— ПЛАНЫ, ПРОЕКТЫ, ПРЕДПРИЯТИЯ
Космический аппарат «Розетта» у кометы Чурюмова-Герасименко. Иллюстрация: ESA / AFP / East News
Зонд «Розетта», пропутешествовав в космосе десять лет, готовится приступить к изучению кометы Чурюмова-Герасименко
Западноевропейский зонд «Розетта», запущенный в космос десять лет назад, в среду, 6 августа наконец выйдет на финишную прямую — он сблизится с кометой Чурюмова-Герасименко, чтобы приступить к изучению этого своеобразного исторического архива Солнечной системы. Как предполагается, в ноябре 2014 года на поверхность кометы будет спущен зонд, который начнет изучение ее поверхности.
Почему исследование комет является сегодня одним из главных приоритетов в работе ESA? На этот вопрос ответил глава отдела изучения Солнечной системы Европейского космического агентства (ESA) Герхард Швем. Он выступил с докладом на открывшейся в субботу, 2 августа, научной ассамблее COSPAR (Committee on Space Research — Комитет по космическим исследованиям при Международном совете по науке) в Московском государственном университете.
«Проект "Розетта" — составная часть амбициозной программы исследования Солнечной системы Horizon 2000, разработанной ESA в 1985 году. Этот космический аппарат, а также телескопы XMM-Newton, "Гершель" и SOHO, — своего рода четыре "столпа", на которые опираются европейские исследователи космоса.
По словам Герхарда Швема, еще в конце 1970-х годов специалисты ESA, NASA и советские ученые начали задумываться о создании космических аппаратов для изучения комет. Одной из первых была изучена комета Галлея. Ее исследовали сразу несколько зондов — советские аппараты Вега-1 и Вега-2, а также автоматическая станция «Джотто», один из самых успешных европейских аппаратов. «Джотто» приблизился к комете в марте 1986 года и проработал на ее орбите шесть лет, буквальным образом перевернув наши представления об облике и природе таких тел.
Герхард Швем. Фото: Mark McCaughrean / Flickr
К примеру, «Джотто» удалось показать, что распад ядра кометы обусловлен не испарением льдов с ее поверхности, а аналогичным процессам, проходящим внутри ядра. Кроме того, аппарат передал на Землю первые данные о химическом составе комет, которые впервые заставили ученых задуматься о том, что эти космические странники — своего рода гигантские хранилища летучих веществ, сохранившихся со времен рождения Солнечной системы.
«Тайны и уникальная информация, которую хранят недра первозданных комет, позволяет нам сравнить их со знаменитым Розеттским камнем. Он представляет собой небольшой памятник античной культуры, который знаменитый французский археолог Шампольон использовал для расшифровки древнеегипетских иероглифов. Конечно, это эпохальное открытие, по сути, положившее начало египтологии, не было возможно без другого объекта — обелиска на острове Филы, на поверхности которого был спрятан филологический ключ к языку древних египтян. Мы назвали наш флагманский проект по изучению комет в их честь — зонд "Розетта" и спускаемый модуль "Фила"», — рассказал Швем.
Как объяснил ученый, оба этих аппарата были построены почти полностью западноевропейскими специалистами — НАСА вышла из совместных проектов по изучению комет в начале нулевых годов. Как отмечается на сайте ESA, в сборке зонда и спускаемого модуля приняли участие 14 европейских стран и несколько исследовательских центров из США. И «Розетта», и «Фила» оснащены максимальным количеством научных инструментов для всестороннего изучения кометы Чурюмова-Герасименко, открытой советскими астрономами Климом Чурюмовым и Светланой Герасименко в 1969 году.
По словам Швема, инженеры ESA в ходе разработки чертежей и сборки зонда и спускаемого модуля руководствовались двумя принципами. Во-первых, инструменты космического «камня» и «обелиска» не должны были устареть к моменту встречи зонда с кометой, а во-вторых — аппарату нужно было дожить до этой знаменательной даты. Потому ставка была сделана на надежность и максимальную автономность аппарата. Например, гигантский 32-метровый комплекс солнечных батарей обеспечивает «Розетту» достаточным количеством электроэнергии даже при крайне редком доступе к Солнцу во время вращения вокруг кометы.
В общей сложности, Европейское космическое агентство установило 11 научных приборов на борту зонда и 12 — на спускаемом модуле «Фила». По словам Герхарда Швема, приборы «Розетты» можно условно разделить на три группы — в соответствии с теми частями кометы, которые будут изучать представители каждой такой «семьи».
Kомета Чурюмова-Герасименко. Изображение: ESA
Изучением основного ядра кометы займется многофункциональная камера OSIRIS и набор из трех спектрометров, работающих в ультрафиолетовом (ALICE), микроволновом (MIRO), оптическом и инфракрасном (VIRTIS) диапазонах. «Осирис» сделает снимки активных регионов у основания газового хвоста кометы и непосредственно под самой «Розеттой» в дециметровом и метровом разрешении, что поможет ученым окончательно уяснить, как испаряется материя «хвостатых чудовищ» во время ее сближения с Солнцем. Как надеется Швем, эти снимки помогут нам понять, как взаимодействует кома, газовая мантия кометы, и ее ядро.
Батарея спектрометров будет исполнять несколько иную задачу — MIRO и VIRTIS заглянут в недра кометы и оценят химический состав, структуру и другие свойства льда, в который вморожены летучие вещества, слагавшие Солнечную систему в момент ее рождения. В свою очередь, ALICE оценит доли кремния, металлов и других твердых элементов в породах ядра.
