Журнал «Вокруг Света» №04 за 1985 год

Поскольку столкновения комет с нашей планетой не исключительное явление и на ранних стадиях развития планетной системы такое происходило довольно часто, Земля вполне могла «заразиться» от них органической материей.

Проблема здесь, однако, в том, что перепады температур в кометах, поскольку они движутся вокруг Солнца по очень сильно вытянутым орбитам, огромны. К тому же колоссальная энергия, которая выделяется и при столкновении кометы с препятствием, в данном случае с Землей, скорее всего уничтожила бы всю органику.

Наблюдения комет крайне важны и для диагностики физических условий в межпланетном пространстве. Использование их в качестве естественных зондов в настоящее время — единственная возможность исследовать те участки космического пространства, которые пока труднодоступны для межпланетных станций.

Комета на телеэкране

Установить, откуда кометные ядра приходят во внутренние области Солнечной системы, а заодно решить проблему происхождения короткопериодических комет, вероятно, удалось нидерландскому ученому Я. Оорту. Анализируя распределение девятнадцати известных к 1950 году долгопериодических комет, он обратил внимание, что все они группируются к области, отстоящей от Солнца на расстоянии порядка 50—100 тысяч астрономических единиц (то есть расстояний от Земли до Солнца). Ученый предположил, что Солнечная система окружена гигантским облаком комет. По некоторым расчетам, в этом облаке Оорта находится более 100 миллиардов комет. Под влиянием гравитационных полей близко проходящих звезд некоторые из них покидают это облако и направляются «в экспедицию» во внутренние зоны Солнечной системы. Они-то и регистрируются как новые кометы. Часть из этих комет переходит на так называемую «переходную орбиту», перигелий которой находится далеко за пределами орбит планет-гигантов Юпитера и Сатурна. Затем они постепенно перемещаются на конечные орбиты, проходящие неподалеку от Солнца.

К настоящему времени известно уже около 100 первичных кометных орбит. И все они свидетельствуют в пользу гипотезы Оорта.

До сих пор неясен физический механизм взаимодействия вещества комет с солнечной радиацией, природа резкого изменения свечения и многое другое. Что касается, например, вспышек яркости, то одно время они объяснялись как следствие столкновений ядра с другими небесными телами, например мелкими астероидами. Однако в ряде случаев частота вспышек столь высока, что гипотеза столкновений выглядит маловероятной.

Наземными спектроскопическими исследованиями легко определяются молекулы «дочерние», то есть вторичные. Дело в том, что при переходе кометного льда из твердого фазового состояния непосредственно в газообразное газ вылетает с поверхности кометы почти со скоростью звука и распространяется в межпланетном пространстве в виде кометного ветра. В районе ядра кометы плотность газа очень велика. Поэтому вследствие столкновений молекул друг с другом в них происходят существенные химические изменения. В ходе этих процессов и образуются вторичные, «дочерние» молекулы. Поэтому поиск «родительских» молекул, то есть определение состава газа в околоядерной области, является одной из важнейших задач космического эксперимента.

Задачи космических исследований комет обусловливают вполне определенный состав аппаратуры экспедиций. Он, естественно, должен включать в себя телевизионную камеру, кроме того, на борту необходимо иметь масс-спектрометры различных типов для определения видов нейтральных и ионизированных молекул и пылинок кометных атмосфер, магнитометры, электронные анализаторы, радиокомплекс, позволяющий производить радиопросвечивание кометной плазмы, радиолокацию ядра, головы и хвоста кометы, принимать ее собственное радиоизлучение.

Масса научной аппаратуры, которую можно разместить на космических аппаратах, естественно, весьма ограниченна. Поэтому, несмотря на единые в принципе научные цели, преследуемые во всех проектах, состав приборов, размещаемый на каждом из космических аппаратов, различен. Так, например, масса полезной нагрузки советского космического аппарата «Вега» — 130 килограммов, что почти в три раза больше, а скорость передачи научной информации на Землю на 50 процентов выше, чем у аппарата Европейского космического агентства «Джотто».

