Взгляд за горизонт



    За минувшие 12 месяцев межпланетная космонавтика открыла нам сразу несколько новых миров. Европейский космический зонд Rosetta впервые вплотную приблизился к ядру кометы 67P/Чурюмова-Герасименко; американские зонды встретились с карликовыми планетами Церера и Плутон, и передали фантастические фотографии их поверхности. Вишенкой на торт всем фанатам космической экспансии стала экзопланета Кеплер-452b — самая похожая на Землю из всех ранее найденных планет у других звезд.

    Взгляд космического аппарата на Плутон — это закрытие целой эпохи в мировой космонавтике — первоначального ознакомления человечества с Солнечной системой. Началась эта эпоха 4 октября 1959 года — стартом “Луны-3” и первой съемкой обратной стороны Луны. Тогда Советский Союз шел впереди, пробовал, торопился, терпел одну аварию за другой, но вырывал лавры первенства в межпланетной космической гонке: первый снимок поверхности Луны, первая посадка на Венеру, первая посадка на Марс, первое сближение с кометой…С приходом 90-х Россия фактически отказалась от самостоятельных межпланетных исследований. Две смелые попытки за 25 лет: “Марс-96” и “Фобос-Грунт” закончились в холодных водах Тихого океана, остужая самые амбициозные головы.

    А вот другие участники гонки стремления идти за пределы не утратили. Более того, к Луне и Марсу отправились и новые игроки: Индия и Китай. Уже и Объединенные Арабские Эмираты заявляют готовность идти к Красной планете.
    Европа с начала 2000-х активно изучала Венеру и Марс, но, пожалуй, самой смелой программой Европейского космического агентства за всю историю, стала миссия Rosetta.

    horizons (1).png

    Межпланетная автоматическая станция Rosetta со спускаемым модулем Philae отправилась в космос в 2004 году. Десять лет, три пролета через Главный пояс астероидов, четыре гравитационных маневра потребовались для того, чтобы достичь невероятной цели — выйти на орбиту кометы 67P/Чурюмова-Герасименко. Ранее космические аппараты, начиная с советской “ВеГа”, выходили к кометам со встречных траекторий, поэтому свидания были скоротечными — несколько часов или даже минут. А кометная пыль, на скоростях в десятки километров в секунду просто уничтожала оптические приборы, а потом и сами аппараты.

    Rosetta же заходила “с хвоста” и в то время когда комета еще спала — далеко от Солнца, рядом с орбитой Юпитера. Операция проходила прошлым летом и завершилась на отлично — цель была достигнута, и Rosetta стала кружить у постепенно пробуждающегося ядра. Формально выхода на орбиту не состоялось — слишком слаба гравитация у трехкилометрового куска льда, пыли и углеводородов. Космический аппарат просто летит рядом с кометой, осматривая его то с одной, то с другой стороны. Кульминацией проекта стала посадка зонда Philae на поверхность ядра кометы 12 ноября 2014 года.



    В этот день Rosetta провела маневр сближения, и с высоты 22 км Philae начал свой самостоятельный полет. Как часто бывает в сложных технических операциях, “что-то пошло не так”, зонд не смог осуществить посадку по программе — не удалось закрепиться на поверхности. Аппарат подскочил, пролетел несколько сот метров и остановился в глубокой расщелине. За два последующих дня он успел провести исследования своими приборами, но исчерпав заряд аккумулятора, ушел в режим сна на целых полгода.

    Сегодня Rosetta и Philae продолжают свою миссию — исследуют комету. Главные задачи полета уже решены — определен химический и изотопный состав кометного ядра. Сейчас изучается динамика испарения вещества с поверхности и недр кометного ядра, взаимодействие испарений и солнечного ветра, эволюция поверхности.



