Как астероидная миссия Японии оказалась на грани провала

Неожиданное открытие на астероиде Рюгю может помешать зонду "Хаябуса-2" исполнить главную задачу миссии – "расстрелять" его поверхность при помощи драгоценных пуль, сбросить на нее "взрывпакет" и забрать пробы первичной материи Солнечной системы.

"Первые фотографии астероида в прямом смысле шокировали нас. Мы рассчитывали на то, что эти снимки помогут нам ускорить процедуру посадки и последующего забора грунта. В реальности все было наоборот – получив эти данные, мы поняли, что легко решить эту задачу не получится", — заявил Масаки Фуджимото (Masaki Fujimoto), один из руководителей миссии.
 

Фуджимото и другие руководители и члены научной команды "Хаябусы-2" подвели первые промежуточные итоги работы зонда у астероида Рюгю, выступая на очередной планетологической конференции DPS, проходившей в этом году в американском Ноксвилле.

Автоматическую станцию "Хаябуса-2" запустили в космос в декабре 2014 года для изучения и забора проб на астероиде Рюгю. Как надеются ученые, она привезет на Землю первые абсолютно чистые образцы первичной материи Солнечной системы. 

Японский аппарат достиг цели в начале июня и начал длительную процедуру торможения и сближения с астероидом. Получив первые снимки и данные по устройству поверхности и недр Рюгю, зонд начал готовиться к процедуре по забору грунта.  

Помимо этого, "Хаябуса-2" доставила к астероиду три спускаемых аппарата – два японских ровера MINERVA-II1, аналоги которых были отправлены к астероиду Итокава вместе с "Хаябусой-1", а также европейский аппарат MASCOT. Роботы Rover-1A и Rover-1B были успешно сброшены на поверхность Рюгю в конце сентября, а MASCOT – сел на астероид в начале октября.

Первые шаги по реализации главной задачи миссии, в том числе репетиция посадки "Хаябусы-2" на поверхность Рюгю, должны были начаться еще в начале октября этого года, однако JAXA, космическому агентству Японии, и ее партнерам пришлось сдвинуть эту дату "как минимум" на начало января.

Фуджимото и прочие участники миссии рассказали РИА Новости, с чем было связано это решение, и объяснили, почему зонд оказался в опасной ситуации.

"Когда мы отправляемся изучать что-то неизведанное, мы, как правило, опираемся на прошлый опыт. В данном случае, этот опыт сыграл с нами злую шутку – астероид Итокава, который мы изучали в рамках миссии "Хаябуса-1", оказался совсем не похож на Рюгю. Но выхода у нас нет, и нам придется как-то решить все непредвиденные проблемы", — продолжает Фуджимото.

Речь идет об одном из первых неожиданных открытий "Хаябусы-2" – когда зонд сблизился с астероидом, его первые фотографии указали на то, его поверхность в буквальном смысле усеяна огромным числом булыжников.

"Мы совершили огромную глупость. Сейчас, наверное, даже никто не сможет сказать, почему мы поверили в то, что поверхность Рюгю будет покрыта ровным слоем реголита, как на Итокаве. С другой стороны, эта ошибка вполне естественна, так как все остальные кометы и астероиды тоже похожи на Итокаву в этом отношении", — признает ученый.

Само по себе это не стало бы проблемой для зонда, однако дальнейшие наблюдения показали, что эти булыжники, чья высота разнится от нескольких десятков сантиметров до нескольких метров, были очень равномерно распределены по поверхности Рюгю. Никаких "ровных" участков, пригодных для посадки, астрономам не удалось найти. 

Почему зонду нужна ровная поверхность? Это связано с относительно необычной процедурой забора грунта, уникальной для "Хаябусы-1" и "Хаябусы-2". В отличие от ее американского конкурента, миссии OSIRIS-REx, японский аппарат не оснащен своеобразной "рукой"-черпаком, способной поднять куски космической гальки или грунта с поверхности астероида.

Вместо этого Фуджимото и его коллеги планируют сблизиться с поверхностью астероида на минимальное расстояние, после чего сбросить достаточно увесистый "взрывпакет" и выстрелить в его поверхность своеобразной "пулей" в момент касания. 

После этого зонд совершит еще одной виток вокруг Рюгю и соберет пыль и гальку, подброшенную в пространство над поверхностью астероида, при помощи специальной ловушки. Изначально ученые рассчитывали получить несколько десятков грамм реголита подобным образом, однако теперь ситуация выглядит не столь радужной.

По словам Луциллы Ле-Корр (Lucille Le Corre), одной из участниц миссии из Планетологического института в Тусоне (США), подобная особенность "Хаябусы-2", помноженная на булыжники Рюгю, радикально осложнила выбор места для посадки двух японских роверов и забора грунта. В конечном итоге им пришлось остановиться на трех компромиссных вариантах, точках L07, L08 и M04, расположенных у экватора астероида.

