Комета чурюмова

Ты был, как ученый-рок-звезда, моим наибольшим вдохновением. Все мы будем скучать по тебе, дедушка

Ученый

Клим Иванович Чурюмов (19 февраля 1937, Николаев, СССР — 15 октября 2016, Харьков, Украина) — советский и украинский астроном, первооткрыватель комет 67P/Чурюмова — Герасименко (1969) и C/1986 N1/Чурюмова — Солодовникова (1986). Член-корреспондент Национальной академии наук Украины, директор Киевского планетария, главный редактор астрономического научно-популярного журнала «Наше Небо» (2006—2009), президент Украинского общества любителей астрономии. 

Основные научные работы в области астрономии комет и астероидов. Работал в Астрономической обсерватории Киевского университета.

В сентябре 1969 года вместе с аспиранткой Светланой Герасименко во время наблюдения за кометой Комас-Сола, сделали фото, на котором оказалась ещё одна комета, получившая название по имени первооткрывателей — «Комета Чурюмова — Герасименко» (67P/Churyumov-Gerasimenko).

В 1986 году Клим Чурюмов открыл вторую, долгопериодическую, комету вместе с В. В. Солодовниковым (из Астрофизического института им. Фесенкова, Казахстан). Она получила название кометы Чурюмова — Солодовникова (C/1986 N1 Churyumov-Solodovnikov).

Кометы

Комета — небесное тело, сравнительно с прочими, огромной величины, но редкое... сквозящее: иногда в ней заметно ядро, а окружная среда образует как бы хвост, бороду или космы: звезда с хвостом, косматая. В. И. Даль. Толковый словарь живого великорусского языка. 1863 г

Их дом - облако Оорта, их орбиты невероятно вытянуты, они состоят большей частью из водяного льда. Именно наблюдения комет позволили подтвердить правильность законов Ньютона. И это одно из самых красивых явлений на небосводе.

Кометы - космические снежки, состоящие из замороженных газов, скал и пыли, и размером примерно с небольшой город. Когда орбита кометы приносит ее близко к Солнцу, она нагревается и извергает пыль и газ, вследствие чего она становится ярче, чем большинство планет. Пыль и газ образуют хвост, который тянется от Солнца на миллионы километров.

В путешествиях через Солнечную систему, может посчастливиться столкнуться с гигантскими шарами льда. Это кометы Солнечной системы. Некоторые астрономы называют кометы "грязными снежками" или "ледяными шарами грязи", потому что они состоят в основном изо льда, пыли и обломков скал. Лед может состоять как из ледяной воды, так и из замороженных газов. Астрономы полагают, что кометы могут состоять из первоначального материала, который лег в основу формирования Солнечной системы.

Хотя законы, управляющие движением планет и комет, одни и те же, их поведение и области обитания сильно различаются. Орбиты планет — эллипсы, близкие к окружностям. Орбиты комет — вытянутые эллипсы, почти параболы. Планеты движутся в плоскости тонкого диска в одном направлении. Пути комет — это настоящий клубок орбит, ориентированных в пространстве без порядка. Кометы ходят по ним одни — против, другие — по часовой стрелке (обратное движение).

Особенностью кометы Чурюмова-Герасименко является то, что она короткопериодическая, с периодом обращения вокруг Солнца всего 6 лет и семь месяцев. У кометы Галлея, к примеру, период обращения 76 лет а есть кометы с обращением в многие столетия и даже тысячелетия . 

Малое время сближения с Солнцем, прохождение перигелия с последующим удалением, все  это дает возможность за относительно короткое время изучить процессы разогревания, парения и последующего остывания ядра в динамике. В связи с этим кометы очень интересны ученым, желание "их пощупать" огромно. И именно короткопериодические кометы дают такой шанс.

Такой период обращения позволил астрономам идеально вычислить её орбиту, что способствовало в дальнейшем точному наведению зонда, а её орбита идеально подходит для исследования космическим зондом.

