Иногда самое важное послание приходит не в идеальном конверте с четкой маркировкой, а на клочке бумаги, истерзанном ветром и временем. Его приходится собирать по кусочкам. Буквально.
Именно этим космические археологи (планетологи), по сути, и занимаются. И их главный инструмент в начале тысячелетия — не лопата и кисточка, а 3-тонный ящик с антеннами, солнечными батареями и целой лабораторией инструментов, названный в честь того самого клочка базальта, что перевернул египтологию. «Розетта». Но между стартом с космодрома Куру в 2004-м и тихим финалом в 2016-м — пропасть. Пропасть длиной в шесть миллиардов километров.
Представьте себе задачу: создать машину, которая должна проработать в активном состоянии 12 лет. В условиях, где ближе к концу пути солнце светит в 25 раз слабее, чем у Земли. Которую нельзя будет починить. Которая должна пережить 31 месяц полной гибернации в ледяной пустоте за орбитой Юпитера. И после этого — проснуться.
Основу зонда составляла алюминиевая коробка-адаптер размером примерно 2.8 x 2.1 x 2.0 метра. На ней крепилось все. Но самой его запоминающейся чертой, были его «крылья», две солнечные батареи. Огромные, размахом в 32 метра (как крылья большого пассажирского самолета!). На расстоянии 5 астрономических единиц от Солнца (у Юпитера) они выдавали жалкие 400 Ватт — едва-едва хватало, чтобы поддерживать жизнь в системах. Поэтому для полета так далеко они и были нужны — самые большие и эффективные из когда-либо созданных для межпланетных миссий.
«Розетта» был «умным выживальщиком». Полностью автономным. Когда он уходил в спячку в июне 2011 года, все его системы, кроме бортового компьютера и нескольких обогревателей, были отключены. Таймер отсчитывал 957 дней. И в назначенный час, 20 января 2014 года, он должен был, щелкнув внутренними «выключателями», постепенно пробудить себя: сначала стабилизировать вращение, потом сориентировать антенну на Землю, и только потом, нагреваясь часами, включить передатчик и послать тот самый долгожданный сигнал: «Привет, Земля. Я жив».
Чтобы догнать комету, «Розетте» не хватило бы никакого топлива. Поэтому она стала рекордсменом по гравитационным маневрам. Один у Земли (2005), один у Марса (2007), и еще два у Земли (2007, 2009). Ее траектория — невероятно сложная, изящная петля, где она использовала планеты как пращу, чтобы разогнаться. Это был балет, хореография которого рассчитывалась годами.
Его «глазами» были камеры OSIRIS — система из узкоугольной и широкоугольной камер, способная разглядеть пылинку размером в сантиметр с расстояния в 100 км. «Носом» — масс-спектрометры ROSINA, анализировавшие молекулярный и изотопный состав комы с невиданной точностью. У него был радар, зондировавший недра кометы (CONSERT), и десяток других приборов, изучавших пыль, плазму, магнитное поле. По сути, это была целая летающая лаборатория.
Но Роззетта была не одна. Весь полет она была в сопровождении с посадочным модулем «Филы». Если «Розетта» — выносливый марафонец, то «Филы» — прыгун с шестом. Его задача: один короткий, невероятно рискованный рывок к поверхности кометы.
Похожий на нелепую, но очаровательную штуковину: шестиугольный корпус, стоящий на трех тонких, хрупких на вид ножках. Высота — около метра, вес — 100 кг на Земле (на комете — вес пера). Его конструкция — история компромиссов. Каждый грамм на счету.
Самое главное — система посадки. И вот здесь скрывался роковой изъян.
Инженеры знали: гравитация кометы ничтожна. Аппарат просто отскочит, как мячик. Поэтому придумали три системы фиксации:
- Два гарпуна. В момент касания они должны были выстрелить в грунт и зацепиться.
