Пенетратор не помог

Три сумасшедших дня Philae на поверхности кометы

Ведущая BBC рассказывает о комете 67P/Чурюмова-Герасименко в программе для детей
Ведущая BBC рассказывает о комете 67P/Чурюмова-Герасименко в программе для детей
Фото: BBC

Завершена основная часть программы по исследованию зондом Philae ядра кометы 67P/Чурюмова-Герасименко. Работавший в сложных условиях открытого космоса и управляемый с Земли через аппарат Rosetta зонд провел запланированные замеры. Несмотря на сопровождавшие Philae неудачи, специалисты Европейского космического агентства (ЕКА) в течение более чем трех суток с 12 по 15 ноября 2014 года постарались максимально реализовать возможности зонда до того, как он заснет. Вполне возможно, что навсегда.

О самой миссии Rosetta «Лента.ру» писала не раз, а за последними событиями можно было следить на официальном канале Twitter ЕКА. Напомним, что основная цель миссии — исследование кометы 67P/Чурюмова-Герасименко. Кроме изучения ее эволюции в зависимости от расстояния до Солнца (по мере приближения к нему небесное тело испаряет в окружающее пространство свою материю), астрономов интересовал химический состав ядра кометы. Поскольку материя кометы сохранилась почти неизменной с момента образования (около 4,5 миллиарда лет назад), ее изучение может пролить свет на ранние этапы развития Солнечной системы.

Аппарат ЕКА Rosetta отправился в космос в 2004 году. За десять с лишним лет он достиг конечной точки своего путешествия — кометы 67P/Чурюмова-Герасименко. Для непосредственного исследования ядра кометы на борту аппарата имелся зонд Philae, оснащенный 11 системами, необходимыми для проведения запланированных исследований.

Спуск

К неприятностям со спуском Philae европейские инженеры были готовы еще с момента планирования самой миссии. Действительно, осуществить первую мягкую посадку на поверхность небесного тела с чрезвычайно слабой гравитацией (примерно в восемь тысяч раз слабее земной), движущегося со скоростью более десяти километров в секунду, прикрепиться к нему и собрать необходимые данные — весьма сложная техническая задача.

Современные вычислительные методы небесной механики позволяют с высокой точностью рассчитать параметры траекторий аппарата и небесного тела вплоть до одновременного пересечения их траекторий, однако само маневрирование спускаемого зонда, а также его непосредственная посадка и поведение на поверхности трудны для моделирования из-за большого числа неизвестных параметров.

Это связано с непредсказуемостью конкретных условий на поверхности кометы (не говоря уже о других небесных телах): вместо точных чисел имеется только качественное представление о химии и физике ядра кометы. Такова особенность астрономии: неопределенность в численных значениях параметров многих космических тел и явлений у представителей других точных наук просто вызвали бы ужас.

Неопределенность в численных значениях величин сравнима с ними самими: фактически речь идет о порядке величин, но никак не об их значении. А удаленность космических объектов не позволит проводить какие-либо опыты. В астрономии нет экспериментаторов — только наблюдатели. Европейские ученые оценили шансы на успех спускаемой части миссии Rosetta в 70 процентов.

Неполадки с зондом начались еще до отделения от материнского аппарата: у посадочного модуля обнаружились проблемы с двигателем малой тяги в его верхней части. Этот двигатель предназначен для противодействия отдаче гарпунов, с помощью которых Philae должен был закрепиться на ядре кометы. Необходимость в таком устройстве возникает из-за того, что сила тяжести на этом небесном теле крайне мала.

Посадка и бурение

Высадиться зонд должен был на участке, получившем название Агилкиа. Однако посадка 12 ноября 2014 года произошла в другом месте, где именно — точно неизвестно. К тому же зонд недостаточно прочно закрепился на поверхности кометы: система развертки гарпунов не сработала, и аппарат в любой момент мог перевернуться, деформироваться или даже отскочить от поверхности. Philae опирался только на две из трех своих опор. Более того, специалисты ЕКА обнаружили, что зонд не один раз, а целых три пытался сесть на поверхность кометы. В одной из таких попыток он поднялся над ее поверхностью на высоту, равную примерно 0,5 километра.

Из-за того, что Philae совершил посадку не там, где планировалось, он оказался не на запыленной поверхности, а на твердой скалистой породе под возвышенностью, закрывающую зонд своей тенью. Свет попадал на фотоэлементы солнечных батарей Philae только в течение 90 минут каждые 12 часов.

Среди 11 научных инструментов зонда есть устройство MUPUS с пенетратором, которому удалось выдвинуться примерно на четверть метра. С его помощью специалисты ЕКА надеялись привести зонд в более устойчивое положение, а в оптимистичном сценарии — осуществить его разворот к солнечному свету и взять пробы грунта. Манипуляции с пенетратором действительно частично помогли.

Инженеры миссии сообщили, что пенетратор осуществил первое в мире успешное проникновение в недра кометы, однако прошел только сквозь ее мягкий слой и не смог пробурить твердый из-за поломки, случившейся, когда ученые заставили его работать в режиме максимальной нагрузки. Однако инструменту SD2, вероятно, все же удалось осуществить по-настоящему первое бурение именно твердой поверхности кометы.

