Каллисто – спутник Юпитера.
От Земли – 560 млн км.
У Юпитера 62 спутника, размер многих из них лишь несколько километров.
4 крупных: Каллисто, Ганимед, Европа, Ио.
Каллисто дальше всех от Юпитера. Кратеры и лёд.
Европа покрыта льдом, 10 км, и океан глубиной 100 км. Радиационный фон от Юпитера огромный.
Каллисто: Размером в треть от Земли, соответствующая сила тяжести.
0,126 ж
Радиус 2410,3 ± 1,5 км (0,378 земного)
Вода плюс соль, которая проводит ток, электроды – в воду. Электролиз: водород – топливо для двигателей.
Минус 100 – минус 185 градусов.
Кратеры высотой в километр. Лёд и камень.
Биокостюм, без надувания. Специально индивидуально подобранный костюм.
Радиация! Атомы водорода внутри льда поглощают излучение. Можно спрятаться в ледяной пещере.
Можно жить в ледяных домах-пещерах, вырытых с помощью ядерного реактора.
Магнитоплазменный ракетный двигатель с переменным удельным импульсом ВОЗИМР.
Вместо сжигания ракетного топлива он нагревает водород до тех пор, пока он не примет четвёртое агрегатное состояние и превратиться в плазму. Плазма – это то самое, из чего состоит Солнце. Она обладает потенциалом доставить нас на Марс за месяц, а а Юпитер – меньше, чем за год. Плазменный луч температурой 560 тысяч градусов. Чтобы сдерживать его, нужно серьёзное оборудование. Надо три таких двигателя.
Как газ преобразуется в плазму. Газ ионизированный и превращается в плазму под воздействием радиоволн примерно так же, как при нагреве в бытовой микроволновой печи. Энергия радиоволн поглощается атомами водорода. При нагреве образуется плазма, которая проводится в определённом направлении и выбрасывается с обратной стороны двигателя при помощи магнитов.
Газ входит с одной стороны и преобразуется в плазму, ускоряется и выбрасывается в камеру. Таким образом, создаётся сила тяги.
Недостаток – слишком тяжёлые магниты. Выход – легковесные сверхпроводящие магниты, которые действуют только в холоде, при минус 185 градусов, при охлаждении жидким азотом. Катушка из этих магнитов будет действовать, как невидимые сопла, контролируя поток плазмы, даже не дотрагиваясь до неё.
Магниты в двигателе должны храниться при таких низких температурах, а плазма, наоборот, раскалена. Необходима специальная изоляция между ними.
Комбинация физики плазмы, электромагнетизма и физики радиочастот объединены для создания этого двигателя.
Каллисто чуть меньше Ганимеда и обладает силикатно-ледяной корой с толщиной не менее 75 километров, сплошь усеянной многочисленными ударными кратерами. Среди них выделяются два очень древних образовавшихся от ударов гигантских метеоритов кратера. На их большой возраст указывает то, что они почти разрушены более поздними ударами других метеороидов.
Кроме водяного льда на Каллисто обнаружены слабая атмосфера из углекислого газа и связанные с ней отложения замерзшей углекислоты на поверхности.
На Каллисто, как предполагается, также есть океан под поверхностью спутника; на это косвенно указывает магнитное поле Каллисто, которое может быть порождено наличием электрических токов в солёной воде внутри спутника. Также в пользу этой гипотезы свидетельствует тот факт, что магнитное поле у Каллисто меняется в зависимости от его ориентации на магнитное поле Юпитера, то есть существует высокопроводящая жидкость под поверхностью данного спутника.
Количества воды на Каллисто — до половины его массы
Спутник Юпитера Каллисто - один из галилеевых спутников Юпитера. Открыта Галилео Галилеем в 1610 году, с помощью первого в истории телескопа.
|
|
Каллисто является третьим по величине из спутников планет в Солнечной системе. Её диаметр сопоставим с диаметром Меркурия, но Меркурий всё же в три раза тяжелее.
Из-за приливных сил Юпитера, вращение Каллисто замедлилось настолько, что период его обращения вокруг своей оси равен периоду обращения вокруг планеты. Она всегда повёрнута к Юпитеру одной стороной, подобно нашей Луне.
Поверхность Каллисто состоит из слоя льда толщиной около 200 км. Под этим слоем предположительно находится примерно 10-километровый слой воды. Затем идёт своеобразная "мантия" из смеси льда и горных пород, плотность которых должна увеличиваться к центру.
Предполагается, что вода подлёдного океана на Каллисто имеет температуру ниже нуля градусов и находится в жидком состоянии благодаря огромному давлению.
