Свідки народження Землі. Чому НАСА пишається участю в проекті дослідження відкритої українцями комети

Науковий прорив в освоєнні космосу, пов'язаний із нещодавньою посадкою спускного апарата на комету Чурюмова-Герасименко та інформацією, яку він уперше передав звідти на Землю, продовжують жваво обговорювати у професійних колах. І це не дивно, бо на сьогодні за важливістю в дослідженні Всесвіту це досягнення посідає третє місце після першого польоту людини в космос та висадки її на Місяць.

Прокоментувати цю непересічну подію ми запросили доктора Теодора Костюка, астрофізика Центру космічних польотів ім. Ґоддарда - головної наукової лабораторії Національного управління США з аеронавтики і дослідження космічного простору (НАСА).

- Пане Теодоре, де вас застала новина про посадку зонда на комету Чурюмова-Герасименко?

- Я дізнався про це під час конференції в м. Тусон (штат Аризона), де зібралися члени найбільшої організації дослідників Сонячної системи - відділу планетних наук Американського астрономічного товариства. Цей відділ об'єднує науковців, які вивчають планети та об'єкти всередині Сонячної системи і за її межами. Під час конференції ми не тільки слухали доповіді про цю комету, а й перебували на зв'язку із центром Європейського космічного агентства саме коли здійснювалася посадка зонда. І реакція була відповідна - як і в ЄКА.

Насправді це дуже зворушлива подія, і не тільки для мене, а й для всіх науковців - особливо тих, хто вивчає Сонячну систему і різні її об'єкти включно з кометами. Я, між іншим, починав свою кар'єру в астрономії (бо раніше був фізиком) саме з дослідження в 1973 р. комети Когоутека (названо на честь чеського дослідника, який її відкрив. - А.В.). Відтоді я й почав повноцінно вивчати Сонячну систему. Тож комети мають для мене й певне особисте значення.

- Сполучені Штати йдуть в авангарді космічних досліджень. Як саме НАСА бере участь у цьому проекті?

- Проект "Розетта" переважно європейський, але внесок НАСА в нього також вагомий: воно забезпечує електроніку, зв'язок та деякі технічні інструменти. До проекту залучені й американські науковці. І агентство пишається цим. Наш директор завжди відзначав учасників проекту. Крім того, брали участь у навігації цього зонда - протягом усіх десяти років його польоту, використовуючи власні засоби далекого спостереження.

- Космічна подорож у безвість тривалістю десять років… Чи була хоч якась надія на позитивний результат?

- Безперечно, бо ніхто не вкладав би такі великі кошти, якби не було впевненості в успіху. Це колосальне не тільки наукове, а й технічне досягнення: уявіть собі - "Розетта" летіла понад 6 млрд км і мала потрапити на малий об'єкт - 3–4 км в діаметрі. Така точність - колосальне технічне досягнення. Це свідчить про нинішній рівень нашої дослідницької спроможності і знання орбітної динаміки - він істотно зріс за останні роки завдяки спостереженням і досконалим комп'ютерам. Обчислення надзвичайно складні, і впоратися з ними може лише комп'ютер.

Звісно, були й сумніви, бо на величезній віддалі точно потрапити на такий малий об'єкт - це важко собі навіть уявити.

- Інформація, отримана з багатьох комет, спонукає нас по-іншому подивитися на походження і нашої планети...

- Так, комети взагалі вважаються свідками народження Сонячної системи. Вони складаються з такого самого матеріалу, з якого пізніше виникли планети й інші об'єкти Сонячної системи. Вони, скажімо, зберігають молекули води (велика частина комет - це замерзла вода, лід), змішані з різними органічними молекулами і сполуками - такими ж за складом, як і молекули, з яких складаються біологічні клітини і ми. Вони вважаються тим першим матеріалом, з якого утворилася наша Сонячна система і все в ній.

Існує теорія, що в результаті зіткнення з кометою на Земну кулю потрапили молекули й біологічні складники власне життя і всієї нашої біосистеми - і суходолу, і океанів... Можемо сказати, що своїм існуванням ми завдячуємо кометам.

- Які ще важливі наукові відкриття, крім походження Землі, можуть бути зроблені завдяки цьому польоту?

- Інформація, передана зі спускного апарата "Філе", говорить не тільки про те, з чого постала наша планета і які сполуки й молекули могли прийти на нашу Землю, а й про саму комету, її історію і твердий матеріал, з якого вона утворилися. Таким чином ми дізнаємося, як зародилася вся Сонячна система і Земля зокрема.

- Це дає поштовх для подальшого вивчення Сонячної системи...

- Звичайно, такі польотів ще буде не один, але ця посадка унікальна тим, що апаратура модуля "Філе" зможе дослідити ще й ядро комети і взяти зразки ґрунту. Адже ми знаємо про цю і багато інших комет, що вони кружляють еліптичною орбітою навколо Сонця, а деякі наближаються до нього лише один раз за своє існування. І в міру наближення до Сонця його вплив відділяє і сублімує з поверхні комет складники ґрунту, пил і газ. Під впливом сонячного вітру та ультрафіолетового випромінювання вони починають змінювати свій хімічний склад. Тому ми поки що не можемо точно знати, з чого складається ґрунт комети. І хоч завдяки дистанційному спектроскопічному способу багато комет уже вивчено, дізнатися, що там насправді під поверхнею комети, не вдалося ще нікому. І сьогодні це перше таке дослідження.

