Оригинал материала
Маленькая, активная, загадочная…
4 ноября состоялось очередное «космическое рандеву»: космический аппарат Deep Impact (проект EPOXI, НАСА) прошел в 700 км от ядра кометы 103P/Хартли 2 (103P/Hartley 2) и сфотографировал его. Таким образом, коллекция изображений комет, полученных с близких расстояний, пополнилась еще одним экземпляром, а исследователи получили в свое распоряжение свежий материал для изучения прошлого и настоящего нашей Солнечной системы.
Сближение аппарата с кометой формально началось 3 ноября, когда приборы аппарата были наведены на ядро кометы. Максимальное сближение на 700 км произошло 4 ноября, в 14-00 по Гринвичу. От самой Земли «место встречи» отстоит всего лишь на 0,384 а.е. (чуть менее 60 млн км). (Примечание: Желающие могут посмотреть на текущее местоположение кометы на сайте Amateur Observer’s Program — программы поддержки проекта Deep Impact с помощью любительских наблюдений (http://dawn-aop.astro.umd.edu/where/Hartley.shtml)).
Полученные изображения оперативно выкладывались на сайт миссии, так что увидеть комету можно было уже в ночь с 4 на 5 ноября. Кроме фотографий в сеть были выпущены и видеоролики, полученные во время фазы пролета и подготовки, которая началась в сентябре.
Майкл А’Херн (Michael A’Hearn, университет Мэриленда), главный исследователь проекта EPOXI, комментирует происходящее кратко: «Нам предстоят сюрпризы. Эта комета не похожа ни на одну из тех, что мы уже посещали, и мы не знаем, что нам предстоит обнаружить». Эти слова, конечно, рассчитаны и на внешний эффект, однако суть происходящего они передают верно. Кометы — пока нечастые объекты исследований космических зондов, поэтому любой эксперимент приносит очень много неожиданной информации.
Безусловно, детальная обработка результатов Deep Impact — дело еще многих месяцев, тем более что наблюдения за кометой продолжатся еще три недели после сближения. Однако уже предварительные наблюдения и самые первые изображения содержат интересную информацию об объеме кометы и том веществе, которое она выбрасывает в пространство. В частности, в сентябре неожиданно увеличились выбросы цианидов (производных синильной кислоты) — в 5 раз за восемь дней. Столь активная дегазация обычно сопровождается выбросами пыли, но в этот раз их не было, поэтому пока нет полной ясности в том, как объяснить это явление.
Комета Хартли 2 относительно мала, ее диаметр оценивается в 1-2 км. Она относится к корот-копериодическим кометам семейства Юпитера, ее период составляет 6,46 года. Ее открыл в 1986 г. Малькольм Хартли, сотрудник обсерватории Сайдинг Спринг (Siding Spring Observatory) в Австралии. Кстати, это второй случай, когда первооткрыватель кометы одновременно был современником ее посещения космическим аппаратом, и первый случай, когда он наблюдал за сближением в зале управления проектом Лаборатории реактивного движения НАСА. До Хартли лишь Пауль Вильд, первооткрыватель кометы Вильда, был свидетелем встречи со «своей» кометой аппарата Stardust, но это происходило в частной обстановке.
Проект по изучению кометы Хартли 2 замечателен еще и тем, что это в некотором роде «энергосберегающая» миссия, использующая аппарат Deep Impact, который отработал свою главную цель — встречу с кометой Темпеля 1 (9P/Tempel 1, 4 июля 2005 г.). Кроме дистанционных наблюдений в научную программу Deep Impact входило направленное столкновение специального зонда с ядром кометы и изучение выброшенного в результате удара вещества.
Тот эксперимент оказался удачным, но активная жизнь Deep Impact им не закончилась. Как предполагалось еще до запуска аппарата, он был направлен к другой комете в рамках продленной миссии с аббревиатурой DIXI — Deep Impact eXtended Investigation. Тем самым убивали сразу двух зайцев: во-первых, использовался вполне исправный аппарат; во-вторых, появлялась возможность сравнить две различные кометы по данным одних и тех же приборов.
На выбор предлагались комета Ботина (85P/Boethin) и комета Хартли 2. Первый вариант казался предпочтительным по времени (путешествие к комете заняло бы на два года меньше) и условиям «встречи». Но орбита кометы Ботина известна очень неточно: собственно, последний раз ее наблюдали более 20 лет назад, в 1986 г. И в решающие дни 2007 г., когда аппарат следовало направить на траекторию пролета, комету в буквальном смысле слова не обнаружили на положенном месте. Возможно, она распалась на несколько мелких фрагментов. Так или иначе, но Deep Impact направился к комете Хартли 2.
Путь к ней занял почти три года и потребовал несколько гравитационных маневров у Земли. Впрочем, аппарат не терял даром времени. С 22 января до конца августа 2008 г. приборы Deep Impact наблюдали за несколькими звездами, у которых к тому времени открыли планетные системы, в рамках программы EPOCh (сокращение от «Наблюдения и описание внесолнечных планет» — Extrasolar Planet Observation and Characterization). Смешение двух аббревиатур и произвело не свет финальное название проекта EPOXI, для русского уха (да и, возможно, для английского) звучащее не очень-то романтично.
Комета Хартли 2, несмотря на малые размеры, довольно активна: по словам А’Херна, хотя ее ядро составляет всего треть от ядра кометы Темпеля 1 (диаметр — около 6 км), она выбрасывает в 5 раз больше газа и пыли. Дон Йеоманс (Don Yeomans), один из исследователей проекта и сотрудник JPL, за эти свойства назвал комету «гиперактивной, маленькой и отважной». А по данным наземных наблюдений, которые приводит Анита Кокран (Anita Cochran), сотрудница университета Техаса, относительно небольшое ядро кометы выбрасывает столько же водяного пара, сколько и ядро кометы Темпеля 1, площадь поверхности которой в 10 раз больше. Есть предположение, что в отличие от более крупных комет, которые выбрасывают газ и вещество в виде джетов, дегазация кометы Хартли 2 происходит по всей поверхности. Впрочем, подтвердить или опровергнуть его могут лишь более точные данные, которые должен получит Deep Impact.
