Март 1986 года прошел под знаком весьма знаменательных событий, произошедших в глубоком космосе: флотилия из целых пяти космических аппаратов сблизились с кометой Галлея. По случаю 40 лет со дня этих исторических событий рассказываем, почему ученые выбрали именно комету Галлея для изучения, как проходил визит земных посланцев и что он дал науке.
Самая знаменитая комета в истории
Начнем с ответа на вопрос, почему именно комета Галлея удостоилась чести быть исследованной целой космической флотилией. Все довольно просто — это самая известная комета в истории.
Все началось в 18 веке, когда английский астроном Эдмунд Галлей выполнил расчеты орбит нескольких десятков известных комет и обратил внимание на сходство нескольких из них. Промежутки между их появлением составляли 75–76 лет. Галлей выдвинул смелое предположение, что речь идет об одном и том же объекте. В 1716 году он опубликовал подробные расчеты, предсказав, что в следующий раз комета вернется в 1758 году.
Сам Галлей не дожил до этой даты. Но 25 декабря 1758 года астроном Иоганн Палич действительно обнаружил предсказанную им комету. Это событие стало первым триумфальным подтверждением закона всемирного тяготения Ньютона. Неудивительно, что комету назвали в честь Галлея.
Уже одного этого было бы достаточно, чтобы увековечить комету Галлея в анналах науки. Но когда ученые попытались отыскать свидетельства ее прошлых появлений, выяснилось, что она буквально сопровождает человечество на протяжении всей его истории. По некоторым подсчетам, примерно одна восьмая всех упоминаний хвостатых звезд в различных письменных источниках так или иначе связана с ней.
Подобная «популярность» объясняется ее уникальными характеристиками. Несмотря на то, что каждый век наблюдается много более ярких долгопериодических комет (т. е. имеющих период обращения свыше 200 лет), комета Галлея — единственная, хорошо видимая невооруженным глазом короткопериодическая комета, которая появляется на земном небе через небольшие (по историческим меркам) промежутки.
Первое достоверное упоминание о комете Галлея в китайских исторических записях датированы 240 годом до н. э. Во время последующих визитов ее наблюдали вавилоняне, греки, римляне. Учитывая регулярность появлений кометы, неудивительно, что многие из них совпадали по времени с важными событиями в земной истории. Появление кометы в 451 году н. э. совпало с нашествием Атиллы и битвой на Каталаунских полях. Другой знаменитый визит кометы произошел в 1066 году н. э. незадолго до битвы при Гастингсе, в ходе которой норманны завоевали Англию. А некоторые ученые даже связывают появление кометы Галлея в 12 году до н. э. с Вифлеемской звездой.
«Армада Галлея»
Последний на сегодня визит кометы Галлея состоялся в 1986 году. К этому моменту человечество уже приступило к активному изучению космоса. Ученым, конечно же, не хотелось упустить уникальную возможность. Так что разные страны начали активно готовить проекты миссий по изучению кометы Галлея.
Япония сделала ставку на пару зондов, получивших название «Сакигакэ» и «Суйсэй». «Сакигакэ» стал первым в истории межпланетным аппаратом, построенным не в СССР и не в США. Его масса составляла 138 кг, полезная нагрузка была представлена приборами, предназначенными для изучения параметров межпланетной среды.
«Суйсэй» имел аналогичную конструкцию, но нес другой набор научных инструментов. Зонд был оснащен прибором для изучения солнечного ветра и ультрафиолетовой камерой, предназначенной для получения изображений водородной короны кометы Галлея.
Советский Союз отправил к комете Галлея пару аппаратов «Вега». Любопытно, что изначально проект миссии предполагал исключительно изучение Венеры с использованием посадочных платформ и аэростатов. Но в дальнейшем конструкторы внесли основательные изменения в их архитектуру: после Венеры пролетные модули «Вега» должны были направиться к комете.
«Вега» имели сложную конструкцию. Полная масса аппаратов составляла 4920 кг. Из них 3170 кг приходилось на пролетный модуль, 1750 кг — на предназначенный для Венеры спускаемый аппарат. Пролетный модуль был оснащен набором инструментов, включающим камеры, спектрометры, магнитометр, датчик пыли и анализатор плазменных волн.
Не осталось в стороне и Европейское космическое агентство (ESA), построившее для изучения кометы зонд Giotto. 960-килограммовый аппарат получил комплект из 10 научных инструментов: камеру, масс-спектрометры, анализаторы плазмы, фотополяриметры, анализаторы частиц, а также магнитометр.
Все перечисленные выше пять аппаратов неофициально назвали «армадой Галлея». Но что насчет NASA? Неужели аэрокосмическая администрация осталась в стороне от изучения кометы Галлея и не запустила к ней собственного аппарата?
