Управление по координации планетарной обороны Национального управления по аэронавтике и исследованию космического пространства (NASA) США, которое занимается поиском и отслеживанием перемещений потенциально опасных для Земли астероидов и комет, опубликовало новый отчёт. В нём сказано, что ведомство не располагает необходимой инфраструктурой для защиты планеты от столкновения с астероидами.

Источник изображений: tweaktown.com

В докладе рассказывается о внутренних учениях, которые NASA провело по сценарию столкновения с астероидом. В рамках этих учений прорабатывалась ситуация, предполагающая 72 % вероятности столкновения с астероидом 12 июля 2038 года, а требования по предотвращению столкновения были неизвестны. По легенде, диаметр астероида составляет от 60 до 800 метров, но более вероятно, что его диаметр от 100 до 320 метров. Вероятность того, что в результате столкновения никто не пострадает, составляет 45 %, вероятность того, что пострадает более 1000 человек — 47 %, более 100 тыс. человек — 28 %, более 1 млн человек — 8 %, более 10 млн человек — 0,04 %. Зона поражения охватывает обширную площадь, включая США, Мексику, Португалию, Испанию, Алжир, Тунис, Ливию, Египет и Саудовскую Аравию.

Многие внутренние подразделения, принимавшие участие в этих учениях, обнаружили большое количество критических недочётов в действиях NASA, особенно в части планирования и коммуникаций. К примеру, в отчёт сказано, что не существует чётко определённого процесса реагирования, в случае обнаружения приближающегося к планете астероида. Также отмечается, что к настоящему моменту был проведён всего одни практический эксперимент по предотвращению столкновения астероида с Землёй. Речь идёт о миссии Double Asteroid Redirection Test (DART), в рамках которой одноимённый космический аппарат врезался в астероид Деморфос с целью изменения траектории его полёта.

«Процесс принятия решений о реализации космических миссий в сценариях угрозы столкновения с астероидом остаётся неясным. Этот процесс не получил адекватного определения ни в США, ни на международном уровне», — говорится в докладе.

Для решения обнаруженных проблем NASA рекомендовало «периодические брифинги и учения для повышения осведомлённости о планетарной защите и повышения готовности к подготовке и реагированию на угрозу столкновения с астероидом».

В октябре этого года в космос будет запущен зонд Hera («Гера») Европейского космического агентства. Целью миссии станет как можно более детальное исследование двойной системы астероидов Дидим и Диморф. Два года назад зонд-камикадзе NASA DART поразил меньший из них — Диморф. Это стало экспериментом по отражению астероидной угрозы с помощью ударного воздействия. Пришло время воочию убедиться в содеянном и оценить реальный масштаб столкновения.

Источник изображений: ЕКА

Для зонда ЕКА «Гера» сближение с астероидной парой станет настоящим испытанием. Больший из них достигает 780 м в поперечнике, а меньший, по которому ударил зонд NASA, всего 160 м длиной. Очевидно, что орбитальные параметры меньшего астероида изменились после удара. Поэтому навигацию необходимо будет возложить на плечи оборудования «Геры». В идеальном случае зонд должен приблизиться к цели на расстояние одного километра. Это будет деликатная операция, хотя в истории космонавтики примеры посадки зондов на астероиды уже есть.

Система наведения, навигации и контроля (GNC) «Геры» устроена подобно системе автопилота автомобилей. Главную роль в ней будет играть камера высокого разрешения. Это одновременно и научный инструмент, и навигационный прибор по типу компьютерного зрения. Система зонда должна отличить астероиды от звёзд на фоне неба и произвести сближение и последующие манёвры вокруг объекта.

Как сообщили в ЕКА, система навигации зонда проходила проверку на копии оригинального оборудования в Германии и Испании. К настоящему времени проверки завершены и команда уверена в её надёжной работе. «Система [навигации] для этапа межпланетного круиза Hera, которая, конечно, является наиболее важной для подготовки к запуску, теперь полностью протестирована с использованием актуальной модели полёта космического корабля», — заявил представитель команды миссии.

Полётный план зонда «Гера»

К целевым астероидам зонд «Гера» прибудет в октябре 2026 года. По пути он разгонится в гравитационном колодце Марса и проведёт съёмку одного из его спутников — Деймоса. Это будет удобный случай испытать навигационное оборудование зонда и, особенно, его камеру высокого разрешения.

Европейское космическое агентство (ЕКА) сообщило, что 13 апреля 2029 года астероид Апофис (Apophis) размером 375 метров окажется ближе к Земле, чем телекоммуникационные спутники на геостационарной орбите — на расстоянии менее 32 тыс. километров. Он будет виден в ночном небе невооружённым глазом из большей части Европы, Африки и Азии. Столкновения с планетой пока что не предвидится.

