Місія Rosetta: 20 років старту дослідницького зонда до комети Чурюмова-Герасименко

Проєкт Rosetta справедливо вважається найуспішнішою міжпланетною місією Європейського космічного агентства (ESA). В його межах однойменний автоматичний апарат наблизився до ядра періодичної комети Чурюмова — Герасименко (67P/Churyumov–Gerasimenko) та досліджував його понад два роки. Стартував він із космодрому Куру у Французькій Гвіані рівно два десятиліття тому, 2 березня 2004 року.

Ідея місії Rosetta виникла ще 1986 року, коли європейський зонд Giotto пролетів недалеко від ядра комети Галлея (1P/Halley) і отримав його найчіткіші зображення. Шістьма роками пізніше цей космічний апарат відвідав ще одну комету (26P/Grigg–Skjellerup), але зазнімкувати її не вдалося. Ще раніше американський автоматичний розвідник ICE так само «наосліп» дослідив комету Джакобіні — Циннера (21P/Giacobini–Zinner) з відстані 7800 км. Цим і обмежувалися досягнення кометних місій станом на початок нового тисячоліття.

Світлини ядра комети Галлея, зроблені європейським зондом Giotto під час наближення до нього (мінімальна відстань під час прольоту склала 596 км). Джерело: ESA

Проблема полягала в тому, що комети — навіть короткоперіодичні — у внутрішніх областях Сонячної системи мають дуже велику швидкість. Дослідницькі зонди, запущені з Землі, за наявних технологій не в змозі їх «наздогнати». Вони могли наблизитися до якоїсь із них і пролетіти повз кометне ядро з великою швидкістю, маючи можливість вести його дослідження «зблизька» протягом дуже короткого часу. Звичайно, сподіватися на великий обсяг наукової інформації в таких умовах не варто.

Але якщо додатково розігнати космічний апарат у гравітаційних полях великих планет, його можна перевести на орбіту, близьку до кометної, після чого наблизитися до «хвостатої зірки», вирівняти свою швидкість із нею та отримати досить часу для її детального вивчення. Саме так і мав зробити зонд Rosetta. Свою назву він отримав від «Розетського каменя», знайденого 1799 року в Єгипті. На кам’яній плиті були три однакові тексти, виконані двома давньоєгипетськими способами письма та давньогрецьким алфавітом. Це допомогло історикам розшифрувати багато документів з далеких епох. Аналогічно вчені сподівалися, що Rosetta знайде в кометній речовині, що майже не змінилася за останні 4 млрд років, підказки стосовно історії нашої Сонячної системи.

Космічний апарат Rosetta й посадковий модуль Philae. Джерело: ESA — C.Carreau/ATG medialab

Спочатку зонд збиралися відправити до комети Віртанена (46P/Wirtanen), для чого він мав стартувати 12 січня 2003 року. Але у грудні 2002-го стався вибух ракети Ariane 5 ECA, й усі польоти цього носія припинили майже на рік. За цей час положення об’єктів Сонячної системи суттєво змінилися, і група супроводу місії змушена була шукати нову ціль для космічного апарата. Нею стала 67P/Churyumov–Gerasimenko — комета, відкрита 1969 року співробітниками обсерваторії Київського університету Климом Чурюмовим і Світланою Герасименко.

Нова траєкторія зонда включала в себе три гравіманеври поблизу Землі та один — у сфері тяжіння Марса, здійснений 25 лютого 2007 року (до речі, маневр біля цієї планети відбувся вперше в історії космонавтики). Rosetta отримувала електроенергію для бортового обладнання від сонячних батарей і стала першим космічним апаратом із таким джерелом живлення, що досяг орбіти Юпітера. Всі її попередники використовували для енергопостачання радіоізотопні термоелектрогенератори (РІТЕГ). На шляху до основної мети вона відвідала два астероїди Головного поясу: 5 вересня 2008-го — 5-кілометровий Штейнс (2867 Šteins), 10 липня 2010-го — 120-кілометрову Лютецію (21 Lutetia). Цікаво, що Лютеція — це стародавня назва міста Париж, де розташована штаб-квартира ESA.

Рух комети Чурюмова — Герасименко (зелений колір) і зонда Rosetta (фіолетовий). Жовтим кольором показано орбіту астероїда Штейнс, блакитним — астероїда Лютеція, синім — Землі, червоним — Марса. Джерело: Phoenix7777

Нарешті, в серпні 2014 року Rosetta прибула в околиці кометного ядра. Хоч воно й важить майже 10 млрд тонн, але його маса розподілена по дивній фігурі неправильної форми, яку за першими літерами прізвищ першовідкривачів жартівливо назвали «чугезавром». Тому вийти на стабільну орбіту навколо нього виявилося дуже важко. Цьому також заважали викиди речовини з комети, що посилювалися при наближенні до перигелію. Космічний апарат мусив постійно коригувати свою траєкторію й одночасно вести наукові дослідження. Однією з перших несподіванок стала наявність у ядра магнітного поля, що коливається з частотою 40–50 мГц.

12 листопада 2014-го від основного зонда відділився посадковий модуль Philae та вирушив до кометного ядра з метою здійснити його безпосередні дослідження. На жаль, за 10 років космічної подорожі у нього вийшли з ладу пристрої, що мали зафіксувати його на поверхні. В умовах низької гравітації 100-кілограмовий модуль двічі відскочив від ядра і врешті «прикометився» у досить глибокій ущелині, де умови освітлення не дозволяли йому повноцінно використовувати сонячні батареї. Тому він виконував наукову програму, поки не вичерпався заряд бортових акумуляторів. Пізніше з ним вдалося ненадовго встановити контакт і «витягти» частину отриманих даних.

На світлині, зробленій зондом Rosetta 2 вересня 2016 року, фахівці врешті змогли відшукати місце падіння модуля Philae. Джерело: ESA

Після цього ще майже два роки Rosetta вела дослідження комети й космічного простору в її околицях. Кількість знімків ядра з різних відстаней перевищила сотню тисяч. У складі кометної речовини виявили багато сполук вуглецю й азоту, частина з яких вважається «будівельними блоками» молекул, важливих для життя земного типу. Особливою частиною місії була серія коміксів для дітей, що відображали її найважливіші етапи в доступній художній формі. Весь цей час Клим Чурюмов писав статті та брав участь у телепрограмах, де розповідалося про результати вивчення «хвостатої зірки» його імені, коментуючи їх як фахівець.

Клим Іванович Чурюмов біля моделі ядра комети Чурюмова — Герасименко під час відвідин штаб-квартири ESA

В середині 2016 року ESA прийняла рішення завершити місію шляхом цілеспрямованого зіткнення зонда Rosetta з ядром комети. Ця операція була проведена 30 вересня того ж року. Після падіння космічного апарата контакт із ним був втрачений. Останні світлини поверхні ядра, які він встиг передати, зроблені з відстані 17–21 м і мають роздільну здатність менш ніж 10 см на піксель. А за два тижні, 15 жовтня 2016-го, світова астрономічна спільнота дізналася про смерть Клима Івановича Чурюмова. 

Відтоді автоматичні посланці людства більше не відвідували жодну комету, й жодна спеціалізована кометна місія досі не вийшла на стадію проєктування.

Раніше ми пояснювали, чому видимий блиск комет важко передбачити.

Тільки найцікавіші новини та факти у нашому Telegram-каналі!

Долучайтеся: https://t.me/ustmagazine