February 6th, 2014

В 2014 году в Солнечной системе произойдут два захватывающих события, которые стоят ожидания. По иронии судьбы, они оба связаны с кометами.

Этим летом и осенью в космосе состоится кульминация одной из самых интересных исследовательских операций, сравнимых по значимости с посадкой марсохода Curiosity - реализация многолетней программы Rosetta. Этот космический аппарат стартовал в 2004 году и долгие десять лет летал во внутренней Солнечной системе, совершая корректировки и гравитационные маневры, только для того, чтобы выйти на орбиту кометы (67P) Чурюмова-Герасименко.

Rosetta должна настигнуть комету, как следует изучить с расстояния, и высадить спускаемый аппарат Philae. Тот проведет свою часть исследований и совместно они расскажут нам о кометах так много, как это только возможно в роботизированной миссии.

Большое фото

Комета Чурюмова-Герасименко не является каким-то уникальным космическим телом, требующим обязательного изучения. Наоборот, это обыкновенная короткопериодическая комета, возвращающаяся к Солнцу, каждые 6,6 года. Она не улетает дальше орбиты Юпитера, зато ее траектория предсказуема, и удачно подвернулась к стартовому окну космического аппарата. Ранее Rosetta планировалась для другой кометы, но неполадки с ракетой-носителем вынудили отложить запуск, поэтому цель изменилась.

Любопытный вопрос - почему к комете пришлось лететь целых десять лет, если она прилетает чаще? Причина этого - научная программа Rosetta. Все предыдущие миссии, начиная с американо-европейского ICE и советской “Веги” в 80-е, и заканчивая Stardust в 2011 году, проходили на встречных или пролетных курсах. За тридцать лет ученые смогли сфотографировать вблизи кометное ядро; смогли скинуть на комету металлическую болванку, а через несколько лет взглянуть на результат падения; смогли даже привезти на Землю немного кометной пыли из хвоста. Но чтобы провести рядом с ядром кометы достаточно длительное время, и чтобы сесть на нее, простой встречи мало. Скорость комет может достигать десятков и даже сотен километров в секунду, к этому прибавляется вторая космическая самого аппарата, поэтому “в лоб” комету можно только бомбить или высаживать Брюса Уиллиса.
Долгий путь позволил Rosetta подобраться к комете сзади и пристроиться рядом, следуя теми же скоростью и курсом, что и (67P) Чурюмова-Герасименко.

Попутно были сняты прекрасные виды Земли:

Большое фото .

На борту трехтонного космического аппарата размещено 12 научных приборов, которые позволят изучить температуру, состав, интенсивность испарения кометного хвоста, поверхность ядра. Радарный эксперимент позволит сделать радарное “УЗИ” кометному ядру, чтобы определить ее внутреннюю структуру. Но наиболее интересные, с точки зрения эффектности “картинки”, ожидаются результаты от оптической камеры OSIRIS (Optical, Spectroscopic, and Infrared Remote Imaging System). Это сдвоенное фотоустройство, оборудованное двумя камерами с объективами 700 мм и 140 мм и CCD-матрицами 2048х2048 пикселей.

За то время, что Rosetta провела в пути, она не бездельничала, а реализовала исследовательскую программу достойную нескольких самостоятельных миссий. Вообще она демонстрирует пример того как полезно иметь космический аппарат с дальнобойным фотоаппаратом, мечущийся туда-сюда по Солнечной системе.

Через полтора года после старта она издалека посмотрела на реализацию миссии NASA Deep Impact. Удар импактора по комете Tempel 1 вызвал вспышку, которую сложно разглядеть глазами:

зато она была зарегистрирована более чуткими датчиками:

Через два года Rosetta пролетела на близком расстоянии от Марса и сделала просто шикарные снимки планеты в разных спектральных диапазонах. В оптическом Марс выглядит так:

А ультрафиолетовый канал позволил выделить подробности в марсианской атмосфере:

Отдельное фото удалось сделать бортовой камерой спускаемого аппарата Philae:

Любопытно, что в зависимости от камеры цвет наблюдаемой поверхности может существенно меняться. Подобный бледно-бежевый цвет Марса давала камера спутника Mars Global Surveyor.

После Марса Rosetta “уснула” чтобы проснуться через полтора года в 2008-м, для съемки пролетающего на расстоянии 800 км шестикилометрового астероида Steins. Правда системный сбой помешал провести съемку астероида дальнобойной камерой, но широкоугольная позволила сделать снимки детализацией до 80 метров на пиксель, и получить ценные данные об объекте.

Еще с Земли было определено, что астероид относится к классу-Е. Осмотр с близкого расстояния это подтвердил. Оказалось Steins состоит из силикатов, бедных на железо, но богатых магнием, при этом, некоторые минералы перенесли нагрев более 1000 градусов Цельсия. Наблюдения поверхности и особенностей вращения астероида смогли подтвердить на практике YORP-эффект. Этот эффект возникает (точнее проявляется заметнее) у небольших астероидов неправильной формы. Неравномерный нагрев поверхности приводит к тому, что инфракрасное излучение нагретой части создает реактивную тягу, которая повышает скорость вращения астероида.

Любопытно, что исходя из теории YORP-эффекта, Steins должен был иметь форму двойного конуса, но большой ударный кратер на южном полюсе “сплюснул” астероид и придал ему форму “бриллианта”. Этот же удар, похоже, расколол пополам космическое тело, но оно продолжает держаться за счет сил гравитации, хотя ученые рассмотрели признаки гигантской трещины, рассекающей Steins.

Весной 2010 года Rosetta позволила лучше идентифицировать кометоподобное тело P/2010 A2 обнаруженное в поясе астероидов. Эта “комета” наделала шуму в стане астрономов в 2010 году, когда стала вести себя совершенно не по-кометному.

Снимок телескопа Hubble.
Несмотря на то, что камеру Rosetta не сравнить с Hubble, наблюдения, проведенные под другим углом позволили определить, что перед нами не комета, а результат космического ДТП, когда в 150 метровый астероид врезался маленький обломок размером около метра.

