Текст книги "Непридуманные космические истории"

Комета, астероид или планета?

Идущие в настоящее время дебаты по поводу того, является ли планетой Плутон, бледнеют по сравнению с тем, сколько копий было сломано по поводу Цереры и Весты. Им двоим простительно страдать от кризиса самоопределения.

Когда в 1801 году состоялось открытие Цереры, его автор, итальянский астроном Джузеппе Пиацци, решил, что ему удалось обнаружить комету, которая обращается вокруг Солнца между Марсом и Юпитером. Но другие астрономы установили, что она слишком большая для кометы, и тогда Цереру назвали планетой – возможно, потому что считали, что она и есть та самая «потерянная планета», которая, согласно мнению многих астрономов, должна занимать пустое место между каменистой красной планетой и газовым гигантом Юпитером. Но вскоре на орбитах, подобных орбите Цереры, были найдены новые небесные тела, что положило начало изучению главного астероидного пояса Солнечной системы.

Тогда Цереру стали считать астероидом, просто заявив, что она – самый большой астероид в Солнечной системе. Но в 2006 году Международный астрономический союз (МАС) произвел Цереру в карликовые планеты из-за ее размеров. Ее диаметр составляет 960 км.

Весту, которую открыли в 1807 году, тоже поначалу считали планетой, но затем вместе с Церерой переклассифицировали в астероиды. Она остается самым ярким объектом пояса астероидов и единственным, который можно наблюдать невооруженным глазом. Но, по всей видимости, Веста одной ногой стоит в категории астероидов, а другой – в категории малых тел Солнечной системы. Это новый термин, введенный МАС в 2006 году, чтобы описать те объекты Солнечной системы, которые не являются ни планетами, ни карликовыми планетами. Веста значительно больше, чем все остальные объекты астероидного пояса: ее соседи не превышают 100 км в поперечнике, а средний диаметр Весты составляет 520 км.

– В Весте сосредоточено от 8 до 10 % массы главного пояса астероидов, – говорит Рейман, – а в Церере заключается еще 30 % от этой величины. Так что Dawn за один раз исследует около 40 % всего астероидного пояса, если рассматривать лишь массу.

Это большие величины, если учесть, что между орбитами Марса и Юпитера вокруг Солнца обращаются миллионы тел. Однако, вопреки тому, что мы привыкли видеть в кадрах научно-фантастических фильмов, среднее расстояние между объектами астероидного пояса находится в пределах от 1 до 3 млн км. Астероиды распылены по настолько огромному объему пространства, что по большей части пояс кажется пустым. Станции Dawn не пришлось уворачиваться от других астероидов по пути к точкам своего назначения.

Множественность миров Марка Реймана

На столе и на комоде в кабинете Реймана в здании лаборатории реактивного движения выстроились рядами старые игрушечные космические корабли, модельки ракет из произведений научной фантастики, а рядом с ними – и модели настоящих космических ракет и аппаратов, например созданной NASA ракеты-носителя Saturn V и, конечно же, межпланетной станции Dawn. Эта коллекция – дань давнему увлечению Марка как реальными космическими исследованиями, так и фантастикой.

– Мы занимаемся тем, что исследуем две иные планеты, и делаем это с помощью двигательной системы, о которой я впервые услышал в сериале «Звездный путь»! – улыбаясь, замечает Марк. – Что может быть более захватывающим?

Он полюбил все космическое в четыре года, а к четвертому классу школы уже знал, что хочет получить докторскую степень по физике (что он и сделал годы спустя). В девять лет Рейман стал писать письма в NASA и другие космические и научные организации: в ответ ему обычно присылали упаковки с печатными материалами. За несколько лет у Реймана скопился большой комплект информации и атрибутики, связанной с космосом, – там были космические брошюры и сувениры из более чем пятидесяти стран.

Так мог выглядеть полет автоматической межпланетной станции Deep Space 1 около астероида (9969) Брайль. Источник: NASA и лаборатория реактивного движения

Рейман поистине разносторонний человек – и ученый, и инженер. В свободное от основной работы время он изучает физику элементарных частиц и космологию. Он опытный астроном-любитель, фотограф и заядлый турист. А каждый вечер пятницы он отправляется на танцы.

