Комета Чурюмова-Герасименко

В 2014 году комета Чурюмова-Герасименко привлекла к себе всеобщее внимание: в августе на ее орбиту вышел космический аппарат Розетта, который уже передал десятки прекрасных снимков ядра кометы. На 12 ноября запланирована первая в истории мягкая посадка на поверхность кометы рукотворного тела — спускаемого модуля Филы.

Как известно, кометы называют в честь их первооткрывателей. В нашем случае авторство открытия принадлежит сразу двум астрономам — Климу Ивановичу Чурюмову и Светлане Ивановне Герасименко.

К. Чурюмов — известный советский и украинский астроном, многолетний автор раздела «Кометы» в легендарном периодическом издании Астрономического календаря (выходил под эгидой общества ВАГО вплоть до начала 2000-х гг.), а сегодня — директор киевского планетария.

Светлана Герасименко — украинский астроном, с 1973 года работающая в Институте астрономии Таджикистана.

Датой открытия кометы считается 23 октября 1969 года, хотя впервые изображение кометы были получены 11 сентября того же года. Съемка велась в окрестностях Алма-Аты, куда К. Чурюмов и С. Герасименко прибыли в составе экспедиции по наблюдению комет от Киевского государственного университета.

Наблюдения велись на нескольких телескопах; за время командировки астрономы сфотографировали около десятка известных комет. В ночь с 11 на 12 сентября Светлана Герасименко, работая на 500-мм телескопе, получила снимок известной периодической кометы Комас-Сола. Во время проявления пластинки рядом с кометой было замечено маленькое, яркое пятнышко (13m), которое вначале приняли за дефект пластинки. Через неделю К. Чурюмов снял еще две фотопластинки этого участка неба. Спустя неделю, в Киеве, после обработки снимков выяснилось, что пятнышко заметно сместилось на фоне звезд. В тот же день астрономы послали сообщение в Центральное бюро астрономических телеграмм. Брайан Марсден обработал снимки ученых и вычислил орбиту подозрительного тела — им оказалась никем ранее не замеченная комета.

Орбита кометы Чурюмова-Герасименко оказалась небольшой: ее перигелий лежит между орбитами Земли и Марса, а афелий — за орбитой Юпитера. Такие кометы называются кометами семейства Юпитера. Всего их известно около 150.

Период обращения 67P/Чурюмова-Герасименко вокруг Солнца равнялся на момент обнаружения 6,55 годам. Открытие такой кометы — большая удача для любого астронома. Среди десятков ежегодно открываемых комет подавляющее большинство (в некоторые годы вообще все до единой) представляют собой либо долгопериодические кометы с периодами обращения вокруг Солнца более 200 лет, либо параболическими, прилетающими с далеких окраин Солнечной системы. Один из последних ярких примеров таких объектов — комета ISON.

Как и все кометы семейства Юпитера, 67P/Чурюмова-Герасименко испытывает влияние самой большой планеты Солнечной системы. Юпитер постоянно меняет орбиту кометы; оказалось, что еще незадолго до открытия ее орбита была гораздо более вытянутой, а период обращения вокруг Солнца был на три года больше и составлял 9,3 земных лет. Но в 1959 году комета подлетела слишком близко к Юпитеру (на 33 миллиона км или 0,22 а. е.), и планета силой гравитации уменьшила период до сегодняшних 6,5 лет.

С момента октрытия комета Чурюмова-Герасименко наблюдалась во всех возвращениях к Земле. Всего таких возвращений было 6 — в 1976, 1982, 1989, 1996, 2002 и 2009 годах. Наиболее яркой комета была в 1982 году, когда ее блеск достиг 9 звездной величины. В 2009 году максимальный блеск кометы был равен 9,5m, а в 1996 году — 10,5m. Такое различие в блеске связано главным образом с тем, что расстояние между кометой и Землей в каждое возвращение различно. Когда комета подлетает ближе к Земле, она выглядит ярче. И наоборот.

