彗星に上陸する。 なぜ科学者は彗星の表面に探針を着地させたのですか？

すべての兆候によって、我々は新しい発見の時代に入った。 昨年、沈没した心臓を持つ多くの人が、ロゼッタの使命に従った。 歴史上の最初の彗星に上陸することは、プログラム全体のように、非常に複雑な操作でした。 しかし、発生した困難は、事象そのものと宇宙探査機が既に生産していて、まだ供給しているデータの両方の重要性を損なうものではない。 なぜ彗星上に着陸する必要があり、天体物理学者はどのような結果を得ましたか？ これについては後述する。

主な秘密

遠くから始めましょう。 科学界全体が直面している主な課題の1つは、 地球上の生命の誕生に貢献したものを理解することです。 この話題の古さから、多くの仮説が示されています。 現代版の1つは、彗星によってここで演じられた彗星の数が、その形成中に惑星に落ちた彗星であったということです。 彼らは水や有機分子の供給者になれると信じられています。

最初の証拠

この仮説は、天文学者から生物学者、彗星までの科学者の興味を完全に正当化する。 しかし、もう少し興味深い瞬間があります。 テールされた 宇宙物体 は、太陽系の形成の初期段階で何が起きたかについての非常に詳細な情報を空間を通じて運びます。 その後、ほとんどの彗星が形成されました。 このように、彗星上に着陸することで、40億年以上前に私たちの宇宙の一部が形成された問題を文字通りに研究することができます（タイムマシンは必要ありません）。

さらに、太陽に近づくときの彗星の動き、その組成および行動の研究は、そのような宇宙物体 に関する 膨大な 量の情報 を与え、多くの仮定および科学的仮説をテストすることを可能にする。

背景

もちろん、尾行の「旅人」は宇宙船の助けを借りてすでに研究されています。 7つのスパンが彗星によって飛行し、その間に写真が撮られ、特定の情報が収集された。 これらは、彗星の長期的な維持が複雑な問題であるため、ちょうどオーバーフライトです。 80年代には、米欧のICE装置とソ連ベガがそのようなデータの生産者として行動した。 そのような会議の最後は2011年に行われました。 その後、尾翼の物体のデータを装置Stardustによって収集した。

以前の研究は科学者に多くの情報を与えましたが、彗星の特質を理解し、上記の問題の多くに対する答えは十分ではありません。 徐々に、科学者は、彗星への宇宙船の飛行を組織し、続いてプローブをその表面に着陸させる、かなり大胆なステップの必要性を認識するようになった。

ミッションの一意性

どのくらい彗星上の着陸が困難な操作であるかを知るためには、 宇宙体が 一般的に何であるかを理解する必要があり ます。 それは時々数百キロメートルに達する驚異的なスピードで宇宙を突き進む。 同時に、彗星の尾は、体が太陽に近づき、地球からきれいに見えるときに形成され、ガスと塵の混合物です。 このすべては植栽だけでなく、平行コースでの動きも非常に複雑です。 装置の速度を対象物の速度と等しくし、収束のために適切な瞬間を選択する必要があります。彗星が太陽に近いほど、その表面からの放出が強くなります。 そして、それだけが彗星の上に着陸することができ、それはさらに複雑で重力の低い指標になるでしょう。

オブジェクトを選択する

これらすべての状況は、ミッションの目標の選択に慎重なアプローチを必要としました。 彗星Churyumov-Gerasimenkoに上陸することは、最初の選択肢ではない。 最初は、プローブ "Rosetta"がVirtanenの彗星に送られると仮定されていました。 しかし、計画は中断された：事件の直前：アリアン5発射車からのエンジンが拒絶されたと主張された直前。 ロゼッタを宇宙に連れて来るのは彼女だった。 その結果、打ち上げが延期され、新しいオブジェクトを選択する必要が生じました。 彼らは彗星Churyumov-Gerasimenkoまたは67Pとなった。

この空間オブジェクトは1969年に発見され、発見者の名前を付けられました。 短周期彗星の数に属し、約6.6年で太陽の周りを1周する。 67Pについては特に注目すべきことは何もありませんが、木星の軌道を越えない十分に研究された飛行軌道を持っています。 ロゼッタが2004年3月2日に出発したのは彼女のことでした。

「充填する」宇宙船

Rosettaプローブは、研究のために設計され、結果を修正するために、大量の装置を宇宙空間に持ち込んだ。 その中には、スペクトルの紫外部分の放射を検出できるカメラや、彗星の構造や土壌分析の研究に必要な装置、大気を研究するための装置などがあります。 合計で、Rosettaには11の科学的ツールが利用可能でした。

これとは別に、私たちはダウンリンクモジュール「Fila」に住む必要があります。それは彼が彗星に着陸することでした。 着陸直後に宇宙物体を勉強する必要があったため、ハイテク機器の一部が直接その上に置かれていました。 さらに、 "Philae"は、 "Rosetta"によって下げられた後、表面に確実に固定するための3つの小穂を備えていました。 既に述べたように、彗星上に着陸することにはある種の困難が伴う。 ここでの重力は非常に小さいので、追加の添付ファイルがなければ、モジュールはオープンスペースで紛失する危険性があります。

