18 февраля 2021 года марсоход НАСА под названием Perseverance успешно приземлился на Марсе и впервые передал аудиосигналы с другой планеты. Хотя люди ещё не были на Марсе и мы не посещали Луну, естественный спутник нашей планеты, уже почти пять десятилетий наши космические миссии достигали различных мест. Путь к этим достижениям не всегда был простым, но оборудование, созданное на Земле, оставило свои следы на многих планетах и других небесных объектах.
Одним из ключевых моментов в истории исследования далёких уголков Вселенной стала миссия Voyager-1 и Voyager-2, отправленные NASA в 1977 году. Эти космические корабли были отправлены для исследования внешних планет нашей солнечной системы — Юпитера, Сатурна, Урана и Нептуна. Оба зонда успешно пролетели мимо этих гигантов и передали на Землю бесценные данные об их атмосферах, спутниках и магнитных полях. Voyager-1 стал первым созданным человеком объектом, который пересёк границы гелиосферы и вошёл в межзвёздное пространство. Он продолжает передавать данные до сих пор, находясь на расстоянии более 14 миллиардов миль от Земли.
Ещё одним важным шагом стал запуск космического телескопа «Хаббл» в 1990 году. Расположенный на орбите Земли, этот телескоп позволил учёным заглянуть далеко за пределы нашей галактики, предоставив снимки и данные о галактиках, звёздах и экзопланетах. Его удивительные снимки и научные открытия привели к значительным прорывам в понимании устройства Вселенной, расширению знаний о чёрных дырах, тёмной материи и тёмной энергии.
В 2018 году NASA запустило космический аппарат Parker Solar Probe, цель которого — исследование солнечной короны и изучение процессов, происходящих на Солнце. Этот аппарат, совершивший самый близкий подлёт к Солнцу, позволит учёным понять, как зарождаются и развиваются солнечные ветры. Это важно для защиты космических аппаратов и потенциальных будущих пилотируемых миссий. Результаты наблюдений также могут помочь предсказать солнечные бури, которые могут повредить спутники и другие критические инфраструктуры на Земле.
Луна
14 сентября 1959 года в 00:02 по московскому времени автоматическая межпланетная станция «Луна-2», созданная Советским Союзом, стала первым объектом, созданным человеком, который достиг поверхности другого космического тела. На скорости 11 800 километров в час она столкнулась с Луной, образовав кратер диаметром от 15 до 130 метров в районе Моря Дождей.
А какова судьба «Луны-1»?
За девять месяцев до этого «Луна-1» стала первым аппаратом, который смог преодолеть земное притяжение и достичь второй космической скорости. Однако она пролетела мимо Луны и осталась на гелиоцентрической орбите, где, вероятно, находится до сих пор. Целью миссии «Луны-2» было выполнение задач научной программы: изучение солнечного ветра, подтверждение отсутствия магнитосферы у Луны и проведение различных научных исследований.
Основным достижением стало доказательство возможности достижения других планет и подтверждение научного потенциала Советского Союза.
Первая успешная мягкая посадка на Луну состоялась только через шесть лет, когда другая советская станция «Луна-9» 3 февраля 1966 года передала первые фотографии с поверхности спутника Земли. До этого многочисленные попытки заканчивались неудачно из-за технических проблем: аппараты либо теряли орбиту, либо разбивались о поверхность Луны.
Последующие советские миссии к Луне развивали успехи, достигнутые предыдущими аппаратами. В 1959 году была запущена станция «Луна-3», которая осуществила первую в истории фотографическую съёмку обратной стороны Луны. Эти фотографии привлекли всемирное внимание и расширили наши знания о Луне.
В 1966 и 1968 годах Советский Союз выполнил четыре автоматические миссии по возвращению образцов лунного грунта. Первая из них, «Луна-16», успешно доставила на Землю 101 грамм лунного грунта, используя уникальную технологию автоматической буровой установки и капсулы возвращения.