В целом, подобно Титану, Каллисто состоит на 60% из льда и воды, остальные 40% - горные породы.
Поверхность очень густо покрыта кратерами, что говорит об отсутствии геологической активности.
У Каллисто обнаружено магнитное поле, которое вполне может быть порождено электротоками в водном океане под слоем льда.
Спутник Юпитера Каллисто является одним из самых перспективных объектов для создания опорной базы в окрестностях этой планеты в будущем.
Во-первых, орбита Каллисто находится за пределами сильного радиационного поля Юпитера.
Во-вторых, её поверхность состоит из водяного льда, а значит там нет недостатка воды.
В-третьих, возраст поверхности Каллисто составляет около 4 млрд. лет, что говорит о её геологической стабильности.
Каллисто абсолютно весь покрыт кратерами от бомбардировки метеоритами.
Также на спутнике практически не заметны вулканические и тектонические процессы, а значит, что ключевую роль в формировании поверхности играют столкновения космических тел со спутником.
Каллисто состоит из значительной количественно доли водяного льда и горных пород, точный состав которых неизвестен, предполагается лишь, что основную долю горных пород имеют оксиды железа, а само содержание обычного железа очень мало.
Также присутствуют в малых долях кремний. Ядро спутника имеет силикатную основу, под которой скрывается небольшое металлическое ядро.
Температура на спутнике Каллисто на экваторе составляет минус сто двадцать градусов по Цельсию.
Спутник имеет очень тонкую атмосферу из углекислого газа и молекулярного кислорода, сравнительно недавно была обнаружена ионосфера.
Также было обнаружено сильное магнитное поле у спутника.
Спутник Каллисто является одним из основных объектов обнаружения жизни в нашей солнечной системе из-за содержания воды.
Каллисто ставит много вопросов, на которые пока нет ответов, например, почему у нее столь большая (наивысшая среди спутников Юпитера) теплоизолирующая способность поверхностного слоя?
Почему вблизи Каллисто меняется магнитное поле Юпитера? Сам по себе спутник Каллисто не обладает сильным магнитным полем.
Один из возможных ответов состоит в том, что под поверхностью Каллисто находятся океаны соленой воды, обладающей значительной электропроводностью.
Эта гипотеза получила дополнительное подтверждение после недавно проведенного анализа того, как Каллисто генерирует и рассеивает тепло.
Считается, что тепло на Каллисто, вырабатывается в результате протекающих в горных породах процессов радиоактивного распада. Такие же процессы поддерживают в расплавленном состоянии земную мантию.
Каллисто не может эффективно рассеивать тепло, поскольку поверхность спутника покрыта толстыми слоями льда и горных пород. Возможно, именно эта теплота предотвращает замерзание воды, находящейся под поверхностью спутника.
Эта гипотеза присоединяет Каллисто к двум другим спутникам Юпитера —Европе и Ганимеду — на которых также предполагается существование подповерхностных океанов. Однако океаны Каллисто, наверняка окажутся средой совершенно непригодной для поддержания жизни, подобной земной.
Водяной лед составляет около 60% его массы. Толщина ледяной коры, как и у Ганимеда, оценивается десятками километров. Вся поверхность этого спутника сплошь усеяна кратерами самых разных размеров. На нем нет протяженных равнин или систем борозд.
Кратеры на Каллисто имеют слабо выраженный вал и небольшую глубину.
Уникальной деталью рельефа является из дюжины концентрических колец.
Температура поверхности на экваторе Каллисто в полдень достигает -120 °С.
У спутника обнаружено собственное магнитное поле.
Калли́сто́ (греч. Καλλιστώ) — один из галилеевых спутников Юпитера. Третий по величине спутник в Солнечной системе после Ганимеда и Титана, размером немного меньше планеты Меркурий (в то же время значительно уступает этой планете по массе).
На Каллисто практически отсутствуют следы вулканической деятельности. По своим размерам Каллисто совсем незначительно уступает Ганимеду и ввиду незначительно сжатия имеет форму правильного шара.
Поверхность Каллисто покрыта огромным количеством метеоритных кратеров. Каллисто, считается, наиболее густо кратерированным спутником в Солнечной системе. Темный цвет поверхности определяется силикатными и другими примесями.
Кратеры отличаются небольшой глубиной, однако некоторые более глубокие и молодые кратеры обнажают сверкающий белизной лёд практически без примесей.
Температура на поверхности Каллисто поднимается до -123 С в полдень на экваторе и значительно опускается после захода Солнца.
