Aterrar em um cometa. Por que os cientistas aterraram uma sonda na superfície de um cometa?

Por todas as indicações, entramos na era das novas descobertas. Muitos no ano passado, com um coração afundando, seguiram a missão de Rosetta. Atingir um cometa, o primeiro na história, foi uma operação muito complicada, como todo o programa. No entanto, as dificuldades que surgiram não diminuem o significado do próprio evento e os dados que a sonda espacial já produziu e ainda está fornecendo. Por que precisamos de um pouso em um cometa e quais resultados obteve a astrofísica? Isso será discutido abaixo.

O segredo principal

Vamos começar de longe. Uma das principais tarefas que enfrenta todo o mundo científico é entender o que contribuiu para o nascimento da vida na Terra. Desde a antiguidade sobre esse tema, muitas hipóteses foram expressas. Uma das versões modernas diz que nem o menor papel foi desempenhado aqui pelos cometas, muitos dos quais caíram no planeta durante sua formação. Acredita-se que eles possam se tornar fornecedores de água e moléculas orgânicas.

Evidência do início

Esta hipótese em si justifica perfeitamente o interesse dos cientistas, dos astrônomos aos biólogos, dos cometas. No entanto, há alguns momentos mais interessantes. Os objetos espaciais atados levam ao espaço informações bastante detalhadas sobre o que ocorreu nos primeiros estágios da formação do sistema solar. Foi então que a maioria dos cometas foram formados. Assim, aterrar em um cometa possibilita literalmente estudar o assunto do qual nossa peça do Universo foi formada há mais de quatro bilhões de anos (e nenhuma máquina do tempo é necessária).

Além disso, o estudo do movimento do cometa, sua composição e comportamento ao se aproximar do Sol dá uma grande quantidade de informações sobre esses objetos espaciais, permite testar muitos pressupostos e hipóteses científicas.

Antecedentes

Naturalmente, os "viajantes" de cauda já foram estudados com a ajuda da nave espacial. Sete períodos foram pilotados por cometas, durante os quais foram tiradas fotografias, foram coletadas certas informações. Estes foram apenas sobrevoos, porque a manutenção a longo prazo de um cometa é uma questão complicada. Na década de 80, o aparelho americano-europeu ICE e o Vega soviético agiram como produtores de tais dados. A última dessas reuniões ocorreu em 2011. Em seguida, os dados no objeto espacial de cauda foram coletados pelo aparelho Stardust.

Estudos anteriores deram aos cientistas muita informação, mas para entender os detalhes das cometas e a resposta a muitos dos problemas acima não é suficiente. Gradualmente, os cientistas perceberam a necessidade de um passo bastante ousado – a organização do vôo da nave espacial para o cometa, seguido do desembarque da sonda em sua superfície.

Unicidade da missão

Para experimentar o quanto o pouso no cometa é uma operação difícil, é necessário entender o que o corpo cósmico é em geral . Ele atravessa o espaço a uma velocidade tremenda, às vezes atingindo várias centenas de quilômetros por segundo. Ao mesmo tempo, a cauda do cometa, formada quando o corpo se aproxima do Sol e parece tão bonita da Terra, é uma mistura de gás e poeira. Tudo isso complica muito não apenas o plantio, mas também o movimento em um curso paralelo. É necessário equalizar a velocidade do dispositivo com a velocidade do objeto e escolher o momento certo para a convergência: quanto mais perto o cometa ao Sol, mais fortes são as emissões da sua superfície. E só então pode ser realizada a aterragem no cometa, que será ainda mais complicado e baixos indicadores de gravidade.

