Астероидно-кометное дерби. Часть вторая

Искатели астероидов.

За горизонтом 2021 г. межпланетное пространство покорится новым «игрокам» на поприще исследования астероидов и комет, которые стартуют под флагами США, Японии и Китая. Например, в августе 2022 г. будет запущен зонд Psyche для изучения астероида 16 Psyche. Проект утвердили 4 января 2017 г. в качестве 14-й миссии космической программы NASA Discovery. Им управляет команда из Университета штата Аризона.
Металлический астероид «Психея»

Астероид Психея принадлежит к спектральному классу М, о котором существуют лишь общие представления, но данные астронаблюдений свидетельствуют, что таковые небесные тела весьма богаты металлами и обладают «умеренным» альбедо (около 0.1-0.2).

Сам по себе огроменный астероид «Психея» — это еще и крупнейший представитель своего класса. На эллипсоид размерами 279×232×189 км (если бы это была идеальная сфера, ее диметр составил 226 км) приходится 0.8% массы всех тел главного пояса астероидов, из-за чего он занимает 9-е место перечня самых массивных астероидов (пояса). Оцениваемая плотность малого тела составляет 3400-4100 кг/м³, площадь поверхности – примерно 166 тыс км², а содержание металлов – 30-60%.

В мае 2023 г. аппаратом размером с теннисный корт (с развернутыми солнечными панелями) будет выполнен гравитационный маневр у Красной планеты, в январе 2026 г. на орбите вокруг астероида начнется 21-месячное изучение Психеи, а окончание миссии запланировано на октябрь 2027 г.

Зонд на орбите «Психеи»

Важно, что впервые в истории предстоит изучить не скалистый астероид или «водный» кометный мир, а металлический. Научная программа исследований будет проведена с четырех разных орбит: последовательно переходя на более низкую, аппарат займется общим описанием астероида, топографией, изучением гравитационных характеристик и составлением карты минералогического состава. Дистанционное сканирование позволит изучить его металлическое ядро, что поможет «заглянуть» вглубь планет земной группы (включая Землю) и предположить, какими могут быть их ядра.

Вместе с «Психеей» в полет отправится два малых зонда с общим названием Janus («Янус»). 3 сентября 2020 г. зонды прошли Контрольный этап С для принятия решения (Key Decision Point-C) и получили одобрение на формирование окончательного варианта техпроекта.

«Двуликий» Янус

Двуликий бог из древнеримской мифологии должен исследовать два двойных астероида 1996 FG3 и 1991 VH, – теперь становится понятно, почему межпланетный аппарат так назвали. Руководство проектом осуществляется Департаментом межпланетных полетов (Planetary Missions Program Office) Центра космических полетов Джорджа Маршалла (Хантсвилл, штат Алабама).

Есть еще японский проект по выводу в 2024-5 гг. ракетой Epsilon S (новая версия «Эпсилона», первый старт – в 2023 ф.г.) межпланетного аппарата DESTINY+ (Demonstration and Experiment of Space Technology for INterplanetary voYage; «плюс»: Phaethon fLyby and dUst Science). В августе 2017 г. его отобрали в качестве 2-го аппарата открытой научной программы малых научных аппаратов ISAS.

Сначала DESTINY+ выведут на околоземную вытянутую эллиптическую орбиту (230×37 тыс км), и в течение двух лет «Судьба» будет постепенно поднимать орбиту при помощи ионных двигателей, а потом, использовав поле тяготения Луны, отправится в двухлетний «круиз» к цели.

DESTINY+

Цель – околоземный астероид Фаэтон (принадлежащий к редкому классу В углеродных астероидов) группы аполлонов. Во время пролета Фаэтона на расстоянии около 500 км и сближения с другими небесными телами аппарат «впитает» и проанализирует пары газов от малых небесных тел, а также сделает их высококачественные снимки. Тем самым японцы хотят узнать, как нагревание астероидных тел от Солнца изменяет их орбиты и поверхность. Велика вероятность, что Фаэтон – это выродившаяся комета, ставшая источником метеорного потока геминиды. В таком случае можно получить много знаний о природе «косматых звезд».

После Фаэтона DESTINY+ будет искать новые астероиды для изучения, с которым ему поможет минизонд, которым JAXA планирует укомплектовать проект. Маленький аппарат после очень близкого пролета астероидов будет подбираться основным аппаратом. Так обследуют несколько малых тел.

С 2019 г. идет разработка ионного двигателя для «Судьбы». В июне 2020 г. началась предпроектная фаза, а с августа по декабрь проходил отбор предприятия-разработчика систем космической платформы, и в конечном счете в качестве такового выбрали компанию NEC (Nippon Electric Company). На 2021 г. запланирован предварительный анализ проекта, на 2022 г. – защита проекта, а на 2023 г. – сборка, оснащение аппарата и проведение контрольных испытаний летного образца.