Параллельно с советскими программами, Соединенные Штаты Америки осуществляли свои собственные миссии к Луне в рамках программы «Аполлон». Апогеем этой программы стала высадка человека на Луну — 20 июля 1969 года астронавты миссии «Аполлон-11» Нил Армстронг и Базз Олдрин стали первыми людьми, ступившими на лунную поверхность. Это событие стало не только научным, но и культурным прорывом.
После этого обе великие державы продолжали свои исследования Луны, расширяя наше понимание о её происхождении, структуре и возможностях для будущих экспедиций.
В последние десятилетия интерес к исследованию Луны возобновился, и теперь все более активно разворачивается международное сотрудничество, включающее совместные миссии и разработки космических технологий. Это может привести к тому, что человек вновь ступит на лунную поверхность и отправится дальше в космос.
Венера
Для исследования с помощью роботов была выбрана ближайшая к Земле планета Солнечной системы — Венера. Согласно определению Международного астрономического союза от 2006 года, планетой считается небесное тело, которое вращается вокруг звезды (или её остатков), имеет достаточную массу для формирования сферической формы своей поверхности под действием собственной гравитации и является доминирующим объектом на своей орбите.
Почему именно Венера, а не Марс? На это решение повлияли несколько факторов:
1. Венера намного ближе к Земле: среднее расстояние до неё составляет 40 миллионов километров, а в моменты сближения — 38 миллионов километров. В то же время минимальное расстояние до Марса — 54,6 миллиона километров, а среднее — 225 миллионов километров (для сравнения: расстояние от Земли до Солнца около 150 миллионов километров).
2. Несмотря на большую удалённость, поверхность Марса хорошо видна в телескопы.
3. Нам достаточно хорошо известно о Марсе: это небольшая, холодная планета с тонкой атмосферой, которая, вероятно, безжизненна и представляет собой пустыню.
4. А вот с Венерой всё иначе: она находится в зоне, где может зародиться и существовать развитая жизнь, её размер сопоставим с Землёй, и её поверхность скрыта плотными облаками.
Чтобы узнать, каковы условия на Венере, советские учёные и инженеры приняли решение отправить туда первую межпланетную станцию в истории.
Первая попытка оказалась неудачной: запущенная в начале 1961 года станция «Венера-1» не достигла цели и вышла на гелиоцентрическую орбиту.
В 1965 году последовало две попытки: «Венера-2» и «Венера-3», запущенные с разницей в несколько дней. «Венера-2» снова сломалась в полёте, а «Венера-3» достигла планеты, но из-за поломки оборудования столкнулась с поверхностью без передачи научных данных.
Только «Венера-3» смогла войти в атмосферу и передать немного научных данных, хоть и немного, так как станцию раздавило давлением атмосферы.
Как это иногда случается с туристами, курорт оказался не таким приятным, как ожидалось при покупке путёвки: разработчики предполагали, что давление на поверхности Венеры составляет 10 атмосфер. «Венера-3» (как и «Венера-4» и «Венера-5») были созданы с двойным запасом прочности и могли выдержать 20 атмосфер. Поэтому «Венера-3» и её последователи погибли на высоте нескольких десятков километров от поверхности.
Только «Венера-7» в 1970 году благополучно достигла поверхности Венеры и показала условия на планете: температура 475 °C, давление 90 атмосфер. В таких условиях станция работала 20 минут, став первой земной станцией, совершившей мягкую посадку на другую планету.
Следующие миссии продолжили раскрывать суровые и непригодные для жизни условия на Венере. Советские аппараты серии «Венера», такие как «Венера-8», «Венера-9» и «Венера-10», подтвердили и уточнили данные, полученные «Венерой-7». Эти миссии не только передавали данные о температуре и давлении, но и предоставили первые разрозненные изображения поверхности планеты. Они показали, что Венера укрыта отвесными склонами и лавовыми равнинами, подсказав, что планета была геологически активна в прошлом.