長い道のり

2014年の彗星上の着陸には、ロゼッタ探査機の10年前の飛行が先行していた。 この間、彼は地球の近くで5回、火星の近くを飛行し、2つの小惑星に会った。 この期間中にプローブによって撮影された壮大な画像は、再び自然の美しさとその様々な部分の宇宙を思い出します。

しかし、論理的な疑問が生じるかもしれません：なぜロゼッタが太陽系をあまりにも長い間循環させてきたのですか？ 飛行中に収集された写真やその他のデータは目標ではなく、むしろ研究者にとって楽しくて面白いボーナスとなったことは明らかです。 この練習の目的は、彗星を背後から近づけ、速度を平等にすることです。 10年間の飛行の結果、RosettaがChuryumov-Gerasimenkoの彗星の仲間に実際に変換されました。

コンバージェンス

さて、2015年4月には、彗星全体に着陸するプローブが成功したと確信しています。 しかし、昨年の8月には、宇宙体の軌道に入ったばかりだったが、それは近い将来の問題であった。

探査機は2014年11月12日に彗星に上陸した。 ほぼ全世界が着陸に追いついた。 「フィラ」を元に戻すことは成功でした。 問題は着陸の瞬間から始まりました：小穂は機能せず、デバイスは表面に固定できませんでした。 "Fily"は彗星から2回バウンスし、3回目だけ降下することができ、約1キロメートルの着陸地点から飛行した。

結果として、モジュール「フィラ」は、 太陽の光線 が透過しないゾーンにあり、バッテリのエネルギー充電を補充するために必要であった。 彗星上の着陸が完全に成功していない場合、装置は64時間設計された充電済みのバッテリを装備していた。 彼は少し遅く、57時間働いたが、この間、「フィル」は創造されたもののほとんどすべてを処理した。

結果

Churyumov-Gerasimenko彗星に上陸することで、科学者はこの宇宙体に関する広範なデータを得ることができました。 それらの多くはまだ処理されていないか分析が必要ですが、最初の結果は既に一般に公開されています。

研究された宇宙の体は ゴムの歯列 と同様の形をしています（彗星上の着陸は「頭部」領域にあると考えられていました）：2つの同等な丸い部分が狭い狭窄によってつながっています。 天体物理学者が直面する課題の1つは、この珍しいシルエットの理由を理解することです。 今日では、2つの主な仮説が提起されている：それは2つの物体間の衝突の結果であるか、または浸食プロセスが峡部の形成につながったかのいずれかである。 現時点では、正確な回答は得られていません。 "フィラ"の研究のおかげで、彗星の重力のレベルは同じではないことしか知られていなかった。 最大のインジケータは核の上部に観察され、最小のものは - 首の領域にのみ見られる。

救済と内部構造

モジュール「Fily」は、彗星の表面に見られ、様々な地層で、山と砂丘に似た外観をしています。 その組成において、それらの大部分は氷と塵の混合物である。 ガチョウバンプと呼ばれる最高3メートルの丘は、67Pでかなり一般的です。 科学者たちは、それらが太陽系の形成の最初の段階で形成され、他の類似の天体の表面を覆うことができると示唆している。

彗星の探査が最も成功した方法で降下しなかったので、科学者は計画された表面の掘削を開始するのを恐れていました。 しかし、彼はそれをまったく同じようにしました。 上層の下に別の層があることが判明しました。 おそらく、それは氷でできています。 この仮定は、着陸中に装置によって記録された振動の分析によって支持される。 同時に、分光写真の写真は、有機化合物と氷の不均一な相関を示しています。前者は明らかに大きいです。 これは科学者の前提に同意せず、彗星の起源のバージョンを疑問視する。 それは木星の近くの太陽系で形成されたと推定された。 しかし、画像の研究は、この仮説を否定している：明らかに、海王星の軌道を越えて位置するKuiperベルトに形成された67P。

使命は続く

彼の眠りの瞬間まで「Fila」モジュールの活動に密接に従っていたRosetta宇宙船は、今までChuryumov-Gerasimenko彗星を残していなかった。 彼はその物体を観察し続け、地球にデータを送る。 したがって、彼の責任には、彗星が太陽に近づくにつれて増加する塵やガスの放出が含まれます。

このような排出の主な原因はいわゆるコメットネックであることが以前は確立されていた。 その理由は、この地域の重力が低く、その結果、近隣地域から反射された太陽エネルギーの蓄積効果があるためです。 今年3月、Rosettaは塵やガスの放出も記録した。興味深いのは、それが消灯側で発生したためである（原則として、表面加熱の結果、すなわち彗星の太陽の部分で起こる）。 67Pのこれらのプロセスおよび機能はすべて説明されていないが、データの収集は継続されている。

彗星の表面上の人類史上初めての着陸は、科学者、技術者、エンジニア、およびデザイナーの多くが約40年間にわたり作業した結果であった。 今日、ロゼッタの任務は、宇宙時代の最も野心的な出来事の1つとして認識されています。 当然、天体物理学者はこれを終わらせるつもりはない。 未来の野心的な計画の中には、彗星の表面の周りを動くことができる降下モジュールと、その物体に近づき、土壌サンプルを収集して地球に戻すことができる宇宙船の作成があります。 一般的に、成功したプロジェクトRosettaは、科学者に、宇宙の秘密を開発するためのますます大胆なプログラムに刺激を与えます。