11 ноября 2020 г. JAXA сделало проект международным, подписав с Германским аэррокосмическим центром DLR исполнительную договоренность по предоставлению немецкой стороной анализатора содержания пыли DDA (DESTINY⁺ Dust Analyzer).

Преследование комет и тел из других систем

В 2029 г. начнется европейская миссия Comet Interceptor («Перехватчик комет») – ракета Ariane 6 выведет космический телескоп ARIEL для первого масштабного инфракрасного зондирования химического состава атмосфер экзопланет, а заодно и три аппарата для изучения долгопериодической блиставицы (одно из названий кометы) или межзвездного тела. Под последним разумеется не открытое на сей день странствующее между системами тело, которое «забредет» в нашу Солнечную систему.

Проект принадлежит Лаборатории космических исследований Малларда (Mullard Space Science Laboratory), находящейся в Университетском колледже Лондона – одном из первых университетов мира, где появились космические исследования. В проекте Comet Interceptor, разрабатываемой в рамках первой миссии класса F (то есть F1) европейской программы Cosmic Vision (утверждена в 2019 г.), примет участие JAXA. Срок работы аппаратов с момента запуска – 5 лет.

В ожидании межзвездного путешественника

Перехватчики «разобьют лагерь» на устойчивой гало-орбите вокруг точки Лагранжа системы Солнце-Земля L₂ (1.5 млн км от Земли) и проведут в ожидании до трех лет для встречи с «локальным» (из Солнечной системы) хвостатым светилом или гостем из другой системы. В это же время наземные телескопы будут искать подходящее небесное тело. Поиском займутся система телескопов панорамного обзора Pan-STARRS и Последний рубеж предупреждения столкновения астероидов с Землей ATLAS, а также строящаяся широкоугольная Обсерватория Веры Рубин, начало полноценной эксплуатации которой намечено на октябрь 2022 г.

На стадии обсуждения с планируемой датой старта в 2026-7 гг. находится еще один японский проект OKEANOS (Oversize Kite-craft for Exploration and AstroNautics in the Outer Solar system) по изучению троянских астероидов Юпитера. Интересен он еще и тем, что двигательная установка будет представлять из себя гибрид ионного двигателя и солнечного паруса.

Другой азиатский проект называется ZhengHe – это китайская миссия по возврату образцов с постоянного квазиспутника Земли (астероида Камоалева) и исследования кометы Эльст-Писарро (РК № 6, 2019, с.45). Старт планируется на 2024 г. Перед полетом к комете Чжэнхэ благоразумно вернется обратно и скинет капсулу с образцами, и уже затем преспокойно полетит к комете и займется ее исследованием.

Надо признаться, что существует еще великое множество миссий соответствующего профиля. Например, кандидатами на 15-ю и 16-ю миссии американской программы Discovery выдвигалось, как обычно, несколько проектов. Среди них были миссии к малым телам:

— Centaurus. Пролет астероида Хирон из группы кентавров и крупной короткопериодической кометы Швассмана-Вахмана 1;

— Chimera. Изучение кометы Швассмана-Вахмана 1 с орбиты вокруг нее;

— MANTIS (Main-belt Asteroid and NEO Tour with Imaging and Spectroscopy). Пролет 14-ти астероидов разной массы и спектрального класса.

Еще один американский проект исследования кометы Чурюмова — Герасименко CAESAR (Comet Astrobiology Exploration Sample Return) в июне 2019 г. «проиграл» другому проекту (Dragonfly), который отобрали в качестве 4-й миссии NASA по программе New Frontiers («Новые Рубежи»)…

Хотя «Цезарь» и кандидаты на 15-ю и 16-ю миссии Discovery и не смогли перейти от «теории к практике», у них есть возможность «податься» заново в новых международных конкурсах.

Так что, выражаясь простым языком, астероидно-кометная «братия» будет шириться с каждым годом. И за ее активностью на театре межпланетных действий будет приятно наблюдать, так как почти каждый аппарат из списка по своей «специализации» будет уникальным.

Евгений Рыжков

Источники

https://en.wikipedia.org/wiki/Psyche_(spacecraft)

https://www.nasa.gov/psyche/

https://psyche.asu.edu/

https://en.wikipedia.org/wiki/Janus_(spacecraft)

https://www.nasa.gov/feature/new-simplex-mission-to-send-smallsats-on-longest-deep-space-journey-to-date/

https://destiny.isas.jaxa.jp/

https://en.wikipedia.org/wiki/DESTINY%2B

http://www.isas.jaxa.jp/feature/forefront/200728.html

http://www.isas.jaxa.jp/topics/002565.html

http://www.isas.jaxa.jp/topics/002483.html