Владимир Гетман - Внуки Солнца
Кроме того, было принято решение исследовать комету не только всеми возможными на Земле средствами, но и направить к комете космические аппараты.
Вы, конечно, понимаете, что любой космический эксперимент — задача во всех звеньях чрезвычайно сложная. Это касается разработки проекта, конструирования аппарата и различных приспособлений, создания специальной научной аппаратуры, управления полетом, передачи информации на Землю и многого другого.
До сих пор космические миссии направлялись только к очень крупным телам Солнечной системы: к Луне, планетам Венере, Марсу, Юпитеру, Сатурну. Кометы же очень резко отличаются от них и своими размерами, и строением вещества.
Главная задача, которую предполагалось решить с помощью космических миссий к комете Галлея, — это исследовать ее ядро и околоядерную область. Для этого надо было, чтобы аппарат прошел достаточно близко от ядра. Он должен был «найти» комету, навести на нее необходимые приборы, произвести исследования и передать результаты на Землю. Задача осложнялась еще и тем, что скорость, с которой космический аппарат и комета должны пролететь друг относительно друга, должна быть фантастической: 80 километров в секунду! Итак, всю исследовательскую программу надо выполнить без сучка и задоринки за несколько минут.
Конечно, предприятие было рискованное. Ученые должны были дать гарантию, что эти несколько минут будут плодотворными и что подготовка, на которую уйдут годы, будет оправдана.
Но посудите сами, как нелегко дать такую гарантию! Надо исключительно точно рассчитать траекторию полета космического аппарата, чтобы он, пролетев больше сотни миллионов километров, оказался в данное время в данной точке пространства. Не раньше и не позже. Именно в этом месте и ни в каком другом. Вот уж поистине, место встречи изменить нельзя!
При подлете к комете аппарат должен так сориентироваться, чтобы исследовать именно комету, а не какой-либо другой участок космического пространства. Мало того, все приборы должны быть в полном рабочем состоянии, несмотря на беспрецедентный космический полет, с оптических приборов должны автоматически сняться защитные крышки, телекамеры должны увидеть именно кометное ядро, а полученная многообразная информация должна поступить именно на Землю, а не в какую-нибудь другую область Солнечной системы.
Мы не имеем возможности поведать о тех горячих дискуссиях, которые предшествовали разработке уникального проекта. Достаточно сказать, что в такой развитой в научном и техническом отношении стране как США ученым так и не удалось добиться осуществления очень интересного проекта космического исследования знаменитой кометы. В 1981 году, когда американские ученые еще надеялись на то, что их правительство выделит средства на мирный научный эксперимент, они через крупный астрономический журнал обратились к населению страны с просьбой организовать добровольный сбор средств в поддержку космического эксперимента. Ученые подчеркивали, что если эксперимент не состоится, то следующая возможность исследовать комету Галлея представится лишь в 2061 году! Конгресс США достаточно долго дебатировал этот вопрос, но эксперимент так и не был финансирован.
В конце концов реальными оказались пять миссий: две советские «Вега-1» и «Вега-2», «Джотто», осуществленная на средства нескольких западноевропейских стран, и две маленькие японские станции «Суисей» и «Сакигаке».
Организатором и руководителем советского проекта стал академик Р. 3. Сагдеев. Проект получил название «Вега» (сокращенно от «Венера — Галлей»). Как видно из названия, объектом исследования была не только комета Галлея, но и планета Венера.
Проект предполагал три этапа исследований:
1) многостороннее изучение атмосферы и поверхности Венеры с помощью специальных аппаратов, осуществляющих автоматическую посадку на далекую планету;
2) детальное изучение закономерностей перемещения атмосферных масс Венеры с помощью аэростатов, запущенных с космического аппарата;
3) пролет мимо ядра кометы Галлея.
Именно этот третий этап был наиболее сложным, ответственным и необычным. Аналогов такому эксперименту в истории космических исследований еще не было.
В подготовке к эксперименту принимали, активное участие ученые нескольких стран. Так, специальную поворотную платформу, на которой размещались оптические приборы, разработали советские и чехословацкие специалисты, уникальный прибор для ориентации платформы на исследуемый объект разработан советскими, венгерскими и французскими учеными. Специальный прибор для измерения температуры ядра был изготовлен во Франции. Прибор для получения спектров излучения впутренних областей головы кометы совместно разрабатывали и изготовили советские, болгарские и французские специалисты.