Но астероидной «звездой» 2010 года стала (21) Lutetia. Это стокилометровый астероид, который осмотрела Rosetta, с расстояния 3170 км. На этот раз 700 мм камера сработала отлично, поэтому даже с такого расстояния получилось снять детали поверхности до 60 м на пиксель.

Lutetia - это весьма интересный и загадочный объект, исследование которого вызвало много вопросов. Ранее астрономы с Земли определили его спектральный класс как М - астероиды с большим количеством металлов, тогда как спектральные исследования Rosetta указывали скорее на класс С - углеродистых хондритов. Снимки поверхности позволили сделать вывод, что Lutetia на 3 км покрыта толстым ковром раздробленного реголита, скрывающем коренные породы. Анализ массы позволил определить ее плотность: выше чем у каменных, но ниже чем у металлических астероидов, что тоже вводило в недоумение. В результате ученые решили, что перед нами одна из немногих оставшихся с момента зарождения Солнечной системы планетезималей - “зародышей планет”.

Большое фото .

Когда-то Lutetia начала процесс дифференциации вещества, переместив тяжелые металлические породы в центр и выведя легкие каменные - к поверхности. Однако, она оказалась слишком далеко от орбит формирования каменных планет Солнечной системы и слишком близко к Юпитеру, чьи гравитационные возмущения не позволили набрать нужную массу. Более того, считается, что раньше форма Lutetia приближалась к сфере, но многократные столкновения в поясе астероидов за 3,5 млрд. лет обезобразили ее облик.

После осмотра Lutetia Rosetta снова уснула, чтобы проснуться только 20 января 2014 года. Сейчас идет проверка оборудования и никаких неполадок не выявлено, что кажется фантастическим результатом, для космического аппарата проведшего десять лет в открытом космосе и дважды пролетавшего через пояс астероидов.
Что ждет впереди? Сделайте пометки в календаре.

Май 2014: еще один важный момент для миссии - последние коррекции траектории для сближения с кометой. В конце мая расстояние между “охотником и жертвой” составит около 100 тыс. км. Думаю к тому времени начнут поступать первые снимки кометы и ее ядра. До Земли от них будет еще 450 млн. километров, поэтому наблюдать самостоятельно комету получится только в мощные телескопы.

Август 2014: Rosetta входит в комету. Разумеется пока в кому. Считается, что частички пыли и льда комы способны повредить космический аппарат, но это в случае встречных траекторий. Для Rosetta скорость кометы будет равняться практически нулю, поэтому серьезные повреждения не ожидаются. Зато в эти дни ожидаются самые эффектные снимки приближающегося и вращающегося кометного ядра. Если камеры будут нормально работать, мы сможем увидеть не только поверхность ядра, но и процессы, которые проходят на нем, по мере приближения к Солнцу. Газопылевые джеты, бьющие из глубин, должны смотреться просто шикарно.

Ноябрь 2014: самые напряженные дни, часы, минуты. Наступает тесное сближение с кометой до 3 км и происходит сброс спускаемого аппарата Philae. Он должен сесть на ядро, пробурить его, сфотографировать, просветить радаром, взять пробы грунта… Короче, если миссия пройдет успешно, то это будет настоящим триумфом межпланетной науки.

2015: Rosetta продолжит следовать с кометой так долго как только сможет. Долговечность Philae под вопросом, многое зависит от места посадки, режима вращения ядра, и условий на поверхности. Во время сближения с Солнцем ему должно хватать энергии для работы, а вот, по мере удаления, эффективность батарей будет падать. Если сможет сесть и протянуть хотя бы месяц - это уже будет подарком для создателей и для десятков ученых Европы и США.

К сожалению с Земли комету практически невозможно будет наблюдать без серьезной техники. Поэтому нам остается только ждать, следить за новостями, и желать удачи Европейскому космическому агентству. Fly, Rosetta! Fly!

Вот что я вам еще интересного могу рассказать про космос: или вот . А вот еще недавно поднимался такой вопрос, как Оригинал статьи находится на сайте ИнфоГлаз.рф Ссылка на статью, с которой сделана эта копия -

Когда читаешь об открытиях прошлого века, кажется, что все самое интересное уже найдено и изучено, а на долю современников остается только благоговение перед научной мощью ушедшего столетия. Однако это далеко не так. Прогресс, технический и научный, позволяет человечеству ставить все более амбициозные цели и достигать их. К числу подобных можно отнести и исследование комет при помощи аппаратов, способных опуститься на их поверхность. Именно для таких целей создавался зонд «Розетта», космический аппарат, в 2004 году отправившийся к комете Чурюмова-Герасименко. О нем и пойдет речь ниже.

Немного истории

Миссия «Розетта» - не единственная попытка исследовать кометы. История вопроса начинается еще в 1980-х, когда «Вега» и ICE, советский и американо-европейский аппараты, пролетали мимо хвостатых космических тел, получали и передавали определенную информацию о них. Эти и последующие встречи с кометами принесли ученым массу данных. В частности, было сфотографировано ядро подобного на комету скинули болванку из металла и спустя несколько лет наблюдали за результатами падения, на Землю были доставлены образцы пыли из хвоста кометы. Однако зонд «Розетта» аналогов в истории космонавтики не имеет. Перед ним изначально ставилась более сложная задача: стать на какое-то время спутником кометы и спустить на ее поверхность аппарат «Филы» для непосредственного

Смена ориентира

Первоначально этим самым объектом должна была стать комета Виртанена. В основе выбора лежала удобная траектория полета космического тела и некоторые его особенности, снижавшие риск неудачи исследовательской миссии зонда. Для того чтобы отправиться к комете Виртанена, спутник «Розетта» должен был стартовать в январе 2003-го. Однако примерно за месяц до этого во время запуска отказал двигатель ракеты-носителя «Ариан-5». В результате было решено отложить старт зонда и пересмотреть программу полета.

