ESA НАЧАЛО 10-ЛЕТНЕЕ РАНДЕВУ К КОМЕТЕ ЧУРЮМОВА-ГЕРАСИМЕНКО ( 67-Р )
комета 67-Р 28 дек 2002 г. обсерватория Montcabrer Cabrils (Испания)
ЕКА (ESA) приступило к осуществлению амбициозного проекта по исследованию кометы 67-Р
(Чурюмова-Герасименко). Для этого европейцы подготовили космический аппарат Rosetta, который
должен сблизиться с кометой и приступить к изучению ее ядра.
Правда, изначально "Розетту" планировали послать к другой комете - 46P / Виртанен. Старт ракеты
"Ариан-5" был запланирован на 12 января 2003 года. Но европейская космонавтика - молодая и еще
не очень опытная. За месяц до старта, в декабре 2002 года, неудачей закончился запуск очередной ра-
кеты "Ариан", которая отклонилас от заданной траектории и на восьмой минуте полета получила ко-
манду на самоуничтожение. Из соображений безопасности "Розеттой" решили не рисковать, пока все
причины отказа техники не будут установлены и исправлены. Эти работы заняли много времени, и
"окно" - промежуток времени, в течение которого космический аппарат имел шансы догнать комету
Виртанена было упущено. Постройка "Розетты", разработанной и собранной в основном британскими
учеными, обошлась ЕКА в 600 миллионов фунтов стрелингов, поэтому просто списать ее в утиль бы-
ло нельзя. Пришлось срочно подыскивать ей новую цель - другую комету с подходящей орбитой.
Тут то и подвернулась комета 67-Р, открытая в 1969 году советскими астрономами. История появле-
ния этого небесного тела на звездных картах примечательна. Осенью того года третья кометная экспе-
диция кафедры астрономии Киевского университета прибыла в обсерваторию Каменское плато Ас-
трофизического института АН Казахской ССР для наблюдения за кометой 32P/Комас-Сола, открытой
за год до этого. Аспирантка кафедры Светлана Герасименко сделала ряд снимков, которые легли в об-
щий отчет экспедиции, вернувшейся в Киев уже в октябре. 22 октября начальник экспедиции Клим
Чурюмов, просматривая негативы снимков, обнаружил на одном из них, помеченных 11-м сентября,
странный эффект: снимок зафиксировал, что предполагаемая комета Комас-Сола отклонилась от своей
траектории на два градуса. Заинтересовавшись этим феноменом, Чурюмов внимательнее вгляделся в
материалы Герасименко и нашел похожее отклонение на двух других снимках, за 9 и 21 сентября.
Снимки были не очень четкого качества - Светлана Герасименко, по ее словам, пожалела проявитель
и пластинка за 11 сентября вышла бракованной, так что сначала она даже хотела ее выбросить. Лишь
заподозрив, что в объектив попало другое небесное тело, Чурюмов сумел разглядеть рядом с "откло-
нившейся" кометой и комету Комас-Сола, которая, как и положено, находилась на своем законном
месте. Киевские астрономы тут же послали запрос зарубежным коллегам - в Центр по изучению ма-
лых планет при Гарвардско-Смитсоновской астрофизической обсерватории в американском городе
Кембридж. Вскоре от директора центра Брайна Марсдена пришел ответ, что киевлянам действитель-
но удалось сфотографировать неизвестное тело. Американцы официально подтвердили существова-
ние новой кометы и присвоили ей имена первооткрывателей. Вскоре комету Чурюмова-Герасименко
нашли и на снимках других обсерваторий, сделанных примерно в это же время, причем оказалось, что
в Ницце ее зафиксировали еще в августе. Тем не менее честь открытия и название остались за киевля-
нами. 
