12 ноября 2014 года отделившийся от аппарата Rosetta зонд Philae сел на комету Чурюмова —Герасименко. В честь десятилетнего юбилея этого события Европейское космическое агентство (ESA) опубликовало подробный рассказ о том, как проходила историческая посадка и что удалось узнать о комете.
В поисках места посадки
Rosetta прибыла к комете Чурюмова — Герасименко 6 августа 2014 года. Практически сразу ученые начали искать подходящее место для посадки Philae. Оно должно было обеспечивать баланс между безопасностью и наукой. После изучения сделанных Rosetta снимков, ученые сделали выбор в пользу гладкого участка, расположенного на меньшей части Чурюмова — Герасименко. Он получил название Агилкия.
Последовала интенсивная подготовка, но в ночь перед посадкой обнаружилась проблема: система активного спуска Philae, которая в момент касания должна была «прижать» зонд к комете, не могла быть активирована. Чтобы закрепиться на поверхности, Philae оставалось полагаться лишь на гарпуны и ледяные шипы в трех посадочных опорах.
Тем не менее операции был дан зеленый свет. После отделения Philae приступил к семичасовому спуску на поверхность кометы. Во время него Philae начал «зондировать» окружающую среду, делая потрясающие снимки Чурюмова — Герасименко.
Прыжки по комете
Посадка Philae оказалась точной. Датчики в опорах зонда почувствовали вибрацию, зафиксировав первый контакт между земным посланцем и кометой. Но вскоре стало ясно, что гарпуны Philae не сработали. Зонд отскочил от Чурюмова — Герасименко и снова отправился в полет.
В итоге Philae четыре раза вступал в контакт с поверхностью. Благодаря автоматической последовательности действий, которая запустилась при первом сигнале о касании, приборы зонда работали во время всего полета, собирая уникальные данные, которые впоследствии принесут важные результаты. Неожиданным бонусом стало то, что они были собраны более чем в одном месте. Это позволило провести первые прямые измерения характеристик поверхности и сделать сравнение между разными участками кометы.
Например, Philae «почувствовал» разницу в текстуре и твердости поверхности, когда переходил от одного участка к другому. В первом месте посадки он обнаружил мягкий слой толщиной в несколько сантиметров, а через миллисекунды столкнулся с гораздо более твердым слоем.
В месте второго контакта Philae столкнулся со скалой и затем проскрежетал по поверхности, обеспечив измерение мягкости ледяной пыли внутри валуна. Последующий анализ показ, что этот валун более «пушистый», чем пена на капучино, что соответствует степени пористости около 75%.
Затем Philae «проскакал» около 30 метров до места окончательной посадки, названного Абидос, где его камеры передали первое в истории изображение созданного руками людей объекта на поверхности кометы. Правда, где конкретно сел зонд в итоге стало известно лишь почти через два года.
Что Philae узнал о комете Чурюмова — Герасименко
В месте финальной посадки Philae, установленный на нем молоток MUPUS, пробил мягкий слой, а затем столкнулся с неожиданно твердой поверхностью в нескольких сантиметрах под ним. Зонд «слушал» удары молотка своими опорами, записывая вибрации, проходящие через комету. Впервые со времен полета Apollo 17 на Луну в 1972 году, на небесном теле были проведены активные сейсмические измерения.
MUPUS также нес тепловой датчик, который измерил колебания температуры в течение местных 12,4-часовых суток. Они составили от – 180 °C ночью до 145 °C днем. Это первый в истории случай измерения температурного цикла кометы на ее поверхности.
Тем временем эксперимент CONSERT, в ходе которого радиоволны между Rosetta и Philae прошли через Чурюмова — Герасименко, показал, что ее внутренняя часть представляет собой очень слабо уплотненную смесь пыли и льда со степенью пористости 75% – 85%.
Во время прыжков Philae его инструменты COSAC и Ptolemy «обнюхивали» газ и пыль кометы с целью поисков следов сырья, из которого сформировалась Солнечная система. COSAC обнаружил набор из 16 органических соединений, включающий множество богатых углеродом и азотом соединений, в том числе метилизоцианат, ацетон, пропаналь и ацетамид, которые ранее никогда не находили на кометах. Эти сложные молекулы играли ключевую роль в синтезе компонентов, необходимых для возникновения жизни на Земле.
Подпрыгивания Philae также позволили ему измерить магнитное поле на разных высотах над поверхностью, показав, что комета удивительно немагнитна. Обнаружение магнитного поля у комет было особенно сложным для предыдущих миссий, поскольку они обычно пролетали на высоких скоростях относительно далеко от их ядер. Потребовалась близость орбиты Rosetta вокруг Чурюмова — Герасименко и измерения, проведенные Philae гораздо ближе к поверхности, чтобы провести первое детальное исследование магнитных свойств кометного ядра.
Завершение работы Philae
В итоге Philae успел выполнить 80% запланированных научных измерений. Поскольку аппарат сел в тени, то он не мог перезарядить свои аккумуляторы при помощи солнечных батарей. Поэтому через 64 часа после отделения от Rosetta, Philae ушел в спячку.
В последующие месяцы Rosetta продолжала получать беспрецедентное количество информации с Чурюмова — Герасименко, наблюдая, как активность кометы достигает пика, а затем медленно спадает. В июне-июле 2015 года Philae сумел ненадолго «пробудиться» и начал посылать короткие сообщения. К сожалению, из-за того, что его электроника слишком долго подвергалась воздействию низких температур, инженерам так и не удалось возобновить его работу.
Затем, когда миссия Rosetta подходила к концу и специалисты уже планировали ее собственную посадку на комету, им удалось найти на фотографиях место посадки Philae. Это позволило поставить формальную точку в удивительной истории небольшого аппарата, благодаря которому мы узнали так много нового о кометах.
