Новости
Рандеву с кометой


Европа рвется в открытый космос, сообщает Lenta.ru. Изучение околоземной орбиты, в свое время начатое Советским Союзом и подхваченное США, уже не считается чем-то по-настоящему новаторским, поэтому Европейское космическое агентство (ЕКА (ESA)) запускает свои аппараты к удаленным от Земли космическим объектам, рассчитывая на лавры первооткрывателя и вполне материальную отдачу от научных открытий. К числу наиболее впечатляющих достижений ЕКА до сих пор относились три события.

Во-первых, это полет космического зонда "Гюйгенс" (Huygens), конечная цель которого - исследование Титана, самого крупного из спутников Сатурна и единственного во всей Солнечной системе планетарного спутника, обладающего плотной атмосферой. Правда, запустить "Гюйгенс" к Сатурну сами европейцы не смогли, поэтому в качестве средства доставки используется космический корабль NASA "Кассини" (Cassini), оторвавшийся от Земли в октябре 1997 года. В настоящее время этот проект еще не завершен - прибытие "Гюйгенса" (названного так в честь голландского астронома, открывшего Титан в 1655 году) к месту назначения ожидается в январе 2005 года.

Во-вторых, в июне 2003 года европейский аппарат "Марс Экспресс" (Mars Express) с пристыкованным к нему марсоходом "Бигл-2" (Beagle-2) был выведен в космос российской ракетой-носителем "Союз-У-ФГ", стартовавшей с Байконура. 25 декабря "Бигл" опустился на поверхность Красной планеты, но с тех пор больше не подавал о себе никаких вестей. Хорошо хоть, что материнский аппарат "Марс Экспресс" благополучно вышел на орбиту Марса и приступил к выполнению запланированной программы.

Наконец, 27 сентября 2003 года ЕКА запустило к Луне аппарат "Смарт-1" (Smart-1). Этот проект был уже полностью европейским - "Смарт" взлетел с помощью ракеты-носителя "Ариан-5" (Ariane-5), стартовавшей с космодрома Куру во Французской Гвиане (Южная Америка). "Смарт-1" оборудован ионным двигателем, способным развивать полезную мощность только в условиях невесомости. Переход на ионную тягу произошел 30 сентября, и на путь к спутнику Земли аппарату потребуется 16 месяцев, так что и для этого проекта январь 2005 года станет ключевым.

Но Луна (на которой, кстати, европейцы намереваются основать обитаемую станцию), Марс, даже Титан не так поражают воображение, как следующий проект, к осуществлению которого приступило ЕКА. Новой целью агентства стала комета 67-Р/Чурюмов-Герасименко. Для этого европейцы подготовили космический аппарат "Розетта" (Rosetta), который должен сблизиться с кометой и приступить к исследованию ее ядра.

Правда, изначально "Розетту" планировали послать не к 67-Р, а к другой комете - 46P/Виртанен. Старт ракеты "Ариан-5" был запланирован на 12 января 2003 года. Но европейская космонавтика - молодая, а значит, еще не очень опытная. Примерно за месяц до старта, в декабре 2002 года, неудачей закончился запуск очередного "Ариана", который отклонился от заданной траектории и на восьмой минуте полета получил команду на самоуничтожение. Из соображений безопасности "Розеттой" решили не рисковать, пока все причины отказа техники не будут установлены и исправлены. Эти работы заняли много времени, и "окно" - промежуток времени, в течение которого космический аппарат имел шансы догнать комету Виртанена - закрылось. Постройка "Розетты", разработанной и собранной в основном британскими учеными, обошлась ЕКА в 600 миллионов фунтов стрелингов, поэтому просто списать ее в утиль было невозможно. Пришлось срочно подыскивать ей новую цель.

Испорченный снимок

Тут и подвернулась комета 67-Р, открытая в 1969 году советскими астрономами. История появления этого небесного тела на звездных картах примечательна. Осенью того года третья кометная экспедиция кафедры астрономии Киевского университета прибыла в обсерваторию Каменское плато Астрофизического института АН Казахской ССР для наблюдения за кометой 32P/Комас-Сола, открытой за год до этого. Аспирантка кафедры Светлана Герасименко сделала ряд снимков, которые легли в общий отчет экспедиции, вернувшейся в Киев уже в октябре. 22 октября начальник экспедиции Клим Чурюмов, просматривая негативы снимков, обнаружил на одном из них, помеченных 11-м сентября, странный эффект: снимок зафиксировал, что предполагаемая комета Комас-Сола отклонилась от своей траектории на два градуса.