Научная аппаратура зонда состоит из двух основных инструментов: комплекса высокого разрешения HRI (High Resolution Instrument), включающего телескоп, мультиспек-тральную камеру и инфракрасный спектрометр, и комплекса среднего разрешения MRI (Medium Resolution Instrument). С их помощью предполагается детально изучить и ядро, и кому кометы. В планах — уточнение формы и размеров ядра, измерение его яркости и цвета, температуры поверхности, по которой можно оценить теплопроводность внутренних слоев ядра и наличие в нем летучих веществ. По образованиям на поверхности ядра можно попытаться восстановить историю формирования кометы. Особенный интерес вызывают кометные извержения газа: планируется исследовать спектры газа, выброшенного из кометы, и попытаться привязать проявления активности в коме к конкретным образованиям на поверхности ядра. Наконец, не менее важна и кома, ее спектральные характеристики. В частности, исследователи надеются обнаружить признаки химических реакций диссоциации сложных молекул под действием солнечного света и затем, возможно, их рекомбинации в коме.
Рандеву с кометой Хартли 2 станет завершающим этапом жизни Deep Impact, после чего аппарат отправится на «заслуженную пенсию», превратившись в искусственную планету. Исследователи же займутся анализом полученных данных и сравнением кометы Хартли 2 с уже известными экземплярами из коллекции изображений кометных ядер, наблюдавшихся космическими аппаратами в непосредственной близости.
Эта коллекция пока невелика и включает кроме кометы Хартли 2 четыре образца: комету Галлея (1986 г., международной проект ВЕГА, проводившийся под эгидой СССР, и европейский аппарат «Джотто»), комету Боррелли (2001 год, пролет аппарата Deep Space 1, НАСА), комету Вильда 2 (2004 г., аппарат Stardust, НАСА) и уже упоминавшуюся комету Темпеля 1 (Deep Impact, 2005). (Примечание: строго говоря, были и другие кометные миссии, которые, правда, не включали сближения с ядром: пролет американского аппарата ICE сквозь хвост кометы Джакобини-Циннера в 1985 г. и рандеву европейского аппарата «Джотто» с кометой Грига-Скеллерупа в 1992 г, через шесть лет после успешного пролета мимо кометы Галлея, в чем принимали участие российские ученые).
Входящие в эту небольшую выборку экземпляры при ближайшем рассмотрении оказываются настолько различными по своим свойствам, что возникает вопрос, насколько одинаковыми были условия их формирования.
Если говорить популярным языком, то охота за кометами — это попытка заглянуть в прошлое Солнечной системы, поскольку считается, что лед и пыль, из которых состоят ядра комет, практически не претерпевали изменений, кроме внешних, с момента ее образования. Это действительно так, но в каждом конкретном случае могут возникать новые вопросы.
Так, например, оказалось, что комета Вильда 2, частицы которой отправил на Землю аппарат Stardust, прошедший сквозь хвост кометы в 2004 г., содержит минералы, которые могли образоваться лишь при сравнительно высоких температурах. Означает ли это, что некоторые кометы формировались ближе к Солнцу, чем предполагается сейчас?
Другой пример: на поверхности кометы Темпеля 1 взору исследователей предстали несколько десятков образований, похожих на ударные кратеры. Но поскольку за одну орбиту с поверхности кометы испаряется (сублимируется) приблизительно полуметровый слой поверхности, то такие кратеры уже должны были исчезнуть. Таким образом, считает А’Херн, в появлении этих образований играют роль другие процессы.
Некоторые исследователи даже полагают, что в недрах комет, несмотря на их малые размеры, могут идти какие-то внутренние процессы, вызывающие криовулканизм — выход более теплого льда на поверхность.
Для ответа на эти и многие другие вопросы необходимы данные. К сожалению, кометы, из-за своих малых размеров и сложных орбит, -довольно неудобные объекты наблюдения как для наземных телескопов, так и для космических аппаратов.
В будущем году к уже имеющейся информации может добавиться обновление: аппарат Stardust, получивший новое имя NeXT, должен встретиться с кометой Темпеля 1 через шесть лет после Deep Impact. А через четыре года в коллекцию может войти совершенно новый экспонат: в 2014 г. космический зонд Rosetta (ЕКА) должен достичь кометы 67P/Чурюмова-Герасименко и отправить на ее поверхность посадочный аппарат, который проведет анализ вещества кометы.
Но на этом охота за кометами временно приостановится: после Rosetta в планах мировых космических агентств экспедиций к этим телам пока не значится. Некоторое время в ЕКА обсуждался амбициозный план по возврату вещества кометы непосредственно с поверхности на Землю. Проект под продовольственным названием ‘Triple F», что означает «Fresh From the Fridge» («Три Ф» — «Свежим из морозилки») обсуждался ЕКА совместно с Роскосмосом, но пока его судьба осталась неопределенной. Другое интересное предложение — отправить аппарат к дальним областям Солнечной системы, за орбиту Нептуна, где, согласно существующим предположениям, находится «строительный мусор», оставшийся после образования Солнечной системы. Поскольку кометы, находящиеся там, должны гораздо в меньшей степени измениться под влиянием Солнца, их свойства в большей степени отражают свойства «первородного» вещества Солнечной системы.
Фото NASA
www.nasa.gov/mission_pages/epoxi/index.html