МЕДАЛЬНЫЙ ЗАЧЕТ
1
США
46
37
38
121
2
Великобритания
27
23
17
67
3
Китай
26
18
26
70
4
Россия
19
18
19
56

Не мягкая, но пушистая комета

Ученые не смогли пробурить комету Чурюмова--Герасименко до ядра из-за поломки молотка

Николай Подорванюк, Владимир Корягин 16.11.2014, 00:59
Комета Чурюмова-Герасименко: изображение с зонда «Розетта», полученное несколько месяцев... ESA
Комета Чурюмова-Герасименко: изображение с зонда «Розетта», полученное несколько месяцев назад

Первое в истории человечества бурение ядра кометы оказалось не таким удачным: пройдя пушистую поверхность кометы, молоток и пенетратор наткнулись на что-то твердое и сломались. Но даже это важнейшее открытие, считают ученые, которые решили рассказать подробнее о тех данных, которые зонд «Филы» из последних сил — зарядов батареи — передавал на Землю. Осталось дождаться результатов с прибора SD2 — бура, который, по предварительной информации, справился со своей задачей.

Пока различные СМИ спекулировали на том, что зонд «Филы» якобы вышел на связь, их коллеги и вовсе распространяли «уникальную» информацию о полученных с кометы Чурюмова--Герасименко данных. Это вынудило ученых немного рассказать, что же им на самом деле удалось узнать. Так, оставшийся неизвестным исследователь выдал в твиттере инструмента MUPUS несколько десятков твитов, посвященных данным с зонда «Филы», предварительно уточнив, что он пишет их из немецкого поезда, и добавив, что это не «утечка информации», а действие, согласованное с руководителем эксперимента и со всей научной группой. Вероятно, что последующая информация будет появляться уже в очень скудном объеме в преддверии статей, которые наверняка последуют в таких популярных научных журналах, как Science и Nature.

«Филы» в пепле от сигары

«Термальный детектор неплохо поработал. Он увидел перед собой холодную отвесную стену», — в первую очередь написали исследователи.

Им удалось получить с кометы Чурюмова--Герасименко четкий температурный сигнал, который был обработан.

Так, в течение местных суток исследователи зафиксировали резкое нагревание этой самой «стены», а когда прямое попадание солнечных лучей прекратилось, — резкое охлаждение.

Эту суточную волну нагревания зафиксировал не только инструмент, но и гарпуны под «Филами», а также солнечные панели.

Кроме того, ученые утверждают, что комета обладает низкой теплопроводностью и пушистой структурой поверхности.

«Отвечая на вопросы о пушистой структуре, вынуждены поспекулировать. Скорее всего, это крошечные зерна минералов и органики, напоминающие сигарный пепел», — пишут они.

Наконец, исследователи рассказали, что время нагрева совпадало со временем подзарядки солнечных батарей. Помимо этого они уточнили, что пенетратор, который не включали с 2002 года, отработал в штатном режиме.

Что-то твердое под пушистостью

При извлечении пенетратора ученые зафиксировали, что он серьезно охладился. Они связывают это с тем, что к инструменту что-то прикрепилось. Кроме того, посредством инструментов удалось изменить положение зонда «Филы» относительно поверхности кометы.

В целом же первое в истории человечества бурение ядра кометы оказалось не таким удачным, как казалось ночью.

«Бурение началось в самом слабом из трех имеющихся режимов, поскольку мы ожидали, что поверхность кометы мягкая и пушистая», — пишут исследователи. По их словам, из этого ничего не вышло и молоток, бьющий по пенетратору, переключили во второй по мощности режим. Когда и эта попытка не увенчалась успехом, ученым пришлось включить самый мощный режим. И тогда попытка вновь не удалась!

«Тут нам пришлось включить «секретный режим», который мы называем бешеным.

По-настоящему гениальный разработчик инструмента Ежи Григорщук всегда советовал быть аккуратными с этим режимом. И... Семь минут работы, и молоток сломался. Ежи был прав. А мы были в отчаянии — взвинченные и наказанные», — сообщили ученые.

Таким образом, бурение ядра кометы не состоялось и достоверно узнать о том, что же у нее внутри, не представляется возможным.

Схема работы прибора MUPUS: отбойный молоток бьет по пенетратору // Jerzy Grygorczuk, Marek... Jerzy Grygorczuk, Marek Banaszkiewicz, Karol Seweryn, and Tilman Spohn, Journal of telecommunications and information technology
Схема работы прибора MUPUS: отбойный молоток бьет по пенетратору // Jerzy Grygorczuk, Marek Banaszkiewicz, Karol Seweryn, and Tilman Spohn, Journal of telecommunications and information technology

«Потеря данных под поверхностью — это грустно. Обнаружение очень твердой коры — это великое открытие, которое орбитер не смог бы сделать», — отметили ученые.

