Сборщик звездной пыли возвращается домой

Аэрогель после тестового обстрела частицами на Земле в процессе подготовки миссии Stardust (фото: JPL)

Завтра, 15 января, в 13 часов 12 минут по московскому времени состоится посадка возвращаемой капсулы космического аппарата Stardust с образцами кометной и межзвездной пыли.

Космический аппарат Stardust был запущен NASA с космодрома на мысе Канаверал 7 февраля 1999 года с целью собрать и доставить на Землю образцы космической пыли. Для этого на его борту находится специальная ловушка, заполненная аэрогелем, который способен бережно затормозить метеорные частицы. Аэрогель — это твердое вещество, обладающее чрезвычайно развитой нанопористой структурой. Характерные размеры пор составляют 10 нанометров (примерно в 100 раз больше размеров атома), а плотность аэрогеля всего около 20 кг/м³ (в 50 раз меньше плотности воды).

Первый сеанс сбора образцов межзвездной пыли был проведен в феврале-мае 2000 года, второй — в августе-декабре 2002 года. Пылинки, проникающие в Солнечную систему извне, несут информацию о межзвездной среде, состав который до сих пор определялся только по косвенным признакам. Благодаря использованию аэрогеля частицы не испаряются при соударении с аппаратом на скорости около 20-25 км/с, хотя и испытывают очень высокие перегрузки порядка 10 млрд g (10¹⁰ м/с²).

Два года назад, 2 января 2004 года, аппарат еще раз открыл свои аэрогелевые ловушки, чтобы собрать пылевые частицы в голове кометы Вильда-2 (Wild-2). Эта комета относится к классу короткопериодических и была открыта в 1978 году швейцарским астрономом Паулем Вильдом (Paul Wild). Stardust прошел на расстоянии 240 км от ядра кометы со скоростью 21,8 км/с. Помимо сбора образцов пыли он провел детальную фотосъемку ядра, которое, как утверждается в пресс-релизе Университета штата Вашингтон, оказалось «не похоже ни на один из объектов Солнечной системы».

Теперь капсула с собранными образцами готовится к возвращению на Землю. Аппарат в настоящее время движется по орбите, которая проходит по касательной к земному шару. По плану команда на начало процедуры отделения капсулы с образцами от основного аппарата должна быть отдана 15 января в 7 часов 23 минуты по московскому времени. Далее циклограмма возвращения выглядит так (время везде московское):

07:23 — Начало операций.
08:56 — Отсоединяется кабель, связывающий капсулу с аппаратом.
08:57 — Срабатывает пружина, отталкивающая капсулу.
08:12 — Основной аппарат включает двигатели, уводящие его от Земли.
12:57 — Возвращаемая капсула входит в атмосферу на высоте 125 км со скоростью 12,9 км/с.
12:58 — Достигается максимальная температура на обшивке — 2700°C.
12:59 — Достигается максимальная перегрузка — 38g.
13:00 — На высоте 32 км раскрывается тормозной парашют.
13:05 — На высоте 3 км раскрывается основной парашют.
13:12 — Посадка на военном полигоне в штате Юта, скорость касания грунта 4,5 м/с.

Траектория спуска возвращаемой капсулы Stardust. Жители штатов Невада, Юта и Айдахо смогут наблюдать ее полет в атмосфере (рис: JPL)

Уже через десять минут после посадки капсулу должен подобрать вертолет и доставить ее в исследовательский центр, оснащенный чистой комнатой. Если до момента физического отделения капсулы от аппарата что-то пойдет не так, посадка может быть отменена и аппарат уйдет на околосолнечную орбиту. В таком случае новая возможность вернуть капсулу с образцами представится через 3,5-4 года.

Ожидаемое количество пылинок в контейнере с аэрогелем очень невелико — всего 40-50 штук, сообщает сайт New Scientist SPACE. С учетом субмикронного размера найти их будет несколько сложнее, чем пресловутую иголку в стоге сена. Для этого нужно внимательно, под микроскопом, отсмотреть весь объем аэрогеля. Чтобы ускорить и удешевить этот процесс, специалисты проекта Stardust решили призвать на помощь добровольцев.

Конечно, не может быть и речи о том, чтобы посторонние были допущены непосредственно к работе с уникальными образцами. Поэтому планируется отсканировать с высоким разрешением весь объем аэрогеля и выложить в открытом доступе 1,5 миллиона изображений. По предварительным оценкам для их визуального анализа потребуется около 30 тысяч человеко-часов.

Чтобы исключить ошибки при поиске, будут использоваться несколько уровней проверки. Изображения с находками, подтвержденными двумя добровольцами, будут передаваться на проверку еще ста волонтерам. Если 20 из них тоже заметят искомую пылинку, снимок передадут специально обученным студентам, и, если они сочтут находку реальной, она будет извлечена из аэрогеля, а первооткрыватели получат право дать ей имя.

Проект Stardust уникален по целому ряду параметров. 18 апреля 2002 года он поставил рекорд удаления от Солнца для аппаратов, использующих энергию солнечных батарей, — 2,72 астрономической единицы (407 млн км). Это самая далекая в истории космонавтики миссия, предусматривающая возврат на Землю, и первый случай доставки твердых образцов дальше, чем с Луны. И, наконец, завтра должен быть поставлен еще один рекорд — самый быстрый вход космического аппарата в земную атмосферу. Прежний рекорд был установлен в 1969 году космическим кораблем «Аполлон-10».

Обновление от 15.01.2006: Возвращаемая капсула космического аппарата Stardust успешно совершила посадку на полигоне в штате Юта.

Александр Сергеев

<< Назад