Jump to content
Your browser is out of date. It has known security flaws and may not display all features of this websites. Learn how to update your browser[Закрыть]

Среди звезд


На крыльях «Розетты»: постигая тайну земной жизни


Автор: Марк-Андре Мизере (Marc-André Miserez)


Вскоре впервые в истории европейский космический аппарат «Розетта» подлетит к комете «67P/Чурюмова—Герасименко» и опустит на ее поверхность умного робота. В древние времена с кометами были связаны многочисленные суеверия. Их считали злыми посланцами богов и предвестницами великих несчастий. Истинная история комет не менее интересна и драматична, ведь, как считает современная наука, именно кометы обеспечили наличие на Земле воды — элемента, без которого жизнь просто немыслима. Часть информации, которую соберет «Розетта», будет расшифрована и проанализирована в Берне.

Зонд «Rosetta», оснащенный солнечными батареями размахом в 32 метра, должен будет спустить на поверхность кометы 67P (Чурюмова — Герасименко) посадочный модуль «Филы», габариты которого сравнимы с размерами небольшого холодильника. (ESA)

Зонд «Rosetta», оснащенный солнечными батареями размахом в 32 метра, должен будет спустить на поверхность кометы 67P (Чурюмова — Герасименко) посадочный модуль «Филы», габариты которого сравнимы с размерами небольшого холодильника.

(ESA)

Кометы - это строительный материал для планет

Катрин Альтвег, Университет г. Берн

«Как нам представляется, именно кометы были теми самыми первыми „кирпичиками“, из которых потом сформировались планеты Солнечной системы», — говорит Катрин Альтвег (Kathrin Altwegg), профессор химической космологии из Университета Берна и ведущий научный сотрудник Европейского космического агентства «ESA».

К такому выводу она пришла по результатам первого аналитического обзора информации, полученной при помощи «Розины» («Rosetta Orbiter Spectrometer for Ion and Neutral Analysis»), сложного прибора, являющегося частью зонда «Розетта» и состоящего из двух масс-спектрографов и датчика давления. Цель этого прибора — идентификация и анализ газообразных веществ, испаряемых кометой в космос. А таких газов кометы производят очень много, потому что по своей внутренней структуре они очень напоминают грязные снежки: на 50% кометы состоят из воды, а на еще 50% из космической «пыли». 

Пока комета находится в холодных регионах космоса, вода в ее составе остается твёрдой. Но стоит комете приблизиться к Солнцу или к иному источнику тепла, как вода начинает испаряться, и комета получает свой тот самый роскошный «хвост», состоящий из пара и пыли и в свое время столь пугавший наших предков. Иногда его длина может достигать миллионов километров, так что этот хвост можно порой даже разглядеть с Земли невооруженным глазом.

Тот факт, что кометы почти на половину состоят из воды, не должен удивлять, потому что, вопреки расхожим представлениям, воды во Вселенной очень много. Это означает, что на самых ранних стадиях своего формирования Земля, которую космос буквально «слепил, из того, что было», то есть из комет и астероидов, имела достаточное количество жидкости. Превратившись затем в раскаленный шар, планета лишилась воды, которая испарилась в космос под воздействием вулканической активности. Поэтому особенно при взгляде на бесконечные земные океаны возникает вопрос, как вода вернулась обратно на Землю? Одно из возможных объяснений — она была принесена на нашу планету как раз кометами.

«Согласно общепринятой теории, наша планета, спустя 800 миллионов лет после своего образования, подверглась массированному обстрелу кометами, астероидами и прочими небесными телами», — говорит Катрин Альтвег. «Прояснить датировку помогают нам кратеры на Луне, возникшие, как представляется, примерно 3,8 миллиарда лет назад. На нашем спутнике, лишенном атмосферы, эти кратеры видны и сегодня, а вот на Земле они исчезли под воздействием процессов эрозии. Так что вода наших современных океанов вполне может быть водой, принесенной кометами», — говорит К. Альтвег.

Скорее всего, кометы принесли на Землю не только воду. Известно, что вещество комет содержит в себе так называемые пре-органические молекулы. «Это еще не сама жизнь», — говорит Катрин Альтвег. «Однако они принадлежат к классу аминокислот». Наличие данных органических соединений может быть ответом на вопрос о том, как — почти сразу же после эпохи кометных и астероидных бомбардировок—- на Земле могла появиться жизнь.

