Космический аппарат Cassini совершил то, что астрономы сравнивают с попыткой сфотографировать лицо пастуха из окна несущегося по автостраде автомобиля — и при этом получить чёткий портрет. В ночь на вторник по московскому времени зонд пронёсся на огромной скорости сквозь облака ледяного пара над южным полюсом Энцелада, чтобы заглянуть в его самые таинственные трещины.

Речь идёт о «тигровых полосах» — гигантских разломах в многокилометровой ледяной коре спутника Сатурна, под которой, по мнению учёных, скрывается целый океан жидкой воды. В отличие от мартовского пролёта, когда Cassini «нюхал» выбросы химическими анализаторами, на этот раз его оптические камеры были нацелены прямо на сами полосы.

Съёмка на космической скорости

Задача стояла почти невыполнимая. Относительная скорость Cassini и Энцелада достигала 18 километров в секунду. Чтобы снимки не превратились в смазанные полосы, время экспозиции пришлось сделать предельно коротким. Из-за этого первые кадры, полученные на минимальном расстоянии от поверхности, вышли довольно тёмными — солнечного света здесь в сотню раз меньше, чем на Земле, а «выдержку» не удлинишь.

Инженеры NASA и Лаборатории реактивного движения пошли на хитрость: они заставили Cassini вращаться, отслеживая цель, — примерно так же, как профессиональный фотограф ведёт камеру вслед за гоночным болидом «Формулы-1». Основным инструментом стала узкоугольная камера высокого разрешения, запрограммированная на серию из семи снимков, которые охватывали всё большие площади по мере удаления аппарата.

Результат оправдал усилия. Максимальное разрешение на этот раз составило около 8 метров — вдвое хуже, чем рекордные 4 метра трёхлетней давности, зато район съёмки куда интереснее. Именно с помощью этой камеры астрономы американского, европейского и итальянского космических агентств ранее получили самые подробные изображения Энцелада.

От ночных столбов к подлёдному океану

Ещё несколько лет назад «тигровые полосы» считались обычными разломами в ледовом покрове, каких на поверхности спутника множество. Всё изменилось в 2005 году, когда Cassini снимал Энцелад с его ночной стороны и внезапно увидел яркие столбы, напоминающие лучи солнечной короны во время затмения. Очень скоро стало ясно: это выбросы гейзеров, фонтаны Энцелада бьют на 500 км быстрее звука, выбрасывающих в пространство облака водяного пара, мельчайших льдинок и пыли.

По современным представлениям, через эти гейзеры на поверхность прорывается жидкая вода из океана, скрытого под толстой ледяной коркой. Судя по всему, именно гейзеры питают слабое, едва заметное кольцо E Сатурна — Энцелад, двигаясь внутри него, постоянно пополняет кольцо материалом. Позднее учёные обнаружили и тектонические структуры, неизменно связанные с гейзерами: особые разломы, которые на тепловых изображениях выделялись чуть более высокой температурой. От условного цвета этих инфракрасных снимков — невидимых человеческому глазу — разломы и получили прозвище «тигровые полосы».

Дамаск, Багдад, Каир и безымянная дуга

Официально все эти образования называются бороздами, и топонимика Энцелада заполнена названиями городов Ближнего Востока и Средней Азии. Одна из самых мощных структур, пересекающая практически весь спутник, носит имя системы Самаркандских борозд. Среди «тигровых полос», попавших в объектив Cassini в ночь на вторник, — Каирская, Багдадская, Дамаскинская борозды и ещё одна изогнутая полоса, пока не получившая официального наименования.

На одном из опубликованных снимков Дамаскинская борозда пересекает нижнюю половину кадра, демонстрируя сложный рельеф ледяной коры. Обработка изображений и их научная интерпретация ещё впереди, но уже сейчас ясно, что эти разломы — ключ к пониманию геологической активности спутника.

Взгляд в инфракрасном и ультрафиолете

Помимо оптических камер, поверхность Энцелада снимали приборы далёкого инфракрасного диапазона. Они продолжили работу даже после того, как спутник погрузился в тень Сатурна: нагретый солнечными лучами до минус 200 градусов по Цельсию лёд неплохо светит в диапазоне длин волн от нескольких микрон до миллиметра, что позволит уточнить карту температур.

Одновременно ультрафиолетовые камеры смотрели не на сам спутник, а в сторону — чтобы уловить на чёрном небе следы выбросов молекул, содержащих водород и другие атомы. Эти данные помогут понять состав и динамику вещества, извергаемого гейзерами.

Во вторник утром по московскому времени гигантские антенны Сети дальней космической связи NASA вблизи австралийской Канберры начали приём записанных в ходе сближения данных — из Калифорнии, где находятся основные антенны, Сатурн в это время был не виден. Первые фотографии опубликовали уже в ночь на среду.

Новый рекорд на горизонте

На 9 октября запланировано ещё одно сближение с Энцеладом. Ожидается, что Cassini побьёт установленный рекорд и пролетит всего в 25 километрах от поверхности спутника — это в разы ближе, чем нынешний пролёт. Если всё пройдёт по плану, учёные получат ещё более детальные снимки и, возможно, новые ключи к разгадке подлёдного океана, который многие считают одним из самых перспективных мест для поисков внеземной жизни в Солнечной системе, ведь Энцелад греет в 10 раз мощнее: 20 ТЭС подо льдом.