NASA официально признало потерянным космический аппарат «Дип Импакт» (Deep Impact). В начале августа где-то в промежутке между сеансами связи он утратил правильную ориентацию в пространстве и его антенны развернулись в сторону от Земли. Инженеры пытались передать на «Дип Импакт» команду вернуться в нужное положение, однако на борту то ли иссяк запас энергии в аккумуляторах при развернутых в тень солнечных батареях, то ли мощности широконаправленной второй антенны оказалось недостаточно. Точная причина потери связи может навсегда остаться неизвестной, поэтому в NASA предпочли просто написать о прекращении миссии.

Немного истории

Проектирование аппарата началось еще в 1990-х годах, и тогда же астрономы придумали для него название. Ученые утверждают, что совпадение с заглавием фильма Deep Impact («Столкновение с бездной» в русском прокате) случайно. Объектом миссии выступила комета Темплея 1.

Астрономы решили, что если «Дип Импакт» просто пролетит мимо ядра кометы, то это будет не очень интересно, так как такого рода маневры начиная с 1986 года неоднократно проделывали европейские, советские и американские автоматические станции (например, «Вега-1» и «Вега-2» прошли примерно в восьми тысячах километров от ядра кометы Галлея). Перед «Дип Импакт» поставили намного более сложную задачу. Его оснастили специальным ударным модулем, который незадолго до пролета мимо ядра кометы отделялся от основной части и затем выполнял роль управляемого снаряда, врезаясь в комету на скорости свыше десяти километров в секунду.

Ударный зонд изготовили из меди для того, чтобы его разрушение при столкновении с кометой не дало примесей, способных исказить спектр взрыва. Конечно, спектрографы, при помощи которых наблюдали за столкновением, способны заметить присутствие этого металла, но перед полетом «Дип Импакта» ученые пришли к общему мнению о том, что вряд ли в ядрах комет встречается мало-мальски значимое количество меди. Кроме болванки отделяемая часть также несла на себе научные приборы, источник питания для них и радиопередатчик: последний кадр перед столкновением камера на ударнике передала всего за 3,7 секунды до контакта с ядром кометы.

Столкновение осуществлялось «в лоб», требовало точнейшего наведения на цель и было равносильно подрыву пятитонной авиабомбы: ученые посчитали, что такой мощный взрыв вскроет глубинные слои ядра кометы, а спектральный анализ вспышки и химический анализ газового следа позволят выяснить, из чего состоят подобные небесные тела. О сложности проекта может говорить хотя бы то, что еще в 1996 году от концепции с ударником отказались, сочтя ее не реализуемой на практике. А перед пролетом мимо кометы Галлея в 1986 году пришлось организовать специальную трехлетнюю программу по наблюдению за кометой для уточнения ее координат.

12 января 2005 года «Дип Импакт» после небольшой задержки успешно вывели в космос, 29 июня от него отделился ударник, а в 09:45 по Москве 4 июля произошло столкновение. Несмотря на то, что в NASA не так часто делают что-либо к определенной дате, эта миссия стала исключением: именно 4 июля в США отмечают День независимости, и традиция запускать фейерверки в честь этого праздника, пожалуй, давно не находила столь эффектного воплощения. Кроме кадров со вспышкой, этот взрыв дал ученым информацию, которые смело можно назвать бесценной и которая поначалу оставалась вне общественного внимания, поскольку ее анализ растянулся буквально на целые годы.

Тонкая грань

Главным сюрпризом для ученых стала неожиданно высокая скорость истечения частиц после удара. «Выброс микронных частиц со скоростями порядка 100 метров в секунду был гораздо больше, чем по теоретической модели», — рассказал «Ленте.ру» Сергей Ипатов, принимавший непосредственное участие в анализе данных. При этом из того места, куда попал ударник, еще больше минуты фонтанировал газ с частицами льда и пыли (а отдельные признаки активности замечали и спустя несколько дней). Как оказалось, внутри кометы была полость, заполненная газом, который находился под давлением, — ее-то стенку и пробила 120-килограммовая болванка.

Сопоставив эти данные с наблюдениями за другими кометами, Ипатов с коллегами пришли к выводу о том, что видимые у комет хвосты сформированы не только медленным испарением, но в том числе и взрывными процессами, которые спровоцированы приближением к Солнцу на чересчур короткое расстояние. Ядро кометы, в свете полученных «Дип Импакт» данных, отныне нельзя рассматривать просто как большой грязный снежок. Более корректным будет сравнение с газовым баллоном, который может взорваться в любой момент, разметав вокруг себя тот самый грязный снег и лед. Потери вещества, отделившегося от кометы в результате удара «Дип Импакта», оцениваются от 15 до 30 тысяч тонн (причем всего 5 тысяч тонн приходится на воду, остальное составляет пыль и песок), что примерно равно весу нескольких тяжелых товарных составов или полностью загруженных речным песком барж.

