Журнал «Открытия и гипотезы» - Открытия и гипотезы, 2015 №01

Журнал «Открытия и гипотезы»

Ежемесячный научно-популярный журнал

№ 1 (155) Январь 2015

ПРИРОДА ЛЕПИТ СНЕЖКИ

Удивительное природное явление зафиксировано на побережье Финского залива. Здесь в результате сильных заморозков образовались льдинки в форме шаров, диаметром от 5 до 10 см. Они напоминают мозаику, старательно выложенную руками человека, однако на самом деле у этого явления естественные причины.

Снимки были сделаны фотографом Александром Абросимовым, рассказавшим, что днем температура воздуха составляла -2 градуса, а ночью она упала до -20.

Шарики состоят из замерзшего снега и песка, а такую необычную форму им придали набегающие волны.

ОТКРЫТИЯ И ГИПОТЕЗЫ

Розетта — ключ к комете

Путешествие длиною в 10 лет подошло к концу. Космический аппарат «Розетта» прибыл к комете Чурюмова — Герасименко. Несмотря на жесткую посадку, мы всё же обогатим свои знания о том, как выглядела Солнечная система до того, как сформировались планеты.

История открытия

Комета Чурюмова — Герасименко была открыта в Киеве 23 октября 1969 года астрономом Климом Чурюмовым на фотопластинках другой кометы — Комас Сола, снятых накануне Светланой Герасименко в Алма-Атинской обсерватории. Вначале он посчитал её с фрагментом кометы Комас Сола, однако при изучении последующих фотоснимков было выяснено, что объект двигается по иной траектории и таким образом является самостоятельной кометой. Как показали дальнейшие расчеты, она вращается вокруг Солнца, отлетая чуть дальше орбиты Юпитера, и каждые 6,6 лет сближается с Солнцем, однако не ближе орбиты Земли.

Открытой комете присвоен индекс 67R который означает, что 67 короткопериодическая (обращения вокруг Солнца менее 200 лет) комета.

Характеристики кометы

Ядро кометы 67Р неправильной формы, и в первом приближении может быть описано как состоящее из двух скрепленных между собою частей. Размеры этих фрагментов оцениваются как 4,1x3,2x1,3 км (большая часть и 2,5x2,5x2,0 км (меньшая часть), объём — в 25 км3.

Согласно последним оценкам, масса кометы составляет 1013 кг, период вращения вокруг собственной оси — 12 часов 24 минуты.

Интересно, что при расчётах траектории кометы Чурюмова — Герасименко было выявлено, что её орбита менялась. До 1959 года ближайшая к Солнцу точка орбиты кометы находилась на расстоянии около 2,7 а. е. от Солнца. Затем в результате гравитационного воздействия Юпитера это расстояние сократилось до 1,29 а. е., каковым и остаётся по сей день.

Розетта

Изучение комет давняя страсть астрономов. Эти космические путешественники могут многое рассказать о том, как формировалась наша Солнечная система. Поэтому 2 марта 2004 года к комете Чурюмова — Герасименко стартовал космический аппарат «Розетта», запущенный европейским космическим агентством.

Название космического аппарата «Розетта» происходит от знаменитого Розеттского камня — каменной плиты с выбитыми на ней тремя идентичными по смыслу текстами, два из которых написаны на древнеегипетском языке (один — иероглифами, другой — демотическим письмом), а третий написан на древнегреческом языке. Сравнивая тексты Розеттского камня, учёные смогли расшифровать древнеегипетские иероглифы.

Изначально запуск «Розетты» был запланирован на 12 января 2003 года. Целью исследований была выбрана комета 46Р/Виртанена. Однако в декабре 2002 года произошёл отказ двигателей при запуске ракеты-носителя «Ариан-5». Из-за недостаточной надёжности ракеты запуск космического аппарата «Розетта» был отложен, после чего для него была разработана новая программа полёта. Новый план предусматривал полёт к комете 67Р/Чурюмова — Герасименко.

После двух отменённых попыток запуска «Розетта» была запущена 2 марта 2004 года с космодрома Куру во Французской Гвиане.

В качестве почётных гостей на запуске присутствовали первооткрыватели кометы профессор Киевского университета Клим Чурюмов и научный сотрудник Института астрофизики Академии наук Таджикистана Светлана Герасименко.

