В центральной прессе мало освещаются зарубежные космические проекты. Пытаться восполнить этот недостаток в нашем издании — задача, пожалуй, слишком амбициозная. Тем не менее, недавнюю новость обойти вниманием нам показалось невозможным.
В этой статье речь пойдет об «астероидной гонке», первой в истории посадке на астероид, изучении строения этого небесного тела, анализе проб грунта и результатах.
Интерес к небольшим небесным телам неслучаен. Во-первых, часть астероидов околоземной группы потенциально опасны для человечества, во-вторых подлет, посадка и взлет космических аппаратов на астероиды не требуют усилий и средств, сопоставимых с изучением планет. Наконец, они могут пролить свет на эволюцию Солнечной системы.
Немного истории
Первым открытым астрономами астероидом является Церера, в 1787 году обнаруженная Джузеппе Пиацци. По вычислениям Гаусса, группой ученых проводились поиски пятой от Солнца планеты между орбитами Марса и Юпитера. Джузеппе был всего лишь сицилианским падре, который интересовался небесными явлениями.
Некоторое время открытое им небесное тело считалось планетой.
Сейчас Церера квалифицируется как карликовая планета диаметром почти тысячу километров. Это самое массивное тело в поясе астероидов. Весь пояс астероидов составляет менее 5% от массы Марса, многие астероиды имеют поперечник не более 100 метров.
Но есть астероиды, которые не привязаны к поясу астероидов. Эта группа получила название апполонов. Их орбиты, главным образом, проходят между Юпитером и Венерой. Такая вытянутая орбита предполагает пересечение в том числе и земной орбиты.
Первый из группы астероидов, известных нам, был обнаружен лишь в 1932 году Карлом Рейнмутом. На сегодня обнаружено около 70 таких небесных тел. В 2005 году был найден отнюдь не последний из них. Он имеет типичную «астероидную» форму (похож на грушу), с поперечником от 200 до 400 метров.
Астероидные миссии
NEAR Shoemaker, США (2001). Этот зонд, отправленный в 1996 году, встал на орбиту крупного астероида Эроса и долго изучал объект. Осуществив посадку, зонд мог определить состав грунта на глубину до 10 см.
Хаябуса, Япония (2005). Попытка вернуть грунт астероида. Японцы высадили на астероид маленьких роботов, но после серии снимков «что-то пошло не так». Предположительно, из-за солнечного ветра была потеряна связь и боты свалились с поверхности.
Забавно, но Хаябуса — это сапсан. В Японии они живут, как и в Москве!
Хаябуса-2, Япония (2018). Атаковав медными снарядами поверхность астероида Рюгу, получил несколько грамм вещества, потом совершил мягкую посадку, еще раз атаковал небесное тело небольшой бомбой после отбытия. Еще одна небольшая порция вещества была принята на борт зонда, отправившегося к Земле. В декабре 2020 ждем прибытия.
OSIRIS-REx (2020). Цель ̶ не просто атака, воздействие и контактный сбор реголита. Интерес вызывает состав объекта, который мог не поменяться со времени молодой Земли. Забор образцов породы может проводиться с глубины до десятков сантиметров.
Главный герой
В 2008 году Бенну был выбран из более чем 7000 кандидатов, только 192 астероида удовлетворяли критериям, предполагающим к посадке (скорость вращения, масса, скорость относительно Земли).
Планировалось, что OSIRIS-REx впервые отправится в августе 2018 года и вернется на Землю в сентябре 2023 года после сбора образцов. Пока все идет по плану.
Размер
Астероиды меньшего диаметра имеют более высокую скорость вращения, чем большие. Астероиды диаметром менее 200 метров могут разбрасывать материал по своей поверхности, потому что скорость вращения их оси очень высока.
Лучшая цель для разведывательной машины для сбора проб должна иметь диаметр более 200 метров.
Бенну в поперечнике около 500 метров и вращается вокруг своей оси всего каждые 4 часа 20 минут. Этой скорости достаточно для OSIRIS-REx, чтобы безопасно собрать образцы с поверхности.
Изготовление
В качестве ракеты-носителя для космического аппарата рассматривался только Atlas V, и предварительные расчеты подтвердили возможность достижения цели. Капсулу весом около 2 тонн надо разогнать до второй космической скорости.
31 декабря 2018 года аппарат прибыл к астероиду Бенну и вышел на круговую орбиту вокруг астероида. Таким образом Бенну стал наименьшим небесным телом с космическим аппаратом, находящимся на его орбите.
Посадка
После выбора места посадки, сопровождавшегося многократным облетом, аппарат неделю назад (20.10.2020 МСК) «приастероидился». Точнее, посадка состоялась для части аппарата.
По конструкции зонд немного напоминает пылесос. Синхронизировавшись с движением астероида, был выпущен рукав до поверхности. Через этот рукав в приемную камеру пошла «пыль» с поверхности.
23.10.2020. Фрагменты астероида находятся в коллекторе на конце трехметрового роботизированного рукава зонда, их слишком много и порой медленно уносит в космос. Дело в том, что некоторые камни препятствуют полному закрытию отсека.
Скорее всего, зонд собрал до 300 граммов фрагментов (до начала потерь). Это больше, чем планировалось. Задача-минимум сводилась к 50 граммам.
28.10.2020. После нескольких дней напряженной работы команда миссии успешно завершила перемещение образцов астероида в капсулу возврата образцов (SRC), капсула была закупорена и перемещена в ту часть аппарата, которая вернется на Землю.
Задачи усложняются тем, что передача управляющих сигналов происходит с задержкой более 18 минут. Телеметрия показала, что подготовить к доставке на Землю удалось около 70 грамм материала.
Аппарат находится на расстоянии около 330 млн. км. от Земли, обратный путь займет еще 3 года.
Дополнительные материалы
- Официальная страница проекта на сайте НАСА: https://www.nasa.gov/osiris-rex
- Описание запуска и общих сведений о миссии: https://www.dijitalx.com/2016/09/08/
- Новости о посадке (на русском): https://www.gismeteo.ru/news/science/korabl-nasa-sovershil-istoricheskuju-posadku-na-asteroid-bennu/
- Страница на Википедии: https://ru.wikipedia.org/wiki/OSIRIS-REx