Новое исследование Плутона может раскрыть его скрытый океан — если «королева подземного мира» получит шанс полететь

Плутон — один из самых загадочных объектов в нашем Солнечном системе, продолжает удивлять учёных своими тайнами. Открытие в 2015 году космического аппарата NASA «Нью Хоризонз» позволило получить первые детальные снимки поверхности карликовой планеты, где обнаружены геологические образования, свидетельствующие о наличии подповерхностных процессов. В частности, было зафиксировано наличие молодых, слабо затронутых метеоритами участков, а также области с загадочными «зубцами» из метана, поверхность которых по сей день непрерывно изменяется. Всё это натолкнуло на мысль, что под шлейфом льда может скрываться один из главных тайн — подземный океан, который сохраняет энергию и тепло, формируя внутреннюю динамику карликовой планеты.

Гипотеза о подземном океане на Плутоне

Идея о существовании жидкого океана под поверхностью Плутона возникла ещё до миссии «Нью Хоризонз». Однако, подтверждение этой гипотезы получило развитие именно после его прохождения. В 2018 году ученые начали строить модели внутреннего строения карликовой планеты, которые учитывали бы её массу, распределение видов льда и тепловые процессы. Согласно этим моделям, внутренний слой из водяного льда при определённых условиях может оставаться жидким десятки миллионов лет, а при наличии достаточного тепла — даже миллиардов.

Ключевым фактором для поддержания жидкого состояния предполагаемый подледный океан является гравитационное влияние спутника Харон, который почти в равной степени по массе сопутствует Плутону — их часто называют двойной планетной системой. Текущие исследования показывают, что «подземка» может находиться на глубине нескольких километров, покрытая слоем твёрдого льда. В таком случае, внутренний океан может играть роль архива геологических процессов и даже — потенциального источника жизни.

Что показывает новое поколение научных данных

Детальные снимки поверхности Плутона предоставляют информацию о разнотипных формациях и их возрасте. Например, участки с растянутыми горами, «карликовыми» ледяными равнинами и зонами с признаками геологической активности указывают на внутренний источник тепла и возможность наличия жидкости под поверхностью.

«Самое убедительное доказательство наличия внутреннего океана — молодая, относительно не затронутая метеоритами поверхность и геологические структуры, которые не могли образоваться без наличия пластов с жидкостью внутри» — отмечают исследователи в своих публикациях.

Измерения гравитационного поля и топографические карты, полученные в 2020–2022 годах, указывают на наличие «фундаментальных» структур — возможных «фоссильных» выпуклостей и «пузырей» внутри глобальной льдистой коралловой оболочки. Всё это укрепляет предположения о существовании подледного океана, который может сохраняться благодаря тепловым потокам, генерируемым радиоактивным распадами и гравитационными взаимодействиями.

Почему важна миссия Persephone

Создание следующего поколения зондов, способных войти в орбиту вокруг Плутона и его спутника Харона, — важная научная необходимость. Название миссии «Персефона» взято в честь богини подземного мира из греческой мифологии, что символично отражает её главную цель — раскрыть тайну внутренней структуры карликовой планеты.

Междисциплинарная команда ученых предлагает оснащать аппарат 11 инструментами, большинство из которых — усовершенствованные версии уже использованных ранее в планетарных миссиях. Главная задача — определить наличие и свойства подледного океана, а также его геологическую активность и возможность существования условий для жизни.

Что именно собирается изучать Persephone

• Морфологию поверхности. Исследование формы и размеров «фолдингов», «впадин» и «всплесков» — искать признаки текущей или недавней гравитационной активности.
• Состав и структура. Использование гравиметрии и спектроскопии для определения состава льда, наличия солей, аммиака и других элементов, которые могут понизить температуру замерзания воды.
• Атмосферу и ее взаимодействие с поверхностью. Расширенные возможности масс-спектрометрии позволят точно определить химический состав атмосферы, а также — её динамику и влияние на ледяную кору.
• Области, где возможна геологическая активность. Поиск горячих точек, возможных тепловых источников и признаков газового выброса, что укажет на наличие жидкого слоя внутри.

Особое внимание уделяется участкам, покрытым метановым льдом и уникальной геологии, вроде «ледяных шпилей» и «подводных» горных массивов. Эти особенности могут служить свидетельством наличия и динамики подледного океана.

Долгосрочные перспективы и сложности

Миссия Persephone может продлиться более трёх лет, что создаст ряд технических и организационных вызовов. Время полёта к Плутону с нынешним уровнем технологий — более 7 лет, а сама миссия при успехе способна существовать до 50 лет, что требует надежных и многоразовых систем питания и связи.

Для этого потребуется использовать современные радиоизотопные генераторы, способные обеспечивать энергией аппарат в условиях экстремальных холодов — температура на поверхности достигает −229 °C. На сегодняшний день вопрос о наличии достаточного количества плутония для таких систем остаётся одним из самых сложных в планетарных исследованиях.

Экономические и научные вызовы

Стоимость проекта оценивается примерно в 3 миллиарда рублей, что делает его одним из самых дорогостоящих среди межпланетных миссий. Однако, его научный потенциал превосходит стандартные ожидания — понимание внутреннего устройства Плутона и потенциальных массивных океанов откроет новые горизонты для изучения жизни и формирования планетных систем.

Кроме того, подготовка к столь длительной миссии потребует The последовательно подготовленных кадров на многих поколениях ученых, инженеров и техники. Передача знаний, обновление технологий и долгосрочное планирование станут ключами к успеху. Так, подобные проекты требуют не только технологий, но и огромного терпения, а также крыла для будущих поколений исследователей.

Перспективы будущих исследований

Даже если миссия Persephone не будет реализована в ближайшие годы, её концепция откроет дорогу для новых технологий, методов анализа и международного сотрудничества. Ученые продолжают разрабатывать усовершенствованные радиоизотопные источники энергии и более чувствительные приборы. Возможно, в будущем мы увидим преодоление текущих физических и технологических барьеров.

Обнаружение внутреннего океана на Плутоне изменит наше понимание процессов формирования и эволюции карликовых планет, а также их роли в составе Солнечной системы. Наличие жидкой воды — ключ к вопросам о возможной жизни в самых неожиданных местах, даже в районах, ранее считавшихся маловероятными для существования биологических форм.

В контексте глобальной программы освоения космоса, миссия Persephone могла бы стать важным этапом — подтверждением того, что даже самые удалённые объекты могут дать ответы на важнейшие вопросы о жизнеспособности и происхождении планетных тел.