20 октября космический аппарат НАСА "Осирис-Рекс" собирается взять пробы ромбовидного астероида Бенну

НАСА собирается впервые собрать пробы с астероида. 20 октября 2020 года примерно в 334 миллионах километров от Земли космический корабль агентства OSIRIS-REx приблизится к темному ромбовидному астероиду по имени Бенну, чтобы коснуться его поверхности на несколько секунд – этого времени должно быть достаточно, чтобы собрать образцы пыли и гальки. В случае успеха космический корабль доставит образцы с этого богатого углеродом обломка на Землю, где ученые смогут исследовать их в поисках ключей к истории Солнечной системы.

Космический аппарат соберет образцы горных пород с астероида

Путешествие к поверхности Бенну будет нелегким. Космический корабль должен будет пройти мимо вращающегося валуна, получившего название «Роковая гора», а затем попасть на выбранную для отбора проб площадку размером не больше нескольких парковочных мест.

«Наша первая попытка может оказаться неудачной, - говорит Данте Лауретта, главный исследователь миссии и планетолог из Университета Аризоны в Тусоне. - Но если это действительно сработает, я надеюсь, что мир расценит это как хорошую новость - то, чем мы можем гордиться, несмотря на все безумие, которое происходит в этом году».

Туда и снова обратно

Запущенный в 2016 году космический аппарат OSIRIS-REx стоимостью 800 миллионов долларов США (62 371 520 000 рублей) является первой миссией НАСА по отбору проб с астероидов. Он следует за двумя миссиями Японского агентства аэрокосмических исследований (JAXA), которые уже собирали пыль с поверхности астероидов и которые в настоящее время возвращаются на Землю для анализа. До миссий JAXA ученые узнавали о составе астероидов в основном путем изучения метеоритов, упавших на Землю, а они могут загрязняться, когда проходят через атмосферу и падают на поверхность планеты.

Взяв образец прямо с астероида, можно обнаружить нетронутые породы, оставшиеся со времен образования Солнечной системы более 4,5 миллиарда лет назад. У каждого астероида есть своя история, чтобы рассказать о том, как он формировался и эволюционировал с течением времени. Бенну особенно заманчив, потому что может содержать материал, богатый органическими соединениями, которые встречаются по всей Солнечной системе, в том числе на Земле.

Сложности с получением проб

Но сначала OSIRIS-REx должен будет произвести отбор проб. Когда Лауретта и его коллеги выбрали Бенну своей целью, они думали, что астероид шириной 500 метров будет относительно гладким и на него легко приземлиться. Но, после того как OSIRIS-REx прибыл и начал вращаться вокруг Бенну в 2018 году, исследователи смогли обнаружить большие опасные валуны, которые являются реальной помехой для приземления аппарата.

Поэтому инженеры миссии разработали автоматизированную систему для вывода космического корабля на поверхность. Он собирает изображения по мере спуска космического корабля и сравнивает их с ранее сделанными изображениями той же целевой области. После этого OSIRIS-REx может отслеживать, находится ли он на заранее выбранном пути. Если нет, он сможет автономно прерваться и улететь от астероида, ожидая второго шанса спуститься.

Секунды на сбор материалов

Его цель - кратер шириной 16 метров под названием «Соловей», который предлагает относительно гладкую поверхность для приземления. «Если бы вы могли стоять посреди этого кратера, вы бы почувствовали под ногами гальку и мелкозернистый песок», - говорит Эрика Джавин, планетолог из Смитсоновского национального музея естественной истории в Вашингтоне, округ Колумбия, которая изучала геологию Бенну. «Роковая гора» возвышалась бы над вами, высотой примерно с двухэтажное здание, что, по словам женщины, «довольно устрашающе».

