Январь 2006 года стал для мировой космонавтики месяцем побед и успеха. С интервалом всего в четыре дня произошли два важных события: на Землю, из глубин космоса, после семи лет странствий возвратился спускаемый аппарат межпланетного зонда 'Стардаст' ('Звездная пыль') с образцами кометного вещества и межпланетной и межзвездной пыли, а другой космический аппарат, с символическим названием 'Новые горизонты', отправился к Плутону, самой удаленной из известных на сегодняшний день планет Солнечной системы.

    С каждым годом межпланетные трассы становятся все оживленнее и оживленнее. Американские, европейские, японские космические аппараты один за другим покидают Землю и отправляются на просторы Солнечной системы. Чаще всего это путешествия в один конец. Но кое-кто из 'земных посланцев' уже начал возвращаться домой.

    'НА ПЫЛЬНЫХ ТРОПИНКАХ:'

    Днем 15 января нынешнего года в пустынных районах штата Юта, где давно обосновались американские военные, приземлился возвращаемый аппарат зонда 'Стардаст' с образцами кометного вещества и звездной пыли. Посадка прошла успешно, Можно сказать, что 'без сучка и задоринки'. Хотя в Центре управления полетом до самого последнего момента боялись повторения ситуации полуторагодовой давности, когда пытались посадить аналогичный аппарат 'Генезис' с образцами солнечного ветра (см. 'СМ', ? 20 за 2004 г.). Тогда тоже все начиналось хорошо, а закончилось горьким разочарованием, когда аппарат со скоростью курьерского поезда врезался в земную твердь. На этот раз, к счастью, все было иначе.
    Межпланетный зонд 'Стардаст' отправился в свое путешествие 7 февраля 1999 года. Это была первая американская станция, созданная специально для исследования кометы, и первая, предназначенная для автоматической доставки внеземного вещества. Обращаю внимание читателей на том, что именно первая американская, а не первая в мире. В обоих этих вопросах приоритет принадлежит Советскому Союзу. Еще в 1970 году наши специалисты 'поручили' автомату привезти на Землю образцы лунного грунта. А спустя полтора десятилетия после этого советские конструкторы создали и запустили навстречу комете Галлея межпланетные станции 'Вега-1' и 'Вега-2'. Правда, тогда вопрос о возвращении аппаратов на Землю не стоял.
    Как я уже отметил, основными задачами межпланетного зонда являлся сбор кометного вещества и межзвездной и межпланетной пыли. Поэтому и конструкция аппарата была ориентирована, главным образом, именно на решение этой проблемы. Прочее оборудование, предназначенное для изучения межпланетного пространства, занимало сравнительно небольшой объем.
    Сначала о том, что 'Стардаст' должен был собрать на космических просторах, а потом доставить на Землю.
    Межзвездная пыль - одна из основных форм вещества во Вселенной. Это конечный результат развития звездных систем и, одновременно, строительный материал новых звезд. Все, что окружает нас на Земле, пять миллиардов лет назад было звездной пылью. Поэтому неудивительно, что ученым очень хотелось подержать в руках 'кирпичики мироздания'.
    К моменту запуска аппарата было известно, что частицы звездной пыли:
    - имеют размер порядка сотой части микрона, но могут быть и в 10 раз большими;
    - содержат углерод;
    - могут содержать молекулы воды, соединения азота и кислорода.
    Будем надеяться, что теперь и эта информация будет подтверждена, и другие данные по межзвездной пыли станут известны исследователям. Это могут быть самые фантастические открытия. Но придется подождать, по крайней мере, до 2007 года, когда ожидается публикация первых результатов исследований.
    Кроме того, 'Стардаст' должен был обеспечить сбор межпланетной пыли и кометного вещества. Особенно интересно было второе, так как, по мнению ученых, это вещество до сих пор находится в том же состоянии, что и миллиарды лет назад, когда происходило формирование Солнечной системы. Изучив образцы, специалисты надеются приоткрыть завесу над тайной рождения планет и других небесных тел. А, может быть, удастся выяснить и кое-что еще.
    В качестве объекта, близ которого собирались 'взять пробы', была названа комета Вильда-2. Такой выбор был сделан не случайно. Главным аргументом стало то, лететь к комете было весьма 'удобно', без значительных затрат топлива. Правда, перелет должен был стать достаточно длительным. Но тут предстояло выбирать: либо быстро, либо дешево. Остановились на втором варианте. Комета Вильда-2 была также удобна и тем, что в момент ее встречи с зондом их относительная скорость будет невелика. Значит, проще будет собирать образцы.

