«Путешествия к астероидам» Дмитрия Вибе

Специально для тех, кто воздерживается от посещения публичных мест, Московский планетарий провел традиционный лекторий «Трибуна ученого» в онлайн!

«Путешествия к астероидам» Дмитрия Вибе

Название изображения

«Мой путь в астрономию, как, наверное, у многих людей моего
поколения, начинался с книги Воронцова-Вельяминова «Очерки о
вселенной». Одна из глав этой книги носит название – «Путешествие
на Гермес и на Гермесе». В ней автор описывает, что мы увидели
бы, если бы полетели на астероид, какие нас ожидали бы
приключения», —
говорит Дмитрий Вибе, доктор
физико-математических наук, заведующий отделом физики и эволюции
звёзд Института астрономии РАН, профессор РАН.

Почему Воронцов-Вельяминов выбрал именно
Гермес?

Дело в том, что этот околоземный астероид, открытый 28 октября
1937 года, время от времени пролетает на небольшом расстоянии от
Земли, и Воронцову-Вельяминову показалось, что возможность таких
тесных контактов облегчит путешественникам будущего перелет на
астероид и путешествие вместе с ним.

На самом же деле это спорное предположение – ведь не так просто
присоединиться к астероиду, когда он пролетает на небольшом
расстоянии от Земли. Тем не менее, идея полетов к астероидам с
тех пор существует и уже не раз была реализована.

Одна из целей такого мероприятия – изучение астероида. Очевидно,
что рассматривать астероид с небольшого расстояния намного
эффективнее и результативней.  

Не теряется из вида и проблема защиты от столкновения с этими
телами. Наконец, практическое освоение астероидов позволит
отработать до состояния рутины практику полетов и процесс
манипулирования ими.

«Астероиды небольшие
небесные тела, размером от нескольких метров до тысячи
километров. Астероиды состоят, в основном, из различных
каменистых пород. В состав некоторых входят железо и никель. По
составу они близки к планетам земной группы. Астероиды изредка
сталкиваются с большими планетами. Обломки астероидов, упавшие
на Землю, ученые называют метеоритами», —
объясняет
ученый.

Количество известных астероидов в Главном поясе приближается к
миллиону. Астероидов, которые способны сближаться с Землей,
известно существенно меньше – около 22 тысяч.

«Если мы соберем все астероиды в кучу – не получим даже Луну,
не говоря уже о полноценных планетах Солнечной системы», —

говорит Вибе.

Астероиды объединяют в группы и семейства на основе характеристик
их орбит. Обычно семейства и группы получают названия по имени
первого обнаруженного астероида с соответствующими свойствами. В
группы астероиды объединяются на основе общего сходства орбит,
тогда как членами семейств считаются астероиды с близкими
значениями параметров орбит. Предполагается, что члены семейств
образовались в прошлом при разрушении крупных астероидов от
столкновений с другими объектами.

Спектр астероида показывает, какие вещества входят в его состав.
К сожалению, спектры астероидов не столь детальны, как спектры
звезд, но множество спектральных классов астероидов оказывается
очень богатым и разнообразным.

Главный пояс астероидов находится между орбитами планет Марс и
Юпитер, и именно в этом регионе находится подавляющее большинство
астероидов, также известных как малые планеты. Некоторые
астероиды обращаются вокруг Солнца в околоземном пространстве, а
другие мигрируют или выбрасываются из пояса астероидов во внешнюю
Солнечную систему.

В 1977 году в Национальном управлении США по аэронавтике и
исследованию космического пространства НАСА впервые началось
проектирование аппарата, с помощью которого планировалось
изучение атмосферы и строение Юпитера, его спутников, а также
передача их изображений на Землю. Этот автоматический космический
аппарат получил название Галилео (англ. Galileo) в честь
итальянского астронома Галилео Галилея, открывшего четыре
спутника Юпитера в 1610 году.

Изучение Юпитера – серьезная миссия, однако ученые решили
исследовать с помощью Галилео и астероиды. Прежде чем попасть в
систему Юпитера, Галилео совершил ряд маневров, в частности,
полетел сначала к Венере, проведя исследования этой планеты, а
также пролетел мимо двух астероидов.

Прошло 14 лет работы, прежде чем исследования орбитальной станции
Галилео были завершены 21 сентября 2003 года. Автоматический
космический аппарат разрушился в верхних слоях атмосферы Юпитера.
Трудно переоценить тот вклад, который Галилео внес в
астрономические научные исследования. В 1991 году, пересекая
Главный пояс астероидов, аппарат сблизился с астероидом Гаспра и
послал на Землю первые снимки, сделанные с близкого расстояния.

«Скорость передачи данных была очень низкой», —
комментирует Дмитрий Вибе.

