“Розетта”: посадка на комету

12 ноября 2014 года в истории освоения космоса произошло уникальное событие — впервые земной аппарат осуществил мягкую посадку на поверхность кометы. Это был кульминационный момент миссии «Розетта», нацеленной на раскрытие тайн кометы Чурюмова-Герасименко.

Все началось с открытия кометы

Рассказ об уникальной космической миссии «Розетта» можно начать с далекого 1969 года, когда в Казахстан в обсерваторию на Каменском плато в Алма-Ате в короткую командировку приехали сотрудник Главной астрономической обсерватории АН Украинской ССР Клим Чурюмов и аспирантка Киевского национального университета Светлана Герасименко. Цель их поездки заключалась в наблюдении периодических комет на 50-сантиметровом телескопе Максутова АСИ-2.

Кометы давно интересовали ученых. Изучение этих космических тел могло пролить свет на формирование Солнечной системы, зарождение жизни на Земле, на связь между прохождением комет рядом с нашей планетой и возникновением эпидемий. Кроме того, кометы, как и астероиды, представляют огромную опасность для нашей цивилизации в случае столкновения с Землей. В 1986 году мировым научным сообществом была проделана масштабная работа по изучению комет. Тогда знаменитая комета Галлея (1Р) сблизилась с Солнцем, и для ее изучения были отправлены сразу пять космических аппаратов: «Вега-1» и «Вега-2» (СССР),«Сакигакэ» и «Суйсэй» (Япония), а также «Джотто» (Европейское космическое агентство).

Этим аппаратам удалось собрать немало ценной информации, которая позволила дать ответы на многие вопросы, однако для более полного понимания природы комет требовалось изучение вещества их ядер. НАСА и ЕКА начали разработку совместного проекта, который предусматривал пролет астероида и достижения кометы. Планировалось, что космический аппарат произведет отбор образца вещества ядра кометы и доставит его на Землю. В начале 1990-х годов НАСА сократили финансирование, и американцы отказались от этого проекта. В результате Европейскому космическому агентству пришлось забыть о планируемом возвращении аппарата с образцом ядра кометы и думать об анализе состава ядра кометы непосредственно в космосе. Так начиналась разработка проекта «Розетта».

Почему такие странные названия?

Почему проект получил название «Розетта»? Не все знакомы с историей исследования древнеегипетской цивилизации, а ведь в ней довольно важную роль сыграл знаменитый Розеттский камень, который нашли в 1799 году в дельте Нила рядом с египетским городом Розетты.

Это был обломок стелы из гранодиорита, его главной достопримечательностью являлись надписи, одна из которых была выполнена древнеегипетскими иероглифами, другая на древнегреческом языке. Благодаря этому французу Жану-Франсуа Шампольону удалось начать расшифровку древнеегипетских иероглифов.

По существу, Розеттский камень сыграл роль своеобразного ключа к тайнам древнеегипетской цивилизации. А вот проект ЕКА «Розетта» должен был стать ключом к раскрытию тайн комет, поэтому он и получил такое название. Фонд «Продлить мгновение», ставящий целью сохранение языкового богатства нашей цивилизации, специально для этой миссии подготовил 5-сантиметровый никелевый диск, который был установлен на корпусе аппарата «Розетта». На диске находились надписи на сотнях языков народов Земли, некоторые журналисты назвали этот диск современным аналогом Розеттского камня.

Весьма необычное название — «Филы» — получил и спускаемый аппарат, предназначенный для посадку на комету Чурюмова-Герасименко. Как и название «Розетта», оно также имело прямую снизь с расшифровкой древнеегипетской письменности. Филы – это название острова посреди Нила, на котором был найден обелиск с надписями, выполненными древнеегипетскими иероглифами и на древнегреческом языке. Из Египта ценный обелиск перекочевал в английское поместье Кингстон-Лейси в графстве Дорсет, принадлежащее известному египтологу Уильяму Джону Бэнксу.

Ученый тщательно изучил надписи, ему удалось установить, как иероглифами на обелиске были записаны имена Птолемея и Клеопатры. Это сыграло свою роль в удачной попытке Шампольона расшифровать египетские иероглифы. Таким образом,наравне с Розеттским камнем, обелиск из Филы стал еще одним ключом для раскрытия тайн Древнего Египта. Как оказалось, египетская тема в названиях космических аппаратов принесла миссии удачу; несмотря на некоторые проблемы, она в целом прошла успешно и позволила получить немало ценной информации о кометах.

Долгий путь с двумя космическими «свиданиями»

Любопытно, что комета Чурюмова-Герасименко стала целью миссии «Розетта» случайно, первоначально предполагалось изучить комету Виртанена, открытую в 1948 году астрономом Карлом Виртаненом (США). Однако 11 декабря 2002 года неудачный пуск ракетоносителя «Ариан-5» послужил причиной отсрочки старта миссии, планировавшегося на 12 января 2003 года. Дело в том, что «Розетту» должен был вывести и космос аналогичный ракетоноситель, его техническая проверка привела к задержке старта на целый месяц.

