После десяти лет погони за кометой 67P — и последовавшей затем посадки на ее поверхность — автоматический космический зонд сделал захватывающее открытие: эта похожая по форме на игрушечного резинового утенка и состоящая из каменистых пород комета оказалась местом нахождения органических молекул загадочного состава.

На прошлой неделе европейский космический аппарат «Розетта» (Rosetta) смог, наконец, осуществить посадку своего размером с холодильник спускаемого аппарата на каменистую поверхность кометы. Этот спускаемый аппарат под названием «Филы» (Philea) использовал оставшийся у него запас аккумуляторных батарей для исследования кометы и направления всех собранных им данных на Землю.

Сделанное спускаемым аппаратом «Филы» открытие является значительным достижением для науки. Состоящие преимущественно из углерода органические молекулы связываются друг с другом, образуя жиры, белки, сахар и ДНК, из которых состоят все живые организмы на Земле. Эти молекулы являются основополагающими строительными блоками живых существ, и они, вероятно, являются общими для всей солнечной системы.

Пока еще не ясно, какое именно органическое вещество обнаружил «Филы». Они могут оказаться такими же простыми как метан (CH4) или метанол (СH4O). Но когда корреспондент журнала Popular Science беседовал со Штефаном Уламеком (Stephan Ulamec), руководителем команды спускаемого аппарата космического зонда «Розетта», он указал на то, что эти молекулы могут оказаться не такими простыми. Более крупные и более сложные молекулы, по его словам, могут оставлять такой же след на используемых аппаратом «Филы» приборах, и поэтому его группе потребуется больше времени для того, чтобы установить, какие именно молекулы были обнаружены.

«В настоящее время мы пытаемся понять, к какому виду принадлежат эти молекулы, и результаты данной работы будут в ближайшее время опубликованы, — говорит Уламек. — Мы хотим быть полностью уверенными. Но определенно можно сказать, что речь идет о нескольких видах».

Как спускаемый аппарат «Филы» обнаружил органические вещества

Из-за множественного отказа аппаратуры во время посадки спускаемый аппарат «Филы» остановился в том месте, где он не может получать достаточного количества солнечных лучей для подзарядки своих солнечных батарей. Когда его рассчитанные на 60 часов работы аккумуляторы разрядились, он начал впадать в спячку. До того, как это произошло, «Филы» смог успешно установить свой бур. Пока не ясно, смог ли бур спускаемого модуля доставить образцы грунта в специальную печь, в которой образцы нагреваются для того, чтобы можно было определить их состав, или спускаемый аппарат провел анализ образцов другим образом.

Переданные «Филы» данные могут быть получены с помощью аппарата, которые «обнюхивает» молекулы в окружающем комету пространстве и использует масс-спектрометрию для установления ее состава.

Ученые, принимающие участие в этом проекте, надеются на то, что по мере продвижения кометы вокруг нашей звезды спускаемый аппарат — специалисты полагают, что он застрял в темном участке кратера — сможет в какой-то момент получить достаточное количество солнечного света для продолжения исследования структуры и состава кометы. А пока орбитальный модуль космического зонда «Розетта» будет вращаться вокруг кометы, анализируя состав окружающего ее облака, получившего названия «кома».

Что все это означает?

Углеводород был уже обнаружен на астероидах, на Марсе и на других кометах, и поэтому сделанная аппаратом «Филы» находка не является большим сюрпризом. Ранее орбитальный модуль аппарата «Розетта» обнаружил следы формальдегида, метана, метанола и аммиака рядом с кометой. Однако находка «Филы» более значима, поскольку впервые космический аппарат произвел посадку на комету и изучил ее, отмечает астроном Марк Сайкс (Mark Sykes), возглавляющий проект НАСА под названием Dawn (об этом интересном космическом аппарате вы вскоре узнаете больше). Специалисты преимущественно имеют возможность изучать молекулы, находящиеся в коме планеты, и на этой основе делаются заключения о том, что происходит на поверхности. Подобный способ нельзя считать идеальной заменой, хотя Сайкс отмечает: «Когда молекулы поднимаются с поверхности кометы к коме, они разрушаются ультрафиолетовым излучением Солнца. Обнаружение их на поверхности кометы может предоставить нам данные о происхождении самих молекул. Было бы очень интересно узнать, какие именно молекулы нашел спускаемый аппарат «Филы».