- Двигатель прижатия. На верхней части корпуса, который должен был на долю секунды дать реактивную струю, прижимающую «Филы» к поверхности.
- Ледобуры в стойках. На концах ножек — маленькие буры, которые должны были ввинтиться в лед.
Старт с Куру в 2004-м был лишь началом долгого пути. Представьте, что вы хотите попасть в точку встречи с пулей, но вам нужно для разгона трижды оттолкнуться от движущихся стен. «Розетта» проделала именно это.
- 2005 год, первый свидание с Землей. Пролетел так близко, что его специально нацеливали над Мексикой для красивых снимков — он «забрал» у нашей планеты кроху ее орбитальной энергии.
- 2007 год, встреча с Марсом. Это был рискованный пасс. Пролетел так близко к красной планете, что на несколько минут скрылся в ее тени — ему пришлось пережить «солнечное затмение» на Марсе, полагаясь лишь на крошечные батареи. А заодно сделал шикарные кадры.
- 2007 и 2009, еще два витка вокруг Земли. С каждым таким гравитационным маневром его скорость росла, а траектория все больше напоминала гигантскую, раскручивающуюся спираль, уводящую его к цели.
Но самое страшное ждало впереди. Чтобы догнать 67P, нужно было уйти далеко за орбиту Юпитера, в холод, где солнечные батареи становятся почти бесполезными. В июне 2011 годамы послали команду на гибернацию. Он свернулся, как еж: все научные приборы выключены, лишь бортовой компьютер да несколько критических нагревателей тикали в темноте, питаясь от слабого солнечного света. 957 дней полной неизвестности. Мы оставили его одного в ледяной пустоте. Я помню, как тогда многие сравнивали это с погребальной командой на старых парусниках. Жутковатая аналогия, но точная.
Пробуждение 20 января 2014 года стало моментом чистого чуда. Таймер сработал. Он начал медленный, многочасовой ритуал возвращения к жизни: стабилизация, поиск Солнца, наведение огромной антенны на крошечную, далекую Землю... И сигнал! Он пришел с опозданием почти в 8 часов из-за расстояния. Зато какой это был сигнал. ЦУП взорвался овациями. Аппарат, которого уже почти списали со счетов скептики, заговорил.
Дальше началась ювелирная работа. «Розетта» мчалась к комете, но их относительная скорость была огромной. Нужно было не пролететь мимо, а сравняться.
- Май-июль: С расстояния в миллионы километров комета была всего лишь яркой точкой. Но по мере сближения в объективы камер начало проступать нечто совершенно невообразимое. Мы ожидали округлое или картофелевидное ядро. А увидели... гантелю. Два явных сегмента, соединенные перемычкой. «Резиновая уточка» — это сравнение родилось в первые же часы и навсегда вошло в историю. Это был шок. Ни одна модель не предсказывала такой формы.
- Торможение: Серия из десяти сложнейших маневров, «Траекторных Коррекционных Маневров». Каждый выжимал из двигателей последние граммы топлива. Аппарат постепенно превращался из догоняющего в попутчика небесного светила.
- 6 августа 2014 года: Исторический день. После последнего, решающего маневра «Розетта» вышла на первую орбиту вокруг ядра кометы. Мы стали первыми в истории, кто обзавелся собственным небесным телом столь причудливой формы. Высота орбиты — около 100 км. Гравитация кометы была настолько слабой, что орбита больше напоминала сложный баллистический расчет, чем классические круги. Это было больше похоже на совместный полет в строю, нежели на вращение вокруг космического тела.
Теперь нужно было выбрать место для «Филы». Картографирование поверхности с близкого расстояния выявило кошмарный ландшафт. Гладких площадок почти не было. Сплошные валуны, отвесные скалы, глубокие расщелины, активные газовые жерла.
Месяцы ушли на анализ. Нужна была не просто относительно ровная площадка. Нужно было учитывать освещенность (для солнечных батарей), связь с орбитальным модулем, научную ценность. Выбрали площадку «Агилика» на меньшей доле ядра. Она казалась лучшим компромиссом.
