Исследовательский зонд Dawn («Рассвет») вышел на орбиту вокруг второго по величине астероида Солнечной системы Весты и стал первым в истории искусственным спутником в Главном поясе астероидов, расположенном между Марсом и Юпитером, сообщает НАСА.

Внимание учёных приковано к Весте — самому массивному астероиду главного пояса и второму по размеру (после Паллады).

Стартовавший в 2007 году американский зонд Dawn наконец-то достиг своей цели. Приборы на борту зонда уже включены, хотя официально сбор научных данных начнётся лишь в августе.

Рис. 1. Космический аппарат Dawn станет первым, последовательно вышедшим на орбиту вокруг двух разных объектов за пределами Земли (иллюстрация NASA/JPL-Caltech).

Аппарат был захвачен гравитацией Весты еще в субботу утром, однако из-за того, что во время этого маневра антенна была направлена в сторону от Земли, подтверждение, что все прошло успешно, специалисты получили только сейчас.

«Сегодня мы празднуем важный этап в исследовании космоса – впервые космический аппарат вышел на орбиту вокруг астероида Главного пояса… Президент Обама поручил НАСА доставить астронавтов на астероид к 2025 году, и Dawn соберет критически важные данные для этой миссии», – заявил глава НАСА Чарльз Болден (Charles Bolden).

Рис. 2. Этот снимок Весты зонд Dawn получил 9 июля 2011 года с расстояния в 41 тысячу километров. Размеры астероида составляют 578 х 560 х 458 км, ему не хватило совсем немного, чтобы скруглиться под действием собственной тяжести (фото NASA/JPL-Caltech/UCLA/MPS/DLR/IDA).

Используя свои ионные двигатели, развивающие хотя и очень маленькую тягу (десятки миллиньютонов), но в течение многих дней и часов, Dawn аккуратно подстраивал свою орбиту, чтобы оказаться захваченым слабой гравитацией астероида.

Когда межпланетный зонд вышел на орбиту вокруг Весты, между ними насчитывалось 16 тысяч километров. В этот момент корабль и астероид находились приблизительно в 188 миллионах километрах от Земли.

Менеджер проекта Роберт Мейс (Robert Mase) в прошлую пятницу сказал:

«Наши последние тесты и проверки показывают, что Dawn движется точно на цель и работает в обычном режиме».

А раз так, то стоило ожидать успешного выполнения плана. Для различных этапов исследований высота орбиты «Рассвета» будет постепенно снижена.

Рис. 3. Dawn во время подготовки к старту. Длина аппарата составляет около двух метров, размах солнечных батарей в открытом положении — 19,7 м. Вес зонда при старте был 1,2 тонны, но из них 425 кг приходилось на ксенон для ионных движков и 46 кг — на гидразин для обычных ракетных.

Cправка NNN: Для проведения научных измерений на борту зонда имеются три основных прибора: две идентичные камеры (дублирующие друг друга для надёжности) с семью цветными фильтрами, гамма и нейтронный детектор, а также картографический спектрометр видимого и ИК-диапазона, который фиксирует интенсивность излучения отдельно по более чем 400 длинам волн. Кроме того, прецизионное измерение гравитационного поля астероида будет проведено при помощи слежения за тонкими вариациями в сигнале радиопередатчика космического аппарата, дополненного данными с оптической навигационной системы (фото NASA).

Первоначальная разведка должна вестись с высоты 2700 километров в течение 20 дней. Аппарат получит множество цветных снимков Весты в различных диапазонах длин волн. По чёткости снимки эти должны многократно превосходить те кадры, что можно получить с Земли или при помощи орбитального телескопа Hubble. Будет задействован картографический спектрометр, который поможет узнать минеральный состав небесного тела.

Затем высоту полёта снизят до 680 километров. В этой части миссии (длительностью 30 дней) Dawn сможет получать стереоснимки астероида, по которым будет составлена точная карта его высот. Также будет детально изучена тепловая эмиссия Весты.

Далее земной разведчик медленно снизится и вовсе до 180–200 километров. Здесь он сможет поймать продукты, возникающие при ударе космических лучей в поверхность астероида, а ещё — прозондировать его внутреннюю структуру. На этой орбите зонд проведёт 70 дней. (Кстати, на таком расстоянии зонд будет завершать один круг около Весты за 4 часа.)