67P

Новым объектом, к которому предполагалось отправить космический зонд «Розетта», стала комета 67P, она также носит название Чурюмова-Герасименко. Открыта она была в 1969 году Климом Чурюмовым на снимках, сделанных Светланой Герасименко. Объект является короткопериодической кометой: каждые 6,6 лет он пролетает вблизи Солнца. Траектория полета практически ограничивается орбитой Юпитера. Важная для исследователей особенность этой кометы - предсказуемость ее полета, что означает возможность точно рассчитать необходимое движение космического аппарата.

Структура

Зонд «Розетта» несет большое количество аппаратуры, и спускаемый модуль «Филы» - не единственная ценная его часть. Среди оборудования ультрафиолетовый спектрометр, необходимый для анализа газов в хвосте кометы и определения состава ее ядра, камеры, работающие не только в видимом, но и в ультрафиолетовом и инфракрасном диапазонах, различная аппаратура для исследования состава, температуры и скорости частиц в хвосте объекта, а также определения его орбиты, гравитации и прочих характеристик. Все это оборудование необходимо как для получения данных о комете, так и для обнаружения оптимального места посадки аппарата «Филы».

Зонд «Розетта»: траектория полета

Прежде чем достигнуть цели, аппарат в течение десяти лет путешествовал по просторам Солнечной системы. Такой большой временной промежуток объясняется необходимостью подойти к комете «с тыла», сравнять скорости и двигаться по аналогичной траектории. За десять лет спутник «Розетта» пять раз пролетал мимо нашей планеты. Он успел повстречаться с Марсом и несколько раз пересечь Главный

Все десять лет космический зонд «Розетта» присылал на Землю красочные снимки различных объектов. Помимо эстетического наслаждения, они несут и научную информацию. Ученые получили новые снимки которые сделал зонд «Розетта», фото астероидов Штейнс и Лютеция.

Конечно, не оставил без внимания аппарат и Землю. Снимки зонда «Розетта» демонстрируют нашу планету в различных ракурсах, а также некоторые атмосферные явления.

Сближение

На всем протяжении полета зонду «Розетта» сопутствовала удача. В определенный момент для экономии ресурсов он был погружен в гибернацию, где пробыл рекордные 957 дней. В январе 2004 года миссия «Розетта» благополучно продолжилась после пробуждения спутника. Однако самое сложное ждало его впереди. Наибольшие трудности могли возникнуть во время посадки модуля «Филы», который доставил к комете зонд «Розетта». Визуализация этого момента, подготовленная демонстрировала мягкое приземление аппарата, сопровождающееся выпусканием трех гарпунов. Они были необходимы для закрепления на поверхности кометы, силы гравитации которой таковы, что малейший толчок мог привести к исчезновению аппарата «Филы» в открытом космосе.

Сближение в целом прошло удачно, однако выпустить все три гарпуна не удалось. Модуль «Филы» во время посадки два раза отскочил от поверхности и лишь на третий сумел приземлиться, при этом оставшись незакрепленным. Результатом данного происшествия стало удаление аппарата от предполагаемого места посадки примерно на километр, причем участники проекта не смогли точно определить точку, где сел аппарат «Филы». Понятен был лишь примерный район приземления.

57 часов

Проблемы при посадке привели к попаданию модуля «Филы» на практически постоянно затененную поверхность. Основной источник энергии аппарата - солнечные батареи, которые не могут работать при температуре ниже нуля. В результате большая часть энергии тратилась на разогрев батарей, но количество доступного солнечного света все равно было малым. Аппарат «Филы» был оснащен для подобных ситуаций заряженным аккумулятором, рассчитанным на 64 часа. Проработал он, однако, всего 57. За это время героический модуль «Филы», чье точное местоположение даже не было определено, передал на Землю массу даже (предположительно) смог просверлить поверхность и взять образец грунта.

Все это время «Розетта» постоянно следила за действиями аппарата «Филы», передавала на него и от него сообщения. По завершении работы модуля зонд приступил к собственной исследовательской деятельности.

Форма

На конец января 2015 года было опубликовано несколько научных статей, содержащих описание результатов исследований. Один из интересных вопросов, обсуждаемых в них, - необычная форма кометы. Космическое тело похоже на визуально можно выделить голову, туловище и шею. Изучение данных пока не дало ответа на вопрос о том, возникла ли комета 67P в результате столкновения двух космических объектов, или ее форма - следствие потери массы и сильной эрозии. В первом случае событие, предположительно произошедшее на заре Солнечной системы, 4,5 млрд лет назад, может быть доказано, если обнаружатся принципиальные отличия двух половинок кометы. Утверждение же второй гипотезы вызовет необходимость поиска ответа на вопрос о природе сил, приводящих к столь сильной эрозии в области «шеи утенка».

Сейчас точно известно, что комета внутри обладает пористой структурой. По оценкам ученых, плотность ядра меньше аналогичного параметра воды в два раза.

Рельеф

Зонд «Розетта» и аппарат «Филы» передали на Землю массу снимков поверхности 67P. На ней были обнаружены дюны и горы, а также ущелья. Однако скалы кометы лишь отдаленно напоминают земные. Часть из них в основе своей являются уплотненной пылью, многие - результатом циркуляции газа и пыли, то есть они ближе к пустынным барханам, нежели к скалам.

Часть холмов, возвышающихся над поверхностью на три метра, были названы мурашками и считаются образованием, характерным для многих схожих космических тел. Предположительно, они образовались в период, когда Солнечная система только начала формироваться, и состоят из слипшихся пыли и льда.

Происхождение

Исследования аппаратов касались и содержания воды и соединений углерода. Были обнаружены колебания содержания этих веществ, совпадающие с вращением космического тела вокруг оси и со сменой сезонов. Кроме того, оказалось, что 67P в своем составе имеет большое число органических соединений и значительно меньше льда, чем предполагалось обнаружить.

Эти и другие данные позволяют утверждать, что комета, вопреки мнению исследователей, сформировалась в поясе Койпера, расположенном за орбитой Нептуна. Изначально считалось, что место образования 67P размещается значительно ближе к Юпитеру.