Предстоит еще провести большое количество анализов. Наиболее захватывающей (и вероятной) находкой аппарата «Филы» могут стать аминокислоты, которые являются строительными блоками протеина.

По мнению ученых, существует возможность того, что необходимые для жизни ингредиенты — углерод, водород, фосфор и азот — попали на Землю с помощью больших космических камней. Обнаружение аминокислот на комете 67P сможет подтвердить эту гипотезу.

«Я не уверен в том, что мы обнаружили именно аминокислоты, однако их наличие, конечно, было бы очень важным для изучения процессов возникновения жизни», — отмечает Уламек.

Если исследуемые молекулы действительно окажутся аминокислотами, то это не будет доказательством того, что жизнь на Земле была занесена из космического пространства. Такого рода данные свидетельствует лишь о том, что это один из возможных вариантов. Вместе с тем, даже если они окажутся простыми органическими соединениями, находка, сделанная с помощью «Филы», будет добавлена в корпус данных, свидетельствующих о том, что базовые ингредиенты для жизни могут быть одинаковыми для всей нашей солнечной системы, а также для всей галактики. Это может означать увеличение шансов на существование жизни в других местах.

«Все типы органических материалов способны сыграть свою роль в процессе формирования жизни — от насыщенных углеродом материалов до ДНК и РНК, — отмечает Уламек. — Этот процесс пока еще не поддается полному пониманию».

Независимо от того, какими именно окажутся обнаруженные молекулы, полученные результаты, несомненно, будут захватывающими, потому что изучение кометы подобно открытию капсулы времени. Исследуемые молекулы, вероятно, позволят ученым лучше понять то, как родилась наша солнечная система и как она со временем развивалась. «Вероятнее всего, мы имеем дело с первоначальным материалом, — подчеркивает Уламек. — Судя по всему, обнаруженное нами на поверхности кометы органическое вещество имеется в достаточном количестве в планетарной туманности. Вероятно, именно там и образовалась наша солнечная система».

Камера, установленная на борту космического аппарата Розетта, сделала снимки авантюрного путешествия посадочного модуля Фила на теле кометы.

Космический аппарат Розетта, который в августе вышел на орбиту кометы 67P/Чурюмова-Герасименко, отправил модуль Фила в свободное семичасовое падение для независимой научной миссии, уникальной в истории освоения космоса.

Камера, установленная на борту космического аппарата Розетта, который в тот момент находился на расстоянии 10 миль над поверхностью кометы, сделала фотографию спуска Фила во время неожиданного отскока и медленного дрейфа на восток.

«Если смотреть слева-направо, то можно заметить, как Фила сначала удаляется от кометы, а позже приземляется», — сообщается в пресс-релизе Европейского космического агентства. «Изображение, полученное после приземления в 15:43 по Гринвичу, подтверждает, что спускаемый аппарат двигался на восток … со скоростью около 0,5 м / с (1,6 футов в секунду)».

Окончательное место посадки Фила неизвестно, но как показывают изображения, он прибыл туда в 17:32 по Гринвичу.

«Розетта продолжает поиск модуля Фила, который расположен где то на затемненной стороне кометы», — сказал Герхард Швем, руководитель программы научного консультативного комитета НАСА, который недавно ушел в отставку.

Фила застрял в тени, а собственного аккумулятора ему хватило на 57 работы без возможности подзарядки его солнечных батарей.

«Но есть надежда, что мере приближения кометы к Солнцу, мы, возможно, сможем зарядить аккумуляторные батареи. Розетта продолжает искать посадочный модуль … так что история еще не закончена», — добавил Швем.

Космический аппарат Розетта, носящий посадочный модуль Фила, планирует сближение с этой кометой в августе 2014 года, чтобы сопроводить ее на своем пути к внутренней Солнечной системе и обратно. Розетта является миссией Европейского космического агентства (ЕКА), которого НАСА обеспечивает основными инструментами и поддержкой.


