Космический аппарат Rosetta аномально разогнался о Землю

Ровно 40 лет назад, осенью 1969 года советские астрономы Клим Чурюмов и Светлана Герасименко во время наблюдений в Крымской обсерватории открыли новую комету. В то время советские межпланетные станции только начинали освоение далеких планет, а американцы едва ступили на Луну. О том, чтобы подлететь к какой-нибудь комете, можно было только мечтать, исследовали их исключительно с Земли.

Однако теперь ситуация изменилась: уже через 4,5 года именно комета Чурюмова--Герасименко станет первым в своем классе небесным объектом, вокруг которого будет кружиться рукотворный спутник – космический аппарат Rosetta Европейского космического агентства (ЕКА). А после полугода «подготовительных работ», 10 ноября 2014 года на поверхность ядра этого небесного тела должен даже опуститься миниатюрный спускаемый аппарат. Накануне аппарат передал фотографию «серпика» Земли, полученную с расстояния в 640 тысяч километров от нашей планеты.

Необходимая добавка

В пятницу, 13 ноября 2009 года Rosetta совершает гравитационный маневр, критически важный для ее миссии. В 10.45 по Москве она максимально сблизилась с нашей планетой, пролетев на скорости 13,3 км/c всего в 2,5 тыс. километров от ее поверхности над городом Нуса-Камбанган на индонезийском острове Ява. В этот же момент Rosetta ушла из зоны видимости антенны дальней космической связи в местечке Нью-Норсия на западе Австралии. Тем не менее, через 20 минут связь с космическим аппаратом «перехватила» европейская станция слежения в Маспаломас на острове Гран-Канария.

Цель маневра – разогнать аппарат Rosetta. Кометы издревле считают «странницами» Солнечной системы из-за того, что их скорости велики по сравнению со скоростями планет. Большая скорость позволяет этим объектам значительно удаляться от Солнца и проводить там большую часть времени, сохраняя свое вещество в первозданном виде, так интересном астрономам.

Однако эта же большая скорость – проклятие для разработчиков космических аппаратов и агентств, финансирующих их создание. Вывести зонд напрямую на догоняющую комету траекторию – задача очень затратная, так как требует мощных ракет и большого количества топлива. Чтобы избежать их, ученые привлекают на свою сторону притяжение больших планет, совершая так называемые «гравитационные маневры». С механической точки зрения это те же столкновения, во время которых движущиеся вокруг Солнца тяжелые планеты фактически подталкивают космический аппарат – так, как тяжелый автомобиль подталкивает выбежавшее на дорогу животное.

Впрочем, траекторию облета выбирают так, чтобы последствия столкновения с планетой для зонда были менее плачевными, чем в приведенном примере. Нынешний гравитационный маневр должен добавить к скорости Rosetta 3,6 км/с – столько, сколько нужно для встречи с кометой Чурюмова--Герасименко в 2014 году. Как сообщила пресс-служба ЕКА, судя по первым данным телеметрии космического аппарата, дошедших до Канарских островов, нужную прибавку к скорости Rosetta получила.

Маленькая аномалия

Впрочем, часть ученых следит за изменением скорости космического аппарата с гораздо большей точностью. С этой целью аппарат время от времени ведут не только антенны связи, но и пара крупных тарелок радиотелескопов NASA в Австралии и в Калифорнии. Их точности должно хватить, чтобы измерить не километры и даже не метры, а миллиметры в секунду.

Именно такими величинами измеряется непонятная аномалия в движении космических аппаратов, пролетающих мимо Земли. Замеченная всего несколько лет назад, эта странность так до сих пор и не поддается объяснению, несмотря на все усилия практиков и теоретиков. Всякий раз, когда мимо Земли пролетает какой-нибудь зонд, его финальная скорость непонятным образом расходится с данными самых точных расчетов, которые должны быть верны до уровня в доли миллиметра в секунду.

Пару лет назад американские физики под руководством Джона Андерсона даже придумали (именно что придумали, а не вывели – физическое объяснение отсутствует) единую формулу, которая легко описывает все прошлые аномалии. Согласно этой формуле Андерсона аномалия максимальна, когда вертикальная (относительно земной орбиты) скорость зонда меняется наибольшим образом; расхождение в этом случае доходит до сантиметров в секунду; на неточности измерений такое уже не спишешь.

Впрочем, в случае с нынешним пролетом аппарата Rosetta формула Андерсона дает изменение скорости всего в 1 мм/с. Зафиксировать это расхождение сразу не получится – поправка, если она действительно есть, начнет подниматься над уровнем шумов лишь через несколько дней, а то и недель, когда накопятся достаточно длинные ряды наблюдений за аппаратом. Кстати, точного калориметра, способного проверить одно из предложенных объяснений аномалии, на борту Rosetta нет.

Следующая остановка

Инженеры ЕКА тем временем готовятся включить камеры Rosetta еще не раз. Во-первых, он должен сделать целое «видео» своего пролета мимо Земли, которое в сокращенном виде покажет последнее сближение аппарата с его родной планетой. Во-вторых, сегодня вечером, в 18.41 по Москве аппарат максимально сблизится с Луной и сделает несколько снимков, по которым будет понятно, насколько хорошо аппаратура переносит космическое путешествие.

В следующий четверг, когда передача полученных данных на Землю закончится, а инженеры окончательно выяснят, как прошел маневр, и отдадут последние корректирующие команды, Rosetta снова «заснет», выключив почти всю аппаратуру. В следующий раз она включится лишь в июле следующего года, на подлете к астероиду Лютеция. Это будет последняя «остановка» на пути к комете Чурюмова--Герасименко.