Зачем послали аппарат на далекую комету? Объясняет российский участник исторической миссии

Аппарат "Филы" смог закрепиться на комете

12.11.2014 в 09:57, просмотров: 124419

Одна из самых амбициозных миссий в истории освоения космоса. О миссии "Розетта" специально для читателей "МК" рассказывает один из ее участников от России - исследователь из Института астрономии РАН Валерий Иванович Шематович.

Зачем послали аппарат на далекую комету? Объясняет российский участник исторической миссии
Фото: твиттер/официальный сайт ESA. Вот как выглядит мое место посадки- 67Р!

 

«Комета Чурюмова-Герасименко может разорваться на два ядра»: комментируют специально для «МК» ученые Москвы и Санкт-Петербурга

--------------------------------------------------------------------------------------------------- 

Валерий Шематович (Valery Shematovich), ИНАСАН РАН: "Комета 67Р/Чурюмова-Герасименко открыта в 1969 году советскими учеными Климом Чурюмовым и Светланой Герасименко. Комета относится к короткопериодическим, т.е. она не улетает в глубины облака Оорта, на окраины Солнечной системы, а вращается вокруг Солнца, отлетая чуть дальше орбиты Юпитера. Каждые 6,6 лет она сближается с Солнцем, однако не ближе орбиты Земли.

Созданный Европейским космическим агентством аппарат Rosetta стартовал в 2004 году и долгие десять лет летал во внутренней части Солнечной системы, совершая корректировки и гравитационные маневры только для того, чтобы выйти на орбиту кометы (67P) Чурюмова-Герасименко.

 Пролёт зонда «Розетта» близ кометы (кадр из фильма Chasing a Comet — The Rosetta Mission). Youtube.com.

 Сейчас КА Rosetta находится на орбите вокруг ядра кометы, изучает ядро с небольшого расстояния, и вскоре должен высадить спускаемый аппарат Philae. Это будет один из самых уникальных экспериментов за всю историю планетных исследований.

Действительно, с космической миссией Rosetta связано много событий с характеристикой впервые – первая попытка попасть и продержаться на орбите вокруг кометы длительное время, посадка модуля на поверхность ядра и др.

фото: youtube.com
Филы: изображение из фильма «Chasing A Comet — The Rosetta Mission». DLR (CC-BY 3.0).

Ядро кометы, как следует из первых данных наблюдений КА Rosetta, – это совершенно чужой и неизведанный мир. На спускаемом аппарате Philae размещено 10 научных инструментов, которые будут измерять все возможные виды (поглощенное, рассеянное и испускаемое) излучения, химический состав и физические свойства (электрическая проводимость, магнетизм, тепловые и акустические характеристики) вещества на поверхности ядра кометы, чтобы дать нам первое представление об этом новом мире.

Более того, в научной программе спускаемого аппарата Philae намечен важнейший цикл работ после посадки на ядро: пробурить его, просветить радаром, взять пробы вещества на поверхности, все детально сфотографировать и передать эту очень ценную информацию при помощи орбитального аппарата на Землю.

Тем временем КА Rosetta будет находиться рядом с кометой, по мере приближения к Солнцу, и изучать, как ледяные небесные тела путешествуют по внутренней части Солнечной системы.

Ожидаемые результаты этой миссии должны дать ключ к пониманию как механизмов формирования комет как одних из самых ранних и сохранившихся почти в первозданном виде тел Солнечной системы, так и особенностей истории нашей удивительной планеты Земли.

Например, о происхождении воды на нашей планете - кометное происхождение, или, напротив, изначально планетное? Более того, на орбитальном и спускаемом аппаратах миссии Rosetta установлены приборы для поиска органических молекул, нуклеотидов и аминокислот, являющихся строительными блоками известной нам формы жизни.

Собственно, многие из научных экспериментов космической миссии Rosetta прежде всего нацелены на поиск ответов на самый фундаментальный вопрос современной науки – как возникла жизнь на Земле? И, возможно ли, что она возникла за счет кометного вещества, привнесенного на Землю?".

 ПОТОК СОБЫТИЙ

13:12 мскДанные, поступившие с аппарата, позволяют сделать вывод, что он как минимум трижды безуспешно пытался сесть на поверхность, но не мог закрепиться. Ситуация стабилизировалась. C Фил поступают данные.