Данные аппаратов «Розетта» и «Филы» касались и особенностей ядра кометы, ее гравитации и магнитосферы. Огромную часть их еще предстоит проанализировать. Вне зависимости от той картины, которая сложится после изучения и обдумывания всей информации, полет и миссия «Розетты» на сегодняшний день являются одними из самых грандиозных реализованных космических проектов. Многие ученые называют это событие третьим по важности после полета Юрия Гагарина и высадки людей на Луне. Нужно заметить, что «Розетта» - не последняя исследовательская миссия, целью которой является расширение наших познаний о Вселенной. Успех полета к комете 67P стимулировал разработку новых проектов. Несколько из них готовятся стартовать уже в ближайшее время.

Эмблема миссии «Розетта».

12 ноября 2014 года состоялась первая в истории освоения космоса мягкая посадка спускаемого аппарата на поверхность кометы. Тем самым увенчалась успехом первая часть проекта «Розетта», детища Европейского космического агентства. Сайт «XX2 ВЕК » рассказывает о том, что предшествовало этому выдающемуся событию.

Всё началось в далёком 1969 году в Казахстане. Сотрудник Главной астрономической обсерватории Академии наук Украинской ССР Клим Чурюмов и аспирантка Киевского национального университета Светлана Герасименко в составе экспедиции КГУ приехали в обсерваторию на Каменском плато в Алма-Ате. Целью экспедиции было наблюдение периодических комет на 50-сантиметровом телескопе Максутова АСИ-2. В ночь с 11 на 12 сентября Герасимова сделала снимок кометы Комас Сола (32P), а в последующие дни - ещё несколько.

Светлана Герасименко и Клим Чурюмов у 40-сантиметрового цейссовского астрографа в Душанбе, 1975 год.

Месяц спустя, работая в Киеве с полученными материалами, Клим Чурюмов обнаружил на краю фотоснимка объект, который поначалу принял за фрагмент кометы Комас Сола. При сопоставлении снимков, выполненных в разное время, оказалось, что объект движется по иной траектории и является самостоятельной кометой. Датой открытия кометы Чурюмова-Герасименко (67P) считается 23 октября 1969 года. Латинская буква P означает, что комета является короткопериодической, то есть наблюдалась в течение более чем одного прохождения перигелия или имеет период обращения менее 200 лет. Период кометы Чурюмова-Герасименко равен 6,6 года, а её орбита по большей части проходит внутри орбиты Юпитера.

Фотографии кометы 67P, выполненные в сентябре 1969 года.

Важнейшей вехой в истории изучения комет стал 1986 год, когда комета Галлея (1P) сблизилась с Солнцем. Для её исследования были запущены пять космических аппаратов: советские «Вега-1» и «Вега-2», японские «Сакигакэ» и «Суйсэй», а также «Джотто» - проект Европейского космического агентства.

Советский аппарат «Вега». Национальный музей авиации и космонавтики, штат Вирджиния, США.

Информация, собранная аппаратами, дала много ответов и оставила не меньшее количество вопросов. Для ответа на них требовалось изучение вещества кометного ядра, и НАСА совместно с ЕКА занялись разработкой программы пролёта астероида и встречи с кометой (англ. Comet Rendezvous Asteroid Flyby, CRAF), которая подразумевала сбор образца ядра кометы и доставку его на Землю. Однако в начале 1990-х годов НАСА из-за сокращения финансирования прекратило работу над проектом, а ЕКА, в свою очередь, пришлось отказаться от возвращения аппарата. Таким образом сформировались контуры будущего проекта «Розетта».

Название проекту дал Розеттский камень - обломок стелы из гранодиорита, найденный в 1799 году близ египетского города Розетты в дельте Нила. Надписи на стеле, изготовленной в 196 г. до н. э., были выполнены на древнеегипетском - иероглифами и демотическим письмом - и на древнегреческом языках. Сопоставление текстов помогло сначала расшифровать демотический текст, а в 1822 году француз Жан-Франсуа Шампольон совершил прорыв в расшифровке древнеегипетских иероглифов.

Розеттский камень в Британском музее, Лондон.

Розеттский камень стал ключом к цивилизации Древнего Египта, а проект Европейского космического агентства должен открыть человечеству тайны комет - древнейших кирпичиков Солнечной системы. Поэтому для него было выбрано название «Розетта».

Символично, что вместе с космическим аппаратом в космос был отправлен современный аналог Розеттского камня - никелевый диск, содержащий надписи на сотнях языков народов Земли. Диск диаметром 5 см - результат работы фонда «Продлить мгновение» (Long Now Foundation ), одной из целей которой является сохранение языкового богатства планеты для будущих поколений.

Розеттский диск был установлен на корпусе космического аппарата «Розетта».

Название спускаемого аппарата, который совершил посадку на комету Чурюмова-Герасименко, «Филы», тоже связано с расшифровкой древнеегипетской письменности. На острове Филы (Philae, Φιλαί) посреди Нила был обнаружен обелиск с надписями на древнегреческом языке и древнеегипетскими иероглифами. Египтолог Уильям Джон Бэнкс вывез его в Великобританию и установил в своём поместье Кингстон-Лейси. Изучив надписи, Бэнкс смог распознать иероглифическую запись имён Птолемея и Клеопатры, что впоследствии помогло Шампольону в расшифровке египетских иероглифов.

Обелиск с острова Филы. Поместье Кингстон-Лейси, графство Дорсет, Англия.

Мы не вспоминали бы сейчас о Светлане Герасименко и Климе Чурюмове, если бы проект шёл по плану. Изначально целью «Розетты» была комета Виртанена, открытая американским астрономом Карлом Виртаненом в 1948 году. Ракета-носитель «Ариан-5» с «Розеттой» на борту должна была стартовать 12 января 2003 года, но за месяц до запуска, 11 декабря 2002 года, потерпел неудачу пуск «Ариана-5» новой модификации, вызванный отказом сопла на двигателе первой ступени. И хотя для «Розетты» предназначалась старая версия ракеты, наличие модифицированных отсека оборудования и электрической системы послужило причиной тщательной проверки, из-за которой старт пришлось отложить более чем на месяц.