По мере обратного раскручивания спирали вокруг Весты Dawn также будет делать промежуточные «остановки» для новых наблюдений. Тут важно, что в конце миссии солнечные лучи будут падать на поверхность астероида под иным углом, нежели вначале, так что исследователи смогут выявить на Весте новые топографические детали.

Рис. 4. Старт зонда Dawn 27 сентября 2007 года. В небо его поднимала ракета Delta II. Полная стоимость проекта составит $466 млн, включая постройку и запуск аппарата, управление им и предстоящий анализ научных данных. Плановое завершение миссии — июль 2015 года (фото NASA/Sandra Joseph & Rafael Hernandez).

Чтобы понять важность нынешней миссии, достаточно вспомнить, что три крупнейших тела в поясе астероидов — Весту, Палладу и карликовую планету Цереру — специалисты считают несостоявшимися планетами, которые в период формирования Солнечной системы не успели собрать достаточно пыли, газа и скальных обломков.

Однако, в отличие от объектов меньшего размера, в данной примечательной тройке успел в той или иной степени пройти процесс дифференциации слоёв.

Рис. 5. Сравнительные размеры Луны, Плутона, Цереры, Весты, Матильды и Лютеции. Мимо двух последних астероидов в прошлом пролетали межпланетные станции (иллюстрация NASA).

Самое лёгкое из трёх тел — Паллада — оказалось заморожено на наиболее ранней стадии планетной эволюции, его ядро если и возникло, то едва-едва успело сформироваться.

У Цереры имеются каменное ядро и ледяная мантия. Вообще там наблюдаются интересные условия, некоторые учёные даже осторожно предполагают, что на Церере могли идти предбиотические процессы.

Наконец, у героини сегодняшнего дня Весты железо-никелевое ядро и каменная мантия. Причём здесь зафиксировано большое разнообразие минералов. О них учёные пока судят по метеоритам и малым астероидам, некогда отколовшимся от Весты при ударе другого космического тела (от того катаклизма в южном полушарии астероида остался гигантский кратер).

Рис. 6. Учёные полагают, что немало метеоритов, найденных на Земле, происходят от Весты. На снимке — один из таких гостинцев (фото NASA/JPL-Caltech).

Всё это делает Весту одним из самых любопытных для изучения объектов, способных многое рассказать о ранней истории Солнечной системы. И с той же целью через год аппарат Dawn направят к следующему пункту назначения.

В июле 2012 года зонд снимется с якоря около Весты и полетит к Церере. К ней зонд должен прибыть в феврале 2015 года.

Из истории открытия Весты

Весту открыл 29 марта 1807 года немецкий астроном Генрих Ольберс (Heinrich Olbers). Это одно из небесных тел Главного пояса астероидов, расположенного между орбитами Марса и Юпитера. Долгое время самый большим астероидом считалась Церера, экваториальный радиус которой составляет около 487 километров.

Однако после того, как в 2006 году Международный астрономический союз ввел класс карликовых планет, в которые был разжалован Плутон, Цереру повысили, и она стала единственной в главном поясе карликовой планетой – все остальные (Хаумеа, Макемаке и Эрида) находятся за орбитой Нептуна.

В результате Веста стала вторым по размеру астероидом – ее средний диаметр составляет около 530 километров. По этому параметру она незначительно уступает другому астероиду – Палладе (средний диаметр 532 километра). Однако по массе (2,67 на 10 в 17-й тонн) она превосходит Палладу (2,11 на 10 в 17-й тонн), являясь самым тяжелым астероидом.

Пуск аппарата Dawn и его основные цели исследований

Зонд Dawn был запущен 27 сентября 2007 года. Его основные цели – астероид Веста и карликовая планета Церера. Dawn стал первым в истории искусственным спутником астероида, а в 2015 году – первым искусственным спутником карликовой планеты.

Рис. 7. Кратко о миссии Dawn.

Dawn – это первый космический аппарат, который, изучив одно небесное тело с орбиты, сойдет с нее и продолжит путь к другому. Во всех предыдущих многоцелевых миссиях, например, «Вояджеров», аппараты пролетали мимо планет, не становясь их искусственными спутниками.

После изучения Весты Dawn продолжит путь и в 2015 году, как ожидается, достигнет Цереры. Зонд впервые в истории изучит карликовую планету, опередив на несколько месяцев другой зонд НАСА, New Horizons, который движется к Плутону.