Благодаря его кипучей природе и способности глубокомысленно и продуманно объяснять сложные темы Марк то разговаривает как серьезный ученый, популярно рассказывающий о космосе, то начитает сыпать космическими шуточками. Рейман любит излагать свои мысли в письменном виде и ведет посвященный полету АМС Dawn блог в Интернете, который называется Dawn Journal («Журнал Dawn»). Марк лично отвечает на вопросы интернет-пользователей. А еще он совместно с другими авторами посылает работы в периодическую брошюру комиксов Brewster Rockit: Space Guy! («Ракета Брюстер – космический парень!»).

– Никогда меня не покидала тяга к исследованию космоса и потрясение величием научных открытий, – говорит он. – Работа в лаборатории реактивного движения превратила мои мечты в реальность.

Будучи сотрудником лаборатории с 1986 года, Рейман принимал участие в разнообразных проектах и оказал помощь в планировании других проектов, от космических телескопов для обнаружения экзопланет до перспективного полета на Марс с целью доставки образца грунта оттуда. Одним из самых примечательных был проект аппарата, в полете которого испытали десятки новейших технологий, причем все они нашли применение в конструкции единственной автоматической станции. Deep Space 1[36]36
  Произносится «Дип Спейс Уан», в переводе означает «Глубокий космос – 1». – Прим. пер.


[Закрыть] стартовал в 1998 году и совершил близкие пролеты астероида и кометы, впервые[37]37
  Впервые снимки ядра кометы с космического аппарата во время близкого пролета были получены двумя советскими аппаратами «Вега» в 1986 году, их объектом изучения была комета Галлея. – Прим. пер.


[Закрыть] позволив нам взглянуть вблизи на ядро кометы.

Кроме того, в полете Deep Space 1 успешно была испытана на практике двигательная система, будто выскочившая прямо из научной фантастики, – ионный двигатель. Этот тип двигателей ранее еще ни разу не использовался для того, чтобы разгонять космический аппарат[38]38
  То есть в качестве маршевого двигателя – основной двигательной установки аппарата. Различные типы вспомогательных электрореактивных двигателей применялись в космонавтике начиная с 1971 года. – Прим. пер.


[Закрыть], и без их применения такой сложный полет, который совершает Dawn, как и возможность выходить на орбиты двух различных космических тел по очереди, так и не осуществился бы.

– Ионная двигательная установка – остроумная штуковина, – рассказывает Рейман. – Честно говоря, сердце того, кто всю жизнь был фанатом научной фантастики, трепещет от мысли, что мы исследуем Солнечную систему на корабле с ионным двигателем!

Ионные двигатели, или Что общего между наукой и научной фантастикой?

Долгое время ионные двигатели были коньком писателей-фантастов, авторов телевизионных шоу и кинофильмов. Все любители научной фантастики знают, что, если вам надо совершить быстрый межпланетный перелет на субсветовой скорости, надо воспользоваться космическим кораблем с «ионным приводом». Как упоминал Рейман, они встречались в сериале «Звездный путь» (в эпизоде «Мозг Спока») и играют ключевую роль в фильмах «Звездные войны», там имперские TIE-истребители оснащены ионными двигателями (сокращение TIE расшифровывается как «twin ion engine» – «двойной ионный двигатель»).

В день, когда в 2015 году на экраны вышел новый фильм «Звездные войны: Пробуждение Силы», Кери Бин, специалист управления полетом станции Dawn, а также закоренелый фанат космической фантастики, явилась на работу в лабораторию реактивного движения, одевшись в стиле Рей, главной героини фильма. Своим коллегам она представила развернутую лекцию, посвященную сравнению Dawn с имперскими истребителями.

– Идея изначально родилась у Марка Реймана, но я сама составила диаграмму полного сопоставления бортовых компьютеров и навигационных систем, – комментирует Бин. – Оба типа космических аппаратов оснащены солнечными батареями и, поскольку на Dawn есть дополнительный третий ионный двигатель по сравнению с двумя на TIE-истребителях, то, получается, наш Dawn – TRI-истребитель!

На этой картинке помещены вместе космический аппарат Dawn, на котором стоят три ионных двигателя, и имперский истребитель «TIE» («twin ion engine» – «двойной ионный двигатель») из кинофильма «Звездные войны». Источник: NASA / лаборатория реактивного движения

Основательно углубившись в исследование, Кери выяснила, что в одном из ранних вариантов проекта Dawn на аппарат планировали поставить лазерный альтиметр, что замечательно совпадает с лазерными пушками имперских истребителей, стреляющими зелеными лучами, но, к сожалению, этот альтиметр так и не вошел в окончательный вариант комплекта оборудования.