Источник изображений: Европейское космическое агентство

Апофис был открыт 19 июня 2004 года астрономами Национальной обсерватории Китт-Пик в США. Вскоре он был объявлен одним из самых потенциально опасных известных человечеству астероидов. Первоначальные расчёты прогнозировали столкновение астероида с Землёй в 2029, 2036 или 2068 годах, поэтому его назвали именем египетского бога хаоса и разрушения. Вероятность столкновения в 2029 году оценивалась в 2,7 %, вследствие чего Апофис достиг самого высокого за всю историю рейтинга по «Туринской шкале» — методу, используемому для оценки угрозы, которую астероид представляет для Земли. Используя дополнительные наблюдения за астероидом, астрономы смогли исключить риск столкновения в 2029 или 2036 году, однако вероятность столкновения в 2068 году была опровергнута сравнительно недавно.

Прохождение Апофис в гравитационном поле Земли в апреле 2029 года должно значительно изменить его орбиту. Именно это послужило основанием для опасений в возможном столкновении астероида с нашей планетой. Однако радиолокационные наблюдения, проведённые NASA в марте 2021 года, позволили астрономам окончательно исключить любую вероятность такого события как минимум в ближайшие 100 лет. Апофис был исключён из «Списка рисков», составленного Управлением планетарной защиты Европейского космического агентства (ЕКА) 26 марта 2021 года.

Приближение Апофис к Земле в 2029 году станет самым близким прохождением астероида такого размера мимо нашей планеты, что представляет уникальную возможность для научных исследований. Во время сближения на астероид будет существенно влиять притяжение Земли. Гравитационные приливные силы могут вызвать деформацию небесного тела, провоцируя землетрясения и оползни, и, возможно, изменят скорость и направление вращения астероида.

Апофис в настоящее время входит в группу астероидов Atens, вращающихся вокруг Солнца и пересекающих орбиту Земли. Встреча с Землёй увеличит высоту орбиты астероида, вследствие чего с апреля 2029 года он станет членом группы Apollo — семейства астероидов, которые также пересекают орбиту Земли, но вращаются вокруг Солнца по орбитам более высоким, чем Земля.

Сейчас ЕКА рассматривает несколько вариантов космических миссий для исследования астероида Апофис. Миссия Rapid Apophis for Security and Safety (RAMSES) сможет повторно использовать технологии и опыт миссии ESA Hera, что сведёт к минимуму время и стоимость её разработки. RAMSES развернёт на орбите вокруг астероида два небольших спутника с усовершенствованным набором научных инструментов. Другой вариант, рассматриваемый ЕКА, — менее масштабная миссия Satis, также предусматривающая запуск на орбиту Апофис микроспутника.

NASA перепрофилирует свою существующую миссию OSIRIS-Rex, которая собирала образцы с астероида Bennu. Экспедиция, которая получит новое название OSIRIS-APEX, прибудет на Апофис уже после его сближения с Землёй. OSIRIS-APEX приблизится к поверхности астероида и направит на него выхлоп своих двигателей, чтобы «поднять» верхний слой космической пыли с поверхности Апофис и дать учёным возможность проанализировать её состав.

Поскольку OSIRIS-APEX немного «опоздает» с изучением Апофис, важно будет объединить полученные результаты с наблюдениями миссии ЕКА, что даст полную картину «жизни» астероида во время расхождения с Землёй. Хотя Апофис не представляет опасности для Земли, подготовка космического корабля для перехвата Апофис является хорошей практикой для консультативной группы планетарной обороны ЕКА (SMPAG), которая служит форумом для мировых космических агентств и координирует их совместные действия.

Возможность запуска других исследовательских миссий к Апофис в настоящее время рассматривается космическими агентствами других стран. Мировое сообщество исследователей астероида соберётся 22–24 апреля 2024 года на семинар «Апофис: научные возможности для планетарной защиты», который пройдёт на площадке ЕКА ESTEC в Нидерландах.

В 2022 году NASA осуществила прорыв в области космической обороны Земли, успешно проведя миссию DART. Её целью было изменение траектории астероида Диморф (Dimorphos). Эксперимент продемонстрировал возможность защиты Земли от потенциальных космических угроз, но неожиданным результатом стало то, что образовавшиеся обломки теперь могут столкнуться с Марсом.

Источник изображений: NASA, ESA

Миссия DART (Double Asteroid Redirection Test), реализованная NASA в 2022 году, стала знаковым событием в исследовании космоса. Это было первое умышленное столкновение космического аппарата с астероидом, целью которого было проверить возможность изменения траектории космического объекта для предотвращения угрозы для нашей планеты в будущем. По итогам столкновения было подтверждено, что астероид Диморф, размерами сопоставимый с Великой пирамидой в Гизе, изменил свою форму и траекторию. Как оказалось, для этого потребовалось не так много энергии, как считалось ранее.

Однако в результате удара DART от астероида отлетели минимум 37 валунов, некоторые из которых достигают в диаметре 7 метров — именно такие видны на изображении выше. На текущий момент эти фрагменты находятся в непосредственной близости от Диморфа и его орбитального спутника Дидима (Didymos), но их орбиты со временем изменятся. Исследование предсказывает, что в течение следующих 20 тысяч лет эти обломки могут покинуть своё текущее местоположение и пересечь орбиту Марса, а затем упасть на его поверхность.

