Космос. Все о звёздах, планетах, космических странниках - Абрамова Оксана Викторовна
Большой интерес представляют снимки поверхности кометного ядра, переданные оставшимся на орбите аппаратом, а также изображения, полученные камерами точного прицеливания импактора до его столкновения с космическим телом. На снимках отчетливо видно множество кратеров, в то время как на других кометах, которые исследовали космические зонды, следов столкновения с метеоритами не было.
Успешное проведение эксперимента имеет особое значение для решения проблем кометно-астероидной опасности. Теперь стала очевидной возможность заблаговременного удара в заданную точку поверхности опасного объекта для его отклонения от Земли. Отметим, что активное воздействие было осуществлено на расстоянии 133 млн. км от Земли.
Драматично сложилась судьба миссии японского космического зонда «Хаябуса».
Зонд японского агентства аэрокосмических исследований стартовал в мае 2003 г. к сближающемуся с Землёй астероиду 25 143 Итокава. Главная задача полёта — забор и доставка к нам образцов грунта с поверхности потенциально опасного астероида.
Для решения этой задачи был создан оригинальный космический аппарат, оснащённый электрореактивным ионным двигателем, мощным компьютером, автономной системой навигации и управления. В сентябре 2005 г. «Хаябуса» подлетел к астероиду и с высоты от 20 до 7 км стал его исследовать. Астероид Итакава имеет столь малую массу, что сила его притяжения в 10 раз слабее давления солнечных лучей на аппарат. Правда, мощность двигателя «Хаябуса» стократно превышает воздействие излучения Солнца и потому аппарат способен перемещаться с заданной скоростью в нужном направлении.
За первые полтора месяца исследований было получено около 1500 снимков поверхности, лазерный высотомер определил расстояние до Итокавы в 1,4 млн. точках. 7 5 000 измерений выполнил инфракрасный спектрометр, а рентгеновский спектрометр собирал данные в продолжение 700 часов. Анализ полученной информации поразил специалистов из Института космических исследований и космонавтики Японии — настолько необычным оказался астероид. Если раньше малые планеты считали геологически однородными телами, то Итокава оказался весьма сложным объектом. Поверхность астероида укрыта минералами различной природы. Здесь и кусочки металлического железа, и легкие силикаты. Большая часть астероида покрыта крупными камнями размером до 50 м (!), причем они обладают различными отражательными свойствами. Один из камней, длиною в два десятка метров, выступает настолько, что, кажется, вот-вот оторвется. В некоторых районах камни не были замечены. Но при косом солнечном освещении резкие тени делали заметными даже малые неровности рельефа, и районы, считавшиеся совершенно гладкими, зачастую оказывались покрыты крупными камнями. Немногочисленные кратеры на поверхности Итокавы укрыты слоем реголита и потому плохо заметны.
Итокава имеет характерную картофелеобразную форму с двумя утолщениями. Наибольший размер астероида равен 535 м, наименьший — 209 м. Плотность Итокавы 1,9x0,13 г/см3 — заметно ниже, чем у каменных пород и у астероидов, изученных ранее. Низкая плотность говорит о том, что около 40% объёма необычного астероида составляют пустоты и он представляет собой весьма «рыхлое» образование.
Информация о природе астероида Итокава представляет большую научную ценность и очень важна для решения проблем кометно-астероидной угрозы. Ещё раз подтвердилась важность своевременного выяснения структуры и состава потенциально опасных объектов. Только на основе достаточной информации можно планировать и осуществлять адекватные меры космической защиты Земли. Но как мы помним, предстояло решить главную задачу — получить и доставить на Землю образцы вещества необычного астероида.
До конца октября было проведено подробное изучение предполагаемых мест посадки; 1 ноября были объявлены два выбранных места: точка А и точка В — обе вблизи экватора.
