12 листопада 2014 року зонд Philae, що відокремився від апарата Rosetta, сів на комету Чурюмова — Герасименко. На честь десятирічного ювілею цієї події Європейське космічне агентство (ESA) опублікувало докладну розповідь про те, як проходила історична посадка і що вдалося дізнатися про комету.
У пошуках місця посадки
Rosetta прибула до комети Чурюмова — Герасименко 6 серпня 2014 року. Практично відразу вчені почали шукати відповідне місце для посадки Philae. Воно повинно було забезпечувати баланс між безпекою та наукою. Після вивчення зроблених Rosetta знімків, вчені зробили вибір на користь гладкої ділянки, розташованої на меншій частині Чурюмова — Герасименко. Вона отримала назву Агілкія.
Відбулася інтенсивна підготовка, але в ніч перед посадкою виявилася проблема: система активного спуску Philae, яка в момент торкання мала «притиснути» зонд до комети, не могла бути активована. Щоб закріпитися на поверхні, Philae залишалося покладатися лише на гарпуни та крижані шипи в трьох посадкових опорах.
Проте операції дали зелене світло. Після відділення Philae розпочав семигодинний спуск на поверхню комети. Під час нього Philae почав «зондувати» навколишнє середовище, роблячи неймовірні знімки Чурюмова — Герасименко.
Стрибки по кометі
Посадка Philae виявилася точною. Датчики в опорах зонда відчули вібрацію, зафіксувавши перший контакт між земним посланцем і кометою. Але незабаром стало зрозуміло, що гарпуни Philae не спрацювали. Зонд відскочив від Чурюмова — Герасименко і знову вирушив у політ.
У підсумку Philae чотири рази вступав у контакт із поверхнею. Завдяки автоматичній послідовності дій, яка запустилася під час першого сигналу про дотик, прилади зонда працювали під час усього польоту, збираючи унікальні дані, які згодом принесуть важливі результати. Несподіваним бонусом стало те, що вони були зібрані більш ніж в одному місці. Це дало змогу провести перші прямі вимірювання характеристик поверхні та зробити порівняння між різними ділянками комети.
Наприклад, Philae «відчув» різницю в текстурі та твердості поверхні, коли переходив від однієї ділянки до іншої. У першому місці посадки він виявив м’який шар завтовшки в кілька сантиметрів, а через мілісекунди зіткнувся з набагато твердішим шаром.
У місці другого контакту Philae зіткнувся зі скелею і потім прошкрябав по поверхні, забезпечивши вимірювання м’якості крижаного пилу всередині валуна. Подальший аналіз показав, що цей валун більш «пухнастий», ніж піна на капучино, що відповідає ступеню пористості близько 75%.
Потім Philae «проскакав» близько 30 метрів до місця остаточної посадки, названого Абідос, де його камери передали перше в історії зображення створеного руками людей об’єкта на поверхні комети. Щоправда, де конкретно сів зонд, зрештою стало відомо лише майже через два роки.
Що Philae дізнався про комету Чурюмова — Герасименко
У місці фінальної посадки Philae, встановлений на ньому молоток MUPUS, пробив м’який шар, а потім зіткнувся з несподівано твердою поверхнею за кілька сантиметрів під ним. Зонд «слухав» удари молотка своїми опорами, записуючи вібрації, що проходять через комету. Уперше з часів польоту Apollo 17 на Місяць 1972 року, на небесному тілі були проведені активні сейсмічні вимірювання.
MUPUS також ніс тепловий датчик, який виміряв коливання температури протягом місцевих 12,4-годинної доби. Вони становили від – 180 °C вночі до 145 °C вдень. Це перший в історії випадок вимірювання температурного циклу комети на її поверхні.
Тим часом експеримент CONSERT, під час якого радіохвилі між Rosetta та Philae пройшли через Чурюмова — Герасименко, показав, що її внутрішня частина є дуже слабо ущільненою сумішшю пилу та льоду зі ступенем пористості 75% – 85%.
Під час стрибків Philae його інструменти COSAC і Ptolemy «обнюхували» газ і пил комети з метою пошуків слідів сировини, з якої сформувалася Сонячна система. COSAC виявив набір із 16 органічних сполук, що включає безліч багатих вуглецем і азотом сполук, зокрема метилізоціанат, ацетон, пропаналь і ацетамід, які раніше ніколи не знаходили на кометах. Ці складні молекули виконували ключову роль у синтезі компонентів, необхідних для виникнення життя на Землі.
Підстрибування Philae також дозволили йому виміряти магнітне поле на різних висотах над поверхнею, показавши, що комета напрочуд немагнітна. Виявлення магнітного поля у комет було особливо складним для попередніх місій, оскільки вони зазвичай пролітали на високих швидкостях відносно далеко від їхніх ядер. Знадобилася близькість орбіти Rosetta навколо Чурюмова — Герасименко і вимірювання, проведені Philae набагато ближче до поверхні, щоб провести перше детальне дослідження магнітних властивостей кометного ядра.
Завершення роботи Philae
У підсумку Philae встиг виконати 80% запланованих наукових вимірювань. Оскільки апарат сів у тіні, то він не міг перезарядити свої акумулятори за допомогою сонячних батарей. Тому через 64 години після відділення від Rosetta, Philae «заснув».
У наступні місяці Rosetta продовжувала отримувати безпрецедентну кількість інформації з Чурюмова — Герасименко, спостерігаючи, як активність комети досягає піка, а потім повільно спадає. У червні-липні 2015 року Philae зумів ненадовго «прокинутися» і почав посилати короткі повідомлення. На жаль, через те, що його електроніка занадто довго зазнавала впливу низьких температур, інженерам так і не вдалося відновити його роботу.
Потім, коли місія Rosetta добігала кінця і фахівці вже планували її власну посадку на комету, їм вдалося відшукати на знімках місце посадки Philae. Це дало змогу поставити формальну крапку в дивовижній історії невеликого апарата, завдяки якому ми дізналися так багато нового про комети.
