Первые результаты миссии Rosetta

Фото кометы с борта Rosetta (август 2014). ESA/Rosetta/MPS for OSIRIS Team MPS/UPD/LAM/IAA/SSO/INTA/UPM/DASP/IDA

Фото коме­ты с бор­та Rosetta (август 2014). ESA/​Rosetta/​MPS for OSIRIS Team MPS/​UPD/​LAM/​IAA/​SSO/​INTA/​UPM/​DASP/​IDA

Дмитрий Вибе

Дмит­рий Вибе, аст­ро­хи­мик, заве­ду­ю­щий отде­лом физи­ки и эво­лю­ции звезд Инсти­ту­та аст­ро­но­мии РАН

Про­шло уже боль­ше четы­рех меся­цев с того момен­та, когда кос­ми­че­ский аппа­рат Rosetta (ESA) вышел на орби­ту у ядра коме­ты Чурю­мо­ва – Гера­си­мен­ко. Сра­зу ого­во­рюсь, что сло­ва «вышел на орби­ту» не сле­ду­ет пони­мать слиш­ком бук­валь­но: аппа­рат дви­жет­ся по слож­ной тра­ек­то­рии, кото­рая не все­гда гра­ви­та­ци­он­но при­вя­за­на к коме­те. Глав­ной «види­мой» дра­мой иссле­до­ва­ния коме­ты в про­шед­шие меся­цы ста­ла исто­рия поса­доч­но­го моду­ля Philae, кото­рый 12 нояб­ря совер­шил неудач­но-удач­ную посад­ку на ядро коме­ты. Ей уде­ля­лось настоль­ко мно­го вни­ма­ния, что преж­де­вре­мен­ное окон­ча­ние рабо­ты Philae было вос­при­ня­то мно­ги­ми как чуть ли не крах всей экс­пе­ди­ции, хотя неза­ви­си­мо от даль­ней­шей судь­бы Philae орби­таль­ный модуль про­дол­жа­ет успеш­но рабо­тать.

Всё это вре­мя участ­ни­ков про­ек­та неод­но­крат­но упре­ка­ли в том, что они не очень охот­но делят­ся с пуб­ли­кой и кол­ле­га­ми резуль­та­та­ми иссле­до­ва­ний коме­ты Чурю­мо­ва – Гера­си­мен­ко. И вот 17 декаб­ря 2014 года в рам­ках кон­фе­рен­ции Аме­ри­кан­ско­го гео­фи­зи­че­ско­го сою­за про­шла пресс-кон­фе­рен­ция, на кото­рой были пред­став­ле­ны пер­вые науч­ные резуль­та­ты мис­сии Rosetta. Спи­сок их ока­зал­ся в основ­ном не очень впе­чат­ля­ю­щим и часто сопро­вож­дал­ся рефре­ном: «Ана­лиз резуль­та­тов про­дол­жа­ет­ся».

Сна­ча­ла о поса­доч­ном моду­ле. Итак, пер­вое при­зем­ле­ние было про­из­ве­де­но с очень высо­кой точ­но­стью: аппа­рат кос­нул­ся поверх­но­сти коме­ты все­го в 100 м от наме­чен­ной точ­ки. К сожа­ле­нию, не сра­бо­та­ли ни дви­га­тель, кото­рый дол­жен был при­жать Philae к поверх­но­сти, ни гар­пу­ны, при помо­щи кото­рых аппа­рат дол­жен был закре­пить­ся в месте посад­ки. Поэто­му аппа­рат отско­чил от коме­ты и в сле­ду­ю­щий раз кос­нул­ся ее толь­ко через два часа. Потом он сно­ва отско­чил и окон­ча­тель­но закре­пил­ся на поверх­но­сти еще через несколь­ко минут, после тре­тье­го каса­ния. К сча­стью, пер­вое каса­ние ока­за­лось доста­точ­но неупру­гим и пога­си­ло зна­чи­тель­ную часть ско­ро­сти Philae, из-за чего он отле­тел от коме­ты со ско­ро­стью мень­ше ско­ро­сти убе­га­ния.