    Научные результаты миссии придется обрабатывать еще долгие годы, пока же новые знания вызывают замешательство у исследователей. Вода с 67P/Чурюмова-Герасименко оказалась совсем не такой, какая содержится в океанах Земли, а ведь ранее считалось, что наша вода прилетела из космоса именно на кометах. Немало работы предстоит ученым чтобы разобраться в многочисленных органических соединениях, которые нашлись в ходе исследования. В целом, эта миссия должна еще лучше прояснить обстоятельства формирования Солнечной системы и Земли в том числе.

    NASA кометами не удивить, как и посадками на малые тела Солнечной системы, однажды они уложили “спать” спутник на астероид. А в 2015 году американские космические станции впервые рассмотрели вблизи целый новый класс космических тел — карликовые планеты.



    Карликовые планеты появились в 2006 году, когда Плутон разжаловали из планет, выделив в отдельную категорию. Карликовых планет сейчас насчитывают пять штук: Церера, Плутон, Эрида, Хаумеа и Макемаке. Еще около десятка похожих планетоидов ждет своего причисления к "лику карликовых планет".

    Так сложились обстоятельства, что при серьезной исследованности Солнечной системы, к XXI веку до "карликов" не доходило дела, зато к 2015 году сразу два оказались под пристальным вниманием фотокамер.

    Космический аппарат Dawn стартовал в 2007 году, и добирался до самой близкой к Земле карликовой планете Церера семь с половиной лет. Такой долгий путь был обусловлен ионной двигательной установкой, и промежуточной целью — гигантским астероидом Вестой, встреченным по пути. Обследовав Весту к 2012 году, Dawn не спеша пополз к Церере. Выход на орбиту занял несколько месяцев, зато даже первые более-менее резкие снимки загадали первую загадку — яркие пятна Цереры.

    До прилета Dawn, люди не многое знали о Церере: примерный диаметр 950 км, примерная масса 3-4% от массы Луны. Кора ледяная, атмосферы нет. Немного заинтриговал только инфракрасный телескоп Herschel, который определил, что с двух точек на поверхности Цереры испаряется вода. Немного, по два литра в секунду, но постоянно.



    Первые кадры Dawn показали, что одна из этих "водяных" точек сияет как свежий сугроб в ясный зимний день. Это при том, что основной цвет карликовой планеты — как у угольного отвала. Яркие пятна на Церере не только заслужили отдельную страницу на Википедии, но и целый тотализатор на сайте NASA. Космическое агентство дает возможность всем желающим, вместе с учеными, погадать, что же это там блестит. Правда варианта "город братьев по разуму" нет. Оно и верно, ни одно разумное существо не станет включать свет с наступлением дня и гасить с последними лучами солнца. В любом случае, Dawn провел на орбите уже полгода, снизился до высоты 4,4 тыс км, а природа ярких пятен еще не выяснена. Зато на снимках можно рассмотреть множество мелких, не таких выразительных, но тоже ярких пятен. Похоже, что Церера оставит еще немало загадок будущим исследователям, но и Dawn не намерен останавливаться. Снижение продолжится до 200 км, а научная программа — как минимум до конца 2015 года.

    Несмотря на успехи Dawn, сенсацией лета стали первые снимки легендарной планеты/не планеты Плутона. Автоматическая межпланетная станция New Horizons не могла выйти но орбиту из-за высокой скорости и малого запаса топлива, поэтому она пронеслась через систему Плутона-Харона и четырех малых спутников. Но даже скоротечная научная программа длинной в 24 часа дала столько информации, что ее будут пересылать следующие полтора года с расстояния в 4,5 млрд км.



    Как говорят ученые, первые результаты исследования системы Плутона и Харона “такие, на которые мы надеялись, но не ожидали”.
    Во-первых, у Плутона рассмотрели атмосферу. Это ожидалось, но она оказалась в пять раз больше — высотой до 1,5 тыс км, зато давление у поверхности в два раза ниже чем предполагали.
    Во-вторых, атмосфера оказалась многослойной, состоящей из различных компонентов по высоте. Правда основа атмосферы одна — азот, другие примеси: метан, угарный газ, немного ацетилена и этана.
    В-третьих, Плутон активно теряет атмосферу. Солнечный ветер ионизирует верхние слои атмосферы и уносит до тонны газовой оболочки в час. В результате планета обладает плазменным хвостом, как у Марса, Венеры или комет, который простирается на десятки тысяч километров прочь от карликовой планеты.