А ведь это действительно произошло всего через 100 миллионов лет после окончания фазы самого интенсивного «обстрела», то есть, по меркам Вселенной, буквально на следующий день. «Оценивая значение факта наличия в кометном веществе аминокислот, следует учитывать, что живую клетку гораздо проще „сконструировать“ из таких пре-органических молекул, нежели из отдельных изолированных атомов», — указывает К. Альтвег.

Десять лет и шесть миллиардов километров

Значит ли это, что жизнь была занесена на Землю из космоса? Именно в этом и состоит одна из тайн, найти подход к которой и предначертано космическому зонду «Розетта». Напомним, что он был запущен с космодрома Куру 2 марта 2004 года, и спустя десять лет, в начале августа 2014-го года, аппарат добрался до кометы «67P/Чурюмова—Герасименко», которая находится сейчас на расстоянии в 400 миллионов километров от Земли где-то между Марсом и Юпитером.

На данный момент «Розетта» уже провела в космосе 10 лет и преодолела в общей сложности расстояние в 6 миллиардов километров. Вопреки опять-таки расхожим представлениям и кинофильмам, полеты в космосе происходят не по прямой, а кругами. Используя силу гравитации звезд и планет, космический аппарат может, тем самым, «бесплатно» разгоняться и поддерживать свою скорость, экономя топливо и энергию батарей.

Поэтому траектория полета «Розетты» была рассчитана так, чтобы иметь возможность разогнаться, используя гравитацию сначала Солнца, а потом Земли и Марса. Однако позже, уже подлетев к комете, зонд был вынужден несколько раз включать свои коррекционные двигатели с тем, чтобы притормозить и остаться на «околокометной» орбите. «Когда в начале августа 2014 года мы впервые различили сигнал кометы, мы испытали невероятное чувство гордости и радости», — говорит К. Альтвег.

«Вы только представьте себе, что в результате всех этих сложных маневров в космосе, включая торможение зонда и снижение его полетной скорости сразу на 24 тыс. км/ч, нам удалось отыскать даже не иголку в стоге сена, а объект длинной в 4 километра, затерянный где-то в бесконечном пространстве Солнечной системы. Впрочем, цена этого огромного успеха была также немаленькой, так как с целью торможения нам пришлось сжечь больше 600 кг гидразина, истратив почти все наши запасы топлива».

Чем пахнут кометы?

С тех пор «Розетта» регулярно передает на Землю уникальные фотографии. Вопреки первоначальным прогнозам, «67P/Чурюмова—Герасименко» имеет форму не большого картофельного клубня, а скорее резинового утенка, плавающего в ванне. Не исключено, что его «шея» стала результатам испарения кометного вещества в ходе прошлых пролетов мимо Солнца или иных источников высоких температур, и в будущем комета может развалиться на две части.

Что касается изучения материальной структуры кометы, то на данный момент «Розетта» уже снабдила ученых огромным массивом информации. «Мы установили наличие в кометном веществе молекул, которые раньше никогда не попадались нам в составе комет. По сути, комета — это такая смесь, которая, скорее всего, пахнет сероводородом, а проще говоря — гнилыми яйцами с примесью аммиака. Не самый элегантный аромат, но для ученых этот результат просто бесценен», — рассказывает К. Альтвег.

«В составе кометы находятся также и органические молекулы, не все из которых нами однозначно еще идентифицированы. Но „Розина“ продолжает работать, посылая нам каждый день все новую и новую информацию. Когда ждать результатов анализа этих данных? Помните, как в 1986 году космический зонд „Джотто“ („Giotto“) всего лишь пролетел недалеко от кометы Галлея. Тогда он передал на Землю определенный объем информации. На то, чтобы полностью проанализировать её, ученым понадобилось 10 лет. Так что вы сами можете прикинуть...».

Словно перо с ладони...

Если все пойдет так, как было задумано учеными, то уже очень скоро «Розетта» высадит на поверхность кометы специального робота — спускаемый аппарат «Филы». 12 ноября 2014 года в 10.35 по московскому времени он отсоединится от зонда и начнет снижение, которое продлится семь часов. Никаких гарантий тут нет, никто не может поручиться, что манёвр пройдет в штатном режиме.

Миссия зонда "Розетта" имеет огромное культурное значение. Люди обязаны задавать вопросы о происхождении жизни, иначе они не будут отличаться от животных.

Катрин Альтвег, Университет г. Берн

Из-за того, что на поверхности кометы царит минимальная гравитация, робот «Филы» будет весить там не более одного грамма. Поэтому велик риск, что он просто стукнется о комету и улетит опять в открытый космос. Вероятен и вариант, когда даже самая слабая струя газа, вырвавшаяся из недр кометы, просто отбросит аппарат в сторону, «сдунет» его, как перо с ладони. Для того, чтобы минимизировать такие риски, спускаемый аппарат, который подойдёт к комете с относительной скоростью около 1 м/с, был оборудован специальными гарпунами.

