Висадка на комету. Для чого вчені виробили висадку зонда на поверхню комети?

За всіма ознаками ми вступили в епоху нових відкриттів. Багато торік із завмиранням серця стежили за місією «Розетта». Посадка на комету, перша в історії, була найскладнішою операцією, як і вся програма в цілому. Однак виниклі труднощі не применшують значення як самої події, так і тих даних, які вже добув і все ще поставляє космічний зонд. Навіщо ж потрібна була висадка на комету і які результати отримали астрофізики? Про це і піде мова нижче.

Головна таємниця

Почнемо здалеку. Одне з основних завдань, що стоять перед всім науковим світом - зрозуміти, що сприяло зародженню життя на Землі. З часів Античності на цю тему висловлювалася маса гіпотез. Одна із сучасних версій свідчить, що не останню роль тут зіграли комети, у безлічі що падали на планету в період її формування. Вважається, що вони могли стати постачальниками води й органічних молекул.

Свідоцтва початку

висадка на комету

Подібна гіпотеза сама по собі прекрасно обґрунтовує інтерес вчених, від астрономів до біологів, до комет. Однак є й ще кілька цікавих моментів. Хвостаті космічні об'єкти несуть крізь простір досить докладну інформацію про те, що відбувалося на самих ранніх етапах формування Сонячної системи. Саме тоді й утворилася більшість комет. Таким чином, висадка на комету дає можливість буквально вивчити матерію, з якої формувався наш шматочок Всесвіту більше чотирьох мільярдів років тому (і ніякої машини часу не треба).

Крім того, вивчення руху комети, її складу та поведінки при зближенні з Сонцем дає величезну кількість інформації про подібні космічних об'єктах, дозволяє перевірити масу припущень і наукових гіпотез.

Історія питання

Природно, хвостаті «мандрівники» вже вивчалися за допомогою космічних апаратів. Було скоєно сьомій прольотів повз комет, в процесі яких робилися фотознімки, збиралася певна інформація. Це були саме прольоти, оскільки тривалий супровід комети - справа складна. У 80-і в ролі добувачів подібних даних виступали американо-європейський апарат ICE і радянська «Вега». Остання з таких зустрічей відбулася в 2011 році. Тоді дані про хвостатом космічному об'єкті зібрав апарат Stardust.

Попередні дослідження дали вченим масу інформації, однак для розуміння специфіки комет і відповіді на багато з названих вище питань цього недостатньо. Поступово вчені прийшли до усвідомлення необхідності досить сміливого кроку - організації польоту космічного апарату до комети з подальшою висадкою зонда на її поверхню.

Унікальність місії

Для того щоб відчути, наскільки висадка на комету непроста операція, потрібно зрозуміти, що взагалі являє собою це космічне тіло. Воно мчить крізь простір на величезній швидкості, що досягає іноді декількох сотень кілометрів на секунду. При цьому хвіст комети, що утворюється при наближенні тіла до Сонця і настільки красиво виглядає з Землі, являє собою суміш газу і пилу. Все це сильно ускладнює не тільки посадку, але і рух паралельним курсом. Необхідно зрівняти швидкість апарату зі швидкістю об'єкта і вибрати потрібний момент для зближення: чим ближче комета до Сонця, тим сильніше викиди з її поверхні. І лише потім може бути здійснена посадка на комету, яка буде ще ускладнюватися і низькими показниками гравітації.

Вибір об'єкта

Всі ці обставини робили необхідним ретельний підхід до вибору цілі місії. Посадка на комету Чурюмова-Герасименко - не перший варіант. Спочатку передбачалося, що зонд «Розетта» буде відправлений до комети Віртанена. Проте в плани втрутився випадок: незадовго до передбачуваної відправки відмовив двигун у ракети-носія «Аріан-5». Саме вона повинна була вивести «Розетту» в космос. У результаті запуск відклали і виникла необхідність у виборі нового об'єкта. Їм і стала комета Чурюмова-Герасименко або 67P.

Цей космічний об'єкт був виявлений в 1969 році і названий на честь першовідкривачів. Він відноситься до числа короткоперіодичних комет і робить один оборот навколо Сонця приблизно за 6,6 років. Нічим особливо примітним 67P не відрізняється, проте володіє добре вивченою траєкторією польоту, що не виходить за орбіту Юпітера. Саме до неї і відправилася «Розетта» 2. березня 2004 року.

«Начинка» космічного апарату

розетта посадка на комету

Зонд "Розетта" забрав із собою в космос велику кількість обладнання, призначеного для досліджень і фіксації їх результатів. Серед них і камери, здатні вловлювати випромінювання в ультрафіолетовій частині спектру, і апарати, необхідні для вивчення структури комети і аналізу грунту, і прилади для дослідження атмосфери. Всього у розпорядженні «Розетти» виявилося 11 наукових інструментів.

Окремо потрібно зупинитися на спусковому модулі «Філи» - саме йому належало здійснити приземлення на комету. Частина високотехнологічного обладнання розміщувалася прямо на ньому, оскільки була необхідна для вивчення космічного об'єкта безпосередньо після висадки. Крім того, «Філи» оснащувався трьома гарпунами для надійної фіксації на поверхні після того, як його спустить «Розетта». Посадка на комету, як уже говорилося, пов'язана з певними труднощами. Гравітація тут настільки мала, що за відсутності додаткових кріплень модуль ризикує загубитися у відкритому космосі.