Обнаруженная над поверхностью Каллисто атмосфера состоит из углекислого газа и весьма разряжена. Также обнаружено, что в атмосфере Каллисто нет заряженных частиц способных образовать ионосферный слой.
Низкая (1,8344г/см3) плотность Каллисто показывает, что этот спутник Юпитера состоит преимущественно из водного льда, силикатных, гидросиликатных пород и небольшого ядра из сульфида железа и тяжёлых минералов.
Кроме того тщательное изучение Каллисто показало что в его недрах обязательно должен находиться обширный и мощный океан из солёной воды. В пользу этого вывода говорят данные о магнитном поле Каллисто полученные с борта зонда «Галилео». Обнаруженное магнитное поле подвергается возмущениям, вызванным конвективным движением солёной воды в подлёдном океане Каллисто. Расчёт теплового потока из недр Каллисто даёт примерную величину 3,3-3,7 мВ/м2, и таким образом динамика его недр в значительной степени определяется радиогенным теплом.
В настоящее время наиболее точная и удовлетворяющая наблюдениям модель внутреннего строения Каллисто выглядит следующим образом:
Строение Каллисто шестислойное, и предполагает наличие коры из водного льда толщиной 135—150 км, подстилающего кору солёного водного океана толщиной 120—180 км, трёхслойной силикатно-ледяной мантии и железокаменного ядра состоящего преимущественно из сульфида железа толщиной 500—600 км.
Магнитное поле Каллисто, так же как на Европе, подверженно переменным возмущениям. Так как атмосфера Каллисто очень разреженная и не имеет заряженных частиц, то она не может образовать магнитное поле Каллисто. Ледяная кора Каллисто является плохим проводником и не способна участвовать в образовании магнитного поля. Единственной причиной обнаруженного поля предположительно является жидкий океан солёной воды, который подобно земному, мог бы создать достаточно сильные электрические токи, чтобы образовать магнитное поле.
Наличие океана на Каллисто также ставит вопрос о возможности жизни и в этом уголке солнечной системы. Недавно на Земле ученые обнаружили новый класс микроорганизмов, так называемые археобактерии, которые могут существовать при экстремальных условиях — в вулканических выбросах и в замороженном состоянии более 5 млн лет.
Каллисто — спутник Юпитера. Каллисто является четвёртым по дальности от Юпитера Галилеевым спутником с радиусом орбиты около 1 880 000 км.
По величине, Каллисто третий спутник в Солнечной системе, а по размерам спутников Юпитера является вторым после Ганимеда.
При сравнении с планетой Меркурий, диаметр Каллисто приблизительно составляет около 99 %, а масса всего треть от планеты. Спутник всегда повёрнут к Юпитеру лишь одной стороной.
Поверхность Каллисто менее всего подвержена влиянию магнитосферы Юпитера по сравнению с остальными внутренними лунами, потому как её орбита самая удалённая из них.
Каллисто состоит из приблизительно равного количества горных пород и льдов, со средней плотностью около 1,83 г/см3. Спектроскопия выявила на поверхности Каллисто такие соединения как водяной лёд, углекислый газ, силикаты и органику.
Поверхность Каллисто сильно кратерированая и очень древняя. На спутнике практически незаметны следы подповерхностных процессов (например, тектонических) или вулканизма, и, очевидно, главную роль в формировании рельефа на спутнике играют ударные столкновения.
Каллисто окружена оболочкой из чрезвычайно тонкой атмосферы, состоящей из углекислого газа и, возможно, молекулярного кислорода, а также относительно мощной ионосферы.
Присутствие предполагаемого океана в недрах Каллисто делает спутник одним из возможных вместилищ внеземной жизни в Солнечной системе. Однако, условия для её возникновения и поддержания существенно уступают тем, что созданы на Европе.
Благодаря низкому уровню радиационного излучения, Каллисто часто предлагается для основания станции, которая послужит для дальнейшего освоения системы Юпитера человечеством.
Каллисто — внешняя из четырёх Галилеевых лун. Её орбита пролегает на расстоянии в 1 882 000 км от Юпитера и составляет примерно 26,3 его радиусов (71492 км). Это значительно больше, чем орбитальный радиус следующего, самого близкого к Каллисто, спутника Ганимеда, который составляет 1 070 000 км.
Длительность дня на Каллисто составляет 16,7 Земных суток.
Средняя плотность на Каллисто равна 1,83 г/см3, что предполагает под собой относительно равное количество водяного льда и горных пород с дополнительными включениями в виде «летучих льдов» (например, аммиачного льда). Массовая доля льдов Каллисто, приблизительно составляет 49–55 %.
