Вторая часть нашего итогового материала, посвященного самым интересным и важным космическим событиям 2019 года.
Луна — суровая хозяйка
В конце 2018 г. Китай добился важного достижения, связанного с изучением Луны — он впервые посадил свой аппарат на обратную сторону естественного спутника нашей планеты. Предполагалось, что в 2019-м «лунную эстафету» подхватят несколько новых участников: на лунную поверхность должно было сесть сразу два новых космических аппарата — израильский «Берешит» и индийский «Викрам» с луноходом «Прагьям».
В случае успеха каждый из них оказался бы по-своему «первым». «Берешит» вошел бы в историю как первый построенный на частные инвестиции аппарат, совершивший мягкую посадку на поверхность небесного тела. «Викрам» стал бы первым прилунившимся аппаратом, созданным Индией.
Аппарат «Берешит». Источник: SpaceIL
Спускаемая платформа «Викрам» и ровер «Прагьян» миссии «Чандраян-2». Источник: ISRO
Селфи аппарата «Берешит». Источник: SpaceIL
Одна из последних фотографий, сделанная «Берешит» во время посадки. Источник: SpaceIl
Место падения зонда «Берешит». Источник: NASA/GSFC/Arizona State University
Место падения платформы «Викрам». Источник: NASA/Goddard/Arizona State University.
К сожалению, оба проекта постигла неудача. Их судьба развивалась по схожему сценарию: успешный выход на заданную орбиту, спуск и обидный сбой на финальном участке за несколько минут до посадки. Последующие снимки, сделанные зондом LRO, подтвердили, что и «Берешит», и «Викрам» разбились о лунную поверхность.
Впрочем, полученный в ходе этих миссий опыт не пропадет зря. Индия уже объявила о намерении в ближайшее время отправить на Луну новый ровер. Что касается проекта «Берешит», то наработки по нему будут использованы компанией Firefly Aerospace при создании лунного спускаемого аппарата.
Изучая астероиды
Год 2019-й серьезно пополнил копилку наших знаний о малых телах Солнечной системы. Этому мы обязаны межпланетным миссиям «Хаябуса-2» и OSIRIS-REx.
Японский зонд «Хаябуса-2» вышел на орбиту вокруг астероида Рюгу (162173 Ryugu) еще летом 2018 г. Однако именно 2019-й ознаменовал кульминацию миссии. В феврале аппарат успешно взял первую пробу астероидного вещества. Затем специалисты JAXA провели амбициозный эксперимент по бомбардировке малого тела: автоматический разведчик выпустил в астероид медный импактор SCI, что привело к образованию искусственного кратера на его поверхности. После некоторых колебаний руководство миссии дало добро на осуществление операции по взятию образца грунта, выброшенного из зоны удара. Она завершилась успехом.
Фотография, сделанная во время взятия второй пробы вещества астероида Рюгу. Источник: JAXA
Фотографии участка поверхности Рюгу, куда упал импактор SCI. Источник: JAXA, University of Tokyo, Kochi University, Rikkyo University, Nagoya University, Chiba Institute of Technology, Meiji University, University of Aizu, AIST
Сброс целеуказателя на поверхность астероида Рюгу. Источник: JAXA, Chiba Inst. Tech & collab
Команда миссии «Хаябуса-2». Источник: JAXA
К осени 2019 г. «Хаябуса-2» выполнил свои основные научные задачи и начал подготовку к возвращению домой. В конце ноября аппарат покинул окрестности Рюгу, после чего активировал свой ионный двигатель и лег на обратный курс к Земле. Согласно плану миссии, капсула с образцами астероидного вещества совершит посадку на австралийском полигоне Вумера в декабре 2020 г.
OSIRIS-REx также не сидел без дела. Аппарат тщательно картографировал астероид Бенну. В процессе его изучения ученые обнаружили, что время от времени с астероидной поверхности происходят выбросы частиц и мелких камней. Их точная причина пока остается предметом дискуссий.
Выброс вещества с поверхности астероида Бенну. Источник: NASA/Goddard/University of Arizona/Lockheed Martin
Карта, показывающая расположение основного и резервного участка для взятия образца вещества астероида Бенну. Источник: NASA/University of Arizona
Участок Nightingale. Для наглядности и лучшего понимания масштабов на него нанесены контуры OSIRIS-REx. Источник: NASA/Goddard/University of Arizona
Участок Osprey. Для наглядности и лучшего понимания масштабов на него нанесены контуры OSIRIS-REx. Источник: NASA/Goddard/University of Arizona
Основная задача OSIRIS-REx на следующий год — взятие пробы вещества Бенну (101955 Bennu). Это оказалось более сложной задачей, чем предполагали конструкторы аппарата. Снимки астероида показали, что практически весь он усеян крупными булыжниками, и на его поверхности нет достаточно больших гладких областей, на которые надеялись инженеры. Поэтому специалистам миссии пришлось внести изменения в процедуру спуска зонда и тщательно проанализировать топографию Бенну. В итоге, они все же нашли подходящую площадку. На данный момент операция по взятию образца астероидного вещества запланирована на август 2020 г.