Поскольку крайним сроком запуска космического аппарата к комете Виртанена было 31 января, пришлось пересмотреть программу полёта, и в качестве основной цели была выбрана комета Чурюмова-Герасименко. Из-за смены программы человечеству пришлось ждать посадки на комету на три года дольше: встреча «Розетты» с кометой Виртанена планировалась на ноябрь 2011 года.

Траектория полёта «Розетты» к комете Чурюмова-Герасименко. 1 - запуск аппарата; 2, 4, 6 - пролёты у Земли; 3 - пролёт у Марса; 5, 7 - сближение с астероидами Штейнс и Лютеция; 8, 9 - начальная и конечная точки режима сна; 10 - выход на орбиту кометы; 11 - посадка спускаемого модуля на комету; 12 - завершение программы.

Маршрут «Розетты» очень сложен и включает в себя четыре гравитационных манёвра: три у Земли и один у Марса. Кроме того, траектория полёта космического аппарата проходит рядом с астероидами Штейнс (2867) и Лютеция (21). Всего же «Розетта» в рамках своей программы сделает пять витков вокруг Солнца. На первые четыре, проходившие в относительной близости к Земле, ушло шесть лет. На пятом витке аппарат поднялся до орбиты кометы, догнал её и будет сопровождать до конца проекта, который завершится в августе 2015 года. Посмотреть взаимное расположение «Розетты», кометы 67P и планет можно на сайте ЕКА на странице .

Инструменты, установленные на «Розетте».

Установленное на «Розетте» научное оборудование можно разделить на три категории. Для дистанционного изучения ядра кометы и астероидов предназначены приборы ALICE , OSIRIS , VIRTIS и MIRO , которые исследуют объекты в ультрафиолетовом, видимом, инфракрасном и микроволновом диапазонах электромагнитного излучения. Анализ газа и пыли выполняют ROSINA , MIDAS и COSIMA , а воздействие Солнца изучают GIADA и RPC .

Прибор MIDAS (Micro-Imaging Dust Analysis System) предназначен для сбора и фотографирования частиц пыли, собранной в окрестности кометы. Принцип его работы основывается на атомно-силовой микроскопии.

«Филы» обладает собственными инструментами для анализа ядра кометы. Это пиролизеры, которые разогревают образцы вещества и фиксируют химический и изотопный состав, газовый хроматограф и масс-спектрометр с время-пролётным детектором.

Ракета-носитель «Ариан-5» с космическим аппаратом «Розетта» на борту перед стартом.
Место старта «Розетты» - космодром Куру́ во Французской Гвиане. В 1964 году Франция выбрала Куру для постройки космодрома из 14 предварительных вариантов. Куру победил благодаря совокупности факторов, прежде всего, из-за удачного расположения. Чтобы можно было сбрасывать отработавшие ступени, желательно в направлении взлёта ракеты - а оно, как правило, совпадает с направлением вращения Земли с запада на восток, - нужно иметь полосу с малой плотностью населения и, по возможности, безлесистую во избежание пожаров. Это условие выполняется идеально - к востоку от Куру простирается Атлантический океан. Кроме того, местонахождение всего в 5° к северу от экватора позволяет максимально эффективно использовать скорость вращения Земли для запуска спутников. В 1965 году началось строительство, и уже в 1968 году на космодроме состоялся первый пуск.

Перемещение посадочного модуля «Розетты» в Гвианском космическом центре, Куру. Сентябрь 2002 года.

Смена программы полёта дала возможность пригласить на запуск открывателей кометы 67P. Светлана Ивановна Герасименко, научный сотрудник Института астрофизики Академии наук Таджикистана, и Клим Иванович Чурюмов, профессор Киевского университета, стали почётными гостями Европейского космического агентства.

Светлана Герасименко и Клим Чурюмов накануне запуска «Розетты». 1 марта 2004 года, космодром Куру во Французской Гвиане.

Пуск состоялся в 2 марта 2004 года в 7:17:32 по всемирному времени (UTC; по местному времени в 3:17).

Старт ракеты-носителя «Ариан-5» с «Розеттой» на борту.

В августе и сентябре 2008 года «Розетта» прошла рядом с астероидом Штейнс, приблизившись к нему на расстояние 800 км. Из-за проблем с узкоугольной камерой съёмка астероида осуществлялась широкоугольной камерой, из-за чего снимки астероида имеют невысокое разрешение.

Изображения астероида Штейнс (2867), выполненные широкоугольной камерой модуля ОСИРИС (OSIRIS) 5 сентября 2008 года. Подтверждён расчётный эффективный диаметр астероида - 5 км. На снимках в верхней части астероида можно видеть крупный кратер размером около 2 км.

Намного удачнее прошло сближение с Лютецией в июле 2010 года. «Розетта» сделала множество прекрасных снимков астероида.

Снимки астероида Лютеция, выполненные «Розеттой», помогли составить детальную карту его регионов.

С июля 2011 по январь 2014 года «Розетта» находилась в режиме сна. В августе 2014 года аппарат приблизился к комете Чурюмова-Герасименко и стал её спутником - подобное событие случилось впервые в истории освоения космоса.

Трёхмерная модель ядра кометы Чурюмова-Герасименко, полученная благодаря снимкам «Розетты».

14 октября было утверждено место посадки зонда. Оно получило название «Агилкия» (лат. Agilkia) - это ещё один остров на Ниле. Именно туда были перенесены древнеегипетские сооружения с острова Филы перед затоплением последнего в ходе строительства Асуанской плотины.

Художественное изображение спускаемого аппарата «Филы».

Зонд «Филы» отделился от «Розетты», когда та находилась на расстоянии 22,5 км от кометы. Этот путь «Филы» преодолел за 7 часов, двигаясь со скоростью 1 м/с и делая по пути снимки «Розетты» и поверхности кометы.