Точный состав горных пород спутника не известен, но вероятно он близок к составу обычных хондритов класса L/LL, для которых характерно низкое содержание свободного железа, небольшой процент чистого металлического железа и большее значение оксидов железа, чем для хондритов класса H.
Водяной лёд на поверхности Каллисто встречается повсеместно, и по разным оценкам его массовая доля будет равно от 25 до 50 %.
Анализ ближних инфракрасных и ультрафиолетовых спектров в высоком разрешении, полученных благодаря КА «Галилео» и за счёт наземных наблюдений, выявил значительную часть материи, не состоящую изо льда: магний и железо, содержащие гидратированные силикаты, углекислый газ, сернистый газ, а также, вероятно, аммиак и различные органические соединения.
Небольшие яркие пятна чистого водяного льда хаотично перемешиваются со смесью из горных пород и льда, расширяя тёмные области спутника, состоящие из не льдов.
Сильно кратерированный поверхностный слой Каллисто покоится на холодной и жёсткой ледяной литосфере, толщина которой по разным оценкам составляет от 80 до 150 км.
Если исследования магнитных полей вокруг Юпитера и его спутников были интерпретированы верно, то под ледяной корой может находиться солёный океан глубиной 50–200 км.
Было обнаружено, что Каллисто отвечает на фоновое магнитное поле Юпитера как идеальная проводящая сфера: поле не может проникнуть в недра спутника, что предполагает собой наличие целого слоя из электропроводящей жидкости толщиной не менее 10 км.
Существование океана становится более вероятным, если предположить наличие в нём небольших доз аммиака или иногоантифриза с массовой долей в 5 % от совокупной массы жидкости. В таком случае, глубина океана может доходить до 250–300 км. Покоящаяся над океаном литосфера также может быть куда толще, чем считается, и её толщина может достигать 300 км.
Ниже литосферы и предполагаемого океана, недра Каллисто, судя по всему, не состоят полностью из однородной или неоднородной массы.
Ядро Каллисто состоит из прессованных льдов и горных пород, концентрация которых увеличивается с глубиной.
Древняя поверхность Каллисто — одна из самых сильно кратерированных в Солнечной системе. Фактически, плотность кратеров на поверхности спутника настолько велика, что почти каждый новый ударный кратер накладывается поверх старого или ложится так близко к соседнему, что его разрушает.
Крупномасштабная геология Каллисто относительно проста: на спутнике нет никаких крупных гор, вулканов и подобных эндогенных тектонических геоструктур.
Ударные кратеры и многокольцевые геоструктуры вместе со связанными разломами, уступами и отложениями — единственные крупные геоструктуры, различимые на поверхности.
Поверхность Каллисто можно распределить на следующие геологически отличные регионы: кратерированные равнины, светлые равнины, яркие и тёмные гладкие равнины, а также различные элементы связанные с ударными кратерами и частями многокольцевых геоструктур.
Кратерированные равнины покрывают большую часть поверхности спутника, и преимущественно представляют из себя смесь из льдов и горных пород.
Крупнейшие геоструктуры на Каллисто - многокольцевые бассейны. Два из них наиболее крупные. Вальхалла крупнейший, с ярким центральным регионом 600 километров диаметром, и кольцами расходящимися от него на расстояние до 1,800 километров от центра (см. изображение).
Второй крупнейший - Асгард, приблизительно 1,600 километров диаметром.
На поверхности Каллисто также можно различить так называемые "катены", например катену Гомул, которые представляют собой длинные цепочки из ударных кратеров выстроившихся по строгим, прямым линиям на поверхности Каллисто.
На поверхности Каллисто были обнаружены небольшие участки чистого водяного льда с альбедо выше 80%, окружённые более тёмной материей. Эти яркие участки поверхности преимущественно расположены на возвышенных геоструктурах: на валах кратеров, уступах, гребнях и буграх. Вероятно они представляют из себя тонкие отложения из водяного инея.
У Каллисто была обнаружена очень тонкая атмосфера из углекислого газа.
Текущее понимание формирования и эволюции Каллисто включает в себя существование подповерхностного океана из жидкой воды.
Как и в случае Европы и Ганимеда, популярна идея о возможности существования в подповерхностном океане Каллисто внеземной микробиальной жизни.
Однако, на Каллисто условия для жизни несколько хуже, чем на Европе или Ганимеде. Основные причины: недостаточность соприкосновения с горными породами и низкий тепловой поток от недр спутника.