Финаль­ное место при­зем­ле­ния Philae ока­за­лось доволь­но неудач­ным. Во-пер­вых, аппа­рат во вре­мя сво­их прыж­ков при­об­рел зна­чи­тель­ное вра­ще­ние, пара­мет­ры кото­ро­го уда­лось с боль­шой точ­но­стью вос­ста­но­вить при помо­щи уста­нов­лен­но­го на Philae маг­ни­то­мет­ра ROMAP. Поэто­му он, веро­ят­но, лежит «на боку» (см. рису­нок спра­ва). Во-вто­рых, он ока­зал­ся в тени и пока не полу­ча­ет доста­точ­но сол­неч­но­го све­та, что­бы обес­пе­чить элек­три­че­ством науч­ные при­бо­ры.

Со вре­ме­нем ситу­а­ция может изме­нить­ся: Philae будет полу­чать боль­ше сол­неч­но­го све­та хотя бы пото­му, что коме­та под­ле­тит бли­же к Солн­цу. К тому же не исклю­че­но, что из-за изме­не­ния вза­им­но­го рас­по­ло­же­ния коме­ты и Солн­ца вес­ной 2015 года све­ти­ло нач­нет выше под­ни­мать­ся над гори­зон­том в месте посад­ки. Боль­ше того, зате­нен­ное поло­же­ние Philae может ока­зать­ся пре­иму­ще­ством, посколь­ку защи­тит его от пере­гре­ва и обес­пе­чит воз­мож­ность рабо­тать даже в пери­ге­лии. Точ­ное вре­мя, когда Philae нач­нет полу­чать доста­точ­но энер­гии, неиз­вест­но, но попыт­ки вклю­чить аппа­рат могут начать­ся уже в янва­ре.

Хотя науч­ные при­бо­ры на бор­ту Philae отра­бо­та­ли зна­чи­тель­ную часть про­грам­мы, чет­ких резуль­та­тов пока нет. Ясно, что финаль­ное место при­зем­ле­ния Philae ока­за­лось суще­ствен­но инте­рес­нее пер­во­на­чаль­но­го, с боль­шим раз­но­об­ра­зи­ем тек­стур, аль­бе­до и узо­ров тре­щин. Одна­ко пока всё огра­ни­чи­ва­ет­ся толь­ко фото­гра­фи­я­ми. Обе­ща­ны как мини­мум дан­ные о внут­рен­ней струк­ту­ре коме­ты, полу­чен­ные в резуль­та­те ее «про­све­чи­ва­ния» радио­из­лу­че­ни­ем: Rosetta све­ти­ла на коме­ту, нахо­дясь на про­ти­во­по­лож­ной от Philae сто­роне, а он фик­си­ро­вал излу­че­ние, про­шед­шее сквозь ядро. Дан­ные маг­ни­то­мет­ра несут в себе инфор­ма­цию об оста­точ­ной намаг­ни­чен­но­сти коме­ты, из кото­рых мож­но узнать, каким было маг­нит­ное поле в про­то­сол­неч­ном дис­ке. С уче­том того, что сей­час имен­но маг­нит­ное поле счи­та­ет­ся клю­че­вым фак­то­ром в дина­ми­ке про­то­пла­нет­ных дис­ков, све­де­ния небезын­те­рес­ные. Одна­ко пока ана­лиз резуль­та­тов еще про­дол­жа­ет­ся.

Попыт­ка иссле­до­вать поверх­ность коме­ты при помо­щи пене­тра­то­ра MUPUS закон­чи­лась неуда­чей: под сло­ем пыли ока­за­лось очень твер­дое веще­ство (лед), кото­рое пене­тра­то­ру не под­да­лось. Это, кста­ти, озна­ча­ет, что несра­ба­ты­ва­ние гар­пу­нов мог­ло ока­зать­ся бла­гом, а не про­бле­мой. Они мог­ли бы не воткнуть­ся в твер­дый лед, а толь­ко отбро­сить Philae, в резуль­та­те чего у коме­ты сей­час было бы два орби­таль­ных моду­ля.

Ана­ли­за­то­ры газа, уста­нов­лен­ные на Philae, зафик­си­ро­ва­ли в окрест­но­стях коме­ты орга­ни­че­ское веще­ство, одна­ко это не веще­ство поверх­но­сти: попыт­ка буре­ния ока­за­лась неудач­ной, так что ана­ли­зи­ро­ва­лось толь­ко веще­ство, попав­шее в при­бо­ры из атмо­сфе­ры коме­ты. Что это за орга­ни­ка, ска­зать пока слож­но, но речь идет о тяже­лых моле­ку­лах с моле­ку­ляр­ной мас­сой более 100. Ана­лиз резуль­та­тов про­дол­жа­ет­ся.