Заинтересовавшись этим феноменом, Чурюмов внимательнее вгляделся в материалы Герасименко и нашел похожее отклонение на двух других снимках, за 9 и 21 сентября. Снимки были не очень четкого качества - Светлана Герасименко, по ее словам, пожалела проявитель и пластинка за 11 сентября вышла бракованной, так что сначала она даже хотела ее выбросить. Лишь заподозрив, что в объектив попало другое небесное тело, Чурюмов сумел разглядеть рядом с "отклонившейся" кометой и комету Комас-Сола, которая, как и положено, находилась на своем законном месте. Киевские астрономы тут же послали запрос зарубежным коллегам - в Центр по изучению малых планет при Гарвардско-Смитсоновской астрофизической обсерватории в американском городе Кембридж. Вскоре от директора центра Брайна Марсдена пришел ответ, что киевлянам действительно удалось сфотографировать неизвестное тело. Американцы официально подтвердили существование новой кометы и присвоили ей имена первооткрывателей. Вскоре комету Чурюмова-Герасименко нашли и на снимках других обсерваторий, сделанных примерно в это же время, причем оказалось, что в Ницце ее зафиксировали еще в августе. Тем не менее честь открытия и название остались за киевлянами.

Комету 67-Р стали изучать, и оказалось, что она весьма необычна. Ученым удалось подсчитать, что к 1840 году перигелий ее орбиты (точка наибольшего приближения небесного тела к Солнцу) составлял 4 астрономические единицы (одна такая единица равна расстоянию от Земли до Солнца, то есть примерно 150 миллионов километров). В то время разглядеть ее с Земли нельзя было бы ни в один современный телескоп. Но именно в том году комета прошла вблизи Юпитера (сейчас эта - другая крайняя точка ее орбиты), и сместилась ближе к Солнцу - новая величина перигелия ее орбиты после этого равнялась трем астрономическим единицам. Смещение продолжалось, и к середине ХХ века перигелий орбиты 67-Р уменьшился до 2,77 единиц. В 1959 году произошло новое "столкновение" кометы с Юпитером, и теперь она облетала Солнце на расстоянии "всего" в 1,28 астрономических единиц.

Комета Чурюмова-Герасименко, после того как она была открыта, успела пролететь мимо Земли еще пять раз - в 1976, 1982, 1989, 1996 и 2002 годах, то есть период ее обращения вокруг Солнца составляет около шести с половиной лет. При этом комета проявляет необычную активность для тела с небольшим сроком жизни (по астрономическим меркам). Так, у нее, несмотря на сокращающийся перигелий орбиты, сохранилось достаточно крупное ядро (до пяти километров в диаметре), благодаря чему за кометой тянется длинный и хорошо различимый хвост - в 2002/2003 годах ее хорошо было видно в земные телескопы даже спустя семь месяцев после того, как она миновала Солнце. По мнению ученых, это свидетельствует о дальнейшем сокращении величины перигелия ее орбиты.

Именно величина ядра кометы Чурюмова-Герасименко, а также тот факт, что крайняя точка ее орбиты находится в непосредственной близости от Юпитера, позволили астрономам из ЕКА избрать ее новой целью для экспедиции "Розетты". Землянам еще ни разу не удавалось спускать искусственные аппараты на ядро кометы, поэтому во избежание неточностей и ошибок было решено, что диаметр тела, подходящего для "приземления", должен быть не менее одного километра. А поскольку при приближении к Солнцу ядро нагревается и начинает испускать углекислый газ, водяной пар и пыль, встреча "Розетты" с кометой должна произойти в достаточно удаленной точке от центра Солнечной системы - в районе орбиты Юпитера, где оно находится в неактивном замерзшем состоянии.

Комета 67-Р/Чурюмова-Герасименко

Комета 67-Р/Чурюмова-Герасименко 28 дек 2002 г.
Фото Ramon Naves & Montse Campas
MPC 213, OBSERVATORIO MONTCABRER CABRILS (SPAIN)


Оседлать комету

Но долететь до пятой планеты Солнечной системы - задача непростая, потому что ни один из существующих на сегодня ракетных двигателей не способен развить такую скорость, чтобы за счет собственной мощности вытолкнуть искусственный космический аппарат (а "Розетта" - алюминиевый куб размером 2,8 x 2,1 x 2,0 метра, набитый исследовательской аппаратурой - весит около трех тонн) на столь высокую орбиту. Поэтому ученым пришлось разработать хитроумную траекторию полета "Розетты", которая наберет ускорение за счет гравитационных полей других космических объектов - Солнца, Марса и Земли.

