Космос. Все о звёздах, планетах, космических странниках

Ещё изучение колебаний блеска Эроса, выполненное с Земли, показало, что астероид имеет форму груши размером 38x1 6 км, а его период вращения 5 час 16 мин. При первом сближении были получены многочисленные снимки Эроса. Период вращения в точности подтвердился, а размеры уточнились лишь немного: 40x14 км. Это ли не свидетельство надежности наземных астрономических исследований!
Уточнение размеров и массы помогло прецизионно выполнить все операции вблизи астероида при втором подходе аппарата. Любопытны начальные параметры движения «NEAR Shoemaker» по орбите вокруг Эроса. Обычно, когда говорят о космических скоростях, подразумевают скорости огромные, многократно превышающие привычные земные. Так вот, космический аппарат относительно Эроса двигался со скоростью человека, вышедшего на неспешную прогулку — 3 км в час! Неудивительно, что полный оборот «NEAR Shoemaker» завершал почти за целый месяц. Примерно за то же время Луна, двигаясь со скоростью 3600 км/ч, обходит вокруг Земли. При том, что расстояние до Луны в 1000 раз больше, чем от NEAR до Эроса. Такая разница объясняется малостью массы Эроса и ничтожной силой его гравитации.
Программа миссии «NEAR Shoemaker» предусматривала исследование Эроса со всё меньшей высоты. В заключение имелось в виду в случае успешных маневров аппарата вблизи астероида попытаться царапнуть его поверхность краем солнечной батареи, а затем, подняв аппарат, изучить полученную астероидом царапину. Но аппарат оказался настолько послушным, а операторы научились им управлять с такой почти ювелирной точностью, что было решено рискнуть — попытаться впервые посадить зонд на поверхность астероида. Тем более что срок службы аппарата к тому времени уже истекал. Специалисты NASA оценивали шансы на успех как один на сотню (ведь аппарат не был предназначен для посадки). И этот единственный шанс они использовали блестяще! 13 февраля 2001 г. аппарат массой 495 кг мягко опустился на поверхность Эроса.
Таким образом, американским специалистам удалось выполнить заранее не запланированный уникальный космический эксперимент. Сложность задачи усугублялась очень малой гравитацией Эроса. Допустимой была принята скорость посадки до 11 км/ч. При избыточной скорости причаливания сила отдачи отбросила бы аппарат в космическое пространство. Вместе с тем слабая гравитация облегчала задачу сохранности аппаратуры зонда при его контакте с грунтом малой планеты.
Все операции по спуску зонда продолжались четыре с половиной часа и были выполнены настолько точно, что аппарат продолжил передачу радиосигналов и после посадки. По-видимому, оказались в сохранности и панели солнечных батарей, обеспечивающие энергопитание. Заметим кстати, что никогда прежде полупроводниковые источники энергопитания не использовались на таком удалении от Солнца. Посадка стала возможной также благодаря знаниям об Эросе, полученным при подлете и во время годового изучения его с орбиты спутника.
  Фотографии поверхности астероида Эрос  
Уже анализ первых снимков принёс много интересного. Всего же удалось получить более 160 тыс. снимков (в 10 раз больше запланированного). Оказалось, что астероид имеет слоистое строение, о чём свидетельствуют видимые на поверхности вытянутые параллельные желоба и гряды гор. По предположению учёных, это могут быть застывшие слои многократно изливавшейся вулканической лавы. Если эта гипотеза подтвердится дальнейшими исследованиями, придётся признать, что когда-то Эрос был частью другой, гораздо большей планеты. Есть и другая гипотеза: открытые протяжённые образования являются трещинами от столкновения с другим небесным телом. Изучение снимков приводит к выводу, что хотя бы часть борозд представляет собой следы больших камней, упавших на поверхность и довольно долго катившихся по ней. Камней большого размера на поверхности Эроса очень много. Иногда это настоящие поля валунов. Один из таких огромных валунов прекрасно виден в конце длинной борозды на дне небольшого кратера. Как бы то ни было, ясно, что Эрос является достаточно прочным небесным телом. Лишнее тому подтверждение — довольно высокая средняя плотность астероида. По последним радиоисследованиям, она составляет 2,4 г на кубический сантиметр, почти как и у земной коры.