NASA одобрила миссию к Титану
Титан является единственным известным нам спутником планеты, обладающим плотной атмосферой. Вдобавок это единственное, не считая Земли, тело Солнечной системы, на поверхности которого имеются резервуары, заполненные жидкостью — смесью жидких углеводородов (в основном метана и этана). Некоторые ученые утверждают, что условия на Титане чем-то напоминают молодую Землю.
Слои углеводородного смога в атмосфере Титана. Источник: NASA/JPL-Caltech
Конечно, орбитальный аппарат Cassini и зонд Huygens приоткрыли многие из тайн этого небесного тела. Но чтобы получить о нем более детальную информацию, необходимо послать к нему специализированную миссию. И в 2019 г. NASA дала зеленый свет такой миссии, одобрив реализацию проекта Dragonfly. В его рамках на Титан будет отправлен летательный аппарат, оснащенный четырьмя двойными винтами.
Основная задача Dragonfly будет заключаться в поиске сложных органических молекул и оценке общей пригодности Титана для жизни. Аппарат возьмет образцы с титанианской поверхности и проведет их химический анализ, а также исследует рельеф спутника, его атмосферу и углеводородные резервуары.
Общая масса Dragonfly составит около 450 кг. К счастью, атмосфера спутника заметно плотнее земной, а сила тяжести там в семь раз меньше. Поэтому энергия, необходимая для того, чтобы столь тяжелый объект завис в воздухе, на Титане в 38 раз меньше, чем на Земле. Дрон сможет перемещаться со скоростью порядка 36 км/ч и подниматься на высоту до 8 км. Для получения энергии он будет использовать радиоизотопный электрогенератор.
Концепт аппарата Dragonfly. Источник: Johns Hopkins APL
Концепт аппарата Dragonfly. Источник: Johns Hopkins APL
Концепт аппарата Dragonfly. Источник: Johns Hopkins APL
Запуск Dragonfly запланирован на 2025 г. Если этот срок удастся выдержать, аппарат прибудет на Титан в 2034 г. Номинальный срок работы миссии должен составить 2,7 года. Ожидается, что за это время беспилотник преодолеет дистанцию в 175 км.
Многострадальный прибор HP3
В феврале 2019 г. аппарат InSight выгрузил на марсианскую поверхность два своих основных научных инструмента — сейсмометр SEIS и прибор для измерения теплового потока HP3. И если с первым из них не возникло никаких проблем, то про второй, к сожалению, этого сказать нельзя.
HP3 представляет собой ленту с закрепленными на ней датчиками температуры, которая должна вводиться в грунт при помощи оснащенного нагревателями самозаглубляемого зонда. Для начала работы ему требуется достичь глубины в 5 м.
Но HP3 так и не смог приступить к работе: после активации он остановился на глубине всего 30 см и при этом наклонился. Впоследствии инженеры пришли к выводу, что наиболее вероятная причина неудачи — недостаточное трение о грунт.
Схема устройства HP3. Источник: NASA/JPL-Caltech/DLR
Положение бура HP3 относительно марсианской поверхности. Источник: NASA/JPL-Caltech
Реплика HP3 используемая инженерами JPL для наземных тестов. Источник: NASA/JPL-Caltech
Установка HP3 на марсианскую поверхность. Источник: NASA/JPL-Caltech/DLR
На протяжении всего последующего года специалисты миссии пытались исправить ситуацию. Для этого они перепробовали все возможные способы — от повторной активации бура до использования закрепленного на руке-манипулятор InSIght ковша, чтобы надавить на прибор. Но, к сожалению, пока предпринятые меры не дали нужного результата. Впрочем, инженеры не сдаются и продолжают попытки спасти инструмент.
Что касается SEIS, то за первый год работы ему удалось зарегистрировать несколько «марсотрясений». Более того, собранные им данные позволили ученым идентифицировать первую сейсмически активную зону на Красной планете. Она расположена в регионе Борозд Цербера (Cerberus Fossae) — сети разломов, находящейся недалеко от марсианского экватора.
Источник: universemagazine.com
