|
«Рассвет» улетел в прошлое
ТЕКСТ: Артём Тунцов
ФОТО: nasa.gov
Космический аппарат Dawn («Рассвет») отправился в небывалый полёт сразу к двум малым планетам. Данные, собранные за те полгода, что он пробудет спутником каждой из них, позволят переписать учебники по астрономии, считают планетологи из NASA.
<!-- СМОТРИ ТАКЖЕ (ящики) --> <!-- СМОТРИ ТАКЖЕ -->
В четверг на рассвете с космодрома на мысе Канаверал во Флориде стартовал космический аппарат Dawn, с помощью которого учёные надеются понять, как 4,5 миллиарда лет назад сформировалась Солнечная система такой, какой мы её знаем. Но если астрономам только предстоит узнать много нового, то инженеры NASA уже получили немало удовольствия в ходе проектирования и постройки аппарата. Dawn – первый космический корабль, который будет подробно изучать сразу два астероида, по полгода поработав спутником каждого из них.
Цели аппарата – Веста и Церера – две малых планеты из пояса астероидов, расположенного между орбитами Юпитера и Марса. Они тоже в некотором роде рекордсмены и очень непохожи друг на друга. Если Веста – самый яркий на земном небе астероид – чем-то похожа на планеты земной группы (Меркурий, Венера, Земля и Марс), то Церера – самое крупное тело пояса астероидов – скорее напоминает большие спутники планет-гигантов. Учёные уверены, что сравнение двух астероидов поможет понять детали происхождения обоих классов небесных тел.
Траектория аппарата Dawn // NASA/Газета.Ru
Ракета-носитель Delta II оторвалась от земли в 07:34 по времени восточного побережья США (15:34 мск), и к 08:31 (16:31 мск) разгонный блок аппарата вывел Dawn на траекторию, которая через полтора года – в марте 2009 года – приведёт его к Марсу. Цель этого сближения – использовать притяжение планеты, чтобы отправить космический корабль ещё дальше, сэкономив при этом топливо, которое пригодится для перелёта от Весты к Церере. Ещё через полтора года – в сентябре 2011 года – Dawn окажется рядом со своей первой целью, Вестой, и выйдет на орбиту вокруг астероида, на которой пробудет ещё полгода. Это будет первый в истории освоения космоса пример «околоастероидной» орбиты.
Ионный двигатель аппарата Dawn
Чтобы совершить все необходимые манёвры и поставить все запланированные рекорды аппарату потребуется надёжный и экономичный двигатель, способный чётко отработать в космосе восемь лет, ведь большую часть полёта аппарат проведёт с включённым двигателем. Инженеры NASA решили поставить на Dawn три ионных двигателя. Они не будут работать одновременно, однако три двигателя необходимы, чтобы обеспечивать правильное ориентирование корабля и регулировать направление полёта.
Каждый двигатель развивает тягу всего в десять граммов, однако за 2100 дней работы они передадут космическому аппарату такой же импульс, что и все двигатели ракеты-носителя Delta II и разгоные блоки вместе взятые. При том что на это уйдёт всего около 400 кг топлива – точнее, расходного материала, в качестве которого выступает ксенон – инертный газ, ионы которого ускоряются вырабатываемым солнечными батареями электричеством до скоростей в десятки раз больших тех, что достижимы для химических ракет.
В апреле космический аппарат покинет Весту и начнёт трёхлетнее путешествие на другой конец пояса астероидов, где в феврале 2015 года встретится с Церерой и так же выйдет на орбиту вокруг крупнейшего из известных малых тел Солнечной системы. Здесь он и доработает до конца своей миссии, запланированного на июль того же года.
Веста и Церера были выбраны в качестве цели путешествия совсем не случайно. Обе они – самые массивные объекты пояса астероидов, обе были открыты одними из первых и обе станут первыми малыми планетами с искусственным спутником, однако на этом сходство заканчивается.
Веста – каменный астероид неправильной формы размерами примерно 578x560x458 километров. На поверхности заметны следы выхода лавы из недр, и учёные полагают, что поверхность Весты представляет собой «кору» из застывших миллиарды лет назад базальтов. На этой поверхности находится гигантский кратер диаметром почти во всю планету (460 км) и глубиной около 13 км.
Представьте себе Тихий океан, который стал вдесятеро глубже, – примерно таковы относительные масштабы образования.
