Як сісти на хвіст комети, публікації, навколо світу
Наше Сонце має мільярди супутників самого різного розміру, що обертаються навколо нього. Частина з них ми бачимо як планети, деякі спостерігаємо у вигляді астероїдів і метеоритів. Є серед них і особливі представники - комети, періодично роздуваються до неймовірних розмірів, розцвічуючи зоряне небо величезними хвостами.
Капсула з пилом
Щоб найбільш точно дізнатися, з чого складається комета, потрібно проаналізувати її речовина за допомогою різних високочутливих приладів, доставивши його зразки на Землю. Але на борту невеликого космічного апарату такі прилади розмістити складно, адже розміри станції Stardust 1,7х0,7х0,7 м - приблизно як у письмового столу. Як же взяти зразок речовини, що розлітається від ядра комети з величезною швидкістю? За космічними мірками Stardust рухалася щодо комети неспішно, приблизно в півтора рази повільніше, ніж літають навколо Землі штучні супутники. Однак навіть така швидкість була в кілька разів більше, ніж у кулі, - станція пролітала за одну секунду 6 км. Зіткнення пилинок з контейнером з твердого матеріалу на такій швидкості (понад 20 тис. Км / год) призвело б до їх найсильнішому нагріванню і випаровуванню. Єдиним способом, що дозволяє зловити і м'яко зупинити ці пилинки, виявилася пастка з унікального матеріалу - аерогеля, який був створений в 1931 році, але великого поширення не отримав. Зараз він знаходить друге життя завдяки своїм теплоізоляційним властивостям. На 99,8% аерогель складається з повітря, а ще на 0,2% - з двоокису кремнію, просто кажучи - кварцу, і являє собою тверду речовину з пористою структурою, що нагадує губку, пори якої не розгледіти - їх діаметр всього 20 нанометрів ( тобто на довжині 1 мм поміщається 50 тис. таких пір). Аерогель, використаний на станції Stardust, потрапив до «Книги рекордів Гіннесса» як тверда речовина з найменшою щільністю - 3 мг / см 3. Він в 1 000 разів легше, ніж кварцове скло, хоча їх хімічний склад однаковий. «Вега» на підступах до кометиЗнаменита комета Галлея по праву вважається «головною» - її появи поблизу Землі зафіксовані 30 разів починаючи з 240 року до н. е. Англійський вчений Едмунд Галлей на рубежі XVII-XVIII століть вперше встановив періодичність в її русі і передбачив час наступного її появи. З тих пір вона і стала називатися його ім'ям.
У 1986 році, як відомо, до неї була відправлена ціла космічна флотилія - радянські станції «Вега-1» і «Вега-2», європейська станція Giotto ( «Джотто») і японські Sakigake ( «Піонер») і Suisei ( «Комета »), та й американська станція ICE взяла участь у спостереженнях, хоча перебувала від неї дуже далеко, в 30 млн. км.
Спостереження з космічних станцій «Вега» і Giotto вперше показали, як виглядає кометної ядро, яке до цього ховалося від астрономів за хмарами викидається їм газу і пилу. За формою воно нагадує картоплину розмірами 14x10х8 км. Несподіваним виявився і той факт, що ядро темне, як сажа, і відображає лише 4% падаючого світла. На зверненої до Сонця стороні спостерігалися викиди газу і пилу, що проривалися через темну оболонку. Ядро комети Галлея дуже пористе, містить багато пустот, і його щільність - 100 мг / см 3 (у 10 разів менше, ніж у води). Воно складається в основному зі звичайного льоду з невеликими включеннями вуглекислих і метанових льодів, а також пилових частинок. Темний колір обумовлений накопиченням кам'яного матеріалу, що залишається після випаровування льоду. За розрахунками, при кожному прольоті комети Галлея навколо Сонця з її поверхні зникає шар товщиною близько 6 м. У результаті цього за 100 останніх прольотів (за 7 600 років) її діаметр зменшився на 1,2 км, що становить приблизно 1/10 від нинішнього діаметра.За час прольоту поблизу комети на відстані 8 000 км з відносною швидкістю 78 км / с (280 тис. Км / год) станція «Вега-1» піддалася найсильнішої бомбардуванню кометними пиловими частинками. В результаті вдвічі знизилася потужність сонячної батареї і порушилася робота системи орієнтації в просторі. Те ж саме відбулося зі станцією «Вега-2». Giotto пройшла всього в 600 км від ядра комети, і таке тісне зближення не обійшлося без втрат. Ще на відривом 1 200 км удар кометної частинки вивів з ладу телекамеру, а сама станція тимчасово втратила радіозв'язок з Землею. Дві японські станції пролетіли на більш далеких відстанях від комети, виконавши дослідження навколишнього її великого водневого хмари.