– Очень жаль, – говорит Кери, – потому что тогда бы Dawn был настоящим TRI-истребителем.

По ее словам, отчасти удовольствие от работы в команде проекта Dawn основывается на том, что здесь фантастика и наука как будто сливаются воедино.

– Ионные двигатели возникли в фантастике и в технике в одно и то же время, – объясняет она, – и с тех пор они сосуществовали в обеих областях. Обычно наука черпает свои идеи из фантастики, хотя бывает и наоборот, поэтому очень интересно, что писатели и ученые пришли к одной и той же идее независимо и примерно в одну и ту же эпоху.

Кери Бин в костюме Рей из «Звездных войн». Источник: Кери Бин

Первопроходец американского ракетостроения Роберт Годдард рассматривал ионную двигательную установку в своих работах еще в первом десятилетии XX века. Примерно тогда же британский писатель и астроном Дональд В. Хорнер опубликовал характерный для литературы того времени научно-фантастический роман под названием «Аэроплан к солнцу: приключения авиатора и его друзей», в котором упоминался межпланетный перелет при помощи двигателя на ионной тяге.

Лишь в 1959 году NASA испытало первый вариант ионного двигателя в вакуумной камере, но почти в то же время в популярном комиксе «Дик Трейси» появилось изображение «космического купе», бесшумного космического корабля на электрической тяге, который позволяет легко перемещаться между Землей и Луной. В следующем году два ионных двигателя были испытаны в коротком суборбитальном полете комического аппарата SERT-1 – из них сработал только один.

Дальнейшее развитие электрореактивного принципа движения застопорилось, потому что NASA занялось программой отправки астронавтов на Луну, но к моменту, когда первая серия «Звездных войн» вышла на экраны, интерес к этой технологии вновь ожил. В 1990-х годах лаборатория реактивного движения начала работу над проектом NSTAR («Подготовка NASA к использованию солнечно-электрических двигательных установок», NASA Solar Electric Propulsion Technology Applications Readiness), целью которого была разработка ионных двигателей для операций в глубоком космосе.

Ионный двигатель NSTAR. Источник: Исследовательский центр имени Гленна, NASA

С 1996 по 1997 год прототип ионного двигателя проходил долговременные проверки в вакуумной камере, где создавались условия, имитирующие те, которые существуют в межпланетном пространстве. Двигатель справился блестяще и проработал более 8000 часов. По следам этого успеха NASA решило испытать свой новый ионный двигатель в космосе. Deep Space 1 выполнил свою задачу, превысив все возлагавшиеся на него ожидания; его двигатель давал тягу в сумме 16 000 часов. Позже, с 2003 по 2006 год, Европейское космическое агентство управляло полетом автоматической межпланетной станции SMART-1 с ионным двигателем, которая работала на орбите Луны.

Но настоящая связь между техникой и фантастикой заключалась в самом названии: именно благодаря Рейману двигатели стали называться ионными.

Ионная двигательная установка NSTAR автоматической межпланетной станции «Deep Space 1» во время огневых испытаний в лаборатории реактивного движения. Источник: Исследовательский центр имени Гленна, NASA

В то время, когда полет аппарата Deep Space 1 только готовился, официального наименования у этого типа двигательных установок еще не было. Одни хотели называть такие двигатели NSTAR, другие предпочитали сокращение SEP от Solar electric propulsion («Солнечно-электрическая двигательная установка»). У Реймана возникла другая идея.

– Вместо того чтобы использовать наименование, ничего не говорящее большинству технических специалистов, мне показалось более оправданным выбрать такое слово, которое знал бы каждый инженер, – говорит он. – Это послужит преимуществом в будущем, когда новые проектировщики космических аппаратов станут выбирать, какой технологией им лучше воспользоваться.

Но, поскольку Рейман всю жизнь бредил космосом, у него возник и дополнительный довод:

– NASA существует на деньги налогоплательщиков, и, на мой взгляд, мы делаем свою работу в интересах не только ученых и инженеров, но еще и этих же налогоплательщиков, – выражает Марк свою позицию. – Я всегда придерживался той точки зрения, что мы должны держать общество в курсе того, чем занимаемся. И я считаю, что часть наших обязанностей – говорить о сложных вещах в терминах, понятных любому человеку.

Стремясь найти способы завоевать общественный интерес, Рейман решил называть двигатели такого типа ионными.

