Научный прорыв в освоении космического пространства, связанный с недавней посадкой спускового аппарата на комету Чурюмова-Герасименко и информацией, впервые переданной оттуда на Землю, продолжают активно обсуждать в профессиональных кругах. И это неудивительно, ведь сегодня по своему значению в исследовании Вселенной это достижение занимает третье место после первого полета человека в космос и высадки на Луну.
Прокомментировать это незаурядное событие мы попросили д-ра Теодора Костюка, астрофизика Центра космических полетов им. Годдарда - главной научной лаборатории Национального управления США по аэронавтике и исследованиям космического пространства (НАСА).
- Господин Теодор, где Вас застала новость о посадке зонда на комету Чурюмова-Герасименко?
- Впервые об этом я услышал во время конференции в г. Тусон (штат Аризона), где собрались члены самой большой организации исследователей Солнечной системы - отделения планетных наук Американского астрономического общества, которое объединяет ученых, занимающихся планетами и объектами как внутри Солнечной системы, так и за ее пределами. Во время конференции мы не только слушали доклады об этой комете, но и поддерживали связь с Европейским космическим агентством именно в момент посадки зонда. И реакция была соответствующей - точно такой же, как и в ЕКА.
Действительно, это было очень волнующее событие не только для меня, но и для всех ученых, особенно для тех, кто изучает Солнечную систему и ее различные объекты, включая кометы. Между прочим, я начинал свою карьеру в астрономии (раньше я был физиком) именно с исследования в 1973 г. кометы Когоутека (названа в честь открывшего ее чешского исследователя). Вот с тех пор я и начал полноценно заниматься исследованием Солнечной системы. Так что кометы для меня имеют и своего рода личное значение.
- Соединенные Штаты идут в авангарде космических исследований. Каким образом НАСА присутствует в этом проекте?
- Проект "Розетта" преимущественно европейский, но и НАСА принимает в нем весомое участие: обеспечивает электронику, связь и некоторые технические инструменты. В этом проекте работали и американские ученые. НАСА гордится участием в нем, и наш директор не раз высоко отзывался о его участниках. Управление принимало участие и в навигации этого зонда на протяжении всех
10 лет полета, используя собственные средства дальнего наблюдения. Так что отдельные электронные приборы, часть аппаратуры и навигация для посадки - вклад НАСА в этот проект.
- Это космическое путешествие в неизвестность длилось 10 лет. Теплилась ли хоть какая-нибудь надежда на положительный исход событий?
- Надежда была всегда; не будь мы уверены в успехе, никто бы не вкладывал такие большие деньги. И это не только научное открытие, но и техническое достижение: представьте, "Розетта" летела более 6 млрд км и должна была попасть на объект, имеющий всего 3–4 км в диаметре. Такая точность - колоссальное техническое достижение. Это и свидетельство того, насколько, благодаря наблюдениям и компьютерам, в последние годы возросли наши исследовательские возможности и знания динамики орбиты; ведь все эти расчеты очень сложные, только компьютеру под силу их решить.
Сомнения, конечно же, были, поскольку попасть на таком огромном расстоянии на совсем небольшой объект - это сложно себе даже представить.
- Информация, полученная со многих комет, заставляет нас по-иному взглянуть и на происхождение нашей планеты...
- Да, кометы вообще считаются свидетелями рождения Солнечной системы. Ведь они состоят из того же материала, из которого гораздо позже возникли планеты и другие объекты Солнечной системы. Там, скажем, сохраняются молекулы воды (поскольку большая часть комет - это оледеневшая вода), смешанные с различными органическими молекулами и соединениями - точно такими же, как и молекулы, из которых состоят биологические клетки и мы. Таким образом, они считаются тем первичным материалом, из которого образовалась наша Солнечная система и все в ней.
Существует даже теория, которая утверждает, что в результате столкновения с кометой на земной шар попали молекулы и биологические составляющие, из которых состоит вся наша биологическая система - и суша, и океаны... Так что можно сказать, что своим существованием мы обязаны кометам.
- Какие еще важные научные открытия могут быть сделаны благодаря этому полету?
- Информация, переданная со спускового аппарата "Филы", говорит не только о том, как возникла наша планета и какие химические соединения и молекулы могли прийти на нашу Землю, но и о самой комете, ее истории и о том твердом материале, из которого была создана и сама комета, и наша Солнечная система. Таким образом мы узнаем, как зарождалась Солнечная система и Земля.
- Это хороший стимул для дальнейшего изучения Солнечной системы...
- Конечно, впереди еще не один такой полет, но эта посадка уникальна именно тем, что аппаратура модуля "Филы" сможет исследовать еще и ядро кометы и взять образцы грунта. Об этой и многих других кометах мы знаем то, что они летают по эллиптической орбите вокруг Солнца, а некоторые из них приближаются к нему всего один раз за все время своего существования. И по мере приближения к Солнцу его влияние отделяет и сублимирует с поверхности комет некоторые составляющие элементы их грунта, пыль и газ. А под влиянием солнечного ветра, ионов и ультрафиолетового излучения они начинают менять свой химический состав. Пока что мы точно не знаем, из чего состоит грунт кометы. И хотя благодаря дистанционному спектроскопическому зондированию многие кометы уже изучены, узнать, что же на самом деле находится под поверхностью кометы, не смог еще никто. И сегодня это - первое исследование такого рода.
