«Земля и Вселенная» 2005 №3, с. 39-41, 105-107

Метеорит на плато Меридиана. На песчаной равнине обнаружен железный метеорит (внизу слева). Разбросаны фрагменты, оставшиеся от теплозащитного кожуха посадочного отсека, в котором находился марсоход. Снимок сделан "Оппотьюнити" в марте 2004 г. Фото NASA.

В январе 2005 г. исполнился год с начала работы американских марсоходов "Спирит" и "Оппотьюнити" (Земля и Вселенная, 2004, №№ 1, 3, 6; 2005, №№ 1, 2). Каждый марсоход прошел более 5 км. Они завершили работу в марте 2005 г., выполнили большой комплекс исследований, в пять раз превысив запланированную программу. "Спирит" пересек дно кратера Гусева, провел изучение холмов Колумбии ("Columbia Hills"), преодолел несколько возвышенностей на песчаных равнинах и достиг кратера диаметром 200 м. "Оппотьюнити" путешествовал на другой стороне планеты по плато Меридиана, изучая кратер Выносливости (Endurance) диаметром 130 м. Сделано более 60 тыс. снимков и панорам, в том числе стереоскопических. Оба марсохода получили доказательства, что в древности здесь существовали бассейны с соленой водой. Найдены различные минералы, например окислы железа и сульфаты, подтверждающие присутствие жидкой воды в прошлом. "Оппотьюнити", возвратившись к месту посадки, недалеко от осколков сброшенного им при посадке теплозащитного лобового экрана обнаружил камень. Предполагают, что это древний железный метеорит величиной несколько сантиметров, содержащий железо и никель.

Кратер Выносливости на Марсе. Скальные породы выступают на крутых стенках кратера, обнажая слоистую структуру — результат воздействия воды. Снимок сделан "Оппотьюнити" в декабре 2004 г. Фото NASA.

Следы марсохода на песчаной равнине кратера Гусев. Снимок сделан навигационной камерой "Спирит" 8 декабря 2004 г. Фото NASA.

Пресс-релизы NASA, 6, 8 и 20 декабря 2004 г.

Размещение систем и аппаратуры на АМС "Дип Импакт". Рисунок NASA. Сброс аппарата столкновения "Impactor" на комету Темпель 1. Рисукнок NASA.

12 января 2005 г. в 18 ч 47 мин 08 с по Гринвичу с космодрома Канаверал с помощью РН "Дельта-2" запущена американская АМС "Дип Импакт" ("Deep Impact" — сильный удар). Запуск, запланированный на декабрь 2004 г., дважды откладывался. Лаборатория реактивного движения (JPL) NASA вела разработку "Дип Импакт" с 1999 г. (стоимость проекта — 267 млн. долларов). Научную программу и приборы готовили Университет штата Мэриленд, Калифорнийский институт технологий Лаборатории реактивного движения и корпорация Балл Аэроспейс. В программе участвует более 250 ученых.

Это первый космический аппарат, специально предназначенный для изучения поверхности кометы. Выбрали комету Темпеля 1 (9Р/Templ 1). Она была открыта в 1867 г. немецким астрономом Э. Темпелем. Ее орбита расположена между Марсом и Юпитером, период обращения — 5.5 года. Главная задача полета — получить информацию о веществе кометы. Точный размер и форма ядра неизвестны, считается, что диаметр ядра — примерно 6.5 км.

АМС "Дип Импакт" содержит две части — пролетный аппарат ("Flyby" — пролетающий) и аппарат столкновения с ядром кометы ("Impactor" — ударный). Пролетный аппарат размером 3.2 х 1.7 х 2.3 м и массой 1020 кг снабжен радиоантенной диаметром 1.2 м, панелью солнечных батарей площадью 7.5 м², защитным щитом от разлетающихся обломков кометного вещества. "Flyby" оснащен научными приборами — камерой высокого и среднего разрешения (HRI), инфракрасным спектрометром (MRI), а также системой оптической навигации. Снизу корпуса "Flyby" установлен "Impactor" (масса 370 кг) с бортовой системой наведения и фотокамерой, но без научной аппаратуры. Конструкция "Impactor" сделана в основном из меди, поскольку считается, что этот металл отсутствует в кометном веществе.