Почему так важно исследовать кометы? На этот вопрос профессор Чурюмов отвечает следующим образом: «Комета — как бы капсула времени. Она несёт информацию из далёких времён, когда Солнце было молодое, а Земля только зарождалась. В ядрах комет сохраняется первичное вещество, из которого 4,5 млрд лет назад образовалась Солнечная система. Комета собрала лёд, замёрзшие газы, твёрдые частицы, в некоторых нашли глицин — аминокислоту, без которой не обходится ни одно живое существо. И 3–4 милллиард лет назад всё это обрушивалось на Землю. Представляете, как интересно!».

Об этом исследовании кометы пойдёт речь в следующей главе поста.

Судьба

«Розетта» (Rosetta) — космический аппарат, предназначенный для исследования кометы. Разработан и изготовлен Европейским космическим агентством в сотрудничестве с NASA. Состоит из двух частей: собственно зонда «Розетта» (Rosetta space probe) и спускаемого аппарата «Филы» (Philae  lander).

В 1992 году NASA прекратило разработку из-за бюджетных ограничений. Европейцы продолжили работу самостоятельно, вскоре поняв, что возвращение образцов «не по зубам»: программу существенно видоизменили — аппарат должен был сначала сблизиться с астероидом, а потом с кометой, завершив миссию исследованиями с близкого расстояния и посадкой на ядро.

Основной целью экспедиции, которая планировалась на 2003 год, назначалась комета 46P/Виртанена, открытая 17 января 1948 года американцем Карлом Виртаненом (Carl Alvar Wirtanen) на снимке, сделанном в Ликской обсерватории. Однако по причинам, связанным с сомнениями в надёжности ракеты-носителя, запуск отложили. К комете Виртанена зонд уже не успевал, и его переориентировали на комету 67P/Чурюмова — Герасименко, а время старта перенесли на 2004 год. Цели и задачи программы в общем не изменились: зонд сближается с кометой и высаживает на её ядро посадочный аппарат. Последний определяет параметры и исследует химический состав ядра, а также вместе с обращающимся неподалёку пролётным зондом изучает изменения активности кометы со временем.

Итак, 2 марта 2004 года с космодрома в Куру (Французская Гвиана) поднялась ракета-носитель Ariane 5G с межпланетной станцией Rosetta, нацеленной на комету 67Р, которая была открыта в октябре 1969 года советским астрономом Климом Чурюмовым на снимках, сделанных Светланой Герасименко в обсерватории в Алма-Ате (Казахстан) почти случайно. Сегодня Светлана Герасименко живет в Душанбе (Таджикистан) и все так же изучает кометы, правда, по архивным данным, потому что телескоп в душанбинской обсерватории давно вышел из строя.

Началась экспедиция, расчётная длительность которой превышала десять лет.

Почему так долго? Все предыдущие автоматические миссии — от американской ISEE-3 (ICE) и советской «Веги» в середине 1980-х и до зонда Stardust в 2011 году — заканчивались быстрее, поскольку проходили на встречных или пролётных курсах. Они позволяли сфотографировать ядро кометы и даже захватить частички её хвоста и привезти на Землю. Но для вдумчивого изучения и посадки на ядро нужно не только встретиться с кометой, но и затормозиться. А небесные странницы пролетают десятки и даже сотни километров в секунду, да и сам зонд идёт через космос довольно шустро. Всё это сильно усложняет дело.

Долгий и непрямой путь позволил «Розетте» подобраться к нужной комете сзади и пристроиться рядом. Для того чтобы сделать это, зонд выполнил три гравитационных манёвра около Земли и один у Марса. Кроме того, состоялся пролёт вблизи двух астероидов: траектория выстраивалась исходя из направления движения к комете и возможностей двигательной установки аппарата.

Дважды Розетта возвращаясь к Земле для гравитационных маневров.

Земля, снятая Розеттой во время возвращения к ней для гравитационного маневра

В феврале 2007 года зонд пролетел вблизи Марса и сделал превосходные снимки Красной планеты в разных спектральных диапазонах, после чего был переведён в «спящий» режим в целях экономии ресурса аппаратуры.

