В течение всего мая 2017 года Земля будет проходить сквозь метеорный поток эта-Акварид. Путешествие нашей планеты сквозь осколки, оставленные кометой Галлея, началось 19 апреля и завершится к 28 мая. Пик активности метеорного потока придётся на 5-6 мая: жители Южного полушария смогут насчитать в небе до 40 метеоров в час, Северного — не меньше 10. Лучше всего их будет видно в предрассветные часы, в Москве — около 4-х часов утра.
Радиант Акварид (область, которая, как кажется, является источником метеорного потока) находится в созвездии Водолея, от которого они и получили своё название. Водолей расположится в юго-восточной части неба, невысоко над горизонтом. Условной точкой, из которой полетят метеоры, станет звезда Эта.
Постоянная гостья
Эта-Аквариды — это осколки одной из самых известных комет — кометы Галлея, которая возвращается к Земле примерно каждые 76 лет. Периодичность её обращения впервые предсказал английский астроном Эдмунд Галлей. Сейчас комета находится далеко за пределами орбиты Нептуна. Она перемещается по вытянутой орбите, которая снова приведёт её к Земле в 2061 году.
- Wikimedia
Благодаря советскому аппарату «Вега» и европейскому «Джотто» учёные узнали, что происходит на поверхности кометы по мере приближения к Солнцу. Когда она становится ближе к светилу, с её поверхности испаряются вода, метан, азот и другие газы. Параллельно с этим в пространство выбрасываются частицы пыли. Мелкие фрагменты кометы остаются позади, а когда Земля проходит через этот участок орбиты кометы, жители планеты могут наблюдать так называемые звездопады.
На второй круг
Траектория кометы Галлея пролегает таким образом, что она дважды пересекает орбиту Земли. Таким образом, создаётся два метеорных потока. Аквариды — первый из них. Второй носит название Орионид, и их можно будет наблюдать в октябре. Радиант этого потока находится в созвездии Орион, близ яркой оранжевой звезды Бетельгейзе.
Запущенный в марте 2004 года, после 10 лет и 6,4 миллиардов километров пути, зонд Европейского космического агентства Rosetta прибыл в своq конечный пункт назначения – к комете Чурюмова-Герасименко.
Зонд Розетта (Rosetta) назван в честь Розеттского камня — выгравированного блока, который имел решающее значение в расшифровке египетских иероглифов. Ученые надеются, что наблюдения, выполненные космическим аппаратом, раскроют каким образом Солнечная система образовалась 4,5 миллиарда лет назад.
Траектория полета и анимация движения кометы
Кстати, на этой анимации, помимо кометы Чурюмова-Герасименко, можно посмотреть траектории таких комет как Вильда 2, Галлея и Виртанена.
Десятилетний путь к комете
Зонд Розетта несет небольшой 62-килограммовый спускаемый аппарат, названный Фила (Philae), в честь острова в реке Нил, где был найден Розеттский камень. В ноябре 2014 года посадочный модуль Фила покинет корабль и опустится на комету. Из-за низкой гравитации посадочный модуль вобьет в поверхность гарпун для фиксации себя на поверхности. Это будет первый раз, когда космический аппарат мягко сядет на поверхность кометы.
Ожидается что зонд, стоимостью 1,3 миллиарда евро, проработает до 2015 года.
Фотографии кометы Чурюмова-Герасименко
Текущие фотографии уже показали на удивление неправильную форму для 5 километровой кометы, которая, возможно, представляет собой объединение двух ледяных тел или результат неравномерного испарения ядра во время предыдущих облетов Солнца.
Кометы состоят из льда, пыли и пород, которые остались после формирования Солнечной системы.
Ядро кометы с расстояния 234 км
Как вы можете видеть из приведенного выше изображения навигационной камеры NavCam, ядро кометы 67P/Чурюмова-Герасименко неправильной формы и имеет размер 3,5 на 4 км — меньше, чем многие горы на Земле, а также намного меньше, чем оба спутника Марса, Фобос и Деймос. С расстояния 300 километров форма ядра отчетливо видна и хорошо заметны множество деталей на поверхности.