Последующие миссии, такие как «Венера-13» и «Венера-14», значительно улучшили качество фотографий и спектральных данных, а также предоставили анализы грунта, что дало учёным представление о составе поверхности Венеры. Они также подтвердили наличие густой атмосферы, состоящей в основном из углекислого газа, с плотными облаками серной кислоты. Из этих данных стало ясно, что Венера имеет самый мощный парниковый эффект в Солнечной системе, делая её поверхность горячее, чем у Меркурия, несмотря на то что Венера находится дальше от Солнца.
Посредством американской миссии Magellan в 1990-х годах учёные получили глобальную карту поверхности Венеры, используя радиолокацию для проникновения сквозь плотные облака. Этот проект предоставил подробные данные о венерианских горах, вулканах и обширных равнинах. Обнаружение значительных признаков вулканической активности позволило предположить, что Венера может быть тектонически активной и в настоящее время.
Исследования Венеры не остановились на достигнутом, и сегодня продолжаются международные усилия для дальнейшего изучения планеты. Будущие миссии планируют охватить как орбитальные исследования, так и посадку на поверхность планеты, стремясь понять не только тектонические и вулканические процессы, но также глубже изучить атмосферные явления и историю климатических изменений.
Очевидно, что Венера, несмотря на свою адскую природу, остаётся ключевым объектом для понимания как эволюции планет в целом, так и уникальной истории Солнечной системы.
Марс
В эпоху расцвета советской космонавтики, в 1972 году, после успешного полёта к Венере, Советский Союз направил свой взгляд на Марс. Автоматическая межпланетная станция «Марс-3» стала первой в истории, совершившей мягкую посадку на поверхность Красной планеты.
Однако, когда станция начала передавать данные через полторы минуты после приземления, сигнал продержался всего 15 секунд, после чего связь была потеряна. В этот момент аппарат успел отправить первое изображение с поверхности Марса.
Почему это произошло? Существует несколько возможных причин: повреждения при посадке или пылевая буря. Это была не первая попытка советских учёных достичь Марса. В 1962 году «Марс-1» прошёл мимо планеты из-за отказа систем. В 1971 году был запущен «Марс-2», который должен был выйти на орбиту и провести исследования, а на поверхность планеты был отправлен посадочный модуль для мягкой посадки. Однако модуль разбился, став первым рукотворным объектом, оставшимся на Марсе.
Программы «Марс-4», «Марс-5», «Марс-6» и «Марс-7», реализованные в 1973-1974 годах, достигли Марса почти одновременно, но не смогли полностью выполнить все запланированные задачи. «Марс-4» пролетел мимо планеты из-за неисправностей, а «Марс-5» вышел на орбиту, но проработал лишь две недели до отключения. «Марс-6» и «Марс-7» предназначались для доставки посадочных модулей на планету, но «Марс-6» разбился при посадке, а «Марс-7» пролетел мимо.
Несмотря на эти неудачи, огромные средства, вложенные в эти программы, не считаются потраченными зря. Аппараты осуществляли изучение космического пространства, атмосферы и поверхности планет на пути к своей цели. Запуск устройств и поддержание связи с ними стали значительным техническим достижением, важным как для советской, так и мировой науки и техники в целом.
Кроме того, на борту «Марса-2» и «Марса-3» находились первые марсоходы — «Приборы оценки проходимости — Марс», или ПрОП-М. Эти устройства, подключённые к спускаемому аппарату 15-метровым кабелем, могли самостоятельно обнаруживать препятствия и определять пути их обхода. Они передвигались по поверхности с помощью двух лыж, слегка приподнимающих аппараты над грунтом. Разработка этих приборов велась в условиях строгой секретности в течение пяти лет командой из 150 человек. Однако ни один из ПрОП-М не коснулся поверхности Марса.
Эти неудачи были восприняты с разочарованием, но они также служили ценными уроками для дальнейших космических исследований. В советской космической программе каждый промах оценивался и анализировался, стремясь совершенствовать технологии и улучшать системы навигации и связи.