Их падение на красную планету с разреженной атмосферой может оставить после себя кратеры диаметром до 300 метров. В случае, если прочность метеоритов составляет менее 1 мегапаскаля (МПа), они всё равно могут разлететься на части и создать множество мелких кратеров на большой площади. Прогнозируется, что пути Марса и осколков пересекутся примерно через 6 и 13 тысяч лет. Хотя никому на Земле не стоит об этом беспокоиться, возможно, кто-то окажется на Марсе к тому времени, когда туда прилетят обломки Диморфа.

В рамках уникальной миссии NASA в 2022 году космический аппарат умышленно столкнули с астероидом Диморф (Dimorphos). Эксперимент Double Asteroid Redirection Test (DART) продемонстрировал возможность корректировки орбиты астероидов, чтобы предотвратить их потенциальное столкновение с Землёй. Теперь специалисты Лаборатории реактивного движения (JPL) NASA рассказали, что стало с астероидом после исторического столкновения.

Источник изображений: NASA, JPL-Caltech, Johns Hopkins APL

Диморф, выбранный в качестве цели, представляет собой астероид диаметром около 170 метров, вращающийся вокруг более крупного астероида Дидим (Didymos). Мониторинг изменений его орбиты вокруг основного тела позволил специалистам с высокой точностью оценить результаты воздействия DART.

Опубликованное в Planetary Science Journal исследование описывает изменения, произошедшие с формой и орбитой Диморфа после столкновения. Шантану Найду (Shantanu Naidu), инженер JPL и ведущий автор исследования, указывает на то, что орбита астероида перестала быть круглой, а его период обращения сократился на 33 минуты и 15 секунд. Астероид приобрёл форму трёхосного эллипсоида, напоминающего продолговатый арбуз.

До столкновения (слева) астероид имел форму приплюснутого шара. После столкновения (справа) — форма вытянулась

Исследование основывалось на данных из трёх источников. Первый источник — это сам космический аппарат DART, который делал снимки Диморфа с высоким разрешением по мере приближения. Это позволило команде учёных точно измерить расстояние между Диморфом и Дидимом и определить все физические параметры Диморфа до столкновения.

Вторым был 70-метровый радар GSSR, расположенный в Калифорнии, который измерял положение и скорость обоих объектов. Третьим и основным источником данных о кривой блеска стали наземные телескопы, расположенные по всему миру. В сумме, эти данные позволили с высокой точностью определить, как столкновение повлияло на движение и форму астероида в космическом пространстве.

Фотография астероида Диморф за две секунды до столкновения DART с его поверхностью 26 сентября 2022 года

Анализ показал, что изменения в орбите Диморфа происходили не мгновенно. Сразу после столкновения период его обращения уменьшился на 32 минуты и 42 секунды, а затем ещё на 33 секунды в результате потери составляющего его каменистого материала. В итоге Диморф уменьшил орбиту обращения вокруг Дидима на 37 метров, чем до столкновения с DART.

Исследование подтвердило гипотезу о том, что структура Диморфа представлена слабо связанной между собой «кучей обломков». Этот вывод находит отражение в аналогичных данных, полученных в ходе миссии OSIRIS-REx NASA к астероиду Бенну (Bennu) в 2020 году, который чуть было не поглотил аппарат во время сбора образцов грунта.

Миссия Hera Европейского космического агентства (ESA), запланированная на октябрь 2024 года, является следующим этапом исследования последствий столкновения DART с Диморфом. Hera будет изучать астероид с целью получения дополнительных данных о его структуре и поведении в космосе.

Астероид Апофис (Apophis, номер 99942), представляющий потенциальную угрозу жизни на Земле, в 2021 году был на ближайшие 100 лет исключён из списка угроз из космоса. Тщательное изучение объекта в течение почти 20 лет с момента обнаружения позволило максимально точно рассчитать его орбиту, которая даже с учётом погрешностей не пересекалась с Землёй. Но совсем угроза не исчезла. Столкновение с другим астероидом способно сбить Апофис с безопасной траектории.

Источник изображения: ИИ-генерация Кандинский 3.0/3DNews

Миссия NASA DART по ударному изменению траектории астероидов с помощью зондов-камикадзе наглядно показала, что астероид способен менять траекторию при столкновении с другим небесным телом. Даже таким небольшим, как 570-кг зонд DART. Если в 340-метровый Апофис массой 61 млн тонн влетит объект подобной ему массы, их траектории, очевидно, изменятся очень и очень сильно.

Под впечатлением миссии DART группа астрономов решила изучить вероятность столкновения с Апофисом любого из других известных астероидов в пространстве его пролёта. В эту область попадает свыше 1,3 млн известных астероидов. Все эти объекты были внесены в модель и изучены с учётом всех погрешностей на предмет вероятного столкновения с Апофисом.

Радарные изображения Апофиса при пролёте рядом с Землёй в 2021 году. Источник изображения: NASA/JPL-Caltech and NSF/AUI/GBO

«Учитывая, насколько близко Апофис пройдет мимо Земли, существует возможный риск того, что отклонение от его текущей траектории может привести Апофис к столкновению с нами, — поясняют авторы работы, опубликованной в журнале Planetary Science. — Гипотетически, столкновение другого астероида с Апофисом может вызвать такое отклонение, что побудило нас изучить этот сценарий, каким бы маловероятным он ни был».