    Однако главные открытия совершили на самом Плутоне. Местами его древняя поверхность оказалась темно-бурого цвета от отложений углеводородов — толинов. А в другом месте, названном “Равнина Спутника”, поверхность оказалась чистого белого цвета, и невероятно молодой. По оценкам планетологов местность обновилась не древнее чем 100 млн лет назад — это совсем недавно с точки зрения возраста Солнечной системы. Пока ученые не видят источника энергии для плавления таких колоссальных объемов льда, заполнивших площадь равную территории Чукотки. Не исключено, что придется пересматривать некоторые модели планетного взаимодействия.



    Плутон и Харон являются уникальной системой в Солнечной системе — двойной планетой. В ней не малый спутник вращается вокруг большой планеты, а спутник и планета вращаются вокруг общего центра масс, который находится между ними. Ближайший аналог такой системы — Земля и Луна, только у нас общий центр масс не выходит за пределы Земли. Но результаты исследования взаимодействия системы Плутона и Харона могут повлиять и на знания о роли Луны в жизни Земли. Поэтому исследование New Horizons может быть намного ближе к нам, чем может показаться.

    Pluto.gif

    Еще не успела общественность остыть от впечатляющих кадров с окраин Солнечной системы, как пришли сенсационные новости от космического телескопа NASA Kepler. Телескоп висит за 1,5 млн км от Земли и смотрит в сторону звездного скопления в созвездии Лебедя. Четыре года смотрел постоянно, а два урывками, из-за выхода из строя системы ориентации. Телескоп регистрирует малейшие потускнения десятков тысяч звезд, затем, по анализу частоты спада яркости, делается предположение о наличии планет на орбитах вокруг этих звезд. Число таких кандидатов подобралось уже к пяти тысячам. Сейчас их перепроверяют другими методами и наземными средствами. Перепроверили около полутора тысяч, и, как показывает практика, большинство кандидатов от Kepler — подтверждаются.

    В июле 2015 года NASA сделало заявление, что найдена планета, наиболее точно похожая по условиям на Землю. Вращается она с периодом 385 дней, диаметр на 60% больше Земли, а масса в 5 раз больше. Хотя размеры не очень совпадают, но звезда относится к тому же классу, что и Солнце, только старше в полтора раза. Это значит, что на поверхности планеты Кеплер-452b условия благоприятные для жизни могли поддерживаться намного дольше чем на Земле… А могли и не поддерживаться. А возможно это вообще ошибка наблюдения и никакой планеты нет. В любом случае паковать чемоданы и готовиться к переезду еще рано. Тем более находится экзопланета за 1,4 тыс световых лет от нас, это значит, что мы не только долететь до нее не можем, но и позвонить тоже. Ответ придет только через 3 тыс. лет и это при условии, что потенциальные обитатели ждут нашего сигнала, и находятся на том же уровне развития науки и техники.



    В сравнении с западными успехами в расширении горизонтов познания, достижения отечественной околоземной космической группировки практически незаметны. Задачи на нее возлагаются скромнее: в основном изучение земной поверхности, атмосферных процессов, взаимодействие солнечного излучения с земной магнитосферой и атмосферой. Физический эксперимент “Нуклон” пока находится в режиме накопления данных и не радовал научный мир фундаментальными открытиями. И только один проект “РадиоАстрон” идет к горизонту так близко, что оставляет далеко позади, как отечественные научные проекты, так и мировые.



