Cassini окажется в пролете

Космический аппарат Cassini начинает выход на траекторию нового, 14-го по счету пролета мимо спутника Сатурна Титана. В воскресенье 21 мая зонд пройдет мимо Титана на расстоянии всего 1879 километров со скоростью 5,8 километров в секунду. Всего таких пролетов за миссию аппарата намечено 45.

В этот раз аппарат, созданный совместными усилиями NASA, ЕКА и Итальянского космического агентства, займется изучением атмосферы одного из самых гигантских спутников Солнечной Системы.

Титан окажется на линии Cassini – Земля и радиоволны, посланные с аппарата, пройдут сквозь атмосферу планеты. Анализ принятых волн даст информацию о температуре атмосферы, а также о дующих в ней ветрах. Последние данные особенно интересны тем, что в один из ранних пролетов международный зонд открыл многокилометровые дюны на спутнике, некоторые из которых тянутся на полторы тысячи километров. Специалисты NASA несколько растерянны: «Также выглядит радарная картинка какой-нибудь пустыни в штате Аризона». Ученые считают , что единственное, что объединяет дюны Титана и земные дюны, – это механизм их образования под действием ветров.

Помимо изучения атмосферы Титана Cassini проведет и еще один интересный эксперимент: радиозондирование поверхности спутника, причем волны испускаться будут космической станцией, а приниматься отраженный сигнал будет на Земле. Это тоже даст новые сведения о рельефе Титана.

13-й пролет станции мимо Титана, состоявшийся 30 апреля, тоже привел к интересным открытиям. Радарное исследование окраины материка Ксанаду выявило несколько новых крайне интересных деталей, в том числе две кольцеобразные структуры, похожие на кратеры или вулканические кальдеры.

Весьма вероятно, что обнаруженные Cassini структуры – кальдеры криовулканов, которые по последним моделям действуют на Титане.

В последнее время Cassini называют одним из самых успешных проектов по изучению Глубокого Космоса. Помимо активного изучения Титана (в том числе и посредством спускаемого аппарата Huigens) и самого Сатурна зонд передает множественные качественные изображения спутников планеты-гиганта. Только в мае 2006 года NASA опубликовало изображения Мимаса , Тефии, Януса, Эпиметея и Энцелада , темные области на Япете , а также закат Энцелада за Рею .

Кроме того, подробные исследования Энцелада привели ученых к выводу, что и на этом спутнике возможна жизнь. Таким образом, Cassini еще и раздвинул границы поиска жизни в Солнечной Системе. В 2008 году Cassini еще раз изучит этот спутник с минимального расстояния в 350 км.

К тому же аппарат сам увеличил количество спутников Сатурна. К моменту старта зонда ученые знали только о 18 спутниках. Пока Cassini летел к месту назначения (а это заняло целых семь лет), земные обсерватории открыли еще 13. Ну а потом спутники стали открывать «на месте». Сейчас объявлено о еще 16 спутниках, причем имена пока дали только четырем: Метона, Палена, Полидевк и Дафния. А дюжине лун предстоит дать имена.

Не дай воде замерзнуть

С детства каждый помнит, что вода замерзает при температуре 0 градусов по Цельсию. Возможно, кто-то слышал и о том, что чистая пресная вода в очень чистом сосуде может находиться в жидком состоянии и при отрицательных температурах. Ученые в своих опытах доходили до температуры минус 40 градусов по Цельсию. Вода в жидком виде при отрицательной температуре носит название «переохлажденной», и при этом она находится в очень неустойчивом состоянии:

стоит появиться хоть одной посторонней частице, вокруг которой может образоваться кристалл льда, как тут же вся вода замерзает.

Группа ученых из института имени Вейцмана (Израиль) под руководством Игоря Любомирского выяснила, что переохлажденная вода замерзает при различных температурах в зависимости от того, положительно или отрицательно заряжена поверхность, с которой соприкасается вода. Соответствующая работа опубликована в журнале Science.

Основным предметом исследования израильских ученых стали пироэлектрические (обладающие поляризацией в отсутствие внешних воздействий) аморфные (не имеющие упорядоченной кристаллической структуры) твердые тела. Однажды Игорь Любомирский обнаружил, что если вода контактирует с поверхностью из подобного материала, то температура замерзания воды зависит от заряда поверхности.

Отрицательный заряд понижал температуру замерзания, а положительный повышал ее.

Обратив внимание на этот факт, ученые решили подробнее исследовать его. Используя мощные микроскопы, Игорь Любомирский и коллеги обнаружили, что капельки воды на кристаллах танталата лития (LiTaO₃) и тонких пленках из титаната стронция (SrTiO₃) замерзают при температуре -11 градусов. С изменением заряда с отрицательного на положительный температура замерзания повышалась на несколько градусов.

Используя метод рентгеноструктурного анализа, исследователи отметили, что положительно заряженные поверхности вызывают начало замерзания переохлажденной воды на границе «поверхность – вода», тогда как отрицательно заряженные поверхности влекут начало замерзания на поверхности «вода – воздух».

Комментируя свою работу, Игорь Любомирский признается, что не знает, почему изменение заряда так меняет свойства воды. «То, что мы теперь знаем, дает нам очень, очень, очень хорошую тему для размышлений», – приводит слова ученого National Public Radio.

Возможность контролировать температуру замерзания переохлажденной воды может быть весьма актуальной.

В частности, результаты работы израильских ученых могут найти свое применение в актуальных областях исследований:
– выживание холоднокровных животных;
– криоконсервация (методы хранения органов, тканей или отдельных клеток при пониженной температуре);
– защита сельскохозяйственных культур от замерзания;
– «посев» облаков (то есть целенаправленное изменение погоды для создания дождя в засушливых местах или вызывание дождя с целью уменьшения вероятности града).