Исследования, проведённые этими миссиями, внесли значительный вклад в наше понимание космоса и Марса. Советские аппараты «Марс-2» и «Марс-3» подтвердили наличие карбонатной атмосферы и зафиксировали данные о температурных изменениях на поверхности планеты. «Марс-5» собрал важные сведения об инфракрасном спектре излучения планеты, позволив уточнить данные о её климатических и погодных условиях. Эти данные стали основой для построения детальных моделей марсианской атмосферы и поверхности.
Несмотря на частые неудачи, усилия советской космической программы вдохновили последующие поколения учёных и исследователей. Разработка и запуск сложных автоматических межпланетных станций показали возможности человечества стремиться к неизведанным мирам и преодолевать вызовы, которые встали на пути. Опыт и знания, полученные в ходе этих миссий, повлияли на все последующие исследования Марса, включая программы NASA, такие как Viking и Mars Rover.
Сегодня мы продолжаем изучать Марс с помощью всё более совершенных орбитальных аппаратов, посадочных модулей и марсоходов. Каждое новое достижение в исследовании Марса — это результат накопленных знаний и опыта, включая те, которые были получены благодаря ранним миссиям Советского Союза. И хотя пути к достижению целей были трудны, эти усилия остаются памятником человеческой решимости и стремления к познанию и освоению космоса.
Звуки инопланетных миров
Долгое время считалось, что установка микрофонов на межпланетные зонды — это пустая трата ресурсов. Дополнительное оборудование увеличивало массу станции и требовало больше энергии, не принося значимых научных данных.
Однако исследователи и популяризаторы науки неоднократно предлагали оснащать микрофонами аппараты, отправляемые на Марс. Американская некоммерческая организация Планетарное общество, созданная в 1980 году для содействия астрономическим и космическим проектам, на протяжении многих лет пыталась убедить организации, занимающиеся запуском марсианских зондов, включить в их комплектацию микрофоны.
В 1996 году Карл Саган, известный астроном и популяризатор науки, обратился к НАСА с предложением. Он писал: «Если в рамках эксперимента (миссии Mars Polar Lander на Марсе) удастся записать хотя бы несколько минут марсианских звуков, это вызовет огромный интерес у общественности и откроет новые научные горизонты».
Сагану удалось убедить инженеров НАСА, но оснащённый микрофоном Mars Polar Lander не смог безопасно совершить посадку. В течение следующего десятилетия попытки записать звуки Марса по разным причинам не увенчались успехом.
Однако в прошлом месяце марсоход Perseverance благополучно приземлился на Марс. Помимо популяризации науки, микрофоны используются для диагностики технического состояния марсохода и проведения научных экспериментов.
Например, анализ звуков, возникающих при столкновении лазерного луча с поверхностью камня, может помочь определить его массу и твёрдость, что позволяет уточнить его состав и происхождение.
22 февраля этого года НАСА впервые опубликовало записи звуков другой планеты, доступные на их сайте. Следует сразу пояснить: записи не впечатляют — нет ни пения, ни криков марсиан, только слабые порывы ветра. Это объясняется низким атмосферным давлением на Марсе, составляющим лишь 1% земного уровня. Но это значимое достижение и возможный шаг к новым открытиям.
Также стоит отметить, что в 2005 году космический аппарат «Гюйгенс» передал на Землю записи звуков, сделанных при посадке на спутник Сатурна Титан. Во время спуска на парашюте через плотную атмосферу Титана был слышен шум сильного ветра, что и следовало ожидать.
Продолжающиеся эксперименты со звуками на других планетах и спутниках помогают учёным лучше понимать физические условия и процессы, происходящие в этих отдалённых мирах.
Несмотря на то, что атмосферное давление на Марсе значительно ниже земного, изучение уникальных звуковых феноменов даёт возможность глубже исследовать его атмосферу, состав поверхности и поведение ветров. Кроме того, получение таких звуковых данных — важный шаг для будущих миссий к ещё более далёким объектам, таким как спутники Юпитера и Сатурна, где также ожидаются интересные акустические эффекты из-за их сложных атмосфер и разнообразных поверхностей.
