8 сентября 2004 года в пустыне штата Юта произошло событие, которое едва не поставило крест на одной из самых амбициозных миссий NASA. Капсула с частицами солнечного ветра, собиравшимися больше двух лет на расстоянии 1,5 миллиона километров от Земли, рухнула на землю со скоростью около 310 км/ч. Парашюты не раскрылись. Вертолёты с голливудскими каскадёрами, которые должны были поймать капсулу в воздухе, остались ни с чем. Миссия стоимостью 260 миллионов долларов в тот момент казалась полным провалом. Но учёные смогли спасти то, что казалось потерянным навсегда.
Зачем ловить солнечный ветер
Солнечный ветер — это постоянный поток заряженных частиц, который Солнце выбрасывает в космос. Он несёт в себе информацию о составе нашей звезды, а значит — и о том, из чего 4,5 миллиарда лет назад образовалась вся Солнечная система.
Проблема в том, что на Земле эти частицы не поймать: магнитное поле планеты отклоняет их, не давая достигнуть поверхности. Можно изучать Солнце с помощью телескопов и спектрального анализа, но эти методы дают лишь приблизительные результаты. Чтобы узнать точный состав звезды, нужно было привезти её вещество на Землю и исследовать в лаборатории.
Так родилась миссия Genesis — первая после программы «Аполлон» миссия NASA по возврату образцов из космоса.
Как это было устроено
Genesis был запущен 8 августа 2001 года. Аппарат направился к точке Лагранжа L1 — месту между Землёй и Солнцем, где гравитационные силы двух тел уравновешивают друг друга. Там, на расстоянии 1,5 миллиона километров от Земли, он провёл 850 дней, собирая солнечные частицы.
Сборщики представляли собой пластины из сверхчистых материалов: кремния, сапфира, золота, алмаза и других. Частицы солнечного ветра врезались в эти пластины и застревали в них — как пули в мишени. Всего за время миссии было собрано от 10 до 20 микрограммов солнечного вещества. Это примерно вес одного-двух песчинок.
Но даже такого количества было достаточно, чтобы ответить на вопросы о происхождении Солнечной системы.
Возвращение, которое пошло не по плану
8 сентября 2004 года капсула с образцами отделилась от аппарата и вошла в атмосферу. Дальше по плану должно было произойти следующее: раскрывается парашют, замедляя падение, а в воздухе её подхватывают вертолёты с опытными пилотами-каскадёрами, работавшими в Голливуде. Мягкий захват в воздухе был единственным способом сохранить хрупкие коллекторы: при любом ударе о землю они бы разбились.
Но парашют не раскрылся. Капсула рухнула на землю на полигоне ВВС США в Юте, наполовину уйдя в грунт. Вертолёты кружили сверху, но им оставалось только наблюдать за крушением.
Почему это произошло
Расследование заняло несколько недель. Выяснилось, что причина — ошибка в чертежах. Датчики ускорения, которые должны были зафиксировать вхождение капсулы в атмосферу и дать сигнал на раскрытие парашюта, были установлены неправильно. Их перевернули на 180 градусов.
В результате датчики не сработали, парашютная система не включилась, и капсула врезалась в землю на скорости около 310 км/ч. Предварительно назывались и другие версии — перегрев батареи, сбой в пиротехнических зарядах, но окончательный вывод комиссии NASA был однозначен: ошибка проектировщиков из Lockheed Martin.
«Из-за этой ошибки датчики, которые должны были обнаружить вхождение аппарата в плотные слои атмосферы и подать сигнал на раскрытие парашюта, были размещены неправильно и не сработали», — сообщили в NASA.
Что удалось спасти
После крушения ситуация выглядела безнадёжной. Один из физиков назвал это «ударом под дых». Капсула была разбита, а её содержимое — хрупкие пластины — казалось уничтоженным.
Но уже через два дня учёные сообщили: часть коллекторов уцелела. Внутренний контейнер с образцами остался герметичным. «Мы должны быть в состоянии выполнить многие, если не все, наши основные научные задачи», — заявил физик Роджер Уайенс из Лос-Аламосской национальной лаборатории.
Несмотря на то что некоторые пластины разбились или загрязнились пустынной пылью, учёные смогли извлечь достаточно материала для анализа.
Что дала науке разбившаяся миссия
Результаты Genesis оказались прорывными. Учёные впервые получили возможность напрямую измерить изотопный состав кислорода, азота и благородных газов в солнечном ветре.
Выяснилось, что изотопный состав азота на Солнце совпадает с составом атмосферы Юпитера. Это важное подтверждение того, что газовые гиганты сохранили первичное вещество Солнечной системы. Данные Genesis также разрешили давние противоречия в данных о благородных газах, полученных из лунного грунта.
Миссия показала главное преимущество возврата образцов перед дистанционными методами: в земных лабораториях можно использовать самые точные приборы, которые невозможно отправить в космос.
Главный вывод
Genesis — это история о том, как ошибка в чертежах едва не уничтожила миссию, которая готовилась годами. Капсула с частицами солнечного ветра, собиравшимися больше двух лет в 1,5 миллиона километров от Земли, рухнула в пустыне Юты на скорости 310 км/ч. Но учёные смогли извлечь достаточно материала, чтобы получить важнейшие данные о составе Солнца и происхождении Солнечной системы.
Миссия, которую в момент крушения называли провалом, оказалась успешной — пусть и не так, как планировалось. И сегодня, спустя годы после падения, частицы солнечного ветра, собранные Genesis, продолжают давать учёным новую информацию о том, из чего состоит наша звезда и как 4,5 миллиарда лет назад из газового облака родилась вся Солнечная система.