истории

«Антенна перестанет указывать на Землю — и все, конец» Астрофизик Мэтт Тейлор — об окончании миссии «Розетта»

Источник: Meduza

30 сентября завершится миссия «Розетта»: одноименный космический аппарат совершит контролируемое столкновение с поверхностью кометы Чурюмова — Герасименко, которую исследовал на протяжении последних двух с половиной лет. «Розетта» была запущена Европейским космическим агентством (ESA) в 2004 году. За время работы зонд успел долететь до кометы (на это ушло шесть лет пути и три года ожидания в спящем режиме), выйти на орбиту ее ядра (первый подобный маневр в истории), составить карту поверхности кометы и успешно отправить на нее спускаемый аппарат «Филы». Накануне окончания миссии «Медуза» поговорила с британским астрофизиком Мэттом Тейлором, руководившим посадкой на поверхность кометы, о том, какие открытия удалось сделать благодаря «Розетте», какие перспективы она открыла для ученых, а также о том, каково это — сознательно потерять аппарат, за которым следил на протяжении двенадцати с половиной лет.

 — До окончания миссии, которая длилась больше 12 лет, осталось два дня. Что в связи с этим чувствуете вы и ваши коллеги?

— Все очень заняты, не покладая рук готовятся к концу. Чувства, конечно, смешанные. Для многих из нас окончание этой миссии — кульминация работы всей жизни, многие посвятили ей всю свою карьеру. Я в первую очередь имею в виду людей, которые работали в Дармштадте, в Дортмунде и отвечали за конструкцию космического аппарата, — для них миссия закончится в тот момент, когда перестанет функционировать аппарат. Но с точки зрения науки миссия, конечно, не завершится: данные, которые мы добыли в ходе этой операции, ученые смогут изучать десятилетиями. Этот колоссальный массив информации — как раз то, ради чего вся миссия затевалась. Так что я бы сказал, что операция заканчивается, а миссия продолжается.

— За «Розеттой» следили и очень далекие от космических исследований люди. Многие успели по-настоящему привязаться к ней — и к зонду «Филы». Наверняка тем, кто непосредственно работал с этими аппаратами, трудно расставаться с ними.

— Безусловно. Особенно инженеры-операторы, отвечавшие за работу приборов, за управление аппаратами, — если с ними пообщаться, просто невозможно не расчувствоваться. Я сам, честно говоря, еще до конца не понял, что происходит. Надо будет посмотреть, что я буду чувствовать в пятницу, когда все закончится. Сейчас у нас везде кипит работа: нужно удостовериться, что все работает как надо, подготовиться к тому, что будет происходить в четверг и пятницу — с чисто технической стороны. Вот буквально только что я получил имейл: кто-то хочет прийти в пятницу и наблюдать за операцией — словом, очень много всего нужно организовать. 

Но все равно переживаешь. Это же часть моей жизни, и хотя я присоединился к миссии только в 2013 году, все последующее время я только ей и жил. «Розетта» стала частью моей семьи — хотя настоящие члены семьи не всегда были этому рады. Она была с нами каждый день, 24 часа в сутки. На следующей неделе мне нужно будет сдать свой служебный телефон, в ESA мне его специально выдали, чтобы я мог каждую минуту отслеживать статус миссии. Больше он мне не понадобится. Научная работа тоже будет напряженной и важной, но она не идет ни в какое сравнение с тем, когда тебе нужно следить за космическим аппаратом, летающим вокруг кометы где-то далеко-далеко отсюда.

Конечно, все это очень грустно. Но, думаю, одновременно все мы и счастливы тоже, потому что мы знаем, как много нам удалось достичь, как много данных мы смогли получить по итогам этой миссии. Нам очень грустно оттого, что больше не будет этого аппарата, о котором нужно беспокоиться и тревожиться все время. Но осознание того, сколько всего нового теперь можно будет сделать в науке, вселяет в нас радость.

— Вам хотелось в какой-то момент, чтобы завершить миссию можно было по-другому? Без столкновения с кометой?