Ядро кометы состоит из двух долей, соединённых перешейком. Обе доли проявляют очень холмистый рельеф. Поверхность перешейка хорошо отражает свет и довольно гладкая, возможно, это свежий лед, но требуется более детальные исследования, чтобы выяснить природу этого яркого материала.
Вращение ядра кометы 67P/Чурюмова-Герасименко медленное, на один оборот вокруг своей оси уходит 12 часов и 36 минут.
Вращение зонда вокруг кометы
На протяжении всего августа и сентября 2014 года зонд будет приближаться к комете, сокращая расстояние до 70 километров. Планируется что в октябре 2014 года Розетта приблизится менее чем на 5 км от поверхности кометы, чтобы найти подходящее место для посадки модуля Фила.
Посадка модуля Фила
11 ноября 2014 года, посадочный модуль отделится от космического корабля Розетта и направится к комете. Дата может слегка варьировать, в связи с поиском подходящего места посадки.
Сразу же после приземления, из зонда выстрелит гарпун в поверхность для надежного закрепления на поверхности кометы. Поверхностная гравитация чрезвычайно слаба и посадочный модуль может легко улететь в космос. Зонд Фила, как ожидается, проработает в течение семи дней, возможно и дольше. Модуль передаст панорамы поверхности, произведет отбор проб материала, пробуренных с поверхности и измерит состав газов. Также будет произведен замер количества тяжелой воды (вода у которой вместо обычного водорода его изотоп Дейтерий называется тяжелой) — по отношению к обычной воде.
Модуль Philae на поверхности
Одна из целей модуля Фила это подтверждение или опровержение гипотезы о том, что вся вода на Земле появилась в результате бомбардировки планеты кометами. Соотношение обычной воды и тяжелой могут дать ответ на этот вопрос.
Еще одним приоритетом исследования является проверки наличия органических соединений и есть ли на комете простейшие ингредиенты для жизни?
Будущее миссии
После того, как посадочный модуль перестанет работать, Розетта будет продолжать исследование кометы, поскольку она продолжит приближаться к Солнцу, которое согревает ее поверхность и увеличивает испарение с ее поверхности, вследствие чего расширяется ее кома.
13 августа 2015 года комета Чурюмова-Герасименко достигнет перигелия — своей ближайшей точки к Солнцу на минимальное расстояние 1,29 а.е. что в 1,29 раза больше чем от Земли до Солнца.
При приближении к перигелию маневры Розетты будут иметь решающее значение для продления жизни корабля, т.к. частицы льда, пыли и остального испаряющегося материала с поверхности вполне могут повредить корабль или его огромные солнечные батареи. Основные цели миссии, как ожидается, будут завершены задолго до перигелия.
Если Розетта переживет перигелий, то это уникальная возможность для наблюдения за кометой при ее отдалении от Солнца.
К этому моменту, однако, бортовые запасы топлива будут весьма скудны и солнечные батареи, скорее всего, будут частично повреждены и не смогут вырабатывать максимальное количество тока.
Дальнейшая судьба корабля
Ученые могут попытаться посадить космический корабль Розетта на комету, в сентябре или октябре 2015 года, в другом месте, нежели модуль Фила, чтобы полученные изображения и другие данные дали полную картину. В отличие Фила, Розетта не была разработана для приземления (или “прикомечивания”), но может пережить очень мягкую посадку.
"Хвостатые звёзды", так в древности называли кометы. В переводе с греческого слово "комета" означает "волосатая". И действительно, эти космические тела имеют длинный шлейф или "хвост". Причём он всегда повёрнут от Солнца , независимо от траектории движения. Виноват в этом солнечный ветер, который отклоняет шлейф в сторону от светила.
Комета Галлея принадлежит как раз к компании "волосатых" космических тел. Является она короткопериодической, то есть регулярно возвращается к Солнцу менее чем через 200 лет. А точнее, её можно лицезреть в ночном небе через каждые 76 лет. Но данная цифра не является абсолютной. За счёт воздействия планет траектория движения может меняться, а погрешность из-за этого составляет 5 лет. Срок довольно приличный, особенно если ждать космическую красавицу с нетерпением.