Путь длиной в десять лет позади

Высадка спускаемого аппарата на поверхность кометы состоялась 12 ноября 2014 года.

Из-за неудачной посадки — гарпуны не смогли зацепиться за комету — модуль проработал лишь несколько суток, после чего 15 ноября его перевели в режим сна.

Перед падением он успел передать множество данных о составе и происхождении комет. Некоторые из них уже проанализированы учеными и послужили основой для научных исследований. Например, в декабре 2014 года в журнале Science вышла статья о том, что результаты «Розетты» опровергают теорию кометного происхождения воды на Земле.

За это время аппарат прислал снимки, которые позволили узнать детали строения и происхождения кометы. Эти данные позволили определить возраст небесного тела — комета оказалась ровесницей Солнечной системы.

Более того, полученная информация поможет ученым приблизиться к ответу на вопрос, как выглядела ранняя Солнечная система, как зародилась жизнь на Земле и какую роль в этом могли играть кометы. Одним из первых и самых важных открытий «Розетты» стали замеры изотопного состава воды в материи кометы Чурюмова-Герасименко, которые помогут узнать, происхождение воды на Земле.

На изучение данных, полученных в ходе операции, уйдут десятилетия.

Миссия окончена

Комета Чурюмова-Герасименко. Красным кружком отмечено место, в котором «Розетта» столкнется с кометой 30 сентября 2016-года.

— А как «Розетта» поймет, что миссия окончена?

— В ее программу внесены соответствующие параметры. После столкновения с кометой аппарат уже не будет пытаться восстановить связь с Землей. То есть указания примерно такие: как только связь будет утеряна, выключай все системы.

Завершена долгая и плодотворная миссия зонда «Розетта», который приземлился на комету 67/P Чурюмова — Герасименко и замолчал навсегда. Аппарат, работающий на солнечных батареях, приближался к границе Солнечной системы и больше не мог заряжаться. Европейское космическое агентство возвестило о потере сигнала с зонда днем в пятницу, 16.09.2016. Грандиозная миссия была завершена в 720 млн км от родной планеты. Напоследок аппарат успел передать на Землю снимки места падения. А незадолго до прощания «Розетта» успела сфотографировать посаженный на комету зонд «Филы». 

15 октября 2016 года не стало Кима Ивановича Чурюмова. Вся его жизнь была  посвящена этому проекту, проект окончен и ученный ушёл...

Маленький железный посланник Земли был отправлен за миллиарды километров от родной планеты, чтобы рассказать человечеству о далекой загадочной комете. И, отслужив свое, он замолчал и навсегда остался на холодном безжизненном космическом валуне. Совсем один в бескрайней пустоте. Самый одинокий модуль во Вселенной.

Источник

Источник

Благодарю opty за помощь в поисках материала.

комета чурюмова

Уже на начальных этапах «кометной» миссии по изучению кометы Чурюмова-Герасименко при помощи межпланетной станции Rosetta стало ясно, что объект изучения весьма необычен. Конечно, ни одна комета не является «обычной», у всех есть какие-либо отличия. Но у объекта Чурюмова-Герасименко странностей уж очень много. И основная необычная черта — это разное строение и состав «головы» и «тела», которые скреплены перешейком.

Сейчас ученые выяснили, что комета образовалась из двух различных комет, которые когда-то сошлись вместе. Случилось это еще на заре существования Солнечной системы, в результате соударения двух объектов. Вначале соединение произошло в результате нагрева и частичного плавления изначальных тел, а затем — в результате охлаждения с образованием «перешейка».
В материалах, опубликованных учеными в издании Nature Geoscience, утверждается, что комета состоит из нескольких слоев, по строению это похоже на луковицу. При этом слои «головы» не похожи на слои «тела», структура обеих частей независима и довольно значительно отличается.

