Пыль неземная

Капсула кометного зонда Stardust вернулась на Землю невредимой

Семилетнее путешествие корабля Stardust к комете Вильда-2 и обратно окончено: капсула с образцами "звездной пыли" приземлилась на военном полигоне американского штата Юта. Когда ее доставят в одну из лабораторий NASA, оттуда собираются извлечь несколько миллиграммов вещества, которое станет самым дорогим материалом на Земле: миссия стоила 212 миллионов долларов. Астрономы считают, что эти деньги потрачены не зря: Stardust оказался первым за тридцать четыре года аппаратом, возвращение которого из-за пределов земной орбиты обошлось без неприятностей.

С судьбой капсулы будут связаны по крайней мере две записи в книге рекордов Гиннеса: во-первых, она вошла в атмосферу быстрее, чем любой из прежних космических кораблей - и благополучно совершила посадку. Во-вторых, на ее борту находился самый легкий среди твердых материалов. Кроме того, ученым прежде не приходилось брать в руки кометное вещество: до сих пор все сведения о нем поступали в лаборатории "в пересказе" - а именно, от разнообразных анализаторов разнообразных зондов, которые регулярно встречаются с этими небесными телами последние двадцать лет.

Первую пробу материи из космоса привезли в США американские астронавты, побывавшие на Луне, затем беспилотная "Луна-16" обеспечила лунным грунтом советских специалистов. После Apollo-17, приземлившегося в 1972 году, и до начала третьего тысячелетия "ввозом" космических образцов никто больше не занимался. Затем в NASA предприняли две новых попытки: в 1999 и 2001 году корабли Stardust и Genesis отправились добывать равно эфемерные продукты: "солнечный ветер" и "звездную пыль". Помимо собственно цели, у этих аппаратов было много общего - от конструкции капсулы до пункта прибытия, поэтому первую аварию координаторы Stardust не могли не воспринять как предупреждение. Герметичный бокс корабля Genesis не сумел раскрыть парашюты и разбился на территории штата Юта 8 сентября 2004 года. Его нашли погруженным в грунт и сильно деформированным. (Как выяснилось позже, сами контейнеры со следами "солнечного ветра" не пострадали, так что "охоту" за трудноуловимой материей, скорее всего, удастся довести до конца).

15 января 2006 года стало известно, что зонду Stardust повезло больше: приземление было мягким. Как отметили наблюдатели в Неваде и Юте, последние минуты его путешествия оказались довольно зрелищными: разогретая емкость светилась примерно так же, как крупные метеоры. Груз, пропутешествовавший 4,6 миллиарда километров, отправились встречать вертолеты. Поскольку в этот момент было еще темно, за снижением капсулы следили с помощью инфракрасных камер и подобрали ее практически сразу. Находку, которой теперь ничто не угрожает, передадут в Джонсоновский космический центр NASA, где специалисты со всей тщательностью займутся "выбиванием пыли", то есть попробуют достать из специальной губки примерно тысячу микроскопических частиц. И эта часть эксперимента может оказаться не менее увлекательной, чем семилетнее блуждание корабля в космосе.

Повышенный интерес к "кометной пыли" легко объяснить: астрономы считают ее одним из свидетелей рождения Солнечной системы.О кометах принято думать как о самых постоянных, с химической точки зрения, телах, состав которых не менялся последние четыре с половиной миллиарда лет. Согласно существующим моделям, в ядра из замерзших газов вморожено "доисторическое вещество" газово-пылевой туманности, большая часть которого была израсходована на строительство планет и Солнца. Сейчас, приближаясь к нему, кометы "оттаивают" и рассеивают свои компоненты на миллионы километров вокруг, образуя "кому" и "хвост". "Кома", или видимая часть "головы" кометы, является главной и самой плотной частью окружающего ядро облака, однако всё равно крайне разрежена даже по сравнению с земной атмосферой.

