Кометы чурюмова герасименко

Короткопериодическая комета, открытая советскими исследователями

Эта мозаика составлена из четырех снимков, сделанных 30 ноября 2014 года с расстояния 30,2 км от центра кометы Чурюмова-Герасименко.

Советский ученый-астроном Клим Чурюмов как раз изучал снимки совершенного другого небесного тела – кометы 32/С Комас Сола, которую запечатлела Светлана Герасименко, находясь у себя в обсерватории в Алма-Ате. Вглядываясь в край фотографии и заметив еще одну комету, он предполагал, что просто увидел составляющую часть объекта 32/С. Однако, рассмотрев несколько других снимков данного светила, ученый понял, что та вторая комета имеет совсем иную траекторию движения, а, значит, является совершенно самостоятельным «хвостатым» телом.

Знаменитое селфи с кометой

Таким образом, благодаря бдительности Чурюмова и фотографиям Герасименко, 23 октября на небе появился новый объект – комета с индексом 67/Р. Обозначение 67 в названии кометы означает, что она относится к семейству короткопериодических комет, и, следовательно, имеет период вращения вокруг Солнца менее двухсот лет. В данном конкретном случае – этот период составляет всего лишь шесть с половиной лет (79 месяцев).

Из истории изучения кометы 67/Р

Изучение траектории кометы Чурюмова-Герасименко позволили сделать вывод, что орбита данного небесного тела потерпела изменения, причем не единожды. Итак, данный объект открытого космоса движется вокруг главной звезды Солнечной системы по орбите, которая пересекается с орбитами планет Юпитер и Марс. При этом она приближается к Земле, но не выходит на нашу орбиту. Причисляя ее к семейству комет Юпитера, предполагают, что данная «хвостатая» жительница неба выпала из Койперового пояса в результате однократного (а может и многократных) гравитационного столкновения.

Облако Оорта и пояс Койпера

Анализируя эволюцию орбиты данной кометы, учеными также было сделано заключение, что до средины 19-го столетия она располагалась от Солнца на расстоянии 4,0 астрономических единиц – это свыше шестисот миллионов километров. Поскольку комета 67/Р находится очень далеко от Солнца, следовательно, и от его тепла, то она не смогла обзавестись оболочкой – характерным хвостом, благодаря которому ее можно было бы без проблем различить с поверхности Земли.

Изменение орбиты кометы

Все теми же любопытными астрономами было высчитано, что где-то в 1840-м она едва ли не столкнулась с Юпитером. Столь близкое свидание отослало комету имени Чурюмова-Герасименко путешествовать в глубины Солнечной системы. Тогда объект 67/Р оказался от Солнца в трех астрономических единицах (или в 450 млн километров). Последующее столетие ознаменовалось тем, что перигелий кометы стал немного ближе к главенствующей звезде, но уже в 1959 году Юпитер снова оказал ей гравитационный «пинок». Благодаря чему перигелий нашей кометы 67/Р принял значение 1,3 астрономической единицы и больше не менялся. Комета замерла в 43 миллионах километров от орбиты Земли. Последние визиты кометы в наш край Солнечной системы не позволили узреть ее без применения хорошего телескопа, поскольку объект Чурюмова-Герасименко был не сильно ярким.

Начало изучения

В 11 часов утра по Гринвичскому времени, 20 января, аппарат «Розетта» начал изучение главной цели своей 10-летней миссии, и уже по мере приближения смог сделать снимки ядра кометы 67/Р довольно высокого разрешения. Уже на самых первых снимках удалось разглядеть, что действительная форма ядра имеет немного другие очертания. Кроме того, перешеек между двумя фрагментами кометного ядра куда более яркий, чем голова и тело объекта 67/Р.

Как приземлится на комету

Близкое свидание «Розетты» и кометы 67/Р свершилось в августе 2014 года. За время путешествия космический аппарат осуществил прогулку в 6 млрд километров и застал комету 67/Р в четырехстах миллионах километров от Земной поверхности. В новейшей истории всего человечества подобное событие имело место впервые: космический аппарат вышел на орбиту свободно странствующего по Солнечной системе космического тела, состоящего из первородной пыли и льдов – материй, который могут таить в себе много тайн и подсказок о секретах планетообразования.

Спуск модуля Philae

Посадка на комету

Но и на этом изучение кометы не завершилось. В рамках данной миссии предполагалось осуществить посадку модуля «Филы», который отделяется и спускался с космического аппарата по имени «Розетта». В октябре текущего года было определено место посадки данного зонда на поверхности рассматриваемой кометы. Избранное исследователями место было довольно необычно названо «Агилкией».

Место посадки

Имя было заимствовано у египетского острова на реке Нил, куда были перенесены все постройки древнего Египта после того, как был затоплен остров Филы в результате неудачного строительства плотины близ Асуана. Как видите, все символично. Цель всей миссии была достигнута 12.11.2014 года – космический модуль «Филы» все-таки сел поверхность ядра кометы 67/Р.