— Этот вариант окончания миссии — самый лучший, оптимальный с точки зрения ее научной ценности. Аппарат стареет, многие приборы уже сейчас начинают барахлить; энергии перестает хватать по мере того, как мы отдаляемся от Солнца. Так что это самый лучший путь. Я сравниваю это с рок-группами 1960-х и 1970-х годов — многие из них все еще ездят в туры, хотя и петь уже толком не могут, и на гитарах играют не так хорошо, как 20–30 лет назад. Миссия «Розетта» сейчас находится на вершине своих возможностей, и мы совсем не хотим снова отправлять аппарат в полет вокруг Солнца, снова вводить его в спячку, при выходе из которой могут возникнуть проблемы. Мы уходим на пике — это лучшее время, чтобы уйти. К тому же спланированное крушение позволит нам получить дополнительные данные, которые невозможно было бы собрать никаким другим путем.

— Вы имеете в виду исследования и съемки, которые «Розетта» будет вести до и во время столкновения?

— «Розетта» приблизится к району, где расположена «Дейр эль-Медина» — так мы называем большую впадину на поверхности ядра кометы Чурюмова — Герасименко. «Дейр эль-Медина» находится в области Маат, где много таких впадин. Они есть и в других областях кометы, мы выбрали тот район, к которому проще подобраться. В саму яму мы не попадем, но аппарат окажется достаточно близко, чтобы передать фотографии района в хорошем качестве. Мы подозреваем, что в этих впадинах происходят очень важные процессы, из них вырываются активные газы и пыль; кроме того, на стенках впадин есть комки — так называемая гусиная кожа, — из которых, как мы считаем, и сформировалась вся комета. Получить снимки этих комков в высоком разрешении было бы фантастически ценно. 

Но важны и другие данные. Аппарат «нырнет» к комете с расстояния 20 километров и на всем протяжении пути сможет фиксировать множество параметров — газа, плазмы и пыли — и отслеживать, как эти характеристики меняются по мере приближения к поверхности ядра. Все это «Розетта» будет передавать, и мы ждем, что сигнал окажется очень чистым. А последние два километра пути будут вообще уникальными — так близко к поверхности мы никогда не подлетали. Тут нам откроются очень важные процессы в функционировании комет: как лед превращается в газ? как газ поднимается с поверхности? как он взаимодействует с пылью? Все это чрезвычайно интересно, и получить эту информацию можно только одним способом.

— То есть «Розетта» будет передавать данные буквально до последней минуты?

— Да, и это тоже очень важно: вся передача информации будет вестись в прямом эфире. Как только какой-то параметр зафиксирован, как только взят какой-то замер, информация тут же отправляется с антенны. Сохранить ее [в памяти аппарата] мы не можем — потому что после окончания операции времени на отправку сохраненных данных уже не будет. После столкновения с поверхностью антенна перестанет указывать на Землю — и все, конец. Но до самого конца мы будем получать информацию.

— А как «Розетта» поймет, что миссия окончена?

— В ее программу внесены соответствующие параметры. После столкновения с кометой аппарат уже не будет пытаться восстановить связь с Землей. То есть указания примерно такие: как только связь будет утеряна, выключай все системы.

— И эта программа была загружена в аппарат с самого начала?

— Все запрограммировано заранее. Какие-то команды мы досылаем сейчас, но так можно внести лишь несущественные коррективы. Траектория маршрута нам известна, а дальше — свободное падение. Джойстиком тут управлять не получится: чтобы сигнал дошел в одном направлении, нужно 40 минут. Это значит, что на определенном этапе, если что-то пойдет не так, мы ничего не сможем сделать, ну простите уж, не получилось. Так что нужно заранее все проверить и удостовериться, что все сработает так, как планировалось.

— А хотя бы понять, что все прошло как надо, вы сможете? Например, что «Розетта» останется на комете, а не отскочит от поверхности?