Последний раз её видели в небе Земли в 1986 году. До этого она радовала землян своей красотой в 1910 году. Следующий визит намечается на 2062 год. Но капризная путешественница может появиться и на год раньше или запоздать лет на пять. Чем же так знаменито это космическое тело, состоящее из замёрзшего газа и вкраплённых в него твёрдых частиц?
Здесь в первую очередь надо отметить, что ледяная визитёрша известна людям уже более 2 тыс. лет. Первое её наблюдение датируется 240 годом до н. э . Совсем не исключено, что кто-то видел это светящееся тело и раньше, просто данных об этом не сохранилось. После же указанной даты её наблюдали в небе 30 раз. Таким образом, судьба космической странницы неразрывно связана с человеческой цивилизацией.
Далее следует сказать, что это первая из всех комет, у которой была рассчитана эллиптическая орбита и определена периодичность возвращения к матушке Земле. Обязано человечество этим английскому астроному Эдмунду Галлею (1656-1742). Именно он составил самый первый каталог орбит комет, периодически появляющихся в ночном небе. При этом им было замечено, что у 3-х комет пути движения полностью совпадают. Видели этих путешественниц в 1531, 1607 и 1682 годах. Англичанину пришла в голову мысль, что это одна и та же комета. Вокруг Солнца она обращается с периодом, равным 75-76 годам.
На основании этого Эдмунд Галлей предположил, что яркий объект появится в ночном небе в 1758 году. Сам учёный до этой даты не дожил, хотя и прожил 85 лет. Зато стремительную путешественницу увидел 25 декабря 1758 года немецкий астроном Иоганн Палич. А к марту 1759 года эту комету уже видели десятки астрономов. Таким образом, прогнозы Галлея в точности подтвердились, а систематически возвращающуюся гостью назвали его именем в том же 1759 году.
Что же представляет собой комета Галлея ? Возраст её лежит в диапазоне от 20 до 200 тыс. лет. Вернее, это даже не возраст, а движение по существующей орбите. Раньше она могла быть другой из-за воздействия гравитационных сил планет и Солнца.
Ядро космической путешественницы по форме напоминает картофелину и имеет небольшие размеры . Они составляют 15×8 км. Плотность равна 600 кг/м 3 , а масса доходит до 2,2×10 14 кг. Состоит ядро из метана, азота, воды, углерода и других скованных космическим холодом газов. В лёд вкраплены твёрдые частицы. В основном это силикаты, из которых на 95% состоят горные породы.
Приближаясь к светилу, этот огромный "космический снежок" нагревается. В результате этого начинается процесс испарения газов. Вокруг кометы образуется туманное облако, которое называется комой . В диаметре оно может достигать 100 тыс. км.
Чем ближе к Солнцу, тем кома становится длиннее. У неё появляется хвост, который растягивается на несколько млн. км. Происходит это из-за того, что солнечный ветер, выбивая из комы частицы газа, отбрасывает их далеко назад. Кроме газового хвоста существует ещё и пылевой. Он рассеивает солнечный свет, поэтому в небе выглядит как длинная дымчатая полоса.
Светящуюся путешественницу уже можно различить на расстоянии 11 а. е. от светила. Её прекрасно видно в небе, когда до Солнца остаётся 2 а. е. Она огибает пышущую жаром звезду и возвращается обратно. Мимо Земли комета Галлея пролетает со скоростью примерно 70 км/с . Постепенно, по мере удаления от звезды, свет её становится всё более тусклым, а затем сияющая красавица превращается в комок газа и пыли и исчезает из поля зрения. Следующее её появление приходится ждать 70 с лишним лет. Поэтому астрономы могут увидеть космическую странницу лишь один раз в жизни.
Она улетает далеко-далеко и исчезает в облаке Оорта. Это непроницаемая космическая бездна на краю Солнечной системы . Именно там и рождаются кометы, а затем начинают путешествовать между планет. Они устремляются к светилу, огибают его и несутся обратно. Наша героиня является одной из них. Но в отличии от других космических тел она землянам ближе и роднее. Ведь её знакомство с людьми продолжается уже более 2-х десятков столетий.