В дальнейшем планировалось провести несколько подготовительных маневров аппарата и три основных операции:
4 ноября — пробное снижение к поверхности немного восточнее точки А до высоты 30 м;
12 ноября — первое снижение с забором образцов в точке А;
25 ноября — второе снижение с забором образцов в точке В.
Во время первого снижения предстояло с высоты 30 м сбросить посадочную мишень и попытаться увидеть ее со станции при работе специальных ламп-вспышек — при реальной посадке она будет служить своеобразным маяком.
Во время полёта аппарат снял с близкого расстояния район, намеченный для посадки, вблизи точки А. Он оказался для этого непригодным из-за множества огромных (до 10 м) камней. Была сфотографирована область и вблизи точки В, где камней оказалось гораздо меньше. Несмотря на определенный риск, это было единственное место, пригодное для посадки на Итокаве. Именно здесь решили сделать обе попытки взятия грунта.
Решающим днём для программы «Хаябусы» стал 20 ноября, когда станция получила команду на вертикальный спуск с высоты 450 м. Притяжение Итокавы становилось всё сильнее, и двигатели включались раз в 100 секунд, чтобы замедлить разгон. В заданный момент был перерезан трос крепления посадочной мишени. Через 140 секунд на высоте 40 м аппарат снизил свою скорость и почти завис; мишень же отделилась и пошла вниз. Еще минут через шесть она достигла поверхности астероида. А «Хаябуса» с высоты 1 7 м пошел вниз, ориентируясь по мишени и учитывая рельеф района посадки. В это время связь Земли с космическим аппаратом ухудшилась, а временами прерывалась.
Что происходило с «Хаябусой» в дальнейшем, удалось узнать, когда связь была восстановлена.
Японский аппарат коснулся поверхности астероида со скоростью около 10 см/с. По сигналу датчика касания на «трубе» грунтозаборного устройства аппарат должен был «выстрелить» в грунт «пулей» диаметром 10 мм и массой 5 г. В этом случае от удара со скоростью 300 м/с поднялось бы облако частиц грунта, порцию которых «Хаябуса» должен был уловить и начать подъём. К сожалению, датчик касания не включился, поэтому грунтозаборное устройство не сработало и управляемый подъём не состоялся. Сила отдачи подбросила «Хаябусу» на небольшую высоту, и он вновь опустился на астероид. После второго подскока «Хаябуса» окончательно осел на поверхность и находился на ней около 40 мин. Аппарат стоял под углом 16°, касаясь грунта нижним концом приемного устройства и краями солнечных батарей. Вскорости аппарат получил с Земли и исполнил команду на взлёт — кстати, первый взлёт земного аппарата с небесного тела, за исключением Земли и Луны. Проведенное тестирование показало, что «Хаябуса» не получил серьёзных повреждений, и операторы начали готовить вторую попытку взять грунт.
25 ноября аппарат начал спуск на астероид в пятый раз. 26 ноября он получил команду на вертикальный спуск и разрешение на посадку в автономном режиме. На высоте 14 м аппарат завис и развернулся перпендикулярно к поверхности. Теперь оставалось ждать, когда спуск сменится подъёмом и пойдёт телеметрия. Наконец «Хаябуса» зарегистрировал касание. Сразу две пули с интервалом в 0,2 с были всажены в грунт, чтобы увеличить объём выбрасываемого вещества.
Через секунду спуск сменился быстрым подъёмом и на безопасной высоте аппарат начал передачу сигналов. Надпись, высветившаяся на дисплее группы управления, означала, что впервые в мире успешно проведена операция забора грунта с астероида!
Это был момент всеобщего торжества, к которому примешивалась легкая тревога. А вдруг записи бортовых данных покажут, что какие-то действия аппарат не выполнил? Руководители полёта подозревали, что один или два «нижних» двигателя коснулись грунта при нештатной посадке 20 ноября и могли быть повреждены. Всё остальное на борту работало: солнечные батареи давали ток, связь была нормальной, ориентация тоже.
