Здравствуй, Чури!

Миссия, казавшаяся невыполнимой

После десяти лет полета европейский космический зонд «Розетта» долетел до кометы 67P/Churyumov-Gerasimenko (Чурюмов-Герасименко), ласково называемой учеными «Чури».

Различают два вида малых тел, носящихся в нашей Солнечной системе: астероиды (метеориты) и кометы. Первые – камни, куски породы, большие и маленькие, тысячи из них бомбардируют ежедневно Землю, оставляя в небе и на земле следы, иногда разрушительные, как, например, Челябинский метеорит в прошлом году. А кометы – это малые ледяные тела, размером от сотен метров до десятков км. При их пролете вблизи Солнца они сильно испаряются, оставляя за собой кому – хвост, шлейф из газов. Изучение комет чрезвычайно трудно, но крайне важно, и вот почему.

Кометы, состоящие из каменной породы, льда и пыли, должны содержать вещество, из которого 4,6 млрд лет назад образовалась Солнечная система. Установление этого состава имеет фундаментальное значение для понимания её возникновения. Вот что сказал «отец» кометы – украинский ученый Клим Чурюмов, открывший ее в 1969 году совместно с аспиранткой Светланой Герасимено: «Комета – это капсула времени, которая сохраняет первичное вещество... Посадка исследовательского модуля на ядро кометы – важнейшее событие для науки и человеческой цивилизации». Ни больше, ни меньше!

Одна из главных на сегодня гипотез происхождения воды на Земле – космическая, согласно которой вода была занесена на Землю именно кометами. Ведь даже сравнительно маленькая Чури содержит, по расчетам, около 10 кубических километров воды. Более того, согласно некоторым теориям, сама жизнь в виде органических молекул была занесена на Землю из космических глубин именно кометами.

Предыстория

В истории космонавтики были считанные успешные эксперименты с кометами, их стоит перечислить. Во-первых, это советские АМС «Вега -1» и «Вега-2», пролетевшие в 1986 году мимо кометы Галлея и передавшие о ней ценную информацию. Их главной целью была Венера, и они блестяще справились с задачей, даже запустили аэростаты в венерианскую атмосферу.

Далее, Джотто (Giotto), европейский зонд, который был специально запущен для изучения комет. Он передал данные о комете Галлея, причем ему не повезло: пролетая всего в 600 км от поверхности ядра кометы, Джотто получил повреждения камеры от частиц ее шлейфа.

В 1990 году к комете Галлея с Земли отправилась целая экспедиция из 5 зондов («Армада Галлея»), в том числе двух японских, «Сакигакэ» и «Суйсэй», которые тоже внесли свой вклад в изучение кометы.

В 1998 году американцы запустили «Deep Space 1», который сблизился с астероидом Брайлем и кометой Борелли, передав на Землю информацию о них. А через год они запустили «Стардаст» (Stardust – звездная пыль), который достиг кометы Вильда 2 и, среди прочего, собрал образцы кометного вещества, которые впервые были возвращены в специальной капсуле на Землю в 2006 году.

В 2005 году США запустили «Дип Импакт» («Deep Impact») для изучения кометы Темпеля 1. «Импакт» означает удар, и именно удар по комете был его главной задачей. Импакт весил 370 кг, имел медную сердцевину и со страшной скоростью протаранил комету, вызвав выброс 10 тысяч тонн кометного вещества, которое и изучалось основным аппаратом. А на комете остался кратер диаметром 100 и глубиной 30 м.

Путь «Розетты»

Европейцам очень непросто было решиться на новый полет к комете: им сложно координировать дорогие долгосрочные проекты, на согласования иногда уходят долгие годы. Но уж делать, так делать! Это действительно должно было стать выдающимся достижением. И, похоже, стало.

В чем главное отличие «Розетты» от предыдущих проектов? Изучение кометы Чурюмова-Герасименко должно было проводиться не при пролете мимо, когда скорость сближения доходит до 70 км/с, а в совместном полете, когда аппарат длительное время летит рядом с кометой, изучая ее многочисленными приборами, постепенно приближаясь по орбите вместе с ней к Солнцу (при этом усиливается выделение газов).

Чурюмов и Герасимено на космодроме Куру 10 лет назад перед запуском «Розетты»

Известен эпизод, когда при разработке советского аппарата для посадки на Луну конструкторы никак не могли договориться, на какую поверхность следует рассчитывать. Не исключалось, что Луна покрыта многометровым слоем пыли. Тогда Королев решил проблему в своем стиле, просто приказав считать лунную поверхность твердой. То же и с Чури: ученые не знали, какова поверхность кометы. Она могла быть совершенно непригодной для посадки, рыхлой или состоящей из острых камней. В отличие от Луны, кометы вблизи никто не видел. Кроме того, на Луну можно было запускать зонд за зондом, действуя методом проб и ошибок, тем более что продолжительность полета составляла всего несколько дней и средств тогда хватало. А тут лететь десять лет, в случае дальнего космоса для проб и ошибок человеческой жизни не хватит, не хватит и бюджета ESA. Так что ошибиться было крайне нежелательно.

