Нептун находится чрезвычайно далеко - в 4,5 млрд. км от Солнца, что в 30 раз дальше, чем Земля. Поэтому мы знаем о его строении крайне мало, и пока до него добрался только один посланец с нашей планеты. В августе 1989 года рядом (на расстоянии 5000 км от кромки облаков) с Нептуном пролетела автоматическая станция «Вояджер-2». Она покинула Землю 20 августа 1977 года, стартовав с космодрома на мысе Канаверал, и провела в пути к Нептуну ровно 12 лет, пролетев мимо остальных трех планет-гигантов - Юпитера, Сатурна и Урана - в 1979, 1981 и 1986 годах. Каждая из этих планет гравитационным воздействием изменяла курс станции и придавала ей дополнительную скорость. За время, когда станция находилась в окрестностях Нептуна, было получено огромное количество абсолютно новых сведений об этой планете. Были впервые обнаружены магнитное поле и система колец Нептуна, шесть его небольших спутников, достоверно установлено, что один оборот вокруг оси планета делает за 16 часов. На снимках крупней шего спутника - Тритона выявлена совершенно необычная поверхность с участками азотного льда и полярной шапкой из азотного инея. Но самым неожиданным было открытие на Тритоне азотных гейзеров - газовых фонтанов, бьющих из недр спутника на 8 км вверх. Все измерения в окрестностях Нептyна, включая телевизионную съемку и самой планеты, и спутников, были выполнены автоматически, по заранее заложенной программе. Вмешательства человека на этом участке полета не предполагалось - ведь радиосигнал от Земли достигнет Нептуна лишь через 4 часа 10 минут! За это время станция пролетит почти 200 000 км и полученная команда окажется уже бесполезной. Все снимки и результаты измерений научных приборов были записаны на цифровой магнитофон и переданы по радио на Землю постепенно, когда «Вояджер» уже значительно удалился от Нептуна. Поступавший со станции сигнал из-за далекого расстояния и небольшой мощности передатчика был очень слабым, поэтому данные передавались медленно, чтобы их было легче выделить из «радиошумов».

"Вояджер-2" - единственный аппарат, побывавший в окрестностях Нептуна

АМС "ВОЯДЖЕР-2"

    Непутн немного уступает Урану по размеру и является наименьшей из газовых планет-гигантов. Его освещенность в 900 раз меньше, чем на Земле и в 30 раз меньше, чем на Юпитере.
    Как показали измерения, состав атмосферы Нептуна типичен для планет-гигантов: 13% гелия, 85% водорода, примесь метана и некоторых других веществ. Изображения Нептуна напоминают снимки земного океана из космоса - голубая поверхность с молочно-белыми полосками облаков. На фотографиях видны серебристые перистые облака, отбрасывающие тень на лежащие ниже голубые облака. Синевато-зеленоватый оттенок планеты обусловлен тем, что метан поглощает красный цвет.
    Атмосфера Нептуна динамична, в ней видны полосы и большие темные пятна, в т.ч. вихрь, по размерам примерно равный Земле, который был назван Большим темным пятном (БТП). Вращение БТП происходит по направлению против часовой стрелки (антициклон, аналогично движению внутри Большого Красного Пятна на Юпитере), период вращения порядка нескольких дней, одновременно БТП перемещалось на запад. Около БТП скорости течений в атмосфере достигают 2000 км/ч. Одно из белых облаков, прозванное "скутер", вращается вокруг планеты с большой скоростью.

"Вояджер-2" - Схема полета по Солнечной системе.

АМС "ВОЯДЖЕР-2"

