АМС Солнечной системы. Часть 3. Ловцы комет и астероидов.

Автор: Кулькова Светлана 08.07.2011 19:42

Интересное

Помимо посещения и изучения космическими аппаратами крупных планет и их спутников, пристальное внимание уделяется также и малым небесным телам, бороздящим просторы нашей звездной системы. Пробы грунта с поверхности астероидов и анализ частиц пыли из хвостов комет позволяют исследовать вещество, которое было свидетелем зарождения Солнечной системы и оставалось неизменным на протяжении миллиардов лет. Так, например, кометы - представляют собой "капсулы времени" той древней газово-пылевой туманности, большая часть которого была израсходована на строительство планет и Солнца. Изучение этих частиц дает астрономам возможность расширить знания о происхождении планет. А астероиды рассматривают как источник получения ценных ресурсов, таких как железо, никель, титан, кобальт, платину и других элементов, а также воды, из которой можно получить кислород для дыхания и водород для топлива, при минимальных затратах на их разработку.

КА "Галилео" стал первым космическим аппаратом с которого были получены снимки астероидов Гаспра в 1991 году и Ида в 1993 году. После этого в NASA была принята программа, согласно которой, любой аппарат пролетающий через пояс астероидов должен по возможности пролететь мимо какого либо астероида. В последующие годы космическими зондами и аппаратами были получены изображения ряда мелких астероидов. Однако были и такие зонды, которые специально разрабатывали для исследования определенного астероида или кометы. Обо всех этих аппаратах мы и расскажем ниже.

Вот так выглядит краткая история освоения малых тел Солнечной системы космическими аппаратами:

Pioneer А или "Пионер-6" (NASA, 1965 - 2000), кроме основной миссии по исследованию межпланетного пространства и физики Солнца, исследовал комету C/1973 E1 (Kohoutek) в 1973 году и передал данные о её хвосте. Кстати, этот аппарат долгожитель, так как предположительно работает до сих пор. Последний сеанс связи с ним осуществлен в 2000 году в честь 35-летия запуска.

International Cometary Explorer ICE (NASA, ESA, первоначально КА назывался ISEE-3 (1978 - 1982), а затем уже ICE (1982-1997)). Основной научной целью ICE было изучение взаимодействия между солнечным ветром и кометной атмосферой. В связи с этим аппарат совершил проход через газовый хвост кометы 21P/Джакобини — Циннера (1985г.), затем проводил наблюдения за пролетом кометы Галлея (1986г.).

"Вега-1" и "Вега-2" (СССР, 1984-1986г.). После отделения спускаемых аппаратов на Венере (1985г.) "Веги" отправились к комете Галлея и прошли сквозь ее хвост (6 и 9 марта 1986 года) на расстоянии 8890 и 8030 км от ядра кометы, передав много уникальных снимков ядра и информацию о состоянии внутри пылевого хвоста и другие данные. Благодаря информации, полученной от "Вег", удалось более точно подвести к комете европейский аппарат "Джотто" (14 марта, 600 км). Определённый вклад в изучение кометы Галлея внесли также два японских аппарата: "Суйсэй" (8 марта, 150 тысяч км) и "Сакигакэ" (10 марта, 7 млн км, использовался для наведения предыдущего аппарата).

Giotto (ESA, 1985 - 1999). Цель полёта - пролёт мимо ядра кометы Галлея (1986г.) и ее изучение. Пролетев в 600 км от ядра кометы, "Джотто" получил повреждения от её частиц, в частности вышла из строя его фотокамера. Потом некоторое время находился в дезактивированном состоянии, пока не был направлен на встречу с кометой 26P/Григга — Скьеллерупа (1992г.), пролет состоялся в 200 км от кометы, но из-за неисправности камер получить снимки не удалось.

NEAR Shoemaker (NASA, 1996 - 2001). Основная цель: выход на орбиту астероида (433)Эрос (2000г.) и посадка на него (2001г.). Также изучил с пролетной траектории астероид (253)Матильда (1997г.).

Deep Space 1 (NASA, 1998 - 2001). Основной целью полёта было испытание двенадцати образцов новейших технологий, способных значительно снизить стоимость и риски космических проектов. Дополнительная миссия: сближение с астероидом (9969)Брайль (1999г.) и кометой 19P/Борелли (2001г.).