Одним из наиболее ярких примеров звуковых исследований в космосе является миссия Huygens к Титану, крупнейшему спутнику Сатурна. Анализ записей, переданных во время спуска, не только подтвердил наличие активных ветров, но и дал представление о плотности атмосферы и её составе. Эти данные открыли новые возможности для изучения не только Титана, но и других планетных тел с плотными атмосферами, таких как Венера и Европа.
Использование микрофонов в подобных миссиях помогает учёным уточнять модели атмосферных движений и лучше понимать динамику климатических процессов в различных условиях.
Перспективы использования микрофонов в будущих космических миссиях кажутся весьма многообещающими. Например, звуковые данные могут сыграть ключевую роль в исследовании подлёдных океанов Европы или Энцелада, где акустические исследования помогут определить толщину льда и глубину врезающихся гейзеров.
Микрофоны могут также стать полезными инструментами при посадке на поверхности астероидов и комет, благодаря способности фиксировать звуки, возникающие при взаимодействии аппарата с поверхностью, что позволит уточнить характеристики грунта и структуру этих небесных тел.
Таким образом, звуковые исследования, начавшиеся как любопытная идея для популяризации науки, прекрасно вписываются в сложную систему междисциплинарных методов современной астрономии и планетарной науки. Они открывают перед исследователями новые горизонты, позволяя получать данные, которые иным способом было бы весьма сложно или даже невозможно добыть.
Исследование новых горизонтов космоса
Роботизированные исследователи играют ключевую роль в изучении нашей Солнечной системы. Одним из направлений их работы стало исследование астероидов.
Большинство комет и астероидов сосредоточены в поясе между Марсом и Юпитером, а также в облаке Оорта за орбитой Нептуна. Однако около 2% этих небесных тел могут приблизиться к Земле. Они называются «сближающимися с Землёй» астероидами.
Первый такой объект был выявлен в 1898 году и получил название Эрос. Этот астероид имеет форму арахиса в скорлупе и его размеры составляют 13 × 13 × 33 км.
В США было принято решение отправить к нему космический аппарат, который изначально назывался Near Earth Asteroid Rendezvous (NEAR). Позже его переименовали в NEAR Shoemaker в честь астронома Юджина Шумейкера.
Миссия стартовала в феврале 1996 года. Через 16 месяцев NEAR Shoemaker достиг астероида Матильда, находящегося в поясе астероидов. Космический аппарат сделал множество фотографий Матильды и измерил её магнитное поле и массу.
Затем аппарат вернулся к Земле для необходимого маневра, направленного на сближение с Эросом. В процессе он также сделал уникальные снимки Антарктиды. Однако на пути к Эросу произошел технический сбой, из-за которого маневр не был выполнен, что поставило всю миссию под угрозу.
Тем не менее, инженерам НАСА удалось скорректировать маршрут аппарата. NEAR Shoemaker пролетел мимо Эроса и через год после планируемой даты успешно вышел на его орбиту. На орбите аппарат провел около года, а затем сблизился с астероидом. 14 февраля 2001 года он успешно осуществил мягкую посадку. Робот продолжил свою работу на поверхности, анализируя состав грунта в течение двух недель.
В 2005 году японский зонд «Хаябуса» был отправлен к другому околоземному астероиду Итокава. Его целью был сбор образцов грунта с поверхности этого астероида. В 2010 году зонд благополучно вернулся на Землю с этими образцами. Это было первое успешное возвращение образцов вещества с астероида на нашу планету.
Вслед за успешными миссиями NEAR Shoemaker и «Хаябуса», энтузиазм ученых и инженеров к исследованию астероидов только усилился. Продолжающиеся открытия и достижения стали основой для ряда крупных международных проектов.
