Цивилизация
В понедельник в космосе должен сработать «важнейший будильник в Солнечной системе», как называют это событие в Европейском космическом агентстве. В 14.00 мск после почти трехлетней «спячки» проснется космический аппарат «Розетта», целью которого является сближение с кометой Чурюмова–Герасименко.
Будить космическую странницу в Европейский центр управления полетами в Дармштадте съехалось множество гостей и журналистов.
Еще бы – от того, проснется аппарат или нет, зависит судьба одной из самых долгих и насыщенных космических миссий в истории, в ходе которой планируется осуществить то, о чем ученые могли только мечтать: высадить спускаемый аппарат на активную комету.
История этой миссии началась еще в 1990 годы, и в ее судьбе уже было несколько успехов и драматических поворотов. Исследовать комету при помощи посадочного зонда – давняя мечта астрономов. Несмотря на то что их наблюдают с древних времен, а в последние годы делать это помогают мощные наземные телескопы и изощренные космические обсерватории, многое в поведении и строении комет для ученых остается непонятным.
Вспомнить хотя бы недавние споры о том, как развалилась пролетевшая рядом с Солнцем комета ISON.
Европейское космическое агентство одобрило миссию в 1993 году после успеха в исследовании кометы Галлея советским, японским и европейским космическим аппаратом. Изначально целью была выбрана комета Виртанена, запуск был намечен на 2003 год, а сближение с кометой должно было состояться в 2011 году. Однако в декабре 2002 года из-за отказа двигателей ракеты Ariane старт пришлось отложить и поменять цели экспедиции.
Свое название миссия получила в честь Розеттского камня, позволившего когда-то расшифровать египетскую письменность. Ученые надеются, что успехи зонда позволят существенно продвинуться в понимании процессов, имевших место во время формирования Солнечной системы.
Старт состоялся в марте 2004 года, помимо новой главной цели ученые придумали зонду еще два задания – по пути исследовать пару тел из Главного пояса астероидов, что находится между орбитами Марса и Юпитера. Но даже чтобы выйти за пределы внутренней области Солнечной системы, пришлось потрудиться.
Точнее, «потрудиться» пришлось двум планетам — Земле и Марсу, рядом с которыми «Розетта» сделала целых четыре гравитационных маневра.
Это позволило ей вырваться от Солнца, сэкономив ракетное топливо, и оказаться на догоняющей траектории по отношению к комете Чурюмова–Герасименко. На этой анимации можно наглядно представить себе всю траекторию аппарата за 12 лет.
Второй гравитационный маневр у Земли позволил зонду достичь Главного пояса астероидов и 5 сентября 2008 года встретиться с первой целью – астероидом Штейнс редкого Е-типа. При этом европейские инженеры опробовали никогда ранее не применявшуюся ими технику оптического наведения зонда по самому астероиду. В момент наибольшего сближения «Розетта» пролетела мимо астероида на расстоянии всего 800 км с относительной скоростью 8,6 км/c.
А 10 июля 2010 года «Розетта» приблизилась ко второй своей цели – астероиду Лютеция, который примерно в 10 раз больше астероида Штейнс. Благодаря тому что за астероидом удалось наблюдать несколько дней до и несколько часов после сближения, учеными были получены важные данные о природе этого сильно кратерированного объекта пояса («Газета.Ru» писала о результатах этих наблюдений).
По ускорению аппарата вблизи астероида удалось определить его массу – она оказалась равна 1,7*1018 кг, что в 3 млн раз меньше массы Земли. Спектральные исследования показали,
что этот довольно старый астероид возрастом по меньшей мере 4,5 млрд лет имеет хондритную структуру и покрыт зернистым слоем реголита, достигающим нескольких сотен метров в толщину.
Попрощавшись с астероидами, в 2011 году зонд направился в сторону орбиты Юпитера. Для экономии энергии питающийся только за счет солнечного света он был введен в спящий режим –
его батареи развернули на Солнце и для стабильности придали небольшое вращение. Все электрические системы за исключением компьютера и нескольких нагревателей были отключены.
20 января, спустя 31 месяц после отключения, солнечного света станет снова хватать для питания аппарата, поэтому на этот день и были заведены часы, пробуждающие его начинку. Сразу после срабатывания будильника начнут нагреваться солнечные датчики, на что уйдет около шести часов. После этого ракетные двигатели остановят вращение и аппарат должен будет определить свое положение в пространстве. Как только это случится, зонд повернется антенной к Земле и начнет передавать сигналы.
Так как расстояние до «Розетты» составляет 807 млн км, сигнал от нее будет идти 45 минут.
Первого сигнала об успешном пробуждении на Земле ждут между 21.30–22.30 мск.
Большое ухо
Для получения первого сигнала с «Розетты» будет задействовано «большое ухо» NASA – 70-метровая тарелка станции космического слежения за далеким космосом в Голдстоуне. Сразу после установления связи европейские специалисты попытаются оценить техническое состояние зонда и то, сколько энергии дают солнечные батареи.
В последующие месяцы специалисты будут следить за положением зонда и работоспособностью его приборов, а в мае будет подана команда на торможение, чтобы выравнять его скорость со скоростью кометы. Выйдя на 20-километровую орбиту вокруг ядра кометы в августе 2014 года, «Розетта» займется картографированием ледяной глыбы, чтобы выбрать место посадки спускаемого аппарата «Филы».
Сама посадка на комету станет уникальным экспериментом: после того как ученые выберут подходящее место, весь дальнейший процесс пойдет в автоматическом режиме.
В ноябре станция опустится до высоты 3 км, и от нее с небольшой скоростью отделится спускаемый аппарат, который попытается закрепиться на поверхности, отстрелив специальный гарпун.
Для Германна Бенгардта, астронома из Института изучения Солнечной системы имени Макса Планка, этот момент станет моментом истины. По его словам, ученые так мало знают о кометах, что не уверены, удастся ли зонду закрепиться на поверхности. «Филы» сконструирован так, чтобы закрепиться на поверхности твердой, как стол, или мягкой, как рыхлый снег. Мы надеемся, что поверхность кометы представляет собой что-то среднее», — считает он.
Для астрономов комета Чурюмова-Герасименко является драгоценным источником информации о самых ранних этапах формирования Солнечной системы. Она образовалась раньше большинства астероидов 4,6 млрд лет назад,
еще до того, как первородное вещество слиплось, чтобы образовать Землю и соседние планеты.
Присутствие льда и следов органики на комете может пролить свет на вопросы о том, откуда возникла жизнь на Земле. В ходе «накометных» экспериментов ученые исследуют образцы газов и частиц, вырывающихся из ее ядра по мере приближения к Солнцу и испарения льда. Будет изучен изотопный состав водорода, углерода, азота и кислорода, входящих в состав ядра. А просветив ядро рентгеновскими лучами ученые попытаются воссоздать внутреннее строение кометы.
По словам ученых, посадочный модуль сможет пережить сближение кометы с Солнцем, однако его электроника – вряд ли. Но даже мертвый прикрепленный аппарат сможет совершить с кометой несколько оборотов вокруг Солнца, длящихся шесть лет, пока с поверхности не испарится верхний слой льда. «В конце концов, мы потеряем наш захват и почва уйдет у нас из-под ног», — считает Бенгардт.