Примкнем к астероиду

Так называлась небольшая статья, написанная Константином Циолковским 19 сентября 1919 года. В ней он высказал фантастическую идею использования астероидов для нужд человечества: “Вещество небесных камней, как и планет, состоит из разных превосходных металлов, газов, необходимых и достаточных для устроения жизни.
Они нам дадут совершенно новые или редкие на Земле материалы...” Однако какие конкретно минералы и в каких количествах содержатся в астероидах, основоположник космонавтики сказать не мог. Точного состава “небесных камней” не знают ученые до сих пор. Выяснить это сейчас, спустя почти сто лет, пытаются японские исследователи космоса, пославшие к одному из “небесных камней” межпланетный зонд “Хаябуса”.
Создатели “Сокола” (так переводится непривычное нашему уху название космического аппарата) поставили перед собой весьма амбициозную и непростую цель - впервые в мире доставить на Землю образцы грунта с крохотного по космическим масштабам небесного тела, летящего с огромной скоростью в сотнях миллионов километров от нашей планеты. Полет должен был стать первым в истории предприятием такого рода. В 2001 году Японскому космическому агентству удалось опустить свой аппарат на астероид “Эрос”, однако тот не смог вернуться на Землю.
Похожие на циклопические булыжники неправильной формы, тысячи родственников выбранного для исследования астероида Итокава (названного в честь “отца” японского ракетостроения Хидэо Итокавы) группами и в одиночку кружат вокруг Солнца между орбитами Марса и Юпитера. Как теперь принято считать, они представляют собой крошечные протопланеты – остатки того самого первичного роя тел, из которых путем столкновений и слипания когда-то возникли Земля, Марс, Венера. Именно этим, главным образом, астероиды и интересны для науки.
Запущенный более двух лет назад “Сокол” к сентябрю текущего года наконец-то прибыл к цели своего путешествия. Привела его туда специальная система автономной навигации. Поскольку в конце пути аппарат находится на расстоянии 300 миллионов километров от Земли, радиосигнал до него идет 16 минут и столько же времени возвращается обратно. Это означает, что центр управления реагирует на любую ситуацию в космосе с большим опозданием. Поэтому аппарату и доверили принимать многие решения самостоятельно.
Сначала “Хаябуса” вышел на околоастероидную орбиту высотой 20 километров, а затем полтора месяца летал над этим небесным телом, имеющим длину около шестисот метров и диаметр около двухсот, проводя телевизионную съемку и научные измерения.
Изначально предполагалось, что после трех месяцев работы на орбите зонд совершит три маневра с кратковременным касанием поверхности в течение одной секунды. Однако из-за поломок в пути в программу миссии были внесены коррективы. В частности, сокращено время работы зонда в окрестностях астероида. Тем не менее он уже успел передать на Землю полторы тысячи снимков, провести 75 тысяч инфракрасных измерений, 700 часов отработал и его рентгеновский спектрометр, который дистанционно определяет изотопный состав поверхности. В ходе полета по орбите спутник 400 миллионов раз замерял расстояние до Итокавы, в результате чего была построена подробная карта поверхности астероида.
Выполнить свою главную задачу “Сокол” пытался четырежды. Первая попытка была пробной. Движущийся по орбите аппарат снизил свою скорость и стал опускаться на астероид. При этом на определенной высоте сработала автоматика, выдала сигнал “параметры за пределами нормы” и быстро увела аппарат в сторону.
Целью второго спуска было сбросить на астероид маленький, весом с полкилограмма, прыгающий робот “Минерву”. Эта идея имеет явно российское происхождение. Аналогичный автономный зонд несла на себе советская межпланетная станция, запущенная семнадцать лет назад к одной из двух лун Марса - Фобосу.
К сожалению, как тогда, так и теперь осуществить эти эксперименты не удалось. Со станцией “Фобос” в самом конце пути была потеряна связь. Аналогичная история произошла и с “Соколом”. С ним связь оборвалась, когда он находился уже на расстоянии 70 метров от поверхности Итокавы. Правда, в первом случае причину неполадки так и не удалось установить, а во втором она была ясна: в тот момент, когда была выдана команда на сброс “Минервы”, переключались антенны дальней космической связи - с японской на австралийскую. В результате механическая “лягушка” размером с кружку не упала на астероид, а безвозвратно улетела в космос.