Неудачи в бурении MUPUS ученые связали с неожиданно твердой структурой поверхности кометы, на которую натолкнулся пенетратор. Астрономы выдвигали разные предположения. Модели включали в себя и мягкое ядро, и твердую поверхность, и различные промежуточные комбинации. Однако для точных выводов данных не хватало.

Разработчики модуля Philae старались учесть все неопределенности в наших представлениях о характере ядра кометы. Молот инструмента MUPUS, забивающий пенетратор в поверхность, был рассчитан на бурение твердых слоев, но так и не справился со своей задачей. Специалисты ЕКА не ожидали, что поверхность кометы окажется столь твердой.

Все кометы такие, или зонду «не повезло», неясно. Так, согласно одной из версий случившегося, спускаемый модуль попал на твердый остаток космического тела, когда-то упавшего на комету. В ЕКА также сообщили о том, что температура пенетратора после его извлечения из мягкого слоя поверхности ядра сильно понизилась из-за того, что к нему что-то прикрепилось. Могло ли это послужить причиной сбоев в работе устройства, тоже остается вопросом.

Что дальше?

Зонд Philae за свои первые сутки на поверхности кометы передал до 90 процентов запланированной на тот период информации. В ЕКА рискнули и задействовали все имеющиеся возможности для сбора максимально больших объемов данных о комете. Пока работало научное оборудование зонда, его аккумуляторы почти полностью разрядились, и Philae перешел в режим гибернации. Пробуждение зонда — отдельная задача. Несмотря на некоторые неудачи, в целом европейцы довольны результатами работы Philae.

Оставшейся энергии должно хватить для предполагаемого обмена данными с материнским аппаратом Rosetta. Кроме того, по мере приближения к Солнцу участок, на котором находится зонд, будет освещаться сильнее, и эксперты ЕКА не исключают оживления Philae. Наиболее сдержанный прогноз специалистов предполагает, что миссия Philae в основном завершена. Ученым предстоят анализ данных, полученных со спускаемого модуля, и наблюдение с материнского аппарата Rosetta, вращающегося вокруг кометы, за эволюцией кометы по мере ее приближения к Солнцу. Программа рассчитана еще примерно на два года. А для завершения части миссии, связанной с зондом Philae, некоторые эксперты даже предлагают приблизить Rosetta к комете и опустить аппарат на нее.

Попытки оживить Philae инженеры ЕКА не оставят — пожелаем им успеха. Несмотря на все шероховатости миссии Rosetta, у астрономов теперь есть уникальные данные о комете, которые никаким другим способом, кроме спуска на ее поверхность, получить бы не удалось.

Обсудить
Наука и техника
 — 
13:52 21 февраля 2017
Александр Шестаков

«В развитии главное — масштаб цели»

Интервью с ректором ЮУрГУ Александром Шестаковым о науке, образовании и развитии
Мило ДжукановичИнтриги Черной Горы
Зачем Подгорица обвиняет Москву в попытке переворота
Real estate magnate Donald Trump waves as he leaves a Greater Nashua Chamber of Commerce business expo at the Radisson Hotel in Nashua, New Hampshire, May 11, 2011. Trump suggested Wednesday it's not much fun flirting with the idea of running for president in the face of relentless attacks and ridicule. REUTERS/Don Himsel/Pool (UNITED STATES - Tags: POLITICS)Прощание с иллюзией
Почему Трамп не мог оправдать надежд на нормализацию отношений с Россией
Самый лучший президент
Американские историки составили список наиболее успешных руководителей страны
Виталий ЧуркинМаэстро дипломатии
Накануне своего дня рождения скончался постпред России при ООН Виталий Чуркин
Закат Запада
В Мюнхене самые влиятельные политики мира похоронили старый мировой порядок
Без ствола
Российские власти сокращают число владельцев гражданского оружия
Тир во время чумы
Как тренировка в стрелковом клубе обернулась смертью инструктора и ученика
Недостаток ресурсов при избытке амбиций
Что не так с индийской системой закупок оружия
Научили родину бомбить
Как отец воспитал из сына-подростка боевика «Джабхат ан-Нусры»
Орхан Памук«Ни одна жизнь не достойна романа»
Орхан Памук о современной Турции и противостоянии Востока и Запада
Pierre et Gilles, Sainte Marie MacKillop (Kylie Minogue), 1995, Collection privée (c) Pierre et GillesГолубо-розовое
Транссексуалы, проститутки и панки в латексе на снимках гей-пары Пьера и Жиля
Смерть вождя
Роли, по которым мы запомним Алексея Петренко
Дэвид Алмонд«Вырасти — это понять, что родители были неправы»
Дэвид Алмонд о том, как опасно быть взрослым
Гудбай, Берлин
Десять лучших фильмов главного фестиваля зимы
Бог простит
В церкви нашли квартиру с красной мебелью и портретами в стиле поп-арт
Дворянское гнездо
Один из самых шикарных в мире домов нашли в диком лесу
«Пусть меня захоронят в отравленную, но родную землю»
Почему люди отказываются покидать чернобыльскую зону: реальные истории
Поставили баком
Англичане сделали идеальный дом из резервуара для воды