Ими он выстрелит в комету и таким образом зацепится на ней. Желательно при этом попасть в относительно твердую «почву», которая будет в состоянии удержать впившиеся якори-гарпуны. «Нужно учитывать, что комета — очень нестабильное создание, которое состоит наполовину из льда, а сам лёд на 70% состоит из вакуума, очень напоминая пушистый снег», — уточняет К. Альтвег.

Для исследования состава ядра кометы аппарат «Филы» оборудован двумя так называемыми «пиролизёрами». Первый может разогревать образцы материи до температуры 180°C, а второй — до 800°C, и на каждом шаге при повышении температуры аппарат будет изучать суммарный объем выделившихся газов. Происходить это будет при помощи уникального газового хроматографа, способного анализировать различные смеси органических и неорганических веществ.

Фундаментальные вопросы

Для чего все эти сложности и, несомненно, огромные расходы? «Мы хотим знать, как образовалась Солнечная система, как сформировалась планета Земля и каким образом на ней потом возникла жизнь», — говорит Катрин Альтвег. «Конечно, никакой непосредственной практической пользы это не приносит. Мы никого не накормим и не решим ни одной экологической проблемы. Мы всего лишь хотим ответить на один из фундаментальных вопросов бытия, не больше и не меньше.

Мы хотим выяснить, правда ли, что именно кометы принесли воду на Землю, и в самом ли деле в этой воде уже присутствовали органические молекулы, потому что если это так, то тогда мы сможем с большей долей вероятности объяснить столь стремительное появление живых форм материи. И конечно же, мы хотим понять, насколько универсален этот механизм, и значит ли это, что подобный «перенос жизни» может иметь место и на других планетах? А разгадав эту тайну, мы смогли бы приблизиться к ответу на самый главный, наверное, вопрос, а именно, одиноки ли мы во Вселенной?

Для меня, по крайней мере, все эти проблемы и вопросы остаются весьма мощным стимулом каждое утро вновь приниматься за работу. Я постоянно задаю себе вопрос, а стоит ли и в самом деле тратить огромные средства на такие проекты. И каждый раз я отвечаю себе — музыка ведь тоже не приносит никому непосредственной пользы, но, как говорится, что бы мы делали, если бы музыка нас оставила?»

Спектрометры и фотокамеры «Swiss made»

«Розина» («Rosetta Orbiter Spectrometer for Ion and Neutral Analysis») является, наверное, самым сложным и тяжелым (35 кг., 20% общей массы) элементом всей научной «начинки» зонда «Розетта».

Этот прибор состоит из двух масс-спектрографов и датчика давления. Разработан и построен он международным научным консорциумом научных институтов и частных компаний под общим руководством Института физики Университета г. Берн.

Семь фотокамер, которыми оборудован спускаемый аппарат «Филы», позволяют делать уникальные панорамные снимки. Разработаны совместно швейцарской компанией «Space-X» (г. Невшатель), французским «Институтом астронавтики и астрофизики» («Institut Astrophysique Spatiale»), а также научным «Национальным центром космических исследований» («Centre national d’études spatiales»), также из Франции.


Перевод на русский и адаптация: Игорь Петров, swissinfo.ch

Авторское право

Все права защищены. Контент веб-сайта swissinfo.ch защищен авторским правом. Он предназначен исключительно для личного использования. Для использования контента веб-сайта не по назначению, в частности, распространения, внесения изменений и дополнений, передачи, хранения и копирования контента необходимо получить предварительное письменное согласие swissinfo.ch.Если вы заинтересованы в таком использовании контента веб-сайта, свяжитесь с нами по электронной почте contact@swissinfo.ch.

При использовании контента для личных целей разрешается использовать гиперссылку на конкретный контент и размещать ее на собственном веб-сайте или веб-сайте третьей стороны. Контент веб-сайта swissinfo.ch может размещаться в оригинальном виде в без рекламных информационных средах. Для скачивания программного обеспечения, папок, данных и их контента, предоставленных swissinfo.ch, пользователь получает базовую неэксклюзивную лицензию без права передачи, т.е. на однократное скачивание с веб-сайта swissinfo.ch и сохранение на личном устройстве вышеназванных сведений. Все другие права являются собственностью swissinfo.ch. Запрещается, в частности, продажа и коммерческое использование этих данных.

×