З великої відстані наша Сонячна система виглядає порожньою. Якщо помістити її в кулю, достатню для того, щоб у неї вписалась орбіта найвіддаленішої планети — Нептуна, — то об’єм, зайнятий Сонцем зі всіма планетами та їхніми супутниками, становитиме трохи більше однієї трильйонної частки всього цього простору. Але там зовсім не порожньо — простір між планетами заповнений всілякими кам’яними брилами, уламками, камінцями, крижаними кулями, пилом, потоками заряджених часток і запущеними в далечінь космічними зондами землян. Простір також пронизаний грізними гравітаційними та магнітними полями.

Міжпланетний простір настільки не порожній, що Земля під час своєї орбітальної подорожі на швидкості 30 км/с прокладає свій шлях крізь сотні тонн метеорних тіл на день — щоправда, переважно вони не більші за піщинку. Майже всі такі об’єкти, з якими зустрічається наша планета, згоряють у верхніх шарах земної атмосфери, врізаючись у повітря з такою енергією, що це космічне сміття просто випаровується на місці. Еволюція крихких біологічних видів Землі, у тому числі нашого, стала можливою під цим захисним екраном. Більші метеороїди, розміром десь як м’ячик для гольфу, нагріваються швидко, але нерівномірно. Перш ніж випаруватися, вони часто розбиваються на багато менших уламків. У ще більших тіл поверхня спалюється, але решта тіла успішно дотягує до земної поверхні, де потім знаходять ці метеорити. Здавалося б, на сьогоднішній момент, здійснивши 4,6 мільярдів обертів навколо Сонця, Земля повинна була «пропилососити» все можливе сміття на своєму орбітальному шляху. Та насправді раніше бувало й набагато гірше. Протягом перших півмільярда років після утворення Сонця та його планет на Землю звалювалося так багато різного непотребу, що тепла від енергії цих постійних зіткнень вистачало, аби розігріти атмосферу Землі та розплавити кору нашої планети.

Зіткнення з одним особливо великим шматом космічного сміття спричинило утворення Місяця. Проби місячного ґрунту, що їх доставили на Землю астронавти «Аполлонів», свідчать про неочікуваний дефіцит на Місяці заліза та інших елементів із високими масами. Це вказує на те, що Місяць, швидше за все, складається з речовини, вирваної з бідної на залізо земної кори та мантії внаслідок косого удару Землі із протопланетою розміром десь як Марс, яка збилася зі свого шляху. Після цього зіткнення викинуті на земну орбіту уламки сконцентрувалися, щоб сформувати наш чудовий і не надто щільний супутник. Не рахуючи цього важливого інформприводу, період важкого бомбардування, який Земля пережила в роки свого дитинства, не був чимось унікальним серед решти планет та інших великих небесних тіл Сонячної системи. Вони також зазнали ушкоджень, і позбавлені повітря, а значить і ерозії, поверхні Місяця та Меркурія зберегли до нашого часу значну частину свідчень цього періоду — у формі кратерів.

З часів формування Сонячної системи лишилися не тільки «шрами» на планетах, але й брили та уламки найрізноманітніших розмірів у навколишньому міжпланетному просторі, викресані з Марса, Місяця та Землі внаслідок зіткнень на високих швидкостях. Комп’ютерні симуляції таких метеоритних імпактів наочно показують, що поверхневе каміння поблизу ударних зон може здійматись нагору з достатньою швидкістю, щоб подолати гравітаційні пута рідної планети. З огляду на те, скільки ми відкриваємо на Землі метеоритів марсіанського походження, можна зробити висновок, що щорічно на Землю прилітає близько тисячі тонн марсіанських порід. Імовірно, така сама кількість порід досягає Землі з Місяця. У ретроспективі виходить, що нам не обов’язково було везти зразки місячного ґрунту з самого Місяця. Чимало з них прибувають до нас власним ходом, хоча і не з нашої волі, і ми ще не знали цього під час реалізації програми «Аполлон».