Расчёты показали, что астероиду Апофис никакие столкновения не угрожают, а значит, его орбита останется в рамках индивидуальных для него расчётов и будет неопасна для Земли. Остаётся угроза со стороны ещё неоткрытых астероидов. Но с этим человечество ничего поделать не может. Остаётся только готовиться по мере сил и создавать новые слои планетарной защиты.

В октябре 2024 года к астероиду Диморф будут направлены два кубстата миссии Hera. Эти зонды оценят ударное воздействие зонда-камикадзе DART на астероид, который был атакован в сентябре 2022 года. Это был натурный эксперимент по кинетическому отклонению в сторону опасного для Земли астероида, и он себя оправдал. Но возникли нюансы. Ударенный астероид преподнёс сюрприз.

Миссия DART в представлении художника. Источник изображения: NASA

Стоит напомнить, что астероид Диморф размерами около 160 метров в поперечнике вращается вокруг более крупного 780-метрового астероида Дидим. Это двойная система, идеально подходящая для эксперимента по ударному воздействию. Она расположена в 11 млн км от земной орбиты и никак не угрожает Земле. Удар по Диморфу можно будет оценить с высочайшей точностью по изменению орбитального периода малого астероида вокруг большого.

В сентябре 2022 года зонд NASA DART массой 570 кг врезался в Диморф на скорости 22,5 тыс. км/ч. Эффект превзошёл все ожидания. Произошёл неожиданно большой выброс вещества с астероида, что подтвердили как камеры итальянского кубсата сопровождения LICIACube (он был сброшен чуть раньше удара), так и наблюдения в телескопы с Земли. Более того, похоже, что выброс вещества сыграл роль реактивной струи, потому что орбитальный период Диморфа начал сокращаться сильнее расчётного.

Сейчас в журнале Nature Astronomy вышла статья, в которой учёные собрали все имеющиеся по ударному событию данные, пропущенные через программы моделирования ударов в гидродинамических средах. Часть данных пришлось подставлять в рамках предположений о структуре целевого астероида — это пористость вещества, состав, сила сцепления и другое. Тем не менее, мы видим картину до и после события, что позволяет подогнать расчеты максимально близко к реальному состоянию дел.

По всему выходит, что зонд-камикадзе снёс заметную часть верхушки Диморфа и не оставил после себя кратера. Будь это на Земле, внутренние стенки кратера падали бы отвесно под углом 90 °. При ударе об астероид стенки кратера образовали угол до 160 °, чему благоприятствовала рыхлая сущность астероида. Часть его вещества была рассеяна в космосе (до 1 % массы астероида), а большая часть распределилась по астероиду (до 8 % массы). По сути, миссия Hera, скорее всего, увидит не кратер на Диморфе, а Диморф изменённой формы.

В любом случае учёные получили важный результат, который позволит оттачивать модель кинетического воздействия на потенциально опасные для Земли астероиды. Хорошо, если она никогда не понадобится на практике, однако готовиться надо к худшему. Одного астероида хватит, чтобы цивилизация на Земле прекратила своё существование. Динозавры не дадут соврать.

В NASA сообщили, что все собранные аппаратом OSIRIS-Rex образцы грунта с астероида Бенну извлечены из контейнера и взвешены. Общий вес материала составил 121,6 г. Научная программа миссии предполагала получить всего 60 г образцов, а результат более чем в два раза превзошёл ожидания. Поскольку NASA планирует сохранить 70 % образцов для изучения в будущем, излишки позволят познакомиться с образцами большему количеству учёных.

Источник изображения: NASA

Зонд NASA OSIRIS-REx был отправлен в космос в 2016 году. Он проделал долгий путь к астероиду Бенну, с которого должен был взять образцы поверхности. Забор образцов прошёл с угрозой аварии. Ударный рычаг взметнул с поверхности целое облако крупных фрагментов и пыли. Один из крупных фрагментов заклинил защитную заслонку на пробоотборнике, и это могло привести к потере образцов. Поэтому пробоотборник пришлось втянуть в зонд раньше расчётного времени.

Возвращение на Землю тоже прошло с приключениями. Тормозной парашют спускаемого контейнера с образцами не раскрылся на высоте 30 км, как планировалось. Он вышел на высоте 3 км и едва не сбил купол основного парашюта. Как позже выяснилось, при сборке спускаемого аппарата перепутали клеммы исполнительного механизма и сигнальные линии от тормозного и основного парашюта. Повезло, что стропы тормозного парашюта автоматика перерезала по программе, и когда он вышел уже после раскрытия основного купола, то сразу улетел прочь. Без тормозного парашюта спускаемая капсула разогналась сильнее, но основной парашют выдержал рывок.

После вскрытия капсулы в центре NASA там повсюду увидели чёрный порошок, который оказался образцами с Бенну. Ещё до вскрытия пробоотборника учёные агентства извлекли из внутренностей капсулы 70,3 г образцов. Вскрыть пробоотборник и добраться до остального грунта получилось не сразу. Два удерживающих защитную крышку винта открутить никак не могли. Это получилось только в январе — три месяца спустя после спуска капсулы на Землю. Внутри пробоотборника обнаружилось ещё 51,2 г образцов. Итого зонд вернул на Землю 121,6 г грунта с астероида Бенну, что стало самой крупной в истории космонавтики доставкой материал с астероида.

