zelenyikot


Открытый космос Зеленого кота

Космос ближе, чем кажется


Previous Entry Share Next Entry
Rosetta — самая интересная космическая миссия 2014 года
zelenyikot
В 2014 году в Солнечной системе произойдут два захватывающих события, которые стоят ожидания. По иронии судьбы, они оба связаны с кометами. Сегодня расскажу об одном из них.



Этим летом и осенью в космосе состоится кульминация одной из самых интересных исследовательских операций, сравнимых по значимости с посадкой марсохода Curiosity - реализация многолетней программы Rosetta. Этот космический аппарат стартовал в 2004 году и долгие десять лет летал во внутренней Солнечной системе, совершая корректировки и гравитационные маневры, только для того, чтобы выйти на орбиту кометы (67P) Чурюмова-Герасименко. Rosetta должна настигнуть комету, как следует изучить с расстояния, и высадить спускаемый аппарат Philae. Тот проведет свою часть исследований и совместно они расскажут нам о кометах так много, как это только возможно в роботизированной миссии.


Большое фото

Комета Чурюмова-Герасименко не является каким-то уникальным космическим телом, требующим обязательного изучения. Наоборот, это обыкновенная короткопериодическая комета, возвращающаяся к Солнцу, каждые 6,6 года. Она не улетает дальше орбиты Юпитера, зато ее траектория предсказуема, и удачно подвернулась к стартовому окну космического аппарата. Ранее Rosetta планировалась для другой кометы, но неполадки с ракетой-носителем вынудили отложить запуск, поэтому цель изменилась.

Любопытный вопрос - почему к комете пришлось лететь целых десять лет, если она прилетает чаще? Причина этого - научная программа Rosetta. Все предыдущие миссии, начиная с американо-европейского ICE и советской “Веги” в 80-е, и заканчивая Stardust в 2011 году, проходили на встречных или пролетных курсах. За тридцать лет ученые смогли сфотографировать вблизи кометное ядро; смогли скинуть на комету металлическую болванку, а через несколько лет взглянуть на результат падения; смогли даже привезти на Землю немного кометной пыли из хвоста. Но чтобы провести рядом с ядром кометы достаточно длительное время, и чтобы сесть на нее, простой встречи мало. Скорость комет может достигать десятков и даже сотен километров в секунду, к этому прибавляется вторая космическая самого аппарата, поэтому “в лоб” комету можно только бомбить или высаживать Брюса Уиллиса.
Долгий путь позволил Rosetta подобраться к комете сзади и пристроиться рядом, следуя теми же скоростью и курсом, что и (67P) Чурюмова-Герасименко.



Попутно были сняты прекрасные виды Земли:


Большое фото.

На борту трехтонного космического аппарата размещено 12 научных приборов, которые позволят изучить температуру, состав, интенсивность испарения кометного хвоста, поверхность ядра. Радарный эксперимент позволит сделать радарное “УЗИ” кометному ядру, чтобы определить ее внутреннюю структуру. Но наиболее интересные, с точки зрения эффектности “картинки”, ожидаются результаты от оптической камеры OSIRIS (Optical, Spectroscopic, and Infrared Remote Imaging System). Это сдвоенное фотоустройство, оборудованное двумя камерами с объективами 700 мм и 140 мм и CCD-матрицами 2048х2048 пикселей.



За то время, что Rosetta провела в пути, она не бездельничала, а реализовала исследовательскую программу достойную нескольких самостоятельных миссий. Вообще она демонстрирует пример того как полезно иметь космический аппарат с дальнобойным фотоаппаратом, мечущийся туда-сюда по Солнечной системе.

Через полтора года после старта она издалека посмотрела на реализацию миссии NASA Deep Impact. Удар импактора по комете Tempel 1 вызвал вспышку, которую сложно разглядеть глазами:



зато она была зарегистрирована более чуткими датчиками:



Через два года Rosetta пролетела на близком расстоянии от Марса и сделала просто шикарные снимки планеты в разных спектральных диапазонах. В оптическом Марс выглядит так:



А ультрафиолетовый канал позволил выделить подробности в марсианской атмосфере:



Отдельное фото удалось сделать бортовой камерой спускаемого аппарата Philae:



Любопытно, что в зависимости от камеры цвет наблюдаемой поверхности может существенно меняться. Подобный бледно-бежевый цвет Марса давала камера спутника Mars Global Surveyor.

После Марса Rosetta “уснула” чтобы проснуться через полтора года в 2008-м, для съемки пролетающего на расстоянии 800 км шестикилометрового астероида Steins. Правда системный сбой помешал провести съемку астероида дальнобойной камерой, но широкоугольная позволила сделать снимки детализацией до 80 метров на пиксель, и получить ценные данные об объекте.