- А які, на вашу думку, напрями в дослідженні комет є для НАСА пріоритетними?

- Вивчення комет триває вже досить довго: згадаймо 1986 рік, коли європейський сателіт "Джіотто" (Giotto) зробив знімок комети Галлея. 2005 року Національне аерокосмічне управлінняСША започаткувало проект "Глибокий удар" (Deep Impact). Він полягав у тому, що з супутника великий шмат металу (міді чи іншого відповідного матеріалу) розміром один кубометр вдарили об поверхню комети. Цей удар вибив з комети матеріал - пил, молекули й інші її складники. Таким чином змогли дистанційно - з супутника і з поверхні Землі - визначити, що ж міститься всередині цього космічного тіла. Плануються й інші проекти, які, сподіваємося, також будуть успішними. 2006 року супутнику НАСА "Стардаст" (Stardust) вдалося навіть схопити частинки, які піднялися з поверхні комети (Wild2).

Дослідження тривають. Багато залежить від того, що знайде "Розетта". Але комети завжди будуть дуже важливим об'єктом науки, бо вони є "свідками" нашого походження.

Сьогодні НАСА має велике зацікавлення й у дослідженні мертвих комет - астероїдів. На їхній поверхні вже не буде рідких складників, а здебільшого твердий матеріал - як каміння або метал. Тому йдеться навіть про те, щоб наші астронавти в майбутньому сіли не на Місяць, а на астероїд і спробували дослідити його поверхню.

Не забуваймо, що посадка на комету й астероїд відрізняється від посадки на Місяць чи якусь планету, де діє сила тяжіння, де гравітація утримує людину на поверхні. Малі космічні об'єкти мають слабку гравітацію, і це, власне, стало однією з проблем спускного апарата "Філе" - йому було важко втриматися на поверхні.

Клим Чурюмов і Теодор Костюк

- Які наступні кроки в роботі цього апарата?

- Розвиток проекту "Розетта" передбачає два етапи: головний супутник (зонд) постійно літає навколо комети і проводить дослідження у міру її наближення до Сонця, а "Філе" - це спускний апарат, що сів на її поверхню і передав дані на Землю. Однак він сів не зовсім так, як планували, і ми не знаємо, чи він продовжить свою роботу, бо батареї зонда вже розрядилися. Тепер науковці чекають, що, коли комета підлетить ближче до Сонця і зонд підзарядить свої сонячні батареї (а це станеться лише в серпні наступного року), він таки зможе поновити свою роботу. "Філе" літатиме разом з кометою і вивчатиме її стан у міру того, як та наближатиметься до Сонця.

Як я вже казав, коли комета підходить ближче до Сонця, заморожені складники її ґрунту нагріваються і переходять у інший стан. Вони створюють так звану кому (оболонку ядра комети) - сяючий хвіст, що складається з нейтральних молекул, таких як вода, метан, та різних складників амонію. Сонячне ультрафіолетове проміння фотохімічним способом розкладає ці молекули, перетворюючи їх на заряджені іони та підсилюючи сяйво навколо комети. Тому вона така яскрава, коли наближається до Землі й Сонця. А на віддалі - це як звичайний камінь. Хвіст комети - є результатом впливу сонячної плазми, бо Сонце також виділяє не лише світло, не лише фотони, а й заряджені частинки - так званий сонячний вітер. Хімічна реакція цього "вітру" зі складниками поверхні комети творять її хвіст, який іде в напрямку "сонячного вітру". Тому кожна комета має більший чи менший хвіст і сяйво навколо себе. І що ближче до Сонця, то вона яскравіша.

- Важливо, що саме тепер Україна так позитивно прозвучала у світовому науковому контексті.

- Так, правда, це могло б трапитися у значно кращий для України час... Але посадка на комету Чурюмова-Герасименко свідчить про те, що українські науковці досягли відчутних успіхів у світовій науці. І я як американський українець гордий за своїх українських колег. Не забуваймо, що цю комету кияни відкрили 1969 року - тоді ще не було такої техніки, як сьогодні. Це тепер уже не так складно знайти в Космосі нову комету, а тоді треба було справді мати талант, щоб зробити таке відкриття.

- До речі, чи мали ви нагоду спілкуватися з астрономами Світланою Герасименко і Климом Чурюмовим?

- Я особисто не знайомий зі Світланою Герасименко, лише знаю, що вона закінчила Київський університет, працювала в експедиціях в Алмати, де разом із Климом Чурюмовим спостерігала й відкрила цю комету (С.Герасименко - науковий співробітник Інституту астрофізики в Душанбе (Таджикистан). - А.В.). А з доктором Чурюмовимми знайомі вже багато років, не раз зустрічалися на різнихконференціях. Останній раз це було 2010 року в Києві. Доктор Чурюмов - дуже цікава людина: крім того, що він серйозний науковець, професор Астрономічної обсерваторії Київського національного університету, він має й іще один талант - пише дитячі книжки, в яких розповідає надзвичайно цікаві історії.