Для долговременного хранения NASA отложит 70 % полученных образцов. Для передачи учёным в США и другие страны будет выделено 30 % образцов. В NASA распределят их по контейнерам и каталогизируют, чтобы исследователи могли заказать порцию грунта для анализа. Каталог будет готов этой весной, после чего начнётся кропотливая работа в лабораториях.

Летающая обсерватория NASA SOFIA, оборудованная на самолёте Boeing 747SP, была списана полтора года назад, но собранные ею данные всё ещё приносят пользу науке. Используя собранную инфракрасным телескопом информацию, группа учёных впервые прямым наблюдением обнаружила воду на каменистых астероидах Солнечной системы. Эти данные послужат основой для уточнения модели эволюции планет системы и жизни на Земле.

Источник изображения: NASA

Несколько лет назад, когда SOFIA регулярно поднималась в стратосферу, одна из групп учёных с её помощью обнаружила молекулы воды в одном из кратеров на южном полюсе Луны. Согласно измерениям, воды там было 355 мл/м³. Вода была химически связана с минералами, но её молекулы отчётливо обнаруживались в среднем диапазоне инфракрасного спектра.

Используя прошлый опыт, учёные из Юго-Западного исследовательского института (США) решили поискать воду на четырёх каменистых астроидах главного пояса между Марсом и Юпитером. Для изучения были выбраны Ирис, Партенопа, Мельпомена и Массалия. Молекулы воды отчётливо распознавались в сигналах с Ириса и Массалии, тогда как сигналы с Партенопы и Мельпомены утонули в шумах.

Прямое наблюдение воды на каменистых астероидах указывает на то, что вода на планетах и Земле могла появиться также благодаря каменистым астероидам, ранее считавшимися совершенно безводными. Такие небесные тела формируются ближе к звёздам, и они считались безводными, тогда как на более далёких астероидах за счёт сохранения льда воды должно было быть достаточно много, чтобы это имело значение для формирования водной среды на планетах. Полученные с помощью SOFIA данные говорят, что каменистые астероиды также участвовали в пополнении планет водой.

Знание о распределении воды в планетарных системах поможет нам лучше понимать формирование условий для образования очагов зарождения биологической жизни. Эти же условия будут многократно повторяться в других звёздных системах, что направит поиск инопланетной жизни по наиболее вероятному пути, ведущему к результату. Учёные вдохновились результатами, полученными с помощью «Софии» и намерены воспользоваться возможностями «Уэбба» для поиска воды на других каменистых астероидах нашей системы.

В восьмой раз в истории учёным удалось обнаружить астероид (или метеороид) перед тем, как он вошёл в земную атмосферу. Небольшое небесное тело взорвалось в небе над пригородом Берлина в ночь на 21 января, а учёные узнали о его приближении за несколько часов.

Источник изображения: twitter.com/YWNReporter

Астероид, которому присвоили название 2024 BXI, обнаружил астроном Криштиан Шарнецки (Krisztián Sárneczky), работающий на наблюдательной станции Пискештетё при обсерватории Конкоя в Будапеште (Венгрия). Он открыл объект при помощи 60-сантиметрового телескопа Шмидта примерно за три часа до его входа в атмосферу. Вскоре после этого NASA представило развёрнутый прогноз того, где и когда упадёт объект. «К западу от Берлина недалеко от Ненхаузена в 1:32 по Центральноевропейскому времени (3:32 мск) мелкий астероид распадётся на безобидный огненный шар. Наблюдатели увидят его, если будет ясно!», — сообщило американское агентство в соцсети X.

Источник изображения: twitter.com/SquigglyVolcano

По оценкам учёных, на момент взрыва размер 2024 BXI составлял около одного метра — вероятно, несколько его обломков долетели до Земли. За последние годы Шарнецки открыл несколько сотен астероидов и был первым, кто обнаружил объект 2022 EB5 за два часа до того, как тот вошёл в атмосферу Земли. В обнаружении 2024 BXI ему помогли данные обсерватории Конкоя. Это редкая удача. По оценкам Европейского космического агентства, до сих пор не открыты 99 % околоземных астероидов диаметром менее 30 м: чем меньше объект, тем ближе он должен подлететь к Земле, чтобы быть обнаруженным. В некоторых случаях астероиды могут скрываться в ярком солнечном свете, как было, например, с метеоритом, который взорвался над Челябинском в 2013 году.

Космические агентства разных стран сейчас работают над новыми технологиями сканирования неба на наличие астероидов, прежде чем те вступят в контакт с Землёй. В 2027 году NASA планирует запустить спутник NEO Surveyor, а в 2030 году или позже в космос отправится европейский аппарат NEOMIR. В 2025 году начнёт полноценную работу Обсерватория им. Веры Рубин (Vera C. Rubin Observatory) в Чили. Руководитель отдела исследований Солнечной системы при обсерватории Марио Юрич (Mario Jurić) напомнил, что за 200 лет человечество открыло 1,2 млн астероидов — и за первые полгода работы нового телескопа этот показатель, возможно, удвоится.