    В 2014 году коллаборация научных институтов России, США и Европы, вооружившись самыми мощными радиотелескопами на планете Земля, в поддержке российского космического радиотелескопа “Спектр-Р”, смогла приблизиться к горизонту событий сверхмассивной черной дыры в центре нашей Галактики Стрелец A*. Никакое исследование ранее не позволяло увидеть ядро Галактики в таком разрешении и в такой близости непосредственно черной дыры. Вокруг Стрельца A* вращаются огромные облака пыли и газа, которые не позволяют наблюдать ядро. Инфракрасные и рентгеновские телескопы могут частично “пробивать” пыль, но радиоволны позволяют идти дальше. В результате ученые смогли построить модель рассеивающего воздействия газопылевых облаков, учитывая которое можно проводить дальнейшие наблюдения ядра Галактики уже только наземными радиотелескопами.

    После такого насыщенного лета мы останемся надолго без серьезных амбициозных миссий. Только в следующем году к Юпитеру прилетит зонд NASA Juno, а потом нам останется только Марс, изучаемый многочисленными спутниками и посадочными аппаратами. Интересные и амбициозные миссии к Луне, Европе, астероидам пока только планируются и ждать их от 4 лет и более.

    Материал готовился для публикации в "Новой газете", здесь дается в авторской редакции.
    Ads
    AdBlock has stolen the banner, but banners are not teeth — they will be back

    More

    Comments 26

      +8
      Количество новостей и открытий действительно впечатляет. И сразу хочется пофантазировать, сколько бы их могло быть, если бы страны тратили свои бюджеты не на что-то вроде войн и дрязг, а на космические исследования!
        +7
        К сожалению, этот мир работает не так.
          0
          А другой планеты у вас нету? А то на этой уже стало опасно.
            +2
            В июле 2015 года NASA сделало заявление, что найдена планета, наиболее точно похожая по условиям на Землю.
            Вот только
            паковать чемоданы и готовиться к переезду еще рано.
            0
            Увы. Интересно, как у альтернативных эволюций дела с этим обстоят.
          0
          Интересно, почему везде пишут, что Кеплер-452b наиболее похожа на Землю, тогда как по индексу подобия земле она далеко не на первом месте? Только из-за наличия звезды G-класса?
            0
            Звезда и расположение в зоне Златовласки. Ну и каменная поверхность.
              +8
              Перечитал три раза, пока не понял, что Златовласка – это не румынская фамилия.
            +1
            >Вода с 67P/Чурюмова-Герасименко оказалась совсем не такой, какая содержится в океанах Земли, а ведь ранее считалось, что наша вода прилетела из космоса именно на кометах.

            Что значит «вода оказалась не такой»?
              +4
              Изотопный состав отличается.
                +4
                В состав воды зачастую входит так называемая «тяжелая вода». В ней вместо атома водорода — его изотоп — дейтерий (он тяжелее, отсюда и прозвище воды). Вот процент дейтерия в земной воде и в воде кометы различается.
                Если предположить, что у всех комет соотношение водород/дейтерий в составе одинаковое, то, выходит, что на нашу планету вода попала совсем не из комет.
                  0
                  Или что кометы пока болтались в окрестностях солнца несколько дополнительных миллиардов лет (по сравнению с «выпавшими» при образовании Земли) просто «обогатились» этим изотопом.

                  Например за счет естественного гравитационного разделения изотопов (дейтерий тяжее) в регулярно меняющихся циклах испарения/конденсации (при приближении/удалении от солнца) и/или неравномерного уноса протия и дейтерия солнечным ветром (это более вероятно — заряд одинаковый, а масса различается в 2 раза).