Специалисты изучили геологические данные, информацию по гравитационному полю кометы и пришли к выводу, что ранее независимые объекты соединились вместе в результате соударения с плавлением материала обеих комет около 4,6 миллиардов лет назад. Пока что ученые не знают, являются ли кометы подобного типа обычными, но результаты текущего исследования могут стать указанием на то, как формировались кометы и планеты на ранних этапах истории Солнечной системы.

«Теоретические модели формирования солнечной системы должны включать такие явления, как столкновения и сплавление. Но для лучшего понимания того, насколько комета Чурюмова-Герасименко является репрезентаттивной, необходимо дальнейшее изучение комет», — комментирует ситуацию один из участников проект.

Ранее Европейское космическое агентство смонтировало из нескольких фотографий посадки зонда Philae на поверхность кометы Чурюмова-Герасименко видео. Соответственно, получившийся ролик выложен в сети, на YouTube. Интересно, что в анимационной последовательности проставлено всего 7 фотографий (на самом деле, их было не так много). Каждую фотографию постепенно увеличивают, моделируя изображение, которое получил бы аппарат по мере сближения с кометой.

Комета Чурюмова-Герасименко, по всей вероятности, содержит те органические соединения, которые попадали на молодую Землю. Philae дал представление о том, что именно попадало на Землю, и в каких пропорциях. Может быть, именно «органический бульон», образовавшийся на Земле под влиянием комет, и стал источником жизни.

Магнитное поле крупных небесных тел, таких как планеты, относительно хорошо изучено. Например, магнитное поле Земли защищает нашу планету от солнечного ветра — потока заряженных частиц, исходящих от Солнца. Считается, что оно возникает в результате движения расплавленного железа в земном ядре, которое приводит к возникновению электрических токов, а они, в свою очередь, — к появлению магнитного поля.

До сих пор самыми маленькими космическими объектами, у которых удавалось измерить магнитное поле, были астероиды. Зачем нужно искать магнитное поле у комет, как это делается и что будет дальше с «Розеттой», «Филами» и кометой Чурюмова—Герасименко, рассказал Анатолий Ремизов, старший научный сотрудник Института космических исследований РАН.

— На днях вы и ваши коллеги опубликовали в журнале Science результаты исследования магнитного поля кометы Чурюмова—Герасименко. Коротко говоря, магнитного поля у кометы нет. Почему нам важно было об этом узнать?

— Давно считается, что кометы — это первородное вещество, которое появилось несколько миллиардов лет назад, когда наша Солнечная система только формировалась. Поэтому изучение свойств комет помогает узнать, что было в начале, при рождении Солнечной системы. А то, что кометы могут иметь свое собственное магнитное поле, остаточное, это важно, потому что источник магнитного поля малых тел не очень хорошо изучен.

У нас была задача измерить магнитное поле в процессе спуска аппарата «Филы» на поверхность кометы, составив так называемый высотный профиль. Мы не ожидали обнаружить у кометы собственное магнитное поле, мы понимали, что вряд ли оно существует. Но было интересно проверить, есть ли у нее остаточное магнитное поле, которое могло появиться в результате столкновений с другими космическими телами, намагниченные куски которых могли попасть на комету.

Однако мы увидели, что магнитное поле нисколько не менялось в течение всего семичасового спуска «Фил» от «Розетты». Мы наблюдали лишь некоторые изменения магнитного поля солнечного ветра — их одинаково фиксировали приборы как на спускаемом модуле, так и на орбитальном аппарате.

Тем не менее наши результаты говорят не о том, что у комет вообще не может быть магнитного поля. Они говорят только о том, что у кометы Чурюмова—Герасименко, которая относится к классу юпитерианских комет, его нет. Может быть, у других есть — надо исследовать. Но исследовать собственное магнитное поле кометы издали очень трудно, потому что оно очень быстро убывает с расстоянием.

— Какими инструментами вы пользовались?

— На аппарате «Филы» был установлен плазменный прибор ROMAP, он фиксировал одновременно магнитное поле и плазму. За плазму я был ответственным, я разрабатывал датчики, настраивал их и даже монтировал. ROMAP представлял собой блок из четырех датчиков: три датчика — для измерения потока ионов и один — для электронов, с помощью которого мы хотели исследовать плазменные структуры кометы. Внутри этого прибора был установлен магнитометр, очень маленький, весом всего 30 граммов. Он измерял магнитное поле в трех измерениях.

