Впечатляющие успехи, достигнутые в последние годы в изучении системы Плутона как с помощью новейших телескопических систем, так и космическими аппаратами серии «Новые Горизонты», позволили существенно продвинуться в понимании истории и эволюции Солнечной системы. Это, в свою очередь, открыло перспективы поиска новых объектов планетарного типа, в частности тех, орбиты которых лежат в плоскостях, перпендикулярных плоскости эклиптики.

Напомню вкратце историю и современное состояние вопроса. Сам Плутон был открыт К. Томбо в 1930 году. В 1978 году Дж. Кристи и Р. Харрингтон обнаружили самый большой его спутник Харон. В 2005 году А. Стерн, Г.Ф. Вивер и М.Ф. Бьюи открыли еще два спутника, теперь известные как Дафнис и Хлоя. Первоначально их назвали Никта и Гидра. Никта – богиня ночи и мать Харона, а Гидра – девятиглавое хтоническое чудовище, охраняющее вход в Аид. Эти названия появились потому, что в то время А. Стерн еще не был уверен в успехе научной работы моего отца в области эвереттической астрологии и не решился положить ее результаты в основание астрономической ономастики системы Плутона. К тому же, по непонятным для Стерна причинам, отец неожиданно прекратил общение с ним вскоре после открытия новых спутников Плутона.

Запущенный в 2006 году аппарат «Новые Горизонты-1» в 2015 году обнаружил еще 192 (!) гораздо более мелких (от 10-метровых ледяных глыб до тел диаметром 20–25 километров) спутников с весьма причудливыми характеристиками орбит. Они имеют самые различные наклонения к плоскости эклиптики, вплоть до перпендикулярных, а 37 из них даже двигаются попятно. Кроме того, с помощью разработанного американскими студентами прибора SDC, установленного на этом аппарате, было открыто два каменно-пылевых кольца вокруг центра масс Плутона и Харона, одно из которых (малое внутреннее) лежит в плоскости эклиптики, а другое (большое внешнее) почти перпендикулярно ему.

Обнаружение этого кольца позволило предположить, что и в «Большой Солнечной системе» может быть что-то подобное, а, значит, есть шанс найти в этой плоскости и крупные планетоподобные тела, которые, подобно спутникам Сатурна Прометею и Пандоре, являются «пастухами» этих колец.

Полученные результаты потребовали более детальных наблюдений и в 2018 году к Плутону были направлены два новых аппарата. Точнее, один, но состоящий из двух частей – второй аппарат был состыкован с основным и отделялся от него за неделю до начала активной работы. В это время и в перигелии-то весьма незначительная атмосфера Плутона практически полностью вымерзла. Это позволило спланировать весьма сложный и тонкий маневр очень тесного (порядка 10 километров) сближения аппарата с Плутоном и с Хароном (до 2 километров) для того, чтобы в их гравитационных полях погасить скорость и стать долговременным спутником.

На аппарате была установлена новейшая система связи, использующая оптический лазер. Впервые она была испытана еще в начале века, в 2005 году, когда оптический лазерный сигнал был получен с расстояния 24 миллиона километров. Вот что сообщалось тогда о причинах этого эксперимента. «Обычно связь с космическими аппаратами поддерживается в микроволновом диапазоне радиоволн, но их недостаток заключается в невозможности формирования достаточно узконаправленного излучения. Вследствие этого энергия радиоволн при распространении теряется, и уменьшается пропускная способность канала связи». Эксперимент прошел успешно, и после того, как была разработана система приема сверхслабого оптического сигнала с помощью гигантских пленочных зеркал на околоземных орбитах, систему стали использовать и для дальней связи в тех случаях, когда нужно было быстро принять большой объем информации.

В данном случае это было необходимо для точного измерения параметров орбит многочисленного семейства спутников Плутона, поскольку по результатам аппарата «Новые Горизонты-1», исследовавшего систему с пролетной траектории, точных данных получить не удалось, а особенности орбит спутников были чрезвычайно интересны – предварительные расчеты показали, что вся система находится в гравитационно-неустойчивом состоянии. И в данном случае оказывается важным влияние даже космологического расширения! Основной эффект влияния космологической постоянной на эволюцию орбит в первом приближении прямо зависит от величины этой постоянной. Эффект значителен для маломассивных систем на широких орбитах, а уж солнечные орбиты ничтожных по массе спутников Плутона куда как широки!

Второй аппарат являлся служебным модулем – фактически, это был очень мощный компьютер, который выполнял на месте навигационные расчеты и позволял выполнить маневры с заданной точностью. Ведь управлять с Земли на таких расстояниях (многочасовая задержка управляющего сигнала) просто невозможно.

На главном аппарате были и тормозные двигатели, мощности которых было все-таки недостаточно, чтобы погасить остаточную скорость без гравитационного маневра, хотя для ее снижения и был выбран длинный путь в семнадцать лет («Новые Горизонты-1» с помощью Юпитера добрались за девять). Медленнее лететь было просто невозможно главным образом потому, что за столь долгое время значительно снижается надежность всех систем аппарата, да и изотопный источник энергии заметно теряет в мощности.

В 2035 году «Новые Горизонты-2» с помощью «наводчика» «Камо» (его называли еще «Dog brains» – «Собачьи мозги», в честь Камо – первой разумной собаки, которая «хорошо соображала, но не умела говорить», а космический аппарат «Камо» не передавал на Землю никакой информации) блестяще справился с поставленной задачей. Он стал первым искусственным спутником Плутона-Харона и за полтора года своей работы передал совершенно уникальную информацию об орбитах всех спутников.

И вот тут и обнаружилось, что не только сама эта система уникальна, но уникальным по своему влиянию на ее эволюцию оказался первый визит в это семейство небесных тел аппарата «Новые Горизонты-1».

В результате детальных расчетов выяснилось, что в 2015 году, когда к системе приближался аппарат «Новые Горизонты-1» (массой всего 478 килограммов!), она находилась в критическом состоянии и была близка к непредсказуемому распаду и разлету всего этого семейства тел по различным направлениям.

Но это критическое состояние включает в себя и один чрезвычайно редкий вариант исхода. В этом случае происходит такая перестройка структуры, что все тела попадают в своего рода «гравитационные ловушки». Это области пространства, аналогичные точкам либрации в задаче трех тел, то есть точки, где совместное действие всех тяготеющих центров уравновешивает усилия друг друга, и тело, попавшее в такую точку, оказывается на стабильной орбите.