Первый в очереди на столкновение с Землей: зачем зонд OSIRIS-REx будет изучать астероид Бенну

Программа New Frontiers

Зонд OSIRIS-REx — третий запуск, который произошел в рамках программы по изучению дальних уголков Солнечной системы New Frontiers. Первой миссией в рамках программы New Frontiers стал зонд New Horizons, запущенный еще в 2006 году для изучения Плутона и его окрестностей. Зонд уже прислал на Землю много снимков Плутона, а сейчас добирается до своей последней цели — астероида Ультима Туле (014 MU69), расположенного недалеко за орбитой Плутона — в Поясе Койпера.

Планируется, что New Horizons на скорости в 50 тыс. км/час долетит до 014 MU69 в январе 2019 года. Если миссия завершится успешно, Ультима Тула станет самым далеким небесным телом, исследованным человечеством с помощью запущенного с Земли зонда. После этого его отправят за пределы Солнечной системы, подробнее об этом (и водородной стене, которую New Horizons уже зафиксировал), читайте здесь.

Второй миссией программы New Frontiers стал запущенный в 2011 году зонд Juno, не менее известный и медийный, чем предыдущий космический аппарат из этой программы. Juno вышел на орбиту Юпитера еще в 2016 году, с тех пор передал на Землю гигантское количество данных. Именно на их основе астрономы изучают радиоволны этой планеты, создают карту магнитного поля и спорят о природе жутких и даже трансцендентных облаков, которые уходят в атмосферу планеты на 3,5 тыс. км.

OSIRIS-REx — третья миссия в рамках программы New Frontiers. Стоимость этого периода программы составляет $800 млн. Планируется, что зонд соберет грунт с Бенну и вернется на Землю к 2023 году. НАСА планирует и четвертую миссию в рамках New Frontiers — пока неизвестно, куда и в какие сроки. В 2017 году состоялся конкурс New Frontiers, благодаря которому NASA выбрали двух финалистов — Dragonfly для полета к Титану и CAESAR Корнельского университета — к комете 67P/Чурюмова — Герасименко. НАСА выберет итоговый проект в течение 2019 года.

Зонд OSIRIS-REx — как выглядит и что может делать на Бенну?

Недавно весь мир следил, как OSIRIS-REx тестировал свою роботизированную руку Touch-and-Go (TAGSAM), — именно с ее помощью он возьмет пробу грунта на Бенну.

Сейчас, когда OSIRIS-REx достиг рабочей орбиты Бенну, он будет 505 дней находиться на ней и картографировать поверхность астероида. На основе полученных данных в 2021 году команда миссии примет решение, в каком месте зонд займется отбором проб грунта астероида. Однако, фактически, космический аппарат не будет садиться на сам астероид — взятие пробы пройдет с помощью длинного манипулятора — роботизированной руки, размером в 3,5 м. После этого зонд сразу отправится на Землю. Возможно, такая система выбрана для снижения вероятности возникновения ошибки, которая может произойти при попытке посадки OSIRIS-REx на поверхность Бенну.

Помимо роботизированной руки и довольно крупных (6,2 м) солнечных батарей, OSIRIS-REx имеет множество различных камер: PolyCam, предназначенную для съемок с близкого расстояния, MapCam — камеру со спектрометрами, снимающую в четырех диапазонах — для поиска неорганических и органических веществ, карты температур и минерального состава, состава реголита на поверхности.

Данные, полученные с MapCam, позволят построить трехмерную модель астроида. Кроме того, на зонде установлена камера SamCam, которая постоянно работает и снимает в реал-тайме все происходящее вокруг OSIRIS-REx.

Топографический план поверхности астероида в НАСА построят, основываясь на данных, полученных от блока лазерных дальномеров OSIRIS-REx Laser Altimeter (OLA). Кроме того, эти лидары позволят решать текущие навигационные задачи зонда.

Почему Бенну?

Выбор Бенну среди огромного количества других астероидов обусловлен тем, что он находится не очень далеко от Земли, а с другой стороны, относится к астероидам класса B, что позволит получить углеродистое вещество, которое осталось на этом астероиде еще со времен образования Солнечной системы.

Вообще основная цель программы New Frontiers — исследование окраин Солнечной системы, а также попытка поисков углеродов, которые остались еще со времен зарождения системы, поскольку это является одной из главных загадок Млечного пути.

Однако самое важное, что НАСА считает Бенну самым вероятным претендентом на столкновение с Землей в ближайшие 150 лет. По разным подсчетам, столкновение произойдет с вероятностью от 1 к 2,7 тыс, до 1 к 4 тыс. Однако, как отмечают ученые, это довольно серьезный показатель, кроме того, существует вероятность столкновения Бенну с Луной. Падение Бенну на Землю было бы эквивалентно взрыву 1,1 тыс. Мт в тротиловом эквиваленте (для сравнения, «Царь-бомба», мощнейшее взрывное устройство, испытанное человечеством, имела мощность взрыва около 58 Мт тротила — «Хайтек»). Его скорость при падении на Землю составила бы 12,86 м в секунду и, вероятно, он уничтожил бы все живое на планете.

Сейчас правительство многих стран, в том числе России и США, а также различные компании занимаются поиском возможного решения этой проблемы — от создания специальных военных подразделений до разработки кинематографической ракеты, которая взорвет подлетающий к Земле астероид. Например, НАСА насчитала 1885 потенциально-опасных объектов, которые могут пролететь возле Земли. «НАСА уверена, что обнаружила и каталогизировала все находящиеся недалеко от Земли крупные астероиды, способные вызвать существенный урон в общемировом масштабе. Управление также определило, что они не находятся на курсе столкновения с Землей. Тем не менее, существует шанс, что крупные кометы могут воздействовать на Землю, а сроки предупреждения будут равняться всего нескольким месяцам», — говорится в сообщении агентства.

Сейчас специалисты организации предлагают улучшать технологии обнаружения потенциально опасных астероидов, научиться отражать подобные угрозы, а также отработать сценарии столкновения Земли с крупными небесными телами. Известно, что НАСА занимается разработкой космического корабля, который бы смог защитить Землю от астероидов. «Вероятность столкновения сейчас кажется малой, но при этом последствия будут ужасными, — сказала Кирстен Хоули, соавтор проекта. — Это исследование поможет нам понять, как человечество сможет ответить на угрозу в случае ее возникновения. Таким образом, у нас будет больше вариантов развития событий».

Недавно группа российских исследователей из Росатома, к которым присоединились трое ученых из Московского физико-технического института (МФТИ), смоделировали воздействие ядерного удара на угрожающий Земле астероид. Для этого они изготовили миниатюрные астероиды и взорвали их лазером.

Кроме того, десяткам обсерваторий по всему миру удалось даже протестировать совместную работу при возможном столкновении. В 2017 году к Земле приблизился  астероид 2012 ТС4. На нем НАСА вместе с исследователями проводила учения, имитирующие различные аспекты столкновения с астероидами — отклонение от курса, эвакуацию жителей, действия в случае стихийных бедствий.