— Откуда берется плазма у кометы?

— Комета — активное малое тело. Там очень много льда, который при воздействии тепла от Солнца испаряется, минуя фазу жидкой воды, и дает пар. Под действием ультрафиолета молекулы воды в этом паре ионизируются, из них под давлением солнечного ветра формируется хвост кометы, растягивающийся на миллионы километров. Когда мы стали измерять плазму кометы, мы обнаружили, что она очень плотная. Например, плотность плазмы солнечного ветра на том расстоянии от Солнца, на котором находилась комета во время измерений, составляла 0,3 частицы в кубическом сантиметре. А мы обнаружили кометную плазму с концентрацией в 100 частиц на кубический сантиметр.

Мы планировали, что, когда комета будет подходить ближе к Солнцу, она будет больше нагреваться и мы сможем посмотреть, как меняются ее параметры. К сожалению, посадка модуля «Филы» была не очень удачной, мягко говоря, и проработал он на комете всего два часа после посадки.

— Давайте напомним, что случилось с «Филами» при посадке на комету.

— На комете очень маленькая гравитация, в 100 тысяч раз меньше, чем на Земле. Естественно, все опасались, что, когда аппарат «Филы» упадет на комету, он отскочит. Поэтому было предусмотрено в момент приближения к комете включить двигатель, который бы прижал аппарат к комете, а затем выпустить гарпун, который бы удержал аппарат на ней. Однако и двигатель, и гарпун не сработали — аппарат отскочил от кометы, снова на нее упал и опять отскочил. И только на третий раз «Филы» остановились. Аппарат оказался в углублении и попал в тень, где быстро разрядился, так как он работает от солнечных батарей, и «уснул». Его пытались «разбудить» в марте и в апреле, несколько дней назад, но пока безрезультатно. Надежда еще есть, потому что комета вращается и периодически «Филы» попадают на Солнце. К тому же комета приближается к Солнцу: сейчас она находится на расстоянии 2,2 астрономических единицы, а было 3,6 (астрономическая единица — это расстояние от Земли до Солнца, 150 миллионов километров). Все надеются, что когда батарея зарядится, аппаратура включится снова. Поэтому «Розетта» постоянно «слушает» «Филы», но пока не получает никакого сигнала.

— А что будет дальше с самой кометой? Вы не боитесь, что ее постигнет участь кометы ISON, которая развалилась на части, подлетев к Солнцу?

— Комета в августе подойдет близко к Солнцу, на расстояние примерно 1,2 астрономических единицы, а потом полетит обратно. Участь ISON ей не грозит: комета Чурюмова—Герасименко маленькая, ее может разорвать, если только она подойдет очень близко к какой-то тяжелой планете типа Юпитера. Но орбита ее хорошо просчитывается, и с ней ничего не должно случиться.

— Путь «Розетты» до кометы занял 10 лет, подготовка научных экспериментов, соответственно, началась еще раньше. Каково это — участвовать в столь длительном научном проекте?

— Конечно, немножечко грустно ждать 10 лет. Тем более что за это время несколько человек, принимавших участие в проекте, умерли, кто-то ушел на пенсию. Они прекрасно понимали, что работают на будущее. Но когда разработка начиналась, мы были относительно молоды и работали с энтузиазмом. Я с большим интересом занимался плазменным прибором, потому что до этого, много лет назад, был участником проекта «Вега», посвященного изучению кометы Галлея.

Сейчас моральное удовлетворение от этого проекта, конечно, есть. У меня есть приятель-венгр, вместе с которым мы занимались плазменным прибором. Как-то раз я ему написал: «Как жалко, что «Филы» перестали работать, — мы-то с тобой надеялись, что будет дольше». Он ответил: «Толя, мы с тобой своими руками сделали прибор, который теперь будет находиться на комете вечно!»