Комету 67-Р стали изучать, и оказалось, что она весьма необычна. Ученым удалось подсчитать, что к
1840 году перигелий ее орбиты (точка наибольшего приближения небесного тела к Солнцу) составлял
4 астрономические единицы ( 600 миллионов километров). В то время разглядеть ее с Земли нельзя
было бы ни в один современный телескоп. Но именно в том году комета прошла вблизи Юпитера
( сейчас эта - другая крайняя точка ее орбиты ), и сместилась ближе к Солнцу - новая величина пери-
гелия ее орбиты после этого равнялась трем астрономическим единицам. Смещение продолжалось, и
к середине ХХ века перигелий орбиты 67-Р уменьшился до 2,77 а.е.. В 1959 году произошло новое
"столкновение" кометы с гравитацией Юпитера, и теперь она облетала Солнце на расстоянии "всего"
в 1,28 а.е. ( орбита Марса - 1,52 а.е., Земли - 1 а.е. )Комета Чурюмова-Герасименко, после того как она была открыта, успела пролететь мимо Земли еще пять раз - в 1976, 1982, 1989, 1996 и 2002 годах, то есть период ее обращения вокруг Солнца составля- ет около шести с половиной лет. При этом комета проявляет необычную активность для тела с неболь- шим, по астрономическим меркам, сроком жизни. Так, у нее, несмотря на сокращающийся перигелий орбиты, сохранилось достаточно крупное ядро (более 4 км в диаметре), благодаря чему за кометой тя- нется длинный хорошо различимый хвост - в 2002-2003 годах ее хорошо было видно в земные телес- копы даже спустя 7 месяцев после того, как она миновала Солнце. По мнению ученых, это свидетель- ствует о дальнейшем сокращении величины перигелия ее орбиты.
Именно величина ядра кометы Чурюмова-Герасименко, а также тот факт, что крайняя точка ее орбиты находится в непосредственной близости от Юпитера, позволили астрономам из ЕКА избрать ее новой целью для экспедиции "Розетты". Землянам еще ни разу не удавалось спускать искусственные аппара- ты на ядро кометы, поэтому во избежание неточностей и ошибок было решено, что диаметр тела, под- ходящего для "приземления", должен быть более одного километра. А поскольку при приближении к Солнцу ядро нагревается и начинает испускать углекислый газ, водяной пар и пыль, встреча "Розетты" с кометой должна произойти в достаточно удаленной точке от центра Солнечной системы - в районе орбиты Юпитера, где оно находится в неактивном замерзшем состоянии.
Но долететь до Юпитера - задача непростая, потому что ни один из существующих на сегодня ракет- ных двигателей не способен развить такую скорость, чтобы за счет собственной мощности вытолкнуть космический аппарат ("Розетта" - алюминиевый куб размером 2,8 x 2,1 x 2,0 метра, набитый исследова- тельской аппаратурой - вес около трех тонн) на столь высокую орбиту. Поэтому ученым пришлось раз- работать хитрую траекторию полета "Розетты", которая наберет ускорение за счет гравитационных по- лей других космических объектов - Солнца, Марса и Земли.
"Розетте" предстоит проделать долгое путешествие. Достигнув земной орбиты и отделившись от раке- ты-носителя, аппарат получит дополнительное ускорение, которое вытолкнет его за пределы земного притяжения. После этого "Розетта" будет двигаться по баллистической орбите вокруг Солнца, сделав в общей сложности четыре полных оборота. За это время она трижды попадет в зону притяжения Земли ( в 2005, 2007 и 2009 году ) и один раз - в зону притяжения Марса ( в 2007 году ), причем каж- дый раз эти планеты "протащат" аппарат за собой, придав ему дополнительное ускорение. За это вре- мя комета Чурюмова-Герасименко, которая на момент старта "Розетты" будет находиться примерно в точке максимального удаления от Солнца, успеет сделать вокруг светила всего один оборот, достиг- нув своего перигелия в 2008 году. Когда же комета двинется в обратный путь, "Розетта", получив по- следний толчок от Земли, начнет ее догонять, так что орбиты двух небесных тел - природного и искус- ственного - пересекутся неподалеку от орбиты Юпитера в мае 2014 года. Комета в этот момент будет уже возвращаться к центру системы, а "Розетта" - догонять ее.
За время своего полета "Розетте" предстоит выполнить немало научных исследований. В частности, интерес европейских ученых вызывает пояс астероидов, расположенный между орбитами Марса и Юпитера ( по некоторым гипотезам - остатки "промежуточной" планеты Фаэтон, в свое время "разор- ванной" гравитацией ближайших планет-гигантов), через который зонд должен будет пройти дважды. "Розетта" сфотографирует астероиды - огромные глыбы камня, некоторые из которых достигают десят- ков километров в диаметре - определит их массу, уточнит количество, а также установит температуру на их поверхности и определит, имеются ли на астероидах скопления газа и пыли.