Исходя из формы Гаспры, ученые предполагали, что астероид
образовался как осколок при столкновении крупных небесных тел.
Его возраст, предположительно, равен пятистам миллионам лет.

Почти год спустя Галилео прошёл мимо астероида Ида и обнаружил у
него спутник, который назвали Дактилем -  это стало
настоящей революцией.

Рельеф астероида действительно примечателен. Ида относится к
числу наиболее испещренных кратерами тел. Самый большой из них,
Ласко, имеет 12 километров в диаметре. Его назвали в честь пещеры
Ласко во Франции, где были найдены рисунки древних людей.

Следующим важным шагом стала миссия NEAR
Shoemaker.

Целью аппарата было изучение одного из околоземных астероидов.
После перебора кандидатов, выбор пал на 34-километровый Эрос. Он
является одним из крупнейших околоземных астероидов.

Расчеты ученых показали, что в будущем (речь о временном
интервале в миллионы лет) он может перейти на орбиту, которая
будет пересекаться с Земной.

По пути к Эросу NEAR Shoemaker совершил пролет другого
астероида – 66-километровой Матильды. Она стала лишь третьей
малой планетой в истории, которая изучалась земными аппаратами.
Оказалось, что Матильда обладает одним из самых длинных среди
астероидов периодом вращения — местные сутки длятся 17 земных
дней.

Другие отличительные черты Матильды – темная поверхность (ее
альбедо сравнимо с альбедо битума) и 33-километровый кратер Кару,
глубина которого оценивается в 5 — 6 километров. Исходя из массы
астероида, до половины внутреннего объема Матильды должны
занимать пустоты.

Первоначально, NEAR Shoemaker должен был выйти на орбиту Эроса в
январе 1999 года. Но из-за потери связи во время выполнения
аппаратом коррекции курса план пришлось пересмотреть. В итоге,
NEAR Shoemaker добрался до цели только в феврале 2000 года.

Следующий год аппарат провел на орбите Эроса. Оказалось, что
астероид имеет вытянутую арахисоподобную форму. Средняя плотность
Эроса примерно соответствует плотности земной коры, так что это
не «груда обломков», а полноценное тело.

На поверхности астероида оказалось много валунов. Проведя анализ
их распределения ученые предположили, что большинство из них были
выброшены при столкновении Эроса с крупным объектом, случившемся
миллиард лет назад.

Кульминация проекта наступила в феврале 2001 года. Инженеры
захотели завершить миссию на высокой ноте и посадить аппарат на
поверхность. Разумеется, NEAR Shoemaker не был предназначен для
посадки на астероид, так что успех мероприятия оценивался всего в
пару процентов.

Но к удивлению наблюдателей, 14 февраля NEAR Shoemaker сумел
опуститься на поверхность, став первым в истории земным аппаратом
осуществившим посадку на астероид. NEAR Shoemaker не просто сел –
его батареи не были повреждены и освещались Солнцем, так что он
сумел проработать еще две недели, подробно изучив состав грунта
Эроса, где обнаружились магний, алюминий, кремний, кальций и
железо. 28 февраля аппарат навсегда замолчал. Может быть,
космические старатели когда-нибудь смогут его отыскать.

Следующим мощным проектом стал японский космический
аппарат

MUSESC
(Хаябуса), предназначенный для изучения астероида
Итокава и успешно доставивший образцы его грунта на
Землю.

«Хаябуса» был запущен 9 мая 2003 года японской ракетой-носителем
М-5, а в июне 2010 года он вернулся к Земле и сбросил капсулу с
добытыми образцами грунта. Это была первая доставка грунта с
иного небесного тела после лунных экспедиций.

Kocмичecкий кopaбль HACA Dawn был
зaпущeн в космос в 2007 гoду. С июля 2011 года он иccлeдoвaл
acтepoид Becтa, а затем, пoкинув acтepoид Becтa в ceнтябpe 2012
гoдa, нaпpaвилcя к кapликoвoй плaнeтe Цepepa, кoтopoй достиг в
2015 гoду. Becтa и Цepepa – двa пpoтoплaнeтныx тeлa, кoтopыe
пoчти cтaли плaнeтaми. Изучaя их c oдинaкoвым нaбopoм приборов,
нa бopту oднoгo и тoгo жe кocмичecкoгo аппарата, учeныe cмoгли
cpaвнить и coпocтaвить эвoлюциoнныe пути этиx плaнeт, чтoбы
пoнять, кaкoй былa Coлнeчнaя cиcтeмa в далеком прошлом.

В конце лекции ученый ответил на все вопросы онлайн-слушателей.

Фото Дмитрия Вибе предоставлено Московским
планетарием.

Источник: scientificrussia.ru