Кацане на комета. Защо учените качват сонда на повърхността на комета?

По всички причини влязохме в ерата на нови открития. Много миналата година, с потъващо сърце, последваха мисията на Росета. Кацането на комета, първата в историята, беше много сложна операция, подобна на цялата програма. Възникналите трудности обаче не намаляват значението както на самото събитие, така и на данните, които космическата сонда вече е произвела и все още доставя. Защо имахме нужда от кацане на комета и какви резултати получи астрофизиката? Това ще бъде разгледано по-долу.

Основната тайна

Да започнем от далеч. Една от основните задачи, пред които е изправен целия научен свят, е да се разбере какво е допринесло за това раждането на живота на Земята. От древността на тази тема са изложени много хипотези. Една от съвременните версии казва, че ролята не е играла тук комети, много от които са паднали на планетата по време на нейното формиране. Смята се, че те могат да станат доставчици на вода и органични молекули.

Доказателство за началото

Такава хипотеза сама по себе си напълно оправдава интереса на учените, от астрономите към биолозите, към кометите. Има още няколко интересни моменти. опашат пространствени обекти Те пренасят пространството доста подробно за това, което се е случило на най-ранните етапи от образуването на слънчевата система. Тогава се появяват повечето комети. По този начин приземяването на комета прави възможно буквално да се изследва материята, от която се е формирало парче от Вселената преди повече от четири милиарда години (и няма нужда от машина за време).

В допълнение, изследването на движението на кометата, нейният състав и поведение при приближаването до Слънцето дава огромно количество информация за подобни пространствени обекти, позволява да се проверят много предположения и научни хипотези.

история на заболяването

Естествено, "пътешественици" вече са проучени с помощта на космически кораби. Седем спънки бяха преминали покрай кометите, по време на които бяха направени снимки, беше събрана определена информация. Това са просто прелитания, защото дългосрочното поддържане на комета е сложен въпрос. През 80-те години американско-европейският апарат ICE и Съветската Вега действаха като производители на такива данни. Последното от тези срещи се състоя през 2011 г. След това данните за обекта на опашката бяха събрани от апарата Stardust.

Предишни проучвания дадоха на учени много информация, но за да разберат особеностите на кометите, а отговорът на много от горепосочените въпроси не е достатъчен. Постепенно учените осъзнават необходимостта от сравнително дръзка стъпка - организирането на полета на космически кораб до кометата и последващото кацане на сондата на повърхността й.

Уникалност на мисията

За да почувствате колко кацането на кометата е трудна операция, трябва да разберете какво е всичко космическото тяло. Тя се втурва в пространството с огромна скорост, понякога достигайки няколкостотин километра в секунда. В този случай опашката на кометата, формирана, когато тялото приближава Слънцето и изглежда толкова красива от Земята, е смес от газ и прах. Всичко това много усложнява не само засаждането, но и движението в паралелен курс. Необходимо е да се изравни скоростта на устройството със скоростта на обекта и да се избере правилният момент за сближаване: колкото по-близо е кометата до Слънцето, толкова по-силни са емисиите от нейната повърхност. И едва тогава може да се извърши кацане на кометата, което ще бъде допълнително сложно и ниски показатели на гравитацията.

Изберете обект

Всички тези обстоятелства направиха необходимо да се подходи внимателно към целта на мисията. Приземяването на кометата Churyumov-Gerasimenko не е първата опция. Първоначално се прие, че сондата "Rosetta" ще бъде изпратена до кометата на Virtanen. Плановете обаче бяха прекъснати от случая: малко преди предполагаемото изпращане, двигателят на изстрелването на Ариане-5 отказа. Тя беше тази, която трябваше да донесе Розета в космоса. В резултат на това стартирането беше отложено и имаше нужда да се избере нов обект. Те станаха кометата Churyumov-Gerasimenko или 67P.

Този космически обект е открит през 1969 г. и е кръстен на откривателите. Той принадлежи към броя на късите комети и прави една революция около Слънцето за около 6,6 години. Няма нищо особено забележително за 67P, но има добре ориентирана траектория на полета, която не надхвърля орбитата на Юпитер. За нея Росета излиза на 2 март 2004 г.

"Запълването" на космическия кораб

Сондата "Росета" носеше голямо количество оборудване в космоса, предназначено за изследване и определяне на резултатите. Сред тях са камерите, способни да откриват радиация в ултравиолетовата част на спектъра, както и апаратури, необходими за изучаване на структурата на кометата и почвения анализ и инструменти за изучаване на атмосферата. Общо за Rosetta са на разположение 11 научни инструмента.

Отделно, трябва да спрем на низходящия модул на "Фила" - той трябваше да кацне на кометата. Част от високотехнологичното оборудване беше поставено директно върху него, тъй като беше необходимо да се проучи пространственият обект непосредствено след кацането. Освен това "Фила" е оборудвана с три харпуна за надеждно фиксиране на повърхността, след като е била спусната от "Розета". Приземяването на комета, както вече беше споменато, води до някои трудности. Тежестта тук е толкова малка, че при липса на допълнителни прикачени файлове модулът рискува да се изгуби в открито пространство.

