Саундтрек к тексту:
Это — подарок от маленького далёкого мира: наши звуки, наша наука, наши изображения, наша музыка, наши мысли и чувства. Мы пытаемся выжить в наше время, чтобы жить и в вашем. Мы надеемся, настанет день, когда будут решены проблемы, перед которыми мы стоим сегодня, и мы присоединимся к галактической цивилизации. Эти записи представляют наши надежды, нашу решимость и нашу добрую волю в этой Вселенной, огромной и внушающей благоговение.
— Джимми Картер, послание внеземным цивилизациям.
В 1977 году был произведён запуск двух космических аппаратов «Вояджер». Прошло уже почти 40 лет, и несмотря на то, что мощность радиоизотопного источника постепенно снижается, часть оборудования будет работать примерно до 2025 года. Мы получили огромное количество информации и снимков (включая знаменитый Blue Pale Dot), а «Вояджеры» уже покинули пределы Солнечной системы, но по-прежнему передают нам сигналы из уже межзвездного пространства. Когда мы говорим о космосе, то чаще всего вспоминаем спутник, Гагарина, высадку на Луну, шаттлы, а в последнее время — и о марсоходе Curiosity. Но помимо больших, глобальных программ, существует огромное количество малозаметных миссий. Хотя они обходятся значительно дешевле, чем «Аполлон» и, как правило, неинтересны широкой публике, они снабжают нас бесценными данными об окружающей нас Вселенной.
Космические аппараты собирают информацию о ближайших к Земле планетах — топографию Меркурия, данные о магнитном поле Венеры, снимки колец Сатурна. Зонд Dawn в 2011 году получил первые фотографии астероида Веста. В следующем году автоматическая станция «Новые горизонты» доберётся до Плутона, который пусть уже и не считается планетой, но всё равно представляет огромный интерес для науки. Как дань памяти, на аппарате будет установлена капсула с прахом первооткрывателя Плутона Клайда Томбо.
Рост популярности социальных сетей и проникновение интернета в самые разные уголки планеты приносит плоды — у марсохода появился свой твиттер и инстаграм. Не стоит над этим смеяться: сегодня нет способа быстрее увидеть новую фотографию марсианского ландшафта. Благодаря этому мы можем отслеживать в подробностях и другие космические миссии, которые ещё 10 лет назад не были бы особо известны никому, кроме специалистов.
Твёрдый азот, углеродистые соединения и продукты радиоактивно-химических процессов. Температура на поверхности может составлять около 229 градусов ниже нуля
Десятилетняя миссия Rosetta, названная в честь Розеттского камня, открывшего путь к древнеегипетскому языку, несколько дней назад подошла к своей кульминации. Космический зонд вращается около кометы Чурюмова — Герасименко, находящейся за 510 миллионов километров от Земли, а спускаемый аппарат «Филы» успел попасть на её поверхность и отправить снимки и другие данные земным астрономам. В момент написания статьи аппарат находится в спящем режиме и неясно, можно ли возобновить над ним контроль. От успеха миссии зависит то, как близко человечество шагнёт к тайнам происхождения жизни во Вселенной.
Долгий джонт
Далёким предком Розетты был космический аппарат «Джотто», в 1986 году пролетевший мимо кометы Галлея и передавший информацию об её строении и химическом составе. Успех миссии заронил мысль о более детальном исследовании подобных небесных тел. Изначально целью была комета Виртанена, однако из-за проблем с «Арианом-5», ракетой-носителем Европейского космического агентства, пришлось поменять время и место назначения. Старт был перенесён на 2 марта 2004 года, и аппарат полетел к комете Чурюмова — Герасименко.
Для того, чтобы вывести аппарат на орбиту кометы, потребовался расчёт сложнейшего многолетнего маршрута с несколькими гравитационными маневрами. Он включал в себя три пролёта около Земли и один около Марса. За счёт притяжения планет «Розетта» изменяла свою скорость и направление. Для кометы Чурюмова — Герасименко требовались дополнительные условия — нужно было не только пролететь всего лишь в 250 километрах от поверхности Марса, но и 24 минуты оставаться в его тени, что не было запланировано при путешествии на комету Виртанена. Команде пришлось перепрограммировать для этого «Розетту», чтобы отсутствие солнечного света не вызвало сбоев. Следовало учитывать и то, что за такой срок аппарат всё же устареет. С другой стороны, за это время учёные по-настоящему поняли многие особенности в работе оборудования «Розетты», к которым сложно привыкнуть за меньший срок.
Несмотря на скрупулёзность, с какой создаются космические приборы, в 2006 году в реактивной системе управления (используется химический двигатель) были обнаружены утечки и производительность двигателей пришлось частично снизить. На аппарате используется система ориентации с использованием гироскопов. От неё во многом зависит успех исследования: с её помощью главная антенна поворачивается к Земле, солнечные батареи — к Солнцу, а приборы — к комете. Во время полёта оказалось, что два из четырёх гироскопов вибрируют даже при стандартной скорости работы. Чтобы снизить риск неудачи, было написано новое программное обеспечение, в котором используется лишь два гироскопа. В случае необходимости его можно было загрузить и использовать.