Космический аппарат Розетта над кометой Чурюмова-Герасименко

Комета Чурюмова-Герасименко делает петлю вокруг Солнца по орбите, пересекающей орбиты Юпитера и Марса, приближаясь, но, не выходя на орбиту Земли. Как и большинство комет семейства Юпитера, она, как полагают, выпала с пояса Койпера, областью за орбитой Нептуна, в результате одного или нескольких столкновений или гравитационных рывков.

Анализ орбитальной эволюции кометы указывает на то, что до середины 19-го века ближайшее расстояние до Солнца составляло 4,0 а.е. (около 373 млн. миль или 600 миллионов километров), что примерно составляет две трети пути от орбиты Марса к Юпитеру. Так как комета слишком далека от тепла Солнца, у нее не вырос ком (оболочка) или хвост, так что комету не видно с Земли.

Но ученые подсчитали, что в 1840 году довольно близкая встреча с Юпитером, должно быть, отправила комету лететь глубже внутрь Солнечной системы, вплоть до приблизительно 3,0 а.е. (около 280 миллионов миль или 450 миллионов километров) от Солнца. Перигелий Чурюмова-Герасименко (ближайшее приближение к Солнцу) находился чуть ближе к Солнцу в течение следующего столетия, а затем Юпитер дал комете другой гравитационный удар в 1959 году. С тех пор перигелий кометы остановился на 1,3 а.е., что составляет около 27 миллионов миль (43 миллиона километров) за пределами земной орбиты.

Ядро кометы считается довольно пористым, что дает ему плотность намного ниже, чем у воды. При нагревании Солнцем комета, как полагают, излучает примерно в два раза больше количества пыли в виде газа. Маленькой деталью, известной о поверхности кометы, является то, что посадочная площадка для Филы не будет выбрана до того, как Розетта не обследует ее с близкого расстояния.


3D модель кометы

Во время последних визитов в нашу часть Солнечной системы комета была недостаточно яркой, чтобы увидеть с Земли без телескопа. На этот приход мы сможем увидеть фейерверк крупным планом, благодаря глазам наших роботов.

Открытие

Обнаружена 22 октября 1969 в обсерватории Алма-Аты, Россия. Клим Иванович Чурюмов нашел изображение этой кометы при рассмотрении фотопластинки другой кометы (32P/Комас Сола), сделанной Светланой Ивановой Герасименко 11 сентября 1969 года.

Как Комета 67P/Чурюмова-Герасименко получила свое название

67P указывает на то, что это была 67-я открытая периодическая комета. Чурюмов и Герасименко — это имена первооткрывателей.

Открытие
Первооткрыватель: Чурюмова, Герасименко
Дата открытия: 20 сентября 1969 года
Альтернативные обозначения: 1982 VIII; 1982f;1989 VI; 1988i; 1969 R1; 1969 IV; 1969h; 1975 P1;1976 VII; 1975i

Характеристики орбиты
Эксцентриситет 0,6315
Большая полуось 3.5072973258 а. е.
Перигелий 1,2923 а. е.
Афелий 5,722 а. е.
Период обращения 6,568 г
Наклонение орбиты: 7,1205°
Последний перигелий: 28 февраля 2009
Следующий перигелий: 13 августа 2015

Физические характеристики
Масса 3.14·1012± 0.21·1012 kg

Комета Чурюмова-Герасименко, на которую впервые удалось посадить зонд, была открыта в Алматинской обсерватории, передает корреспондент Tengrinews.kz со ссылкой на пресс-службу АО "Национальный центр научно-технической информации".

12 ноября европейский космический аппарат "Розетта" высадил зонд "Филы" на комете Чурюмова-Герасименко. Небесное тело впервые было обнаружено 45 лет назад с помощью телескопа Астрофизического института АН КазССР на Каменском плато. Астрономы из Киева Светлана Герасименко и Клим Чурюмов в сентябре 1969 года наблюдали за известными кометами, такими как комета Когоутека и другие, на менисковом телескопе системы Максутова близ Алматы, параллельно производя фотоснимки космических тел.

Позднее, уже в Киеве, полученные изображения на фотопластинках были тщательно проверены. Помимо кометы 32Р/Комас Сола, за которой и велось наблюдение в Алматинской обсерватории, Светлана Герасименко обнаружила на снимках и совершенно неизвестное небесное тело, которое в последствие и назвали именами открывших ее ученых.