На самом деле в недрах NASA было разработано несколько проектов миссий по изучению кометы, в том числе и совместных с ESA. Однако они не получили необходимого финансирования. Собственно говоря, именно поэтому ESA и приняло решение отправить к комете Галлея собственный зонд.
Тем не менее NASA все же планировала принять участие в изучении кометы Галлея, запустив несколько спутников. Но случившаяся в январе 1986 года катастрофа шаттла Challenger перечеркнула эти планы.
Встреча с кометой Галлея
Первым до кометы Галлея добралась «Вега-1». 6 марта 1986 года она прошла на расстоянии 8890 км от ее ядра, сделав несколько десятков снимков и проведя ряд измерений. Уже 8 марта с кометой Галлея сблизился японский «Суйсэй». Он пролетел на расстоянии 151 тысячи км от ее ядра. Зондом было отмечено два столкновения с пылинками кометного хвоста. 9 марта настал черед «Веги-2». Она пролетела на расстоянии в 8030 км от хвостатой гостьи. Еще через два дня дальний пролет кометы выполнил «Сакигакэ». Дистанция максимального сближения составила 7 млн км.
Кульминацией же стал визит Giotto. Управляющая им команда использовала снимки аппаратов «Вега» для более точной навигации зонда, на который была возложена весьма амбициозная задача: пролететь на минимально возможной дистанции от ядра и пережить этот визит.
14 марта Giotto приблизился к комете. Аппарат передавал информацию в штатном режиме, но на расстоянии примерно 1200 километров от ядра в него попала пылевая частица. Удар вывел из строя камеру и закрутил зонд. Giotto лишился связи с Землей, а его защитный экран перестал укрывать научные инструменты.
Несмотря на это Giotto выжил, пролетев на расстоянии всего в 596 километров от кометы Галлея. Через 32 минуты ему удалось восстановить стабилизацию, после чего он передал собранные во время пролета данные, включая самые детальные снимки ядра.
Оказалось, что ядро кометы Галлея имеет размеры 15×7,2×7,2 км. Внешне оно немного напоминает арахис (это довольно распространенная форма среди астероидов и комет). На поверхности кометы есть возвышенности, хребты, впадины и кратеры. Средняя плотность ядра составляет порядка 0,55 г/см3. Это говорит о том, что значительную часть внутреннего объема занимают пустоты. Ядро кометы Галлея вращается, совершая один оборот за 53 часа.
Также выяснилось, что поверхность кометы Галлея очень темная. Она отражает всего 4% падающего на нее света, что сопоставимо с углем. При этом лишь десятая часть поверхности ядра проявляла активность. По всей видимости, это связано с тем, что в ходе множества визитов во внутреннюю часть Солнечной системы комета потеряла большую часть (по некоторым оценкам, до 90%) своей изначальной массы.
Анализ выявил наличие в ядре кометы таких веществ как водяной лед, метан и аммиак. Также было найдено множество сложных органических соединений. Это поставило под сомнение бытовавшие ранее представления о кометах как о «грязных снежках». В реальности комета Галлея оказалась скорее шаром из грязи с некоторыми примесями льда и снега.
Наследие «армады Галлея»
«Армада Галлея» стала очень важным событием в истории науки. Впервые в истории космические аппараты выполнили близкий пролет кометы и сфотографировали ее ядро. «Армада Галлея» проложила дорогу для более продвинутых космических миссий, в ходе которых человечество устроило рукотворную бомбардировку кометного ядра (Deep Impact), доставку на Землю частиц ее хвоста (Stardust) и первую в истории посадку на поверхность (Rosetta).
«Армада Галлея» также послужила водоразделом в мировой космонавтике. Giotto стал первым в истории аппаратом, самостоятельно построенным и запущенным ESA в межпланетное пространство. В отношении Японии то же самое можно сказать про «Сакигакэ» и «Суйсэй». С тех пор Европа и Cтрана восходящего Солнца существенно укрепили свою космическую независимость, запустив еще множество межпланетных миссий, существенно обогативших копилку наших знаний о космосе.
Для СССР наоборот, «Веги» фактически стали лебединой песней его космической программы. Это последние в истории советские межпланетные аппараты, чья миссия завершилась успехом.
В завершении стоит сказать, что уже через несколько лет мы вполне можем увидеть своеобразное повторение «Армады Галлея». 13 апреля 2029 года астероид Апофис пролетит на расстоянии всего 31 тысячи км от Земли. Столь близкие визиты столь крупных астероидов происходят раз в несколько тысяч лет. Неудивительно, что многие космические агентства и частные компании не хотят терять такую уникальную возможность и уже активно готовят различные миссии по изучению Апофиса.