— Все, что мы будем знать, — это что пропал сигнал. Возможно, через 200 лет разовьется межзвездная археология и люди станут исследовать места, к которым их предки отправляли своих древних роботов, — возможно, тогда какие-нибудь наши прапрапраправнуки прилетят к комете Чурюмова — Герасименко и скажут: о, вот где-то здесь покоится «Розетта». А может быть, к тому времени комета уже давно разрушится — и увидеть ее никто не сможет. Кто знает!

— Расскажите об открытиях, которые уже были сделаны в ходе миссии: помогла ли «Розетта» лучше понять устройство комет, их роль в появлении воды на Земле?

— В ходе миссии было сделано несколько открытий и, я бы даже сказал, прорывов. Главным, на мой взгляд, стало то, что «Розетта» изменила наше понимание природы комет. Это не просто шары из льда и пыли — в основном, кстати говоря, пыли, ее на комете Чурюмова — Герасименко оказалось очень много. Кометы — это очень разнообразный мир, на их поверхности происходят очень сложные морфологические процессы. Фактически благодаря «Розетте» появилась новая научная область: морфология комет. Мы изучаем различные области на кометах, смотрим на их физические свойства и пытаемся понять, как эти области сформировались, почему они выглядят именно так. Кроме того, поскольку «Розетта» вместе с кометой облетела вокруг Солнца, мы смогли наблюдать эволюцию этих свойств.

Теперь гораздо лучше представляем себе, из чего состоят кометы, как они зарождаются. Это стало возможно в результате сопоставления огромного количества данных и измерений. Мы изучили и газы, и пыль и обнаружили на комете еще кучу всего интересного — и все это важно также и для понимания Солнечной системы и того, откуда произошли люди. Мы выяснили, например, что тип обнаруженной на комете воды очень сильно отличается от земной воды. Анализ этой воды позволил нам сделать предположение, что комета сформировалась в каком-то очень холодном месте, и эта гипотеза подтверждается другими данными — молекулярными измерениями кислорода и азота. А сопоставив эти данные с данными, полученными с других комет, где тоже совсем другая вода (кое-где, кстати, гораздо больше похожая на земную), можно получить общие выводы о том, что у комет очень разная и очень насыщенная история и что большинство зародились в одном и том же месте. 

То есть благодаря «Розетте» мы можем переосмыслить роль комет в эволюции Солнечной системы. Несмотря на то что на нашей комете оказалась другая вода, мы все равно можем утверждать, что вода была занесена на Землю внешним телом — мы предполагаем, что раньше на планете воды было очень мало и какие-то внешние тела позволили существенно пополнить ее запасы. Скорее всего, вода попала на Землю с астероидами, но, возможно, что и с кометами тоже. Но главное, что на комете обнаружились сложные органические соединения, такие как глицин, который они тоже могли принести на Землю. То есть не исключено, что кометы принесли на Землю элементы, из которых затем зародилась жизнь, — не саму жизнь, лишь некоторые ингредиенты, из которых она возникла на влажной, теплой планете. 

«Розетта» позволила нам впервые взглянуть на то, какие фантастические перспективы изучения возникновения жизни на Земле нам открываются. На развитие этих новых знаний уйдут годы.

— Я верно понял, что изучение кометы Чурюмова — Герасименко позволило сделать предположение об общем происхождении всех комет?

— Это можно обсуждать, да. Если взять кометы класса Юпитера, к которому принадлежит комета Чурюмова — Герасименко, — раньше считалось, что вода на них по составу очень близка к земной. Сейчас мы выяснили, что на этой комете вода другая — в ней значительно больше дейтерия (тяжелого водорода — прим. «Медузы»). То есть внутри одного класса наблюдается значительное разнообразие. Поэтому не исключено, что кометы могли зародиться в одном и том же месте, но с течением жизни развивались по-разному. Все это нужно будет обсуждать и исследовать в будущем — благодаря данным, полученным от «Розетты», и сопоставлению этих данных с теми, что мы можем получить, наблюдая за кометами с Земли.

— На ваш взгляд, данные, переданные «Розеттой», исчерпывающие? Нужны ли новые исследования кометы Чурюмова — Герасименко — или теперь важнее сосредоточиться на изучении других комет?

