Ио

Общая характеристика

Факты о Ио

• Структура Ио состоит из железного сердечника или сульфид железа и силикатного коричневатого наружного слоя, давая планете пятнистый оранжевый, желтый, черный, красный и белый вид.
• Температура: Температура поверхности спутника Ио составляет в среднем около -202 градусов по Фаренгейту, что приводит к образованию снежной диоксид серы. Но на вулканах Ио температура может достигать порядка 3000 градусов по Фаренгейту, поэтому Ио часто называют спутником огня и льда.
• Возраст: Спутника Ио составляет около 4,5 миллиарда лет, примерно такого же возраста, как Юпитер
• Пятый спутник Юпитера – Ио, является самым вулканическим активным телом в Солнечной системе. Вулканы выбрасывают серу на высоту 190 миль (300км). Поверхность Ио – это сплошные лавовые озера и поймы жидких пород.
• Расстояние от Юпитера: Ио – пятый по счету спутник Юпитера. Ее орбитальное расстояние составляет около 262 000 миль (422 000 км). Ио всегда обращена к Юпитеру одной стороной.
• Структура Ио состоит из железного сердечника или сульфид железа и силикатного коричневатого наружного слоя, давая планете пятнистый оранжевый, желтый, черный, красный и белый вид.
• Вулканическая активность на спутнике Ио является результатом растягивания и сжатия, так как она вращается вокруг Юпитера. Каменная поверхность Ио выламывается вверх и вниз на целых 100 метров во время процесса. Это оказывает влияние на вулканическую активность Ио, аналогичным образом Луна воздействует на приливные силы на Земле. Нерегулярно эллиптическая орбита Ио также усиливает приливную деятельности.
• Из-за вулканической активности, атмосфера спутника Ио содержит в основном диоксид серы. Орбита Ио пересекает мощные магнитные силовые линии Юпитера, превращая Ио в электрический генератор. Юпитер вращается, и магнитные силы стирают около тонны (1000 кг) материала Ио каждую секунду. Материал ионизируется и образует форму тороида, облака излучения, называемая плазмой тора. Некоторые ионы выталкиваются в верхних слоях атмосферы Юпитера и создают полярные сияния.
• Галилей впервые упоминает этот спутник, как Юпитер I. В середине 1800-х годов, спутник был переименован на Ио. Название Ио имеет немного безвкусную историю, так как Ио названа в честь дочери Инаха, которую соблазнил Зевс. Он обратил Ио в корову, чтобы скрыть инцидент от жены.

