В субботу 16 октября состоится запуск новой автоматической научно-исследовательской станции, которая отправится к нескольким астероидам вблизи Юпитера. Основная миссия космического аппарата Lucy займет 12 лет, что позволит ему установить рекорд для исследовательских станций (не учитывая того, что многие аппараты проработали дольше в рамках расширенных миссий). Старт ракеты «Атлас-5» (Atlas V) с космодрома на мысе Канаверал во Флориде запланирован на 12:34 мск. Пусковое окно будет открыто до 13:49 мск.

Троянскими называют астероиды, находящиеся на орбите планеты немного впереди и позади нее, т. е. в точках либрации L4 и L5. Хотя такие группы астероидов были обнаружены у различных планет, чаще всего под троянскими подразумевают две группы астероидов на орбите Юпитера.

В прошлом «троянцы» изучались только наземными телескопами. Астрономы считают, что они состоят из различных льдов и обломков пород, которые в прошлом не объединились в планеты. Согласно одной из гипотез, описывающих раннюю Солнечную систему, планеты-гиганты зародились вблизи Солнца. Впоследствии, в результате взаимодействия с большим количеством малых тел, они мигрировали на удаление, кроме Юпитера, который, наоборот, немного приблизился к Солнцу. Это перемещение планет-гигантов вызвало хаос среди малых тел, некоторые из которых попали в гравитационные ловушки вблизи Юпитера.

Это одно из объяснений того, как появились троянские астероиды, и ученые хотят его проверить.

Идея запуска миссии Lucy к троянским астероидам появилась достаточно давно. В 2014 году ученые из Летно-космического центра НАСА им. Годдарда провели моделирование различных вариантов траекторий и выбрали такую схему полета, которая позволит в 2033 году достичь астероида Патрокл в точке L5. По пути Lucy посетит еще несколько астероидов в точке L4.

Космический аппарат Lucy был построен компанией Lockheed Martin. Он имеет стартовую массу 1550 кг, из которых 729 кг приходится на топливо. Аппарат оборудован двумя «веерными» круговыми солнечными панелями диаметром 7,3 м. На орбите Юпитера, где солнечная постоянная значительно снижается по сравнению с Землей, они будут выдавать 504 Вт электроэнергии. Для связи с Землей Lucy использует двухметровую антенну с высоким коэффициентом усиления.

На борту космического аппарата установлено три научных прибора. Панхроматическая камера LORRI предназначена для съемки поверхности астероидов в высоком разрешении. Спектрометр L’Ralph будет работать в видимом (0,4-0,85 микрон) и инфракрасном (1-3,6 микрон) диапазонах. Он позволит определить химический состав пород на поверхности астероидов. Ученые рассчитывают найти силикаты, лед и органические вещества. Наконец, термоспектрометр L’TES будет аналогичен инструменту, который использовался на межпланетной станции OSIRIS-REx. Он работает в инфракрасном диапазоне на длинах волн 6-75 микрон и предназначен для изучения теплопроводности и других температурных характеристик астероидов.

Помимо этого, ученые планируют использовать узконаправленную антенну космического аппарата, чтобы по допплеровскому смещению радиосигнала уточнить массу изучаемых астероидов.

После запуска станция Lucy сделает один оборот вокруг Солнца и вернется к Земле в 2022 году. Она наберет скорость за счет гравитационного маневра и спустя еще два года вновь вернется к Земле для еще одной коррекции траектории. В 2025 году, во время перелета к точке L4 системы Юпитер-Солнце, Lucy пролетит вблизи находящегося в Главном поясе астероида (52246) Дональдйохансон. В ближней точке расстояние между астероидом и космическим аппаратом будет менее 1000 км.

В августе 2027 года Lucy достигнет троянского астероида класса C (3548) Эврибат, который отличается большим диаметром (64 км) и наличием спутника. По мнению ученых, этот астероид является обломком, который образовался в далеком прошлом при столкновении больших космических объектов. Хотя углеродные астероиды достаточно распространены в Солнечной системе, среди троянских их мало, и это тоже привлекает ученых в Эврибате.

Спустя месяц, в сентябре 2027 года, межпланетная станция посетит астероид типа P (15094) Полимел, который отличается низким альбедо и, как предполагают ученые, наличием органических соединений. Lucy пролетит мимо него, собрав научные данные, и отправится к (11351) Левк. Это красноватый 40-километровый астероид типа D, отличительной особенностью которого является очень низкая скорость вращения вокруг своей оси. Одни сутки на Левке продолжаются 446 часов. Кроме того, наблюдаемая с Земли яркость астероида значительно изменяется по мере его вращения. Lucy разберется с этим феноменом, пролетев мимо астероида в апреле 2028 года.

Следующей целью исследовательской станции станет еще один астероид D-класса (21900) Ор, диаметр которого составляет 51 км. Ученые планируют сравнить его с (11351) Левк, чтобы найти объяснения их различиям.

После этого Lucy покинет группу астероидов в точке либрации L4 и направится в L5 к последней цели своей миссии – двойной системе астероидов (617) Патрокл и Менетий, которые вращаются вокруг общего центра масс. Это первая двойная система, открытая среди троянцев. Большинство двойных тел расположено в поясе Койпера, и, по некоторым данным ученые предполагают, что Патрокл и Менетий мигрировали к Юпитеру из более дальних областей Солнечной системы. Если это так, то Lucy получит уникальную возможность исследовать с близкого расстояния тела, аналогичные объектам пояса Койпера.

Оба астероида относятся к типу P, т. е. имеют темную поверхность красного оттенка. По мнению ученых, пара образовалась на ранних этапах развития Солнечной системы. Диаметры Патрокла и Менетия составляют 113 и 104 км. Lucy доберется до этой системы в марте 2033 года.

Стоит отметить, что Патрокл и Менетий расположены на на орбите с наклонением 22 градуса, т. е. обычно они находятся достаточно далеко от плоскости эклиптики. Траектория и дата запуска Lucy были подобраны таким образом, чтобы космический аппарат смог в нужное время достичь именно этих двух астероидов.

Дополнительную сложность при планировании миссии Lucy создает ее продолжительность. Когда НАСА в 2014 году выбрало эту миссию для финансирования по программе Discovery, некоторые члены научной команды уже работали над ней более 10 лет. С тех пор прошло семь лет, а к тому моменту, когда космический аппарат достигнет Патрокла, пройдет еще 12. В результате, многие ученые проработают над Lucy большую часть своей активной жизни. Некоторые из них к 2033 году уйдут на покой или уволятся из НАСА. В связи с этим для научной группы была разработана особая структура, которая позволит передавать опыт и знания от текущих руководителей к молодым специалистам.

• < Назад
• Вперёд >