В целом, комета даже в наиболее благоприятные периоды видимости довольно тусклый и трудный для любительских наблюдений объект. Следующий такой период наступит в 2015 году; максимальный блеск кометы ожидается в районе 10,5m.

Направить космический аппарат к комете непросто. Нужно учесть движения Земли и кометы вокруг Солнца, вовремя вывести аппарат на траекторию, так, чтобы он не промазал мимо, да еще рассчитать траекторию таким образом, чтобы сближение произошло на небольшой скорости, а не на встречных курсах.

В этом плане орбита кометы Чурюмова-Герасименко очень удобна. Во-первых, за 40 лет, прошедших с момента открытия, орбита хорошо проверена и уточнена. Астрономы знают, какие силы могут отклонить комету с обычного курса и учитывают эти факторы. Во-вторых, орбита проходит почти в плоскости эклиптики — наклонение составляет всего 7°. Это весьма кстати: если вы намереваетесь отправить к такой комете космический аппарат, то вам не нужно тратить дополнительное топливо для его поднятия над эклиптикой.

Однако перечисленными свойствами обладают орбиты еще нескольких короткопериодических комет. Изначально «Розетту» планировалось послать к другой короткопериодической комете — комете Виртанена, которая еще меньше кометы Чурюмова-Герасименко (диаметр ее ядра составляет всего 1,2 км). Однако накануне запуска в январе 2003 года возникли неполадки с ракетой-носителем «Ариан-5», и старт пришлось отложить. Окно для запуска закрылось, и ученым пришлось искать новую цель. Ею стала комета Чурюмова-Герасименко.

Недавно астрономы определились с точной датой посадки на поверхность кометы Чурюмова-Герасименко. Произойдет это знаменательное событие 12 ноября 2014 года.

С местом посадки специалисты определились в сентябре. При выборе они руководствовались следующими соображениями:

Модуль «Филы» должен сесть на открытое место, где он будет находится на связи с орбитальным модулем возможно большее количество времени.

Место должно быть интересным с геологической точки зрения, но вместе с тем безопасным — комета сейчас хотя и находится за орбитой Марса, уже проявляет активность.

До 2004 года комета Чурюмова-Герасименко была лишь одной из более чем 200 короткопериодических комет. Слишком слабая для визуальных наблюдений, скромная комета привлекала внимание только специалистов. Но в начале XXI века Европейское космическое агентство приняло решение отправить к одной из комет небольшой космический аппарат с целью детального изучения ядра кометы и осуществления мягкой посадки на ее поверхность.

Аппарат назывался «Розетта», а в качестве цели миссии была выбрана комета Чурюмова-Герасименко. «Розетта» была запущена 2 марта 2004 года. После 10-летнего перелета аппарат сблизился с кометой и в конце лета 2014 года вышел на ее орбиту. В ноябре 2014 года будет предпринята попытка посадить на поверхность кометы спускаемый модуль «Филы» — впервые в истории человечества.

В 2003 году, после того как стало известно, что к комете Чурюмова-Герасименко отправится космический аппарат «Розетта», астрономы впервые построили 3D-модель ее ядра. Наблюдения велись на космическом телескопе «Хаббл». Выяснилось, что ядро имеет неправильную форму, отдаленно напоминающую мяч для игры в регби. Размеры ядра кометы Чурюмова-Герасименко — 4,1 × 3,3 километра.

Ядро кометы Чурюмова-Герасименко по наблюдениям на «Хаббле» (компьютерная модель). Источник: NASA, European Space Agency and Philippe Lamy (Laboratoire d'Astronomie Spatiale, France)

В августе-сентябре 2014 года, аппарат передал на Землю множество фотографий кометы Чурюмова-Герасименко, сделанные с расстояния 30 — 100 км. Ядро на них выглядит как бы состоящим из двух половинок, соединенных перешейком, напоминая внешне гантель. Размеры меньшей доли 2,5×2,5×2,0 км, большей — 4,1×3,2×1,3 км. Оба полушария кометы демонстрируют разнообразный ландшафт: горы и ровные участки, кратеры, трещины и валуны.