    ЭТО НЕ ФАНТАСТИКА. ЭТО - РЕАЛЬНОСТЬ

    А теперь о том, как собирались заниматься 'сбором'. Для этого была изготовлена специальная ловушка, которую заполнили, пожалуй, самым фантастическим твердым веществом в мире - аэрогелем. Этот материал состоит из двуокиси кремния и обладает тонкой волокнисто-пустотной физической структурой. С виду аэрогель похож на синеватый застывший дым, но при этом является твердым на ощупь. Твердое вещество в составе аэрогеля занимает около 2 процентов объема. Остальное - воздух.
    О происхождении аэрогеля рассказывают такую историю. Поспорили как-то два доктора, Стивен Кистлер и Чарльз Лернд из Стэнфордского университета - кто из них сможет заменить воду в железообразном образце газом без изменения в объеме. Победил Кистлер, который опубликовал свою работу по созданию 'воздушного желе' в журнале 'Нэйчур' в 1931 году.
    Долгое время идея создания подобного материала не вызывала особого энтузиазма. Однако в 1960-1970-х годах с развитием авиационной и ракетно-космической техники срочно потребовались новые материалы - легкие и термостойкие. Тогда-то и вернулись к идее аэрогеля.
    Я не буду описывать технологический процесс изготовления аэрогеля, это не так интересно, но скажу, что, когда дошло дело до испытаний, многие специалисты испытали настоящее возбуждение от тех возможностей, которые открывал новый материал. Поэтому его выбор для ловушек 'Стардаста' нельзя назвать чем-то сверхъестественным.
    Полет межпланетного зонда происходил четко по графику. Конечно, были кое-какие отклонения в работе бортовых систем, но на выполнении программы исследований они никак не сказались. Самым ярким событием стало рандеву космического аппарата с кометой Вильда-2, имевшее место 2 января 2004 года. Помимо всего прочего, удалось сделать достаточно хорошие снимки этого небольшого небесного тела и кое-что узнать о строении ядра кометы.
    Итак, 15 января капсула 'Стардаста' доставила на Землю образцы кометного вещества и межзвездной и межпланетной пыли. 'Что есть что' в ловушках с аэрогелем, еще предстоит разобраться. Но уже сейчас можно сказать, что с технической точки зрения поставленная задача решена блестяще - образцы находятся в хорошем состоянии и пригодны для изучения.
    Общий вес образцов - около одного миллиграмма. Точное значение станет известно, когда эти образцы будут извлечены из ловушек, взвешены и исследованы. Но порядок величины наверняка не изменится.
    И, наконец, во сколько же обошлась американцам доставка внеземного вещества в лаборатории ученых? На разработку, изготовление зонда, его запуск, управление семилетним полетом и встречу 'посланца' было затрачено в общей сложности около 165 миллионов долларов. И это сумма всего за один миллиграмм вещества. Любопытный читатель может подсчитать, сколько стоит килограмм 'звездной пыли'.

    'НОВЫЕ ГОРИЗОНТЫ'

