Спутники спутников

3 апреля 1966 года состоялось необычное событие – у спутника появился спутник. Речь идет об автоматической межпланетной станции (АМС) «Луна-10», которая вышла на окололунную орбиту и сделала 460 витков. В этой статье мы попробуем разобрать, а какие еще спутники спутников бывают.

Луна-10

Траектория АМС Луна-3

Мы для определенности спутником будем считать объект, вращающийся вокруг центрального тела так, что центр масс системы, состоящей из этого объекта и центрального тела, находится внутри центрального тела. При этом объект не является планетой и его можно отделить визуально от ближайшего другого тела или определить его размер и расстояние до соседа. Это уточнение позволит не включать материал колец.

В этом определении тоже есть недостатки. Согласно ему Харон не будет являться спутником Плутона. Харон слишком большой. Их с Плутоном центр масс находится практически посередине между телами. Больше всего в этой подборке будет космических аппаратов для исследования Луны, но начнем с более экзотических объектов.

Сейчас неизвестно о существовании естественных спутников спутников планет. Однако есть следы, указывающие, что когда-то таковые были у Япета и Реи — это спутники Сатурна. У первого есть горный хребет, который мог образоваться от столкновения с вращающимся объектом. У Реи есть признаки наличия кольца, которое могло образоваться от разрушения спутника.

Схема траектории движения Януса и Эпимитея

Также не попали под определение парочки спутников Сатурна Янус и Эпимитей, Диона и Елена. Их орбиты очень похожи, а сами объекты гравитационно связаны. Спутники первой пары меняются своим положением при сближениях друг с другом. Елена же находится на том же расстоянии от Сатурна, что и Диона, но впереди нее точно на 60˚ в так называемой точке Лагранжа.

У астероидов и комет есть спутники, но они настолько малы, что не могут своей гравитацией удержать еще что-то вокруг себя.

А вот у звезд такой проблемы нет. Есть очень много двойных, тройных и кратных звезд. Тройку известных рекордсменов составляют AR Кассиопеи, Ню Скорпиона и Кастор. Последний находится в созвездии Близнецы и состоит из шести компонентов. Две звезды вращаются вокруг общего центра масс, третья вращается вокруг них на большем расстоянии. И каждая их них имеет рядом с собой спутник. Ню Скорпиона включает в себя 7 звезд, самая крупная из которых – в середине. Вокруг нее вращаются три звезды на разных расстояниях. Рядом расположена еще одна система, которая состоит из главной звезды и двух звезд-спутников. Эти две системы вращаются друг вокруг друга в невообразимом танце. Еще одна группа, состоящая из семи звезд – AR Кассиопеи. В ней три крупных звезды движутся вокруг четвертой большой звезды, аара звезд отдельно вращается на большем расстоянии, и, еще один компаньон крутится вокруг всех шести сразу.

Система звезд Ню Скорпиона

Система звезд AR Кассиопеи

Перейдем к искусственным спутникам спутников.

Космические аппараты становились искусственными спутниками спутников. Пожалуй, самым необычным случаем можно назвать эксперимент с АМС «Дарт». Его целью были астероид Дидим и его спутник Диморф. Ученые в поисках способа отклонения опасных астероидов предложили два эксперимента. Первый предполагал, что «Дарт» своей гравитацией отклонит небесное тело от свой орбиты, а второй предполагал столкновение с Диморфом. Толчок тоже должен был спровоцировать отклонение. Хотя аппарат не сделал ни одного витка, для оценки результата планируется запустить зонд Hera, который станет спутником спутника астероида.

Художественное изображение АМС Дарт NASA

В СССР был проект под названием «Фобос». В рамках него планировалось, что два космических аппарата станут вращаться вокруг одноименного спутника Марса. Первый из них отключился еще на подлете, а вот второй смог выйти на околомарсианскую орбиту. С помощью нескольких маневров ученые ожидали перевести его поближе к Фобосу, но связь была потеряна в самый интересный момент.