Учёный Торренс Джонсон сказал следующее об отличии условий жизни на Каллисто от остальных Галилеевых спутников:
Основными компонентами важными для возникновения жизни—называемыми 'пре-биотической химией'—обладают множество объектов Солнечной системы, вроде комет, астероидов и ледяных спутников.
Биологи сходятся на том что обязательным условием для жизни служит наличие источника энергии и жидкой воды, таким образом было бы интересно найти воду в жидкой форме вне Земли. Но наличие мощного источника энергии также важно, а в настоящий момент океан Каллисто греется лишь за счёт радиоактивного распада, тогда как океан Европы ещё и приливными силами, благодаря близости к Юпитеру.
Если основываться на упомянутых выше соображениях и остальных научных наблюдениях, то среди всех Галилеевых лун у Европы самые большие шансы на поддержание жизни в, по крайней мере, форме бактерий.
В 2003 НАСА провела концептуальное исследование под названием Human Outer Planets Exploration (HOPE рус. Надежда) в котором было рассмотрено будущее освоения человечеством Внешней Солнечной системы. Одной из детально рассмотренных целей была Каллисто.
Было предложено в перспективе построить на спутнике станцию по переработке и производству топлива из окружающих льдов для КА, направляющихся для исследования более отдалённых областей Солнечной системы, помимо этого лёд можно было бы использовать и для добычи воды.
Одним из преимуществ основания такой станции именно на Каллисто считается низкий уровень радиационного излучения (благодаря отдалённости от Юпитера) и геологическая стабильность.
С поверхности спутника можно было бы удалённо, почти в режиме реального времени исследовать Европу, а также создать на Каллисто промежуточную станцию для обслуживания КА направляющихся к Юпитеру для совершения гравитационного манёвра в направлении внешней Солнечной системы после того как они покинут спутник.
Исследование называет программу EJSM — предпосылкой к пилотируемому полёту.
Считается, что к Каллисто отправится от одного до трёх межпланетных кораблей, один из которых будет нести экипаж, а остальные — наземную базу, устройство для добычи воды и реактор для выработки энергии.
Предполагаемая длительность пребывания на поверхности спутника: от 32 до 123 суток; сам полёт, как считается, займёт от 2 до 5 лет.
В вышеупомянутом отчёте НАСА за 2003 год, было предположено, что пилотируемая миссия к Каллисто будет возможна к 2040-ым годам, а также были упомянуты технологии которые должны быть разработаны и опробованы до указанного срока, вероятно до и в ходе пилотируемых полётов к Луне и Марсу.
Каллисто может стать первым из колонизированных спутников Юпитера. Это возможно благодаря тому, что Каллисто геологически очень стабилен и находится вне зоны действия радиационного пояса Юпитера. Этот спутник может стать центром дальнейших исследований окрестностей Юпитера, в частности, Европы.
Колонизация
По оценкам НАСА, Каллисто может стать первым из колонизированных спутников Юпитера.
Это возможно благодаря тому, что Каллисто геологически очень стабильна и находится вне зоны действия радиационного пояса Юпитера.
Этот спутник может стать центром дальнейших исследований окрестностей Юпитера, в частности, Европы.
В 2003 НАСА провела концептуальное исследование под названием Human Outer Planets Exploration (HOPE рус. Надежда) в котором было рассмотрено будущее освоения человечеством Внешней Солнечной системы. Одной из детально рассмотренных целей была Каллисто.
Было предложено в перспективе построить на спутнике станцию по переработке и производству топлива из окружающих льдов для КА, направляющихся для исследования более отдалённых областей Солнечной системы, помимо этого лёд можно было бы использовать и для добычи воды.
Одним из преимуществ основания такой станции именно на Каллисто считается низкий уровень радиационного излучения (благодаря отдалённости от Юпитера) и геологическая стабильность.
С поверхности спутника можно было бы удалённо, почти в режиме реального времени исследовать Европу, а также создать на Каллисто промежуточную станцию для обслуживания КА направляющихся к Юпитеру для совершения гравитационного манёвра в направлении внешней Солнечной системы после того как они покинут спутник.
Исследование называет программу межпланетной станции EJSM предпосылкой к пилотируемому полёту, который сразу даст начало колонизации. В вышеупомянутом отчёте НАСА за 2003 год, было предположено, что пилотируемая миссия к Каллисто будет возможна к 2040-ым годам.
Считается, что к Каллисто отправится от одного до трёх межпланетных кораблей, один из которых будет нести экипаж, а остальные — наземную базу, устройство для добычи воды и реактор для выработки энергии.
Предполагаемая длительность пребывания на поверхности спутника: от 32 до 123 суток; сам полёт, как считается, займёт от 2 до 5 лет.
