Нэнси Аткинсон - Непридуманные космические истории

Марк Рейман объясняет детали конструкции аппарата Dawn и его солнечных батарей на примере схематичного макета в коридоре рядом с рабочей комнатой Марка. Источник: Нэнси Аткинсон

Коридор, в который выходит дверь комнаты Реймана в лаборатории реактивного движения, примерно 8,3 м длиной. Это длина одной из двух солнечных батарей Dawn. Рейман решил украсить этот коридор моделью батареи станции, чтобы он служил постоянным напоминанием сотрудникам его команды.

– Dawn отправился в полет так давно и теперь он так далеко от нас, что легко забыть, насколько эта станция на самом деле большая, – говорит он. – Эта модель помогает нам помнить, что Dawn – реальный, физический аппарат, а не просто какой-то источник данных на другом конце линии компьютерной связи.

Солнечная система зародилась в результате концентрации сгустков газа и пыли, окружавших только что сформировавшееся Солнце 4,6 млрд лет тому назад. Бо́льшая часть газа и пыли в так называемом протопланетном диске слилась вместе, образовав планеты. Еще до этого момента материал диска разделился в зависимости от расстояния до Солнца: скальные тела сформировались ближе к источнику тепла, а ледяные объекты – дальше.

И в этом диске оказались скальные тела, которые так и не выросли достаточно, чтобы стать планетами. Некоторые ученые высказывают гипотезу, что особо мощные столкновения в ранней, погруженной в хаос Солнечной системе расколотили их на еще более мелкие части. Теперь эти оставшиеся скалистые «осколки» – астероиды, которые странствуют по Солнечной системе.

Поскольку эти остатки содержат свидетельства о ранних временах существования Солнечной системы, ученые давно стремились изучить их вблизи.

Бо́льшая часть астероидов сконцентрирована в астероидном поясе, области в форме бублика, расположенной между орбитами Марса и Юпитера; небесные тела в ней обращаются на расстоянии от 300 до 600 млн км от Солнца.

Так в воображении художника выглядит очень молодая звезда, окруженная газопылевым диском. Источник: NASA и лаборатория реактивного движения Калифорнийского технологического института

Но, хотя Веста и Церера – два самых больших объекта пояса астероидов, не вздумайте называть их астероидами, как сказал мне Рейман.

Церера и Веста более близки по природе к наполовину сформировавшимся планетам, чем к летающим в космосе скалам, называемым астероидами. Источник: NASA и лаборатория реактивного движения

– Многие до сих пор ошибочно считают, что Церера и Веста – это астероиды, – говорит он. – Но если рассматривать их геофизическую суть, то они никак не астероиды. Они по-своему крупные миры и несут признаки многих геологических процессов, характерных для планет.

Рейман предпочитает применять к ним термин «протопланеты» – и это означает, что они не сумели достаточно вырасти, чтобы стать настоящими планетами.

Одна из самых больших загадок этих двух протопланет заключается в том, почему они так не похожи друг на друга.

Пояс астероидов в схематичном изображении. Источник: NASA и компания McREL

– Несмотря на то что и та и другая дают нам понимание условий и процессов, имевших место в ранний период существования Солнечной системы, они в своем развитии пришли к разным видам астрономических объектов, – объясняет Марк Рейман. – Веста – это сухой, каменистый, но очень интересный мир. Церера, в отличие от нее, может располагать большим количеством льда и, может быть, еще и подповерхностным океаном.

Глубокие различия в геологии этих двух протопланет, которые развивались в такой близости друг от друга, утверждает Рейман, позволяют перебросить мост между скалистыми планетами внутренней части Солнечной системы и ледяными мирами ее внешней части.

Идущие в настоящее время дебаты по поводу того, является ли планетой Плутон, бледнеют по сравнению с тем, сколько копий было сломано по поводу Цереры и Весты. Им двоим простительно страдать от кризиса самоопределения.

Когда в 1801 году состоялось открытие Цереры, его автор, итальянский астроном Джузеппе Пиацци, решил, что ему удалось обнаружить комету, которая обращается вокруг Солнца между Марсом и Юпитером. Но другие астрономы установили, что она слишком большая для кометы, и тогда Цереру назвали планетой – возможно, потому что считали, что она и есть та самая «потерянная планета», которая, согласно мнению многих астрономов, должна занимать пустое место между каменистой красной планетой и газовым гигантом Юпитером. Но вскоре на орбитах, подобных орбите Цереры, были найдены новые небесные тела, что положило начало изучению главного астероидного пояса Солнечной системы.

Тогда Цереру стали считать астероидом, просто заявив, что она – самый большой астероид в Солнечной системе. Но в 2006 году Международный астрономический союз (МАС) произвел Цереру в карликовые планеты из-за ее размеров. Ее диаметр составляет 960 км.

Весту, которую открыли в 1807 году, тоже поначалу считали планетой, но затем вместе с Церерой переклассифицировали в астероиды. Она остается самым ярким объектом пояса астероидов и единственным, который можно наблюдать невооруженным глазом. Но, по всей видимости, Веста одной ногой стоит в категории астероидов, а другой – в категории малых тел Солнечной системы. Это новый термин, введенный МАС в 2006 году, чтобы описать те объекты Солнечной системы, которые не являются ни планетами, ни карликовыми планетами. Веста значительно больше, чем все остальные объекты астероидного пояса: ее соседи не превышают 100 км в поперечнике, а средний диаметр Весты составляет 520 км.

– В Весте сосредоточено от 8 до 10 % массы главного пояса астероидов, – говорит Рейман, – а в Церере заключается еще 30 % от этой величины. Так что Dawn за один раз исследует около 40 % всего астероидного пояса, если рассматривать лишь массу.

Это большие величины, если учесть, что между орбитами Марса и Юпитера вокруг Солнца обращаются миллионы тел. Однако, вопреки тому, что мы привыкли видеть в кадрах научно-фантастических фильмов, среднее расстояние между объектами астероидного пояса находится в пределах от 1 до 3 млн км. Астероиды распылены по настолько огромному объему пространства, что по большей части пояс кажется пустым. Станции Dawn не пришлось уворачиваться от других астероидов по пути к точкам своего назначения.