NASA разработала и запустила миссию OSIRIS-REx, направленную к астероиду Бенну. В декабре 2018 года аппарат достиг своей цели. В октябре 2020 года успешно взял пробы грунта с поверхности астероида и отправил их обратно на Землю. Ожидается, что контейнер с образцами достигнет Земли в 2023 году. Ученые получат важную информацию о происхождении и эволюции нашей Солнечной системы.
Япония не остановилась на достигнутом. Следующая миссия, «Хаябуса-2», была направлена к астероиду Рюгу. Аппарат провел на поверхности этого астероида несколько месяцев, взял образцы и вернулся на Землю в декабре 2020 года с новыми драгоценными материалами. Эти образцы являются уникальными, поскольку позволяют ученым исследовать первичное вещество, из которого формировались планеты, и понять процесс эволюции астероидов.
Современные технологии и международное сотрудничество позволяют не только расширить наши знания о происхождении небесных тел, но и создать новые методики для защиты Земли от возможных столкновений с астероидами. Европейское космическое агентство (ESA) совместно с NASA планируют миссию Hera, целью которой станет изучение двойного астероида Дидим и его спутника Диморфоса. Планируется, что аппарат Hera соберет данные о размерах, массе, форме, структуре и составе этих тел.
Ранее NASA запланировала миссию DART, направленную на изучение возможности изменения траектории астероидов для защиты Земли.
Эти и будущие миссии открывают новые горизонты в науке и технике. Они позволяют не только узнать о происхождении и составе астероидов, но и развить технологии, которые могут спасти нашу планету от возможной катастрофы. Будущее роботизированных исследователей в космосе нацелено на всё более глубокие и обширные исследования.
Титан
В 1655 году голландский учёный Христиан Гюйгенс открыл Титан — один из спутников Сатурна. И вот, спустя ровно 350 лет, 14 января 2005 года, космический зонд «Гюйгенс» успешно достиг поверхности Титана. Это событие стало настоящим прорывом в истории исследований космоса, ведь первая посадка аппарата на таком удалённом от Земли объекте, как Титан, была максимально успешной.
Успех миссии «Гюйгенс» стал возможен благодаря семилетнему проекту «Кассини-Гюйгенс». В рамках этого проекта межпланетная станция весом 5,6 тонн покинула околоземную орбиту и отправилась в путешествие к Сатурну. По сравнению с советскими аппаратами «Фобос-1» и «Фобос-2», которые были больше, но потерпели неудачу из-за технических проблем, «Кассини» была одной из крупнейших станций, когда-либо запущенных.
Маршрут полёта «Кассини» включал пролёт вокруг Земли, затем мимо Венеры и Юпитера к Сатурну. После отделения «Гюйгенса» от «Кассини», последний продолжал исследовать Сатурн и его окрестности в течение 12 лет, находясь на его орбите. В итоге, после двух продлений миссии, «Кассини» вошёл в атмосферу газового гиганта и был разрушен.
Зонд «Гюйгенс» работал на Титане примерно полтора часа при температуре −179,3 °C и давлении метановой атмосферы 1467,6 мбар (1,45 атм). За это время он провёл разнообразные измерения и сделал 350 снимков окружающей среды, хотя планировалось около 700 изображений. Из-за программной ошибки была утрачена половина визуальных данных.
Миссия «Кассини-Гюйгенс» принесла множество открытий, которые существенно изменили наши представления о Сатурне и его спутниках. Одним из ключевых достижений стало первое детальное изучение атмосферы и поверхности Титана.
Благодаря данным, собранным зондом «Гюйгенс», учёные смогли подтвердить наличие рек, озёр и морей, наполненных жидкими углеводородами на Титане. Оказалось, что поверхностные особенности Титана напоминают Землю, но на основе метана и этана вместо воды, а процессы эрозии и отложения осадков на Титане аналогичны земным.