Еще с Земли было определено, что астероид относится к классу-Е. Осмотр с близкого расстояния это подтвердил. Оказалось Steins состоит из силикатов, бедных на железо, но богатых магнием, при этом, некоторые минералы перенесли нагрев более 1000 градусов Цельсия. Наблюдения поверхности и особенностей вращения астероида смогли подтвердить на практике YORP-эффект. Этот эффект возникает (точнее проявляется заметнее) у небольших астероидов неправильной формы. Неравномерный нагрев поверхности приводит к тому, что инфракрасное излучение нагретой части создает реактивную тягу, которая повышает скорость вращения астероида.

Любопытно, что исходя из теории YORP-эффекта, Steins должен был иметь форму двойного конуса, но большой ударный кратер на южном полюсе “сплюснул” астероид и придал ему форму “бриллианта”. Этот же удар, похоже, расколол пополам космическое тело, но оно продолжает держаться за счет сил гравитации, хотя ученые рассмотрели признаки гигантской трещины, рассекающей Steins.



Весной 2010 года Rosetta позволила лучше идентифицировать кометоподобное тело P/2010 A2 обнаруженное в поясе астероидов. Эта “комета” наделала шуму в стане астрономов в 2010 году, когда стала вести себя совершенно не по-кометному.


Снимок телескопа Hubble.

Несмотря на то, что камеру Rosetta не сравнить с Hubble, наблюдения, проведенные под другим углом позволили определить, что перед нами не комета, а результат космического ДТП, когда в 150 метровый астероид врезался маленький обломок размером около метра.

Но астероидной "звездой" 2010 года стала (21) Lutetia. Это стокилометровый астероид, который осмотрела Rosetta, с расстояния 3170 км. На этот раз 700 мм камера сработала отлично, поэтому даже с такого расстояния получилось снять детали поверхности до 60 м на пиксель.



Lutetia - это весьма интересный и загадочный объект, исследование которого вызвало много вопросов. Ранее астрономы с Земли определили его спектральный класс как М - астероиды с большим количеством металлов, тогда как спектральные исследования Rosetta указывали скорее на класс С - углеродистых хондритов. Снимки поверхности позволили сделать вывод, что Lutetia на 3 км покрыта толстым ковром раздробленного реголита, скрывающем коренные породы. Анализ массы позволил определить ее плотность: выше чем у каменных, но ниже чем у металлических астероидов, что тоже вводило в недоумение. В результате ученые решили, что перед нами одна из немногих оставшихся с момента зарождения Солнечной системы планетезималей - “зародышей планет”.


Большое фото.

Когда-то Lutetia начала процесс дифференциации вещества, переместив тяжелые металлические породы в центр и выведя легкие каменные - к поверхности. Однако, она оказалась слишком далеко от орбит формирования каменных планет Солнечной системы и слишком близко к Юпитеру, чьи гравитационные возмущения не позволили набрать нужную массу. Более того, считается, что раньше форма Lutetia приближалась к сфере, но многократные столкновения в поясе астероидов за 3,5 млрд. лет обезобразили ее облик.

После осмотра Lutetia Rosetta снова уснула, чтобы проснуться только 20 января 2014 года. Сейчас идет проверка оборудования и никаких неполадок не выявлено, что кажется фантастическим результатом, для космического аппарата проведшего десять лет в открытом космосе и дважды пролетавшего через пояс астероидов.

Что ждет впереди? Сделайте пометки в календаре.



Май 2014: еще один важный момент для миссии - последние коррекции траектории для сближения с кометой. В конце мая расстояние между “охотником и жертвой” составит около 100 тыс. км. Думаю к тому времени начнут поступать первые снимки кометы и ее ядра. До Земли от них будет еще 450 млн. километров, поэтому наблюдать самостоятельно комету получится только в мощные телескопы.

Август 2014: Rosetta входит в комету. Разумеется пока в кому. Считается, что частички пыли и льда комы способны повредить космический аппарат, но это в случае встречных траекторий. Для Rosetta скорость кометы будет равняться практически нулю, поэтому серьезные повреждения не ожидаются. Зато в эти дни ожидаются самые эффектные снимки приближающегося и вращающегося кометного ядра. Если камеры будут нормально работать, мы сможем увидеть не только поверхность ядра, но и процессы, которые проходят на нем, по мере приближения к Солнцу. Газопылевые джеты, бьющие из глубин, должны смотреться просто шикарно.

Ноябрь 2014: самые напряженные дни, часы, минуты. Наступает тесное сближение с кометой до 3 км и происходит сброс спускаемого аппарата Philae. Он должен сесть на ядро, пробурить его, сфотографировать, просветить радаром, взять пробы грунта… Короче, если миссия пройдет успешно, то это будет настоящим триумфом межпланетной науки.