Дълъг път

Приземяването на кометата през 2014 г. бе предшествано от десетгодишен полет на сондата Rosetta. През това време той е бил пет пъти по-близо до Земята, летеше близо до Марс, срещна се два астероида. Великолепните изображения, направени от сондата през този период, отново припомнят красотата на природата и вселената в различните й части.

Възможно е обаче да възникне логически въпрос: защо Rosetta толкова дълго циркулира в слънчевата система? Ясно е, че снимките и другите данни, събрани по време на полета, не са негова цел, а по-скоро станаха приятен и интересен бонус за изследователите. Целта на тази маневра е да приближи кометата отзад и да изравни скоростта. Резултатът от десетгодишен полет беше действителното превръщане на Росета в спътник на кометата Чуриум-Герасименко.

конвергенция

Сега, през април 2015 г., можем да кажем с увереност, че сондата, кацаща на кометата като цяло, е била успешна. Но през август миналата година, когато устройството влезе само в орбитата на космическото тяло, все още е въпрос на близко бъдеще.

Сондата за кометата е пристигнала на 12 ноември 2014 г. Почти целият свят последва кацането. Отказването на "Фила" беше успех. Проблемите започнаха в момента на кацане: харпуните не работеха и устройството не можеше да се поправи на повърхността. "Фили" отскочи два пъти от кометата и само за трети път успя да слезе и излетя от мястото на предполагаемото приземяване на около километър.

В резултат модулът "Фила" е в зона, в която почти не прониква слънчева светлина необходима за попълване на енергийното зареждане на батериите. В случай че катеренето на кометата не се случи много добре, устройството е оборудвано с заредена батерия, предназначена за 64 часа. Работи малко по-малко, 57 часа, но през това време "Фил" успя да направи почти всичко за създаденото.

резултати

Кацането на кометата Churyumov-Gerasimenko позволи на учените да получат обширни данни за това космическо тяло. Много от тях все още не са обработени или изискват анализ, но първите резултати вече са представени на широката общественост.

Космическото тяло, изучавано във форма, е подобно на гумен дюбел (приземяването на кометата се предполагаше, че е в "главата"): две сравними закръглени части са свързани с тесен провлак. Една от задачите, пред които са изправени астрофизиците, е да разберат причината за този необичаен силует. Днес се излагат две основни хипотези: или това е резултат от сблъсък между две тела, или процесите на ерозия са довели до формирането на един провлак. В момента не е получен точен отговор. Благодарение на изследването на "Фила" стана известно само, че нивото на гравитация на кометата не е същото. Най-големият индикатор се наблюдава в горната част на ядрото, а най-малкият - в района на "шията".

Релеф и вътрешна структура

Модулът "Фили" откри на повърхността на кометата различни формации, подобни на външен вид с планини и дюни. С техния състав, повечето от тях са смес от лед и прах. Върху височини до 3 метра, наречени гъски, при 67Р се срещат доста често. Учените предполагат, че те са се формирали на първите етапи от образуването на слънчевата система и могат да покриват повърхността на други подобни небесни тела.

Тъй като сондата на кометата не се спусна по най-успешния начин, учените се страхуваха да започнат планираното сондиране на повърхността. Въпреки това, той направи същото. Оказа се, че под горния слой е друг, по-плътен. Най-вероятно се състои от лед. Това предположение се подкрепя от анализ на вибрациите, регистрирани от апарата по време на кацане. В същото време фотографиите на спектрографите показват неравномерно съотношение на органичните съединения и лед: първите са очевидно по-големи. Това не е в съгласие с предположенията на учените и поставя под въпрос версията на произхода на кометата. Предполага се, че тя се е образувала в слънчевата система, близо до Юпитер. Изучаването на изображенията обаче опровергава тази хипотеза: очевидно 67P, образувани в пояса на Куипер, разположен извън орбитата на Нептун.

Мисията продължава

Космическият кораб "Розета", който следи отблизо дейността на модула "Фила" до момента на заспиване, не остави кометата Чуриум-Герасименко досега. Той продължава да наблюдава обекта и да изпраща данни на Земята. По този начин неговите отговорности включват фиксиране на емисиите на прах и газ, които се увеличават, когато кометата се приближава до Слънцето.

Преди това е установено, че основният източник на такива емисии е т.нар. Кометален врат. Причината за това може да бъде ниската гравитация на този регион и последващия ефект от натрупването на слънчева енергия, отразявано от съседните обекти. През март тази година Rosetta регистрира освобождаване на прах и газ, което е интересно, защото се е случило на неизсветлената страна (по правило такива феномени възникват в резултат на повърхностното отопление, т.е. на слънчевата част на кометата). Всички тези процеси и характеристики на 67P все още не са обяснени, докато събирането на данни продължава.

Първият в историята на човечеството се приземи на повърхността на кометата е резултат от работата на голям брой учени, техници, инженери и дизайнери в продължение на почти четиридесет години. Днес мисията Rosetta е призната за едно от най-амбициозните събития в космическата ера. Разбира се, астрофизиците не възнамеряват да сложат край на това. Сред амбициозните планове за бъдещето включват създаването на спускане модул, който ще бъде в състояние да се движи по повърхността на комети и космически кораб, който може да се доближи до обекта, за да взема почвени проби и да ги върне на Земята. Като цяло, успешният проект Rosetta вдъхновява учените за все по-смели програми за развиване на тайните на Вселената.