Особенность поверхности астероида Рюгу ставит под угрозу миссию японского зонда

О первых результатах работы на поверхности астероида Рюгу на конференции DPS, проходившей в американском городе Ноксвилл, поделился Масаки Фуджимото, один из руководителей миссии «Хаябуса-2», а также другие участники миссии.

«Первые полученные фотографии астероида в прямом смысле ввергли нас в шок. Мы ожидали, что эти снимки помогут нам ускорить подготовку и сами процедуры посадки и последующего забора грунта. Но все оказалось совсем наоборот. Увидев данные, мы поняли, что у нас большие проблемы, решить которые так просто не получится», — комментирует Фуджимото.

Напомним, что космический зонд «Хаябуса-2» был запущен в декабре 2014 года. Его основная задача заключается в сборе образцов грунта поверхности астероида Рюгу и отправки этих образцов обратно на Землю. В поверхность астероида планируется выстрелить разрывным снарядом, имеющимся на борту «Хаябусы-2», а поднявшиеся в результате взрыва частицы его поверхности собрать в контейнер и через пару лет сбросить на Землю.

В конце сентября на поверхность астероида были успешно сброшены и успешно посажены два японских прыгающих ровера MINERVA-II1. В начале октября зонд также сбросил на поверхность Рюгу немецкий посадочный модуль MASCOT. Последний проработал на поверхности всего 18 часов (как и было запланировано).

Начальная подготовка к основной части миссии – «расстрелу» астероида – должна была начаться в октябре, однако японскому космическому агентству JAXA, а также его партнерам, принимающим участие в этой миссии, пришлось отложить эти планы как минимум до начала января.


«При изучении чего-то нового и неизведанного, мы, как правило, стараемся опираться на прошлый опыт. В данном случае, этот опыт сыграл с нами злую шутку – астероид Итокава, который мы изучали в рамках миссии «Хаябуса-1», оказался совсем непохож на Рюгу. Но выхода у нас нет, и нам придется как-то решить все непредвиденные проблемы», — объясняет Фуджимото.

Первый звоночек приближающейся проблемы прозвучал при сближении зонда «Хаябуса-2» с астероидом в конце лета. Аппарат сделал несколько снимков его поверхности, на которой ученые отметили большое скопление булыжников. Поверхность оказалась была буквально усеяна ими.

«Мы очень сильно ошиблись в расчетах. Сейчас уже сложно сказать, почему мы поверили в то, что поверхность Рюгу будет покрыта ровным слоем реголита, как на Итокаве. С другой стороны, понятно почему эта ошибка произошла — все остальные кометы и астероиды тоже похожи на Итокаву в этом отношении», — продолжает ученый.

Усеянная булыжниками высотой от нескольких десятков сантиметров до нескольких метров поверхность Рюгу затруднила выбор участка для посадки. Нет, сажать сам зонд «Хаябуса-2» непосредственно на поверхность астероида ученые не собираются, но хотят максимально сблизить его с поверхностью, чтобы выстрелить в него и собрать образцы. Такое требование обуславливается отсутствием у зонда роботизированной руки, с помощью которой можно было собрать поднявшиеся после взрыва частицы.

Основная сложность, как отмечают ученые, как раз и заключается в том, как сблизить аппарат на минимальное расстояние с Рюгу, а затем сбросив разрывной снаряд, выстрелить в него своеобразной «пулей» в момент касания с поверхностью. После этого аппарат должен набрать высоту и совершить несколько витков вокруг Рюгу, собрав пыль и мелкие камни, подброшенные в пространство над поверхностью астероида, при помощи специальной ловушки. Ученые изначально рассчитывали подобным образом получить несколько десятков грамм реголита, но на текущий момент перспективы этой затеи выглядят туманными.

Луцилла Ле-Корр, одна из участниц миссии из Планетологического института в Тусоне (США) объясняет, что подобные требования для «Хаябусы-2», а также особенность поверхности Рюгу существенно осложнили выбор места для посадки двух японских роверов, а также задачи по сбору грунта. Ученые в итоге все-таки выбрали три потенциальные точки высадки (L07, L08 и M04), расположенные у экватора астероида, но и тут не все оказалось так просто, как хотелось бы.