Бомбометання в космосі
Коли сталося зіткнення зонда з ядром комети, то викинута речовина злетіло вузьким високим стовпом. Таке можливо лише при дуже пухкому і легкому грунті. Будь її речовина щільніше, розліт викидів виявився б нижче і ширше, а якби комета була кам'яною, то матеріал розлітався б у вигляді низькою і широкою воронки. Результати цього ефектного експерименту в космосі привели до появи нової моделі будови ядра комет. У минулому ядро вважали забрудненою сніжним шаром або засніжених грудкою грунту, а тепер його розглядають як досить пухке тіло, трохи видовженої форми (на зразок картоплини), що складається з порошку або пилу. Залишається неясним, як в такій «пухнастою» субстанції можуть зберігатися кратери, пагорби і різкі уступи поверхні, які чітко видно на знімках ядра комети Темпеля-1, отриманих як з самої станції Deep Impact, так і з відокремилася від неї ударного апарату, який передав останні зображення зовсім незадовго до зіткнення. На цих докладних знімках видно, що поверхня не згладжена і не покрита пилом - вона має досить виразні, різкі форми рельєфу і виглядає приблизно так само, як поверхня Місяця, - з безліччю кратерів і невеликих пагорбів. Намагаючись з'єднати отримані дані в єдину картину, дослідники згадали про відомому Тунгуський метеорит.
Об'єкти «незмірну дали»Комети - досить видовищні, але найменш вивчені об'єкти Сонячної системи. Навіть те, що вони розташовані далеко від Землі, стало відомо порівняно недавно. Стародавні греки, наприклад, вважали, що ці небесні об'єкти - явища в земній атмосфері. Лише в 1577 році датський астроном Тихо Браге довів, що відстань до комет більше, ніж до Місяця. Однак їх все ще вважали чужорідними мандрівниками, які випадково вторгаються в Сонячну систему, пролітають її наскрізь і назавжди «відходять в незмірну далечінь». До відкриття Ньютоном закону всесвітнього тяжіння не було пояснення того, чому комети з'являються на земній небосхилі і зникають. Галлей показав, що вони рухаються по замкнутих витягнутих еліптичних орбітах і неодноразово повертаються до Сонця. Їх не так вже й багато - за століття спостережень зафіксовано лише близько тисячі. 172 є короткоперіодичних, тобто вони пролітають поблизу Сонця не менше одного разу за 200 років, але більшість з комет роблять один проліт за час від 3 до 9 років. Їхній шлях по Сонячній системі зазвичай обмежується орбітою найдальшої з планет - Плутона, тобто перевищує відстань від Землі до Сонця не більше ніж в 40 разів. Такі комети спостерігалися з Землі багаторазово. Більшість же комет рухається по сильно витягнутих орбітах, уводящим їх далеко за межі Сонячної системи. Такі долгопериодические комети спостерігають лише один раз, після чого вони зникають з поля зору землян на кілька тисяч років. Назви комети отримують на прізвище першовідкривача (комета Черних, комета КОПФ), а якщо таких двоє або навіть троє, то перераховують всіх (комета Хейла - Боппа, комета Чурюмова - Герасименко). Коли ж один чоловік виявив кілька комет, то після прізвища додається номер (комета Вільда-1, комета Вільда-2).
Що вибухнуло над Тунгускою?
Свого часу науковим сюрпризом стали результати розрахунків щільності Тунгуського метеорита, виконані 30 років тому, в 1975 році, фахівцями в області аеродинаміки і балістики академіком Георгієм Івановичем Петровим, директором - засновником Інституту космічних досліджень, і доктором фізико-математичних наук Смелаом Петровичем Стулова. Багато хто визнав отриману величину просто-напросто нереальною - адже з розрахунків цих математиків випливало, що над Сибіром в 1908 році вибухнуло небесне тіло, щільність якого була в 100 разів менше, ніж у води, - вона не перевищувала 10 мг / см 3. Таким чином , Тунгуський «метеорит» був в 7 разів більше пухким, ніж щойно випав сніг. Його діаметр, згідно з розрахунками, досягав 300 м. Неможливо було уявити, щоб такий пухнастий кому міг зберегти свою цілісність при тривалому перебуванні в космосі і провести такий грандіозний ефект в атмосфері Землі. Протягом декількох тисяч кілометрів він летів, яскраво сяючи, а потім вибухнув, поваливши ліс на площі понад 2 000 км 2 (це в 2 рази більше території Москви). Результати цих розрахунків довгий час залишалися сумнівними, поки через 97 років після Тунгуського вибуху не сталося ще один космічний вибух, який залучив настільки ж пильну увагу - зіткнення блоку станції Deep Impact з ядром комети Темпеля-1.
Що ж сталося майже століття тому над сибірської тайгою?