0:31 мск. Philae мог некорректно зафиксироваться на поверхности кометы Чурюмова-Герасименко из-за не срабатывания специальных гарпунов. Аппарат мог приземлиться на сыпучую поверхность и, вероятно, находится теперь в неустойчивом положении.Однако у него есть еще и буры, которыми он также прикрепляется к поверхности объекта. ЕКА изучает ситуацию... 

Фото: Твиттер @ESA_Rosetta Место посадки на комете, снято системой "ROLIS" установленой на "Филе".

23:59 мск. @esa: "Maybe today we didn't just land once...we even landed twice!". Перевод:  Сегодня, быть может, мы приземлились не один раз... а целых два!" (ЕКА в Твиттере). Зонд "Фила" не смог с первой попытки закрепиться на поверхности кометы Чурюмова-Герасименко...

23:17 мск. Медиабрифинг, на котором будут анализироваться полученные "Филами" данные состоится в четверг, 13.11 в 14:00CET (в 17.00 мск).

23:13 мск.


 

Одна из первых фотографий с поверхности кометы #CometLanding. ESA. 

23:01 мск

 Video taken by Rosetta as it approached the comet. (ESA/Rosetta/Navcam).

22:57 мск. 

A photo taken by a camera aboard Philae of Rosetta, with the comet in the background. (ESA/Rosetta/Philae/CIVA).

22:22 мскПочему модулю "Филы" было трудно сесть на комету: 

22:03 мск. На брифинге по "Филам" #CometLanding расскажут всю правду.

21:28 мск. 

Снимок с "Филы" за секунды до посадки. Ждем, когда будут снимки _после_ #CometLanding. 

21:05 мск. Из твиттера: "бюджет миссии Розетты #CometLanding €1.4 млрд. Даже на Алабяно-балтийский тоннель (уже $2.5 млрд.) не хватило бы".

20:47 мск. "So what was the view like on the way down to #67P @philae2014? #CometLanding". Ждем фото на пути к комете... (см выше)

20:23 мск. "I’m on the surface but my harpoons did not fire. My team is hard at work now trying to determine why" (twitter.com/philae2014). Перевод: "Я на поверхности, но мои гарпуны не срабатывают. Моя команда делает все, чтобы понять причину".

19:46 мск. Из комментариев на сайте мк.ру: "причурюмится. на герасименку".

19.07 мск. В ЕКА все обнимаются: "We've just made space history!".

19:05 мск. Филы докладывает: "Touchdown! My new address: 67P!".

Фото: Твиттер @ESA_Rosetta Мы прибыли!

19:00 мск: 

 

19:00 мск. ЕКА - "Филам": right a bit ;) и Good luck @philae2014!.

Фото: Твиттер @ESA_Rosetta Зонд выпустил посадочные опоры.

18:53 мск. Твиттер волнуется: лица в центре управления #CometLanding какие-то нервные внезапно стали. Всем советуют дышать глубже (RuScience).

18:48 мск. Филы общается с ЕКА на Земле через Твиттер: "Almost there… @ESA_Rosetta! Thank you for the ride!". 

18:22 мск. Уникальная в истории космонавтики попытка "оседлать" небесное тело перешла в свою решающую стадию. Европейский исследовательский модуль "Филы" (Philae) в эти минуты "притаптывается" на поверхности кометы Чурюмова-Герасименко.

18:07 мск.  Модуль начал активно сближаться с кометой. Первый сигнал от Philae должен поступить, когда модуль установит канал связи с «Розеттой» – напрямую данные на Землю модуль отправлять не в состоянии. После установления соединения модуль будет передавать данные о своем состоянии и научные сведения. Спуск на поверхность кометы длится уже шесть часов. Первые данные с поверхности ожидаются примерно с 19:30 до 20:30 по московскому времени(polit.ru).

 17:24 мск. Оказавшись на поверхности кометы около 19:00 мск, "Фила" приступит к работе. Робот сделает панорамный снимок с помощью своих микрокамер. Затем, спустя примерно час после посадки, начнется первая серия экспериментов, и продлится она около 60 часов. После этого планируется провести ряд более серьезных исследований, выполнимость которых зависит от того, как будут работать солнечные батареи модуля "Филы", смогут ли они эффективно подзаряжаться и не забьются ли они пылью (Би-би-си).