Посадка не прошла гладко. При достижении ядра кометы не сработали гарпуны, и из-за отказа маневрового двигателя вырос риск отскока от поверхности, что в итоге и произошло. Первое касание состоялось 12 ноября в 15:34 по всемирному времени (на Землю информация приходит с задержкой более 28 минут), второе - в 17:25, и, наконец, в 17:32 с третьей попытки «Филы» встал на поверхность небесного тела.

Панорамная фотография ядра кометы, выполненная зондом «Филы».

Проблемы на этом не закончились. Оказалось, что зонд расположился в тени, и на его солнечные батареи свет падает лишь 90 минут в течение 12 часов. Кроме того, поверхности касаются лишь две опоры из трёх. Специалисты надеются подвинуть «Филы», используя имеющиеся на его борту инструменты для анализа грунта.

Будем надеяться, что команда преодолеет эти трудности, и мы получим максимум информации о комете, сформировавшейся около 4,6 млрд лет назад, на заре Солнечной системы. Но в любом случае успешное завершение первой части миссии - выход «Розетты» на орбиту кометы и посадка спускаемого аппарата на её ядро - огромное достижение космической программы человечества.

Команда проекта «Розетта» вскоре после успешного запуска аппарата в космос. 4 марта 2004 года.

Фотографии предоставлены ESA - Европейским космическим агентством.

Европейское космическое агентство сообщило об успешной посадке зонда Philae на комету 67P/Чурюмова-Герасименко. Зонд отделился от аппарата Rosetta днем 12 ноября (по московскому времени). Rosetta же покинула Землю 2 марта 2004 и более десяти лет летела к комете. Основная цель миссии - исследование эволюции ранней Солнечной системы. В случае успеха самый амбициозный проект ЕКА может стать своего рода розеттским камнем не только астрономии, но и технологий.

Долгожданный гость

Комета 67P/Чурюмова-Герасименко была открыта в 1969 году советским астрономом Климом Чурюмовым при исследовании фотоснимков, сделанных Светланой Герасименко. Комета относится к группе короткопериодических: период обращения вокруг Солнца - 6,6 лет. Большая полуось орбиты - чуть свыше 3,5 астрономических единиц, масса - примерно 10 13 килограммов, линейные размеры ядра - несколько километров.

Исследования таких космических тел необходимо, во-первых, для изучения эволюции кометного вещества, и, во-вторых, для понимания возможного влияния испаряющихся в комете газов на движение окружающих небесных тел. Данные, полученные с помощью миссии Rosetta, помогут объяснить процессы эволюции Солнечной системы и возникновения воды на Земле. Кроме того, ученые надеются обнаружить органические следы от L-форм («левосторонних» форм) аминокислот, являющихся основой жизни на Земле. Если эти вещества будут найдены, гипотеза о внеземных источниках земной органики получит новое подтверждение. Однако уже к настоящему времени благодаря проекту Rosetta астрономы узнали много интересного о самой комете.

Средняя температура поверхности ядра кометы - минус 70 градусов Цельсия. Измерения, выполненные в рамках миссии Rosetta, показали: температура кометы слишком высока, чтобы ее ядро полностью покрывалось слоем льда. Как считают исследователи, поверхность ядра представляет собой темную пылевую корку. Тем не менее ученые не исключают, что там могут быть и ледяные участки.

Также установлено, что в поток газов, истекающих из комы (облака вокруг ядра кометы), входят сероводород, аммиак, формальдегид, синильная кислота, метанол, сернистый ангидрид и сероуглерод. Ранее считалось, что по мере нагревания ледяной поверхности кометы, приближающейся к Солнцу, выделяются только самые летучие соединения - двуокись и моноокись углерода.

Также благодаря миссии Rosetta астрономы обратили внимание на гантелеобразную форму ядра. Не исключено, что эта комета могла образоваться в результате столкновения пары протокомет. Вероятно, две части тела 67P/Чурюмова-Герасименко со временем разъединятся.

Есть и другая гипотеза, объясняющая формирование двойной структуры интенсивным испарением водяного пара в центральной части когда-то сферообразного ядра кометы.

С помощью Rosetta ученые установили, что каждую секунду комета 67P/Чурюмова-Герасименко выпускает в окружающее пространство водяной пар в объеме примерно двух стаканов (по 150 миллилитров). С такими темпами комета за 100 дней заполнила бы бассейн олимпийского размера. По мере приближения к Солнцу выброс пара только увеличивается.

Максимальное сближение с Солнцем произойдет 13 августа 2015 года, когда комета 67P/Чурюмова-Герасименко окажется в точке перигелия. Тогда и будет наблюдаться наиболее интенсивное испарение ее материи.

Космический аппарат Rosetta

Космический аппарат Rosetta вместе со спускаемым зондом Philae стартовал 2 марта 2004 года на ракете-носителе семейства Ariane 5 с космодрома Куру во Французской Гвиане.

Название космический аппарат получил в честь розеттского камня. Расшифровка надписей на этой древней каменной плите, выполненная к 1822 году французом Жаном-Франсуа Шампольоном, позволила лингвистам совершить гигантский прорыв в изучении египетской иероглифической письменности. Подобного качественного скачка в исследовании эволюции Солнечной системы ученые ожидают и от миссии Rosetta.

Сама Rosetta - это алюминиевый ящик размерами 2,8x2,1x2,0 метров с двумя солнечными батареями по 14 метров каждая. Стоимость проекта - 1,3 миллиарда долларов, а его основным организатором выступает Европейское космическое агентство (ЕКА). Меньшее участие в нем принимают НАСА, а также национальные космические агентства других стран. Всего в проекте задействовано 50 компаний из 14 стран Европы и США. На Rosetta размещено одиннадцать научных инструментов - специальных систем из датчиков и анализаторов.

По ходу своего путешествия Rosetta совершила три маневра вокруг орбиты Земли и один - вокруг Марса. К орбите кометы аппарат приблизился 6 августа 2014 года. За свой долгий путь аппарат успел выполнить ряд исследований. Так, в 2007-м, пролетая мимо Марса на расстоянии тысячи километров, он передал на Землю данные о магнитном поле планеты.

