5 июля в 18:30:00 (+/-1 сек) JST (09:30:00 UTC) межпланетный зонд «Хаябуса-2» (はやぶさ2, «Сокол-сапсан»), следуя маршруту расширенной своей миссии, совершил пролет астероида Торифунэ на высокой скорости.

Зодиакальный свет и межпланетная пыль

5 декабря 2020 г., после сброса над «Страной кенгуру» капсулы с частицами Рюгу (https://novosti—kosmonavtiki.ru/articles/77630/), японский исследователь малых тел Солнечной системы отправился дальше странствовать по космическому пространству, преисполненный решимости покорять новые и, учитывая его преклонные лета, не менее амбициозные вершины.

22 августа 2023 г. Институт космических и астронавтических наук ISAS сообщил о напечатанном на страницах международного вестника EPS (Earth, Planets and Space) исследовании Heliocentric Distance Dependence of Zodiacal Light Observed by Hayabusa2# (https://doi.org/10.1186/s40623-023-01856-x).

«Хаябуса-2» исследует зодиакальный свет (иллюстрация художника)

Доставив образцы Рюгу, «Сокол-сапсан-2» выполнил второй (в рамках полета) гравитационный маневр у нашей планеты и совершенно запланировано приступил к сбору данных по зодиакальному свету, чтобы получить общее представление о распределении пыли в областях, окружающих Землю. Ученым интересно было разобраться, где пылевые частицы образуются, каким образом перемещаются они по нашей звездной системе, и как распределяются в пространстве.

Как мы достаточно хорошо знаем, зодиакальный свет – это слабое свечение, возникающее, когда солнечные лучи рассеиваются в так называемом облаке межпланетной пыли.

Навигационная оптическая телескопическая камера ONC—T (光学航法望遠カメラ, Telescopic Optical Navigation Camera) во время продолжительного полета зонда по внутренней части нашей системы, а именно в 2021-2022 гг., сфокусировалась на зодиакальном свете. Новая информация приближает нас к пониманию подлинной истории эволюции Солнечной системы. Оптика «Хаябусы-2» работала на гелиоцентрическом расстоянии 0.76-1.06 а.е.

Созвездие Тельца. 29 августа 2022 г.

Прошло полстолетия, как в космос запустили первые аппараты для изучения зодиакального света – «Пионер-10» (Pioneer 10), «Пионер-11», «Гелиос-1» (Helios 1, ранее Helios-A), «Гелиос-2» (Helios-В). Это было еще в далеких 1970 г… И вот теперь получены свежие данные, дополняющие прежние. Не забудем также, что существенно возросла точность приборов, а методы анализа усовершенствовались на порядок, что несомненно сыграло на руку второй «Хаябусе».

Итак, ученые удостоверились, что в окрестностях Земли концентрация межпланетной пыли отвечает степенному закону (Power law). Судя по показателю степени, концентрация тем больше, чем ближе частицы к Солнцу. Причем, она выше, чем предсказывала стандартная теория, основанная на том, что эти пылевые частицы пыли тянутся к Солнцу.

Следовательно, либо в тяготении пыли к светилу должна действовать другая физика, либо же происходят какие другие, еще неизвестные астрономические события – например, сама пыль образуется в областях около Земли. Таких данных ну никак нельзя было добыть, не покинув пределы околоземного пространства…

«Сокол-сапсан-2», использованный как «межпланетная обсерватория», в каком-то смысле, значит, продолжил дело первопроходцев этой области – «Пионеров» (NASA) и «Гелиосов» (NASA+DLR).

Увеличение яркости зодиакального света по мере приближения к Солнцу

Рассеянный галактический свет

20 июля 2025 г. в американском ежемесячнике Astronomical Journal появилась некая публикация Observation of Diffuse Galactic Light Near the Galactic Center with ONC—T on Board Hayabusa2 (https://iopscience.iop.org/article/10.3847/1538-4357/addfd3).

Крошечная межзвездная пыль, дрейфующая по нашей Галактике, рассеивает свет от небесных светил, что порождает слабое свечение, оно же Рассеянный галактический свет DGL (銀河拡散光, Diffuse Galactic Light).

Исследователи изучили снимок Млечного пути, на котором видна область с повышенным содержанием межзвездной пыли. «Автором» фотографии стал оптический инструмент ONC—T, щелкнувший центр Галактики еще 6 апреля 2020 г.

Оказалось – чем больше пыли, тем более слабой становится яркость DGL.

Галактический центр

Попались, внесолнечные!

На пути к Торифунэ навигационная камера ONC—T с самой маленькой в мире апертурой – какие-то ничтожные 15 мм, – поймала в объектив экзопланеты, проходившие транзитом перед светилами других систем.

