Разведчики внешних планет. Путешествие «Пионеров» и «Вояджеров» от Земли до Нептуна и далее - читать онлайн книгу. Автор: Игорь Лисов cтр.№ 69

Ариэль, наиболее яркий из спутников Урана с альбедо 0,40, удалось заснять с дистанции 130 000 км с деталями до 2,4 км, но в кадр вошло только около 3/4 диска. Здесь тоже было обилие кратеров диаметром 5–10 км при почти полном отсутствии 50– и 100-километровых, множество уступов и долин (грабенов). Планетологи предположили, что разломы сформировались в результате расширения коры спутника. Часть видимого полушария была покрыта относительно молодым материалом с меньшей плотностью ударных кратеров, и уже в нем сформировались извилистые уступы и долины – возможно, в результате течения жидкости. Три характерные линейные структуры очень напоминали земные ледники, но перекрывающие их крупные кратеры говорили о том, что соответствующие процессы происходили достаточно давно.

В отличие от остальных «классических» спутников, Умбриэль оказался малоконтрастным и более темным – его поверхность отражала лишь 16–19 % солнечного света, примерно как лунные плоскогорья. Сходство дополняло большое количество ударных деталей, среди которых выделялся 110-километровый кратер с ярким центральным пиком, и непонятное белое кольцо диаметром до 140 км на экваторе – быть может, слой инея у свежего кратера. Следов геологической активности замечено не было, и вообще поверхность Умбриэля представлялась очень древней – быть может, наиболее древней в Солнечной системе. Лоренс Содерблом заметил, что Умбриэль – это такое место, о котором очень трудно судить. Между очень активными объектами, как внутри сэндвича, затесался объект очень темный, очень старый и неактивный, никто не знает почему.

Единственная фотография шестого спутника была потеряна при первой попытке передачи на Землю из-за сбоя на принимающей наземной станции. Процесс считывания удалось повторить, и со второй попытки снимок был получен. Стало ясно, что при обнаружении размер спутника был сильно занижен из-за очень темной поверхности (альбедо 7 %). Реальный диаметр тела составил 170 ± 30 км, а не 75 км, как считалось до этого. Более крупный из двух видимых кратеров имел около 45 км в диаметре.

Масса Миранды была определена по гравитационному влиянию на КА, проявившемуся дополнительным доплеровским смещением частоты сигнала. Массы Ариэля, Умбриэля, Титании и Оберона нашли путем подстройки моделей их движения по большой серии навигационных снимков. Независимое определение размеров спутников (по фотографиям) позволило подсчитать их среднюю плотность.

Казалось бы, по мере удаления от Солнца должна была снижаться доля силикатов и расти процент летучих веществ. Тем не менее спутники Урана оказались в среднем более плотными, чем спутники Сатурна. Титания, Оберон и Ариэль имели среднюю плотность от 1,63 до 1,71 г/см³, Умбриэль – 1,39 г/см³ и Миранда – 1,20 г/см³. Это означало, что большие луны Урана на 50–60 % состоят из силикатов и материалов на базе углерода и азота и лишь на 40–50 % из водяного льда. У пяти классических спутников вращение и обращение оказались синхронизованы, как и ожидалось.

Кольца Урана на фотографиях получились немного разного оттенка, что могло свидетельствовать о неоднородном составе. В частности, кольцо ε оказалось серого цвета; ширина его менялась от 20 км в перицентре до 96 км в апоцентре, а толщина края не превышала 150 м. Альбедо колец оказалось очень низким, порядка 5 %, поэтому они и выглядели такими тусклыми.

Всего по кольцам фотополяриметр сделал 1,5 млн измерений, а радиокомплекс дал 5 млрд точек данных. Радиопросвечивание показало, что кольцо ε состоит из достаточно крупных объектов, порядка 1 м, но по данным фотополяриметра их средний размер был близок к 0,2 м. Более мелких фрагментов между ними почти не было – очевидно, они быстро покидают кольцо и выпадают на поверхность Урана. В то же время снимки «на просвет» широкоугольным объективом с большой экспозицией выявили на фоне основной системы сложные пылевые структуры из малоразмерных частиц, вероятно, образующихся в результате столкновений более крупных фрагментов.

При пересечении плоскости колец на расстоянии более 60 000 км от внешнего кольца ε, в 115 000 км от центра планеты, инструмент PWS зарегистрировал множественные попадания пылевых частиц. Картина соответствовала прохождению через диффузное облако толщиной около 4000 км.

«Вояджер-2» обнаружил два новых кольца Урана. Первое находилось между кольцами δ и ε и получило временное обозначение 1986 U1R, а впоследствии за ним закрепили букву λ. Обнаружили его в ходе УФ-наблюдений и уже позже нашли на снимках, так как при прямом солнечном освещении оно выглядело очень узким, всего 1–2 км, и слабым. А вот «с тыла», в проходящем свете, новое кольцо сияло исключительно ярко, затмевая даже главное кольцо ε. Этот факт и сильная зависимость оптической плотности от длины волны заставили сделать вывод, что кольцо U1R – пылевое и состоит из частиц микронного размера. Детальный анализ данных «Вояджера» выявил азимутальную вариацию яркости кольца, напоминающую стоячую волну.

Второе, очень слабое кольцо 1986 U2R было найдено лишь на одном снимке, сделанном менее чем за час до пролета – оно располагалось внутри кольца 6 на расстоянии 37 000–39 500 км от центра планеты. 29 января Джеффри Куцци из фотометрической команды объявил, что это диффузная полоса материала, которую можно назвать кольцом. Буквенное обозначение ζ так и не стало общепринятым, да и само существование кольца удалось подтвердить лишь в 2003–2004 гг. наблюдениями на телескопе имени Кека, причем оно «мигрировало» наружу от первоначального положения и теперь занимало зону 37 850–41 350 км. Слабая концентрация пылевого материала наблюдается и между внутренним краем кольца и границей видимой атмосферы Урана. В 2007 г. при пересечении Землей плоскости колец Урана именно оно стало самой яркой деталью системы.

Данные фотополяриметра говорили о том, что еще несколько колец, возможно, неполных, лежат снаружи от кольца ε. Кольца α и β оказались непостоянной ширины – от 5 до 12 км. Ширина колец δ и γ также менялась более чем в два раза, а узкая компонента кольца η местами просто пропадала. Все это указывало на относительную молодость системы колец Урана.