– Это слово точно описывает принцип их действия, – объясняет он, – и, несмотря на то что наукой я увлекаюсь больше, чем научной фантастикой, я очень люблю фантастику, и я помнил о том, что ионные двигатели часто упоминались в «Звездном пути», «Звездных войнах» и других произведениях. И, даже если вы не знаете, что такое ионный двигатель на самом деле, это название звучит куда как интригующе.

Такова не очень известная история того, как эта замечательная двигательная установка получила свое название.

Обычные ракеты в сравнении с ионными

Основная идея всех двигательных систем, которые применяются в космосе, одна и та же: требуется создать достаточную реактивную тягу, чтобы толкать вперед космический аппарат. Простейшая ракета – это закрытый сосуд, внутри которого рабочее тело – обычно газ или жидкость – содержится под большим давлением, и, если рабочее тело выталкивается давлением в направлении хвоста ракеты, это создает силу тяги, которая толкает ракету в противоположную сторону. Представьте себе наполненный воздухом резиновый шарик: когда вы разжимаете пальцы вокруг его горловины, воздух (то есть газ) выбрасывается наружу, и шарик начинает метаться по комнате.

Ракета Saturn V с космическим кораблем Apollo 11, стартующая 16 июля 1969 года в Космическом центре имени Кеннеди. На борту корабля – астронавты, которым предстояло стать первыми людьми, совершившими посадку на Луну. Источник: NASA

Автоматическая межпланетная станция Dawn (ее имя означает «Рассвет») была запущена на рассвете, в 7 часов 34 минуты утра по времени восточного побережья США, с базы ВВС США «Мыс Канаверал» 27 сентября 2007 года. Ей предстояло показать землянам рассвет Солнечной системы – сведения о тех давних временах мы смогли получить, изучив Весту и Цереру. Источник: Космический центр имени Кеннеди / NASA

Когда говорят о ракетах, как правило, людям в голову приходит представление об обычной химической ракете, наподобие тех больших и мощных ракет, при помощи которых стартовали к Луне астронавты Apollo или космические «челноки», выходящие на орбиту. Эти ракеты получают тягу в результате химической реакции, нагревающей рабочее тело, которое затем по специальному каналу на большой скорости выводится за пределы ракеты, формируя мощное пламя. В результате развивается гигантская сила тяги – на короткое время, достаточное, чтобы оторвать ракету от Земли и вывести ее в космос.

Ионный двигатель действует иным образом: его тяга маленькая, но действует она на протяжении гораздо более длительного времени. И как раз время и есть здесь самое главное.

Ионные двигатели работают при посредстве газа, обычно это ксенон – неядовитый благородный газ, который встречается в природе. Этот газ ионизируется: через него «шарахают» мощным электрическим разрядом, и из-за этого частицы отталкиваются друг от друга. Ионизированный газ ускоряется в электрическом поле в задней части двигателя – таким образом создается тяга.

Тогда как обычные ракеты работают несколько минут до момента, когда они израсходуют все топливо, после чего продолжают лететь к пункту своего назначения по инерции, ионные двигатели функционируют почти постоянно, используя небольшое количество топлива.

– Ионные двигательные установки гораздо более эффективны, чем обычные химические ракеты, потому что они могут превращать электрическую энергию, которую получают при помощи панелей солнечных батарей, в силу тяги, – объясняет Рейман. – Химические двигательные установки располагают только той энергией, которая запасена в компонентах топлива.

На борту Dawn имеется 425 кг рабочего тела – ксенона, – и за секунду он выбрасывает лишь около 3,25 мг (около 280 г за сутки) в режиме работы с максимальной тягой. Для сравнения: ракетные двигатели, которые используются для вывода шаттла на орбиту, пожирают 1,1 млн кг топлива всего лишь за 100 секунд работы[39]39
  Судя по приведенным величинам, речь о суммарном расходе топлива двух стартовых твердотопливных ускорителей Space Shuttle за время их совместной работы на начальном участке полета многоразовой транспортной космической системы. – Прим. пер.


[Закрыть].

Есть у ионных двигателей один недостаток: они слишком слабы, чтобы за короткий промежуток времени поднять космический аппарат над поверхностью Земли. Для того чтобы этого достичь, требуется резкое, мощное ускорение, которое обеспечивают химические ракеты, способные преодолевать силу тяготения нашей планеты.