25 мая 2026 г. ISAS сообщил о научной работе Demonstrating Exoplanet Transit Photometry from Space with a 15 mm Aperture Optical Navigation Camera on Hayabusa2 (https://iopscience.iop.org/article/10.3847/1538-3881/ae3b28), увидевшей свет 25 февраля благодаря опять же Astronomical Journal.

Астрономический транзит

Безусловный успех обнаружения экзопланет методом транзитной фотометрии с борта АМС свидетельствует о том, что и небольшой зонд может эффективно справляться с такими задачами, а также показывает, какой минимальной должна быть апертура будущих межпланетных обсерваторий.

До этого момента преуспевавшим в обнаружении экзопланет астротелескопом с самой маленькой апертурой – 6 см – являлся американский ASTERIA (Arcsecond Space Telescope Enabling Research in Astrophysics). Выпустили этот 6U-кубсат с борта МКС в ходе NRCSD #13 (NanoRack CubeSat Deployer) в ноябре 2017 г. (в декабре 2019 г. связь утеряна).

ONC—T внесла вклад не только в научные исследования Рюгу, но и действенно работала на межпланетном поприще, что демонстрировало высокую точность и недюжинные способности небольшого оптического прибора. Но не забудем, что после отправки «Хаябусы-2» в астероидное путешествие прошло более 10 лет. Вдобавок, оборудование немало постарело от облучения космическими лучами.

Наблюдения транзитов WASP-189 b и MASCARA-1 b

В таком обветшалом состоянии борт изловчился длительный отрезок времени уделить экзопланетам. Японский исследователь за два года, а именно с 17 декабря 2022 г. по 22 декабря 2024 г., умудрился 14 раз лицезреть транзиты ранее открытых WASP-189 b и MASCARA-1 b, которые причисляют к горячим юпитерам (Hot Jupiters), имеющим короткий цикл обращения вокруг своих звезд. Каждый раз объекту уделялось по 21 часу непрерывных наблюдений. В общей сложности ONC—T наснимала порядка 10 тысяч изображений.

Во время астрономических транзитов яркость звезд снижалась на целых 0.5% – это-то и навело на мысль о прохождении экзопланет. WASP-189 b и MASCARA-1 b были обнаружены по показателям отношения сигнала к шуму SNR или S/N (Signal-to-noise ratio), составившим 40 и 16 – в данном конкретном случае величину снижения яркости звезды (силу сигнала) делили на уровень шума.

Открытие японцев согласуется с данными наблюдений американского ловца экзопланет TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite), апертура камеры которого примерно в 7 раз превосходит по диаметру таковую у второго «Сокола-сапсана».

Во время двухминутных прохождений межпланетный зонд успел определить соотношение размеров этих горячих юпитеров и звезд с точностью до 0.2%, взяв за основу степень потускнения последних.

Серые точки – данные ONC-T, синие круги – ONC-T (усредненно за полчаса), голубые полосы – модель, подобранная под данные ONC-T, красные линии – TESS

Что касается орбитального периода MASCARA-1 b, то было выдвинуто предположение, что он, возможно, расходится с результатами прежних наблюдений. Как вариант объяснения, вследствие гравитационного взаимодействия с родительской звездой и ближайшими планетами орбита экзопланеты претерпела изменения, что нарушило орбитальное вращение. Положили, что следует провести длительные наблюдения данного объекта.

Вовлечение «Хаябусы-2» в новые исследовательские области показало, что будущие межпланетные аппараты можно оснастить оптическими системами таких же габаритов, и при должной длительной непрерывной эксплуатации даже небольшими апертурами можно отыскивать в космосе даже имеющие длительный орбитальный период планеты-гиганты (giant planet), также называемые иногда юпитероподобными планетами (jovian planet).

На перспективу JAXA рассматривает вариант создания флота наноспутников с широкоугольными камерами для открытия таких долгопериодических юпитероподобных тел в рамках проекта LOTUS (長期間トランジットモニター超小型衛星, LOng-period Transiting exoplanet sUrvey Satellite).

На еле живом ионном

28 июня 2022 г. японский аппарат целенаправленно перенацелили на Торифунэ, но официально JAXA перешло к выполнению расширенной миссии Hayabusa2♯ (はやぶさ2#) с июля.

Взятый из музыкальной нотации знак альтерации диез по-английски произносится sharp и в контексте новых задач зонда расшифровывается как «Небольшой разведчик опасных астероидов» SHARP (小型危険小惑星偵察機, Small Hazardous Asteroid Reconnaissance Probe).

25 сентября 2024 г. команда SHARP сообщила о присвоении Международным астрономическим союзом IAU (International Astronomical Union) предварительно обозначавшемуся как 2001 CC₂₁ малому телу 98943 названия Торифунэ (トリフネ, Torifune).

SHARP

Американская исследовательская группа LINEAR (LIncoln Near-Earth Asteroid Research), открывшая 3 февраля 2001 г. этот сближающийся с Землей астероид, подала заявку в IAU, который после рассмотрения вопроса выдал официальное одобрение 23 сентября того же года.