16:35 мск. Один из открывателей кометы Чурюмова-Герасименко, украинский астроном Светлана Герасименко (на фото справа): "Ой, я так переживаю! Честно вам скажу, все время только об этом и думаю: чтобы все прошло благополучно. Я даже Бога молю, чтобы все получилось. Вы только подумайте: десять лет летала в необъятном космосе "Розетта", она преодолела десятки миллионов километров, а теперь надо посадить исследовательский аппарат на поверхность кометы, которая примерно равна всего-навсего территории аэропорта Хитроу" (dw.de).

16:33 мск. Комета 67P Чурюмова-Герасименко образовалась сравнительно недавно в результате извержения неизвестной природы с поверхности Юпитера, поэтому там вряд ли будет найдено реликтовое вещество Солнечной системы, заявил "Интерфаксу" российский исследователь кометных метеоритов Евгений Дмитриев. "Комета Чурюмова-Герасименко не оправдает надежды европейских ученых обнаружить на ней реликтовое вещество, оставшееся на комете с момента рождения нашей Солнечной системы", - заявил исследователь. "Проводимые в течение 30 лет исследования выпавших на Землю тектитов и псевдометеоритов (16 падений и пять находок) показали, что они по химическому и минеральному составу, по механизму их разрушения в атмосфере и выпадения осколков слишком резко отличаются от общеизвестных метеоритов", - заметил он. Псевдометеоритами называют объекты, факт падения которых неоспорим, но их метеоритная природа не признается. В основном это - стекла, шлаки и пемзы. "В результате был сделан вывод, что исследованные объекты являются кометными метеоритами, причем сами кометы, из которых они выпали, не являются остатками протопланетного облака и не содержат в себе древнейшее вещество Солнечной системы, а представляют собой продукт извержения (эруптивных выбросов) из небесных тел, расположенных в системах планет - гигантов", - сказал Дмитриев.

 Комментарий "МК": Даже если Дмитриев и прав, то сам факт посадки аппарата на ядро кометы уже будет грандиозным результатом, важным опытом для мировой космонавтики...

16:21 мск. Philae предстоит пробурить поверхность кометы на 20 см и проанализировать пробы грунта.

16:18 мск. Исследователи не могли выбрать место для посадки Philae заранее, поскольку отсутствовала информация об особенностях структуры поверхности кометы. Окончательное решение было сделано лишь в середине сентября нынешнего года: для сброса спускаемого блока выбрана так называемая зона «J», пишет 3dnews.ru. Она находится в «голове» кометы и является наиболее безопасной и подходящей для проведения исследований. МЕСТО ПОСАДКИВ момент соприкосновения Philae с космическим объектом будут выброшены гарпуны и активированы двигатели малой тяги, что должно помочь исследовательскому модулю закрепиться на поверхности кометы. Однако существует вероятность, что посадка пройдёт не совсем гладко: в частности, Philae может наткнуться на скалистый выступ.

16:09 мск. Во время появления 1986 года комета Галлея стала первой кометой, исследованной с помощью космических аппаратов, в том числе советскими аппаратами «Вега‑1» и «Вега‑2», которые предоставили данные о структуре кометного ядра и механизмах образования комы и хвоста кометы. Всего три кометы были изучены при помощи космических аппаратов. Космические аппараты NASA проходили через хвост Кометы Джакобини-Циннера в 1985; Комета Grigg Skjellerup была исследована Джотто (Giotto) в 1989. В 1986 году, пять космических станций из the СССР, Японии и Европы достигли кометы Галлея; Космический аппарат Европейского Космического Агентства (ESA) Джотто (Giotto) получил снимки ядра кометы Галлея с близкого расстояния (фото). Вопреки устоявшемуся мнению, ядро кометы Галлея очень темное: его альбедо всего лишь около 0.03, что делает его темнее чем уголь и одним из самых темных объектов в солнечной системе, пишет astronet.ru. Плотность ядра кометы Галлея очень низкая: около 0.1 г/см3, что показывает на возможно пористую структуру ядра, которая объясняется пылью оставшейся после того, как лед сублимировал. ФОТО КОМЕТЫ ГАЛЛЕЯ

16:01 мск. Видеоролик "Как приземлиться на комету".