Чтобы приблизиться к комете Чурюмова-Герсименко, европейскому аппарату "Розетта" пришлось почти 10 лет маневрировать между орбитами Марса, Юпитера и поясом астероидов. За это время ученым удалось сделать множество снимков кометы в разных диапазонах. Ожидалось, что Зонд "Филы" проработает на комете не менее года, однако уже 15 ноября он перешел в "спящий" режим из-за недостаточной освещенности питающих его солнечных батарей. Работа зонда возобновится, когда комета Чурюмова-Герасименко приблизится к Солнцу.

Давайте вспомним, насколько далеко мы забрались с тех пор, как Розетта начала полет к своей цели – комете 67P/Чурюмова-Герасименко. Последнее время внимание публики было приковано к сообщениям о спускаемом модуле Филы, который оказался на поверхности кометы, но вспомните, как мало мы знали о том, как выглядит комета до этого лета и то, как сильно нас удивила её форма резиновой утки.

На изображениях представлена модель космического телескопа Хаббл, полученная в 2003 году, она и объясняет нам почему. Издалека комета 67P/Чурюмова-Герасименко кажется крохотным объектом, даже для мощного объектива зонда NASA. Тогда перед телескопом была поставлена задача проверить размер и форму, чтобы наилучшим образом разработать спускаемый модуль Филы. Модель не показала схожесть с уткой, она больше напоминает сомбреро под некоторыми углами обзора.

Главной проблемой для ученых в то время было перенаправление Розетты к новой цели, когда её первичная цель – комета 46P/Виртанена ушла из зоны досягаемости из-за задержки запуска. Комета 67P была больше, а гравитация сильнее, что потребовало от ученых внести некоторые коррективы для Филы. Поэтому чтобы взглянуть на 67P, был задействован Хаббл.

Здесь приведена интересная цитата 2003 года: «Хотя 67P/Ч-Г, приблизительно, в 3 раза больше, чем первичная цель Розетты, его продолговатая форма должна сделать спуск на поверхность возможным. Сейчас проводятся измерения, чтобы адаптировать комплекс посадочного модуля к новой конфигурации перед запуском в следующем году».

Мы прошли длинный путь с того момента, получив то, что находится на нижнем изображении в левом углу.

Пока мы придирчиво планируем, на что потратить свою жизнь, кто-то преданно и безоговорочно посвящает всю свою – космосу. Редакция Imenno.ru решила вспомнить когда, зачем и почему была организована одна из самых амбициозных миссий — миссия космического аппарата Rosetta.

Как была открыта комета Чурюмова-Герасименко

23 октября 1969 года известный советский и украинский астроном, а по совместительству еще и детский писатель, Клим Чурюмов, рассматривая снимки кометы 32P/Комас Сола, сделанные месяцем ранее его коллегой Светланой Герасименко, пришел к неожиданному для себя выводу: на фотографиях запечатлена не одна, а сразу две кометы.

При изучении последующих фотоснимков его догадки подтвердились — на фотографиях, помимо 32P/Комас Сола было зафиксировано еще одно ранее неизвестное науке небесное тело.



Где находится сейчас комета Чурюмова-Герасименко

Известно, что орбита кометы Чурюмова-Герасименко неоднократно менялась. До 1959 года её перигелий находился на расстоянии около 2,7 астрономических единиц от Солнца. Затем в результате гравитационного воздействия Юпитера это расстояние сократилось до 1,29 астрономических единиц. Таковым оно остаётся и по сей день. Чтобы достичь кометы, созданному для её покорения зонду Rosetta потребовалось почти 10 лет. Комета сейчас на расстоянии 500 миллионов километров от нас.


Когда был запущен зонд Rosetta

Разработанный и изготовленный Европейским космическим агентством (ESA) космический аппарат Rosetta изначально должен был заниматься исследованиями кометы 46P/Виртанена. Его запуск был запланирован на 12 января 2003 года, но в декабре 2002 года произошёл отказ двигателей при запуске ракеты-носителя «Ариан-5», и запуск Rosetta был отложен. Вскоре была разработана и новая программа полёта, её целью стало изучение кометы 67P/Чурюмова – Герасименко.