Selecione um objeto

Todas essas circunstâncias fizeram necessária uma abordagem cuidadosa para a seleção do objetivo da missão. Atingir o cometa Churyumov-Gerasimenko não é a primeira opção. Inicialmente, assumiu-se que a sonda "Rosetta" seria enviada para o cometa de Virtanen. No entanto, os planos foram interrompidos pelo caso: pouco antes do envio alegado, o motor do veículo de lançamento Ariane-5 recusou. Era ela quem deveria levar a Rosetta ao espaço. Como resultado, o lançamento foi adiado e tornou-se necessário selecionar um novo objeto. Eles se tornaram o cometa Churyumov-Gerasimenko ou 67P.

Este objeto espacial foi descoberto em 1969 e nomeado após os descobridores. Pertence ao número de cometas de curto período e faz uma revolução ao redor do Sol em cerca de 6,6 anos. Não há nada particularmente notável sobre o 67P, mas tem uma trajetória de vôo bem estudada que não ultrapassa a órbita de Júpiter. Foi para ela que a Rosetta partiu em 2 de março de 2004.

Espaçonave "preenchimento"

A sonda Rosetta carregou uma grande quantidade de equipamentos no espaço, projetados para pesquisa e corrigindo seus resultados. Entre eles estão câmeras capazes de detectar radiação na parte ultravioleta do espectro e aparelhos necessários para estudar a estrutura da análise de cometa e solo, e instrumentos para estudar a atmosfera. No total, 11 ferramentas científicas estavam disponíveis para Rosetta.

Separadamente, precisamos nos concentrar no módulo de downlink "Fila" – foi ele quem foi para pousar no cometa. Alguns dos equipamentos de alta tecnologia foram colocados diretamente sobre ele, já que era necessário estudar o objeto espacial imediatamente após o pouso. Além disso, o "Philae" foi equipado com três arpões para fixação confiável na superfície depois de ter sido baixado por "Rosetta". Atingir um cometa, como já mencionado, envolve certas dificuldades. A gravidade aqui é tão pequena que, na ausência de anexos adicionais, o módulo corre o risco de se perder no espaço aberto.

Longo caminho

O pouso no cometa em 2014 foi precedido por um vôo de dez anos da sonda Rosetta. Durante este tempo, ele estava cinco vezes perto da Terra, voou perto de Marte, encontrou dois asteróides. Magníficas imagens tiradas pela sonda durante este período, mais uma vez, recordam a beleza da natureza e o universo em suas diversas partes.

No entanto, uma pergunta lógica pode surgir: por que a Rosetta tem circulado o Sistema Solar por tanto tempo? É claro que as fotos e outros dados coletados durante o vôo não foram seu objetivo, mas sim se tornaram um bônus agradável e interessante para os pesquisadores. O objetivo desta manobra é aproximar o cometa por trás e igualar a velocidade. O resultado de um voo de dez anos foi a conversão real de Rosetta em um companheiro do cometa Churyumov-Gerasimenko.

Convergência

Agora, em abril de 2015, podemos dizer com certeza que a sonda que pousou no cometa como um todo foi bem sucedida. No entanto, em agosto do ano passado, quando o dispositivo só entrou na órbita do corpo cósmico, ainda era uma questão de futuro próximo.

A sonda aterrou em um cometa em 12 de novembro de 2014. Quase todo o mundo seguiu o pouso. Undocking "Fila" foi um sucesso. Os problemas começaram no momento do pouso: os arpões não funcionaram e o dispositivo não conseguiu reparar na superfície. "Fily" saltou duas vezes do cometa e só pela terceira vez foi capaz de descer, e ele voou do lugar do pouso alegado cerca de um quilômetro.

Como resultado, o módulo "Fila" estava em uma zona onde os raios do sol não penetram , o que é necessário para reabastecer a carga de energia das baterias. Caso o aterrissagem no cometa não seja totalmente bem sucedido, o dispositivo foi equipado com uma bateria carregada, projetada por 64 horas. Ele trabalhou um pouco menos, 57 horas, mas durante esse tempo, "Phil" conseguiu fazer quase tudo pelo que foi criado.