Приключения модуля «Филы» на комете 67/Р

Поверхность кометы

В течение первого получаса после посадки модуля на ядро кометы 67/Р были получены фотографии этой встречи в открытом космосе. На представленных учеными из Института М. Планка, занимающихся изучением Солнечной системы, фотоколлажах, можно увидеть, как именно модуль приземлился на данную комету. Некоторые снимки демонстрируют также след от столкновений, который оставил аппарат «Филы» на ядре кометы. Можно также увидеть фотографии того места, где космический модуль весом 100 кг отскакивает от поверхности кометы.

Снимок кометы в 3 км от поверхности

В результате удара и последующего отскока, аппарат «Филы» поднялся в среднем на полкилометра над поверхностью изучаемой кометы. Нужно отметить, что притяжение кометы существенно слабее земного, поэтому после отскока модуль возвращался обратно к телу кометы в течении нескольких часов. После первого отскока «Филам» снова не повезло: несмотря на то, что второй отскок был куда слабее и короче первого, зонд попал в окружение высоких склонов. Анализ фотографий и телеметрии, которую отправляет зонд через «Розетту» на Землю, говорят о том, что превалирующую часть светового дня данной кометы он пребывает в ее тени. В результате солнечной энергии, необходимой для обратной связи с «Розеттой», ожидающей на орбите, и перезарядки батарей «Филам» попросту недостаточно.

Вероятность оживления зонда

Я еще вернусь!

В ЕКА нет уверенности в том, что космическому зонду когда-либо посчастливится заработать снова. И даже если этого никогда не случится, они полностью удовлетворены результатами работы, проделанными «Филами» за первые шестьдесят часов после приземления на комете.

С какими неприятностями пришлось столкнуться зонду «Филы» во время посадки

Прибор SESAME на спускаемом модуле Philae записал звук первого приземления (удара) на комету 67P/Чурюмова-Герасименко.

Несмотря на то, что вся миссия планировалась большой группой ученых на протяжении десятка лет, неприятностей избежать не удалось. Еще до посадки на комету и даже до отделения от аппарата «Розетта» возникли первые проблемы с модулем «Филы». Во-первых, были обнаружены неполадки в двигателе малой тяги. Так как кометное притяжение необычайно мало, без исправного двигателя у модуля было мало шансов благополучно закрепиться на ее ядре.

Место посадки — ромб справа, изначальное место посадки — квадрат слева

Кроме того, обозначенное место высадки зонда «Агилкия» так и осталось просто обозначенным. Где именно приземлился 12 ноября зонд до сих пор остается тайной. Одно понятно: вместо планируемой запыленной поверхности под ножками космического аппарата оказалась скалистая. «Филы» недостаточно прочно закрепился на теле кометы и стоял только на двух из трех имеющихся ног. Из-за этого он мог перевернуться или попросту отскочить от поверхности 67/Р, что, собственно, и произошло.

Инструменты зонда

Устройство Philae

Зонд был снабжен 11 инструментами для изучения поверхности кометы. К сожалению, многим из них так и не удалось справиться с приписанными им задачами. Тем не менее, пенетратор «Фил» смог-таки осуществить первое в мире успешное проникновение вглубь кометы. Тело кометы оказалось неожиданно твердым, и пробы грунта взять не удалось. Однако, прежде чем уйти в «спящий режим», зонду удалось собрать и передать на Землю 80-90% запланированной информации. Как бы то ни было, первое приземление на комету Чурюмова-Герасименко, да и вообще, на комету, прошло успешно!

Фантастический короткометражный фильм «Ambition», рассказывающий о миссии «Розетты»!

История изучения

При расчётах траектории кометы Чурюмова — Герасименко было выявлено, что её орбита менялась. До 1959 года перигелий кометы находился на расстоянии около 2,7 а.e. от Солнца. Затем, в результате гравитационного воздействия Юпитера это расстояние сократилось до 1,29 а. е., каковым и остаётся по сей день.

12 марта 2003 года, в рамках подготовки миссии ЕКА «Розетта», с помощью космического телескопа «Хаббл» были сделаны фотоснимки кометы, по которым было построено её трёхмерное изображение. Были определены размеры ядра кометы — 3×5 км.

Космический аппарат «Розетта» стартовал 2 марта 2004 года. Главной целью миссии является изучение кометы Чурюмова — Герасименко для сбора информации о том, как зарождалась и эволюционировала Солнечная система. «Розетта» достигла кометы летом 2014 года, став первым космическим аппаратом, который вышел на орбиту кометы. Отделившийся от «Розетты» спускаемый аппарат «Филы» совершил посадку 12 ноября 2014 года в 19:05 мск.

Место посадки зонда на «голове» кометы, утверждённое 14 октября 2014 года, получило название «Агилкия» (лат. Agilkia) — по названию острова на Ниле, на который были перенесены культовые древнеегипетские сооружения с острова Филы перед затоплением последнего при строительстве Асуанской плотины.

«Розетта» записала колебания электромагнитного поля кометы, частота которого составляет от 40 до 50 мГц. Преобразованием частоты эти колебания были приведены в звуковой диапазон, который может воспринимать человеческое ухо.