15:54 мск. Герхард Швем, один из "отцов" проекта, покинувший его в марте этого года, объяснил, что изначальной идеей проекта была доставка образца кометы на Землю, пишет 9tv.co.il, чтобы его можно было подвергнуть лабораторному исследованию. Когда выяснилось, что это будет слишком затратным мероприятием, ученые начали думать в другом направлении — как отправить лабораторию на комету, чтобы провести исследование прямо на месте. В июле 2005 года космический аппарат НАСА "Дип Импакт", также предназначенный для изучения комет, отправил на комету Темпеля 1 (9Р) зонд с камерой. Однако в тот раз речь шла о "жесткой посадке": зонд взорвался при столкновении с кометой.

15:51 мск. В течение недели "Розетта" будет работать в режиме ретрансляции данных с аппарата "Филы", для чего ему придется перемещаться по сложной траектории вокруг кометы. "Филы" тем временем будет собирать данные о комете, которые, как надеются ученые, позволят лучше понять процесс формирования всей Солнечной системы.

15:35 мск. В управлении полётами в Дармштадте учёные и исследователи не скрывают своей радости – они ожидали этого момента целое десятилетие. “Мы как будто жили и летали вместе с “Розеттой” на протяжении последних 10 лет. А теперь зонд “Филы” отделился и спускается к комете”, – заявил руководитель полёта.

14:11 мск. Расстояния на данный момент. От "Розетты" до Земли - ок. 500 млн км. От "Розетты" до Солнца - 445 млн км. Общая пройденная дистанция - 6 млрд 555 млн км. Скорость движения кометы: 18,45 км в сек.

13:43 мск. Первовещество солнечной системы и первичные формы жизни могут быть найдены в ходе первой посадки космического зонда на комету, которая состоится в среду, заявил РИА Новости академик Российской академии космонавтики имени Циолковского Игорь Маринин.

13:15 мскМодуль "Филы" начал посадку на комету Чурюмова-Герасименко. Главная трудность, которая стоит перед группой управления полетом "Розетты", – посадить спускаемый аппарат "Фила" на вращающуюся комету неправильной формы, которая летит в пространстве со скоростью 18 км в секунду. Спуск к поверхности займет около семи часов.

13:14 мск. Отделение аппарата в 13.03 подтверждено: "Separation was confirmed at ESA’s Space Operation Centre, ESOC, in Darmstadt, Germany at 09:03 GMT / 10:03 CET".

 13:13 мск. Исследовательский робот Philae сейчас преодолевает около 20 км, отделяющие его от кометы. Время полета модуля до пункта назначения составит семь часов. Подтверждение посадки ожидается примерно в 16:00 по Гринвичу (19:00 по Москве), поскольку сигнал с расстояния 510 млн км будет идти 28 минут. Трудность миссии заключается в том, что исследователи не знают, из чего состоит и насколько прочна неровная поверхность кометы, на которой предстоит закрепиться модулю, чтобы отправить на Землю фотографии. Сотрудники агентства оценивают вероятный успех миссии в 75% и отмечают, что даже если модулю не удастся удержаться на комете, снимки, которые сделал аппарат Rosetta при приближении к ней, будут иметь для науки огромное значения и изменят представление ученых об этом виде небесных тел.

13:00 мск. Ночь с 11 на 12 ноября 2014 года была крайне напряжённой для сотрудников Европейского космического агентства: специалисты проверяли исправность всех систем аппарата "Розетта" и посадочного модуля "Филы" перед тем, как провести отстыковку и начать спуск модуля на поверхность ядра кометы Чурюмова-Герасименко. Проверка показала, что активная система спуска посадочного модуля "Филы" не может быть активирована. Эта система обеспечивает тягу и помогает избежать отскока аппарата в момент посадки на поверхность космической странницы: гравитация на поверхности этого небесного тела очень низкая.

12:05 мскЕвропейский центр управления космическими полетами отдал команду на отделение специального зонда "Филы" от базового аппарата "Розетта". Ранее сообщалось, что отстыковка должна произойти на расстоянии 22,5 километра от кометы. Примерно через семь часов зонд должен приземлиться на комету. В силу огромного расстояния между кометой и Землей ученые узнают о том, была ли посадка успешной, только спустя 28 минут. 