Довгий шлях

Висадка на комету 2014 передувала десятирічним польотом зонда «Розетта». Протягом цього часу він п'ять разів опинявся недалеко від Землі, пролітав поруч з Марсом, зустрів два астероїди. Чудові знімки, зроблені зондом в цей період, в черговий раз нагадують про красу природи і Всесвіту в самих різних її куточках.

зонд на комету

Однак може виникнути логічне запитання: навіщо «Розетта» так довго кружляла по Сонячній системі? Зрозуміло, що фотографії та інші дані, зібрані в процесі польоту, що не були його метою, а, швидше, стали приємним і цікавим бонусом для дослідників. Мета цього маневру - підійти до комети ззаду і зрівняти швидкість. Результатом десятирічного польоту мало стати фактичне перетворення «Розетти» в супутник комети Чурюмова-Герасименко.

Зближення

Зараз, у квітні 2015 року, можна з упевненістю сказати, що висадка зонда на комету в цілому пройшла вдало. Однак у серпні минулого року, коли апарат тільки вийшов на орбіту космічного тіла, це було ще справою найближчого майбутнього.

Зонд на комету висадився 12 листопада 2014. За посадкою стежив практично весь світ. Відстиковка «Філи» пройшла вдало. Проблеми почалися в момент приземлення: не спрацювали гарпуни і апарат не зміг закріпитися на поверхні. «Філи» двічі відскочив від комети і тільки на третій раз зміг опуститися, причому він відлетів від місця передбачуваної посадки приблизно на кілометр.

посадка на комету Чурюмова герасименко

У результаті модуль «Філи» опинився в зоні, куди майже не проникають сонячні промені, необхідні для заповнення енергетичного заряду батарей. На випадок якщо посадка на комету відбудеться не зовсім вдало, апарат був оснащений зарядженим акумулятором, розрахованим на 64 години. Він пропрацював трохи менше, 57 годин, але і за цей час «Філи» встиг зробити практично все, для чого створювався.

Результати

Посадка на комету Чурюмова-Герасименко дозволила вченим отримати великі дані про це космічному тілі. Багато хто з них ще не оброблені або потребують аналізу, однак перші результати вже представлені широкій громадськості.

посадка на комету

Досліджуване космічне тіло за формою схоже з гумовою качечкою (висадка на комету передбачалася в район «голови»): дві порівняти за розмірами округлі частини з'єднані вузьким перешийком. Одне із завдань, що стояли перед астрофізиками, - зрозуміти причину такого незвичайного силуету. Сьогодні висуваються дві основні гіпотези: або це результат зіткнення двох тіл, або до формування перешийка привели процеси ерозії. На даний момент точна відповідь не отримана. Завдяки дослідженням «Філи» стало лише відомо, що рівень гравітації на кометі неоднаковий. Найбільший показник спостерігається у верхній частині ядра, а найменшою - якраз в області «шиї».

Рельєф і внутрішня структура

приземлення на комету

Модуль «Філи» виявив на поверхні комети різні утворення, з вигляду нагадують гори і дюни. За своїм складом більшість з них являють собою суміш льоду і пилу. Пагорби заввишки до 3 метрів, названі мурашками, на 67P зустрічаються досить часто. Вчені припускають, що вони утворилися на перших етапах формування Сонячної системи і можуть покривати поверхні та інших подібних небесних тіл.

Оскільки зонд на комету опустився не найвдалішим чином, вчені побоювалися починати заплановане буріння поверхні. Однак його все-таки здійснили. Виявилося, що під верхнім шаром розташовується інший, більш щільний. Найімовірніше, він складається з льоду. На користь цього припущення говорить і аналіз вібрацій, зафіксованих апаратом під час посадки. Разом з тим знімки спектрографов показують неоднакове співвідношення органічних сполук і льоду: перший явно більше. Це не сходиться з припущеннями вчених і ставить під сумнів версію походження комети. Передбачалося, що вона утворилася в області Сонячної системи, поблизу від Юпітера. Дослідження знімків, однак, спростовує цю гіпотезу: судячи з усього, 67P сформувалася в поясі Койпера, розташованому за орбітою Нептуна.

Місія триває

Космічний апарат "Розетта", який уважно стежив за діяльністю модуля «Філи» до моменту його засипання, не покинув комету Чурюмова-Герасименко досі. Він продовжує спостерігати за об'єктом і надсилати дані на Землю. Так, до числа його обов'язків входить фіксація викидів пилу і газу, які збільшуються в міру наближення комети до Сонця.

посадка на поверхню комети

Раніше було встановлено, що основним джерелом подібних викидів є так звана шия комети. Причиною цього може бути низька гравітація цій області і виникаючий тут ефект акумуляції сонячної енергії, відбитої від сусідніх ділянок. У березні цього року «Розетта» також зафіксувала викид пилу і газу, цікавий тим, що стався він на неосвітленій стороні (як правило, такі явища виникають в результаті розігріву поверхні, тобто на сонячній частині комети). Всі ці процеси й особливості 67P ще належить пояснити, поки ж збір даних триває.

Перша в історії людства посадка на поверхню комети стала результатом праці великого числа вчених, техніків, інженерів і проектувальників протягом майже сорока років. Сьогодні місія «Розетта» визнається одним з найграндіозніших подій космічної ери. Природно, що астрофізики не мають наміру на цьому ставити крапку. У число амбітних планів на майбутнє входить створення спускається модуля, який буде в змозі пересуватися по поверхні комети, і космічного апарату, здатного зблизиться з об'єктом, зібрати зразки ґрунту і повернутися з ними на Землю. В цілому вдалий проект «Розетта» надихає вчених на все більш сміливі програми по освоєнню таємниць Всесвіту.