Девятого октября множество далеких от науки людей заходило на сайт Американского космического агентства и искало новости по ключевым словам "зонд" и "Луна". NASA пообещало показать всем потрясающее зрелище: сложный аппарат, набитый техникой, должен был в прямом эфире разбиться о поверхность земного спутника. К разочарованию любителей зрелищ и удивлению ученых эффект от падения зонда оказался совсем не таким, как ожидалось.
Одновременно в огромном числе изданий появились сообщения о предстоящем самоубийстве созданного NASA космического зонда-камикадзе. Новость быстро разошлась и по блогосфере: в Рунете этому немало способствовал пост в ЖЖ drugoi, который публикует заметки о наиболее значимых событиях дня.
Последние мгновения жизни зонда и момент его кончины в прямом эфире показывало NASA TV. Однако несмотря на столь активную рекламу, назвать трансляцию этого события захватывающей или хотя бы впечатляющей не получается. Переданные из космоса кадры были статичными, местами мутными и в целом невнятными. Кино о смерти зонда ничем не напоминало сцены из фантастических фильмов, однако проведенный Американским космическим агентством эксперимент действительно очень важен и заслуживает более подробного изложения.
Обманчивая близость
Луна является ближайшим к Земле крупным космическим объектом. Расстояние до единственного естественного спутника Земли по космическим меркам ничтожно - чуть больше 384 тысячи километров. Тем не менее, изучение Луны связано с огромными трудностями, прежде всего техническими и финансовыми.
Чтобы выяснить, каково происхождение Луны, и проследить ее историю, ученым необходимо исследовать образцы лунной породы, взятые из разных районов и, желательно, с различных глубин. Доставить фрагменты лунного грунта на Землю могут либо аппараты, либо космонавты. Люди в последний раз ходили по поверхности нашего спутника в 1972 году, и вероятность того, что в ближайшем будущем они вновь смогут увидеть Землю, висящую над горизонтом, очень невелика.
Более дешевый вариант предполагает отправку на Луну аппаратов, которые способны самостоятельно передвигаться, фотографировать и снимать на видео окружающий пейзаж и проводить различные анализы. Теоретически такие аппараты даже смогут добывать образцы грунта и доставлять их на возвращаемый модуль, который транспортирует столь необходимые ученым камни к Земле. Беспилотные миссии обходятся намного дешевле пилотируемых, но все равно требуют вложения немалого количества средств.
Чтобы стимулировать разработку новых более экономичных и технологичных аппаратов, частный фонд X-Prize совместно с компанией Google организовали конкурс Lunar X-Prize. Для получения приза участники должны до 31 декабря 2012 года отправить на Луну аппарат, который сможет проехать 500 метров и передать на Землю качественные фото- и видеоматериалы. Даже если какой-то из команд (в число которых входит и команда из России) удастся победить, послать к спутнику луноход с научными целями вряд ли удастся раньше, чем в 2015 году.
Еще один способ изучать космические тела - отправлять к ним орбитальные зонды, которые можно оснастить чувствительной техникой. Такие аппараты могут составлять географические, минералогические и геологические карты изучаемых объектов и прицельно искать те или иные вещества. Совсем недавно сразу несколько аппаратов, пролетавших мимо Луны, подтвердили наличие на ней воды. Однако у орбитальных зондов есть множество ограничений - например, они не могут разглядеть, что скрыто в жерлах глубоких кратеров (хотя заглянуть в них находящиеся на орбите зонды способны).
Казалось бы, исследование кратеров является побочной задачей межпланетных миссий, реализацию которой можно отложить на неопределенной срок. В действительности же это не так. Кратеры дают возможность астрономам, не пробиваясь сквозь поверхностный слой, узнать, что скрывается в недрах планеты или спутника. Воронки, зачастую очень внушительных размеров, образуются на космических телах в результате встречи с метеоритами или кометами. При ударе наружу выбрасываются вещества, находящиеся на глубине до нескольких километров.
В случае Луны кратеры интересуют ученых как потенциальные источники воды. Внутренняя часть глубоких воронок никогда не освещается Солнцем, поэтому там всегда очень холодно, а значит водяной лед не возгоняется и может накапливаться годами. До недавнего времени эти соображения были чисто теоретическими, однако после обнаружения на Луне воды они стали более чем вероятными.
Пылевая бомба
Для того чтобы узнать, что же скрыто в глубине лунных кратеров, не засылая на спутник роботов, специалисты NASA придумали весьма оригинальный способ. Инженеры решили бросить в кратер что-нибудь достаточно тяжелое, чтобы внутреннее содержимое воронки поднялось наружу. Так как гравитация на Луне меньше, чем на Земле, образовавшееся облако будет висеть над кратером достаточно продолжительное время, и его можно будет как следует изучить.