Пожалуй, самой уникальной в составе научного комплекса «Беги» является телевизионная система. Она состоит из двух камер с соответственно различными фокусными расстояниями. Одна камера — узкоугольная высокого разрешения, другая — широкоугольная — будет служить датчиком наведения.

Телевизионная система должна обнаружить комету и ее ядро, обеспечить автоматическое слежение за ним и передачу его изображений с максимальной детальностью на наземные приемные пункты. В состав системы входят бортовая ЭВМ для предварительной обработки изображений и вычисления координат ядра кометы. Поскольку съемка будет выполняться в нескольких спектральных зонах, это даст возможность синтезировать на Земле цветные изображения кометы. Использование при создании телевизионного комплекса «Веги» новейших материалов, технологий и достижений в области микроэлектроники позволило достичь рекордно низкой, всего 31,5 килограмма, массы для столь сложной и обладающей мощной оптикой системы.

Существенной особенностью советских автоматических межпланетных станций проекта «Вега» является и трехосная ориентация космического аппарата, благодаря которой можно обеспечить наведение оптических приборов на околоядерную часть кометы. Основной поток информации будет передаваться на Землю в режиме непосредственной передачи.

Научные исследования кометы начнутся поэтапно. Первый этап — сеанс включения научной аппаратуры — произойдет за двое суток до сближения с кометой, когда аппарат будет находиться от нее на расстоянии 14 миллионов километров, второй сеанс будет произведен при расстоянии до ядра около 7 миллионов километров. В момент встречи начнется третий сеанс.

Для будущих поколений

Когда после появления кометы Галлея в 1759 году стало ясно, что это действительно регулярная комета с периодом около 76 лет, возникла идея международного сотрудничества астрономов разных стран с целью ее изучения. Первая международная программа наблюдений кометы Галлея к ее появлению в 1835 году была предложена великим русским астрономом Василием Яковлевичем Струве, сформировавшим основные научные задачи ее исследований.

Еще более значительные усилия были предприняты перед появлениё"м этой кометы в 1910 году. Астрономы многих стран мира попытались объединиться и создать международную службу кометы Галлея. Это принесло ощутимые результаты. Был получен богатейший материал, который позволил разработать инженерную модель кометы. Эта модель с успехом использовалась при проектировании нынешних космических аппаратов.

Подготовка к исследованиям кометы Галлея средствами ракетно-космической техники началась давно. Обсуждалось несколько вариантов полетов. Европейское космическое агентство, объединяющее ряд западноевропейских стран, с 1980 года приступило к подготовке проекта «Джотто», названного так в честь итальянского художника, давшего миру первый документальный «портрет» кометы Галлея.

Надо сказать, что первоначально в разработке проекта участвовало и Национальное управление по аэронавтике и исследованию космического пространства (НАСА). Но для Соединенных Штатов более важными оказались военные программы в космосе, и проект стал чисто западноевропейским. Запуск космического аппарата планируется осуществить при помощи ракеты «Ариан». Сначала автомат будет выведен на промежуточную орбиту, с которой затем отправится к комете. В пути он будет находиться 247 суток.

По японскому проекту «Планета А» планируется последовательный запуск двух аппаратов. Но только один из них должен встретиться с ядром кометы. По планам, он подлетит к комете не ближе чем на 100 тысяч километров, поэтому скорее всего аппарат сможет наблюдать лишь кому. Второй будет в это время проводить исследования плазмы солнечного ветра вдали от кометы.

Пожалуй, никогда ранее в истории астрономии не планировалось столь широкое международное сотрудничество, как сейчас, в ожидании нынешнего прихода кометы. Решением 18-й Генеральной ассамблеи Международного астрономического союза принята международная программа ее исследований. В рамках этой программы создано два координационных центра: один в Пасадене (США) — для централизации и координации наземных наблюдений всеми возможными способами в западном полушарии Земли, включая Японию, Филиппины, Индонезию, Австралию и Новую Зеландию; второй — в Бамберге (ФРГ) для восточного полушария.