Рейман описывает работу ионных двигателей словами «ускорение с долей терпения». Они не действуют молниеносно: Dawn требуется около четырех суток, чтобы увеличить свою скорость от нуля до приблизительно сотни километров в час.

Да-да, вы все прочитали и поняли правильно.

Рейман поднимает на ладони листок бумаги.

– Ионный двигатель давит на аппарат с той же силой, как этот единственный лист бумаги давит на мою ладонь, – говорит он.

Каким бы ничтожным и неважным это давление ни казалось, объясняет Марк, в сумме за все время полета станции общее приращение скорости, полученное ею от ионных двигателей, сравнимо с той величиной импульса, которую большая ракета Delta II придала ей же, чтобы унести Dawn прочь с поверхности Земли в глубины космоса за пределы околоземной орбиты. Так происходит потому, что ионные двигатели работают тысячи дней, а ракета типа Delta действует лишь недолгий промежуток времени порядка минут.

А в космическом пространстве ионный двигатель работает замечательно.

– В условиях нулевой силы тяжести и отсутствия трения в космическом полете аппарат под действием тяги постепенно набирает скорость, – говорит Рейман. – Полное приращение скорости Dawn с момента его отделения от ракеты составило 39 600 км/ч. Можете это сравнить с величиной в 28 160 км/ч – такую скорость требуется набрать, чтобы попасть с поверхности Земли на низкую околоземную орбиту.

Рабочие фиксируют созданную NASA межпланетную станцию Dawn на космическом разгонном блоке перед ее запуском в 2007 году. Источник: NASA / лаборатория реактивного движения

Ионные двигатели суперэффективны в отношении расхода топлива, когда речь идет о маневрах в полете.

– Типичному аппарату, предназначенному для работы у Марса, может потребоваться около 270 кг топлива для того, чтобы выйти на орбиту Красной планеты, – заявляет Рейман. – Со своей ионной двигательной установкой Dawn мог бы проделать тот же маневр, израсходовав на это меньше 27 кг ксенона.

Если бы потребовалось сконструировать традиционный ракетный аппарат, способный на то, для чего предназначена станция Dawn, то есть посещать различные планетные тела, то его пришлось бы снабдить таким количеством топлива, что он стал бы чрезмерно тяжел для запуска с Земли.

На Dawn стоят три 30-сантиметровых ионных двигателя. Однако лишь один агрегат из трех работает в каждый момент времени. За все планируемое время полета общее время работы двигателей составит 2020 дней – то есть почти шесть земных лет. Единственные регулярные перерывы, которые делаются в их работе, – по несколько часов в течение каждой недели – нужны затем, чтобы станция развернулась антенной к Земле и выполнила отправку и получение данных.

На Dawn также стоят маленькие гидразиновые двигатели ориентации и устройства, называемые двигателями-маховиками, с помощью которых она управляет своим положением в пространстве. Ионные двигатели работали практически безупречно на протяжении всего полета, а двигатели-маховики создали самые большие трудности для команды инженеров проекта. То, что случилось в 2012 году, могло привести к его аварийному завершению.

Инженеры спасают ситуацию

Бин говорит, что ее работа в качестве специалиста управления полетом выглядит как нормальная офисная работа – как у миллионов других людей.

– Я сижу за своим компьютером, отвечаю на сообщения по электронной почте, хожу на рабочие совещания, – рассказывает она. – Но конечный результат этой деятельности не совсем такой, как у других.

Бин отдает команды космической станции. И та их выполняет.

Голдстоунский комплекс дальней космической связи, расположенный в калифорнийской пустыне Мохаве, является одним из трех комплексов, составляющих эксплуатируемую NASA Сеть дальней космической связи (Deep Space Network, DSN). Эта сеть обеспечивает радиосвязь со всеми автоматическими межпланетными станциями NASA, а также задействуется в радиоастрономических проектах и радарных наблюдениях объектов Солнечной системы и остальной Вселенной. Источник: NASA / лаборатория реактивного движения

Ее должность в рамках проекта Dawn называется специалист по научному планированию.

– Мне нравится думать, что я переводчик, – говорит Кери, – который обеспечивает общение между командой ученых и командой инженеров, и мне нужно следить, чтобы ученые получали всю информацию, которую они хотят получить, но при этом мы бы не выходили ни за какие инженерные ограничения.

Вспомним, что численность команды специалистов марсохода Curiosity достигала сотен ученых и инженеров; станцией Dawn занимаются около 40 инженерных и 80 научных специалистов со всех концов света.

