, чтобы удерживаться в верхней части атмосферы Юпитера, подобно гигантскому плавающему острову. Временами более подвижное, меняющее свои очертания непрозрачное образование — Южное тропическое возмущение — догоняет и как бы обтекает Красное пятно, подтверждая представление о нем как о плавающем в облаках острове.
19
Глубина атмосферы Юпитера неизвестна. Можно лишь утверждать, что она находится в пределах от 1000 до 20 000