20 ноября последовал еще один спуск. И снова неудача. Когда до поверхности оставалось всего 17 метров, сработал датчик помех. В ответ аппарат должен был уйти от астероида. Но в тот момент автоматика обнаружила, что он неправильно ориентирован в пространстве, и отменила процедуру ухода. Зонд упал на поверхность и пролежал там полчаса, пока не удалось восстановить связь с Землей. После этого “Хаябуса” стартовал в космос и вернулся на орбиту.
В четвертый и последний раз спуск прошел как следует, и сначала считали, что все пункты намеченной программы выполнены. В субботу 26 ноября аппарат наконец-то нормально сел на поверхность астероида, пробыл на ней менее минуты, в течение которой выстрелил маленьким металлическим снарядом в грунт, чтобы забрать с собой часть разлетевшихся при этом осколков, после чего снова взлетел для передачи полученных сведений на Землю.
И вот тут опять начались неприятности. Уже в ходе подъема обнаружилась утечка топлива в двигателях ориентации. Ученые проверили все клапаны, остановили утечку, но при этом отключили один из двигателей. Если восстановить его работу не удастся, возвращение аппарата на Землю окажется под большим вопросом. Над решением этой проблемы вот уже третью неделю бьются в Центре управления полетом. Хочется надеяться, что и на этот раз, как это уже неоднократно бывало в ходе миссии, выход будет найден.
А на прошлой неделе Японское космическое агентство еще больше огорчило своих болельщиков, заявив, что оно вообще “не уверено, выстрелил ли зонд в поверхность астероида”. Если нет, то заключительная часть миссии, обошедшейся налогоплательщикам Страны восходящего солнца в 100 миллионов долларов, практически потеряет всякий смысл.
Тем не менее японские специалисты надежды не теряют. Окончательно же все станет ясно лишь в июне 2007 года и только в том случае, если “Хаябуса” сбросит в атмосферу Земли полную или пустую капсулу для образцов грунта и та, как и планировалось, опустится на парашюте в австралийской пустыне, а не упадет в океан.
Пока же движение аппарата удалось стабилизировать, но есть подозрение, что из него вытекает газ. Если в ближайшее время неисправный двигатель не удастся включить, следующую попытку можно будет предпринять только через три года, когда расположение зонда, Земли, Луны и Марса снова станет идеальным для возвращения. Так что ждать, возможно, придется достаточно долго. Что ж, к большим срокам исследователи космоса давно привыкли.
Кстати, если даже “Сокол” навсегда потеряется в необъятной Вселенной или его капсула для грунта окажется пустой, то и тогда можно будет говорить о серьезном значении его миссии. Например, ее вполне можно рассматривать в качестве тренировки к предстоящим попыткам столкнуть с пути угрожающие Земле астероиды.
Для того чтобы убедиться в необходимости и неизбежности таких попыток, далеко ходить не придется. В наши дни ученые с тревогой следят за движением открытого в прошлом году астероида Апофис диаметром 390 метров, который может столкнуться с нашей планетой, и обращаются к правительствам с требованием разработать стратегию отражения космической атаки.
На Апофис время от времени уже обращали внимание, но в декабре он стал предметом особого беспокойства. Просчитывая его будущую орбиту, астрономы сочли, что столкновение его с Землей может произойти достаточно скоро - в 2029 году. При дальнейших наблюдениях оказалось, что вероятность такой катастрофы весьма высока.
По оценке NASA, при встрече Земли с Апофисом выделится в сто тысяч раз больше энергии, чем при ядерном взрыве в Хиросиме. Времени же на принятие решения остается не так уж много. Может показаться, что оставшиеся двадцать с лишним лет - большой срок. Однако, как говорилось на недавней конференции экспертов по околоземным объектам в Лондоне, на разработку, испытание технологий и изготовление всего, что необходимо для изменения траектории движения астероида, потребуются не годы - десятилетия.
И вот тут-то и пригодится опыт, полученный японскими учеными в проекте “Хаябуса”. Они и создатели его предшественника, летавшего к астероиду “Эрос”, были первопроходцами. Спасибо им за это!