Знание-сила, 2005 № 11 (941)

Ученые пока не готовы детально объяснить, как образуется хвост кометы. Перед началом исследования кометы Вильда-2 ожидалось, что на ее поверхности отыщутся огромные рытвины, откуда и тянется хвост. Однако близ большинства подобных рытвин аппарат «Стардаст» не обнаружил никаких струй вещества, выбрасываемых в космос. В то же время, пролетая мимо ядра кометы, зонд дважды попадал под мощный поток частиц.

Первый раз зош находился в 600 километрах от кометы, причем бомбардировка несколько раз прекращалась и возобновлялась, как будто зонд двигался навстречу отдельным фонтанчикам из частиц. Диаметр каждого такого фонтана составлял несколько сотен метров. Прежде астрономы считали, что из ядра кометы непрерывной струей вырываются газ и пыль. Теперь от этой идеи придется отказаться.

Второй раз аппарат наткнулся на поток частиц в 4000 километров от ядра кометы. По мнению ученых, этот поток не напоминал обычную струю газа и пыли. Возможно, это было облако заряженных частиц, образовавшееся после распада крупного куска кометы. В разгар этого обстрела всего за одну секунду в обшивку зонда врезалось более 1100 заряженных частиц. Диаметр самой большой равнялся 0,05 миллиметра. Химический анализ показал, что среди частиц преобладают органические, содержащие молекулы углерода, азота и серы. Однако ни одной аминокислоты — этого «кирпичика жизни» — не обнаружено. Более точные сведения о составе частиц удастся получить в ближайшие месяцы, после того как в январе 2006 года на Землю будет доставлен контейнер с собранным космическим веществом. Предположительно, в нем окажется около 3000 частичек кометы диаметром более 15 микрометров каждая.

До сих пор мы наблюдали за кометами лишь со стороны, а это не дает представления о внутренней структуре кометы. Рано или поздно был неизбежен новый эксперимент. Решено было пробурить одну из «хвостатых странниц».

Третьего июля 2005 года в сторону кометы Темпеля-1 устремилась ракета (или, если хотите, снаряд) «Импэктор» длиной 99 сантиметров и массой 370 килограммов. На ее борту не было взрывчатки. Разогнавшись до скорости 10,6 километра в секунду, «Импэктор» врезался в комету и благодаря огромной кинетической энергии пробурил в ней кратер (сила соударения была эквивалентна взрыву 4,8 тонн тринитротолуола).

Комета и прежде «попадала под обстрел». Ес поверхность оказалась усеяна кратерами — следами былых естественных столкновений. Диаметр некоторых кратеров достигал 1-2 километров. Размеры самого ядра составили 14x4x4 километров. Его средний диаметр равнялся девяти километрам, а масса — почти миллиарду тонн.

Перед началом эксперимента были поставлены следующие задачи:

— изучить процесс образования кратера на поверхности кометы;

— измерить глубину кратера и его диаметр;

— исследовать процессы, которые могут начаться при обстреле кометы (например, бурное выделение газов из ее глубин);

— проанализировать вещество кометы, выброшенное в момент соударения, и исследовать состав породы в ее недрах, в том числе определить количество водяного льда, а оно может быть очень велико. По некоторым гипотезам, океаны на Земле появились после столкновения ее с одной или несколькими кометами.

Идея обстрелять комету восходит к роману Артуро Кларка «Космическая одиссея 2001 года».

Первый проект обстрела кометы был отклонен е 1996 году. Тогда в качестве мишени была выбрана комета Фаэтона.

В 1999 году начались работы над проектом «Deep Impact» («Столкновение с бездной») стоимостью в 313 миллионов долларов.

В этом проекте участвовали более 250 человек представлявших Мэрилендский университет, Jet Propulsion Laboratory Калифорнийского технологического института и фирмы «Ball Aerospace & Technologies Corp».

12 января 2005 года в 13.47 (по местному времени) с мыса Канаверал стартовал зонд «Deep Impact» (масса —1020 килограммов). 4 июля 2005 года он приблизился к комете 9P/Tempel 1 на расстояние 500 километров.

В сентябре 2005 годо руководство НАСА опубликовало обзор результатов исследования кометы Темпеля-1. Оказалось, что она испещрена многочисленными кратерами, а ее поверхность покрыта многометровым слоем пыла который удерживается благодаря гравитации. В облаке, взметнувшемся над кометой после ее обстрела, преобладали органические соединения (например, ацетилен и синильная кислота). По словам Майкла А'Херна, повышенное содержание этих соединений особенно интересно с научной точки зрения. Возможно, именно кометы могли занести на Землю органические вещества. Кроме того, в недрах кометы Темпеля-1 необычайно много полостей. Из-за этого тепло плохо проводится вглубь кометы, и лед, находящийся внутри ядра, не тает.

В сообщении пресс-службы РАН, распространенном в канун эксперимента, говорилось следующее: «В изучении эволюции Солнечной системы исследование комет занимает важное место. Предполагается, что кометы содержат первичный материал газово-пылевого протопланетного облака, из которого примерно 4,5 миллиарда лет назад образовалась наша Солнечная система. Как происходило формирование комет, то есть образование километровых космических тел — одна из ключевых, и пока еще не решенных, проблем планетной космогонии. Данный эксперимент поможет ответить на эти вопросы».

В ожидании эксперимента ученые могли лишь предполагать, каким окажется кратер. Все зависело от состава кометы. Вот три возможных сценария:

• Если бы комета Темпеля-1 состояла из той самой пыли, из которой когда-то путем аккреции (присоединения окружающего вещества) сформировались другие тела Солнечной системы, то в этом случае возник бы кратер диаметром 200 метров и глубиной 50 метров. Выброшенный материал разлетелся бы под углом 45 — 50 градусов, причем три четверти его вновь просыпалось бы на комету

• Если бы материал кометы был более дифференцированным, глубина кратера не превысила бы десятка метров. Крупицы вещества разлетались бы под углом 60 градусов, и лишь небольшая часть их вновь усеяла бы поверхность кометы. Впрочем, в этом случае из недр кометы было бы выброшено в тысячу раз меньше вещества, чем в первом случае.

• Если бы материал кометы (особенно ее поверхностных слоев) был пористым, то он поглотил бы большую часть энергии соударения. В космос попало бы не очень много вещества.

Так, по картине соударения можно определить, из чего состоит комета и какова ее плотность. Перед началом эксперимента было создано несколько моделей кометы Темпсля-1, а значит, и целого класса подобных комет. Теперь оставалось лишь ждать, какая модель верна. Некоторые ученые даже предполагали, что от удара разрушится ядро кометы Темпсля-1.