Більшість астероїдів Сонячної системи живуть і працюють в головному поясі астероїдів — порівняно пласкій зоні між орбітами Марса та Юпітера. За традицією, першовідкривачі можуть називати свої астероїди так, як їм заманеться. Художники зазвичай зображують пояс астероїдів як широке кільце у площині Сонячної системи, захаращене звивисто розкиданими каменюками. Насправді ж сукупна маса поясу астероїдів становить менше 5 % маси Місяця, яка, зі свого боку, заледве перевищує 1 % маси Землі. Такий обсяг може здатися несерйозною дрібницею. Але накопичені збурення орбіт постійно відтворюють підмножину потенційно небезпечних астероїдів — їх кількість, можливо, сягає кількох тисяч, чиї ексцентричні (витягнуті за формою) траєкторії перетинаються з орбітою Землі. Простий розрахунок показує, що більшість із них може впасти на Землю протягом найближчих ста мільйонів років. Ті, що розміром більше одного кілометра, вдарять по поверхні з енергією, достатньою, щоб дестабілізувати екосистему Землі та загрожувати вимиранням більшій частині сухопутних земних видів.

Це було б кепсько.

Астероїди — далеко не єдині космічні об’єкти, які становлять потенційну небезпеку для життя на Землі. Ще є пояс Койпера — всіяна кометами смуга, яка починається прямо за орбітою Нептуна, включає Плутон, і, можливо, простягається далі від Нептуна, ніж відстань від того до Сонця. Голландсько-американський астроном Джерард Койпер висунув ідею про те, що в холодних глибинах космосу за орбітою Нептуна чатують заморожені залишки від самого формування Сонячної системи. Оскільки поблизу немає масивних планет, на які вони могли б упасти, більшість цих комет будуть обертатися на своїх орбітах навколо Сонця протягом мільярдів років. Як і в поясі астероїдів, деякі об’єкти поясу Койпера рухаються по ексцентричних траєкторіях, що перетинають орбіти інших планет. Плутон зі своїм ансамблем братів і сестер, яких називають «плутино», перетинаються з орбітою Нептуна навколо Сонця. Інші об’єкти поясу Койпера можуть пірнати до внутрішньої Сонячної системи, часто-густо перетинаючи орбіти планет. Ця група включає комету Галлея — мабуть, найвідомішу з них усіх.

Далеко-далеко за межами поясу Койпера на півдорозі до найближчих зірок простягається сферичний резервуар комет під назвою «хмара Оорта», названий на честь Яна Оорта — голландського астрофізика, який уперше дійшов висновку про її існування. До цієї зони відносяться довгоперіодичні комети, чиї періоди обертання набагато перевищують тривалість життя людини. На відміну від комет із поясу Койпера, комети з хмари Оорта можуть влітати до внутрішньої Сонячної системи під будь-яким кутом і з будь-якого напрямку. Обидва найяскравіші приклади з 1990-х років — комети Гейла-Боппа та Хякутаке — походили з хмари Оорта та повернуться нескоро.

Якби наші очі були здатні бачити магнітні поля, Юпітер здавався б удесятеро більшим, ніж повний Місяць у небі. Космічні кораблі, що відвідують Юпітер, повинні бути спроектовані таким чином, щоб протистояти могутньому впливу цієї сили. Як показав англійський фізик Майкл Фарадей ще в XIX столітті, якщо провести дріт всередині магнітного поля, вздовж довжини дроту утвориться різниця потенціалів. З цієї причини у швидкісних космічних зондах, виготовлених з металу, індукується електричний струм. Тим часом такі струми утворюватимуть власні магнітні поля, які так взаємодіятимуть із зовнішнім магнітним полем, що гальмуватимуть рух космічного апарату.

Востаннє, коли я ще стежив за їх ліком, у планет Сонячної системи було 56 природних супутників. Однак потім, одного прекрасного ранку, прокидаюсь і дізнаюсь, що навколо Сатурна виявлено ще десяток. Після того випадку я вирішив більше за їх чисельністю не стежити. Усе, що мене зараз цікавить, стосується того, які з цих супутників було б цікаво відвідати або дослідити. Адже де в чому супутники Сонячної системи інтригують набагато сильніше, ніж планети, навколо яких вони обертаються.

