Лед на комете, которому 45 миллиарда лет, «более пушистый, чем пена для капучино»

После многих лет детективной работы ученые, работавшие над миссией Европейского космического агентства (ЕКА) Rosetta, теперь смогли определить, где посадочный модуль Philae совершил второй и предпоследний контакт с поверхностью кометы 67P /Чурюмова-Герасименко 12 ноября 2014 года, ранее наконец остановился в 30 метрах. За этой посадкой следили из Немецкого аэрокосмического центра Philae Control Center. Филы оставили следы; посадочный модуль прижал верхнюю часть и корпус своего пробного бура к ледяной щели в черной каменистой местности, покрытой углеродистой пылью. В результате Филы поцарапали поверхность, обнажив лед с момента образования кометы, который с тех пор был защищен от солнечного излучения. Голая, яркая ледяная поверхность, очертания которой чем-то напоминают череп, теперь обнаружила точку соприкосновения, пишут исследователи в научном издании Природа .

Все, что было известно ранее, - это место первого контакта, что после отскока произошел еще один удар, и местоположение последней точки приземления, где Philae остановился через два часа и где он был обнаружен ближе к концу Rosetta. миссия в 2016 году. "Теперь мы наконец знаем точное место, где Philae приземлился на комете во второй раз. Это позволит нам полностью реконструировать траекторию спускаемого аппарата и получить важные научные результаты на основе данных телеметрии, а также измерений некоторых инструментов, работающих во время процесс посадки ", - объясняет Жан-Батист Винсент из Института планетных исследований DLR, который принимал участие в опубликованном сегодня исследовании. «Philae оставил нам одну последнюю загадку, ожидающую решения», - говорит Лоуренс О'Рурк из ESA, ведущий автор исследования. Команда ученых была заинтересована в проведении многолетних поисков «TD2», второй точки приземления: «Было важно найти место приземления, потому что датчики на Philae показали, что он зарылся в поверхность и, скорее всего, обнажил примитивные объекты. под ним спрятан лед ". В течение последних нескольких лет это место искали, как иголку в стоге сена, на многочисленных изображениях и данных с места приземления Philae.

Магнитометр дал решающее значение

В течение долгого времени, но безрезультатно, ученые неоднократно искали пятна голого льда в предполагаемой области, используя изображения с высоким разрешением, полученные с помощью системы оптической, спектроскопической и инфракрасной визуализации (OSIRIS), разработанной Институтом Макса Планка для Исследование Солнечной системы (MPS) в Геттингене, проведенное на борту орбитального аппарата Rosetta. Но именно оценка измерений, выполненных с помощью магнетометра и плазменного монитора ROsetta (ROMAP), созданного для Philae под руководством Технического университета Брауншвейга, направила ученых на верный путь. В данных команда исследовала изменения, которые произошли, когда стрела магнитометра, выступавшая на 48 сантиметров от посадочного модуля, двигалась при ударе о поверхность, что показало, что она изогнулась. Это создало характерную закономерность в данных прибора ROMAP компании Philae, который показал, что стрела перемещалась относительно Philae, и позволил оценить продолжительность проникновения спускаемого аппарата во лед. Данные ROMAP были сопоставлены с данными магнитометра Rosetta RPC для определения точной ориентации Philae.

Анализ данных показал, что Philae провела почти две полных минуты - что не является необычным в этой среде с очень низкой гравитацией - во второй точке контакта с поверхностью, сделав по крайней мере четыре различных контакта с поверхностью, пока спускаемый аппарат «бороздил» пересеченный ландшафт. Особенно замечательный отпечаток, который стал виден на изображениях, был оставлен, когда вершина Philae погрузилась на 25 сантиметров в лед со стороны открытой трещины, оставив видимые следы от буровой установки и верхней части посадочного модуля. Пики в данных магнитного поля в результате движения стрелы показывают, что Philae потребовалось три секунды, чтобы сделать эту конкретную «вмятину».

Скульптура из голого льда кометы в виде черепа

Данные ROMAP подтвердили открытие этого участка с заполненной льдом яркой открытой трещиной на изображениях OSIRIS. Если смотреть сверху, это напомнило исследователям череп, поэтому они назвали точку контакта «Хребет на вершине черепа». Правый «глаз» черепа образовался там, где верхняя сторона Филы сжала кометную пыль, в то время как Филы процарапали промежуток между покрытыми пылью ледяными глыбами, как ветряная мельница, только для того, чтобы, наконец, снова взлететь и покрыть последние несколько метров до своего места. место последнего упокоения. «В то время данные показали, что Philae несколько раз контактировал с поверхностью и, наконец, приземлился в плохо освещенном месте. Мы также знали приблизительное место окончательной посадки по измерениям радара CONSERT. Однако точная траектория Philae и точки контакта не могли ", - вспоминает менеджер проекта Philae Стефан Уламек из DLR.