Путешествие продлится до 4 июля 2005 г., когда АМС, преодолев расстояние 431 млн. км, подлетит к комете Темпеля 1 и разделится на две части. "Impactor" проведет навигационные измерения и маневры для сближения с ядром кометы и через 24 ч врежется в нее со скоростью 10.3 км/с, в результате чего произойдет взрыв и будут выброшены частицы. Перед столкновением он передаст снимки поверхности ядра кометы, которые затем будут ретранслированы на Землю. Данные поступят в Центр дальней космической связи NASA, "Flyby" защищен толстым экраном, чтобы его не повредили кометные частицы в течение пролета через кому кометы. Он пролетит на расстоянии 500 км от кометы и в течение 14 мин исследует физико-химический состав разлетевшихся осколков кометного вещества и газопылевой оболочки ядра, а также проведет съемку в ИК-и видимом диапазонах. Одна из целей — изучение изменений в мантии и верхней коре ядра. Взрыв должен произойти на освещенной Солнцем стороне кометы. Предполагается, что его можно будет увидеть с Земли даже в бинокль. Космические астрофизические обсерватории КТХ, "Чандра" и "Спитцер" также будут наблюдать столкновение аппарата с кометой. Ученые надеются выяснить химический состав вещества кометы и ее строение. Исследования кометы продолжатся в течение двух недель. Планируется создать карту ядра кометы.

По материалам NASA и JPL, декабрь 2004 г. — январь 2005 г.

На стр. 2 обложки: Поверхность Титана. В холодном метановом тумане разбросаны камни, один из которых, размером 15 см (внизу слева), находится на расстоянии 85 см от зонда. Снимок получен 14 января 2005 г. вскоре после посадки "Гюйгенса" (ESA; к стр.106).

Информация Посадка "Гюйгенса" на Титан

За 6 лет 10 мес. АМС "Кассини" ("Cassini", NASA-ESA), преодолев расстояние до Сатурна в 3.7 млрд. км, стала его первым искусственным спутником (Земля и Вселенная, 1998, №№ 1,3; 2004, №№ 4, 6; 2005, № 2). 13 декабря 2004 г. в 12 ч 46 мин по Гринвичу зонд "Кассини" второй раз (первый - 26 октября) пролетел мимо Титана на расстоянии 1200 км. Во время маневров измерена толщина атмосферы Титана (700 км) и получены снимки с разрешением 735 м. На них видны наносы яркого материала посреди обширной темной области к западу от региона Ксанаду. 15 декабря станция пролетела на расстоянии 81 400 км от Дионы (в октябре 2005 г. она пролетит в 500 км от этого спутника Сатурна). 24 декабря 2004 г. от АМС "Кассини" отделился спускаемый аппарат "Гюйгенс".

Напомним, что исследование Титана — главная цель миссии "Гюйгенс" ("Huygens", ESA). Спускаемый аппарат массой 320 кг в форме диска диаметром 2.7 м и толщиной 1.1м. На нем установлено 6 приборов: фотокамера, радиометр (измерял концентрацию газов и частиц в атмосфере), газовый хроматограф и масс-спектрометр (определяли химический состав атмосферы и грунта), аэрозольный коллектор, пиролизер и другая аппаратура (исследовали структуру и физические свойства облачного покрова и атмосферы).