– Наша команда крошечная, но нам удается добывать громадное количество самой интересной научной информации, – говорит Бин.

В отличие от марсианского аппарата Curiosity, который выходит на связь с Землей почти ежедневно, Dawn связывается с Сетью дальней космической связи лишь один-два раза в неделю. Поэтому все, что происходит во время этих сеансов, – независимо от того, отправляет ли Dawn собранные данные на Землю или получает новые инструкции, – должно быть тщательно спланировано заранее.

Кери Бин стала участником проекта в 2013 году, но она гордится тем, что принадлежит к команде искусных и талантливых инженеров, которые буквально спасли проект Dawn. Им пришлось разрабатывать новые способы управлять аппаратом в результате непредвиденных событий, которые могли привести к фатальной аварии. Их остроумные изобретения заставили бы гордиться даже прирожденного космического механика Скотти из «Звездного пути».

Двигатели-маховики Dawn – это похожие на гироскопы механизмы, которые служат и для стабилизации, и для поворотов аппарата в тех случаях, когда нужно развернуть его научные приборы в сторону объекта изучения или направить главную антенну на Землю. На борту космического аппарата имеется четыре таких маховика, и в нормальной обстановке требуется работа трех из них. Но два двигателя-маховика на Dawn вышли из строя; первая авария случилась в июне 2010 года, а вторая – в августе 2012-го.

– Две неисправности такого типа могли поставить под угрозу все, – описал ситуацию Рейман. – В других полетах из-за аварий маховиков наступали самые печальные последствия. Просто чудо, что специалистам полета Dawn удалось не только преодолеть эти последствия, но еще и выполнить все поставленные задачи и даже превзойти первоначальные планы и ожидания от проекта.

Вначале команда управления полетом придумала обходной путь с применением гидразиновых двигателей ориентации для того, чтобы компенсировать потерю двух маховиков и использовать оставшиеся два лишь во вспомогательной роли. Но, поскольку запас гидразина на борту ограничен и отчаянно важен – в момент, когда гидразин закончится совсем, полет будет завершен, – инженеры постарались сделать все, чтобы снизить его расход. Они проанализировали более пятидесяти различных вариантов действий, и в результате вместо плановых 12,5 кг гидразина за время перелета и выхода на орбиту Цереры Dawn потратил всего лишь 4,4 кг – экономия топлива составила изумительные 65 процентов.

Три отшлифованных среза метеоритов особого класса: как подтвердил полет американской автоматической межпланетной станции Dawn, местом их происхождения является Веста. Три вида метеоритов, известные как говардит, эвкрит и диогенит, сфотографированы при помощи поляризационного микроскопа – при использовании этой техники различные минералы окрашиваются в разные цвета. Источник: NASA / Университет Теннесси

– Благодаря присущей им изобретательности и одаренности, членам команды удалось продумать детальный план действий, нужных для того, чтобы Dawn могла закончить свой необычайный полет при помощи одних лишь гидразиновых двигателей в том случае, если два оставшихся маховика тоже выйдут из строя, – говорит Рейман.

В момент запуска запас гидразина на борту станции составлял 45,6 кг, а когда она покидала Весту, на ней все еще оставалось 32,3 кг. Поскольку два маховика продолжают функционировать, они дополнительно снижают расход гидразина, таким образом, по сути, продлевая длительность полета.

Установленная на Dawn фотокамера для покадровой съемки получила это изображение, на котором виднеется южный полюс Весты и ударный бассейн Реясильвия. Источник: NASA / лаборатория реактивного движения Калифорнийского технологического института / Калифорнийский университет в Лос-Анджелесе / Институт исследований Солнечной системы Общества Макса Планка (MPS) / Германский аэрокосмический центр (DLR) / Институт вычислительной техники и коммуникационных сетей технического университета Брауншвейга (IDA)

– Способность найти выход из ситуации с неожиданной и очень серьезной аварией, наподобие этой, является подлинным доказательством инженерного мастерства и изобретательности, – говорит Марк. – И ныне, невзирая на жесткие ограничения, которые накладывает новый способ управления космическим аппаратом, команде удалось добиться достижения ранее не предусмотренных целей в этом проекте. Это потрясающе.