Оценка изображений OSIRIS вместе с изображениями, полученными с помощью видимого и инфракрасного тепловизионного спектрометра (VIRTIS), подтвердила, что яркий материал представляет собой чистый водяной лед, который подвергся воздействию поверхностного контакта Philae на площади 35 квадратных метра. Во время этого контакта регион все еще находился в тени. Лишь несколько месяцев спустя на него упал солнечный свет, поэтому лед все еще ярко сиял на Солнце и был едва выветрен и затемнен космической средой. Только лед из других летучих веществ, таких как оксид углерода или диоксид углерода, испаряется.

Комета 67P полна пустот и мало сплочена

Эта реконструкция событий сама по себе является сложной детективной работой, но первое прямое измерение плотности кометного льда также дает важные выводы. Параметры контакта с поверхностью показали, что эта древняя смесь льда и пыли, возраст которой насчитывает 45 миллиарда лет, необычайно мягкая - она ​​более пушистая, чем пена в капучино, пена в ванной или белые шапки волн, встречающихся с берегом. «Механическое напряжение, которое удерживает лед кометы вместе в этом куске пыли, составляет всего 12 паскалей. Это не более чем« ничего », - объясняет Жан-Батист Винсент, изучающий прочность на сжатие и растяжение« примитивного »льда. . Этот лед хранился в кометах 45 миллиарда лет, как в космической морозильной камере, что свидетельствует о самом раннем периоде существования Солнечной системы.

Исследование также позволило оценить пористость «камня», к которому прикоснулся Philae. Примерно 75 процентов, три четверти интерьера, состоит из пустот. Таким образом, «валуны», вездесущие на изображениях, больше сравнимы с камнями из пенополистирола в фантастическом ландшафте киностудии, чем с настоящими твердыми массивными камнями. В другом месте скала шириной шесть метров, сделанная на нескольких снимках, даже поднялась в гору из-за давления газа испаряющегося кометного льда.

Эти наблюдения подтверждают результат полета орбитального аппарата Rosetta, который дал аналогичное числовое значение для доли пустот и показал, что внутренняя часть 67P /Чурюмов-Герасименко должна быть однородной вплоть до размера блока в один метр. Это приводит к выводу, что «валуны» на поверхности кометы отражают общее состояние ее внутренней части, поскольку она образовалась примерно 45 миллиарда лет назад. Результат не только имеет научное значение для характеристики комет, которые наряду с астероидами являются самыми первобытными телами в Солнечной системе, но также поддерживает планирование будущих миссий по посещению комет и сбору образцов, которые будут отправлены на Землю. Такие миссии в настоящее время рассматриваются.

12 ноября 2014 г. - первое касание кометы

Philae осторожно отделился от своего космического корабля Rosetta во второй половине дня (CET) 12 ноября 2014 года и спустился пешком в направлении кометы 67P /Чурюмова-Герасименко. Как позже показали изображения с камеры системы обработки изображений ROsetta Lander Imaging System (ROLIS) DLR, посадочный модуль объемом примерно один кубический метр почти идеально попал в запланированную посадочную площадку Agilkia. Однако Philae не смог закрепиться на комете 67P, потому что якорные гарпуны, предназначенные для этой цели, не активировались. Поскольку сила тяжести кометы на своей поверхности составляет лишь около одной стотысячной силы тяжести по сравнению с силой тяжести Земли, Филы отскочили от кометы, поднялись на высоту одного километра и парили над областью Хатмехит на меньшей из двух половин кометы. -тела. Спустя более двух часов Philae снова установил контакт с кометой 67P. Данные, переданные в Розетту в течение двух часов, показали, что посадочный модуль остановился после турбулентного подпрыгивающего полета, сильного столкновения с краем утеса и двух дальнейших контактов с поверхностью. Чуть позже Philae также смог передать изображения места посадки, названного Abydos, на Землю через Rosetta.

Эти изображения быстро показали, что посадочного модуля теперь не было, так какспланирован, в благоприятном месте с достаточным количеством солнечного света. Для команды в диспетчерской DLR работа действительно началась после неожиданной посадки: они эксплуатировали посадочный модуль почти 60 часов, управляя его 10 бортовыми приборами и, наконец, слегка повернув его к Солнцу. Тем не менее, основная батарея разрядилась, потому что могло быть произведено слишком мало энергии. Батареи не могли быть достаточно заряжены, потому что Солнце светило на Philae чуть менее 15 часов в течение каждых 124 часов комета день. Фактически, команда Rosetta из нескольких сотен человек провела 22 месяца, ломая голову над тем, где на самом деле находится Philae. Только крупный план, сделанный камерой OSIRIS за несколько недель до окончания миссии 2 сентября 2016 года, показал, что Philae застрял в вертикальном положении в своего рода расщелине под навесом, заслоняющим солнечный свет. По окончании полета космический корабль «Розетта» также был посажен на 67P /Чурюмов-Герасименко в ходе последнего маневра 30 сентября 2016 года.

Назад

Admin

Все о космосе

Похожие новости

Астероид Рюгу сотрясает ударный элемент

ЕКА ищет пыленепроницаемые материалы для возвращения на Луну

Подготовка к трудным ранним дням Sentinel-6

СОФИЯ обнаруживает воду на залитой солнцем поверхности Луны

Звездолет SpaceX прошел статические огневые испытания с тремя двигателями раптора и наконец получил носовой обтекатель

Имя:*

E-Mail:

Отправить