12 ноября 2014 года. В ЦУПе царила атмосфера, которую не передать. Это был прыжок в абсолютную неизвестность. Никто не знал наверняка, какова поверхность: твердый лед, рыхлый снег, пыль? В 08:35 по Гринвичу с расстояния в 22.5 км «Филы» отцепился. Нет больше двигателей, нет возможности корректировать курс. Только начальный толчок и мизерная гравитация кометы, медленно, за семь часов, притягивающая его к себе.
кЭти семь часов были самыми долгими в жизни. «Розетта» делала беспрецедентные вещи — маневрировала, чтобы следить за спускаемым аппаратом. Мы получали данные и первые снимки с самого «Филы» — виды на «Розетту», удаляющуюся от него, и на приближающуюся, чудовищную поверхность кометы. Было и восхищение, и леденящий душу страх.
Сигнал подтверждения посадки пришел в 16:03. Ликование! Но... что-то было не так. Всё! Двигатель прижатия не сработал — его боезаряд из замороженного газа оказался... неисправен. Гарпуны не выстрелили — система отказала. Остались только буры. Которые не за что было зацепиться в мягком, пыльном грунте. И тогда пришло осознание: он не закрепился. Он отскочил.
«Филы» подпрыгнул на высоту почти в километр. Пролетел над поверхностью почти два часа. Совершил еще один, меньший отскок. И наконец, упал в темную расщелину на бок, зацепившись за ее край.
Как два робота, один на орбите, другой — в пыльной яме, раскрывали секреты древнего ледяного странника?
Представьте, что вы впервые в жизни видите живой вулкан. Но этот «вулкан» — комета, а извергает она не лаву, а струи газа и пыли. «Розетта» наблюдала это пробуждение в реальном времени, с беспрецедентной детальностью.
Камеры OSIRIS показали мир неземной красоты и хаоса. Мы дали названия областям: «Имхотеп», «Маат», «Аш» — в честь древнеегипетских божеств, продолжая тему Розеттского камня. Мы увидели: Утесы высотой в сотни метров, с которых обрушивались ледяные лавины. Круглые впадины-язвы диаметром до 200 метров, вероятно, места выброса вещества. Причудливые «гусиные кожи» и «чешуйки дракона» на поверхности — структуры, говорящие о сложных процессах сублимации льда. Мигрирующие валуны. Сравнивая снимки, планетологи видели, как огромные камни перемещаются по поверхности после особенно мощных выбросов газа.
Приборы ROSINA и MIRO работали как космические хроматографы и спектрометры. Было открытием, что изотопный состав воды (соотношение дейтерия к водороду) на комете 67P в три раза выше, чем в земных океанах. Кроме того аппарат буквально понюхал газовую кому. И «аромат» был убийственным: сероводород (тухлые яйца), формальдегид, синильная кислота, аммиак, метанол. Едкая, ядовитая смесь. Но...
Главный фурор! Были обнаружены глицин (простейшая аминокислота, основа белков) и фосфор (ключевой элемент ДНК и клеточных мембран). Впервые так однозначно! Это стало железным доказательством: кометы — природные фабрики пребиотической химии, они могли засеять молодую Землю основными ингредиентами для возникновения жизни.
Эксперимент CONSERT был гениален. «Розетта» посылала радиосигнал сквозь ядро кометы, а «Филы» его возвращал (и наоборот). Проходя сквозь вещество, сигнал искажался. Так мы просветили комету насквозь. Результат: ядро кометы — чрезвычайно пористое. До 75-85% его объема — пустота. Это не «грязный снежок», а скорее «пыльный сугроб» или пористая губка из пыли и льда, слабо слипшиеся вместе. Прочность его вещества — как у пенопласта.
