Первые результаты миссии Rosetta

Прошло уже больше четырех месяцев с того момента, когда космический аппарат Rosetta (ESA) вышел на орбиту у ядра кометы Чурюмова — Герасименко. Сразу оговорюсь, что слова «вышел на орбиту» не следует понимать слишком буквально: аппарат движется по сложной траектории, которая не всегда гравитационно привязана к комете. Главной «видимой» драмой исследования кометы в прошедшие месяцы стала история посадочного модуля Philae, который 12 ноября совершил неудачно-удачную посадку на ядро кометы. Ей уделялось настолько много внимания, что преждевременное окончание работы Philae было воспринято многими как чуть ли не крах всей экспедиции, хотя независимо от дальнейшей судьбы Philae орбитальный модуль продолжает успешно работать.

Всё это время участников проекта неоднократно упрекали в том, что они не очень охотно делятся с публикой и коллегами результатами исследований кометы Чурюмова — Герасименко. И вот 17 декабря 2014 года в рамках конференции Американского геофизического союза прошла пресс-конференция, на которой были представлены первые научные результаты миссии Rosetta. Список их оказался в основном не очень впечатляющим и часто сопровождался рефреном: «Анализ результатов продолжается».

Сначала о посадочном модуле. Итак, первое приземление было произведено с очень высокой точностью: аппарат коснулся поверхности кометы всего в 100 м от намеченной точки. К сожалению, не сработали ни двигатель, который должен был прижать Philae к поверхности, ни гарпуны, при помощи которых аппарат должен был закрепиться в месте посадки. Поэтому аппарат отскочил от кометы и в следующий раз коснулся ее только через два часа. Потом он снова отскочил и окончательно закрепился на поверхности еще через несколько минут, после третьего касания. К счастью, первое касание оказалось достаточно неупругим и погасило значительную часть скорости Philae, из-за чего он отлетел от кометы со скоростью меньше скорости убегания.

Финальное место приземления Philae оказалось довольно неудачным. Во-первых, аппарат во время своих прыжков приобрел значительное вращение, параметры которого удалось с большой точностью восстановить при помощи установленного на Philae магнитометра ROMAP. Поэтому он, вероятно, лежит «на боку» (см. рисунок справа). Во-вторых, он оказался в тени и пока не получает достаточно солнечного света, чтобы обеспечить электричеством научные приборы.

Со временем ситуация может измениться: Philae будет получать больше солнечного света хотя бы потому, что комета подлетит ближе к Солнцу. К тому же не исключено, что из-за изменения взаимного расположения кометы и Солнца весной 2015 года светило начнет выше подниматься над горизонтом в месте посадки. Больше того, затененное положение Philae может оказаться преимуществом, поскольку защитит его от перегрева и обеспечит возможность работать даже в перигелии. Точное время, когда Philae начнет получать достаточно энергии, неизвестно, но попытки включить аппарат могут начаться уже в январе.

Хотя научные приборы на борту Philae отработали значительную часть программы, четких результатов пока нет. Ясно, что финальное место приземления Philae оказалось существенно интереснее первоначального, с большим разнообразием текстур, альбедо и узоров трещин. Однако пока всё ограничивается только фотографиями. Обещаны как минимум данные о внутренней структуре кометы, полученные в результате ее «просвечивания» радиоизлучением: Rosetta светила на комету, находясь на противоположной от Philae стороне, а он фиксировал излучение, прошедшее сквозь ядро. Данные магнитометра несут в себе информацию об остаточной намагниченности кометы, из которых можно узнать, каким было магнитное поле в протосолнечном диске. С учетом того, что сейчас именно магнитное поле считается ключевым фактором в динамике протопланетных дисков, сведения небезынтересные. Однако пока анализ результатов еще продолжается.

Попытка исследовать поверхность кометы при помощи пенетратора MUPUS закончилась неудачей: под слоем пыли оказалось очень твердое вещество (лед), которое пенетратору не поддалось. Это, кстати, означает, что несрабатывание гарпунов могло оказаться благом, а не проблемой. Они могли бы не воткнуться в твердый лед, а только отбросить Philae, в результате чего у кометы сейчас было бы два орбитальных модуля.