Розмір земного Місяця становить близько 1/400 діаметру Сонця, але при цьому відстань до першого також у 400 разів менша від відстані до другого; ось тому розміри Сонця й Місяця на земному небосхилі приблизно однакові — такого збігу більше немає ні в одної пари якоїсь з інших планет Сонячної системи та її супутника. Це дозволяє нам спостерігати унікальні й надзвичайно фотогенічні повні сонячні затемнення. Земля також синхронізувала рух Місяця із собою, утримуючи його припливним захопленням: у супутника зрівнялись періоди обертань навколо осі та навколо нашої планети. Усюди, де і коли таке трапляється, синхронізований місяць завжди повернутий до своєї планети одним і тим самим видимим боком.

Система супутників Юпітера рясніє оригіналами. Іо, великий місяць, розташований найближче до Юпітера, внаслідок припливних сил синхронізував своє обертання із обертанням навколо своєї планети та піддається структурному механічному напруженню від гравітаційних взаємодій з Юпітером та іншими супутниками. Це накачало в цю кульку достатньо тепла, щоб її внутрішні породи розплавились. Отже, Іо сьогодні є найбільш вулканічно активним місцем у Сонячній системі. На іншому місяці Юпітера, Європі, стільки води, що її внутрішній нагрівальний механізм — подібний до того, що працює на Іо, — розтопив лід під поверхнею, залишивши там приповерхневий океан теплої рідкої води. Якщо десь і шукати позаземне життя в Сонячній системі, то кращого місця годі знайти. (Якось один художник, з яким ми разом працювали, спитав, чи називатимуть чужорідні форми життя на Європі «європейцями». Не знайшовши іншої правдоподібної відповіді, мені довелося відповісти «так»).

Найбільший місяць Плутона — Харон — настільки великий порівняно зі своєю планетою й розташований настільки близько до неї, що обидва елементи системи Плутон-Харон взаємно припливно синхронізувалися: їхні періоди обертання навколо осі рівні періодам обертання навколо спільного центру мас. Ми називаємо це «подвійним синхронним обертанням» чи «подвійним припливним захопленням», що звучить як назва, яка пасувала б ще не винайденому прийому в спортивній боротьбі.

За загальноприйнятим правилом, супутникам планет дають назви персонажів давньогрецької міфології, які відіграли важливу роль у житті грецького відповідника римського божества, на честь якого була названа сама планета. Боги класичного пантеону вели бурхливе й заплутане світське життя, тож не бракує і пов’язаних із ними персонажів, у яких можна запозичити імена. Єдиний виняток із цього правила — супутники Урану, що звуться, як головні герої творів британської класичної літератури. Англійський астроном сер Вільям Гершель став першою людиною, яка відкрила планету за межами тих, котрі легко помітити неозброєним оком, і він був готовий назвати її на честь тодішнього короля, якому віддано служив.

Досягни сер Вільям своєї мети, список планет був би тоді такий: Меркурій, Венера, Земля, Марс, Юпітер, Сатурн і… Георг. На щастя, здоровий глузд переважив, і через кілька років планета отримала класичне ім’я Уран.

Але оригінальна пропозиція Гершеля називати супутники цієї планети іменами персонажів п’єс Вільяма Шекспіра та поем Александера Поупа була схвалена — і цієї традиції дотримуються до цього дня. Серед 27 Уранових супутників зустрічаємо Аріель, Корделію, Дездемону, Джульєтту, Офелію, Порцію, Пака, Умбріель і Міранду.

Сонце втрачає речовину зі своєї поверхні зі швидкістю порядку мільйона тонн на секунду. Ми називаємо це явище «сонячним вітром», що набуває форми високоенергетичних заряджених частинок. Подорожуючи зі швидкістю до тисячі миль на секунду (близько 1600 км/с), ці частинки перетинають міжпланетний простір, де їх можуть відхиляти з їхнього курсу магнітні поля планет. Такі частинки прямують у бік північного та південного магнітних полюсів, натрапляючи по дорозі на молекули газу — їх зіткнення прикрашають атмосферу барвистими полярними сяйвами. Космічний телескоп «Габбл» помітив такі сяйва поблизу полюсів Сатурна та Юпітера. А на Землі Aurora Borealis та Aurora Australis (простіше кажучи, північне та південне сяйво) періодично нагадують нам про те, як добре мати захисну атмосферу.