Помимо Титана, «Кассини» предоставил ценные данные о других спутниках Сатурна, включая Энцелад, который скрывает под своей ледяной корой океан жидкой воды. Обнаружение гейзеров, выбрасывающих воду из-под поверхности, сделало Энцелад одним из наиболее перспективных объектов для поиска внеземной жизни в Солнечной системе.
Исследования колесных спутников в системе Сатурна, таких как Рея, Диона и Тефия, также раскрыли множество интересных и сложных геологических процессов.
В ходе миссии «Кассини» были существенно уточнены параметры и структура колец Сатурна. Учёные обнаружили, что кольца состоят из бесчисленного множества ледяных частиц, которые взаимодействуют и группируются под влиянием гравитации. Анализ динамики этих частиц позволил выявить их возраст, структуру и историю формирования.
Последние моменты жизни «Кассини» ознаменовались его смелым погружением в атмосферу Сатурна. Это «Великий финал» миссии позволил собрать данные, которые в противном случае были бы недоступны. Например, точные измерения гравитационного и магнитного полей планеты. Погружение в атмосферу Сатурна завершилось разрушением зонда, но оставило учёным огромное количество информации для дальнейшего анализа, углубив знания о газовом гиганте и продолжая вдохновлять на будущие космические миссии.
Кометы
Астрономия всегда выделялась среди других естественных наук, поскольку наблюдение за планетами, звёздами и галактиками было основным методом исследования. Мы не можем провести эксперимент с этими объектами, но со временем астрономы разработали методы воздействия на них, чтобы изучить их внутреннюю структуру.
Например, невозможно просто вскрыть комету, чтобы узнать её состав и происхождение. Однако можно запустить тяжёлый объект в комету и наблюдать за результатами — образованием кратера и разлётом обломков. Эти данные могут помочь точно ответить на вопросы о составе и происхождении комет.
В 2005 году НАСА отправило к комете Темпеля 1 аппарат Deep Impact. Он состоял из двух модулей: Smart Impactor массой 372 кг для удара по комете и Flyby массой 601 кг для наблюдения за событием с безопасного расстояния.
4 июля 2005 года, через полгода после начала миссии, Smart Impactor столкнулся с кометой, создав кратер диаметром 100 метров и глубиной 30 метров. Также было выброшено облако обломков, что позволило лучше понять состав кометы.
В 2014 году зонд «Филы» был доставлен на поверхность кометы Чурюмова-Герасименко европейским аппаратом «Розетта».
Изучение комет остаётся одним из самых актуальных и интересных направлений в астрономии. Кометы считаются «тайм-капсулами», хранящими первичное вещество, из которого сформировалась Солнечная система более 4,5 миллиардов лет назад. Поэтому проекты, такие как Deep Impact и миссия «Розетты», играют ключевую роль в понимании эволюции не только комет, но и всей Солнечной системы.
После успешной миссии «Розетты» и зонда «Филы» исследователи получили уникальные данные о составе кометы Чурюмова-Герасименко. Оказалось, что она содержит сложные органические молекулы, включая аминокислоты. Это добавляет веса теориям о том, что кометы могли способствовать зарождению жизни на Земле, доставляя органическое вещество и воду.
Также было обнаружено наличие молекул молекулярного кислорода, что вызвало необходимость пересмотра существующих теорий о химической эволюции комет.
Изучение геологической активности комет также стало важной частью исследований. Данные, собранные «Розеттой», показали, что кометы могут быть геологически сложными и динамическими объектами с активными процессами, такими как выбросы газов и пыли. Эти процессы изменяют поверхность кометы и предоставляют материал для изучения учёными на Земле.
Каждая новая миссия к кометам раскрывает новые слои знаний, подтверждая их значимость в понимании множества фундаментальных вопросов. Благодаря этим и будущим миссиям человечество продолжает углублять свои знания о природе комет и их роли в Солнечной системе.
Подобные проекты не только удовлетворяют наше стремление к исследованию космоса, но и вносят существенный вклад в фундаментальную науку. Они оказывают влияние на смежные области, такие как планетология и астрохимия. Развитие технологий и методов исследования обещает ещё больше удивительных открытий в будущем.