Изначально планировалось, что «Филы» проработают на комете до декабря 2015 года, однако за полгода до этого было принято решение продлить миссию до конца 2016 года.

30 сентября 2016 года космический аппарат «Розетта», спустя 12,5 лет после старта, совершил контролируемый спуск на поверхность кометы.

Характеристики

Анимация, состоящая из 86 изображений, полученных с помощью «Розетты» в августе 2014.

Комета имеет пористую структуру и 75-85% её объема составляет пустота. Температура на освещённой стороне колеблется между −183 и −143 °C. Постоянное магнитное поле на комете отсутствует.

Данные о характеристиках ядра кометы в настоящее время уточняются по результатам экспедиции космического аппарата «Розетта». Ядро имеет неправильную форму, и в первом приближении может быть описано как состоящее из двух скреплённых между собою частей. Размеры этих фрагментов оцениваются как 4,1×3,2×1,3 км (бо́льшая часть) и 2,5×2,5×2,0 км (меньшая часть), объём — в 25 км³. Такая форма связана с происхождением кометы в результате слияния двух других небесных тел. Части кометы образовались по отдельности, после чего столкнулись между собой. По мнению учёных, столкновение произошло при небольшой относительной скорости двух тел — около 1,5 м/с.

В публикациях ЕКА форма ядра кометы сравнивалась с игрушечной резиновой уточкой. Согласно последним оценкам, масса кометы составляет 1013 кг (10 миллиардов тонн) с погрешностью 10 %, период вращения — 12 часов 24 минуты.

Южный полюс, который на протяжении большей части орбиты кометы (5,5 лет) находится в состоянии полярной ночи, богат водой и углекислым газом.

В 2014 году с помощью «Розетты» специалисты обнаружили на комете молекулы 16 органических соединений, в том числе угарный и углекислый газы в коме, четыре из которых — метилизоцианат, ацетон, пропаналь и ацетамид — ранее на кометах не встречались. Также «Розетта» показала наличие полимерных молекул на поверхности кометы, образовавшихся под действием радиации, и отсутствие ароматических соединений. На комете более сотни образований изо льда, который превращается в пар с частицами пыли при приближении кометы к Солнцу. В 2016 было объявлено, что на комете найден иней. Также учёные, проанализировав свыше 3 тысяч образцов, захваченных в окрестностях кометы, пришли к выводу, что в коме кометы содержится молекулярный кислород.

В мае 2015 года учёные обнаружили на комете так называемые балансирующие скалы.

Поверхность кометы разделена на 19 регионов, названных в честь древнеегипетских богов и богинь.

> См. также

  • Список первых посадок на небесные тела

Примечания

  1. 1 2 3 4 5 Measuring comet 67P/C-G (англ.)
  2. С. К. Всехсвятский. Физические характеристики комет 1965—1970 гг., с. 66—68
  3. 67P/Churyumov–Gerasimenko mass determination based on a new method for modeling non-gravitiational forces and accelerations. (англ.). http://www.lpi.usra.edu/. Lunar and Planetary Institute. Дата обращения 11 декабря 2013.
  4. Параметры орбиты кометы Чурюмова — Герасименко
  5. Зонд на комете!
  6. Будущее место посадки спускаемого аппарата «Филы» получило название в честь острова Агилкия // kosmos-x.net.ru
  7. Странная песня кометы 67P/Чурюмова — Герасименко
  8. The singing comet (англ.)
  9. ЕКА решило продлить миссию Philae на комете Чурюмова-Герасименко до конца 2016 года. ТАСС. Дата обращения 14 ноября 2015.
  10. Опубликованы данные о температуре и составе органики на комете Чурюмова-Герасименко. ТАСС. Дата обращения 24 октября 2015.
  11. У кометы Чурюмова-Герасименко не нашли магнитного поля. N+1. Дата обращения 24 октября 2015.
  12. Учёные выяснили как образовалась комета Чурюмова-Герасименко. N+1. Дата обращения 13 октября 2015.
  13. Учёные посадят зонд на голову кометы-утки
  14. Южный полюс кометы Чурюмова-Герасименко оказался богат водой и углекислым газом. N+1. Дата обращения 13 октября 2015.
  15. Учёные обнаружили на комете Лавджоя молекулы спирта. ТАСС. Дата обращения 24 октября 2015.
  16. ЕКА: учёные раскрыли причину «пятнистости» кометы Чурюмова-Герасименко. ТАСС. Дата обращения 24 октября 2015.
  17. «Розетта» нашла иней на комете Чурюмова—Герасименко. N+1. Дата обращения 16 января 2016.
  18. На комете Чурюмова — Герасименко нашли молекулярный кислород. N+1. Дата обращения 14 ноября 2015.
  19. На комете Чурюмова-Герасименко обнаружили балансирующие скалы. N+1. Дата обращения 24 октября 2015.
  20. Unseen latitudes of comet Churyumov-Gerasimenko — revealed! (англ.). The Planetary Society. Дата обращения 14 ноября 2015.