2015: Rosetta продолжит следовать с кометой так долго как только сможет. Долговечность Philae под вопросом, многое зависит от места посадки, режима вращения ядра, и условий на поверхности. Во время сближения с Солнцем ему должно хватать энергии для работы, а вот, по мере удаления, эффективность батарей будет падать. Если сможет сесть и протянуть хотя бы месяц - это уже будет подарком для создателей и для десятков ученых Европы и США.

К сожалению с Земли комету практически невозможно будет наблюдать без серьезной техники.

Даже при самом тесном сближении, расстояние между нами будет не меньше 200 млн. км. Однако, точное местоположение кометы можно определить при помощи мобильного приложения Star walk на iOs или Android. Специально ради миссии Rosetta нужная комета добавлена в число наблюдаемых объектов небосвода, чтобы можно было всегда увидеть где проходит операция по высадке межпланетного десанта.

Нам же остается только ждать, следить за новостями, и желать удачи Европейскому космическому агентству. Fly, Rosetta! Fly!

Подпишитесь на блог zelenyikot, чтобы не пропустить самое интересное в космосе.


promo zelenyikot декабрь 8, 07:51 25
Buy for 800 tokens
Я не только пишу о космосе, но могу и рассказать о любимых темах для широкой или узкой аудитории. За последние два года я уже провел несколько десятков лекций во многих городах России. Часто приглашают на фестивали науки, профориентационные мероприятия для студентов, на конференции и выставки.…

Исключительно впечатляюще!

Ждём рассказа о втором событии.

Большое человеческое спасибо.

Отличный блог. Отличные новости.

Потрясающая экспедиция!
Десять лет в космосе, дважды пройти пояс астеройдов... Это очень смело =) Надеюсь, смелость будет вознаграждена по полной.

(Deleted comment)
Здорово! Спасибо!

Вот на видео с траекторией можно видеть гравитационные маневры.
На глаз, самое очевидное:
Вылет - Земля через виток - Венера - Марс - Земля - свободный полет - Земля - Марс - вход на орбиту кометы
Ну какая-то коррекция за счет двигателей там есть, но, врядли большая, скорее для тонкой настройки.

Есть какая-то информация, чтобы сравнить вклад гравитационные маневры - vs - двигатели в формирование орбиты.

(Deleted comment)
Ариан-5, вот тут видео есть: http://youtu.be/rEslUpel6s4?t=4m1s

(Deleted comment)
Вот как она просыпалась.

http://www.youtube.com/v/UqcDtRmJbKY

Тоже слежу за ней.

Edited at 2014-02-05 05:18 am (UTC)

Отличный репортаж, спасибо!
Остался неясным, правда, небольшой нюанс: чем вам русские названия астероидов не угодили? Штейнс и Лютеция соответственно?

Да я в Philae уткнулся, мне кажется его прочтение как "Филы" слишком неуклюже, поэтому решил все названия давать латиницей.

Фотка Вам в коллекцию.
На Куру, за стартом Розетта наблюдает директор ESA (в центре), а также Клим Иванович Чурюмов и Светлана Ивановна Герасименко, открывшие эту комету в 1969 г. :)

Да, мне встречалась это фото, но подробнее рассказывать пришлось бы, а объем текста уже так приличный выходил.

Когда читал, то просто дух захватывал. Спасибо за интересный пост.
Майдан, Сочи и Дождь уже порядочно надоели :)))

Фото Марса

Фото с Philae Марса просто шикарное. Такое ощущение, что снимал космонавт с корабля. :) Ну большое спасибо за репортаж

Re: Фото Марса

Ага. Вообще побольше бы таких фото, странно что так редко делают - отлично смотрится.

(Deleted comment)
Очень интересно! А пробы грунта берутся для анализа в самом спускаемом модуле, или их планируют как-то переправить на Землю?

Анализ будет проводиться только на борту. Возврата на Землю не предполагается. Пыль из хвоста уже однажды привозили на аппарате Stardust.

Ура, скоро к нам прилетят зеленые человечки

Вообще-то это мы к ним прилетим ;)

если можно оседлать астероид и отклонить его траекторию в нужном направении - получится охуительное кинетическое оружие массового уничтожения

Был такой проект у НПО Лавочкина. Но Американцы в этом направлении продвинулись дальше. Только без милитаристских целей. Проблема такого оружия в очень низкой точности.

Классные фото! Спасибо!

Офигенно, спасибо.

А Philae там и останется? То есть грунт с кометы на землю не доставить?

Да, возврата не предполагалось, поэтому все исследовательские приборы - с собой.

ого,) очень интересно) спасибо за впечатляющий рассказ)

?

Log in