В своем обзоре Ипатов поясняет, что подобные процессы могут протекать не только на кометах, но и на некоторых астероидах. Таким образом, грань между астероидами и планетами может оказаться не единственной нечеткой границей в каталогах небесных тел Солнечной системы — оказывается, есть еще и «кометоподобные астероиды».

14 февраля 2011 года мимо ядра кометы Темпеля-1 пролетел другой зонд, «Стардаст» (Stardust, в переводе с английского — звездная пыль; был запущен в 1999 году для сбора кометной пыли, сбросил образцы на Землю в 2006 году), который сделал его снимки. На одном из них был виден кратер, оставленный ударником «Дип Импакта»: ученые заметили, что его края несколько оплыли за прошедшие с момента взрыва годы.

После удара

После бомбардировки кометы «Дип Импакт» находился в отличном состоянии: к этому моменту он провел в космосе чуть более полугода — весьма малый срок на фоне продолжительной работы спутников на орбите Марса («Марс-Экспресс», например, функционирует уже десять лет) или в системе Сатурна («Кассини» скоро исполнится 16 лет), не говоря уже о легендарных «Вояджерах». Так как стоимость одного лишь запуска космического аппарата составляет сотни миллионов долларов, ученые просто не могли бросить «Дип Импакт» без дела и разработали программу EPOXI.

Эта аббревиатура составлена из двух других. Продленные исследования с участием «Дип Импакта», Deep Impact Extended Investigation, DIXI, в ней сочетались с наблюдениями и классификацией внесолнечных планет: Extrasolar Planet Observation and Characterization, EPOCh. Несмотря на то, что основная длиннофокусная камера на борту аппарата заметно уступала даже телескопам средней руки в наземных обсерваториях, астрономы нашли способ привлечь ее к изучению экзопланет, причем довольно необычным способом.

При помощи главной камеры «Дип Импакта» астрономы следили за колебаниями яркости звезд, пытаясь обнаружить затмения их планетами, невидимыми в лучшие телескопы Земли. Можно было бы сказать, что эти наблюдения ведутся в соответствии с обычным транзитным методом поиска экзопланет, однако ученые использовали то, что при всех прочих обстоятельствах было бы недостатком инструмента: при изготовлении зеркального объектива камеры небольшой технический брак привел к потере четкости картинки, и вместо точек звезды отображались пятнышками на светочувствительной матрице. С размытостью отчасти справились программным путем (применив так называемые алгоритмы деконволюции), но исправлять дефект радикально уже было некому и некогда.

Для астрономов, которые хотели искать экзопланеты, этот недостаток оказался скорее подарком. Пятна, в которые превратились точечные изображения звезд, занимали несколько пикселей вместо одного, и поэтому ученые смогли получать данные о яркости с большей точностью. Такие изображения, безусловно, проигрывали в резкости, но астрономам и не требовались идеально четкие фотоснимки, им была нужная кривая блеска звезды, которая в любой телескоп будет выглядеть круглым пятном.

В июле 2005 года «Дип Импакт» развернули в сторону Земли, мимо которой он должен был пролететь 31 декабря 2007 года, чтобы затем лечь на курс к комете 85P/Ботина. Уже были проведены все предварительные расчеты, астрономы успели пожалеть об отсутствии на борту еще одного ударника и прикинули расстояние до ядра кометы (примерно 700 километров) в момент наибольшего сближения, но... комету попросту потеряли. Вдали от Солнца она не выдавала себя комой и хвостом, а ядро само по себе попросту не удалось обнаружить в ходе наблюдений. Без точных координат 85P/Ботины план DIXI терял смысл, и специалисты NASA подобрали альтернативу, комету 103P/Хартли.

К ней пришлось лететь еще два года, но 4 ноября 2010 года «Дип Импакт» прошел мимо ее ядра на расстоянии в те самые 700 километров. Сделанные снимки позволили рассмотреть шлейфы из пыли, выбрасываемой газами из внутренних полостей кометы. А пока зонд совершал гравитационный маневр вблизи Земли, ученые успели направить его спектрометры на Луну и обнаружили в лунном грунте следы гидроксил-ионов. Это хорошо согласовывалось с данными российских нейтронных спектрометров, показавшими наличие льда на нашем естественном спутнике.

Лишние годы работы «Дип Импакт» обошлись в сорок миллионов долларов, но этой суммы все равно бы не хватило даже на запуск в космос второго такого же аппарата. Все восемь с половиной лет он поставлял новую информацию, причем не только астрономам, но и инженерам: последней деталью, о которой стоит упомянуть в нашем рассказе, будет то, что при связи с «Дип Импактом» проверялись протоколы передачи данных, рассчитанные на значительное время задержки. Упрощенно говоря, «Дип Импакт» помог еще и проведению опытов по построению межпланетного интернета.