Среди дополнительных исследований, которые выпали на долю «Розетты», оказалось изучение астероидов Штейнс и Лютеции. Это дало возможность дополнительно попрактиковаться в управлении приборами.
Для экономии энергии в программе был предусмотрен режим ожидания: по мере удаления от Солнца солнечные батареи не смогли бы предоставить достаточного количества электричества для приборов. «Розетте» пришлось спать два года, семь месяцев и двенадцать дней. Всё это время работал лишь компьютер, системы внешнего обогрева и часы. Аппарат должен был выйти на связь 20 января 2014 года в 10:00 по всемирному времени. Когда настал тот самый час, прошло 18 томительных, тихих минут. Но оказалось, что проблема была в перезагрузке компьютера. Всё шло по плану и «Розетта» двигалась к своей цели.
После десяти манёвров 6 августа 2014 года зонд оказался на расстоянии 100 километров от кометы. Оказалось, что у неё необычная форма: не «картошка», а структура, в которой можно было различить два элемента.
Такая необычная форма сказывалась на слабом гравитационном поле кометы, и команда операторов осторожно изучала, как аппарат будет вести себя в таких условиях. 10 сентября расстояние составляло уже 30 километров. Иссечённая столкновениями поверхность кометы усеяна утёсами, кратерами и валунами. Нужно было готовиться к высадке модуля «Филы».
12 ноября «Розетта» отправила своё дитя в путешествие. После приблизительно семи часов полёта «Филы» оказался на месте. Произошла первая в истории человечества мягкая посадка на комету.
Слабое гравитационное поле не способно удержать стокилограммовый аппарат, поэтому его снабдили гарпунами, впивающимися в поверхность. Однако они не выстрелили, и на следующий день «Филы» сообщил, что он прикоснулся к комете трижды, несколько раз отскочив от поверхности. Из-за того, что приземление произошло в ином месте, аппарат находился под Солнцем всего лишь час — два, а не расчётные шесть — семь. Батареи постепенно начали разряжаться, связь прерывалась, но «Филы» успел взять пробы грунта и произвести иные замеры. В последнее окно связи, 15 ноября, после 57 часов на комете, главная задача была выполнена — все данные были получены на Земле.
Миссия «Розетты» продлится по декабрь 2015 года. Всё это время аппарат будет сопровождать комету и наблюдать за её поведением по мере приближения к Солнцу. Хочется верить, что, несмотря на завершенную миссию — «Филы» уже отправил все данные на землю — он снова оживёт. Солнце еще может воскресить его.
Приборы спускаемого модуля
APXS — детектор α-частиц и рентгеновского излучения
CIVA — набор из 6 микрокамер, работающих в видимом и инфракрасном диапазоне
CONSERT — радар, при помощи которого была изучена структура ядра кометы
COSAC — газовый хроматограф и масс-спектрометр
PTOLEMY — инструмент измерения доли стабильных изотопов
MUPUS — многоцелевой датчик для измерения плотности, температуры и механических свойств кометы
ROLIS — камера, делающая снимки во время спуска на поверхность
ROMAP — детектор плазмы и магнитометр
SD2 — бур для отбора проб глубиной до 23 сантиметров, с доставкой материала на борт для анализа
SESAME — три прибора для измерения акустических и электрических свойств внешних слоёв кометы, а также исследования оседания пыли
Главные события
2004
2 марта — запуск
2005
4 марта— первый пролёт мимо Земли
2007
25 февраля — пролёт мимо Марса
13 ноября — второй пролёт мимо Земли
2008
5 ноября — встреча с астероидом Штейнс
2009
13 ноября — третий пролёт мимо Земли
2010
10 июля — встреча с астероидом Лютеция
2011
8 июня — вход в режим ожидания
2014
20 января — выход из режима ожидания
7 мая — начало манёвров для встречи с кометой
6 августа — прибытие к комете
10 сентября — картографирование кометы
12 ноября — посадка спускаемого модуля
2015
Ноябрь ’14 — декабрь 2015 — исследование кометы
13 августа — прохождение перигелия
Декабрь — окончание миссии
Углеродные формы жизни
Как оказалось, в попадающих к нам на планету метеоритах есть не только неорганика. Так, ещё в 1970 году в Мурчисонском метеорите были обнаружены аминокислоты. Они встречались в кометах и даже в открытом космосе. Вполне вероятно, что космические процессы каким-то образом повлияли на биосферу Земли. Чтобы разобраться в её уникальности, придётся немного углубиться в химию.