В 2008 году наземными специалистами во избежание столкновения с астероидом Штейнс была проведена корректировка орбиты корабля, что не помешало ему сфотографировать поверхность небесного тела. На снимках ученые обнаружили более 20 кратеров диаметрами от 200 метров. В 2010-м Rosetta передала на Землю фотографии другого астероида - Лютеции. Это небесное тело оказалось планетезималью - образованием, из которых в прошлом формировались планеты. В июне 2011-го аппарат перевели в спящий режим для экономии энергии, а 20 января 2014 года Rosetta «проснулась».

Зонд Philae

Зонд назван в честь острова Филы на реке Нил в Египте. Там находились древние культовые сооружения, а также обнаружена плита с иероглифическими записями цариц Клеопатры II и Клеопатры III. В качестве места для посадки на комету ученые выбрали участок под названием Агилика. На Земле это тоже остров на реке Нил, куда была перенесена часть древних памятников, которым угрожало подтопление в результате строительства Асуанской плотины.

Масса спускаемого зонда Philae - сто килограммов. Линейные размеры не превышают метра. Зонд несет на своем борту десять инструментов, необходимых для исследования ядра кометы. С помощью радиоволн ученые планируют изучить внутреннюю структуру ядра, а микрокамеры позволят сделать с поверхности кометы панорамные снимки. Сверло, установленное на Philae, поможет взять пробы грунта с глубины до 20 сантиметров.

Батарей Philae хватит на 60 часов автономной работы, потом питание переключится на солнечные батареи. Все данные измерений в режиме онлайн будут поступать на аппарат Rosetta, а с него - к Земле. После спуска Philae аппарат Rosetta начнет отдаляться от кометы, превратившись в ее спутник.

12 ноября 2014 года в истории освоения космоса произошло уникальное событие - впервые земной аппарат осуществил мягкую посадку на поверхность кометы. Это был кульминационный момент миссии «Розетта», нацеленной на раскрытие тайн кометы Чурюмова-Герасименко.

Все началось с открытия кометы

Рассказ об уникальной космической миссии «Розетта» можно начать с далекого 1969 года, когда в Казахстан в обсерваторию на Каменском плато в Алма-Ате в короткую командировку приехали сотрудник Главной астрономической обсерватории АН Украинской ССР Клим Чурюмов и аспирантка Киевского национального университета Светлана Герасименко. Цель их поездки заключалась в наблюдении периодических комет на 50-сантиметровом телескопе Максутова АСИ-2.

Кометы давно интересовали ученых. Изучение этих космических тел могло пролить свет на формирование Солнечной системы, зарождение жизни на Земле, на связь между прохождением комет рядом с нашей планетой и возникновением эпидемий. Кроме того, кометы, как и астероиды, представляют огромную опасность для нашей цивилизации в случае столкновения с Землей. В 1986 году мировым научным сообществом была проделана масштабная работа по изучению комет. Тогда знаменитая комета Галлея (1Р) сблизилась с Солнцем, и для ее изучения были отправлены сразу пять космических аппаратов: «Вега-1» и «Вега-2» (СССР),«Сакигакэ» и «Суйсэй» (Япония), а также «Джотто» (Европейское космическое агентство).

Этим аппаратам удалось собрать немало ценной информации, которая позволила дать ответы на многие вопросы, однако для более полного понимания природы комет требовалось изучение вещества их ядер. НАСА и ЕКА начали разработку совместного проекта, который предусматривал пролет астероида и достижения кометы. Планировалось, что космический аппарат произведет отбор образца вещества ядра кометы и доставит его на Землю. В начале 1990-х годов НАСА сократили финансирование, и американцы отказались от этого проекта. В результате Европейскому космическому агентству пришлось забыть о планируемом возвращении аппарата с образцом ядра кометы и думать об анализе состава ядра кометы непосредственно в космосе. Так начиналась разработка проекта «Розетта».

Почему такие странные названия?

Почему проект получил название «Розетта»? Не все знакомы с историей исследования древнеегипетской цивилизации, а ведь в ней довольно важную роль сыграл знаменитый Розеттский камень, который нашли в 1799 году в дельте Нила рядом с египетским городом Розетты.

Это был обломок стелы из гранодиорита, его главной достопримечательностью являлись надписи, одна из которых была выполнена древнеегипетскими иероглифами, другая на древнегреческом языке. Благодаря этому французу Жану-Франсуа Шампольону удалось начать расшифровку древнеегипетских иероглифов.

По существу, Розеттский камень сыграл роль своеобразного ключа к тайнам древнеегипетской цивилизации. А вот проект ЕКА «Розетта» должен был стать ключом к раскрытию тайн комет, поэтому он и получил такое название. Фонд «Продлить мгновение», ставящий целью сохранение языкового богатства нашей цивилизации, специально для этой миссии подготовил 5-сантиметровый никелевый диск, который был установлен на корпусе аппарата «Розетта». На диске находились надписи на сотнях языков народов Земли, некоторые журналисты назвали этот диск современным аналогом Розеттского камня.

Весьма необычное название - «Филы» - получил и спускаемый аппарат, предназначенный для посадку на комету Чурюмова-Герасименко. Как и название «Розетта», оно также имело прямую снизь с расшифровкой древнеегипетской письменности. Филы — это название острова посреди Нила, на котором был найден обелиск с надписями, выполненными древнеегипетскими иероглифами и на древнегреческом языке. Из Египта ценный обелиск перекочевал в английское поместье Кингстон-Лейси в графстве Дорсет, принадлежащее известному египтологу Уильяму Джону Бэнксу.

Ученый тщательно изучил надписи, ему удалось установить, как иероглифами на обелиске были записаны имена Птолемея и Клеопатры. Это сыграло свою роль в удачной попытке Шампольона расшифровать египетские иероглифы. Таким образом,наравне с Розеттским камнем, обелиск из Филы стал еще одним ключом для раскрытия тайн Древнего Египта. Как оказалось, египетская тема в названиях космических аппаратов принесла миссии удачу; несмотря на некоторые проблемы, она в целом прошла успешно и позволила получить немало ценной информации о кометах.