- Каковы другие приоритетные направления НАСА в изучении комет?
- Их исследование длится уже довольно долго: напомню, что в 1986 г., европейский аппарат "Джиотто" (Giotto)смог сфотографировать комету Галлея. В 2006 г. спутник НАСА "Стардаст" (Stardust) даже смог захватить некоторые частицы с поверхности кометы (Wild2). В 2005 г. Национальное аэрокосмическое управление США начало работу над проектом "Глубокий удар" (Deep Impact). Суть его заключалась в том, чтобы с летающего спутника большим куском металла (меди или другого соответствующего материала) размером в 1х3 м был нанесен удар по поверхности кометы. Этот удар выбил из кометы материал - пыль, молекулы, другие составляющие. Таким образом можно было дистанционно определить и со спутника, и с Земли, что же находится внутри этого космического тела. Планируются и другие проекты, и надеемся, что они будут настолько же успешны.
Итак, исследования продолжаются. Многое зависит и от того, что удастся обнаружить "Розетте", но кометы всегда будут очень важным научным объектом, ведь именно они являются "свидетелями" нашего с вами происхождения.
Сегодня НАСА также заинтересована в исследовании мертвых комет - астероидов. На их поверхности уже не будет жидких составляющих, а в основном твердый материал - камень или металл. Поэтому сегодня задача состоит в том, чтобы следующие наши астронавты сели не на Луну, а на астероид и попытались провести исследования его поверхности.
Не будем забывать, что посадка на комету или астероид осуществляется совсем иначе, чем на Луну или другую планету, где действует сила притяжения, где гравитация удерживает человека на поверхности. На этих же малых космических объектах гравитация очень мала, в чем, собственно, и заключалась одна из проблем зонда "Филы" - ему было сложно удержаться на поверхности.
- Какие следующие шаги в работе этого аппарата?
- В развитии проекта "Розетта" два этапа: один спутник (зонд) постоянно летает вокруг кометы и проводит исследования по мере приближения ее к Солнцу, а "Филы" - это спусковой аппарат, который осуществил посадку на поверхность и смог передать на Землю данные. Хоть сел он и не совсем так, как было запланировано, и мы еще не знаем, сможет ли он продолжить свою работу, поскольку батареи его разрядились. Сейчас ученые ждут, когда комета поближе подлетит к Солнцу, чтобы аппарат зарядил свои солнечные батареи (а это произойдет только в августе следующего года), тогда он сможет возобновить свою работу. "Филы" будет летать вместе с кометой и по мере приближения к Солнцу будет фиксировать изменения на ней.
Как я уже говорил, когда комета подходит поближе к Солнцу, замороженные составляющие ее почвы нагреваются и переходят в другое состояние. Они создают так называемую кому (оболочку ядра) - хвост кометы, состоящий из нейтральных молекул, таких как вода, металл, элементы аммония. Под действием солнечных ультрафиолетовых лучей состав этих молекул меняется фотохимическим способом, превращаясь в заряженные ионы и таким образом усиливая сияние вокруг кометы. Поэтому по мере приближения к Земле или к Солнцу она становится ярче; на расстоянии же - это как обычный камень. Хвост кометы - это влияние солнечной плазмы, поскольку Солнце излучает не только свет, не только фотоны, но и заряженные частицы - так называемый "солнечный ветер". Химическая реакция этого "ветра" с составляющими поверхности кометы и создает хвост кометы, идущий в направлении "солнечного ветра". Поэтому у каждой кометы создается больший или меньший хвост и собственное сияние. И чем ближе она к Солнцу, тем ярче оно будет.
- Важно, что именно сейчас Украина настолько положительно прозвучала в мировом научном контексте.
- Да, хотя лучше бы это произошло в гораздо лучшее время для Украины... Но посадка на комету Чурюмова-Герасименко засвидетельствовала, что украинские ученые достигли весомых успехов в мировой науке. И я как американский украинец горжусь своими украинскими коллегами. К тому же, давайте не забывать, что эту комету киевляне открыли в 1969 г., когда еще не было настолько серьезной техники, как сейчас. Это сегодня не так сложно найти в космосе новую комету, а в те времена действительно нужно было обладать талантом, чтобы сделать такое открытие.
- Кстати, вы знакомы с астрономами Светланой Герасименко и Климом Чурюмовым?
- Я не знаком лично со Светланой Герасименко, знаю лишь, что она закончила Киевский университет и работала в экспедициях в Алма-Ате, где они вместе с Климом Чурюмовым наблюдали и открыли эту комету. (С.Герасименко - научный сотрудник Института астрофизики в Душанбе (Таджикистан). - А.В.) А с д-ром Чурюмовым мы знакомы уже много лет, не раз встречались на различных конференциях. Последний раз это было в Киеве в 2010 г. Д-р Чурюмов - очень интересный человек: кроме того, что он серьезный ученый, профессор Астрономической обсерватории Киевского национального университета, у него есть еще один талант - он пишет детские книги, в которых рассказывает невероятно интересные истории.