"Розетте" предстоит проделать долгое путешествие. Достигнув земной орбиты и отделившись от ракеты-носителя, аппарат получит дополнительное ускорение, которое вытолкнет его за пределы земного притяжения. После этого "Розетта" будет двигаться по баллистической орбите вокруг Солнца, сделав в общей сложности четыре полных оборота. За это время она трижды попадет в зону притяжения Земли (в 2005, 2007 и 2009 году) и один раз - в зону притяжения Марса (в 2007 году), причем каждый раз эти планеты "протащат" аппарат за собой, придав ему дополнительное ускорение. За это время комета Чурюмова-Герасименко, которая на момент старта "Розетты" будет находиться примерно в точке максимального удаления от Солнца, успеет сделать вокруг светила всего один оборот, достигнув своего перигелия в 2008 году. Когда же комета двинется в обратный путь, "Розетта", получив последний толчок от Земли, начнет ее догонять, так что орбиты двух небесных тел - природного и искусственного - пересекутся неподалеку от орбиты Юпитера в мае 2014 года. Комета в этот момент будет уже возвращаться к центру системы, а "Розетта" - догонять ее.

За время своего полета "Розетте" предстоит выполнить немало научных исследований. В частности, интерес европейских ученых вызывает пояс астероидов, расположенный между орбитами Марса и Юпитера (по некоторым гипотезам - остатки "промежуточной" планеты Фаэтон, в свое время "разорванной" совместными усилиями гравитаций ближайших к ней планет), через который зонд должен будет пройти дважды. "Розетта" сфотографирует астероиды - огромные глыбы камня, некоторые из которых достигают десятков километров в диаметре - определит их массу, уточнит количество, а также установит температуру на их поверхности и определит, имеются ли на астероидах скопления газа и пыли.

Но самое интересное начнется после того, как "Розетта" приблизится к ядру кометы Чурюмова-Герасименко. Помимо фотографирования этого небесного тела, зонд высадит на поверхность ядра небольшой спускаемый аппарат размером со стиральную машинку - ученые окрестили его "Филэ" (Philae). Сама высадка, по замыслу конструкторов и ученых, пройдет так: когда "Розетта" сблизится с ядром на расстояние в один километр, "Филэ" начнет спуск со скоростью один метр в секунду. Достигнув твердого основания, аппарат выбросит два гарпуна, которые должны надежно прикрепить его к поверхности, на этом этапе представляющей из себя схваченный льдом базальтовый массив. После этого "Филэ" опустится на прикрепленную к его плате-основанию треногу, на которой установлены платформа с десятью исследовательскими инструментами, а также многоугольная конструкция слоистого типа. Часть приборов и инструментов защищены кожухом, покрытым пластинами солнечных батарей. Общий вес аппарата - 21 килограмм.

Если все пройдет удачно и "Розетта" с "Филэ" достигнут своей цели, они продолжат путешествие вместе с кометой по направлению к Солнцу со скоростью 135 тысяч километров в час. По мере приближения к центру Солнечной системы лед на поверхности ядра под воздействием тепла и солнечной энергии начнет таять и превращаться в газ, формируя хвост кометы. Ученые надеются, что приборы успеют зафиксировать этот процесс до того, как расплавится обшивка самих аппаратов. Конец экспедиции назначен на 31 декабря 2015 года.

Столь длительное путешествие и столь сложная процедура исследований, несомненно, ставят конечную цель проекта под сомнение. Преодолеть за десять лет полета десятки миллионов миль космического пространства и посадить "Филэ" на площадку размером с аэропорт Хитроу - непростая задача. Специалисты из ЕКА хорошо это понимают. "По сути мы летим вслепую, почти наудачу", - говорит профессор Дейвид Саутвуд, руководитель научных программ агентства.

И тем не менее ученые из ЕКА надеются на благополучный исход и многого ждут от своего детища. Кометы были избраны ими среди других небесных тел в качестве объекта исследования потому, что, по мнению астрономов, составляющие их ядра вещества способны раскрыть тайну происхождения Вселенной. Считается, что они существуют в неизменном виде с тех пор, когда, примерно четыре с половиной миллиарда лет назад, возникла Солнечная система, когда из пыли и газа образовались первые планеты. Некоторые исследователи полагают даже, что именно кометы занесли на Землю химические вещества, из которых родилась жизнь.

Данные, полученные в случае удачного полета "Розетты", возможно, произведут революцию в науке. Именно этим обстоятельством объясняется выбор имен как для самого зонда, так и для его спускаемого аппарата. Розетта - название обелиска из розового базальта, обнаруженного французскими солдатами в 1799 году в дельте Нила. На этом камне на двух древних языках египетской клинописью были высечены неизвестные письмена. За их изучение взялся французский историк Жан-Франсуа Шампольон (1790-1832), сумевший разобрать среди них имена Клеопатры и Птолемея и в конечном итоге понять весь текст. Это открытие стало подлинной революцией в египтологии.

