Читать книгу "Космос. Все о звездах, планетах, космических странниках - Борис Пшеничнер"

Необходимо предусмотреть возможные последствия разрушения крупных тел в околоземном космосе. Как показывает компьютерное моделирование, засорение осколками астероида околоземного космического пространства увеличит риск столкновения с ним обитаемых и автоматических аппаратов.

Космические миссии — репетиции активной защиты от ОКО

Чтобы принять ту или иную стратегию создания системы защиты Земли от опасных космических объектов и приступить к ее реализации, необходимо продолжить и расширить проведение космических экспериментов. Прежде всего — дальнейшие исследования природы астероидов и комет с помощью космических зондов. Одновременно накапливается опыт, испытываются технические средства и отрабатываются технологии, которые будут необходимы в случае критических ситуаций.

Познакомимся с уже осуществленными проектами, которые стали весомым подтверждением возможностей современной науки и техники противодействовать ударам из космоса.

Модель станции «NEAR Shoemaker»

Примером возможности перехвата объекта, опасно сближающегося с Землёй, стала экспедиция к астероиду Эрос американской станции NEAR Shoemaker. Астероид Эрос, открытый в самом конце XIX в., интересен тем, что стал первым в списке небесных тел, сближающихся с Землёй. Он же из всех астероидов и комет первым был выбран для подробного исследования.

У зонда NEAR была чрезвычайно сложная задача: вывести аппарат на орбиту искусственного спутника астероида, чтобы затем длительно его изучать с близкого расстояния. По плану эта динамическая операция должна была начаться 10 января 1999 г. К сожалению, в момент выдачи команды с Земли на включение маневрового двигателя связь с аппаратом прервалась на 27 часов. В результате станция миновала Эрос на ближайшем расстоянии 3827 км. И всё же цель была достигнута! Удалось рассчитать и выполнить новую схему сближения, в соответствии с которой после нескольких включений двигателей 14 и 15 февраля 2000 г. космический аппарат стал первым в истории космонавтики искусственным спутником астероида. Дата события была на этот раз выбрана в интересах публики. Астероид, носящий имя греческого бога любви, получил «подарок» с Земли в День святого Валентина, отмечаемый во многих странах как праздник всех влюблённых.

Ещё изучение колебаний блеска Эроса, выполненное с Земли, показало, что астероид имеет форму груши размером 38x1 6 км, а его период вращения 5 час 16 мин. При первом сближении были получены многочисленные снимки Эроса. Период вращения в точности подтвердился, а размеры уточнились лишь немного: 40x14 км. Это ли не свидетельство надежности наземных астрономических исследований!

Уточнение размеров и массы помогло прецизионно выполнить все операции вблизи астероида при втором подходе аппарата. Любопытны начальные параметры движения «NEAR Shoemaker» по орбите вокруг Эроса. Обычно, когда говорят о космических скоростях, подразумевают скорости огромные, многократно превышающие привычные земные. Так вот, космический аппарат относительно Эроса двигался со скоростью человека, вышедшего на неспешную прогулку — 3 км в час! Неудивительно, что полный оборот «NEAR Shoemaker» завершал почти за целый месяц. Примерно за то же время Луна, двигаясь со скоростью 3600 км/ч, обходит вокруг Земли. При том, что расстояние до Луны в 1000 раз больше, чем от NEAR до Эроса. Такая разница объясняется малостью массы Эроса и ничтожной силой его гравитации.

Программа миссии «NEAR Shoemaker» предусматривала исследование Эроса со всё меньшей высоты. В заключение имелось в виду в случае успешных маневров аппарата вблизи астероида попытаться царапнуть его поверхность краем солнечной батареи, а затем, подняв аппарат, изучить полученную астероидом царапину. Но аппарат оказался настолько послушным, а операторы научились им управлять с такой почти ювелирной точностью, что было решено рискнуть — попытаться впервые посадить зонд на поверхность астероида. Тем более что срок службы аппарата к тому времени уже истекал. Специалисты NASA оценивали шансы на успех как один на сотню (ведь аппарат не был предназначен для посадки). И этот единственный шанс они использовали блестяще! 13 февраля 2001 г. аппарат массой 495 кг мягко опустился на поверхность Эроса.

Таким образом, американским специалистам удалось выполнить заранее не запланированный уникальный космический эксперимент. Сложность задачи усугублялась очень малой гравитацией Эроса. Допустимой была принята скорость посадки до 11 км/ч. При избыточной скорости причаливания сила отдачи отбросила бы аппарат в космическое пространство. Вместе с тем слабая гравитация облегчала задачу сохранности аппаратуры зонда при его контакте с грунтом малой планеты.

Все операции по спуску зонда продолжались четыре с половиной часа и были выполнены настолько точно, что аппарат продолжил передачу радиосигналов и после посадки. По-видимому, оказались в сохранности и панели солнечных батарей, обеспечивающие энергопитание. Заметим кстати, что никогда прежде полупроводниковые источники энергопитания не использовались на таком удалении от Солнца. Посадка стала возможной также благодаря знаниям об Эросе, полученным при подлете и во время годового изучения его с орбиты спутника.

Фотографии поверхности астероида Эрос

Уже анализ первых снимков принёс много интересного. Всего же удалось получить более 160 тыс. снимков (в 10 раз больше запланированного). Оказалось, что астероид имеет слоистое строение, о чём свидетельствуют видимые на поверхности вытянутые параллельные желоба и гряды гор. По предположению учёных, это могут быть застывшие слои многократно изливавшейся вулканической лавы. Если эта гипотеза подтвердится дальнейшими исследованиями, придётся признать, что когда-то Эрос был частью другой, гораздо большей планеты. Есть и другая гипотеза: открытые протяжённые образования являются трещинами от столкновения с другим небесным телом. Изучение снимков приводит к выводу, что хотя бы часть борозд представляет собой следы больших камней, упавших на поверхность и довольно долго катившихся по ней. Камней большого размера на поверхности Эроса очень много. Иногда это настоящие поля валунов. Один из таких огромных валунов прекрасно виден в конце длинной борозды на дне небольшого кратера. Как бы то ни было, ясно, что Эрос является достаточно прочным небесным телом. Лишнее тому подтверждение — довольно высокая средняя плотность астероида. По последним радиоисследованиям, она составляет 2,4 г на кубический сантиметр, почти как и у земной коры.

Эрос цветом поверхности похож на Луну, но светлее её и отличается некоторой желтизной. Исследования, выполненные с помощью бортового спектрометра, выявили на поверхности астероида железосодержащие минералы: пироксен и оливин.