Долгий путь с двумя космическими «свиданиями»

Любопытно, что комета Чурюмова-Герасименко стала целью миссии «Розетта» случайно, первоначально предполагалось изучить комету Виртанена, открытую в 1948 году астрономом Карлом Виртаненом (США). Однако 11 декабря 2002 года неудачный пуск ракетоносителя «Ариан-5» послужил причиной отсрочки старта миссии, планировавшегося на 12 января 2003 года. Дело в том, что «Розетту» должен был вывести и космос аналогичный ракетоноситель, его техническая проверка привела к задержке старта на целый месяц.

Из-за этого направлять «Розетту» к комете Виртанена стали нецелесообразным, пришлось искать другую цель, ей и стала комета Чурюмова - Герасименко. Запуск космического аппарата состоялся 2 марта 2004 года с космодрома Куру во Французской Гвиане. На запуск в качестве почетных гостей ЕКА были приглашены С. И. Герасименко, научный сотрудник Института астрофизики АН Таджикистана, и К. И. Чурюмов, профессор Киевского университета, ведь «Розетта» летела к открытой ими комете.

Путь к цели у «Розетты» был довольно сложным, достаточно вспомнить, что он включал четыре гравитационных манёвра (три у Земли и один у Марса) и пять витков вокруг Солнца. Согласно траектории полета, аппарат прошел рядом с астероидами Штейне и Лютеция. В августе и сентябре 2008 года состоялась встреча «Розетты» с астероидом Штейне, правда, встречей это можно было назвать только по космическим масштабам, ведь аппарат и астероид разделяло 800 км.

К сожалению, из-за проблем с одной из камер снимки астероида Штейне вышли с невысоким разрешением, однако и они позволили ученым получить немало ценной информации. В частности, на снимках астероида в его верхней части отчетливо виден внушительный кратер диаметром примерно в два километра, а всего на поверхности Штейнса ученые насчитали 25 кратера диаметром более 200 метров. Удалось подтвердить и ранее рассчитанный диаметр астероида в 5 километров. А вот встреча с Лютецием в июле 2010 года прошла гораздо успешнее, удалось получить большое количество качественных снимков астероида, что позволило составить его детальную карту.

Период с июля 2011 по январь 2014 года «Розетта» «проспала» и включилась в активную фазу, когда приблизилась к комете Чурюмова-Герасименко. 7 августа 2014 года от «Розетты» до ядра кометы оставалось около 100 км, в этом же месяце она стала спутником кометы. Надо ли говорить, что данное событие произошло впервые за всю историю освоения космического пространства. Далее началась заключительная и самая интересная часть миссии.

«Розетта» и «Филы» исследуют комету

«Розетта» была оснащена множеством приборов, предназначенных для изучения кометы. Одни служили для дистанционного изучения ее ядра в ультрафиолетовом, видимом, инфракрасном и микроволновом диапазонах электромагнитного излучения; другие выполняли анализ газа и пыли; третьи отслеживали воздействие Солнца. Специальный прибор MIDAS, основанный на атомно-силовой микроскопии, был предназначен для сбора и фотографирования частиц пыли, находящейся в ореоле кометы.

У посадочного аппарата «Филы» массой в 100 кг имелись в наличии свои инструменты для анализа ядра кометы, так называемые пиролизеры, предназначенные для разогревания образцов вещества и фиксации их химического и изотопного состава. Кроме них он был оснащен газовым хроматографом и масс-спектрометром. Всего на аппарате находилось десять научных приборов общей массой 26,7 кг. Имелись на нем и два специальных гарпуна, предназначенных для закрепления на поверхности кометы при посадке аппарата.

14 октября 2014 года после тщательного анализа поверхности кометы было определено мести посадки зонда. Его назвали «Агилкия» в честь еще одного острова на Ниле, именно на него перенесли памятники архитектуры Древнего Египта с острова Филы перед его затоплением в процессе возведения Асуанской плотины. Как видите, команда миссии сохранила приверженность к древнеегипетской теме до завершающего этапа.

На расстоянии 22,5 км от кометы зонд «Филы» отделился от «Розетты» и направился к своей конечной цели. Со скоростью 1 м/с «Филы» целых 7 часов добирался до кометы, попутно делая снимки и «Розетты», и космической странницы. Увы, идеальной посадки не получилось. Сначала не сработали гарпуны, потом отказал маневровый двигатель, в результате произошел первый отскок от поверхности кометы, потом - новое касание и второй отскок, только в 17:32 по всемирному времени 12 ноября 2014 года «Филы» наконец-то сел на поверхность кометы.

Вместо активной работы 15 ноября «Филы» переключили в режим энергосбережения, при котором были выключены все научные приборы и большая часть бортовых систем. Заряд батарей был настолько мал, что поддерживать постоянные сеансы связи с аппаратом не было возможности. По мнению команды миссии, с приближением кометы к Солнцу освещенность солнечных батарей могла повыситься и энергии станет достаточно для включения аппарата.

Подобные ожидания оказались слишком оптимистичными. 13 июня 2015 года с аппаратом «Филы» вновь была установлена связь; увы, она продержалась меньше месяца и 9 июля прекратилась. Из-за тени, в которой находились солнечные батареи, они больше не могли вырабатывать необходимое количество электроэнергии для подзарядки аккумуляторов, «Филы» замолчал навсегда.

30 сентября 2016 года наступил заключительный акт миссии - «Розетта» была направлена на контролируемое столкновение с кометой Чурюмова-Герасименко. Аппарат направили в район «колодцев» - своеобразных кометных гейзеров. «Падение» на комету продолжалось 14 часов, все это время «Розетта» передавала на Землю фотоснимки и результаты анализов газовых потоков. Когда она обрушилась на поверхность кометы, миссия стоимостью 1,4 млрд евро закончилась. Кстати, точку, где навечно успокоилась «Розетта», назвали словом «Сайс», это название города, где нашли Розеттский камень.

1497