Второй блок приборов «Розетты» займется изучением газового хвоста кометы Чурюмова-Герасименко и наполняющих его частиц пыли. Их тоже четыре — газовый масс-спектрометр ROSINA, его сестра COSIMA, специализирующаяся на пыли, а также космический микроскоп MIDAS и «пылесос» GIADA. «Розетта» проследит за тем, как формируется и распространяется газ в хвосте кометы, а также оценит его химический состав. «Козима» изучит структуру пылевых зерен и попытается найти в них органику, которая потенциально может нам подсказать, как кирпичики жизни — аминокислоты и другие вещества — попали на древнюю Землю. GIADA и MIDAS будут выполнять более прозаические задачи — они оценят размеры и сделают фотографии зерен, измерят скорость и направление их движения в разных частях газовой мантии. Подобные данные могут оказаться критически важными для будущих миссий, в программу которых будет включена доставка образцов пород ядра и пыли из комы кометы на Землю.
Еще три прибора «Розетты» будут следить за физическими свойствами плазмы и взаимодействием кометы с солнечным ветром (детектор RPC), просвечивать самые глубинные слои ядра (CONSERT) и изучать силу ее притяжения и плотность (RSI) при помощи радиоволн.
Не все эти приборы предназначены исключительно для изучения кометы Чурюмова-Герасименко — некоторые из них были включены задолго до сближения с ней и уже успели совершить несколько интересных открытий. К примеру, в октябре 2011 года данные с COSIMA помогли ученым доказать, что астероид Лютеция, мимо которого пролетала «Розетта» на пути к комете, является недоразвитым зародышем планеты, сохранившимся со времен рождения Солнечной системы.
Взлет ракеты Ariane 5 с зондом «Розетта» на борту на космодроме Куру, 2 марта 2004 год. Фото: CNES / AFP / East News
Столь же серьезным научным арсеналом оснащен и спускаемый модуль «Фила». На его борту 12 инструментов, чья совокупная масса, как отметил Швем, составляет рекордные для современной космонавтики 25% от общей массы аппарата. Большая часть из них предназначена для проведения химических и минеральных анализов. Короткий бур SESAME будет задействован для анализа приповерхностных пород, 20-сантиметровая дрель SD2 способна проникнуть в нетронутые Солнцем области кометы. Образцы минералов, извлеченные с помощью этих приборов, будут изучены спектрометром APXS, газоанализатором COSAС и прибором PTOLEMY, который оценит доли изотопов кислорода, углерода и других «кирпичиков» жизни в первородной материи кометы.
Швем обратил особое внимание участников конференции на COSAC — это прибор, по его мнению, поможет нам найти ответ на одну из главных загадок в истории зарождения жизни — были ли все молекулы аминокислот в материи ранней Солнечной системы «закручены» в левую сторону, как в современных живых клетках. Ответ на этот вопрос важен, так как биологи пока не знают, почему жизнь выбрала «левые», а не «правые» аминокислоты и был ли этот выбор случайным. Многие астрономы считают, что ранняя Солнечная система могла содержать преимущественно левозакрученные аминокислоты, так как свет новорожденного Солнца разрушал их «двойников». Успешная посадка «Филы» на комету Чурюмова-Герасименко позволит проверить эту гипотезу.
Спускаемый модуль, как рассказывал представитель ЕКА, обладает не только отличным нюхом, но и зрением — на борту «Филы» установлены два набора цифровых камер CIVA и ROLIS, а также магнетометр ROMAP. CIVA позволит ученым получить и передать на Землю первые детальные снимки поверхности кометы, а вторая камера попытается запечатлеть процесс посадки модуля. Магнетометр будет играть вспомогательную роль в работе «Филы» на поверхности кометы, дублируя часть функций RPC на борту «Розетты».
По словам Швема, большая часть инструментов зонда приступит к работе уже в среду, 6 августа, когда «Розетта» приблизится к комете и начнет вращаться вокруг нее на расстоянии всего 80 километров от ее ядра. Снимки с камеры OSIRIS, полученные ESA в середине июля, показали, что у ядра форма совершенно не такая, как ее представляли себе ученые. Оно похоже на резиновую уточку для ванны, как шутят ученые, и состоит из двух обособленных частей. Это может осложнить серию потенциально опасных маневров, которые будет исполнять «Розетта» с 6 по 22 июля для снижения орбиты на 20 километров.
Спускаемый модуль «Фила». Иллюстрация: J.Huart / ESA / AFP / East News
Спускаемый модуль не будет отправлен на поверхность кометы Чурюмова-Герасименко сразу же после выхода «Розетты» на орбиту — сначала инженеры и другие специалисты агентства проверят работу всех систем жизнеобеспечения и инструментов зонда. Как рассказывал представитель ЕКА, посадка «Филы» должна произойти ориентировочно в ноябре этого года, когда зонд синхронизирует скорость и направление своего вращения с кометой. Благодаря этому спускаемый модуль можно посадить на «хвостатое чудище», просто отделив его от «Розетты» — гравитация и инерция опустят его на поверхность.
Сила притяжения кометы крайне невелика, поэтому посадка займет два часа. Грегг Вэйн из Лаборатории реактивного движения НАСА (JPL), участвовавший в заседании, в шутку назвал эту посадку «двумя часами ужаса», по аналогии с «семью минутами ужаса», которые пережила главная гордость JPL, марсоход Curiosity во время спуска на поверхность Красной планеты. Швема не смутило такое сравнение — он ответил, что «я жду этого события уже 30 лет, я перестал бояться чего-либо и я уверен в наших инструментах».
Официально миссия «Розетты» должна завершиться 31 декабря 2015 года. Тем не менее Швем надеется, что флагманский ловец комет продолжит свою работу и после этой отметки и будет продолжать передавать на Землю уникальную информацию о химическом составе, прошлом и структуре этого своеобразного архива истории Солнечной системы.
Комментариев нет:
Отправить комментарий