Кроме того, активное участие на различных стадиях разработки проекта принимали ученые из Австрии, ГДР, Польши, ФРГ.
15 декабря 1984 года автоматическая межпланетная станция «Вега-1» отправилась с космодрома Байконур в далекое путешествие. Ровно через шесть дней стартовала и «Вега-2». Их путь лежал к «сестре» Земли — планете Венера.
Лишь в июне 1985 года обе «Веги» достигли Венеры и выполнили серию необходимых экспериментов. Затем, совершив сложный маневр, станции направились к месту встречи с кометой Галлея.
Как уже говорилось, основной задачей станций было исследование ядра кометы. Поскольку скорость полета была очень большой, решено было осуществить пролет мимо ядра кометы обеих станций на расстоянии около 10 000 километров. Подходить ближе было опасно, так как ядро окружено облаком пыли. Пылинки, ударяясь со скоростью 80 километров в секунду о различные части исследовательских приборов, могли вывести эти приборы из строя еще до подлета к ядру. Так и случилось с одной из зарубежных станций, пролетевшей значительно ближе к ядру.
6 марта 1986 года станция «Вега-1» прошла мимо ядра кометы Галлея на расстоянии 8900 километров, а 9 марта «Вега-2» прошла на расстоянии 8000 километров.
Можно представить себе, какое волнение испытывали создатели проекта, когда 6 марта 1986 года наступило мгновение пролета «Веги-1» мимо ядра кометы. Ведь сигнал со станции из-за огромного расстояния поступил не сразу, а лишь через несколько минут. Эти минуты ожидания стоили, наверное, создателям не меньше, чем долгие месяцы полета.
Наконец на специальных телеэкранах появилось изображение: анализ эксперимента века начался.
Какое оно — ядро?
Даже сейчас, через многие месяцы, обработка данных, полученных в результате космического эксперимента и наземных наблюдений, продолжается. Пока можно обсуждать лишь предварительные результаты.
Прежде всего можно сказать, что ядро кометы — это монолитное тело вытянутой формы, имеющее длину около 18, ширину около 12 и толщину около 8 километров. По виду оно похоже на большую картофелину. Поверхность ядра — черного цвета и напоминает хлебную корку.
Ежесуточно ядро выбрасывает из своих недр несколько миллионов тонн водяного пара и газов и около миллиона тонн пыли. Это говорит о том, что корка имеет пористое строение, а внутри ядра содержится большое количество льда. Под воздействием солнечного излучения лед под коркой нагревается и испаряется через поры. При этом очень часто водяного пара скапливается так много, что он разрывает плотную корку и устремляется наружу. Проявление таких «кометных вулканов» было неоднократно зарегистрировано и при наблюдениях с Земли. После каждого извержения «рана» быстро зарастала новой коркой.
Рис. 11. Отрыв плазменного хвоста кометы Галлея (снимок получен С. И. Герасименко на 40-сантиметровом астрографе Цейса в Гиссарской обсерватории 6 января 1986 г.)
Благодаря космическому эксперименту ученые впервые увидели кометное ядро, которое оказалось очень похожим на спутники Марса Фобос и Деймос, а также на малые спутники Сатурна и Урана. А это свидетельствует о том, что на заре формирования Солнечной системы кометные ядра могли образовываться в сравнительной близости от Солнца приблизительно в районе между орбитами планет-гигантов Юпитера и Нептуна. В дальнейшем ядра будущих комет могли быть выброшены гравитационным полем планет на окраины Солнечной системы. Как уже отмечалось, космический эксперимент успешно дополняли разносторонние наземные наблюдения и наблюдения с искусственных спутников Земли (рис. 11).
Рис. 12. Башня 1-метрового телескопа Цейса высокогорной обсерватории Санглок Института астрофизики АН ТаджССР
Так, советская астрофизическая станция «Астрон», которая уже пять лет несет научную вахту в космосе, вела систематические наблюдения кометы Галлея почти восемь месяцев с декабря 1985 года по июль 1986 года. При этом был исследован газовый состав головы кометы, сфотографировано несколько сотен спектров, был получен ответ на вопрос, как быстро теряет свою массу кометное ядро в зависимости от расстояния до Солнца. Оказалось, что каждый раз, когда комета сближается с Солнцем (через каждые 75 лет), ядро кометы теряет 370 миллионов тонн своей массы. Это не так уж много, если учесть, что по современным оценкам масса ядра кометы Галлея составляет примерно 10 миллиардов тонн.
