«Глубокий удар» по чихающей комете

Идея бомбардировки кометы преследовала ученых очень давно. В самом деле, только этот научный эксперимент позволяет досконально выяснить, из чего состоят кометы. «Предполагается, что кометы содержат первичный материал газопылевого протопланетного облака, из которого примерно 4,5 млрд. лет назад образовалась наша Солнечная система, – рассказал «НИ» вице-президент РАН академик Владимир Фортов. – Если бы удалось получить информацию о плотности, химическом составе и прочностных свойствах ядра кометы, нам бы удалось пролить свет на тайну происхождения комет и Солнечной системы как таковой».

Кроме того, по мнению ряда исследователей, бомбардировка кометы позволит разработать методику изменения орбит космических объектов, угрожающих Земле. Именно этими соображениями руководствовалось NASA, приступая к реализации своего в высшей степени амбициозного проекта. Бомбардировка кометы была назначена на 4 июля 2005 года, когда вся Америка отмечает национальный праздник – День независимости. Скептики предрекали, что в случае провала космической миссии он будет самым мрачным в истории США. Однако специалисты NASA прекрасно справились с поставленной задачей.

Объект для космической бомбардировки был выбран далеко не случайно. Комета, открытая в 1867 году французским астрономом Эрнстом Темпелем, вращается вокруг Солнца по короткой орбите и проходит вблизи Земли каждые пять лет. Сравнительно большой диаметр в 6 км позволял предположить, что комета спокойно перенесет удар, не сойдет с проторенной орбиты и не будет представлять угрозы для Земли.

12 января 2005 года аппарат Deep Impact («Глубокий удар») стартовал с космодрома на мысе Канаверал и устремился к комете Tempel-1. Эксперты в один голос отмечают, что данный космический аппарат уникален. Он состоит из двух объединенных зондов. Flyby призван наблюдать за столкновением с помощью двух камер. Impactor, снабженный камерой с невысоким разрешением, обеспечивает максимально сильный удар при столкновении с кометой. Интересно, что снаряд весом 372 кг сделан из чистой меди, что гарантирует чистоту эксперимента. «Медь является элементом, который не волнует никого из тех, кто пытается понять происхождение Солнечной системы. Она не характерна для протекающих в ней процессов», – рассказывает член научной группы NASA Джей Мелош из Университета Аризоны (США). Вершиной же технической мысли создателей Deep Impact являются автономные навигационные системы, которыми снабжены оба зонда. Как показали последующие события, Deep Impact прекрасно справился с возложенной на него задачей.

В апреле 2005 года Deep Impact подошел к комете Tempel-1 на расстояние 63,89 млн. км и передал на Землю ее первые снимки. Комета на них выглядела крайне несимпатично – ноздреватый камень грязного цвета, по форме напоминающий авокадо. В минувшее воскресенье Deep Impact приблизился к комете на минимально допустимое расстояние в 880 тыс. км, после чего зонд Impactor отделился от материнского корабля и устремился к своей цели. В понедельник утром он врезался в ядро кометы со скоростью 37 тыс. км/час. Тут-то и началось самое интересное.

На снимках, переданных с борта Impactor еще на подлете к комете, ясно видно, что она «чихает», то есть постоянно выбрасывает в космическое пространство огромное количество воды. Это еще один аргумент в пользу теории, утверждающей, что именно кометы занесли на нашу планету воду, без которой не могла бы возникнуть жизнь.

Еще больший интерес вызывают первые снимки, полученные материнским кораблем, которые свидетельствуют о том, что взрыв оказался гораздо более мощным, чем предполагалось ранее. По самым скромным подсчетам, энергия, выделившаяся при столкновении, равнялась 4,5 тонна в тротиловом эквиваленте. Пока что ученые осторожно предполагают, что виной всему «подповерхностное давление кометы, высвободившееся во время взрыва». И хотя из-за поднявшегося пылевого облака не удалось досконально рассмотреть образовавшийся кратер, похоже, его диаметр – минимум 200 м, глубина же 50 м. Руководство NASA поспешило заверить взволнованную общественность, что «даже столь сильный взрыв не привел к сколько-нибудь заметному изменению орбиты кометы Tempel-1 и не создал какой-либо угрозы для Земли».

В настоящее время Deep Impact продолжает курсировать вокруг места столкновения, анализируя выброшенное в космос кометное вещество и передавая полученную информацию на Землю. Вопреки прогнозам скептиков, его «оптика и инструменты не пострадали», так что в скором времени он отправится изучать другие кометы.

Ожидается, что не менее интересные данные будут получены и из других источников. За бомбардировкой Tempel-1 с большим интересом наблюдали орбитальные телескопы Hubble, Chandra, Spitzer, а также 60 крупнейших обсерваторий Земли. Российским астрономам в этом смысле не повезло. Теоретически бомбардировку кометы можно было наблюдать только в обсерватории, расположенной в Зеленчукском районе Карачаево-Черкесии, однако вчера там было «слишком солнечно». Не смогли полюбоваться удивительным зрелищем и космонавты на МКС, иллюминаторы Международной космической станции были ориентированы в другую сторону. А вот жители Западного полушария имели возможность наблюдать космическую бомбардировку невооруженным глазом.

Впрочем, российские ученые все-таки приняли участие в миссии Deep Impact. Как пояснил академик Фортов, «в этом проекте активно участвуют исследователи из Института теплофизики экстремальных состояний и Института проблем химической физики РАН. Ими, в частности, выполнены обширные эксперименты по генерации мощных ударных волн, по изучению физических свойств веществ при ультравысоких давлениях и температурах, моделирующих условия эксперимента Deep Impact. С помощью численного моделирования на современной вычислительной технике ученые оценили возможные размеры кратера, который образуется в момент удара». Кроме того, по его словам, российские ученые определили параметры вспышки и ее спектральный состав в различных оптических диапазонах, что «позволит обсерваториям провести более содержательное наблюдение за процессом удара, а также интерпретировать полученные результаты».

ЭКСПЕДИЦИИ ПО ИССЛЕДОВАНИЮ КОМЕТ

6 марта 1986 года советская автоматическая межпланетная станция «Вега-1» встретилась с кометой Галлея, 9 марта к ней подошла станция «Вега-2». Итоги исследований – Комета Галлея является монолитным телом, вытянутой, неправильной формы, около 7 км в поперечнике. Каждые сутки ее покидает несколько миллионов тонн водяного пара. Вычисления показывают, что такая «производительность» требует, чтобы испарение шло по всей поверхности. Этим свойством могла бы обладать поверхность ледяного тела.

22 сентября 2001 года американская экспериментальная межпланетная станция Deep Space 1 (DS1) прошла на расстоянии 2200 км от ядра кометы Борелли и выполнила его съемку.

2 января 2004 года автоматическая станция Стардаст вошла в пылевидное облако вокруг кометы Вилд-2 и сфотографировала его. При прохождении мимо ядра кометы камера на станции Стардаст вращалась, чтобы оставаться нацеленной на ядро. Оказалось, что ядро является твердым, а окружающая кома состоит из отдельных потоков частиц.