В КОМЕТУ - КАК В ЯБЛОЧКО
А. ДУБРОВСКИЙ, С. ТРАНКОВСКИЙ. По материалам зарубежной печати. Статья иллюстрирована фотографиями NASA.
12 января в 18 часов 47 минут 08 секунд по Гринвичу со стартовой площадки 17В космодрома имени Джона Кеннеди на мысе Канаверал (США) поднялась ракета "Боинг-Дельта 2", унося в путь длиной 430 млн километров космический аппарат "Deep Impact" ("Мощный удар"), состоящий из корабля-матки "Flyby" ("Пролетающий мимо") и зонда - 370-килограммового снаряда с медным наконечни ком. Целью путешествия была комета Темпель 1, с которой должен был столкнуться зонд.
Проект "Deep Impact" призван помочь проникнуть в тайну происхождения Земли и жизни на ней. Прежде космические корабли пролетали вблизи от комет, фотографируя их и регистрируя спектры свечения их атмосфер. Теперь пришло время непосредственного контакта. Проект подготовлен и осуществлен объединенной командой российских исследователей, сотрудников Мерилендского университета и Лаборатории реактивного движения в Пасадене, штат Калифорния (США).
Интерес ученых к кометам объясняется тем, что в ядрах комет без изменений сохранилось первобытное вещество возрастом 4,5 млрд лет, которое образовалось одновременно с Солнечной системой.
Газы и пыль, окружающие комету, большого интереса не представляют, поскольку этот материал неоднократно претерпевал изменения. Каждый раз, когда комета проходит вблизи Солнца, материал ее поверхности испаряется, а потом замерзает вновь. А древние вещества, из которых состоит ядро, расскажут астрономам, в каких условиях формировались планеты, начиная вращаться вокруг нашего светила. Кометы могли занести на молодую Землю органические вещества, необходимые для зарождения жизни, воду для океанов и газы, из которых образовалась атмосфера.
Комету Темпель1 открыл француз Эрнст Темпель 3 апреля 1867 года. Она движется вокруг Солнца по вытянутой траектории, проходя в афелии между орбитами Марса и Юпитера, и представляет собой практически идеальную мишень. Сведения о размерах, форме и составе ее ядра довольно скудны. По оценкам астрономов, ядро имеет диаметр около 6 километров, но твердое оно или рыхлое, неизвестно. Неясно было также, как поведет себя комета при ударе, не расколется ли, и как глубоко проникнет в ее недра зонд.
Полет проходил не вполне гладко. Вскоре после отделения от ракеты-носителя корабль автоматически перешел в защитный режим, выключив часть агрегатов. Виновником сбоя стал один из датчиков, среагировавший на изменение температуры. Его удалось отрегулировать по команде с Земли, и аппарат менее чем за сутки вернулся в рабочее состояние.
Научное и оптическое оборудование, установленное на корабле и зонде, было приведено в полную готовность еще за два месяца до планируемой встречи с кометой. Это давало время поменять, при необходимости, стратегию сближения с космическим телом. Кроме того, исследователи хотели понаблюдать за вращением ядра кометы и исследовать струи газа и пыли, выбрасываемые из нее: корабль сблизился с кометой, когда она находилась на минимальном расстоянии от Солнца и сильно нагревалась.
Зонд, состыкованный с кораблем, похож на сплюснутый в продольном направлении снаряд длиной 75 и диаметром 90 сантиметров. В его медном наконечнике сосредоточена четверть массы всего аппарата. Материал наконечника выбран неслучайно: в состав вещества комет медь не входит, и, значит, материал зонда не внесет погрешностей в определение элементного состава ядра.
Примерно за сутки до встречи с кометой сработали пиропатроны, разрушив замки, скреплявшие зонд с кораблем, и зонд отправился в самостоятельный полет. Отделение произошло менее чем в полукилометре (!) от расчетной точки.
Зонд оборудован навигационным компьютером, камерами и двигательной установкой, с помощью которой он самостоятельно двигался к точке поверхности кометы, наиболее хорошо освещенной Солнцем. После отделения зонда корабль совершил маневр, чтобы в момент столкновения оказаться с обратной стороны кометы.
Первые снимки, сделанные зондом, использовались главным образом в целях навигации. Зонд произвел три коррекции траектории в автоматическом режиме - сигнал от корабля до Земли идет около 7 минут, и проводить операции с зондом, быстро сближавшимся с кометой, из центра управления невозможно. И аппаратура не подвела: первая коррекция произведена за 1,5 часа до столкновения, вторая - за 35 минут, а третья - за 12,5 минуты до столкновения.
Снимки, сделанные с более близкого расстояния, несли уже научную информацию, поскольку их разрешение становилось все выше и выше. Камеры зонда работали до самого момента столкновения, позволяя получить изображения с высокой четкостью, недостижимой с помощью аппаратуры корабля.
При столкновении зонда с кометой на скорости около 70 000 км/ч (по данным НАСА) произошел взрыв, эквивалентный взрыву 16 тонн тротила, который пробил корку, покрывающую ядро, и образовал обширный кратер. Взрыв сопровождался яркой вспышкой и выбросом раздробленного материала кометного ядра.
Чтобы не повредить аппаратуру выброшенными взрывом осколками, корабль примерно за 50 секунд до максимального сближения с кометой повернулся к ней стороной, прикрытой защитными панелями. Ученые все же планировали ненадолго развернуть корабль обратно, чтобы сделать несколько снимков кратера камерой большого разрешения. Но поскольку полной гарантии защиты не было, информация не только записывалась, чтобы потом отправить на Землю снимки высокого качества, но и передавалась с борта корабля в режиме реального времени.
Столкновение зонда произошло, когда корабль находился на расстоянии 8600 километров от кометы и быстро сближался с ней. Камера среднего разрешения, фиксируя момент контакта, делала снимки частотой от четырех до восьми кадров в секунду; несколько реже срабатывала камера высокого разрешения. В распоряжении корабля было 14 минут, чтобы сделать снимки, пока он минует ядро кометы, пройдя от него на расстоянии 500 километров. Ученые рассчитывали, что выброшенное из кратера вещество достаточно быстро рассеется и удастся хорошо разглядеть внутренность кратера, чтобы впоследствии провести компьютерное моделирование процессов его образования. Кроме того, все снимки рассчитывают использовать для построения трехмерного изображения ядра.
Приборы на корабле засняли взрыв и образовавшийся кратер, зафиксировали инфракрасный спектр излучения раскаленного вещества. Дополнительные данные должны получить космические телескопы "Хаббл", "Чандра" и "Спитцер", а также многочисленные обсерватории Земли. Поступающую информацию обрабатывают американские и российские исследователи.
Вспышку удалось наблюдать 4 июля в 5 часов 57 минут по Гринвичу (столкновение произошло в 5.52) на западном побережье США, на Гавайях, на востоке Австралии и южных островах Тихого океана, где в это время стояла глубокая ночь. Во время подготовки полета траекторию аппарата специально рассчитали так, чтобы встреча с кометой пришлась на 4 июля, и все обсерватории наблюдали грандиозный "фейерверк", посвященный Дню независимости США.
Сейчас ученые, занятые в программе, изучают полученные результаты. Их объем так велик, что работа растянется на месяцы.
Статьи по теме
Читайте в любое время