Несмотря на то, что в каждой из них есть несколько потенциально "чистых" уголков поверхности, каждый из этих стометровых "квадратов" содержал в себе несколько десятков достаточно крупных булыжников, способных осложнить жизнь "Хаябусе-2" во время подобных пролетов и "бомбардировки" поверхности Рюгю. 

 "По сути, у нас будет лишь одна попытка на то, чтобы получить пробы грунта из внутренних слоев астероида – на борту "Хаябусы-2" есть только один взрывпакет и присоединенная к нему 2,5-килограммовая медная "бомба", а также небольшое число танталовых пуль. Если что-то пойдет не так, других возможностей у нас не будет", — отметил Фуджимото.

Изначально, как отметил японский исследователь, ученые планировали сбросить бомбу в марте-апреле следующего года, и провести первые заборы грунта в конце октября нынешнего года, однако "сюрпризы" Рюгю, как выразился Фуджимото, заставил их пересмотреть этих планы.

Осторожность научной команды "Хаябусы-2", по словам Ле-Корр, связана с тем, что ученые пока не до конца понимают, как устроен астероид и почему на его поверхности присутствует столь большое число булыжников. Без этого понимания будет очень сложно предсказать, к каким последствиям приведет "обстрел" его поверхности при помощи пуль и "взрывпакетов".

"Пока у нас есть несколько теорий на этот счет, но уже полученные данные говорят о том, что Рюгю представляет собой не монолитное тело, а своеобразную "кучу" из множества крупных камней и других типов "природного" космического мусора. Она могла возникнуть в результате столкновения двух других объектов, состоявших из относительно рыхлой и непрочной материи", — объясняет планетолог. 

Как булыжники могли попасть на поверхность Рюгю? Как отметила Ле-Корр в беседе с корреспондентом РИА Новости,  этот процесс можно представить себе следующим образом. Если взять авоську, наполнить ее мелкими шариками и крупными булыжниками, а затем ее хорошо потрясти, то крупные камни окажутся на поверхности, а небольшие гранулы скопятся на дне сумки.

Если это так, то поверхность астероида может непрерывно обновляться, что следует учитывать при заборе проб. Сейчас научная команда "Хаябусы-2" проверяет подобные теории, сопоставляя фотографии астероида и спектроскопические данные с тем, что показывают результаты просчета компьютерных моделей Рюгю.
 

Помешает ли это посадке зонда и состоится ли она в принципе? Ральф Яуманн (Ralf Jaumann), руководитель проекта MASCOT из Немецкого космического агентства DLR, осторожно предположил, что столкновение с булыжниками может быть не столь катастрофичным для "Хаябусы-2", как может показаться изначально.

"Во время посадки на астероид, наш ровер столкнулся с одним из подобных булыжников и упал на бок. К счастью, ничего страшного не произошло – мы планировали, что нечто подобное может случиться, и это столкновение помогло нам провести еще один эксперимент, уточнивший свойства материи астероида", — отметил ученый.

По словам Яуманна, пилоты миссии очень хорошо знали, какой кинетической энергией обладал MASCOT во время этого "ДТП". Это позволило им вычислить плотность булыжника, опираясь на его фотографии, полученные уже после того, как ровер совершил следующий прыжок. 

Оказалось, что материя Рюгю была очень мягкой и пористой – по сути, столкновение робота с ним деформировало и частично разрушило камень, оставив на его поверхности огромную вмятину и не повредив сам аппарат. Как полагают ученые, аналогичная плотность характерна для всего астероида.

Так это или нет, планетологи надеются выяснить, анализируя 120 фотографий и данные, собранные MASCOT, а также новую информацию, которую будет передавать на "Хаябусу-2" один из двух японских роверов, продолжающий работать на поверхности Рюгю.

Как надеется Фуджимото, почти всех потенциальных проблем, связанных с булыжниками, удастся избежать, если пилотам и научной команде миссии удастся значительно повысить точность посадки и навигации. Часть этих мер уже была реализована.  

К примеру, сейчас японские специалисты работают над сужением размеров зоны посадки до круга диаметром в 20 метров. Точность позиционирования уже достигла отметки в 10,8 метра, чего, по словам планетолога, уже в принципе хватает для "прицельного" касания грунта. 

Вдобавок, вчера "Хаябуса-2" успешно сбросила на Рюгю специальные маячки, пластиковые сферы диаметром в 10 сантиметров, покрытые блестящей пленкой. Они помогут зонду вычислить его положение при посадке в зоне М04, которую сейчас специалисты JAXA считают самой безопасной и приоритетной.

"Мы планируем провести первое пробное касание поверхности Рюгю в январе следующего года. Пока у нас нет конкретных дат и планов по сбросу "взрывпакета" на астероид, но мы не отказываемся от этой идеи. Я надеюсь, что наша команда решит все проблемы и воспользуется этим уникальным шансом", — заключил Фуджимото.