Капсула с образцами грунта с астероида Бенну с приключениями приземлилась в штате Юта 24 сентября 2023 года. Добытый в ходе семилетней миссии OSIRIS-REx материал был доставлен в лабораторию NASA, но вскрыть контейнер с ним оказалось не так просто — этому мешали два заклинивших болта. Специалисты NASA почти четыре месяца решали проблему, и на днях им это удалось.

Источник изображения: Robert Markowitz/NASA

Задача по вскрытию контейнера была осложнена тем, что он был помещён в стерильный перчаточный бокс, чтобы образцы из космоса не были загрязнены земными микроорганизмами и веществами. Даже к обычным отвёрткам предъявлялись заоблачные требования лишь бы не допустить риск контаминации.

Под защищающей контейнер крышкой обнаружилось около 70 г астероидного вещества, что стало рекордом по возвращению на Землю образцов из космоса. Однако больше всего материала должно находиться непосредственно в контейнере заборного модуля TAGSAM. Крышка контейнера фиксировалась 35 винтами, два из которых оказалось невозможно открутить предназначенными для этого инструментами.

Для работы с заклинившими винтами специалисты NASA разработали и тщательно испытали на макете TAGSAM инструмент, который затем был помещён в перчаточный бокс.

Под защитным колпаком капсулы даже до вскрытия пробоотборника нашлось много грунта с астроида. Источник изображения: NASA

«Наконец-то открытие крышки TAGSAM и полный доступ к возвращённым образцам Бенну — это монументальное достижение, которое отражает непоколебимую преданность делу и изобретательность нашей команды», — выразил общую мысль команды астроном Данте Лоретта (Dante Lauretta) из Лунной и планетарной лаборатории Университета Аризоны.

Учёные пока не подняли крышку, создавая для этого в боксе особые условия. Но вскоре это произойдёт, и материал будет передан во многие лаборатории мира.

Запуск космического зонда NASA к астероиду Психея пришлось перенести из-за неблагоприятных погодных условий в районе Мексиканского залива. Теперь планируется, что ракета SpaceX Falcon Heavy будет запущена в 10:19 по времени Восточного побережья США (17:19 мск) 13 октября.

Источник изображения: nasa.gov

Американский аппарат «Психея» (Psyche), построенный для исследования одноимённого металлического астероида, должен был стартовать сегодня утром с площадки 39A Космического центра Кеннеди во Флориде. Но накануне в ходе пресс-брифинга было заявлено, что вероятность благоприятных для этого погодных условий составляет лишь 20 %. Минувшей ночью разразился шторм, и было решено отказаться от попытки запуска в четверг, поскольку на пятницу и субботу ожидается хорошая погода.

Специалист Космических сил США по погоде для запуска Арлена Мозес (Arlena Moses) пояснила, что на регион, в котором расположен космический центр, надвигается область низкого давления, в связи с чем ожидается усиление ветра с юга и юго-запада, а также более сильные порывы. Вероятность установления благоприятной погоды в пятницу и субботу утром оценивается как 50 %.

Меры предосторожности также связаны с конструктивными особенностями ракеты Falcon Heavy — её можно полностью заправить топливом перед стартом не более двух раз, после чего ей потребуется техническое обслуживание. Окно запуска «Психеи» будет открыто до 25 октября — зонд направится к одноимённому астероиду, который находится в главном поясе между Марсом и Юпитером. По одной из версий, металлическое тело может быть обнажённым ядром протопланеты.

Учёные завершили первоначальный анализ образцов грунта с астероида Бенну (Bennu) возрастом 4,5 млрд лет, которые были собраны и доставлены на Землю аппаратом OSIRIS-REx Национального управления по аэронавтике и исследованию космического пространства (NASA) США. Полученные результаты свидетельствуют о наличии в образцах высокого содержания углерода и воды. Это означает, что в образцах могут быть элементы, необходимые для появления живых организмов в условиях нашей планеты — по одной из теорий, жизнь на Землю занесли именно астероиды.

Источник изображения: Erika Blumenfeld / Joseph Aebersold / NASA

Результаты анализа были объявлены в Космическом центре имени Джонсона в Хьюстоне, где руководство NASA и учёные впервые продемонстрировали образцы грунта с астероида Бенну широкой публике. «Образец OSIRIS-REx — это самый богатый углеродом образец астероида из когда-либо доставленных на Землю. Он позволит нескольким поколениям учёных исследовать происхождение жизни на нашей планете. Почти всё, что мы делаем в NASA, направлено на то, чтобы ответить на вопросы о том, кто мы такие и откуда взялись. Такие миссии NASA, как OSIRIS-REx, улучшат наше понимание происхождения астероидов, которые могут угрожать Земле, и дадут нам представление о том, что находится за её пределами. Образец доставлен на Землю, но впереди ещё много научных исследований, таких, каких мы ещё не видели», — сказал во время выступления глава NASA Билл Нельсон (Bill Nelson).

