http://grani.ru/Society/Science/m.76488.html

Капсула с солнечным веществом врезалась в землю

Genesis. Иллюстрация с сайта NASA NASA сообщило о неудачном завершении уникального, пока что единственного в своем роде эксперимента, направленного на сбор образцов солнечного вещества, рассеянного в космическом пространстве. Они находились в спускаемой капсуле автоматического зонда Genesis, которая 8 сентября упала на территории военного полигона в американском штате Юта.

Составом солнечной материи живо интересуются астрономы многих специальностей, прежде всего планетологи и космохимики. Исследование солнечного вещества позволяет определить элементный состав первичного газопылевого облака, из которого свыше четырех с половиной миллиардов лет назад возникло наше светило, а вслед за ним и все планеты. Облачное вещество в своем первозданном виде сохранилось только во внешних слоях Солнца - в центральной зоне его композиция давно изменилась из-за термоядерных реакций. Ионизированные атомы солнечной атмосферы и потерянные ими электроны непрерывно "выдуваются" в окружающее пространство и движутся к границам планетной системы - это явление называется солнечным ветром.

В солнечной атмосфере рассеяны ионы практически всех элементов таблицы Менделеева, хотя в процентном отношении содержание подавляющего большинства из них невелико. В особенности ученых интересуют три изотопа кислорода с атомными весами 16, 17 и 18. Собственно говоря, получение точных данных о содержании этих изотопов в солнечном ветре и было основной целью запуска зонда Genesis. Genesis нес на себе 275 керамических плиток-ловушек, которые захватывали и удерживали эти ионы. В общей сложности в них должно было накопиться от 10 до 20 микрограммов "аутентичного" вещества солнечной короны, которое предстояло исследовать с помощью методов аналитической химии.

Надо сказать, что первые образцы солнечного вещества были доставлены на Землю свыше тридцати лет назад. Их собрали пилоты американских кораблей Apollo, которые, помимо прочего научного оборудования, установили на поверхности Луны несколько ловушек солнечного ветра. Дольше всего такая ловушка проработала в ходе экспедиции Apollo-16 - около 45 часов. Конечно, это время не идет ни в какое сравнение с продолжительностью сбора солнечных частиц во время полета зонда Genesis, которая составила 850 суток (не говоря уже о том, что на нем были установлены куда более совершенные коллекторы частиц). Так что благополучное завершение этого проекта стало бы очень серьезным успехом в исследовании космоса.

Схема с сайта NASA

Перед руководителями полета корабля Genesis стояли две весьма непростые задачи. Зонд надо было много месяцев продержать не слишком далеко от Земли, чтобы повысить вероятность его благополучного возвращения. С другой стороны, Genesis должен был находиться за пределами магнитосферы нашей планеты, которая возмущает движение частиц солнечного ветра (по этой причине его нельзя было просто запустить на околоземную траекторию). Эти проблемы удалось решить, направляя зонд в точку Лагранжа. Это название закреплено за точками устойчивости на орбитальной плоскости двух массивных объектов, вращающихся вокруг общего центра масс (в данном случае речь о Земле и Солнце), где тело с небольшой массой может все время оставаться в одном и том же положении по отношению к обоим своим партнерам. У планеты, которая, подобно Земле, вращается вокруг своей звезды по практически круговому пути, имеется пять таких точек (их еще называют точками либрации). Точки L1, L2 и L3 лежат на линии, соединяющей Землю и Солнце, а точки L4 и L5 расположены на земной орбите (причем угол, образованной каждой из них, а также Землей и Солнцем, составляет 60 градусов).

Точки Лагранжа. Схема с сайта NASA Легко видеть, что точка L1 являлась просто идеальным местом для размещения зонда Genesis. Она отделена от Земли всего полуторами миллионами километров, и солнечный ветер достигает ее в первую очередь, еще до того, как он обтекает нашу планету. Однако тут имеется своя трудность, и имя ей - неустойчивость. Даже если направить космический корабль строго в точку L1 и при этом придать ему скорость, направление и величина которой будут полностью соответствовать требованиям небесной механики, он сразу же начнет дрейфовать и быстро покинет заданную зону. Точно так же неустойчивы и точки L2 и L3, в то время как L4 и L5 этим дефектом не обладают (поэтому в аналогичных точках Юпитера скопились свыше двухсот астероидов, захваченных его тяготением). Удержать зонд в районе L1 можно было только с помощью регулярного включения корректировочных двигателей. Точнее, зонд находился не в самой точке L1, а вращался вокруг нее по круговым траекториям, успев в общей сложности сделать пять витков.

Как же проходил его полет? 8 августа 2001 г. ракета Delta 2, которая стартовала с мыса Канаверал, отправила Genesis в космическое пространство. 16 ноября он прибыл к точке L1 и уже 3 декабря открыл заслонки своих ловушек и начал сбор частиц солнечного ветра. 1 апреля нынешнего года коллекторы частиц были закрыты, а еще через три недели зонд вышел на возвратную траекторию. Двигаясь по ней, он прошел по краю лунной орбиты, сделал широкую петлю вокруг точки L2, а затем направился непосредственно к Земле, где и отстрелил 191-килограммовую дисковидную капсулу с коллекторами солнечного вещества. Незадолго до восьми вечера по московскому времени капсула вошла в земную атмосферу над Тихим океаном. Согласно первоначальному плану, на высоте 33 километров ее движение замедлял тормозной парашют, а на высоте 6,7 километра над капсулой раскрывался параплан, парашютирующее гибкое крыло. Предполагалось, что на высоте около трех километров капсулу подцепит вертолет-перехватчик, который затем доставит ее на расположенный неподалеку военный аэропорт Майкл, где образцы ожидали специалисты NASA. Однако тормозной парашют так и не раскрылся, в результате чего капсула врезалась в землю со скоростью свыше 160 километров в час. Пока не ясно, когда ее удастся извлечь на поверхность и в какой мере сохранились собранные образцы солнечной материи.

Источники: NASA, BBC, Reuters

09.09.2004 01:40

Алексей Левин (Вашингтон)

Полная версия

Статья