В память об этом событии "Розетта" несет на борту цифровой диск, на котором на шести тысячах земных языков записан текст первых трех глав из Книги Бытия.

А Филэ - название острова в дельте Нила, где был обнаружен обелиск Розетта. Назвать таким именем спускаемый аппарат предложила пятнадцатилетняя Серена Ольга Висмара из местечка Арлуно, расположенного в окрестностях итальянского города Милан. В благодарность за это руководство ЕКА пригласило Серену в Куру, на запуск "Ариана-5" с "Розеттой" на борту. Кстати, организаторы запуска не забыли и первооткрывателей кометы 67-Р - Клим Чурюмов, до сих пор работающий на кафедре Киевского университета, и Светлана Герасименко, проживающая в настоящее время в Таджикистане, также удостоились этой чести.

С третьей попытки

Но с запуском тоже все было не просто. "Рейс 185" - под таким наименованием должен был проходить взлет "Ариана" - назначили на четверг, 26 февраля. Однако в этот день погодные условия были неблагоприятны, поэтому руководители полета из ЕКА предпочли отложить старт на один день. В пятницу, 27 февраля, был начат обратный отсчет, в продолжение которого специалисты готовят ракету к запуску, в последний раз проверяя все узлы и механизмы. И снова возникла задержка - сотрудники компании Arianespace, обслуживающие запуск ракет этого класса, обнаружили, что от обшивки главной криогенной ступени ракеты отвалился кусок теплозащитной пены размером 10 на 15 сантиметров. Эта пена защищает охлажденное ракетное топливо от более теплой внешней среды. Памятуя, что примерно такая же неполадка стала причиной гибели американского шаттла "Коламбия" (Columbia), руководители полета прекратили отсчет и отменили старт.

Поскольку это произошло до заправки ступеней ракеты криогенным топливом, неполадку удалось быстро устранить. Ракету отбуксировали в ангар и отвалившийся кусок пены заменили новым. Правда, на то, чтобы специальный клей успел высохнуть, ушло еще тридцать шесть часов. Тем временем "окно", в течение которого "Розетте" необходимо было стартовать, чтобы через десять лет догнать комету, стремительно сокращалось - повторялась история с предыдущим запуском к комете Виртанена. Поэтому следующая дата старта - 2 марта - была решающей.

Обратный отсчет начался накануне, в 16:47 по местному времени. В 20:47 прошла последняя проверка всех электросистем ракеты, а в 23:27 криогенное топливо - жидкий водород и кислород - стало поступать в главную ступень "Ариана". Еще через полчаса началось захолаживание "Вулкана" (Volcain) - криогенного двигателя главной ступени, а следующие три часа ушли на последнюю проверку ракеты-носителя, навигационного оборудования и командных систем. В 04:10 второго марта специалисты Arianespace подтвердили, что все системы работают нормально. Началась предстартовая синхронизация всех процессов, обеспечивающих запуск.

В 04:17:44 включилось зажигание "Вулкана". По словам специалистов, столь "неровное" время запуска было выбрано специально с точностью до секунды, чтобы через десять лет "Розетта" не промахнулась мимо кометы. Еще примерно через семь секунд заработали двигатели двух дополнительных ступеней, каждая из которых несет по 230 тонн криогенного горючего. "Ариан" стал стремительно набирать высоту.

Топлива в дополнительных ускорителях "Ариана" хватает всего на две-три минуты полета, поэтому в 04:20 они отделились от основной ступени. Еще через девять минут и основная ступень выработала свой ресурс, и ракета перешла в баллистическую фазу полета. В 06:11, после почти двух часов полета, "Ариан" вышел на околоземную орбиту. Там сработала последняя ступень ракеты, придавшая "Розетте" последнее реактивное ускорение. Еще через 14 минут отделилась и эта ступень, и "Розетта", свернув с орбиты, улетела в открытый космос.

Осталось подождать десять лет, и мир наконец узнает, умеют ли европейцы делать ракеты, из чего состоит ядро кометы Чурюмова-Герасименко и как возникла наша Вселенная.

Дмитрий Иванов


03-03-2004     Источник: Lenta.Ru   
Обсуждение материала

Материал еще не обсуждался.
Вы можете создать первую тему обсуждения
Создать новую тему
Календарь
Пн Вт Ср Чт Пт Сб Вс
      1 2 3 4
5 6 7 8 9 10 11
12 13 14 15 16 17 18
19 20 21 22 23 24 25
26 27 28 29 30    
Новости по категориям
Новости сайта
Новости астрономии
Телескопы и обсерватории
Астрономия и Интернет
  Все новости

Астрономия и телескопостроение - Copyright © 1999-2006 Коллектив авторов