OSIRIS-REx спустится к "Соловью" с протянутой роботизированной рукой длиной 3,3 метра. Попытка спуска запланирована на 18:12 по восточному времени США. Аппарат выпустит поток газа азота, который, соприкоснувшись с поверхностью, поднимет мелкие частицы в облаке астероидных обломков. Устройство для отбора проб соберет некоторые из этих частиц и доставит их для исследования на Землю.

«Удар кулаком» поможет раскрыть тайны астероида

Процесс, который продлится всего 10–15 секунд, больше напоминает «удар кулаком», чем приземление. Как только космический корабль закончит сбор образцов, он отойдет на безопасное расстояние, и ученые оценят, сколько материала он собрал. НАСА хочет как минимум 60 граммов камней и пыли, но достаточно будет и меньшего веса. «Если это будет 58 граммов, мы упаковываем их и отправляемся домой», - говорит Лауретта.

Если космический корабль соберет 40 граммов или меньше, то ученые, вероятно, вернут его на второй виток, чтобы захватить еще материала. Отбор проб, вероятно, состоится в январе, тем не менее космический корабль должен покинуть астероид Бенну в марте и в конечном итоге приземлиться на Землю со своим драгоценным грузом в 2023 году.

Анатомия астероидов

Бенну за свою жизнь прошел через многое. Он образовался примерно от ста миллионов до одного миллиарда лет назад, когда откололся от более крупного «родительского» тела во время космического столкновения в поясе астероидов Солнечной системы. Но Бенну сохранил следы своего родителя. На орбите астероида "Осирис-Рекс" обнаружил, что некоторые валуны на Бенну пронизаны прожилками древнего богатого углеродом материала, известного как карбонат. Карбонат, вероятно, образовался, когда лед таял и просачивался через материнское тело, вызывая реакции внутри его пород.

«Я была удивлена, увидев эти вены», - говорит Ханна Каплан, планетолог из Центра космических полетов имени Годдарда НАСА в Гринбелте (штат Мэриленд) и ведущий автор научной стати, в которой было объявлено об открытии. Их ширина составляет сантиметр, а длина может достигать более метра - намного больше, чем карбонатные жилы, наблюдаемые в некоторых других метеоритах. По словам Лауретты, большие вены предполагают, что в родительском теле Бенну когда-то протекала массивная система горячей воды, а это означает, что у него было много активной геологии. Некоторые фрагменты этих карбонатов могут лежать на дне кратера «Соловей» и быть подобраны OSIRIS-REx.

Сравнение образцов

Исследователи планируют сравнить образцы Бенну с образцами, которые в настоящее время возвращаются на Землю с Рюгу, более крупного астероида, который космический корабль "Хаябуса2" JAXA посетил в прошлом году.

«Я чувствую себя избалованным ребенком, которому нужно разрезать два вкусных торта на свой день рождения», - говорит Куини Хой Шан Чан, планетолог из Королевского Холлоуэйского университета Лондона в Эгаме (Великобритания), работающая над Hayabusa2. На поверхности Рюгу меньше водного материала, чем у Бенну. «Сравнивая образцы, исследователи смогут лучше понять, как развиваются водные процессы и органические вещества на астероидах», - говорит Чан.

Перспективы исследования астероидов

Ученые также будут рыскать по скалам Бенну в поисках подсказок о том, как защитить Землю от астероидов. Бенну движется по опасной орбите около Земли и имеет небольшой шанс врезаться в планету где-нибудь в двадцать втором веке. Исследования показали, что астероид представляет собой, скорее, рыхлую груду обломков, чем твердую скалу. Тщательно изучив плотность пород Бенну, ученые смогут предложить способы отклонения или разрушения угрожающих околоземных астероидов.

«Любой образец с Бенну будет удивительно полезным - критически важным дополнением к коллекции образцов, которые мы уже имеем на Земле, - говорит Джавин. - Вряд ли кто-то будет расстроен, если мы соберем немного больше данных».

На видео можно посмотреть, как OSIRIS-REx совершает круиз над "Соловьем" во время генеральной репетиции.