Вот уже более полугода, с 9 июля, спускаемый аппарат «Филы» не выходит на связь. Тем временем температура на поверхности кометы опустилась ниже критического порога в ­­­-51 ºC, необходимого для включения аппарата. Инженеры, управляющие орбитальным аппаратом «Розетта», пока не будут выключать коммуникационный модуль, который отвечал за связь с аппаратом, но это не должно никого обманывать: надежды, что «Филы» проснется, больше нет.

Спускаемый аппарат был создан Европейским космическим агентством и являлся в некотором роде продолжателем миссий «Армады Галлея». Это были пять аппаратов, созданных разными странами еще в середине 80-х для изучения знаменитой кометы Галлея. Уже на момент разработки новой миссии было понятно, что останавливаться только на пролетах вблизи хвостатых небесных тел нельзя, ведь самое интересное в комете ­— это вещество, из которого она состоит. А с орбиты о нем можно получить только очень скудную информацию. Поэтому аппарат Deep Impact, который первым напрямую прозондировавший ядро кометы, пусть и путем столкновения с ней, можно рассматривать как шаг на пути к нашему герою. В отличие от него, «Филы» был разработан для мягкой посадки с обширной последующей программой исследований кометы.

Название для «Филы» и несущего его космического аппарата «Розетта» было выбрано неслучайно: Филы — остров в верховьях Нила, где был обнаружен обелиск с двуязычной надписью на древнеегипетском и древнегреческом. Как и Розеттский камень, стелла из Филы использовалась египтологами для расшифровки древнеегипетской письменности. Метафора здесь проста: ученые надеются использовать «Розетту» и «Филы» подобно этим памятникам письменности для расшифровки данных о ранней истории Солнечной системы, которая заключена в строении и составе кометы.

Внешне аппарат представляет собой «ящик на ножках», его масса составляет около 100 килограмм. Из них примерно четверть — вес научного оборудования: масс-спектрометры (один из которых, Ptolemy, способен даже определять изотопный состав вещества кометы), камеры, спектрометр альфа-частиц и рентгеновского излучения, различные приборы для исследования механических, электрических, магнитных свойств кометы и ее поверхности, радар и буры.

ESA


«Филы», закрепленный на «Розетте», отправился на рандеву с кометой 2 марта 2004 года. Интересно отметить, что изначальной целью была другая короткопериодическая комета — 46P/Wirtanen. Запуск к ней был отложен из-за произошедшего накануне сбоя в ракете-носителе, предназначавшейся для зонда и цель миссии пришлось поменять. С 2004 по 2014 год аппараты сделали четыре полных оборота вокруг Солнца, целью которых был разгон и выход на необходимую орбиту с помощью гравитационных маневров — трех вблизи Земли, в 2005, 2007 и 2009 году, и одного вблизи Марса — в 2007 году.

Большую часть полета «Филы» находился в гибернации, активируясь для тестов систем и исследования попадавшихся по пути объектов. Так, в 2007 году инженеры задействовали магнитометр (ROMAP) спускаемого аппарата для исследования магнитного поля Марса. А с 3 по 6 сентября 2008 использовали его же для исследования астероида (2867) Штейнс. Часть наблюдений ученые тогда провели с помощью камеры OSIRIS на борту «Розетты» — она обнаружила, что астероид похож по форме на брильянт, на поверхности которого находится необычная цепочка кратеров.

10 июля 2010 года зонд сблизился на расстояние около трех тысяч километров с крупным астероидом главного пояса — (21) Лютеция. Для его исследования ученые использовали сразу три инструмента — уже упоминавшийся ROMAP, не обнаруживший у тела значимого магнитного поля, а также масс-спектрометры COSAC и Ptolemy, призванные «прощупать» экзосферу астероида. К сожалению, обнаружить следы наличия газовой оболочки у Лютеции не удалось — если она и есть, то чрезвычайно разреженная, ее давление должно быть в триллион раз меньше, чем у Земли. С лета 2011 года «Розетта» и «Филы» погрузились в долгий сон, выйдя на орбиту сближения с кометой Чурюмова—Герасименко.

ESA

В январе 2014 года сработал «будильник», который вывел «Розетту» из гибернации. 12 ноября того же года наступил ключевой момент миссии — спуск на поверхность кометы. Накануне посадки инженеры провели ряд тестов и обнаружили, что прижимные двигатели аппарата работают некорректно. Тем не менее, несмотря на поломку было принято решение о спуске.

Согласно плану, надежное закрепление аппарата на комете должны были обеспечить сразу три независимые системы. Во-первых, это выстреливаемые гарпуны на двухметровых тросах. Во-вторых — прижимающий реактивный двигатель. В-третьих, специальные вкручивающиеся в поверхность винты. Увы, ни одна из систем не сработала по плану — место посадки зонда оказалось гораздо тверже, чем ожидали разработчики винтов, заряды в гарпунах попросту не сработали, а двигатель был неисправен уже на момент начала спуска.