Resultados

Atingir o cometa Churyumov-Gerasimenko permitiu aos cientistas obter dados extensivos sobre esse corpo espacial. Muitos deles ainda não foram processados ou requerem análise, mas os primeiros resultados já são apresentados ao público em geral.

O corpo cósmico estudado tem forma semelhante à dentição de borracha (a aterrissagem no cometa deveria estar na área "cabeça"): duas partes arredondadas comparáveis são conectadas por um istmo estreito. Uma das tarefas que enfrentam os astrofísicos é entender o motivo dessa silhueta incomum. Hoje, duas hipóteses principais são apresentadas: ou é o resultado de uma colisão entre dois corpos, ou os processos de erosão levaram à formação de um istmo. No momento, nenhuma resposta exata foi recebida. Graças à pesquisa de "Fila", ficou conhecido que o nível de gravidade no cometa não é o mesmo. O maior indicador é observado na parte superior do núcleo e o menor – apenas na região do "pescoço".

Alívio e estrutura interna

O módulo "Fily" encontrou na superfície do cometa várias formações, aparentemente parecidas com montanhas e dunas. Na sua composição, a maioria delas é uma mistura de gelo e poeira. Montanhas até 3 metros de altura, chamadas de arrepios, são bastante comuns em 67P. Os cientistas sugerem que eles se formaram nos primeiros estágios da formação do sistema solar e podem cobrir a superfície de outros corpos celestes semelhantes.

Uma vez que a sonda no cometa não desceu da maneira mais bem sucedida, os cientistas tiveram medo de iniciar a perfuração planejada da superfície. No entanto, ele fez tudo o mesmo. Descobriu-se que sob a camada superior é outro, mais denso. Provavelmente, consiste em gelo. Esta suposição é suportada por uma análise das vibrações registradas pelo aparelho durante o pouso. Ao mesmo tempo, as fotografias de espectrógrafos mostram uma correlação desigual de compostos orgânicos e gelo: os primeiros são claramente maiores. Isso não concorda com os pressupostos dos cientistas e questiona a versão da origem do cometa. Assumiu-se que se formou no sistema solar, perto de Júpiter. O estudo das imagens, no entanto, refuta essa hipótese: aparentemente, 67P formado no cinto de Kuiper, localizado além da órbita de Netuno.

A missão continua

A nave espacial Rosetta, que estava acompanhando de perto a atividade do módulo "Fila" até o momento de adormecer, não deixou o cometa Churyumov-Gerasimenko até agora. Ele continua a observar o objeto e enviar dados para a Terra. Assim, suas responsabilidades incluem a fixação de poeira e emissões de gases, que aumentam à medida que o cometa se aproxima do Sol.

Foi previamente estabelecido que a principal fonte de tais emissões é o chamado pescoço de cometa. O motivo disso pode ser a baixa gravidade desta região e o efeito resultante da acumulação de energia solar refletida nas áreas vizinhas. Em março deste ano, Rosetta também registrou uma liberação de poeira e gás, interessante porque ocorreu no lado apagado (como regra geral, tais fenômenos surgem como resultado do aquecimento superficial, isto é, na parte solar do cometa). Todos esses processos e recursos do 67P ainda não foram explicados, enquanto a coleção de dados continua.

O primeiro pouso na história da humanidade na superfície de um cometa resultou do trabalho de um grande número de cientistas, técnicos, engenheiros e designers há quase quarenta anos. Hoje, a missão de Rosetta é reconhecida como um dos eventos mais ambiciosos da era espacial. Naturalmente, os astrofísicos não pretendem pôr fim a isso. Entre os ambiciosos planos para o futuro está a criação de um módulo de descida que poderá mover-se pela superfície do cometa, e uma nave espacial que possa se aproximar do objeto, coletar amostras de solo e retornar com eles para a Terra. Em geral, o projeto bem sucedido Rosetta inspira cientistas a programas cada vez mais ousados para desenvolver os segredos do universo.