Новое имя собственное данного малого тела исходит от появлявшегося в японской мифологии божества «Амэ но торифунэ» (天鳥船, あめのとりふね, «Небесный птичий корабль»). Также это слово означало само «Небесное птичье судно», двигавшееся быстро как наши пернатые друзья и удерживавшее положение непоколебимо, как скала.

Считалось, что этот вытянутый астероид со средним диаметром 450 м относится к классу Sq (промежуточный между типами S и Q) и внешне походит на Итокава, у которого первая «Хаябуса» брала биопсию в нулевых годах.

Торифунэ по данным наблюдений делает полный виток вокруг своей оси за 5.017 часов, его большая полуось составляет 1.03 а.е., оборачивается он вокруг Солнца за 383 земных дня, эксцентриситет орбиты равен 0.22, а угол наклона составляет 4.8 °.

Цуда Юити управляет АМС

Прежний и нынешний руководители SHARP

Мимасу Юя

В апреле 2025 г. Мимасу Юя (三桝裕也) на посту менеджера SHARP сменил Цуда Юити (津田雄一), который до этого и руководил основной миссией «Хаябуса-2». Юити был вовлечен в проект долгие годы, сперва с 2007 г. был в команде планировщиков миссии, а с 2015г. стал ее главой, то есть в общей сложности отдал проекту 18 лет.

Будучи аспирантом Университета Кюсю (九州大学), Юя числился в лаборатории ISAS и участвовал в разработке и управлении полетом космического солнечного парусного судна IKAROS (イカロス, Interplanetary Kite-craft Accelerated by Radiation Of the Sun) (https://novosti-kosmonavtiki.ru/articles/207958/). В 2014 г. устроился в JAXA с прикреплением к команде «Хаябусы-2» в качестве временного научного сотрудника. Потом стал подниматься по карьерной лестнице, и вот, чего достиг.

Двигатели (A-D), поверхностные датчики (желтые) и нейтрализаторы (синие)

Не обошлось и без событий, претендующих на драматизм. 2 апреля 2025 г. JAXA сообщило, что 21 марта в сеансе управления АМС обнаружилось, что бортовые системы диагностировали некую проблему со здоровьем зонда и автоматически перевели его в режим безопасного ожидания (Safe Hold Mode), позволявший при этом сохранять связь с Землей. В мае пациента, к всеобщему ликованию, удалось все-таки поставить на ноги, поэтому «повышающая ноты на один полутон» миссия, к счастью, продолжилась.

Нейтрализаторы А (фиолетовый), С (светло-голубой), D (оранжевый), В (зеленый). 16 мая 2026 г.

Кроме того, на начальной стадии SHARP специалисты IES (イオンエンジンシステム, Ion engine system) с осени 2022 г. стали замечать повышение напряжения нейтрализаторов ксеноновых ионных двигателей A, С, D, что является индикатором удручающе быстрого (если отталкиваться от предусмотренного проектом) ухудшения их характеристик. Поэтому впоследствии «Хаябуса-2» осталась с одним только движителем В.

7 июня 2026 г. в 01:33:29 JST (6 числа в 16:33:29 UTC) единственный дееспособный двигатель завершил работу в рамках выдачи последнего импульса (с 21 апреля) перед достижением пределов Торифунэ.

Но, как назло, во время последнего включения и нейтрализатор В стал показывать признаки ухудшения мощности своего двигателя. С целью продления срока эксплуатации увеличили подачу ксенона и этим немного усмирили этот нейтрализатор, напряжение которого стало показывать в динамике более медленное по сравнению с нейтрализаторами A, С и D повышение.

В любом случае, зонд продолжает полет, откровенно говоря, только на честном слове…

Репетиция

Наложение изображений, полученных 20-21 июня

10 июня команда SHARP провела запланированную репетицию пролета Торифунэ, а оптическая камера ONC-T, первой откликнувшаяся на зов наземных специалистов, с середины июня приступила к периодическим съемкам искомого астероида.

С 03:00 20 июня по 19:00 21 июня она сделала снимки Торифунэ с временем выдержки 178 сек. Объект располагался на расстоянии 7 млн км от зонда-наблюдателя в направлении созвездия Весов, а его блеск равнялся 12.5 ^m.

Потом ONC-T продолжила фотосессии, но с исключительной целью помочь «Хаябусе-2» с гибридной оптической радиоволновой навигацией.

Интересно так совпало, что на финальной стадии полета второго «Сокола-сапсана» к Торифунэ в г. Сагамихара (преф. Канагава, Канто) прошел День «Хаябусы» (はやぶさの日, HAYABUSA DAY), который 13 июня празднуют в Японии, начиная с 2012 г.