Снимок, сделанный космическим аппаратом NASA Dawn 24 июля 2011 года, демонстрирует каньоны, протянувшиеся вдоль экватора астероида Веста, включая борозды Дивалии, которые превышают своим размером Большой каньон на Земле. Эти каньоны, вероятно, были созданы столкновениями различных тел с Вестой в районе ее южного полюса. Источник: NASA / лаборатория реактивного движения Калифорнийского технологического института / Калифорнийский университет в Лос-Анджелесе / Институт исследований Солнечной системы Общества Макса Планка (MPS) / Германский аэрокосмический центр (DLR) / Институт вычислительной техники и коммуникационных сетей Технического университета Брауншвейга (IDA)

– Шесть процентов выпадающих на Землю метеоритов, то есть каждый шестнадцатый, происходят с Весты, – объясняет Марк Рейман. – Это очень заметное число. Мы практически уверены в том, что они раньше были кусочками Весты. Ее спектроскопическое изучение велось с Земли еще с 1970-х годов, а теперь Dawn положила конец всем сомнениям, доказав, что источником этих метеоритов действительно является Веста.

Спектроскопия позволяет расщепить свет, идущий от удаленного объекта, на составляющие его цвета, которые говорят ученым о том, из чего состоит этот удаленный объект. Спектры метеоритов такого типа и спектр Весты совпадали.

А теперь высококачественные данные спектрального анализа, полученные при помощи приборов Dawn, не только подтвердили, что изученные метеориты происходят с Весты, но и то – удивительный факт! – что «родиной» всех метеоритов является один гигантский ударный бассейн.

Dawn сделал снимки этого района, который был назван Реясильвия, – это большущий кратер более 500 км в диаметре. Внутри кратера возвышается крупная гора с поперечником 177 км, вершина которой в два с половиной раза выше, чем вершина высочайшей на Земле горы Эверест.

Кроме того, Реясильвия пересекается с более древним ударным бассейном Вененейя размером 402 км. Эти два пересекающихся кратера изуродовали все южное полушарие Весты, придав ей вид слегка сдувшегося серого баскетбольного мяча.

Уникальный вид вдоль наклонной линии или перспективный вид сбоку на район южного полюса Весты, созданный с применением трехмерной модели рельефа. Источник: NASA / лаборатория реактивного движения Калифорнийского технологического института / Калифорнийский университет в Лос‐Анджелесе / Институт исследований Солнечной системы Общества Макса Планка (MPS) / Германский аэрокосмический центр (DLR) / Институт вычислительной техники и коммуникационных сетей Технического университета Брауншвейга (IDA) / Институт планетологии (PSI)

– Мощнейшие удары в южном полушарии высвободили такое количество энергии, что все тело Весты сотрясалось и она была на грани разрушения, – описывает древние события Рейман. – По мере того как ударная энергия перемещалась внутри этого небесного тела, сеть из девяноста каньонов, где некоторые превосходят размерами земной Большой каньон, разверзлась вдоль экватора. Мы не могли предположить, что обнаружим такое удивительное явление. На Земле нет ничего похожего.

Вид на полушарие Весты, на котором располагается цепочка кратеров, похожая формой на снеговика. Источник: NASA / лаборатория реактивного движения Калифорнийского технологического института / Калифорнийский университет в Лос-Анджелесе / Институт исследований Солнечной системы Общества Макса Планка (MPS) / Германский аэрокосмический центр (DLR) / Институт вычислительной техники и коммуникационных сетей Технического университета Брауншвейга (IDA) / Институт планетологии (PSI)

Но все же Веста во многом подобна Земле. Автоматическая станция Dawn помогла составить первую карту Весты, обнаружив странный и разнообразный геологический ландшафт. Так же как на Земле, Марсе, Венере и Меркурии, на Весте имеются застывшие древние магматические потоки из базальта на поверхности и большое железное ядро. На ее поверхности наблюдаются подобные земным детали рельефа тектонического происхождения: рифтовые долины, хребты, скалы и холмы.

Так станция Dawn помогла подтвердить то, что давно предполагали ученые: Веста больше напоминает маленькую планету, чем типичный астероид. Она является примером сохранившейся «планеты-младенца», возникшей в самый ранний период истории Солнечной системы и пережившей множество жестоких столкновений в условиях астероидного пояса. Ничто из того, что мы можем видеть при помощи телескопов в поясе астероидов в наше время, не похоже на то, что Dawn увидела на Весте. Фотографии, полученные станцией, показывают, что Веста густо усыпана кратерами самых разных форм в безумных сочетаниях, в том числе хорошо заметен тройной кратер, который выглядит как снеговик.