Свойства вещества зависят не только от его состава, но и от расположения его составляющих в пространстве. Например, изобутан и бутан состоят из одинакового количества атомов водорода и углерода, но из-за разного строения молекул их свойства различаются. Подобное явление называется изомерией. Когда же строение тоже совпадает, но отличается пространственное расположение атомов, то речь идёт о стереоизомерах. Те же из них, которые нельзя совместить с их зеркальным изображением, называются энантиомерами, а подобная особенность — хиральностью (от древнегреческого χειρ — рука).
В биологических соединениях хиральность проявляется из-за того, что атомы углерода, встречающиеся в любой органике, склонны иметь тетраэдрическую геометрию. По странному стечению обстоятельств, практически все аминокислоты из земной биосферы — «леворукие» (это явление получило название гомохиральность). Причины этого неизвестны, так как вероятность образования «леворуких» и «праворуких» соединений в лабораторных условиях одинаковы. Существует несколько объяснений. Одним из них является эффект слабого ядерного взаимодействия, приводящее к разнице энергий у энантиомеров, что заставляло бы химические реакции чаще идти по «левому» пути. Однако оказалось, что это энергетическое различие невелико, и вряд ли оказало существенную роль на синтез аминокислот. В 1959 году учёные Фредерик Вестер [Frederic Vester] и Тило Ульбрихт [Tilo Ulbricht] сочли, что источником перевеса являются фотоны, образованные электронами в результате распада частиц космического излучения и радиоактивных веществ. Статья 2014 года подтверждает возможность такого события, но она довольна мала.
В обзоре Synthesis and chirality of aminoacids under interstellar conditions описывается ещё одно объяснение гомохиральности. «Праворукие» и «леворукие» молекулы неодинаково реагируют на свет с различной круговой поляризацией. Если такой поляризованный свет с определённой длиной волны будет освещать молекулярное облако, то соотношение энантиомеров станет иным — часть из них разрушится под воздействием излучения.
Возможный механизм образования сложных органических молекул полностью выглядит так: излучение и ударные волны приводят к выбросу вещества из молекулярных облаков, обычно состоящих из пыли и простых многоатомных молекул. При очень низких температурах простые молекулы имеют склонность прикрепляться к поверхности частиц и образовывать ледяную кору. Образование ледяной коры происходит в то же время, когда межзвёздные частицы пыли подвержены излучению и звёздным ударным волнам, что в итоге способствует межзвёздному синтезу сложных органических молекул. Поэтому одной из важных научных задач современной астрофизики и астробиологии является выявление источника поляризованного света, потенциально повлиявшего на нашу систему. Одним из кандидатов является туманность Ориона. А моделирование подобных процессов показало жизнеспособность теории.
Впрочем, существует возможность и внеземного происхождения. Ведь в Мурчисонском метеорите преобладали L-аминокислоты. И кометы тоже являются гостями из далёкого космоса, гипотетического облака Оорта. Спускаемый аппарат «Филы» оборудован устройством, позволяющим определить хиральность аминокислот, что поможет в определении их происхождения. И даже если он не проснётся, он всё равно выполнил свою главную задачу и прислал нам эту информацию.
Дорога без конца
Говард Лавкрафт писал, что «истинная правда о структуре и свойствах космоса и его связи с живыми организмами на этой планете может быть достигнута лишь при сравнении выводов всех тех, кто со знанием дела самостоятельно исследовал как и сам предмет, а также наш умственный багаж, предназначенный для его изучения и истолкования — астрономы, физики, математики, биологи, психологи, антропологи и так далее».
Миссия «Розетты», конечно же, относится к фундаментальным научным исследованиям. Мы очень нескоро получим практическую отдачу от полученных данных. Может быть, через 50 или 100 лет они приведут к прорыву к генетике. А может быть и нет. Однако концентрация сил, которую человечество прилагает для того, чтобы запустить этот аппарат, потрясает. Путь занял десять лет и составил 6,4 миллиарда километров. Крохотная пылинка, ничтожная по сравнению со Вселенной, всё-таки долетела. В ней, словно в кристалле, сжаты знания и достижения человечества за сотни лет. Представьте себе ненадолго этот путь: Аристотель, Пифагор, Фома Аквинский, Галилей, Бэкон, Ньютон, Кеплер и сотни других великих умов, которые создали нашу цивилизацию, расширив пределы возможности человечества.
Тем горше узнавать, что Мэтта Тейлора, одного из тех людей, благодаря которым посадка на комету стала возможной, заставили извиняться за рубашку, подаренную ему его подругой.
Мы не будем ничего писать о феминизме, левых и политике. Те, кто пытаются обвинить инженера — совершают неописуемое преступление. Они тянут цивилизацию в первобытный хаос, в дикую тьму, описанную Лавкрафтом. Но как бы дальше ни развивались события, Тейлор и его коллеги совершили один из тех поступков, что незаметно поддерживают человечество, и все их усилия и чаяния однажды воплотятся в планете или кратере Тейлора. А их противников ждёт тьма. И проклятье забвением.