Но самое интересное начнется после того, как "Розетта" приблизится к ядру кометы Чурюмова- Гера- сименко. Помимо фотографирования этого небесного тела, зонд высадит на поверхность ядра неболь- шой спускаемый аппарат размером со стиральную машинку - ученые окрестили его "Филэ" ( Philae ). Сама высадка, по замыслу конструкторов и ученых, пройдет так: когда "Розетта" сблизится с ядром на расстояние в один километр, "Филэ" начнет спуск со скоростью один метр в секунду. Достигнув твер- дого основания, аппарат выбросит два гарпуна, которые должны надежно прикрепить его к поверх- ности, на этом этапе представляющей из себя схваченный льдом базальтовый массив. После этого "Филэ" опустится на прикрепленную к его плате-основанию треногу, на которой установлены плат- форма с десятью исследовательскими инструментами, а также многоугольная конструкция слоистого типа. Часть приборов и инструментов защищены кожухом, покрытым пластинами солнечных батарей. Если все пройдет удачно и "Розетта" с "Филэ" достигнут своей цели, они продолжат путешествие вместе с кометой по направлению к Солнцу со скоростью 135 тысяч километров в час. По мере при- ближения к центру Солнечной системы лед на поверхности ядра под воздействием тепла и солнечной энергии начнет таять и превращаться в газ, формируя хвост кометы. Ученые надеются, что приборы успеют зафиксировать этот процесс до того, как расплавится защитная обшивка аппарата. Конец экс- педиции назначен на 31 декабря 2015 года. Столь длительное путешествие и столь сложная процеду- ра исследований, несомненно, ставят конечную цель проекта под сомнение. Преодолеть за десять лет полета десятки миллионов миль космического пространства и посадить Филэ на площадку размером с аэропорт - непростая задача. Специалисты из ЕКА хорошо это понимают. "По сути мы летим всле- пую, почти наудачу", - говорит профессор Дейв Саутвуд, руководитель научных программ агентства. И тем не менее ученые из ЕКА надеются на благополучный исход и многого ждут от своего детища. Кометы были избраны ими среди других небесных тел в качестве объекта исследования потому, что, по мнению астрономов, составляющие их ядра вещества способны раскрыть тайну происхождения Вселенной. Считается, что они существуют в неизменном виде с тех пор, когда, примерно четыре с половиной миллиарда лет назад, возникла Солнечная система, когда из пыли и газа образовались пер- вые планеты. Некоторые исследователи полагают даже, что именно кометы занесли на Землю хими- ческие вещества, из которых родилась жизнь.
Данные, полученные в случае удачного полета "Розетты", возможно, произведут революцию в науке. Именно этим обстоятельством объясняется выбор имен как для самого зонда, так и для его спускаемо- го аппарата. Розетта - название обелиска из розового базальта, обнаруженного французскими солдата- ми в 1799 году в дельте Нила. На этом камне на двух древних языках египетской клинописью были вы- сечены неизвестные письмена. За их изучение взялся французский историк Жан-Франсуа Шампольон (1790-1832), сумевший разобрать среди них имена Клеопатры и Птолемея и в конечном итоге понять весь текст. Это открытие стало подлинной революцией в египтологии.
В память об этом событии "Розетта" несет на борту цифровой диск, на котором на шести тысячах зем- ных языков записан текст первых трех глав из Книги Бытия. "Филэ" - название острова в дельте Нила, где был обнаружен каменный обелиск Розетта с иероглифами. Назвать таким именем спускаемый ап- парат предложила пятнадцатилетняя Серена Ольга Висмара из местечка Арлуно, расположенного в окрестностях итальянского города Милан. В благодарность за это руководство ЕКА пригласило Сере- ну в Куру, на запуск "Ариана-5" с "Розеттой" на борту. Кстати, организаторы запуска не забыли и пер- вооткрывателей кометы 67-Р - Клим Чурюмов, до сих пор работающий на кафедре Киевского универ- ситета, и Светлана Герасименко, проживающая в настоящее время в Таджикистане, также удостои- лись этой чести.
Но с запуском тоже все было не просто. "Рейс 185" - пусковой номер ракеты "Ариан" - назначили на четверг, 26 февраля. Однако в этот день погодные условия были неблагоприятны, поэтому руководи- тели полета из ЕКА предпочли отложить старт на один день. В пятницу, 27 февраля, был начат обрат- ный отсчет, в продолжение которого специалисты готовят ракету к запуску, в последний раз проверяя все узлы и механизмы. И снова возникла задержка - сотрудники компании Arianespace, обслуживаю- щие запуск ракет этого класса, обнаружили, что от обшивки главной криогенной ступени ракеты отва- лился кусок теплозащитной пены размером 10 на 15 сантиметров. Эта пена защищает охлажденное ра- кетное топливо от более теплой внешней среды. Памятуя, что примерно такая же неполадка стала при- чиной гибели американского шаттла "Коламбия" (Columbia), руководители полета прекратили отсчет и отменили старт.