— Я бы не сказал, что миссия ответила на все вопросы, связанные с кометой, — наоборот, она помогла нам сформулировать новые вопросы, так что миссии к уже исследованным объектам часто имеют смысл. Если вы посмотрите на траекторию движения «Розетты» на протяжении последних двух с половиной лет, вы увидите, что большую часть этого времени мы изучали только одну область кометы, в то время как другие области остались неизученными. Отправляя к комете новые аппараты, мы можем получить огромное количество новых данных — и это имело бы смысл, если бы у нас было бесконечное количество космических аппаратов и неограниченное количество денег. Но есть и другие тела, которые нужно исследовать, — все это вопрос соотношения стоимости, ресурсов и желаемого результата.

— Но на ваш взгляд — какие исследования должны быть в приоритете?

— Это решать не мне — нужно дождаться решения научного сообщества. ESA работает именно так: мы ждем указаний от ученых, которые говорят нам, что нужно изучать. А я только помогаю им достичь поставленной цели. Думаю, соображения о том, какие миссии будут нужны в будущем, появятся уже в течение года или двух. Так что посмотрим, что решат ученые, — я всего лишь служу интересам научного сообщества.

— Миссия «Розетта» длилась более 12 лет, в первую очередь из-за расстояний, которые нужно было преодолеть космическому аппарату. Можно ли говорить, что будущие подобные исследования будут проходить быстрее?

— Все зависит от предмета исследования. Очевидно, что полеты к телам, расположенным вблизи Земли, проще с точки зрения расчетов и построения маршрутов, однако и в них есть свои сложности. Чем дальше от Земли, тем сложностей больше. Полеты в дальний космос требуют длительного времени. Например, при полете к Юпитеру нужно просчитывать радиационный фон. Разумеется, полеты в открытый космос после «Розетты» не закончатся. У ESA есть еще несколько действующих дальних миссий — в том числе и к крупнейшим планетам Солнечной системы и даже к самому Солнцу. Во всех этих миссиях мы сможем применять умения, полученные в результате работы над «Розеттой» — это неиссякаемый источник умений и знаний.

— Как человек, связанный с освещением миссии в СМИ, вы можете как-то объяснить, почему «Розетта» оказалась так интересна широкой публике?

— Я большую часть своей карьеры занимался физикой плазмы — это довольно интересная область с точки зрения того, как объяснять ее широкой аудитории. Там сплошные магнитные и электрические поля, это очень трудно визуализировать. Возможно, мне было проще заинтересовать людей «Розеттой» потому, что я начал заниматься ей уже на стадии полета. Но знаете, в «Розетте» действительно есть что-то особенное. Если пытаться анализировать, то я бы выделил несколько аспектов, которые оказались очень привлекательными для публики: исследовательский, научный; важно и то, что миссию сопровождала опасность, связанная с изучением неизвестного, и, соответственно, дерзость и отвага. Мы летели к объекту, о котором не знали даже, как он выглядит! Все это вместе привлекало внимание, и мы воспользовались этим, чтобы заинтересовать людей, чтобы между ними и нашей миссией возникла какая-то связь. Видимо, все ингредиенты оказались удачными и смешались в нужной пропорции.

Нам всем это очень помогло, в том числе и лично мне. Я счастлив, что мне довелось работать над этой миссией — в том числе и заражая других страстью к науке, к инженерному делу и просто вдохновляя их на какие-то поступки. 

— Вы согласны с тем, что сейчас — после «Кьюриосити» и «Розетты» — интерес широкой публики к космическим темам возрос?

— Безусловно. Все помогает — и кассовые научно-фантастические фильмы, кстати, тоже. Думаю, что и рост массовой популярности этих фильмов — связанное явление. Вместе с ними растет и интерес к науке как к чему-то захватывающему, волнующему всех. Так что да — сейчас отличное время, чтобы заниматься космическими исследованиями: все большему числу людей эта область становится интересна.