После еще двух неудавшихся попыток запуска, Rosetta отправилась в свою миссию 2 марта 2004 года с космодрома Куру во Французской Гвиане. В качестве почётных гостей на запуске присутствовали и «родители» кометы — Клим Чурюмов и Светлана Герасименко.



Как появились названия Rosetta и Philae

Название зонда Rosetta происходит от знаменитого Розеттского камня — каменной плиты из гранодиорита, найденной в 1799 году в Египте возле небольшого города Розетта (теперь Рашид), неподалеку от Александрии. На этой плите выбиты три идентичные по смыслу текста – на древнегреческом и древнеегипетском языках. Текст камня представляет собой благодарственную надпись, которую в 196 году до нашей эры египетские жрецы адресовали Птолемею V Епифану, очередному монарху из династии Птолемеев. Сопоставление трех текстов послужило отправной точкой для расшифровки египетских иероглифов.

Название спускаемого аппарата Philae также связано с расшифровкой древнеегипетских надписей. На острове Филы на реке Нил был найден обелиск с иероглифической надписью, упоминающей царя Птолемея VIII и цариц Клеопатру II и Клеопатру III. Надпись, в которой ученые распознали имена «Птолемей» и «Клеопатра», помогла расшифровать древнеегипетские иероглифы.


В чём суть миссии Rosetta

Основная задача космического аппарата Rosetta — пролить свет на то, как зарождалась и эволюционировала наша Солнечная система. Для этого выпущенный ею зонд зонд Philae должен исследовать комету Чурюмова-Герасименко – ведь именно кометы, по мнению ученых, оказывают колоссальное влияние на формирование планет. Например, существует гипотеза, что вода в океанах Земли появилась в результате столкновения с кометами. Не исключено, что кометы также принесли на Землю сложные органические молекулы, из которых впоследствии зародилась жизнь.

Для исследования у зонда «Филы» есть 10 специальных приборов и инструментов. С помощью радиоволн и проб грунта ученые исследуют внутреннюю структуру кометы. Также будут сделаны панорамные снимки.



Что делала Rosetta эти 10 лет

Зонд Rosetta отправился в космос в марте 2004 года. Двигаясь по сложной траектории вокруг Солнца, аппарат приближался к орбите Юпитера, пролетал рядом с Марсом и три раза – рядом с Землёй. С июня 2011 года зонд находился в режиме спячки – большая часть его бортового оборудования была выключена. Вновь оно было запущено 20 января 2014 года. А уже летом 2014 аппарат достиг своей цели.



Как проходила высадка зонда Philae

12 ноября 2014 года космический зонд Rosetta выпустил модуль Philae на расстоянии 22,5 километра от кометы Чурюмова-Герасименко. В силу огромного расстояния, которое зонд преодолел за 7 часов. учёные узнали о том, что посадка модуля прошла успешно, только спустя 28 минут после её завершения.

Пока Philae осуществлял возложенную на него миссию, Rosetta записала «звучание» небесного тела путём измерения магнитного поля вблизи кометы. Это магнитное поле колеблется на частотах 40–50 миллигерц, которые не воспринимаются человеческим ухом. Чтобы превратить магнитные осцилляции в звук, учёные искусственно увеличили частоту на фактор 1000.



В свою очередь, Philae сделал свою первую самостоятельную фотографию. На ней запечатлен удаляющийся от него аппарат Rosetta.



Philae высадился на трехкилометровое ядро кометы 12 ноября примерно в 18.35 по московскому времени.


Как Philae закрепился на комете

Первые переданные с поверхности кометы Чурюмова – Герасименко снимки показывают, что зонд Philae закрепился не в самом удачном месте: по мнению специалистов, там мало солнечного света. Более, того, он смог «зацепиться» только с третьего раза — не сразу сработали гарпуны.

Позже также стало известно, что вопреки планам ученых модуль сел не на пыльную, относительно мягкую поверхность, а на скалистое место, похожее на подножие утеса. При этом 8 из 10 научных инструментов робота к этому моменту уже находились в рабочем режиме и были готовы к изучению ядра. Включить еще два прибора ученые попытаются лишь после того, как убедятся, что Philae крепко держится за комету.