Межі атмосфери Землі часто визначають у кілька десятків кілометрів від земної поверхні. Супутники на «низькій навколоземній орбіті», як правило, літають на висоті від 100 до 400 миль (160-650 км), здійснюючи один повний оберт довкола планети десь за 90 хвилин. Хоча дихати на цих висотах неможливо, та певна кількість атмосферних молекул там усе ж присутня — цілком достатньо, щоб повільно поглинати орбітальну енергію супутників без відома останніх. Щоб протистояти такому розсіюванню їх енергії й гальмуванню їх швидкості, супутники на низькій орбіті вимагають періодичного прискорення й підйому — інакше вони просто впадуть на Землю і згорять у щільних шарах атмосфери. Тож альтернативний спосіб знайти край нашої атмосфери — відповісти на запитання, де густина молекул її газу зрівнюється з густиною молекул газу в міжпланетному просторі. За таким визначенням земна атмосфера простягається на тисячі кілометрів.

На висоті, значно більшій за цей рівень — на рівні неповних 23 тисяч миль (якщо точніше, то 35 786 кілометрів від рівня моря, що становить одну десяту відстані до Місяця) — пролягають орбіти супутників зв’язку. Ця особлива висота обрана не тільки тому, що там і близько немає земної атмосфери, але й тому, що швидкість супутника на ній настільки низька, що йому знадобиться рівно доба, щоб завершити один оберт навколо Землі. Описуючи «геостаціонарні орбіти», які точно відповідають швидкості обертання Землі, ці супутники, можна сказати, зависають над земною поверхнею, що ідеально підходить для передачі сигналів з однієї точки планети до іншої.

Закони Ньютона роблять пряме застереження: що, хоча гравітація планети стає тим слабшою, чим далі від неї ви віддаляєтесь, однак немає такої відстані, де сила тяжіння впала б до нуля. Юпітер зі своїм потужним гравітаційним полем знешкоджує чимало комет, що від гріха подалі падають на планету-гіганта, а в іншому випадку накоїли б чимало лиха у внутрішній Сонячній системі. Юпітер виступає в ролі гравітаційного щита для Землі — такого собі дужого великого брата, який забезпечує тривалі (на сотню мільйонів років) періоди відносної тиші та спокою на Землі. Без захисту Юпітера складним формам життя було б нелегко стати такими вже складними, оскільки їм довелося б виживати в умовах постійної загрози вимирання внаслідок руйнівного удару з космосу.

Практично кожен дослідницький зонд, запущений у космос, використовував гравітаційні поля планет. Приміром, автоматична дослідницька станція «Кассіні», перш ніж відвідати планету свого призначення — Сатурн, — двічі здійснювала гравітаційний маневр поблизу Венери, один раз поблизу Землі (при зворотному прольоті) і ще раз поблизу Юпітера. Мов більярдна кулька, яка кілька разів відбивається від бортиків, перш ніж потрапити до лузи, космічні зонди звичні до таких складних траєкторій від однієї планети до іншої. Нашим крихітним апаратам просто не вистачило б швидкості та енергії від наших ракет, щоб досягти своїх пунктів призначення.

Я тепер теж відповідальний за один шматочок міжпланетної речовини в Сонячній системі. Річ у тому, що в листопаді 2000 року астероїд основного поясу 1994KA, відкритий Девідом Леві та Керолін Шумейкер, був названий на мою честь — 13123-Тайсон. Мені було приємно, та особливих причин зазнаватися не було; зрештою, багато астероїдів носять такі знайомі людські імена, як Джоді, Гаррієт і Томас. Є навіть астероїди, названі Мерлін, Джеймс Бонд і Санта. Довжина списку астероїдів, що сягає вже сотень тисяч одиниць, може невдовзі переважити запас імен, які можна їм придумати. Незалежно від того, чи дійде колись до такого, мені можна втішатися, що мій космічний камінчик не одинокий — разом із ним простір між планетами пронизує величезна кількість подібних об’єктів, названих на честь реальних та вигаданих людей.

Я також радий повідомити, що на цей момент мій астероїд не прямує до Землі.