                  Чтобы это подтвердить(или наоборот исключить) нужно как-то достать образцы с большой глубины, а не с поверхности и сравнить как они отличаются.
                    0
                    Проблема вашей гипотезы в том, что во льду все процессы прекращаются, а испаренный материал не возвращается на комету. Поэтому никаких циклов там быть не может.
                      0
                      А куда тогда весь испарившийся материал исчезает? Неужели весь до конца успевает «сдуть» солнечным ветром и давлением солнечного света еще до удаления от солнца?
                        0
                        А хвост кометы — это по вашему что? Или про Персеиды, например, слыхали?
                          0
                          Вопрос не в том, что часть материала сдувает — это понятно. Вопрос в том а ВЕСЬ ли материал на 100% «сдувает» или все же часть остается и после удаления от солнца оседает и конденсируется обратно?

                          Тем более в таких кометах как эта, которая ближе орбиты Марса к солнцу даже на пике сближения не походит и поэтому интенсивному ветру и давлению света не подвергается.
                            0
                            Вам нужно немного прочесть про кометы, и, мне кажется, Ваша теория развеется сама собой =)

                            Однажды улетев с кометы, молекула воды (да и вобще все, что с нее улетело) туда уже наврядли возвратиться. И тем более «сконденсируется».
                            И иногда не солнечный ветер важен а обычный нагрев, который заставляет вылетать наружу внутренности кометы. У комет два хвоста, да! =)
                              0
                              «Обогащение» и природное разделение изотопов протия и дейтерия в солнечной системе это не моя теория, это одна из научных гипотез, хотя вероятно и не считающаяся сейчас основной.

                              В любом случае большую разницу в концентрации изотопов водорода на разных телах солнечной системы нужно как-то объяснить и подвести теорию под это. Это не только вопрос «откуда взялась вода на Земле», он шире — т.к. соотношение дейтерий/протий вообще ВЕЗДЕ сильно разное:

                              www.esa.int/spaceinimages/Images/2014/12/Deuterium-to-hydrogen_in_the_Solar_System

                              Хотя казалось бы все из одного общего и хорошо «перемешанного» протопланетного диска все образовалось. А различия по концентрации — в разы, между крайними — больше чем на порядок. Так что тот или иной процесс «обогащения» в истории солнечной системы точно был.
                +1
                Почему-то ни слова про Мессенджер и про дальнейшее исследование Меркурия. Ну и миссия Хаябуса-2 уже в процессе, к астероиду прибудет через 3 года.
                  +3
                  Нового исследования Меркурия ждать теперь только в 20-е
                  +2
                  У меня глупый вопрос: даже если предположить что вода на нашей планете появилась после падения комет, то откуда вода взялась на кометах?
                    +2
                    Вода была в протопланетном облаке. Сейчас считается, что солнечный ветер вынес почти все легкие элементы во внешнюю часть Солнечной системы, поэтому ледяные спутники и кометы толпятся у Юпитера и дальше.
                    0
                    у трехкилометрового куска льда, пыли и углеводородов.

                    Я не понял, углеводороды это же то что остаётся после жизнедеятельности живых организмов? Верно? На этой комете была жизнь? Или я чего-то не правильно понимаю? Не могли бы вы пояснить пожалуйста?
                      +2
                      Углеводороды — это соединения углерода и водорода, иногда с дополнительными ингридиентами. Из этих соединений состоят и живые организмы, но это необязательное требование для формирования органики. На Юпитере метан — органика — накоплен по массе сопоставимой со всей планетой Земля. Органические соединения нашли как на Меркурии, так и на Плутоне. Так, что это довольно распространенное вещество в космосе. И известно только одно место во Вселенной, где углеводороды выстроились так, что стали искать и воевать за другие углеводороды.
                        0
                        Считалось, что для синтеза органических веществ необходима особая «жизненная сила» (лат. vis vitalis), присущая только живому, и поэтому синтез органических веществ из неорганических невозможен. Это представление было опровергнуто Фридрихом Вёлером, учеником Берцелиуса, в 1828 году путём синтеза «органической» мочевины из «минерального» цианата аммония, однако деление веществ на органические и неорганические сохранилось в химической терминологии и по сей день.

                        теперь разобрался, спасибо за ответ
                      0

                      Only users with full accounts can post comments. Log in, please.