Для надежности ученые подготовили сразу две "болванки". Одним из аппаратов-камикадзе должен был стать зонд LCROSS (Lunar Crater Observation and Sensing Satellite - спутник для исследования и зондирования лунных кратеров). Он был запущен в космос 19 июня 2009 года на борту ракеты-носителя Atlas V. Верхняя ступень ракеты под названием Centaur и была основным "снарядом", предназначенным для бомбардировки кратера. Планировалось, что LCROSS пролетит сквозь образовавшееся облако пыли и соберет данные о его составе. Через четыре минуты после гибели зонда ждал тот же конец, что и ступень. Помимо LCROSS наблюдать облако должен был его напарник LRO (Lunar Reconnaissance Orbiter - орбитальный разведывательный лунный зонд), также выведенный на орбиту ракетой-носителем Atlas V. Кроме того, за самоубийством LCROSS и Centaur собирались следить телескопы с Земли и околоземной орбиты.
Масса ступени Centaur составляла 2200 килограммов, а врезаться в Луну она должна была на скорости девять тысяч километров в час (2,5 километра в секунду). Взрыв мощностью около полутора тонн в тротиловом эквиваленте должен был выбросить из жерла 350 метрических тонн пыли. Ученые рассчитали, что диаметр воронки, образовавшейся после падения ступени, составит около 20 метров.
Дата смерти LCROSS была назначена на девятое октября. Первоначальной целью исследователей был кратер Кебеус-А (Cabeus A). Однако в самом конце сентября NASA изменило место падения зонда на соседний кратер под названием Кебеус (Cabeus). Он показался специалистам более перспективным по нескольким причинам.
Во-первых, Кебеус значительно глубже своего соседа, а значит, в нем могло скопиться больше льда. Во-вторых, в стенке Кебеуса есть отверстие, сквозь которое поднявшаяся пыль сможет попасть наружу. Будь кратер целым, глубина была бы его недостатком: силы удара могло бы не хватить для выброса пыли на достаточную высоту. В-третьих, наблюдения нескольких орбитальных зондов указали, что внутри Кебеуса содержится значительно больше водорода, чем в жерле Кебеуса-А. Водород входит в состав молекулы воды и считается косвенным признаком, указывающим на наличие самой H2O.
Что-то смутно
Кратер Кебеус "глазами" зонда LCROSS. Кадр NASA TV
Lenta.ru
В назначенный день незадолго до исторического момента на NASA TV началась прямая трансляция. Зрителям показывали снятые LCROSS панорамы Луны, сидящих за компьютерами людей, которые курировали миссию, и компьютерные модели зонда. По мере приближения к поверхности спутника стал виден кратер Кебеус. Последние несколько минут перед падением ступени изображение кратера постепенно увеличивалось, затем в момент, когда Centaur должен был врезаться в поверхность Луны, экран внезапно стал белым. Следующие кадры показывали происходящее "глазами" спектрометров LCROSS. Еще через несколько минут изображение стало равномерно серым.
Никаких видимых признаков поднявшегося облака камеры LCROSS не зафиксировали. Директор по науке исследовательского центра Эймса при NASA Майкл Бикэй (Michael Bicay) отлично сформулировал общее впечатление: "Сложно сказать, что мы увидели". Тем не менее, РИА Новости, передали, что высота облака составила 9 километров.
Несколько позже представители обсерватории Паломар (Palomar Observatory) сообщили, что их приборы не зафиксировали столкновения. Аналогичное заявление было сделано специалистами обсерватории Апач Пойнт (Apache Point Observatory), однако они подчеркнули, что анализ данных еще не закончен. Через два часа после падения зонда и ступени Centaur из различных обсерваторий стали поступать данные о том, что на поверхности Луны определенно что-то произошло. Некое событие зафиксировал и знаменитый телескоп "Хаббл". Кураторы миссии LCROSS, со своей стороны, заявили, что приборы зонда собрали огромное количество информации.
Что именно зафиксировал аппарат-камикадзе и другие аппараты, пока неясно. На этом сошлись все участники состоявшейся через три часа после падения пресс-конференции. Информация, доступная к вечеру пятницы, указывала, что ожидаемого учеными эффекта в результате столкновения не произошло. Ни один из приборов не зафиксировал огромного пылевого облака, поднявшегося над Луной. Отсутствие облака пыли может объясняться несколькими причинами. Самая очевидная - "снаряд" не попал в цель. Более интересный вариант - ступень упала в кратер, но силы удара не хватило для того, чтобы пыль поднялась достаточно высоко. Третья возможность - скопившиеся внутри кратера вещества являются очень плотными, и после удара образовалось слишком мало мелких частиц.
Что именно случилось в районе кратера Кебеус, станет более или менее понятно через несколько дней, когда ученые закончат предварительную обработку данных. Так что исследователей ждут очень насыщенные выходные, а всем остальным остается посоветовать набраться терпения.