Меркурий
Самая близкая к Солнцу планета среди планет земной группы остаётся одной из наименее изученных. За всю историю космических исследований к Меркурию было отправлено лишь два космических аппарата.
В 1974–1975 годах американский космический зонд «Маринер-10» выполнил один пролёт и два оборота вокруг планеты. В 2011 году к Меркурию прибыл космический аппарат MESSENGER (MErcury Surface, Space ENvironment, GEochemistry and Ranging) от НАСА.
Специфика близкого расположения Меркурия к Солнцу потребовала особой тщательности в разработке аппарата, учитывая требования к теплоизоляции и отводу тепла. Полёт с орбиты Земли включал в себя несколько гравитационных манёвров. Запущенный в 2004 году, MESSENGER совершил шесть таких манёвров, обогнув Землю и дважды Венеру (во время второго облёта аппарата его минимальное расстояние до верхней границы облаков составило 338 км). В 2008 году он достиг Меркурия. Перед выходом на орбиту планеты MESSENGER выполнил два облёта, потратив на это ещё два года.
Среднее расстояние до Меркурия составляет около 77 миллионов километров, а текущее расстояние — около 200 миллионов километров, с максимальным значением 222 миллиона километров. MESSENGER достиг планеты за четыре года, в то время как зонд New Horizons добирался до Плутона и Харона девять лет, преодолев около 5 миллиардов километров. Свет Солнца доходит туда приблизительно за 4,5 часа.
Согласно плану, MESSENGER должен был оставаться на орбите Меркурия в течение двух суток планеты, что примерно равно одному земному году. Однако миссия была продлена для изучения Солнца во время его максимальной активности и завершилась только в 2015 году. Причиной завершения миссии стало не отсутствие объектов для исследования, а израсходование газа, необходимого для манёвров и поддержания орбиты. К концу 2014 года запасы газа исчерпались, и MESSENGER начал снижаться. 15 апреля 2015 года он столкнулся с поверхностью Меркурия, став первой и единственной земной конструкцией, коснувшейся этой планеты.
Падение MESSENGER на поверхность Меркурия ознаменовало важный момент в истории космических исследований. Однако его наследие продолжает жить благодаря невероятному объёму данных, собранных аппаратом. MESSENGER произвёл более 250 000 снимков высокоразрешённой поверхности планеты и передал на Землю критически важные данные о её геологическом строении, магнитосфере, наличии летучих веществ и полярных ледников.
Одной из самых поразительных находок MESSENGER стало подтверждение существования водяного льда в тенеобразующих кратерах на полюсах Меркурия. Это открытие стало возможным благодаря комбинированному использованию данных чувствительных спектрометров и лазерного высотомера, которые обнаружили характерные сигналы от водяного льда.
Наличие такого количества льда на планете, находящейся в непосредственной близости от Солнца, вызывает ряд вопросов о механизмах его накопления и сохранения. Это, в свою очередь, требует дальнейшего изучения термодинамических процессов, происходящих на поверхности и в недрах Меркурия.
Кроме того, MESSENGER внёс огромный вклад в понимание внутреннего строения и динамики магнитного поля планеты. В отличие от Земли, магнитное поле Меркурия гораздо слабее, но оно обеспечивает важную информацию о состоянии ядра планеты.
Данные, собранные MESSENGER, указывают на то, что ядро Меркурия состоит не только из железа, но и содержит значительное количество серы, что снижает его точку плавления.
Следующим значительным шагом в изучении Меркурия станет миссия BepiColombo, совместный проект Европейского космического агентства (ESA) и Японского агентства аэрокосмических исследований (JAXA). MESSENGER проложил путь для более глубокого и детализированного исследования планеты. Миссия BepiColombo, запущенная в 2018 году, планирует достичь Меркурия в 2025 году. Её задачи включают изучение магнитного поля планеты, её магнитосферы, структуры коры и минерального состава поверхности.