Исследование Ио межпланетными станциями

Первыми космическими аппаратами, которые сблизились с Ио, были аппараты-близнецы «Пионер-10» и «Пионер-11» Они: уточнили массу спутника, показали, что Ио имеет самую большую среди галилеевых спутников плотность и состоит из силикатных пород, а не водяного льда. При помощи «Пионеров» удалось также заметить тонкий слой атмосферы Ио и интенсивный радиационный пояс возле её орбиты. Камера на борту «Пионера-11» дала хорошее изображение северной полярной области Ио. «Вояджер-1» пролетал мимо спутника 5 марта 1979 года на расстоянии 20 600 километров. Изображения, снятые во время этого пролёта, показали странный разноцветный пейзаж, лишённый ударных кратеров. На снимках с высоким разрешением видна относительно молодая поверхность, испещрённая ямами странной формы, горами выше Эвереста и веществом, напоминающим потоки лавы. Вскоре после пролёта «Вояджера-2» инженер навигации «Вояджера» Линда Морабито заметила шлейф, исходящий от поверхности на одном из изображений. При анализе снимков с «Вояджера-1» было замечено девять таких шлейфов, что доказывает наличие вулканической активности на Ио. Авторы вычислили, что недра Ио должны испытывать существенное периодическое нагревание, вызванное орбитальным резонансом Ио с Ганимедом и Европой. Данные, полученные от «Вояджера-1», показали, что на поверхности Ио преобладает сера и замороженный оксид серы. Они преобладают и в тонком слое атмосферы Ио. Космический аппарат «Галилео» достиг Юпитера в 1995 году. Местоположение Ио в пределах одного из самых интенсивных радиационных поясов Юпитера исключило возможность длительных близких исследований, но «Галилео» довольно близко пролетел рядом с Ио прежде, чем войти на орбиту, нужную для выполнения своей основной задачи — подробного изучения системы Юпитера. И хотя во время этого пролёта, произошедшего 7 декабря 1995 года, не было сделано ни единого снимка, он принёс значительные результаты: открытие у Ио железного ядра, подобного ядру каменистых планет Солнечной системы. Несмотря на нехватку снимков крупным планом и механические неисправности, которые очень ограничили объём полученных данных, «Галилео» в ходе основной миссии сделал несколько существенных открытий. Он был свидетелем крупного извержения патеры Пиллана и смог подтвердить, что выбросы вулканов состоят из силикатной магмы, богатой магнием и имеющей основный и ультраосновный состав. Съёмка Ио велась практически на каждом обороте «Галилео» в ходе его основной миссии. Это позволило увидеть много действующих вулканов (благодаря тепловому излучению магмы и вулканическим шлейфам), многочисленные горы с разнообразной морфологией и некоторые изменения поверхности в промежутке между наблюдениями «Вояджеров» и «Галилео», а также в промежутке между оборотами «Галилео». Из 35 витков «Галилео» вокруг Юпитера 7 были спроектированы с целью изучения Ио (максимальное сближение — 102 км, произошло 17 января 2002 года). Миссия Галилео была дважды продлена — в 1997 и 2000 годах. Во время этих продолжений миссии космический аппарат пролетел мимо Ио три раза в конце 1999 и начале 2000 года и три раза в конце 2001 и начале 2002 года. Наблюдения во время этих пролётов показали геологические процессы, происходящие в вулканах и горах Ио, исключили присутствие магнитного поля и продемонстрировали масштабы вулканической деятельности. В декабре 2000 года космический корабль «Кассини» прошел недалеко от системы Юпитера по пути к Сатурну и делал наблюдения совместно с «Галилео». Тогда был обнаружен новый шлейф на патерах Тваштара и лучше понято сияние Ио. Кроме того, «Кассини» получил новые данные о плазменном торе, формируемом Ио, с помощью своего чувствительного ультрафиолетового спектрометра. Тор состоит из ионизованных атомов и молекул серы с примесью других веществ. Меридиональное сечение тора имеет форму эллипса со сравнимыми осями. После того, как 21 сентября 2003 года миссия «Галилео» была завершена, наблюдения за Ио велись только посредством наземных и космических телескопов. В частности, можно выделить снимки, сделанные с помощью адаптивной оптики в обсерватории Кека на Гавайях и снимки телескопа Хаббл, позволяющие учёным следить за действующими на Ио вулканами даже без помощи космических аппаратов в системе Юпитера. Космический корабль «Новые горизонты» по пути к Плутону и поясу Койпера пролетал мимо системы Юпитера, в том числе Ио, 28 февраля 2007 года. Во время пролёта было сделано множество отдалённых наблюдений за Ио. Среди них снимки большого шлейфа на вулкане Тваштара, которые, вместе с наблюдениями за шлейфом вулкана Пеле в 1979 году, дали возможность вести первые детальные наблюдения за вулканическим шлейфом крупнейшего класса на Ио.

Переспективные исследования

Совместная (NASA/ESA/Роскосмос) космическая программа «Europa Jupiter System Mission», одобренная в феврале 2009 года, намечена на 2020 год. Число аппаратов, которые будут запущены, варьирует от двух до четырёх: «Jupiter Europa Orbiter» (NASA), «Jupiter Ganymede Orbiter» (ESA)[, «Jupiter Magnetospheric Orbiter» (JAXA) и «Jupiter Europa Lander» (Роскосмос). Исследование Ио входит в планы только у «Jupiter Europa Orbiter», который сделает четыре пролёта возле Ио в 2025 и 2026 годах до входа на орбиту вокруг Европы. Вклад ESA в эту миссию всё ещё сталкивается с конкуренцией за финансирование со стороны других его космических проектов. В дополнение к этим миссиям, которые уже одобрены НАСА, было предложено ещё несколько более специализированных миссий. Одна миссия, названная «Наблюдатель вулканов Ио» («Io Volcano Observer»), должна была бы начаться в 2015 году как миссия класса Discovery и включала бы несколько пролётов мимо Ио, однако сейчас она остаётся в фазе концепции миссии.