Александр Щербаков
Согласно законам механики, движение тела под действием гравитационного притяжения к другому телу - к Солнцу - происходит по одному из конических сечений - окружности, эллипсу, параболе или гиперболе. Коническими сечениями они названы не случайно: еще древние греки знали, что если плоскостью рассечь круговой конус перпендикулярно его оси, то получится круг; под небольшими углами к оси - эллипсы; параллельно образующей конуса - парабола, а далее, с уменьшением угла между плоскостью и ось конуса будем получать гиперболы. Не случайно слова эллипс, парабола и гипербола имеют греческое происхождение. Любопытства ради заметим, что возможны еще два конических сечения, также представляющих поведение тела в поле тяготения: это прямая линия и точка.
В уравнениях движения за форму орбиты отвечает эксцентриситет (е ), физический смысл которого в том, что он указывает отношение кинетической энергии тела к его потенциальной энергии в гравитационном поле Солнца. Если е <1, тело не может преодолеть притяжение Солнца и движется вокруг него по замкнутой орбите - эллипсу или, в частном случае, окружности. При е ?1 орбита разомкнута; это гипербола или, в частном случае, парабола. К сожалению, в небесной механике столь изящное решение имеет только задача двух тел, например, Солнце + планета. При взаимодействии трех и более тел простого аналитического выражения для их орбит не существует.
К счастью, Солнце гораздо массивнее любой планеты ; поэтому каждая из них движется почти по эллиптической орбите, пока не испытает тесного сближения с другой планетой. За миллиарды лет эволюции более или менее массивные члены Солнечной системы «разобрались» друг с другом и устроились на почти круговых орбитах, гарантирующих отсутствие тесных сближений. Большинство малых тел - астероидов, обитающих между орбитами больших планет, пытаясь избежать их влияния, также устроились на стабильных эллиптических орбитах, поэтому их движение вполне предсказуемо (для надежного расчета такой орбиты достаточно измерить небесные координаты тела всего в трех точках его траектории).
С кометами дело обстоит сложнее. По своему статусу - «хвостатое светило» - они должны большую часть жизни проводить в холодных провинциях Солнечной системы (чтобы сохранить летучие элементы), изредка приближаясь к Солнцу (чтобы согреться и показать хвост). Поэтому они вынуждены пересекать орбиты планет и подвергаться их влиянию. В пределах планетной системы ни одна комета не движется по идеальному коническому сечению, поскольку гравитационное воздействие планет постоянно искажает ее «правильную» траекторию.
Кометы делят на два основных класса в зависимости от периода их обращения вокруг Солнца: короткопериодические имеют период менее 200 лет, долгопериодические - более 200 лет. В конце XX в. наблюдалась очень яркая долгопериодическая комета Хейла-Боппа, которая впервые за исторический период появилась в окрестности Солнца. Уже обнаружено около 700 долгопериодических комет. Их эллиптические орбиты настолько вытянуты, что почти не отличимы от парабол, поэтому такие кометы еще называют параболическими. Из них около 30 имеют очень малые перигелийные расстояния, отчего их иногда называются «царапающими Солнце». В отличие от планет и большинства астероидов, орбиты которых лежат вблизи эклиптики, а обращение происходит в одном («прямом») направлении, орбиты долгопериодических комет наклонены к плоскости эклиптики под всевозможными углами, а обращение происходит как в прямом, так и в обратном направлениях.
Короткопериодических комет сейчас известно более 200. Как правило, их орбиты расположены близко к плоскости эклиптики. Все короткопериодические кометы являются членами кометно-планетных семейств. Крупнейшее семейство принадлежит Юпитеру: около 150 комет с афелийными расстояниями (т.е. наибольшим удалением от Солнца) близкими к большой полуоси орбиты Юпитера (5,2 а.е). Их периоды обращения заключены в пределах 3,3-20 лет. Из них часто наблюдаются кометы Энке, Темпеля-2, Понса-Виннеке, Фая.