Изна­чаль­но пред­по­ла­га­лось, что соче­та­ние поса­доч­но­го и орби­таль­но­го моду­лей поз­во­лит про­сле­дить эво­лю­цию моле­ку­ляр­но­го соста­ва веще­ства, выбра­сы­ва­е­мо­го коме­той. Но если резуль­та­тов Philae при­дет­ся подо­ждать, то пер­вые дан­ные с бор­та Rossetta частич­но уже пред­став­ле­ны. При­бор ROSINA зафик­си­ро­вал зна­чи­тель­ное коли­че­ство моле­кул в коме­те, несмот­ря на то что она в то вре­мя была на рас­сто­я­нии боль­ше 3 а.е. от Солн­ца. Наблю­да­лись не толь­ко клас­си­че­ские CO, CO2 и вода, но и более тяже­лые моле­ку­лы, типа CS2 (и вооб­ще мно­го соеди­не­ний серы), и орга­ни­че­ские моле­ку­лы: метан, мета­нол, эта­нол, фор­маль­де­гид (и его димер), бен­зол. Это несколь­ко стран­но, по-сколь­ку, каза­лось бы, на таком боль­шом рас­сто­я­нии от Солн­ца испа­рять­ся долж­ны толь­ко лег­кие моле­ку­лы. Так­же в коме­те обна­ру­же­ны ато­мы метал­лов, в част­но­сти натрия. Посколь­ку метал­лы неле­ту­чи, за их выброс с поверх­но­сти коме­ты отве­ча­ет, веро­ят­но, не испа­ре­ние, а воз­дей­ствие сол­неч­но­го вет­ра. Впро­чем, ана­лиз резуль­та­тов еще про­дол­жа­ет­ся.

Поверх­ность ядра коме­ты ока­за­лась хими­че­ски неод­но­род­ной. В част­но­сти, наблю­да­ют­ся участ­ки с повы­шен­ным содер­жа­ни­ем серы. Эта неод­но­род­ность может быть свя­за­на с раз­ли­чи­ем двух «поло­ви­нок» коме­ты. Выска­зы­ва­ют­ся даже пред­по­ло­же­ния, что коме­та состо­ит из фраг­мен­тов двух неза­ви­си­мых тел. Одна­ко пока нель­зя исклю­чить, что неод­но­род­ность про­яв­ля­ет­ся и на мень­ших мас­шта­бах. Более точ­ную кар­ту удаст­ся соста­вить поз­же, когда Rosetta про­на­блю­да­ет ядро с боль­ше­го коли­че­ства ракур­сов.

Кажет­ся, един­ствен­ный резуль­тат «Розет­ты», кото­рый уже опуб­ли­ко­ван, отно­сит­ся к изо­топ­но­му соста­ву воды в ядре коме­ты. Но тут нуж­на неко­то­рая предыс­то­рия. Посколь­ку наша пла­не­та в годы моло­до­сти была (как пред­по­ла­га­ет­ся) очень горя­чей, сво­ей воды на ее поверх­но­сти не мог­ло остать­ся; вода долж­на была появить­ся поз­же, в резуль­та­те паде­ния на Зем­лю бога­тых водою тел. Пона­ча­лу самым под­хо­дя­щим источ­ни­ком зем­ной воды счи­та­лись коме­ты, посколь­ку их ядра состо­ят в основ­ном изо льда. Одна­ко изме­ре­ния изо­топ­но­го соста­ва ядра коме­ты Гал­лея, выпол­нен­ные во вре­мя ее послед­не­го визи­та, пока­за­ли, что вода коме­ты Гал­лея по изо­топ­но­му соста­ву отли­ча­ет­ся от зем­ной воды. Точ­нее, в ней содер­жит­ся в два раза боль­ше полу­тя­же­лой воды (HDO), чем в зем­ных оке­а­нах. Поз­же подоб­ные же резуль­та­ты были полу­че­ны еще для несколь­ких дол­го­пе­ри­о­ди­че­ских комет. Отли­чия в изо­топ­ном соста­ве озна­ча­ют, что коме­ты с боль­ши­ми перио­да­ми зна­чи­мым источ­ни­ком зем­ной воды быть не мог­ли.