Несмотря на то, что для понимания природы обнаруженных углеродных соединений необходимо провести дополнительные исследования, первое открытие служит хорошим предзнаменованием для будущих открытий. Тайны, которые хранят камни и пыль, добытые на астероиде, будут изучаться несколько десятилетий. Ожидается, что эта работа позволит понять, как формировалась Солнечная система, каким образом на Земле могли появиться первые живые организмы и какие меры необходимо предпринять, чтобы избежать столкновения нашей планеты с одним из многочисленных астероидов, перемещающихся в космическом пространстве.

Источник изображения: Robert Markowitz / NASA

Задачей аппарата OSIRIS-REx было собрать 60 г образцов грунта астероида Бенну. Специалисты NASA 10 дней разбирали капсулу и занимались извлечением из неё грунта. Когда они впервые открыли крышку капсулы, то обнаружилось, что на Землю было доставлено значительно больше материала, чем предполагалось. Образцов оказалось так много, что процесс разбора капсулы существенно замедлился.

«Наши лаборатории были готовы ко всему, что припас для нас Бенну. В течение многих лет учёные и инженеры работали бок о бок, разрабатывая специальные боксы и инструменты для сохранения первозданного вида астероидного материала и хранения образцов, чтобы исследователи сейчас и через десятилетия могли изучить этот ценный дар космоса», — считает Ванесса Уайч (Vanessa Wyche), директор центра NASA в Хьюстоне.

В течение первых двух недель с момента прибытия образцов на Землю учёные провели их «экспресс-анализ» с помощью сканирующего электронного микроскопа, инфракрасные измерения, дифракцию рентгеновских лучей и химический анализ. С помощью рентгеновской томографии удалось создать трёхмерную компьютерную модель одной из частиц, которая демонстрирует её внутреннюю структуру. Эти первые тесты помогли установить наличие в образцах грунта большого количества воды и углеродных соединений.

Источник изображения: NASA

«Заглядывая в древние тайны, хранящиеся в пыли и камнях астероида Бенну, мы вскрываем капсулу времени, которая может открыть нам понимание того, как зарождалась Солнечная система. Богатый углеродом материал и обильное присутствие водосодержащих глинистых материалов — это лишь вершина космического айсберга. Эти открытия, ставшие возможными благодаря многолетнему сотрудничеству и передовым достижениям в науке, побуждают нас отправиться в путешествие, чтобы понять не только наше небесное окружение, но и возможность зарождения жизни. С каждым открытием полученным от Бенну, мы всё ближе подходим к разгадке тайн нашего космического наследия», — считает Данте Лауретта (Dante Lauretta), главный исследователь миссии OSIRIS-REx из Университета Аризоны в Тусоне.

В течение следующих двух лет учёные продолжат характеризовать образцы и проводить их анализ, необходимый для достижения поставленных целей. NASA сохранит не менее 70 % образцов грунта в центре Джонсона для дальнейшего изучения их вместе с учёными из разных стран мира. В рамках научной программы OSIRIS-REx свойства образцов будут изучать более 200 учёных со всего мира, включая исследователей из разных американских институтов, а также партнёры NASA, такие как Японское агентство аэрокосмических исследований (JAXA) и Канадское космическое агентство (CSA). Позднее в этом году образцы грунта также будут переданы во временное пользование Смитсоновскому институту, Космическому центру в Хьюстоне и Университету Аризоны.

Агентство NASA сообщило о «проблеме» с образцами грунта с астероида Бенну, добытыми космическим аппаратом OSIRIS-REx и недавно доставленными на Землю. «Проблема» оказалась приятной неожиданностью — исследователи NASA обнаружили, что на механизме сбора образцов (TAGSAM) осталось гораздо больше астероидного материала, чем рассчитывали учёные. В результате процесс извлечения основного объёма образцов грунта пришлось отложить.

Источник изображения: Robert Markowitz / NASA

OSIRIS-REx стал первым автоматическим американским космическим аппаратом, созданным для сбора образцов грунта с астероидов. 24 сентября 2023 года он доставил на Землю капсулу с камнями и пылью с астероида Бенну. Материал, собранный аппаратом с поверхности астероида ещё в 2020 году, позволит учёным заглянуть на 4,5 млрд лет в прошлое, когда формировалась наша Солнечная система. После доставки образцов OSIRIS-REx продолжил полёт к астероиду Апофис и был переименован в OSIRIS-APEX (OSIRIS-Apophis Explorer).

Капсула с образцами астероида Бенну, обгоревшая в атмосфере Земли и приземлившаяся в штате Юта. Источник изображения: NASA

Сообщение NASA о «проблеме», возникшей с образцами грунта с астероида Бенну, возвращёнными аппаратом OSIRIS-REx, быстро привлекло внимание мировых СМИ. Открытие капсулы произошло в Центре космических полётов NASA им. Джонсона в Хьюстоне, где учёные впервые взглянули на драгоценный груз, доставленный с астероида. Как оказалось, после открытия капсулы, количество собранного астероидного грунта значительно превзошло ожидания.

Три года назад, когда аппарат OSIRIS-REx впервые коснулся поверхности астероида Бенну, учёные были удивлены плотностью его поверхности, которая оказалась намного ниже ожидаемой. Это обстоятельство оказало значительное влияние в момент посадки: контакт с астероидом вызвал выброс большого количества материала с его поверхности, часть которого удачно осела на механизме сбора образцов (TAGSAM), что помогло собрать гораздо больше астероидного грунта.