Поскольку это произошло до заправки ступеней ракеты криогенным топливом, неполадку удалось бы- стро устранить. Ракету отбуксировали в ангар и отвалившийся кусок пены заменили новым. Правда, на то, чтобы специальный клей успел высохнуть, ушло еще тридцать шесть часов. Тем временем "окно", в течение которого "Розетте" необходимо было стартовать, чтобы через десять лет догнать комету, стремительно сокращалось - повторялась история с предыдущим запуском к комете Виртанена. Поэто- му следующая дата старта - 2 марта - была решающей.
Обратный отсчет начался накануне, в 16:47 по местному времени. В 20:47 прошла последняя проверка всех электросистем ракеты, а в 23:27 криогенное топливо - жидкий водород и кислород - стало посту- пать в главную ступень "Ариана". Еще через полчаса началось захолаживание "Вулкана" (Volcain) - кри- огенного двигателя главной ступени, а следующие три часа ушли на последнюю проверку ракеты- -носителя, навигационного оборудования и командных систем. В 04:10 второго марта специалисты Arianespace подтвердили, что все системы работают нормально. Началась предстартовая синхрониза- ция всех процессов, обеспечивающих запуск. В 04:17:44 включилось зажигание "Вулкана". По словам специалистов, столь "неровное" время запуска было выбрано специально с точностью до секунды, чтобы через 10 лет "Розетта" не промахнулась мимо кометы. Еще примерно через семь секунд заработа- ли двигатели двух дополнительных ступеней, каждая из которых несет по 230 тонн криогенного горю- чего. "Ариан" стал стремительно набирать высоту.
Топлива в дополнительных ускорителях "Ариана" хватает всего на 2-3 минуты полета, поэтому в 04:20 они отделились от основной ступени. Еще через 9 минут и основная ступень выработала свой ресурс, и ракета перешла в баллистическую фазу полета. В 06:11, после почти двух часов полета, "Ари- ан" вышел на околоземную орбиту. Там сработала последняя ступень ракеты, придавшая "Розетте" по- следнее реактивное ускорение. Еще через 14 минут отделилась и эта ступень, и "Розетта", свернув с ор- биты, улетела в открытый космос.
Осталось подождать 10 лет, и мир наконец узнает насколько верны расчеты проекта ЕКА, и из какого первородного вещества Солнечной системы состоит ядро кометы Чурюмова-Герасименко.
vip.lenta.ru/fullstory/2004/03/03/rosetta y-net.narod.ru/astro/ss_news5.htm
ГАЛАКТИКА ABELL 1835 IR1916 ПОБИЛА РЕКОРД ПО УДАЛЕННОСТИ
район скопления галактик Abell
( кликнуть для увеличения )
Астрономы в очередной раз обнаружили наиболее отдаленную галактику из всех, известных на на-
стоящий момент. Она находится от нас на расстоянии приблизительно 13,2 миллиарда световых лет.
Излучение от этой галактики, именуемой Abell 1835 IR1916, доносит до нас информацию о Вселенной,
которой было только 3 % от ее теперешнего возраста. Этот свет был испущен спустя примерно 470
миллионов лет после Большого взрыва и может рассказать нам о том, как формировались первые га-
лактики после "темных веков" ("Dark Ages"), имевших место в истории ранней Вселенной. До этого за-
явления французских и швейцарских астрономов в журнале Astronomy & Astrophysics самой отдален-
ной считалась галактика, представленная научной общественности лишь две недели назад, - по оцен-
кам, ее красное смещение составляло около 7,0 - это соответствует удаленности от Земли в 13 милли-
ардов световых лет ( галактика Abell 2218 ). А тот "рекорд" в свою очередь затмил достижение января
2003 года - галактики с красным смещением 6,4. Так что эта область астрофизики развивается весьма
бурно.
Когда горячий ионизированный водород охладился до такой степени, чтобы "слипнуться" в первые
галактики ранней Вселенной, электроны в атомах, "выпадавшие" из возбужденного энергетического
состояния в основное (низшее), интенсивно испускали фотоны с длиной волны, находившейся в дале-
кой ультрафиолетовой области спектра. Эта так называемая лаймановская альфа-эмиссия или первая
линия резонансной серии Лаймана, служит свидетельством начала формирования галактик и имеет
характерную длину волны 121,6 нанометров. Атмосфера Земли для далекой УФ-области спектра не-
прозрачна, однако эта линия смещается в красную область спектра - к большим длинам волн - за счет
расширения Вселенной и становится доступной для наблюдений в настоящем времени. Теперь астро-
номы могут вычислить возраст такой галактики, просто измеряя красное смещение ее лаймановской
альфа-линии. Звезды первого поколения во Вселенной начали активно образовываться 200 млн. лет
после Большого взрыва.