Снова посмотрим в будущее. Миссия Европейского космического агентства под названием Juice сейчас летит к спутнику Юпитера Ганимеду. В случае успеха и при отсутствии поломок космический аппарат достигнет цели в 2035 году.

В России есть похожий проект под названием «Лаплас», но он пока отложен на неопределенный срок.

Другие спутники Юпитера тоже интересны. К Европе в 2024 году отправилась АМС «Европа Клипер», а к Каллисто планируется отправка китайского зонда «Тяньвэнь-4».

Луна как ближайшее к Земле небесное тело может похвастаться несколькими десятками космических аппаратов на свой орбите.

Итак, искусственными спутниками Луны были уже упомянутая «Луна-10». Сразу за ней «Луна-11» совершила несколько витков, но своей задачи – фотографирование поверхности – не выполнила. Точно такая же «Луна-12» смогла передать 28 снимков поверхности и еще целых 3 месяца летала вокруг Луны. Из этой же серии автоматических станций – «Луна-14». Она в первую очередь была испытательным космическим аппаратом для проверки систем связи для последующих более сложных миссий, в том числе посадки человека.

«Луна-14»

В США же первым спутником Луны сразу без долгих прелюдий стал пилотируемый корабль «Аполлон-8». Фрэнк Борман, Джеймс Ловелл и Уильям Андерс на борту совершили 10 витков и без посадки на Луну вернулись на Землю.

А вот 21 июля 1969 года у естественного спутника Земли было сразу два искусственных спутника. Знаменитая миссия «Аполлон-11» включала не только посадку Нила Армстронга и Базза Олдрина. На орбите в командном модуле их ждал Майкл Коллинз. Он должен был их «подхватить» после взлета и вернуть домой. Майкл Коллинз сделал 31 оборот вокруг Луны.

В это же время советская автоматическая станция «Луна-15» стремилась совершить посадку и взлет в автоматическом режиме. В поисках места прилунения и лучшей орбиты станция совершила 52 витка. Все последующие миссии к Луне хотя бы ненадолго становились спутниками спутника. Просто перечислим их.

Классическая схема полета на Луну

Успешные американские пилотируемые полеты «Аполлон-12», «Аполлон-14», «Аполлон-15», «Аполлон-16», «Аполлон-17» действовали точно также. Один из астронавтов летал спутником. Последняя миссия была рекордной по продолжительности – 75 витков.

Советские автоматические станции с посадочными системами: «Луна-16», «Луна-17», «Луна 20», «Луна-21», «Луна-24» («Луна-17» и «Луна-21» с луноходами).

Специализированными орбитальными искусственными спутниками Луны были «Луна-19» и «Луна-22».

«Луна-18», «Луна-23» и новенькая «Луна-25» не достигли основной цели исследования, но спутниками побывать успели.

После большого перерыва, начиная с 90-х годов, друг за другом в поисках новых открытий полетели к Луне автоматические станции «Хитэн», «Клементина», Lunar Prospector, «Смарт-1».

Японская миссия «Кагуя» была следующей и состояла сразу из трех спутников Луны. Правда, пока они еще были на орбите, вокруг Луны начали вращаться китайская «Чанъэ-1» и индийская «Чандраян-1» В итоге в 2008 году было аж 5 рукотворных объектов рядом с Луной.

Очередной виток интереса к безжизненному спутнику Земли – американская АМС Lunar Reconnaissance Orbiter. Отечественные научные приборы на ее борту зарегистрировали признаки наличия на лунных полюсах воды.

Все последующие многочисленные спутники Луны хотя бы одной из своих задач ставили поиск льда. Это «Чанъэ-2», Gravity Recovery and Interior Laboratory, LADEE, «Чанъэ-3», «Чанъэ-5Т1», «Чанъэ-4», «Берешит», «Чандраян-2», «Чанъэ-5», «Данури», «Чандраян-3», SLIM, IM-1, «Чанъэ-6», Blue Ghost M1, HAKUTO-R Misson 2, IM-2, Lunar Trailblaser.

В будущем этот список будет активно дополняться.