Да, каждая точка имеет несколько потенциально свободных мест для высадки, каждое из которых площадью 100 x 100 метров. Но и в них содержатся десятки достаточно крупных камней, способных привести к неудаче миссии во время бомбардировки поверхности и последующих облетов зонда вокруг астероида для сбора образцов.

«У нас по сути будет лишь одна попытка для того, чтобы получить образцы грунта из внутренних слоев астероида. На борту «Хаябусы-2» имеется только один взрывпакет и присоединенная к нему 2,5-килограммовая медная «бомба», а также небольшое число танталовых пуль. Если что-то пойдет не так, других возможностей у нас не будет», — добавляет Фуджимото.

Исследователи отмечают, что изначально планировалось провести пробный забор грунта в октябре этого года, а бомбардировку — в марте-апреле следующего. Но открывшиеся детали о его поверхности заставили ученых отодвинуть эти планы на более поздний срок.

Свою осторожность исследователи объясняется тем, что они не до конца выяснили все структурные особенности астероида, а также не разобрались в том, почему на его поверхности имеется такое огромное количество камней. Если это не выяснить, дальнейшее бездумное продолжение миссии может привести к ее катастрофическому провалу. Например, при взрытые, может подняться большое число камней, которые могут повредить зонд.

«К настоящему моменту у нас имелось несколько предположений, но ранее полученные данные уже намекают на то, что Рюгю представляет собой не монолитное тело, а своеобразную «солянку» из множества крупных камней и других объектов естественного космического мусора. Астероид мог появиться в результате столкновения двух других объектов, состоявших из относительно рыхлой и непрочной материи», — объясняют ученые.

Согласно предположениям Ле-Корр, усеянную булыжниками поверхность можно объяснить следующей аналогией. Если взять авоську, наполнить ее мелкими камнями и крупными булыжниками, а затем хорошо потрясти, то крупные камни окажутся на поверхности, а небольшие гранулы скопятся на дне сумки. Если предположение верно в отношении Рюгу, то это может означать, что его поверхность постоянно обновляется новыми камнями, что также нужно будет учесть в ходе миссии по сбору образцов. В настоящий момент команда проверяет эту догадку, сопоставляя фотографии астероида и спектроскопические данные с тем, что показывают результаты просчета компьютерных моделей Рюгу.

Но так ли все серьезно, как это представляют себе ученые из японского космического агентства? По словам Ральфа Яуманна, руководителя проекта MASCOT из Немецкого космического агентства (DLR), он предполагает, что удар булыжников по зонду «Хаябуса-2» может быть не таким катастрофическим, как это представляется его коллегами.

«Во время посадки на астероид, наш модуль столкнулся с одним из подобных булыжников и завалился на бок. К счастью, ничего страшного не произошло. Мы ожидали, что нечто подобное может случиться. Более того, это столкновение помогло нам провести замеры, которые уточнили свойства материи астероида», — комментирует ученый.

Яуманн отмечает, что ученые миссии отлично представляли, какой кинетической энергией обладал MASCOT во время этого столкновения. Эти данные позволили им вычислить плотность камня, опираясь на его фотографии, полученные уже после того, как посадочный модуль совершил следующий прыжок.

Ученые выяснили, что материя камня оказалась очень мягкой и пористой. Поэтому столкновение модуля с ним скорее нанесло повреждение самому булыжнику, а не модулю. Камень деформировался и частично разрушился. На его поверхности осталась большая вмятина. Немецкие ученые считают, что такая плотность материи характерна для всего астероида.

Выяснить это наверняка команда миссии планирует с помощью анализа более сотни фотографий, а также данных, собранных MASCOT и информации, которая будет собрана одним из японских прыгающих роверов, продолжающих работать на поверхности астероида. Кроме того, минимизировать риск посадки, считают исследователи, можно будет за счет максимальной точности выполнения этого процесса. И над этим инженеры миссии уже работают. Например, ученые хотят сократить размер посадочной зонды до размера 20 метров. При этом отмечается, что точность позиционирования к настоящему моменту уже достигла отметки в 10,8 метра, чего должно уже хватать для точного касания поверхности. Помимо этого, «Хаябуса-2» разбросал на поверхности Рюгу специальные маячки, которые помогут аппарату рассчитать правильное положение при снижении в зоне М04. В настоящий момент она рассматривается специалистами JAXA наиболее безопасной для такой операции.