галактика Abell 1835 видна только в инфракрасном спектре
Розe Пеллo (Roser Pello) из Южно-Пиренейской обсерватории (Observatoire Midi-Pyrenees) во Франции
и Даниэль Шерер (Daniel Schaerer) из Женевской обсерватории (Geneva Observatory) в Швейцарии вмес-
те со своими коллегами получили изображения скопления галактик Abell 1835 (Абелл 1835) с помощью
прибора ISAAC на Very Large Telescope - VLT в Южной европейской обсерватории ( European Southern
Observatory - ESO) в Чили. Такие скопления ведут себя как гравитационные линзы и позволяют астро-
номам изучать галактики, которые в противном случае выглядели бы слишком слабыми, чтобы быть
зарегистрированными современной техникой. Свет от Abell 1835 IR1916 усилился где-то от 25 до 100
раз, то есть естественное усиление фактически увеличило апертуру VLT от 8,2 м до 40-80 м). После идентификации нескольких удаленных объектов Шерер и Пелло исследовали изображения в ви- димом свете от Канадско-Французско-Гавайского телескопа ( Canada-France-Hawaii Telescope - CFHT ) на вершине Мауна-Кеа и космического телескопа "Хаббл" (Hubble). Нужные галактики на этих изобра- жениях не видны, и это позволило предположить, что все их излучение сместилось из видимой в ин- фракрасную область. В целом найдено около шести таких "невидимых" галактик, расположенных от нас на расстояниях свыше 13 миллиардов световых лет . Напомним, что по современным оценкам Большой взрыв случился 13,7 миллиардов лет назад, так что все эти "кандидаты" испустили наблюдае- мый ныне свет тогда, когда Вселенной было меньше 700 миллионов лет от роду.
Французско-швейцарская команда обнаружила слабую, но ясную особенность в спектре Abell 1835 IR1916, которая, как они считают, и является лаймановской альфа-линией, смещенной в инфракрасный диапазон, превратившейся в длину волны 1337 нанометров в инфракрасной области спектра. Это со- ответствует красному смещению 10, которое значительно больше, чем предыдущий рекорд. Если упо- добить Вселенную 80-летнему человеку, то предыдущий держатель рекорда был 4-летним ребенком, в то время как новооткрытой галактике только-только "исполнилось" 2,5 года. Шкала красного смеще- ния - логарифмическая: разность между красным смещением 1 и 2 составляет миллиарды лет, однако разность между красным смещением 6 и 7 - уже только сотни миллионов световых лет. Самое отдаленное космическое "эхо" доносится до нас с красным смещением 1 000 или выше, это из- лучение, превратившееся в радиоволны. Так что нынешний "рекорд" по всей видимости долго не про- держится.
"В принципе можно было бы найти подобным образом с помощью наземных средств галактики с крас- ным смещением 16-18, - говорит Шерер. - "На практике, однако, это может оказаться делом весьма за- труднительным. Я подозреваю, что красные смещения 11-14 также могут оказаться доступными, но получить их будет очень сложно".
Впрочем, сами исследователи признают, что галактика Abell 1835 IR1916 на самом деле может нахо- диться к нам на расстоянии меньшем, чем то, что соответствует красному смещению 10,0. Это может случиться, если причина появления эмиссионной линии не в водороде, а в других элементах - вроде кислорода или азота. Исследователи уже попросили выделить им время для наблюдений на космичес- ком телескопе Хаббл для того, чтобы подтвердить или опровергнуть свои нынешние результаты.
Кроме того, Пелло, Шерер и их сотрудники выяснили, что в галактике, какой мы ее теперь видим, идет интенсивное звездообразование, и это уже произвело "на-гора" множество звезд, общая масса которых эквивалентна приблизительно 10 миллионам масс нашего Солнца. Астрономы считают, что эти звезды, которые, возможно, являются "стандартными блоками" сегодняшних больших галактик, когда-то были теми самыми "свечками", что растопили вечный мрак, "проели дырки" в непрозрачном водороде и положили конец "темным векам" в истории ранней Вселенной ( что ознаменовало начало так называемого "Космического Ренессанса" - "Cosmic Renaissance"). Так что Abell 1835 IR1916 - это, по всей видимости, не квазар. Однако общая масса всех его звезд, согласно оценкам, в 10 тысяч раз мень- ше совокупной массы нашего намного более "зрелого" и достаточно массивного Млечного пути.
источник: grani.ru/Society/Science/p.62502.html