    "Вояджером-2" наблюдались полярные сияния, в атмосфере Нептуна они были разбросаны по всему пространству (а не только в овальных областях вокруг полюсов), они наблюдались также и на Тритоне.
    Период вращения Нептуна (измеренный по радиошумам) оказался равен 16 часов и 7 минут. Было измерено магнитное поле планеты и результат оказался довольно неожиданным - полярная магнитная ось наклонена на большой угол к оси вращения (примерно на 50°) и смещена от центра планеты к южному полюсу.
    Спутник Нептуна Тритон (диаметр 2700 км) - один из самых интересных спутников планет. Несмотря на экстремально низкую темпратуру поверхности (минус 236 градусов) спутник оказался геологически активным, на нем обнаружены действующие вулканы или гейзеры. Это новый тип вулканизма - жидкостно-ледяной. "Вояджер-2" зафиксировал извержения с высотой выбросов несколько километров.
    Поверхность Тритона частично покрыта азотным льдом - единственный известный объект такого рода. Часть поверхности носит "ячеистый" характер непонятного происхождения (это не ударные кратеры). Розоватые отложения, составляющие огромную южную полярную шапку, как полагают, состоят из метанового льда, который под действием солнечного света розовеет. Темные полосы поверх розоватого льда могут быть углеродно-ледяной пылью, выбрасываемой огромными плюмажами гейзероподобных выбросов.
    Плотность Тритона оказалась довольно высокой - почти в два раза выше, чем у спутников Сатурна.
    Как показали измерения, состав атмосферы Нептуна типичен для планет-гигантов: 13% гелия, 85% (oн имеет, по-видимому, "скалистую" сердцевину, окруженную водным, азотным и метановым льдом). Этот факт, а также его обратное вращение по орбите позволяют предположить, что когда-то Тритон был захвачен тяготением Нептуна, а не формировался рядом с планетой. Первоначально орбита Тритона должна была быть сильно вытянутой. Если это так, то приливные силы должны были разогревать спутник и, возможно, он мог иметь жидкую поверхность в течение первого миллиарда лет после его захвата Нептуном.

"Вояджер-2" - В полете в бескрайнее

АМС "ВОЯДЖЕР-2"

    Несмотря на крайне разреженную атмосферу Тритона (ее давление в 70 тыс. раз меньше земного) в ней зафиксированы тонкие облака, состоящие, видимо, из азотного инея.
    "Вояджер-2" обнаружил 6 новых небольших спутников "Нептуна", а также кольца вокруг планеты. На Нептуне его планетная миссия закончилась.
    После встречи с Нептуном траектория "Вояджера-2" отклонилась к югу. Теперь его полет проходит под углом 48° к эклиптике (плоскости орбиты Земли), в южной полусфере со скоростью 15,9 км/с. Из научных исследований "Вояджеров" на первом месте - ожидаемое пересечение гелиопаузы (границы между межзвездной и солнечной плазмой). К сожалению, чувствительность плазменного комплекса на "Вояджере-1" серьезно ухудшилась. Как известно, солнечный ветер (ионизированные атомные частицы, летящие от Солнца) имеет скорость около 400 км/с. Где его динамический напор уравновешивается межзвездным магнитным полем - пока никто не знает, но предполагается, что гелиопауза будет пересечена около 2012г. Гелиопауза считается границей Солнечной системы.
    Энергии в радиоизотопных термоэлектрических батареях хватит для работы аппаратов по минимальной программе примерно до 2025 г., когда мощность упадет до 240 Вт. Через миллион лет "Вояджеры" удалятся от Земли на 50 световых лет.

---

Новый рейс Земля - Нептун     Еще год назад (2004) никаких реальных планов полета к Нептуну не существовало. Считалось, что долететь туда за разумный срок с работоспособными приборами можно лишь при благоприятном расположении планет-гигантов, получая от каждой из них гравитационный импульс, ускоряющий станцию в нужном направлении. Такое расположение планет наступит в середине ХХII века. Ситуация изменилась в 2004 году, когда вплотную приступили к разработке сценариев полета к Нептуну. С основной станции, которая станет искусственным спутником Нептуна, намечено отправить в глубь атмосферы планеты три небольших зонда, чтобы узнать структуру газовой оболочки у полюса, в умеренных широтах и в районе экватора. Еще два посадочных аппарата предлагается десантировать на поверхность крупнейшего спутника - Тритона. Они должны будут дать сведения о так называемой полярной шапке и экваториальной области. Намечено установить сейсмометры для регистрации сотрясений, которые должны происходить при выбросах газа азотными гейзерами. По одному из проектов, для перелета запланировано использовать обычный ракетный двигатель и гравитационную помощь планет-гигантов, затратив на дорогу 12 лет. Проблемой может оказаться торможение при подлете к Нептуну. Потребуется много топлива, но из-за этого придется взять меньше научных приборов. Поэтому предполагается снизить скорость полета, используя для торможения не топливо, а атмосферу Нептуна. Такой метод аэрозахвата позволит, не затратив ни капли топлива, одним маневром в течение получаса перейти с пролетной траектории на орбитy вокруг планеты. Пока еще он не использовался в космических полетах. По второму проекту, предполагается снабдить станцию ионным двигателем и радиоизотопным термогенератором, топливом для которого служит радиоактивный плутоний. Но такой полет будет проходить намного медленнее, он займет около 20 лет. При запуске в 2016 году станция достигнет Нептуна лишь в 2035 году.

---