Зонд Rosetta попрощался с Землей и отправился к далекой комете

Космический аппарат Rosetta, который должен стать первым искусственным спутником кометы, попрощался с Землей. В последний раз пролетев мимо нашей планеты, он отправился к комете Чурюмова—Герасименко. Ученые надеются, что нынешний пролет поможет разобраться в странной аномалии, замеченной в окрестностях Земли.

Ровно 40 лет назад, осенью 1969 года советские астрономы Клим Чурюмов и Светлана Герасименко во время наблюдений в Крымской обсерватории открыли новую комету. В то время советские межпланетные станции только начинали освоение далеких планет, а американцы едва ступили на Луну. О том, чтобы подлететь к какой-нибудь комете, можно было только мечтать, исследовали их исключительно с Земли.

^{Космический аппарат Rosetta на орбите вокруг кометы Чурюмова—Герасименко и спускаемый зонд на её поверхности. (Иллюстрация ESA.)}

Однако теперь ситуация изменилась: уже через 4,5 года именно комета Чурюмова—Герасименко станет первым в своем классе небесным объектом, вокруг которого будет кружиться рукотворный спутник – космический аппарат Rosetta Европейского космического агентства (ЕКА). А после полугода «подготовительных работ», 10 ноября 2014 года на поверхность ядра этого небесного тела должен даже опуститься миниатюрный спускаемый аппарат. Накануне аппарат передал фотографию «серпика» Земли, полученную с расстояния в 640 тысяч километров от нашей планеты.

^{Ночное полушарие Земли, виден только краешек дневной стороны - полусеп Земли. (Фотография сделана с борта аппарата Rosetta.)}

В пятницу, 13 ноября 2009 года Rosetta совершила гравитационный маневр, критически важный для ее миссии. Максимально сблизившись с нашей планетой, пролетев при этом на скорости 13,3 км/c всего в 2,5 тыс. километров от ее поверхности над городом Нуса-Камбанган на индонезийском острове Ява, Rosetta ушла из зоны видимости антенны дальней космической связи в местечке Нью-Норсия на западе Австралии. Тем не менее, через 20 минут связь с космическим аппаратом «перехватила» европейская станция слежения в Маспаломас на острове Гран-Канария.

Выбранная траектория движения аппарата к комете включает четыре гравитационных маневра – три сближения с Землей (5 марта 2005 года и 13 ноября 2007 и 2009 годов) и одно с Марсом (25 февраля 2007 года). Попутно они помогли обеспечить сближение с двумя астероидами – 2867 Штейнс в 2008 году, над которым Rosetta прошла всего в 8 тысячах километров, и 21 Лютеция, пролет мимо которого состоится в 2010 году.

Цель последнего маневра – разогнать аппарат Rosetta. Кометы издревле считают «странницами» Солнечной системы из-за того, что их скорости велики по сравнению со скоростями планет. Большая скорость позволяет этим объектам значительно удаляться от Солнца и проводить там большую часть времени, сохраняя свое вещество в первозданном виде, так интересном астрономам.

Однако эта же большая скорость – проклятие для разработчиков космических аппаратов и агентств, финансирующих их создание. Вывести зонд напрямую на догоняющую комету траекторию – задача очень затратная, так как требует мощных ракет и большого количества топлива. Чтобы избежать их, ученые привлекают на свою сторону притяжение больших планет, совершая так называемые «гравитационные маневры». С механической точки зрения это те же столкновения, во время которых движущиеся вокруг Солнца тяжелые планеты фактически подталкивают космический аппарат – так, как тяжелый автомобиль подталкивает выбежавшее на дорогу животное.

Впрочем, траекторию облета выбирают так, чтобы последствия столкновения с планетой для зонда были менее плачевными, чем в приведенном примере. Нынешний гравитационный маневр должен добавить к скорости Rosetta 3,6 км/с – столько, сколько нужно для встречи с кометой Чурюмова—Герасименко в 2014 году. Как сообщила пресс-служба ЕКА, судя по первым данным телеметрии космического аппарата, дошедших до Канарских островов, нужную прибавку к скорости Rosetta получила.

Маленькая аномалия

Впрочем, часть ученых следит за изменением скорости космического аппарата с гораздо большей точностью. С этой целью аппарат время от времени ведут не только антенны связи, но и пара крупных тарелок радиотелескопов NASA в Австралии и в Калифорнии. Их точности должно хватить, чтобы измерить не километры и даже не метры, а миллиметры в секунду.

Именно такими величинами измеряется непонятная аномалия в движении космических аппаратов, пролетающих мимо Земли. Замеченная всего несколько лет назад, эта странность так до сих пор и не поддается объяснению, несмотря на все усилия практиков и теоретиков. Всякий раз, когда мимо Земли пролетает какой-нибудь зонд, его финальная скорость непонятным образом расходится с данными самых точных расчетов, которые должны быть верны до уровня в доли миллиметра в секунду.

Пару лет назад американские физики под руководством Джона Андерсона даже придумали (именно что придумали, а не вывели – физическое объяснение отсутствует) единую формулу, которая легко описывает все прошлые аномалии. Согласно этой формуле Андерсона аномалия максимальна, когда вертикальная (относительно земной орбиты) скорость зонда меняется наибольшим образом; расхождение в этом случае доходит до сантиметров в секунду; на неточности измерений такое уже не спишешь.

Впрочем, в случае с нынешним пролетом аппарата Rosetta формула Андерсона дает изменение скорости всего в 1 мм/с. Зафиксировать это расхождение сразу не получится – поправка, если она действительно есть, начнет подниматься над уровнем шумов лишь через несколько дней, а то и недель, когда накопятся достаточно длинные ряды наблюдений за аппаратом. Кстати, точного калориметра, способного проверить одно из предложенных объяснений аномалии, на борту Rosetta нет.

Кстати говоря, Солнечная система полна и другими не менее интересными аномалиями.

Следующая остановка

Инженеры ЕКА тем временем готовятся включить камеры Rosetta еще не раз. Во-первых, он должен сделать целое «видео» своего пролета мимо Земли, которое в сокращенном виде покажет последнее сближение аппарата с его родной планетой. Во-вторых, 13 ноября 2009 года, аппарат максимально сблизится с Луной и сделает несколько снимков, по которым будет понятно, насколько хорошо аппаратура переносит космическое путешествие.

Позже, когда передача полученных данных на Землю закончится, а инженеры окончательно выяснят, как прошел маневр, и отдадут последние корректирующие команды, Rosetta снова «заснет», выключив почти всю аппаратуру. В следующий раз она включится лишь в июле следующего года, на подлете к астероиду 21 Лютеция в главном поясе астероидов, который интересует астрономов из-за своего необычного состава. Это будет последняя «остановка» на пути к комете Чурюмова—Герасименко.

Артём Тунцов, www.infox.ru