В январе позапрошлого года зонд пролетел сквозь этот участок со скоростью, в шесть раз превышающей скорость пистолетной пули, выставив наружу "пылеуловитель" в форме теннисной ракетки. В "ячейках ракетки" находился знаменитый материал, создание которого многие считают незамеченной научной революцией. Пористый и почти прозрачный, аэрогель на 99,8 процентов состоит из воздуха и всего втрое тяжелее его. Вскоре после изобретения его стали называть "замерзшим дымом" - что довольно верно, если не учитывать необычную для дыма прочность. Энтузиасты предъявляли длинный список возможных применений аэрогеля, среди которых - сверхлегкая электроника и универсальная теплоизоляция. В последнем качестве он успел побывать на соседней планете, защищая приборы марсохода Mars Pathfinder от сверхнизких температур. Конструкторы корабля Stardust использовали многообещающий материал как "губку" - твердые частицы кометного вещества, врезаясь в него, оставляли глубокие каналы, в конце которых оказывались надежно зафиксированы.

Идея употребить аэрогель в качестве "ловушки" пришла в космонавтику из ядерной физики: там траектории частиц в прозрачных средах служат подтверждением того, что нужная частица возникла в нужный момент. В частности, аэрогель удобен для демонстрации эффекта Черенкова - свечения, вызываемого движением со скоростью, большей скорости света в среде. Однако если физикам-ядерщикам требуется не сама частица, а вызванные ею "побочные явления", то с астрономами дело обстоит ровно наоборот. Любопытно, что способ извлекать из материала пыль придумали задним числом - то есть тогда, когда зонд уже находился в космосе.

Кстати, самая ценная пыль, которую рассчитывают найти в аэрогеле, никакого отношения к комете не имеет. Речь идет о веществе, захваченном обратной стороной "ловушки" по пути к ней. Именно оно, по мнению астрофизиков, могло быть порождено внутри звезд за пределами Солнечной системы - и именно такая, "звездная" в буквальном смысле слова, пыль способна прояснить ряд космологических гипотез. Статистические расчеты показывают, что корабль должен был встретить по пути 45 "инозвездных" частиц, каждая из которых ценна. Чтобы не потерять ни одной, поиск решили поручить интернет-сообществу. NASA уже анонсировало распределенный сетевой проект Stardust@Home, всем участникам которого разошлют микрофотографии аэрогеля и предложат искать "соринки" в чужом материале самостоятельно. На это, посчитали ученые, потребуется примерно 30 тысяч человеко-часов - маленькое усилие для сообщества, большой для человечества результат, перефразируя Нила Армстронга. Тем более что в таких исследованиях рядовые пользователи участвуют с серьезным энтузиазмом - на это указывает хотя бы опыт расшифровки записей радиотелескопов в рамках SETI@Home - распределенного поиска внеземных цивилизаций.

Задачи зонда коллекционированием пыли не ограничились, но в остальном ничего сверхъестественного собой не представляли. Как обычно, астрономы заставили космический аппарат подготовить фотоотчет о ядре кометы, а попутно Stardust сфотографировал, пролетев в 3 тысячах километров от него, небольшой астероид 5535 Annefrank. Содержательных кадров удалось сделать немного: ученые констатировали, что ядро кометы на матрице камеры перестало выглядеть точкой всего за 4 с половиной часа до максимального сближения. Тем не менее, лишним и этот результат в NASA назвать не готовы.

Экспедиции к небольшим телам успели стать популярными: только за последний год американский аппарат Deep Impact встретился с кометой Темпеля-1, а японский зонд Hayabusa - с астероидом Итокава. "Космическая археология", то есть поиски первичного вещества Солнечной системы, может оказаться не менее увлекательной, чем археология земная. Надо думать, что для организаторов миссии возможность "разглядеть и ощупать" космические реликты так же относится к прежним результатам, как раскопки Трои - к чтению Гомера.

Борислав Козловский