Stardust (NASA, 1999 - 2011). Основная цель: пролет кометы 81P/Вильда-2 (2004), взятие анализов пыли из хвоста кометы и доставка вещества в капсуле на Землю (2006г.), где в результате был обнаружен глицин - важная для возникновения жизни аминокислота. Пролетал также рядом с небольшим астероидом (5535)Аннафранк (2002г.) из основного пояса астероидов между Марсом и Юпитером. Кроме кометных частиц, аппарат собирал образцы космической пыли и выполнял фотографирование Луны.

Далее миссия была продлена 2006 году, переименована в Stardust-NExT (New Exploration of Tempel 1) и отправлен для изучения изменения на поверхности кометы 9P/Темпеля 1 (2011г.) за прошедшие 6 лет, в частности, удалось сфотографировать след от удара медной болванки на ядре кометы, оставленный в июле 2005 года КА "Дип Импакт".

За 12 лет полета зонд намотал около шести миллиардов километров. Обе уникальные миссии в NASA неоднократно называли стопроцентно успешными.


В 2002 году NASA был запущен КА CONTOUR (Comet Nucleus Tour). К ядру кометы Encke он должен был прилететь в ноябре 2003 г., а к комете Schwassmann-Wachmann 3 - в июне 2006 г. Но из-за аварии на околоземной орбите миссия была провалена.

Hayabusa (JAXA, 2003 - 2010). Основная миссия - исследование астероида (25143)Итокава (2005г.) и доставка образцов грунта с астероида на Землю (2010г.). При посадке был утерян робот "Минерва". "Хаябуса" стал первым космическим аппаратом, доставившим на Землю образцы грунта астероида. На поверхности астероида зонд оставил алюминиевую пластинку с именами 880 тысяч землян из почти 150 стран.

Кроме того, в рамках дополнительных заданий автоматические межпланетные станции АМС, летящие к другим планетам Солнечной системы, направляли свои научные приборы на встречающиеся в пути астероиды и кометы:

Находясь в поясе астероидов, Galileo (NASA), направлявшийся к Юпитеру, сблизился с астероидом (951)Гаспра (1991г.) и (243)Ида (1993г.), передав их снимки на Землю.

В 1994 году была предпринята попытка исследования околоземного астероида (1620)Geographos, но помешала неисправность в двигателе КА Clementine (NASA, 1994г.), изучающий в то время Луну.

1 мая 1996 года космический аппарат Ulysses (исследователь Солнца в 1990 - 2008гг.) неожиданно для всех пересёк хвост кометы C/1996 B2 (Хякутакэ) на расстоянии более 500 млн км от ядра (3,8 а.e.), что говорит о том, что у этой кометы самый длинный хвост из известных в настоящее время. Свидетельства о встрече не были обнаружены вплоть до 1998 года, пока группа астрономов не обнаружила это, изучая архивные данные с аппарата. В 1999, 2000 и 2007 годах "Улисс" также проходил сквозь газовые хвосты комет C/1999 T1 (Макнота — Хартли), C/2000 S5 и C/2006 P1 (Макнота). Научное оборудование аппарата обеспечивает измерение характеристик космической пыли, космических лучей, солнечного ветра, проведение плазменных экспериментов и магнитометрические измерения. Фото- и телекамер аппарат не имеет.

Космическая станция Cassini–Huygens (NASA, ESA, ASI) по пути к Сатурну пролетела мимо астероида (2685)Мазурский (2000г.), сфотографировав его с расстояния 1,6 млн. км.

Аппарат New Horizons (NASA), направляющийся к системе Плутона, прошёл в 110 тыс. км от небольшого астероида (132524)APL (2006г.), опробовав на нем системы захвата и слежения быстро движущейся цели.

ТЕКУЩИИ МИССИИ

Сейчас в космосе действуют три космических аппарата по исследованию малых тел Солнечной системы - это "Розетта", "Дип Импакт-EPOXI" и "Рассвет".

Rosetta (ESA, запущен в 2004г.). Цель полёта — исследование кометы 67P/Чурюмова-Герасименко (2014г.). "Розетта" должна приблизиться к комете и спустить на нее аппарат "Фили" (англ. Philae lander). "Фили" подойдёт к комете с относительной скоростью 1 м/с и при контакте с поверхностью выпустит два гарпуна, так как слабая гравитация кометы не способна удержать аппарат, и он может просто отскочить. После посадки зонд будет изучать химический состав и изменения активности кометы при приближении ее к Солнцу.