Затем при помо­щи кос­ми­че­ско­го теле­ско­па «Гер­шель» содер­жа­ние полу­тя­же­лой воды было опре­де­ле­но в корот­ко­пе­ри­о­ди­че­ской коме­те Харт­ли-2, и оно ока­за­лось рав­ным зем­но­му. Хотя одно изме­ре­ние нель­зя назвать доста­точ­но бога­той ста­ти­сти­кой, тем не менее оно ста­ло ука­за­ни­ем на то, что вклад корот­ко­пе­ри­о­ди­че­ских комет в обвод­не­ние Зем­ли был более весо­мым. И вот теперь содер­жа­ние HDO изме­ре­но у коме­ты Чурю­мо­ва – Гера­си­мен­ко. И оно в три раза пре­вы­ша­ет содер­жа­ние полу­тя­же­лой воды в зем­ных оке­а­нах, несмот­ря на при­над­леж­ность коме­ты Чурю­мо­ва – Гера­си­мен­ко к тому же семей­ству Юпи­те­ра, к кото­ро­му отно­сит­ся и коме­та Харт­ли-2. В целом, это ука­зы­ва­ет на слож­ную исто­рию пере­ме­ще­ния веще­ства по моло­дой Сол­неч­ной систе­ме, и пото­му инте­рес­но посмот­реть на содер­жа­ние изо­то­пов дру­гих эле­мен­тов, в част­но­сти угле­ро­да и арго­на. Но о них пока гово­рить рано, так как ана­лиз резуль­та­тов про­дол­жа­ет­ся.

“Stay tuned!” – ска­за­ли участ­ни­ки пресс-кон­фе­рен­ции. Будем ждать, чего же нам еще оста­ет­ся. Но ждать есть чего: 2015 год будет годом зна­чи­мых откры­тий в Сол­неч­ной систе­ме. Поми­мо «Розет­ты» и спо­соб­но­го ожить Philae в арсе­на­ле есть еще Dawn, под­ле­та­ю­щий к Цере­ре, New Horizons, под­ле­та­ю­щий к Плу­то­ну, Curiosity, коле­ся­щий по Мар­су, послед­ние пор­ции дан­ных с Мер­ку­рия, вокруг кото­ро­го лета­ет MESSENGER… Так что с Новым меж­пла­нет­ным годом!

Если вы нашли ошиб­ку, пожа­луй­ста, выде­ли­те фраг­мент тек­ста и нажми­те Ctrl+Enter.

Связанные статьи

Оценить: 
Звёзд: 1Звёзд: 2Звёзд: 3Звёзд: 4Звёзд: 5 (Пока оценок нет)
Загрузка...
 
 

Метки: , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , ,

 

5 комментариев

  • paulkorry:

    >Посколь­ку метал­лы неле­ту­чи

    Смот­ря какие метал­лы. Натрий как раз в ваку­у­ме доволь­но летуч.

  • Александр:

    Что же он бурил, если лежит на боку? И одна­ко ж, бур сло­мал­ся…

  • Michael:

    Ува­жа­е­мый Дмит­рий!
    Спа­си­бо за инте­рес­ную ста­тью.

    Не мог­ли бы Вы уточ­нить, поче­му Вы счи­та­е­те, что твёр­дое веще­ство, сло­мав­шее бур, явля­ет­ся непре­мен­но льдом? (а, ска­жем, не вкрап­ле­ни­ем хон­дри­та?).

  • Alex:

    С водой инте­рес­но… Любо­пыт­но было бы узнать, есть ли дру­гие гипо­те­зы, кро­ме комет­ной. Како­вы вооб­ще шан­сы на то, что на пла­не­те, нахо­дя­щей­ся в «зоне жиз­ни», есть вода?

  • Вода появи­лась не из комет. Читай­те Нико­но­ва и Лари­на – «Вер­хом на бом­бе»

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Недопустимы спам, оскорбления. Желательно подписываться реальным именем. Аватары - через gravatar.com