После того хаотичного тройного отскока 12 ноября 2014 года, «Филы» оказался в самом худшем из возможных мест. Не на солнечной равнине, а в темной расщелине, позже названной «Абидос». Он лежал на боку, одна из его трех тонких ног беспомощно торчала в вакууме. Лишь 1 из 3 его солнечных панелей получала скудный свет — около часа и двадцати минут в сутки. Этого катастрофически не хватало.
Работа от основной батареи была лихорадочной. Инженеры и ученые в Дармштадте, понимая, что счет идет на минуты, импровизировали. Они заставляли аппарат выполнять команды в иной последовательности. Именно тогда, несмотря на неудачное положение, бур аппарата взял-таки пробу грунта и передал данные на Землю.
14 ноября, 17:36 по Гринвичу: Основная батарея села. «Филы» перешел в режим глубокого сна. Все системы отключились. Наступила тишина. Казалось, это конец. Он стал холодной глыбой металла в ледяной могиле.
По мере приближения кометы к Солнцу (перигелий был в августе 2015-го), надежда теплилась. Может, когда солнце станет ярче, его панели получат достаточно энергии? 13 июня 2015 года — чудо! «Розетта» поймала слабый, прерывистый сигнал. «Филы» проснулся! Он был жив, температура поднялась до рабочих -5°C.
Но радость была недолгой. Связь устанавливалась лишь эпизодически — всего 8 неустойчивых сеансов до июля. Положение было слишком плохим. Последний сеанс состоялся 9 июля 2015 года. После этого — вечное молчание. Инженеры предполагают, что по мере усиления активности кометы, пыль могла окончательно засыпать его панели или изменилось положение аппарата. Его миссия, по всем критериям, завершилась. Но даже мертвый, он продолжал служить науке как пассивный ретранслятор для эксперимента CONSERT, пока «Розетта» кружила над ним.
С «Розеттой» история была иной. Ее смерть не была аварией. Это был запланированный, поэтапный финал, полный достоинства и научной жадности.
К середине 2016 года комета 67P снова уходила во внешнюю часть Солнечной системы, к орбите Юпитера. Солнечные панели «Розетты» вырабатывали все меньше энергии. Скоро ей не хватило бы мощности даже для поддержания связи. Европейское космическое агентство приняло решение: не оставлять аппарат дрейфовать в мертвом состоянии. Его последней миссией станет медленное, контролируемое падение на поверхность кометы.
Сентябрь 2016, вместо того чтобы держаться на безопасной дистанции, «Розетту» начали спускать по сложной спирали все ближе и ближе к ядру. Это был невообразимый научный подвиг. Она делала то, на что никогда не была рассчитана: сверхдетальную съемку с высоты птичьего полета.
30 сентября 2016 года. Снижение длилось более 14 часов. Последняя команда была послана заранее. «Розетта», уже неспособная маневрировать, медленно, по баллистической траектории, падала на выбранное место на малой доле ядра — в регион «Маат».
В 10:39 по Гринвичу радиосигнал с «Розетты» прервался. Ровно, как по нотам. Это означало одно: удар о поверхность. Она не была рассчитана на посадку. Удар, скорее всего, вывел из строя системы. Но он был относительно медленным — примерно 1 м/с, скорость неторопливого шага. Есть слабая надежда, что где-то в тени, рядом со своим давно умолкшим товарищем «Филы», лежит и «Розетта» — целая, холодная, вечная памятная стела от человеческого гения.
Это финал редкой красоты и завершенности. Мы не бросили их на произвол судьбы на вечной орбите. Мы вернули их комете. Они стали ее частью. Теперь, когда 67P/Чурюмова — Герасименко каждые 6.5 лет делает новый виток вокруг Солнца, она несет в себе не только древний лед, но и крошечные металлические артефакты человеческого любопытства — нашу собственную, скромную надпись на ее вечной, темной поверхности. Свою маленькую часть Розеттского камня, который однажды, возможно, помогут прочитать наши очень далекие потомки.