Столкновение с неизвестным телом в далёком прошлом Солнечной системы выбило с поверхности сотую часть полной массы астероида, и астрономы всерьёз полагают, что каждый двадцатый метеорит, который мы находим на Земле, – это один из осколков древнего катаклизма
Молодость Цереры прошла куда менее буйно, как и полагается по статусу почти полноценной планете. Это крупнейшее тело пояса астероидов круглой, чуть сплюснутой формы (975 км на 909 км), характеристики которого даже позволили отнести его к созданной в прошлом году категории карликовых планет. Единственный, кстати, объект из внутренних областей Солнечной системы, попавший в компанию к разжалованному из планет Плутону.
Предполагается, что устройство Цереры больше похоже на устройство полноценных планет и крупных спутников планет-гигантов – в далёком прошлом, когда астероид был ещё разбавлен, более плотное вещество опустилось к ядру, а наружные слои составляют более лёгкие материалы. Судя по плотности Цереры, которая была измерена ранее, среди этих лёгких материалов должна быть и вода (точнее, лёд), из которого Церера состоит на четверть. Это также сближает карликовую планету со спутниками планет-гигантов – например, спутник Юпитера Европа состоит изо льда почти целиком. Возможно также, что на полюсах Цереры находятся массивные полярные шапки из водяного льда.
Научные инструменты аппарата Dawn
Для подробного исследования Весты, Цереры и всего, что попадётся по пути, на борту аппарата Dawn находятся три научных инструмента, разработанных в Европе и США.
Основная фотографическая камера (FC) была сделана в Германии специалистами из Института исследований Солнечной системы общества имени Макса Планка, Института исследования планет Германского аэрокосмического центра и Брауншвейгского университета. Две одинаковые камеры, страхующие друг друга, работают в семи фильтрах оптического и ближнего инфракрасного диапазона и имеют фокусное расстояние в 150 мм при относительном отверстии 1:7.9. Именно эта камера возвратит на Землю подробные снимки астероидов в 2011-2015 годах, а её основным научным назначением станет исследование минерального состава поверхности Весты.
Для той же цели предназначен и также разработанный в Европе панорамный спектрограф оптического и инфракрасного диапазона (VIMS). Этот прибор является модификацией инструментов, которые ESA установило на свои запущенные в космос ранее аппараты Rosetta и Venus Express. Каждый «фотоснимок», получаемый камерой, на самом деле содержит информацию о спектральном составе излучения в каждом пикселе, для чего используются более 400 узких спектральных полос. Аппарат предоставлен Итальянским космическим агентством (ASI) и был сделан специалистами Национального института астрофизики Италии и фирмой Galileo Avionica.
Наконец, инструмент, который заглянет под поверхность обоих астероидов – это детектор гамма-излучения и нейтронов. Разработанный Лос-Аламосской национальной лабораторией США, прибор использует 21 детектор с очень широким полем зрения. Широкое поле зрения делает вряд ли возможным создание хоть сколько-нибудь приличных изображений, однако эти детекторы способны улавливать нейтроны и гамма-лучи – как отражённые от поверхности планеты, так и пришедшие из её недр. По энергетическому спектру обоих видов излучения учёные смогут установить, какие вещества находятся в недрах планеты и в каком количестве – например, они позволят понять, сколько водяного льда находится под поверхностью Цереры.
Учёные надеются, что исследование таких непохожих друг на друга малых планет позволит лучше понять происхождение нормальных планет Солнечной системы, в том числе Земли. По современным представлениям, планеты образовались около 4,5 миллиардов лет назад, когда небольшие каменные и ледяные глыбы, плотным роем обращавшиеся вокруг Солнца, начали постепенно слипаться во всё более и более крупные тела.
В конечном итоге из них образовались нормальные планеты, каждая из которых доминирует на своей орбите. Однако объектам, составлявшим пояс астероидов, не повезло: притяжение крупнейшей планеты Солнечной системы, Юпитера, помешало кому-либо из них собрать достаточную массу, чтобы стать единственным центром силы в своих окрестностях. С тех пор эти неудавшиеся планеты летают по близким орбитам, иногда сталкиваясь друг с другом и то дробясь, то вновь слипаясь.
По словам руководителей проекта, данные, собранные аппаратом Dawn, позволят переписать учебники по планетологии и монографии по образованию Земли и других планет. Так что написанное абзацем выше может оказаться чушью. Подождём до 2015 года.
Источник: www.gazeta.ru.
Рейтинг публикации:
|