У других планет кометные семейства не так богаты: известно около 20 комет семейства Сатурна (Тутля, Неуймина-1, Ван Бисбрука, Гейла и др. с периодами 10-20 лет), несколько комет семейства Урана (Кроммелина, Темпеля-Тутля и др. с периодами 28-40 лет) и около 10-ти из семейства Нептуна (Галлея, Ольберса, Понса-Брукса и др. с периодами 58-120 лет). Считается, что все эти короткопериодические кометы вначале были долгопериодическими, но под действием гравитационного влияния больших планет постепенно перешли на орбиты, связанные с соответствующими планетами и стали членами их кометных семейств. Большая численность кометного семейства Юпитера, разумеется, есть следствие огромной массы этой планеты , оказывающей значительно большее гравитационное влияние на движение комет, чем любая другая планета.
Из всех короткопериодических комет наименьший период обращения у кометы Энке из семейства Юпитера: 3,3 года. Эта комета наблюдалась максимальное число раз при сближениях с Солнцем: около 60 раз за два столетия. Но самой известной в истории человечества является комета Галлея из семейства Нептуна. Имеются записи о ее наблюдениях начиная с 467 г. до н.э. За это время она проходила близ Солнца 32 раза, имея средний период обращения 76,08 лет.
Мини-кометы. Как уже было сказано, за последние годы обнаружено более 4000 астероидов, сближающихся с Землей. По оценкам, общее количество таких тел размером более 100 м. может достигать 140000. Но оказалось, что не только астероиды опасно сближаются с Землей. В последнее время вблизи Земли обнаружены так называемые мини-кометы. По каким траекториям они движутся, пока неизвестно, но их орбиты, вероятно, должны быть похожими на орбиты метеорных и болидных потоков (Леонид, Персеид, Акварид, Драконид и других, известных как потоки «падающих звезд»), пересекающихся с земной орбитой в разное время года. Ведь большинство метеорных потоков, как уже твердо установлено, образовалось при распаде кометных ядер.
Попадания мини-комет в нашу планету, по-видимому, уже наблюдались: с помощью наземных телескопов и снимков со спутника «Полар» в земной стратосфере были обнаружены вспышки, предположительно вызванные падением небольших (около 10 м. в диаметре) объектов ледяного состава.
| <<< Назад
|
Вперед >>>
|
Комета 67P/ Чурюмова-Герасименко стала частым гостем в сообщениях средств массовой информации после 2003 года, когда было принято решение именно к ней направить аппарат «Розетта» со спускаемым модулем «Филы». Целью без преувеличения грандиозного проекта была посадка аппарата на объект и изучение его характеристик. Сегодня, в апреле 2015 года, уже можно сказать, что миссия была успешно выполнена. А предшествовала этому объемная работа как по созданию так и по изучению кометы.
Открытие
Комета Чурюмова-Герасименко, траектория, размеры и иные ее параметры, были неплохо изучены еще до выбора ее в качестве объекта миссии «Розетта». Днем открытия этого считается 23 октября 1969. Первые снимки кометы Чурюмова-Герасименко, однако, были получены чуть раньше, 11-го числа. Тогда будущие первооткрыватели Светлана Герасименко и Клим Чурюмов в составе группы астрономов Киевского государственного университета наблюдали за движением комет в небе над окрестностями Алма-Аты.
11 октября Светлана Герасименко сделала снимок кометы Комас-Сола, на котором оказалось странное пятнышко, предположительно, брак фотопластинки. Однако спустя некоторое время уже Клим Чурюмов, изучая этот и другие снимки с данного участка неба, обнаружил, что пятнышко присутствует на всех и заметно смещается на фоне звезд. Фотографии были отправлены в Кембридж Брайану Марсдену, который рассчитал орбиту новой кометы. Назвали ее в честь первооткрывателей. В научных публикациях космическое тело обозначается как комета 67P/ Чурюмова-Герасименко.
Характеристики полета
Как выяснилось, открытое космическое тело представляет собой короткопериодическую комету. Это не делает его уникальным: в Солнечной системе больше ста объектов такого же типа, как комета Чурюмова-Герасименко. Траектория полета ее такова, что перигелий орбиты (место наименьшего расстояния до Солнца) расположен между орбитами Марса и Земли, а афелий (место наибольшего расстояния до Солнца) - за орбитой газового гиганта Юпитера. Период обращения составляет чуть меньше, чем 6,6 лет.