В ходе полета с «Розетты» были получены снимки Марса и изучены астероиды Steins и Lutetia. Особенно впечатляющими оказались данные по Lutetia, стокилометровому астероиду, заснятому с расстояния в 3000 км. Удалось и рассмотреть с пролетной траектории комету Tempel 1, ранее бомбардированную американцами. Но немалую часть пути в 800 миллионов километров «Розетта»... проспала. Для нее не было задач, и создатели погрузили ее в экономный режим, который в наших домашних приборах называется StandBy, с той лишь разницей, что пробуждение ото сна было делом непростым, она могла и не проснуться.

Так выглядела посадка (ESA)

А подлетев к комете и начав ее изучение, «Розетта» обнаружила, что Чури пахнет, точнее, воняет и поет. Пахнет она сероводородом, формальдегидом и другими газами, вырывающимися из ее глубин. Москвичам сегодня хорошо известен запах сероводорода (тухлых яиц), они им дышали несколько дней по причине какой-то аварии. Но для ученых – это праздник, ведь эти газы могут свидетельствовать о нахождении в ядре кометы органических молекул, что, возможно, будет подтверждением теории занесения жизни на Землю именно кометами. Кроме того, сделана запись низкочастотных электромагнитных колебаний, которые уже назвали «песней» кометы. Клим Чурюмов объяснил колебания формой ядра кометы.

Три дня из жизни «Филы»

И вот «Розетта» – у цели. На Землю поступают всё более и более детальные снимки кометы; за внешний вид ее назвали двойной картофелиной. Приборы передают на Землю наряду со снимками результаты измерений. Несколько месяцев кружит зонд вокруг кометы, а ученые выбирают на основании снимков посадочную площадку для «Филы» («Philae») – спускаемого аппарата для выполнения самой сложной части проекта – посадки на комету.

Сегодня всё это уже позади, хотя, конечно, рассчитывать на идеальное прохождение посадки было просто нереально – слишком много было неизвестно. «Фила», размером с холодильник и весом около 100 кг, сблизилась с кометой в месте, выбранном для посадки, его назвали «Agilkia».

Поскольку сила притяжения на Чури ничтожна, а состояние поверхности неизвестно, «Филу» оснастили двумя выстреливаемыми гарпунами, чтобы притянуть аппарат к поверхности, и тремя шурупами на опорах – для той же цели. Однако они не помогли! Вот что сказал сам Чурюмов: «Это тонкая, ювелирная работа. Посадить на ядро кометы аппарат сложнее, чем осуществить высадку космонавтов на Луну или Марс...». И как в воду глядел: гладкой посадки не получилось. «Фила» достигла избранного места посадки, но загарпуниться не смогла, отскочила от поверхности и, в конечном счете, оказалась в лежачем положении в крайне неподходящем месте – в тени утеса. Тень для аппарата, питаемого солнечными батареями, совершенно губительна и... неизбежное произошло. Но не сразу и не без борьбы. Ученые, не потерявшие с «Филой» связь, видя, что скорый конец неизбежен, включили все исследовательские приборы и успели провести почти все запланированные эксперименты и передать их результаты на Землю, ретранслировав их через «Розетту». Удалось даже бурение грунта, его спектрометрическое исследование и еще многое другое. После чего по команде из центра «Фила» погрузилась в сон, может быть, вечный, но возможно – и нет. Комета приближается к Солнцу, место посадки будет лучше освещаться, возможно испарение утеса, в тени которого она находится. Словом, уже через несколько месяцев возможно «воскресение» «Филы», а «Розетта» тем временем будет лететь рядом. Это была блестящая эпопея, хоть и без человеческого участия, и она еще не окончена.

60 часов работы на поверхности кометы не пропали даром: уже сейчас известно, например, что поверхность ее твердая, но покрыта слоем пыли до 12 см толщиной,  температура на поверхности около минус 150 градусов. Кроме того, найдены органические соединения. Последнее особенно интересно, ибо если это не простые углеводороды, как, например, метан, а сложные соединения типа аминокислот, то это было бы серьезной заявкой на обнаружение космического первоисточника жизни. Ученые лишь начали анализировать полученные данные.

Кстати, насчет названий. «Rosetta» происходит от «Розеттского камня»; с помощью текстов, на нем выбитых, впервые были расшифрованы древнеегипетские иероглифы. А «Philae» и  «Agilkia» – названия островов на реке Нил, тоже имеющих отношение к расшифровке древних текстов.

А тем временем в декабре НАСА пробудит от пятилетнего сна свой зонд «Новые горизонты», который в январе должен приступить к исследованию Плутона – карликовой планеты на краю Солнечной системы.

С.Мучник (Дортмунд)