В результате удара «Филы» отскочил от поверхности, зависнув «в воздухе» почти на два часа. Еще бы немного и зонд мог вовсе улететь в открытый космос: притяжение кометы в 10 тысяч раз меньше земного, поэтому скорости более 44 сантиметра в секунду хватило бы, чтобы покинуть ее поверхность. Как выяснилось позже, реальная скорость отскока составила 38 сантиметров в секунду, то есть от полного провала миссию отделяло какие-то 6 сантиметров в секунду. После второго прыжка "Филы" окончательно приземлился на ядро кометы и, несмотря на неудачное расположение, смог приступить к основной миссии.

Стоит уточнить, многие из научных приборов начали свою работу еще в процессе спуска — например, газовые хроматографы и масс-спектрометры, анализирующие газо-пылевую оболочку кометы, панорамные камеры и радар CONSERT, благодаря которому команда ученых наблюдала за аппаратом с помощью антенн «Розетты».


Для работы научных инструментов зонд пользовался энергией предварительно заряженного аккумулятора — ее должно было хватить на 2,5 дня насыщенной работы. Кроме того, на поверхности «Филы» были размещены солнечные батареи, которые могли продлить ход миссии. Однако аппарат оказался в тенистой области кометы где света оказалось недостаточно для зарядки аккумулятора. Солнечные батареи зонда освещались примерно полтора часа на протяжении всего кометного дня (12,4 часа). Вдобавок к тому ученые не знали, что за поверхность находится под «Филы» и безопасно ли приступать к бурению. 

Все это вынудило специалистов изменить научную программу. Бурение было перенесено на более поздний блок работ, а основной акцент поначалу был сделан на получении снимков, исследованиях механических свойств поверхности и ее химического состава. Несмотря на все трудности, к 15 ноября было выполнено около 80 процентов запланированных работ. К этому моменту после передачи очередной порции научных данных аккумулятор аппарата разрядился до критической отметки. Система попыталась перезагрузиться, но энергии оказалось недостаточно. Несколько последующих автоматических попыток перезагрузки окончательно истощили батарею и «Филы» уснули.

ESA

На протяжении семи месяцев от систем зонда не поступало ни сигнала. По словам инженеров, для включения аппарата и зарядки аккумуляторов требовалась температура выше -45ºC и хотя бы 5,5 ватт солнечной энергии от фотопреобразователей. Молчание продолжалось до 13 июня, когда «Розетта» передала на Землю несколько сотен новых пакетов информации с телеметрией «Филы». Это означало, что аппарат проснулся. Согласно телеметрии, температура зонда поднялась до -35 ºC, а мощность вырабатываемой энергии достигла 24 ватт. На следующий день инженеры получили новую порцию информации — «Филы» прогрелся до вполне «земных» -5 ºC.

24 июня руководством миссии было принято решение отправить на аппарат команду о включении радара CONSERT. Подтверждение Земля получила 9 июля, однако условия на комете ухудшались — она приближалась к перигелию, самой близкой точке орбиты к Солнцу. Нагревание сопровождалось мощными выбросами вещества с кометы и «Розетте» пришлось значительно удалиться от ядра, чтобы не пострадать от них. Прохождение перигелия произошло 13 августа 2015 года.

Спустя несколько месяцев «Розетта» вновь приблизилась к комете, однако с июля не было ни одного нового контакта со спускаемым аппаратом. Последней надеждой исследователей было включение колеса гироскопа, стабилизировавшего «Филы» в процессе спуска. Оно должно было привести к резкому перемещению зонда и выбросу пыли, однако, по всей видимости, аппарат не получил команду.

***

Тем не менее, полученные от «Филы» данные позволили сделать много существенных открытий. Так, на поверхности кометы оказалось много различных органических веществ, в частности, органические олигомеры и прекурсоры сахаров. Необычной оказалась и структура кометы, очень похожая на слепленные луковицы. Ученые предполагают, что ее ядро  изначально было двумя разными объектами, которые затем слиплись при столкновении. Кроме того, ROMAP подтвердил отсутствие у кометы магнитного поля. Научным результатам, полученным благодаря работе «Филы» и «Розетты» был полностью посвящен один из июльских выпусков Science.

Сейчас комета постепенно удаляется от Солнца, получая все меньше энергии и тепла. 337 миллионов километров — это более чем в два раза дальше от светила, чем радиус орбиты Земли. Постепенно температура поверхности будет падать и ниже. Миссия «Розетты» подойдет к концу в сентябре 2016 года, по словам Мэтта Тейлора, ученые планируют к этому времени «посадить» аппарат на комету, постепенно собирая огромное количество данных о ее окружении. Вряд ли посадка окажется мягкой, но так или иначе аппарат снова окажется рядом с «Филы» — как и во время долгого путешествия к Чурюмова—Герасименко, длиной в 6,5 миллиарда километров.

Но следует помнить, что 67P — это короткопериодическая комета с периодом обращения 6 лет и 7 месяцев. Всего через 5 лет она снова окажется рядом с Солнцем, и энергии излучения может хватить на то, чтобы снова включить фотоэлементы «Филы». Вероятность того, что это произойдет, конечно, исчезающе мала, но она есть. Будем надеяться на чудо.


ESA

Владимир Королёв

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl+Enter.