Астероид Рюгу «глазами очевидца»

Это одна из первых фотографий с поверхности астероида Рюгу. Снимок сделан 22 сентября 2018 года «в прыжке» зондом-роботом Rover-1A космического аппарата «Хаябуса-2». Изображение получилось сильно размытым из-за движения зонда. На левой половине снимка — поверхность астероида; видны крупные валуны и тени от них. В левом нижнем углу — пятно солнечного света. Справа на фото — блики от температурных датчиков зонда.

По разноцветным бликам понятно, что изображение, которое получено камерами, цветное. Это значит, что темно-серый цвет Рюгу — настоящий. Астероид относится к редкому спектральному классу Cg — подтипу темных углеродных астероидов класса C, в спектре которых есть черты класса G (к классу G относят астероиды с низкотемпературными гидратированными силикатами, такими как слюда и глина, с примесью углерода или органических соединений).

21 сентября 2018 года от аппарата «Хаябуса-2», предназначенного для доставки образцов грунта с астероида класса C (см. Sample-return mission), отделился маленький компактный посадочный модуль MINERVA-II-1, приземлился на Рюгу и выпустил на поверхность астероида два прыгающих зонда-ровера (см. rover) — Rover-1A и Rover-1B. Оба зонда в хорошем состоянии и передают изображения и данные.

Спускаемые аппараты садились на астероиды и раньше, однако фотографий с поверхности предыдущим аппаратам получить не удавалось. Аппарат NEAR Shoemaker сел на астероид Эрос своей мультиспектральной камерой вниз (из-за чего пришлось перепрограммировать для получения данных гамма-рентгеновский спектрометр). Зонд-импактор аппарата Deep Impact последний снимок сделал за 3,7 секунды до удара о поверхность кометы 9P/Темпеля, после чего импактор и камера были разрушены. А у предшественника сегодняшнего героя, аппарата Хаябуса-1, во время посадки прыгающего робота «Минерва» пропала с ним связь, и робот улетел в открытый космос (см. Причины очередной неудачи станции «Хаябуса» пока не вполне прояснены, «Элементы», 16.11.2005).

Трудность посадки на небольшие астероиды связана с их малой силой тяжести. У тела диаметром чуть меньше километра и массой 450×10⁹ кг, как у Рюгу, сила тяжести в 100 000 раз меньше земной. Масса зондов Rover-1A и Rover-1B крохотная — всего 1,1 кг. На Рюгу их вес (не путать с массой, которая не меняется!) будет соответствовать весу легчайшей пылинки меньше сотой доли грамма на Земле. Скорость, которую при этом нужно аппарату развить, чтобы улететь с Рюгу, составляет всего 0,15 м/с (тараканы и черепахи бегают быстрее). Даже маленькое случайно полученное ускорение приведет к тому, что зонд улетит в открытый космос.

Поэтому «Хаябусе-2» надо было заранее хорошо исследовать поверхность астероида и найти подходящее место для посадки — достаточно протяженный ровный участок без крупных углублений или выступов. До старта миссии думали, что астероид практически круглый. Однако из снимка астероида, полученного «Хаябусой-2» с расстояния 40 километров, стало ясно, что Рюгу скорее напоминает кристалл — такая форма гораздо менее удобна для посадки зондов.

Фотография астероида Рюгу с дистанции 40 км, полученная 26 июня оптической навигационной камерой аппарата Хаябуса-2. Фото с сайта global.jaxa.jp

Через экватор астероида тянется структура, похожая на горный хребет, на полюсе возвышается крупная скала, а вся поверхность покрыта крупными валунами и кратерами. Это, конечно, говорит об интересном геологическом прошлом Рюгу, но сильно усложняет поиск места для посадки: ведь аппарат может застрять между камнями или попасть в тень. Из обнаруженных удобных мест для посадки исследователи выбрали участок L07 — достаточно ровный и при этом интересный с геологической точки зрения.

Участки на поверхности астероида Рюгу, которые были выбраны для посадки зондов. Участки L07, L08 и M04 — для посадки модуля MINERVA-II-1, MA-9 — для MASCOT, N6 — для MINERVA-II-2. Изображение с сайта hayabusa2.jaxa.jp

В определенное время, когда этот участок освещен Солнцем, «Хаябуса-2» завис над поверхностью Рюгу. Этот маневр тоже требует дополнительных усилий, так как период вращения астероида достаточно мал — 7,63 ч. Аппарату надо было синхронизировать скорость своего движения со скоростью вращения астероида. В это время инструмент лидар подробно изучал расстояние до астероида и составлялась примерная траектория падения.

Снимок поверхности астероида Рюгу, сделанный широкоугольной камерой ONC-W1 аппарата «Хаябуса-2» 21 сентября 2018 года, за несколько минут до сброса посадочного модуля MINERVA-II. Видна тень от «Хаябусы-2». Фото с сайта hayabusa2.jaxa.jp

Затем «Хаябуса-2» сбросил свою скорость относительно поверхности астероида почти до нуля и начал свободное падение. Примерно на высоте 50–55 метров от аппарата отделился посадочный модуль MINERVA-II-1, который отправился в свободное падение на поверхность. Через несколько минут «Хаябуса-2» набрал скорость и вернулся на свою орбиту, а MINERVA-II-1 плавно опустился на астероид со скоростью, не превышающей 3 см/с, доставив на его поверхность зонды Rover-1A и Rover-1B.

Оба зонда способны передвигаться — и это первые в истории роверы, перемещающиеся по астероиду. Делают они это «прыжками»: небольшой двигатель и несколько грузиков создают крутящий момент, и зонд подскакивает в низком гравитационном поле. При этом он немного раскручивается. Во время такого прыжка и была сделана фотография. По размытию можно даже почувствовать это движение.

Из-за риска, что при посадке зонд упадет на камеру, а также для получения стереоизображения поверхности астероида роверы снабдили несколькими камерами с разных сторон: на Rover-1A установили четыре камеры, на Rover-1B — три.

Зонды посадочного модуля MINERVA-II-1: слева — Rover-1A, справа — Rover-1B. За зондами находятся контейнеры, в которых они хранились. Фото с сайта hayabusa2.jaxa.jp

Кроме фотографирования в задачу зондов входит измерение температуры поверхности астероида, ведь по тепловой инерции можно лучше понять химическую структуру поверхностных и подповерхностных слоев. Для этого на борту есть несколько датчиков температуры, которые располагаются вдоль края зонда и выглядят как шипы (вытянутые полосы, которые мы видим по правому краю снимка с поверхности астероида, — это результат отражения солнечного света от этих датчиков). Также на зондах-роверах имеются оптические датчики, акселерометр и гироскоп.

Но на десантировании этих двух зондов миссия «Хаябусы-2» не заканчивается. В планах миссии уже в начале октября этого года спустить на Рюгу прыгающее посадочное устройство MASCOT (см. картинку дня «MASCOT — исследователь астероида»), а в 2019 году посадить на астероид модуль MINERVA-II-2 с еще одним зондом — Rover-2. Кроме того, планируется столкнуть с поверхностью астероида двухкилограммовый медный снаряд (заглянув в получившийся кратер можно узнать внутренний состав астероида), а также собрать образцы грунта из трех разных мест на Рюгу и к 2022 году доставить их на Землю. Будем ждать от аппарата новых интересных открытий.

Новые снимки и даже видео см. здесь.

О зондах-роверах см. также:
Робот — перекати-поле (картинка дня).

Фото с сайта hayabusa2.jaxa.jp.

Александр Яровитчук