Десятилетний путь аппарата «Розетта» был не только долог, но и извилист. «Не существует достаточно мощных ракет, которые могли бы непосредственно вывести аппарат на траекторию кометы, — объяснил Андреа Аккомаццо, руководитель полета миссии «Розетта». — Поэтому аппарату пришлось совершить четыре гравитационных маневра в поле тяготения Земли. Такие маневры позволяют передать часть энергии планеты космическому аппарату, разгоняя его. Дважды аппарат пересекал пояс астероидов, и чтобы эта часть полета не пропадала зря, было решено заодно исследовать некоторые объекты пояса».

Снимок кометы 67Р Чурюмова-Герасименко.

Поверхность 67Р

Конструкция Розетты

«Розетта» стала первым космическим аппаратом, который отправился во внешнюю часть Солнечной системы, имея на борту в качестве источника энергии не радиоизотопный термоэлектрический генератор, а солнечные батареи. На расстоянии 800 млн. км от Солнца (это самая дальняя точка миссии) освещенность не превышает 4 % земной, поэтому батареи имеют большую площадь (64 м2). Кроме того, это не обычные батареи, а специально разработанные для работы в условиях низкой интенсивности и низких температур. Их мощность составляет 1500 Вт (400 Вт в спящем режиме)».

Сборка аппарата происходила в специальном помещении, где в воздухе поддерживаются в определённом заданном диапазоне размер и число на кубический метр таких частиц, как пыль, микроорганизмы, аэрозольные частицы и химические пары. Стерилизация была не так важна, так как кометы не рассматриваются в качестве объектов, где можно найти живые микроорганизмы, зато на них надеются найти молекулы-предшественники жизни.

Главная двигательная установка состоит из 24 двухкомпонентных двигателей с тягой в 10 Н. Аппарат имел на старте 1670 кг двухкомпонентного топлива, состоящего из монометилгидразина (горючего) и тетраоксида азота (окислителя).

Корпус из ячеистого алюминия и разводку электрического питания по борту изготовила финская компания Patria.

«Розетта» интересен не только сам по себе, но и тем, что несет зонд «Филы», о котором будет рассказано ниже.

Хроника полёта

25 февраля 2007 года аппарат «Розетта» приблизился к Марсу. Во время пролёта аппарат «Филы» с расстояния в 1000 км провёл съёмку планеты. Подмены данные о магнитном поле Марса.

4 августа 2008 гола астероид «Штейнс» попал в зону видимости космического аппарата.

6 сентября «Розетта» передала снимки астероида с близкого расстояния. На его поверхности обнаружены 23 кратера диаметром более 200 метров.

10 июля 2010 года космический аппарат сблизился с астероидом Лютеция и сделал множество снимков астероида.

10:00 по UTС (11:0 °CЕТ) 20 января 2014 года космический аппарат «Розетта» «проснулся» от внутреннего таймера. Началась подготовка к встрече с кометой Чурюмова — Герасименко.

В июле «Розетта» получила первые данные о состоянии кометы Чурюмова — Герасименко. Аппарат определил, что ядро кометы ежесекундно выпускает в окружающее пространство около 300 миллилитров воды.

7 августа «Розетта» приблизилась к ядру кометы на расстояние около 100 км.

В начале сентября 2014 года после анализа снимков кометы, была составлена карта поверхности. Кроме этого, спектрограф ультрафиолетового излучения Alice не обнаружил спектральные линии, которые бы указывали на наличие участков поверхности кометы, покрытых льдом.

Началась подготовка к высадке зонда «Филы».

Филы

Стокилограммовый спускаемый аппарат «Филы» несет на себе десять научных приборов:

APXS — спектрометр альфа-частиц и рентгеновского излучения.

COSAC — комбинированный газовый хроматограф и масс-спектрометр для анализа образцов горных пород.

Ptolemy — прибор для измерения соотношения долей стабильных изотопов в компонентах ядра кометы.

3IVA — 6 одинаковых микрокамер для панорамной съёмки поверхности, с матрицами 1024x1024 пикселя каждая.

ROLIS — ПЗС-камера для съёмок во время спуска, с разрешением 1024x1024 пикселя.

CONSERT — радар, призванный провести томографию ядра кометы путём измерения распространения в нём электромагнитных волн от «Розетты».

MUPUS — датчики для измерения плотности, температурных и механических свойств поверхности.