Аппарат уже совершил пролет рядом с астероидами (2867)Штейнс (2008г.) и (21)Лютеция (2010г.). За ходом приближения к Лютеции все желающие могли следить в прямом эфире на специальной странице в Интернете вечером 10 июля 2010 года.

Официальный сайт миссии http://www.esa.int/SPECIALS/Rosetta/index.html

С июня 2011 года Rosetta находится в состоянии гибернации (спячки). Единственные устройства, что останутся работать – это бортовой компьютер и несколько нагревателей. Никаких радиосигналов от аппарата больше не будет поступать до 2014 года. "Розетта" будет предоставлена сама себе. За 2,5 года Rosetta предстоит преодолеть около 790 млн километров в Солнечной системе и за это время солнечные панели должны будут полностью зарядить аккумуляторы зонда, чтобы по прибытии к комете 67P/Чурюмова-Герасименко, он мог разом включить на полную мощность все свое научное оборудование. Когда аппарат сблизится с кометой, то он будет удален на 660 млн километров от Солнца (в 4,5 раза дальше Земли).

Миссия "Розетты" чрезвычайно сложна, но она станет первым аппаратом, высадившимся на поверхность кометы и совершившим полет с ней вокруг Солнца.


Deep Impact (NASA, запущен в 2005г.). Основная миссия - исследование кометы 9P/Темпеля и столкновение с поверхностью 370-килограммового зонда "Импактор" (2005г.), с целью анализа выброшенного при этом вещества. При столкновении кометы со снарядом на ее поверхности образовался кратер диаметром более 100 метров.

После успешного выполнения основной задачи NASA решила продлить работу аппарата и следующей целью была выбрана комета 85Р/Boethin, но к положенному сроку комету не обнаружили (вероятно распалась), и было принято решение отправить аппарат к комете 103P/Хартли (2010г.). Миссия была переименована в EPOXI (Extrasolar Planet Observation and Deep Impact Extended Investigation) и благополучно прошла на расстоянии 181 км от ядра кометы, получив подробные снимки поверхности. Теперь аппарат находится на околосолнечной орбите в ожидании новых задач.

Сайт проекта http://deepimpact.jpl.nasa.gov/


Dawn (NASA, запущен в 2007г.). Цели миссии - исследования астероида (4)Веста (2011г.) и карликовой планеты Цереры (2015г.) в Главном поясе астероидов. Аппарат "Рассвет" выйдет на орбиту вокруг Весты и после полугода исследований продолжит путь к Церере. Эти астероиды были выбраны потому, что представляют собой противоположные типы больших астероидов: Цереру покрывает ледяной слой толщиной до 100 км, а Веста — монолитный безводный ахондрит.

Dawn оснащен тремя инструментами для фотографирования, минералогического исследования поверхности и определения элементного состава астероидов. Революционность разработки аппарата Dawn заключается в ионных двигателях на ксеноне, разработанными на основе образца, испытанного на зонде Deep Space 1. Они более эффективны, чем двигатели на химической тяге.

Официальный сайт миссии http://dawn.jpl.nasa.gov/

КА выйдет на орбиту Весты 16 июля 2011 года. Уже сейчас вся его основная аппаратура включена и проводит съемку приближающегося астероида: 3 мая 2011 года зонд сделал первую фотографию Весты с расстояния около 1,21 миллиона километров.

Это видео было смонтировано из снимков, полученных аппаратом 1 июня 2011 с расстояния более чем 470 тысяч километров от небесного тела.


БУДУЩИЕ ПРОЕКТЫ

В 2016 году в NASA планируют миссию OSIRIS-REx (Origins Spectral Interpretation Resource Identification Security Regolith Explorer) по исследованию околоземного астероида (101955)1999 RQ36 (560 м), взятие и доставке пробы грунта на Землю.

 

В августе 2010 года JAXA получили добро от японского правительства начать разработку КА Hayabusa 2, целью которого станет астероид из группы Аполлонов (162173)1999 JU3 (~ 980 м). Запуск намечен на 2014-2015 годы. Планируется, с учетом всех недостатков предыдущей миссии Hayabusa (2003 - 2010), доставить образцы грунта на Землю.

В следущей части мы рассмотрим космические аппараты, следящие за центральным светилом нашей системы - Солнцем.