Анализаторы газа, установленные на Philae, зафиксировали в окрестностях кометы органическое вещество, однако это не вещество поверхности: попытка бурения оказалась неудачной, так что анализировалось только вещество, попавшее в приборы из атмосферы кометы. Что это за органика, сказать пока сложно, но речь идет о тяжелых молекулах с молекулярной массой более 100. Анализ результатов продолжается.

Изначально предполагалось, что сочетание посадочного и орбитального модулей позволит проследить эволюцию молекулярного состава вещества, выбрасываемого кометой. Но если результатов Philae придется подождать, то первые данные с борта Rossetta частично уже представлены. Прибор ROSINA зафиксировал значительное количество молекул в комете, несмотря на то что она в то время была на расстоянии больше 3 а.е. от Солнца. Наблюдались не только классические CO, CO₂ и вода, но и более тяжелые молекулы, типа CS₂ (и вообще много соединений серы), и органические молекулы: метан, метанол, этанол, формальдегид (и его димер), бензол. Это несколько странно, по-скольку, казалось бы, на таком большом расстоянии от Солнца испаряться должны только легкие молекулы. Также в комете обнаружены атомы металлов, в частности натрия. Поскольку металлы нелетучи, за их выброс с поверхности кометы отвечает, вероятно, не испарение, а воздействие солнечного ветра. Впрочем, анализ результатов еще продолжается.

Поверхность ядра кометы оказалась химически неоднородной. В частности, наблюдаются участки с повышенным содержанием серы. Эта неоднородность может быть связана с различием двух «половинок» кометы. Высказываются даже предположения, что комета состоит из фрагментов двух независимых тел. Однако пока нельзя исключить, что неоднородность проявляется и на меньших масштабах. Более точную карту удастся составить позже, когда Rosetta пронаблюдает ядро с большего количества ракурсов.

Кажется, единственный результат «Розетты», который уже опубликован, относится к изотопному составу воды в ядре кометы. Но тут нужна некоторая предыстория. Поскольку наша планета в годы молодости была (как предполагается) очень горячей, своей воды на ее поверхности не могло остаться; вода должна была появиться позже, в результате падения на Землю богатых водою тел. Поначалу самым подходящим источником земной воды считались кометы, поскольку их ядра состоят в основном изо льда. Однако измерения изотопного состава ядра кометы Галлея, выполненные во время ее последнего визита, показали, что вода кометы Галлея по изотопному составу отличается от земной воды. Точнее, в ней содержится в два раза больше полутяжелой воды (HDO), чем в земных океанах. Позже подобные же результаты были получены еще для нескольких долгопериодических комет. Отличия в изотопном составе означают, что кометы с большими периодами значимым источником земной воды быть не могли.

Затем при помощи космического телескопа «Гершель» содержание полутяжелой воды было определено в короткопериодической комете Хартли-2, и оно оказалось равным земному. Хотя одно измерение нельзя назвать достаточно богатой статистикой, тем не менее оно стало указанием на то, что вклад короткопериодических комет в обводнение Земли был более весомым. И вот теперь содержание HDO измерено у кометы Чурюмова — Герасименко. И оно в три раза превышает содержание полутяжелой воды в земных океанах, несмотря на принадлежность кометы Чурюмова — Герасименко к тому же семейству Юпитера, к которому относится и комета Хартли-2. В целом, это указывает на сложную историю перемещения вещества по молодой Солнечной системе, и потому интересно посмотреть на содержание изотопов других элементов, в частности углерода и аргона. Но о них пока говорить рано, так как анализ результатов продолжается.

“Stay tuned!” — сказали участники пресс-конференции. Будем ждать, чего же нам еще остается. Но ждать есть чего: 2015 год будет годом значимых открытий в Солнечной системе. Помимо «Розетты» и способного ожить Philae в арсенале есть еще Dawn, подлетающий к Церере, New Horizons, подлетающий к Плутону, Curiosity, колесящий по Марсу, последние порции данных с Меркурия, вокруг которого летает MESSENGER… Так что с Новым межпланетным годом!