Летящая по лезвию

Расположение на небе Земли, Венеры и трех астероидов на 5 июля 2026 г. Координаты даны в а.е.

Родоначальники сбора образцов с поверхности астероидов не перестают удивлять. 5 июля в 18:30 «Сокол-сапсан-2» на бешеной скорости, составлявшей 5.3 км/сек (относительно малого тела), промчался в 1 км от центра астероида Торифунэ. В 18:35 наземные средства слежения подтвердили штатную работу систем японского зонда. Это была первая задача, выполненная в рамках миссии SHARP.

За час до максимального сближения и непосредственно до его осуществления к наблюдениям подключились спектрометр ближнего инфракрасного диапазона NIRS3 (近赤外分光計), средневолновая ИК-камера TIR (中間赤外カメラ) и лазерный высотомер LIDAR (レーザ高度計). К сему моменту лишь часть данных успешно передали – в целях экономии сил аппарата, сразу рванувшего к Земле, оставшуюся часть будут дополучать постепенно до конца 2026 г.

TIR. 5 июля, 18:29:58. До Торифунэ – 10 км

Спасение Земли

«Хаябуса-2» поспособствовала практической проработке некоторых аспектов идеи Планетарной обороны (地球防衛, Planetary defense), которой уделяет немалое внимание ООН и другие структуры, в частности, ESA и JAXA. Достаточно вспомнить совместный проект двух агентств RAMSES (Rapid Apophis Mission for Space Safety) (https://novosti-kosmonavtiki.ru/articles/206228/)

Постер RAMSES

На Торифунэ отрабатывалось высокоточное управление космическим аппаратом при очень близком и скоростном пролете, а также проверялась техника молниеносного обследования астероида (緊急調査, fast reconnaissance concept) – на случай, когда нет времени для спокойных наблюдений. Развив данные навыки в новых миссиях, при наличии реальной угрозы можно будет нацелить зонды на груды камней, летящих в космосе, и произвести намеренное столкновение, чтобы поправить их орбиты и увести от опасного сближения с Землей.

Едва познакомившись с Торифунэ, японский исследователь дважды прибавит в скорости, воспользовавшись земным притяжением, совершив в декабре 2027 г. и июне 2028 г. 3-й и 4-й гравиманевры. И после этого сможет вернуться к любимой деятельности – находясь в 0.76-1.06 а.е. от Солнца, продолжит изучение зодиакального света за пределами земной орбиты…

Самая конечная цель «Хаябусы-2» с датой прибытия в июле 2031 г. – пока безымянный астероид 1998 KY26, открытый 28 мая 1998 г., совершающий полный оборот вокруг своей оси за 10.7 мин и обладающий диаметром всего 30 м. Другими словами, если на нашей планете день длится 24 часа, то в мире 1998 KY26 – около 11 минут!

На защите планеты!

До настолько быстро вращающихся небесных тел космические аппараты еще не долетали, а таковые, между прочим, с периодичностью 1 раз в несколько десятков лет норовят прорваться через земную атмосферу и упасть на сушу, поэтому будет не лишним изучить их физические свойства, то бишь понять, это один большой кусок породы или несколько более мелких обломков. Для выработки стратегии предотвращения столкновения эта информация будет ценна.

В отличие от Торифунэ, 1998 KY26 имеет форму сферы и принадлежит к классу E. Большая полуось составляет 1.23 а.е., на то, чтобы посмотреть Солнце со всех сторон, ему нужно 500 земных дней, эксцентриситет орбиты – 0.2, а угол наклона – 0.5 °.

Бытует мнение, что этот товарищ – астероид класса «Темная комета» (Dark comet) либо даже советская станция для исследования Марса и Фобоса «Фобос-1», с которой потеряли связь осенью 1988 г. По крайней мере такая информация проскочила в материалах ISAS. Особенно второй вариант был бы, конечно, умопомрачительным финалом для одиссеи «Хаябусы-2»!

Между Рюгу и кометой

Не лишним будет добавить свежую новость по схожей тематике…

21 июля 2026 г. ISAS поспешил сообщить: исследователи случайным образом обнаружили, что открытые в 1925 г. и 1935 г. астероиды 1093 Freda и 1390 Abastumani обладают общими чертами как темных тел класса Х, очень близких к косматым звездам, так и свойствами класса С (тот же Рюгу). Кроме них было обнаружено 10 таких X&C-тел диаметром более 100 км.

Следовательно, Фреда и Абастумани являются представителями промежуточного X&C спектрального класса астероидов. Напрашивается предположение, что Х и С ведут родословную от общего «предка».

С исследованием (вышло 10 июня 2026 г.) Dark asteroids exhibiting intermediate characteristics between C and X types можно ознакомиться в новом номере английского журнала Monthly Notices of the Royal Astronomical Society (https://academic.oup.com/mnras/article/549/4/stag1095/8705414).