02:15

............................

Комета с темной стороны. Фото: spaceref.com/©MPE/ESA.

Технические детали

В создании аппарата «Филы» и его оборудования приняли участие Австрия, Финляндия, Франция,Германия, Венгрия, Италия, Ирландия, Польша и Великобритания. России, к сожалению, в этом списке нет. Российскому астроному Валерию Шематовичу посчастливилось стать участником этой исторической миссии. 

Масса спускаемого аппарата «Филы» (Фила, Филе или Филэ) - 100 кг. Полезная нагрузка аппарата составляет 26,7 кг и состоит из десяти научных приборов: детектор альфа-частиц и рентгеновского излучения; комбинированный газовый хроматограф имасс-спектрометр для анализа образцов почвы; прибор для измерения доли стабильных изотопов; 6 одинаковых микрокамер для панорамной съёмки поверхности; ПЗС-камера для съёмок во время спуска; радар, призванный провести томографию ядра кометы; датчики для измерения плотности, температурных и механических свойств поверхности; магнитометр и детектор плазмы для изучения магнитного поля ядра кометы и его взаимодействия с солнечным ветром; 3 прибора для измерения свойств внешних слоёв кометы; бур для извлечения образцов почвы с глубин от 0 до 230 мм.

«Розетта» (вес 3000 кг) — первый космический аппарат, который вышел на орбиту кометы (создан Европейским космическим агентством и он отправился в космос в марте 2004 года). Аппарат состоит из двух частей: собственно зонда «Розетта» (англ. Rosetta space probe) и спускаемого аппарата «Филы» (англ. Philae lander). 

Фото: Изображение взято из официального блога ESA (EKA) rosetta blog

Название спускаемого аппарата связано с расшифровкой древнеегипетских надписей. На острове Филы на реке Нил был найден обелиск с иероглифической надписью, упоминающей царя Птолемея VIII и цариц Клеопатру II и Клеопатру III. Надпись, в которой ученые распознали имена «Птолемей» и «Клеопатра», также помогла расшифровать древнеегипетские иероглифы. Филы - остров, на котором, по древнеегипетским поверьям, был погребён Осирис (бог возрождения, царь загробного мира в древнеегипетской мифологии). В античности к нему применялся эпитет «недоступный»: на священной земле могли жить только жрецы, даже птицы и рыба якобы избегали его берегов.

«Филы» подойдёт к комете на скорости 1 м/с и закрепится на её поверхности с помощью гарпунов и ледяных буравов. Первое время аппарат будет работать на заранее запасённой энергии аккумуляторов, которые в дальнейшем будут заряжаться от солнечных батарей. Средняя температура поверхности кометы в первое время после посадки составит около -70 °C. 

Комета как она есть 

ESA/Rosetta/NAVCAM, CC BY-SA IGO 3.0-wikipedia.org

Космический аппарат зафиксировал, что комета "Ч-Г" издает звуковые волны в виде колебаний магнитного поля на частоте 40-50 миллигерц (за пределами диапазона, воспринимаемого нашим ухом). Чтобы превратить магнитные осцилляции кометы в звук, ученые искусственно увеличили частоту на фактор 1000. Послушать «звук» кометы можно в блоге миссии. Эксперты полагают, что звуковые волны возникают в процессе высвобождения нейтральных частиц в космическое пространство, где они получают электрический заряд в процессе ионизации. Также стало известно, что комета пахнет навозом, алкоголем и тухлыми яйцами.

Комета 67P Чурюмова-Герасименко была открыта 23 октября 1969 года Климом Чурюмовым в Киеве на фотопластинках другой кометы — 32P/Комас Сола, снятых Светланой Герасименко в сентябре в Алма-Атинской обсерватории (первый снимок, на котором видна комета, был снят 20 сентября 1969 года). Он обнаружил ещё одну комету возле края фотоснимка, однако вначале посчитал её фрагментом кометы Комас Сола. При изучении последующих фотоснимков было выяснено, что этот объект двигался по иной траектории и таким образом является самостоятельной кометой. Ее индекс 67P означает, что она - 67-я по счету открытая комета, вращающаяся вокруг Солнца с периодом обращения менее 200 лет.