Из-за этого направлять «Розетту» к комете Виртанена стали нецелесообразным, пришлось искать другую цель, ей и стала комета Чурюмова — Герасименко. Запуск космического аппарата состоялся 2 марта 2004 года с космодрома Куру во Французской Гвиане. На запуск в качестве почетных гостей ЕКА были приглашены С. И. Герасименко, научный сотрудник Института астрофизики АН Таджикистана, и К. И. Чурюмов, профессор Киевского университета, ведь «Розетта» летела к открытой ими комете.

Путь к цели у «Розетты» был довольно сложным, достаточно вспомнить, что он включал четыре гравитационных манёвра (три у Земли и один у Марса) и пять витков вокруг Солнца. Согласно траектории полета, аппарат прошел рядом с астероидами Штейне и Лютеция. В августе и сентябре 2008 года состоялась встреча «Розетты» с астероидом Штейне, правда, встречей это можно было назвать только по космическим масштабам, ведь аппарат и астероид разделяло 800 км.

К сожалению, из-за проблем с одной из камер снимки астероида Штейне вышли с невысоким разрешением, однако и они позволили ученым получить немало ценной информации. В частности, на снимках астероида в его верхней части отчетливо виден внушительный кратер диаметром примерно в два километра, а всего на поверхности Штейнса ученые насчитали 25 кратера диаметром более 200 метров. Удалось подтвердить и ранее рассчитанный диаметр астероида в 5 километров. А вот встреча с Лютецием в июле 2010 года прошла гораздо успешнее, удалось получить большое количество качественных снимков астероида, что позволило составить его детальную карту.

Период с июля 2011 по январь 2014 года «Розетта» «проспала» и включилась в активную фазу, когда приблизилась к комете Чурюмова-Герасименко. 7 августа 2014 года от «Розетты» до ядра кометы оставалось около 100 км, в этом же месяце она стала спутником кометы. Надо ли говорить, что данное событие произошло впервые за всю историю освоения космического пространства. Далее началась заключительная и самая интересная часть миссии.

«Розетта» и «Филы» исследуют комету

«Розетта» была оснащена множеством приборов, предназначенных для изучения кометы. Одни служили для дистанционного изучения ее ядра в ультрафиолетовом, видимом, инфракрасном и микроволновом диапазонах электромагнитного излучения; другие выполняли анализ газа и пыли; третьи отслеживали воздействие Солнца. Специальный прибор MIDAS, основанный на атомно-силовой микроскопии, был предназначен для сбора и фотографирования частиц пыли, находящейся в ореоле кометы.

У посадочного аппарата «Филы» массой в 100 кг имелись в наличии свои инструменты для анализа ядра кометы, так называемые пиролизеры, предназначенные для разогревания образцов вещества и фиксации их химического и изотопного состава. Кроме них он был оснащен газовым хроматографом и масс-спектрометром. Всего на аппарате находилось десять научных приборов общей массой 26,7 кг. Имелись на нем и два специальных гарпуна, предназначенных для закрепления на поверхности кометы при посадке аппарата.

14 октября 2014 года после тщательного анализа поверхности кометы было определено мести посадки зонда. Его назвали «Агилкия» в честь еще одного острова на Ниле, именно на него перенесли памятники архитектуры Древнего Египта с острова Филы перед его затоплением в процессе возведения Асуанской плотины. Как видите, команда миссии сохранила приверженность к древнеегипетской теме до завершающего этапа.

На расстоянии 22,5 км от кометы зонд «Филы» отделился от «Розетты» и направился к своей конечной цели. Со скоростью 1 м/с «Филы» целых 7 часов добирался до кометы, попутно делая снимки и «Розетты», и космической странницы. Увы, идеальной посадки не получилось. Сначала не сработали гарпуны, потом отказал маневровый двигатель, в результате произошел первый отскок от поверхности кометы, потом — новое касание и второй отскок, только в 17:32 по всемирному времени 12 ноября 2014 года «Филы» наконец-то сел на поверхность кометы.

Вместо активной работы 15 ноября «Филы» переключили в режим энергосбережения, при котором были выключены все научные приборы и большая часть бортовых систем. Заряд батарей был настолько мал, что поддерживать постоянные сеансы связи с аппаратом не было возможности. По мнению команды миссии, с приближением кометы к Солнцу освещенность солнечных батарей могла повыситься и энергии станет достаточно для включения аппарата.

Подобные ожидания оказались слишком оптимистичными. 13 июня 2015 года с аппаратом «Филы» вновь была установлена связь; увы, она продержалась меньше месяца и 9 июля прекратилась. Из-за тени, в которой находились солнечные батареи, они больше не могли вырабатывать необходимое количество электроэнергии для подзарядки аккумуляторов, «Филы» замолчал навсегда.

30 сентября 2016 года наступил заключительный акт миссии — «Розетта» была направлена на контролируемое столкновение с кометой Чурюмова-Герасименко. Аппарат направили в район «колодцев» — своеобразных кометных гейзеров. «Падение» на комету продолжалось 14 часов, все это время «Розетта» передавала на Землю фотоснимки и результаты анализов газовых потоков. Когда она обрушилась на поверхность кометы, миссия стоимостью 1,4 млрд евро закончилась. Кстати, точку, где навечно успокоилась «Розетта», назвали словом «Сайс», это название города, где нашли Розеттский камень.