 
Эрос цветом поверхности похож на Луну, но светлее её и отличается некоторой желтизной. Исследования, выполненные с помощью бортового спектрометра, выявили на поверхности астероида железосодержащие минералы: пироксен и оливин.
  Изображение ядра Темпль-1 составлено из нескольких фотографий  
Самое поразительное, что такие минералы — продукт плавления горных пород, чего не должно быть на таком небольшом небесном теле. Это также свидетельствует в пользу гипотезы, что когда-то Эрос был частью достаточно крупного небесного тела. Однако разрушение «материнской» планеты должно было случиться в очень отдалённую эпоху. О древнем возрасте Эроса говорит то обстоятельство, что почти вся его поверхность (до 90%) покрыта сравнительно небольшими «оспинами» кратеров. Лишь в средней части этого «космического арахиса» с одной стороны обнаружен 5-км кратер, зато с противоположной, в седловине, кратеры почти отсутствуют. По характеру рельефа из всех исследованных вблизи малых планет Эрос сходен с Идой.
И руководители программы ученые-эксперты с полным основанием сочли полет «NEAR Shoemaker» абсолютно успешным. Впервые получена столь полная информация об астероиде, сближающемся с Землёй. Кроме того, приобретён уникальный опыт сближения, маневрирования и причаливания к астероиду, который может оказаться востребованным при операциях по космической защите Земли.
Не менее впечатляющий космический эксперимент осуществили ученые и специалисты США в 2005 г. 12 января с помощью ракеты «Дельта-2» была запущена станция с характерным названием «Дип Импакт» («Глубокий удар»). Цель космического зонда соответствует имени — глубокое проникновение в ядро кометы Темпль-1. Подобного в космонавтике до тех пор ещё не было. Выбор цели не случаен. Короткопериодическая комета, подвергшаяся бомбардировке, была открыта Эрнестом Темпелем в 1867 г. Она движется между орбитами Марса и Юпитера, обегая вокруг Солнца за пять с половиной лет. Столь частые сближения с нашей звездой позволяют учёным замечать и исследовать эволюцию кометы.
Больше половины массы аппарата приходилось на 372-килограммовый медный «ударник» (импактор), который 4 июля того же 2005 г. со скоростью 37 тыс. км/ч врезался в выбранный район поверхности кометы. Энергия, выделившаяся при столкновении, эквивалентна взрыву 4,5 т взрывчатки. До этого лишь Луна подвергалась ракетной бомбардировке. Но Луна по своим размерам сопоставима с Землёй. А поперечник ядра кометы Темпль-1 всего несколько километров (приблизительно 5x7 км). В результате удара болванки в теле кометы образовался взрывной кратер глубиной несколько десятков метров и размером с футбольное поле.
Понятно, что образование такого кратера не цель, а неизбежное последствие запланированного эксперимента. Таким образом, учёные впервые смогли добраться до внутренних слоев кометного вещества, скрытых под поверхностной коркой. Сравнительно небольшие размеры кометных ядер гарантируют отсутствие внутренних геологических процессов, которые могли бы изменять состояние кометных недр. Исследование выброшенного ударом первичного вещества Солнечной системы позволило познакомиться с его составом. Изверженное вещество включает маленькие зерна силикатов, соединения железа, сложные углеводороды, глину и карбонаты. Специалисты считают, что для их образования была необходима жидкая вода. Исследователи образно назвали все это «космическим суфле» — ведь ядро кометы пористое и мягкое. Полученные данные помогут лучше понять историю Солнца и его семьи. Можно надеяться также, что исследование состава комет прольёт новый свет на загадку возникновения жизни на нашей планете. Многие специалисты убеждены: кометы, выпавшие на юную Землю, доставили сюда массу воды. Лишнее подтверждение такой возможности дал полёт станции «Дип Импакт». Оказалось, что исследуемая комета Темпль-1 почти непрерывно выбрасывает в окружающее пространство большие порции воды. При ударе из образовавшейся воронки было выброшено водяного пара около четверти миллиона тонн. Эти данные получены космическим телескопом NASA Swift, который наблюдает всплески гамма-излучений. В данном случае гамма-телескоп регистрировал в рентгеновских лучах выброс вещества с поверхности кометы до и после удара. Это дало возможность определить массу потерянного кометой водяного пара. Разнообразные исследования выброшенного при взрыве вещества вели сотрудники 60 астрономических обсерваторий, расположенных в разных частях нашей планеты.