Главные события произошли 14 января 2005 г. В 5 ч 13 мин по Гринвичу "Гюйгенс" вошел со скоростью 6.8 км/с в атмосферу Титана на высоте 1270 км от его поверхности. Космический аппарат выполнил баллистический спуск и торможение с помощью аэродинамического теплозащитного экрана. Он нагревался до 1500°С, внутри приборного отсека температура поддерживалась на уровне +30°С. Через 4 мин на высоте 190 км скорость снизилась до 1050.4 км/с, сбросилась задняя крышка и раскрылся вытяжной парашют диаметром 2.6 м. После этого на высоте 170 км (скорость 80 м/с) был отделен лобовой теплозащитный экран и раскрыт основной тормозной парашют диаметром 8.3 м. На высоте 150 км, когда скорость достигла 40 м/с, включили научные приборы. Затем отделили основной и раскрыли посадочный парашют (диаметр 3 м), обеспечивающий спуск на поверхность с высоты 100 км (измерено содержание аэрозолей на высотах 125-20 км). В верхних слоях азотной атмосферы Титана при давлении 50 кПа (0.5 атм, или 380 мм рт. ст.) и температуре -202°С содержится озон и метан. На высоте 18-19 км обнаружены плотные метановые облака (дымка рассеивается ближе к поверхности). Скорость ветра на высоте 21-10 км достигает 26 км/ч (10 м/с). Первые снимки поверхности Титана сделаны с высоты 16 км. На них различаются плато, возвышенности и впадины (размер некоторых деталей 40 м). Возможно, светлые пятна - это лед, по которому струятся жидкий метан и другие углеводороды, темная область по соседству - озеро или даже море из того же вещества. С высоты 300 м и до касания поверхность Титана освещалась прожектором посадочного аппарата. "Гюйгенс" не только выдержал спуск в атмосфере, длившийся 2 ч 27 мин 50 с, но и удар о поверхность со скоростью 23.4 км/ч (6.5 м/с) и перегрузкой 15 g.

Схема посадки "Гюйгенса" на Титан. Рисунок ESA.

Посадка произошла в 7 ч 41 мин по Гринвичу в низменной области. Грунт в месте посадки напоминает мокрый песок или губку, покрытую тонкой пленкой вещества толщиной до нескольких сантиметров, по-видимому из углеводородов. По химическому составу

Панорама Титана с высоты 8 км. Светлые полосы (слева) - поднимающийся над возвышенностями туман из метана или этана, темные - каналы или русла рек, возможно содержащие жидкие углеводороды. В центре - плато. Панорама составлена из мозаики фотографий, разрешение - 20 м. 14 января 2005 г. (ESA/NASA/Университет Аризоны).

Часть панорамы поверхности Титана (А). Темная полоса около верхнего края — русло реки, а темная область около нижнего края - дно озера. Сеть каналов и ручьев раскинулась на обширном пространстве пологих склонов. Пока неизвестно, какое жидкое вещество текло по руслам — этан, метан или другие углеводороды. 14 января 2005 г. Фото ESA.

Миссия "Гюйгенс" успешно выполнена — первая посадка на спутник увенчалась успехом.

Место посадки "Гюйгенса" на Титан (Б) показано стрелкой. Снимок сделан 14 января 2005 г. с высоты 2 км (ESA).

Передача данных (474 Мб информации и 350 изображений) продолжалась 3 ч 44 мин (с поверхности — 1 ч 12 мин). К сожалению, из-за ошибки программиста произошел сбой в компьютерной программе, что привело к потере половины изображений. Информация ретранслировалась на орбитальный аппарат "Кассини" двумя системами радиосвязи и затем поступала в Центр управления полетами ESA в Дармштадте (ESOC, Германия). После обработки синтезированы цветные снимки и расшифрованы результаты измерений. Их анализ свидетельствует о возможности существования метановых рек. Обнаруженный атмосферный аргон-40 указывает на то, что на Титане, вероятно, происходит вулканическая деятельность в виде извержения водного льда и аммиака. Согласно спектрометрическим данным, в поверхностном слое Титана содержатся грязный водяной лед и немного силикатов. По мнению специалистов, нынешняя природа Титана сходна с природой молодой Земли, примерно через 0.5 млрд. лет после ее образования.

По материалам ESA, NASA, JPL, Astrium и Университета Аризоны