Капсула с образцами грунта на зонде OSIRIS-REx менее чем за сутки до спуска на Землю. Источник изображения: NASA

«Лучшая "проблема", с которой можно столкнуться, — это когда у вас так много материала, что его сбор занимает больше времени, чем ожидалось. За пределами головной части TAGSAM есть обильное количество материала, который интересен сам по себе. Это действительно впечатляет, когда весь этот материал находится там», — сообщил специалист по микроскопическим астроматериалам и заместитель куратора OSIRIS-REx Кристофер Снид (Christopher Snead).

Первый образец, взятый с внешней стороны головной части TAGSAM, уже находится в руках учёных, которые проводят его первичный анализ. Сначала, при помощи сканирующего электронного микроскопа исследователи изучат морфологию и химический состав частиц, что поможет лучше понять их природу. Далее, применяя метод инфракрасных измерений, учёные попытаются определить наличие гидратированных минералов, которые могут рассказать о водных процессах на астероиде в прошлом.

Новая комната для образцов с астероида Бенну в Центре космических полётов NASA им. Джонсона в Хьюстоне. Источник изображения: NASA

В ходе следующего этапа, используя рентгеновскую дифракцию, специалисты получат данные о кристаллической структуре минералов и возможном наличии органических частиц. Эти методы анализа дадут первичное понимание химического и минералогического состава образцов грунта, открывая путь для более глубокого изучения материала астероида Бенну, что, возможно, расширит наше понимание начальных этапов формирования Солнечной системы и возможного происхождения в ней органических веществ.

«У нас есть вся микроаналитическая техника, которую мы можем использовать для тщательного анализа этого материала почти до атомного уровня», — сообщила Линдсей Келлер (Lindsay Keller), член команды по анализу образцов, добытых OSIRIS-REx, из Центра космических полётов NASA им. Джонсона в Хьюстоне.

В ближайшие недели учёные NASA планируют перенести головную часть устройства TAGSAM, содержащую капсулу с образцами, в другой специализированный ящик. Он является важным элементом в процессе первичной обработки и анализа собранных образцов, так как обеспечивает необходимые условия для тщательного изучения материалов. В нём учёные смогут аккуратно разобрать TAGSAM, чтобы в конечном итоге получить доступ к основному объёму образцов грунта астероида Бенну.

В NASA сообщили, что запланированный на 5 октября запуск космической автоматической станции Psyche к одноимённому астероиду отложен до 12 октября. Окно для старта будет открыто до 25 октября. Перенос связан с неправильной регулировкой двигателей для коррекции положения станции в пространстве. В систему управления двигателями будут внесены изменения.

Автоматическая станция Psyche в представлении художника. Источник изображения: NASA

Двигатели коррекции положения станции в пространстве особенно важны на первом этапе запуска, как, впрочем, и на последующих. Они работают на охлаждённом азоте под давлением. Недавно выяснилось, что двигатели будут работать при более высокой температуре, чем прогнозировалось.

«Поддержка эксплуатации двигателей в рамках температурных ограничений необходима для обеспечения их долговременной работоспособности», — сказано в заявлении NASA по поводу задержки. В агентстве добавили, что работа по проверке параметров двигателей включает в себя проведение имитационного моделирования и внесение изменений в параметры и процедуры полёта.

Двигатели коррекции не являются основной двигательной установкой, но их значение нельзя умалять — они также важны для миссии, как и остальные узлы станции.

Первоначально «Психея» (Psyche) должна была улететь к одноимённому астероиду в главном поясе астероидов в августе прошлого года. Но этого не произошло. В программном обеспечении станции обнаружились недоработки, которые не позволяли провести её полноценное тестирование на стенде. Также были выявлены проблемы с руководящими кадрами проекта, что вызвало волну перестановок и увольнений.

За прошедший год подготовка к миссии была завершена с отличием, как сообщил надзорный совет, что, впрочем, не помешало обнаружиться новым недочётам. Дополнительная неделя должна помочь инженерам учесть недоработки и подготовить станцию к запуску. Риск отложить запуск вследствие недофинансирования NASA также не коснётся запуска станции. В США финансовый год для бюджетных организаций заканчивается 1 октября, и к моменту запуска «Психеи» новое финансирование ещё не будет получено. Поэтому эту миссию вывели за рамки установленного порядка финансирования и реализуют вне его.

Источник изображений: NASA/Kim Shiflett

Старт состоится в любой день, начиная с 12 октября. В космос станцию выведет ракета-носитель SpaceX Falcon Heavy со стартового комплекса 39A Космического центра имени Кеннеди.

Астероид «Психея» интересен тем, что это может быть металлическое ядро несформировавшейся планеты. По техническим причинам мы не может добраться до ядра Земли, чтобы изучить его вблизи, но это можно сделать на обнажённой «модели» ядра в лице астероида. Задержка с отправкой станции на один год привела к тому, что станция прибудет к цели не в 2026 году, а только в 2029. Но это не снизит ценность добытых там научных данных. Главное, чтобы «Психея» стартовала с 12 по 25 октября этого года.