По их словам, прочность поверхности, в которую уперся отбойный молоток, составила больше 2 мегапаскалей (МПа). В качестве сравнения исследователи привели показатели для песчаника (от 5 до 15 МПа) и для гранита (от 5 до 20 МПа). Возможно, из-за твердой корки зонд «Филы» и не смог закрепиться на гарпунах, хотя они, по словам ученых, были разработан для работы и с более твердой поверхностью (прочностью 8–10 МПа).

«Хотим прояснить: MUPUS все сделал отлично. Это комета оказалась недружелюбной», — написали ученые.

Старые теории против наблюдений

Безусловно, полученные результаты еще предстоит обработать, осмыслить, обсудить и опубликовать в научных статьях. По этим данным получается, что комета Чурюмова--Герасименко имеет рыхлую или, как сказали ученые, пушистую поверхность, а под ней твердую корку. Возможно, это лед. Возможно, это каменная структура. А возможно, эта корка содержит и лед, и камни, что полностью сочетается с современными представлениями ученых о том, что ядро кометы представляет собой «грязный снежок».

Свет на структуру кометы могу пролить образцы с ее поверхности, которые были взяты при помощи бура SD2, а затем проанализированы с помощью других инструментов зонда. Результаты же были отправлены на Землю.

Впрочем, возможно, что зонд «Филы» нашел еще более интересные вещи.

Исследователи высказали предположение, что это довольно странно для кометы — иметь такую твердую поверхность при такой низкой гравитации. Одно из возможных объяснений состоит в том, что зонд попал в ударный кратер и наткнулся на более плотные, чем поверхность кометы, остатки тела, вызвавшего образование кратера.

Клим Чурюмов: за 34 года до «Розетты»

В ожидании последующих новостей от ученых, занимающихся обработкой результатов, полученных с «Розетты», процитируем в конце настоящего материала книгу Клима Чурюмова «Кометы и их наблюдения», опубликованную в 1980 году в московском издательстве «Наука». Этот отрывок посвящен строению ядра кометы, и в нем говорится про все то, что увидел зонд «Филы»: и про легко испаряющиеся вещества, которые могут придать пушистость, и про каменные структуры, и даже про твердую корку.

«Ядро — самая главная часть кометы. Однако до сих пор нет единодушного мнения, что оно представляет собой на самом деле, — писал Чурюмов в 1980 году. — Еще во времена Бесселя и Лапласа существовало представление о ядре кометы как о твердом теле, состоящем из легко испаряющихся веществ типа льда или снега, быстро переходящих в газовую фазу под действием солнечного тепла. Эта классическая ледяная модель кометного ядра была существенно дополнена и разработана в последнее время.

Наибольшим признанием среди исследователей комет пользуется разработанная Уиплом модель ядра — конгломерата из тугоплавких каменистых частиц и замороженной летучей компоненты (CH4, CO2, H2O и др.).

В таком ядре ледяные слои из замороженных газов чередуются с пылевыми слоями. По мере прогревания солнечным теплом газы типа испрающегося «сухого льда» прорываются наружу, увлекая за собой облака пыли. Это позволяет, например, объяснить образование газовых и пылевых хвостов у комет, а также способность небольших ядер комет к активному газовыделению».

Далее Чурюмов рассказывает о том, что связь метеорных роев с короткопериодическими кометами наводила на мысль о каменистом ядре, имеющем газовые включения в виде сорбированных газов.

«Такую модель в 40-х годах разрабатывал советский астрофизик Б.Ю. Левин, рассматривавший механизм образования протяженной атмосферы путем десорбции газов с поверхности ядра. Свингс и Дельземм в 1952 году пошли по пути развития модели ядра-конгломерата, предложенной американским астрофизиком Фредом Уиплом, дополнив ее идеей о присутствии в ядре «родительских молекул» не в виде чистых льдов, а в форме замороженных гидратов, имеющих состав M•n•H2O, где M — родительская молекула, n•H2O — число молекул воды, необходимое для образования устойчивой молекулы, включающей и данную родительскую молекулу. Гидраты же испаряются с той же скоростью, что и водяной лед».

Согласно Уиплу, механизм истечения вещества из ядра объясняется следующим образом.

У комет, совершивших небольшое число прохождения через свой перигелий — так называемых «молодых» комет — поверхностная защитная корка еще не успела образоваться, и поверхность ядра покрыта реликтовыми льдами. Газовыделение протекает крайне интенсивно путем прямого испарения из твердой фазы.

В спектре такой кометы преобладает отраженный солнечный свет, что позволяет и спектрально отличать «молодые» кометы от «старых».