Соседство с такой большой планетой, как Юпитер, ни для кого не проходит даром. Не исключение и комета Чурюмова-Герасименко. Траектория ее полета постоянно подвергалась воздействию гравитации гиганта. По расчетам ученых некоторое время назад один оборот этого космического тела вокруг Солнца занимал примерно на три года больше, но за 10 лет до своего открытия комета слишком сильно сблизилась с Юпитером. Результатом стало уменьшение периода вращения.
Объект миссии
Если вернуться к зонду «Розетта», то комета 67P стала целью проекта по нескольким причинам:
- со времени открытия прошло 40 лет, в течение которых за объектом велось постоянное наблюдение: астрономы хорошо знают ее орбиту и могут предугадать практически любые возможные влияния на нее;
- орбита кометы отклонена от плоскости эклиптики всего на 7°, что означает отсутствие необходимости в дополнительном для поднятия космического аппарата над эклиптикой.
Тем не менее комета Чурюмова-Герасименко, размеры, орбита и прочие характеристики которой отлично подходят для подобной миссии, не была первым кандидатом. Изначально зонд должен был отправиться к комете Виртанена, схожей по своим параметрам с 67P. Ситуация изменилась из-за отказа двигателя ракеты-носителя «Арион-5». Планируемый старт пришлось перенести, и благоприятный момент запуска был упущен. В этот момент и оказалось, что примерно через год можно будет направить «Розетту» к другому объекту - комете Чурюмова-Герасименко.
Долгие 10 лет
Зонд «Розетта» должен был зайти в хвост к комете, предварительно сравняв с ней скорость, стать ее спутником, определить возможное место посадки и опустить на него модуль «Филы». Для того чтобы все это произошло, аппарату пришлось в течение 10 лет кружить по Солнечной системе. Во время своего путешествия «Розетта» сфотографировала Марс и Землю в нескольких ракурсах, неоднократно пересекла и повстречалась с двумя его представителями, также засняв их. Кроме того, во время сближения «Розетта» сделала снимки кометы Чурюмова-Герасименко, которые помогли уточнить ее форму. Оказалось, что 67P визуально делится на две части, соединенные достаточно узким перешейком. В статьях о 67P можно встретить упоминание о на которого формой походит комета Чурюмова-Герасименко. Размеры «головы», меньшей части, 2,5×2,5×2,0 км, «туловища» - 4,1×3,2×1,3 км.
Миссия выполнима
Если не вдаваться в подробности, можно сказать, что первая в высадка космического аппарата на поверхность кометы прошла в целом удачно. Модуль «Филы» приземлился не совсем там, где планировалось, и довольно скоро исчерпал запасы энергии, однако смог передать на Землю массу информации.
Комета Чурюмова-Герасименко, фото поверхности которой «Филы» передавал еще в процессе посадки, очень многое «вытерпела» от аппарата: ее простукивали, бурили, просвечивали и так далее. Исследователи получили данные о составе, рельефе, гравитации. Ценны эти сведения еще и потому, что комета имеет такой же возраст, как и Солнечная система, а значит, может раскрыть некоторые тайны ее формирования.
Коротко о результатах
Комета Чурюмова-Герасименко, фото ландшафта которой помогли составить карту поверхности, была поделена на зоны согласно особенностям рельефа. Среди образований, напоминающих скалы и дюны, были обнаружены трехметровые холмы, часто встречающиеся на всей поверхности. Предположительно они характерны и для других комет.
Во время исследования было обнаружено, что плотность вещества кометы в два раза меньше этого показателя у воды. Также ученым удалось установить соотношение органических соединений и молекул воды. Первых оказалось больше, что отличается от предположения исследователей. Эти данные заставили пересмотреть гипотезу о происхождении кометы: считалось, что она сформировалась в окрестностях Юпитера. Новые данные убедительно свидетельствуют, что комета прибыла из более удаленного участка Солнечной системы, из пояса Койпера.
Комета Чурюмова-Герасименко, траектория и особенности которой подошли для грандиозного проекта «Розетта», раскрыла еще не все свои тайны. Аппарат, доставивший «Филы», все еще сопровождает ее и по-прежнему передает данные. А потому вполне возможно, что в скором времени мы узнаем о 67P много нового.