    Второе событие января 2006 года случилось вечером 19 января, когда с космодрома на мысе Канаверал была запущена ракета-носитель 'Атлас-5' с межпланетным исследовательским зондом 'Новые горизонты' на борту. На первой ступени носителя был установлен российский двигатель РД-180, который по заявлению представителя аэрокосмического управления Фрэнк Слиммер, 'показал себя великолепно'. Через несколько часов после старта зонд пересек орбиту Луны и отправился дальше, на окраины Солнечной системы. Его основная цель - Плутон, девятая планета от Солнца, и его спутник Харон.
    В феврале 2007 года космический аппарат сблизится с Юпитером и, получив мощный толчок от гравитационного поля этой гигантской планеты, изменит направление полета, а главное, существенно увеличит свою скорость. Она достигнет величины 50235 километров в час До 'Новых горизонтов' ни один рукотворный объект не разгонялся до такой скорости. Но, даже, несмотря на то, что зонд будет лететь по самому 'быстрому' маршруту, к своей цели он прибудет только через девять с лишним лет.
    Детальное наблюдения Плутона и его окрестностей начнутся примерно за пять месяцев до встречи. Эти данные позволят максимально точно скорректировать траекторию движения зонда. За три месяца до встречи, начиная с расстояния около 100 миллионов километров, зонд 'Новые горизонты' начнет картографическую съемку Плутона и Харона. А за месяц до встречи должны начаться ежедневные наблюдения Плутона. К этому моменту ученые надеются точно определить, есть ли у Плутона еще спутники (в 2005 году у него были открыли еще два спутника) и есть ли у него кольца из мелких обломков льда или скальных пород, которые могут представлять опасность для зонда при его пролете мимо далекого мира. К этому времени в баке 'Новых горизонтов' должно остаться половина топлива и в случае необходимости аппарат без проблем сможет изменить курс.
    Рандеву с Плутоном должно состояться 14 июля 2015 года. В момент наибольшего сближения аппарат и планету будут разделять 8830 километров. Но на Земле об этом узнают только через 4,5 часа после свершения события. Именно столько потребуется радиосигналу, чтобы преодолеть расстояние, разделяющее Плутон и Землю. Для того чтобы отправить на Землю 2-3 самых важных снимка поверхности планеты, понадобится несколько дней, а для передачи всего комплекта данных о Плутоне, записанных аппаратурой зонда, потребуется 9 месяцев. "Аппарат будет изучать уникальный мир, и мы можем только воображать, что нам удастся узнать", - отметила одна из руководителей научного подразделения НАСА Мэри Клив.
    Пролетев мимо Плутона, 'Новые горизонты' отправятся дальше. Как было указано выше, для коррекции курса в окрестностях Плутона на зонде будет достаточно топлива, но для выхода на орбиту этого слишком мало. Поэтому космический аппарат займется изучением спутников Плутона, а потом будет исследовать некоторые астероиды из пояса Койпера. Какие именно малые планеты попадут в поле зрения камер зонда, будет решено уже в ходе полета.
    Национальная академия наук США считает изучение Плутона, его спутника Харона и пояса Койпера одними из самых приоритетных космических исследований, поскольку информация об этих космических телах имеет фундаментальную научную важность для понимания процессов формирования Солнечной системы. "Изучение Плутона и пояса Койпера - это что-то вроде археологических раскопок, где мы можем почерпнуть информацию о формировании планет", - заявил один руководителей миссии Алан Стерн. В ходе исследования Плутона и его спутника Харона будут получены такие важные сведения, как геологический состав космических тел, данные о поверхностном грунте, а также информация о температурах и атмосфере, отмечает НАСА.
    Аппарат оборудован инфракрасными и ультрафиолетовыми спектрометрами, цветной видеокамерой, телескопической камерой для съемки далеких объектов, а также детектором космической пыли и другими устройствами.

    ДАЛЬШЕ ВСЕХ ОТ СОЛНЦА

    Планета Плутон - единственная из известных в Солнечной системе планет, к которой до сих пор не приближался ни один космический аппарат. Информации о нем очень мало. Ученые даже не до конца уверены, является ли Плутон, в строгом смысле, планетой?
    Его открыли в 1930 году "на кончике пера". То есть, сначала вычислили, что он должен быть, и лишь потом обнаружили "во плоти" - на снимках звездного неба. Увидеть еле заметную точку смог американский астроном Клайд Томбо. Он обратил внимание на то, что эта звездочка смещается быстрее, чем ей положено.
    Дальнейшие наблюдения позволили узнать характеристики Плутона, как окрестили девятую планету Солнечной системы. В частности выяснили его размеры (экваториальный диаметр - 2,3 тысячи километров), которые оказались не такими большими, как посчитали изначально. Плутон движется по очень странной орбите, лежащей под углом к орбитам других планет, и пересекающей орбиту Нептуна. Посему расстояние от Солнца колеблется от 30 до 40 астрономических единиц (астрономическая единица - среднее расстояние от Земли до Солнца). А для того, чтобы совершить полный оборот вокруг Солнца Плутону требуются два с половиной столетия. Есть у Плутона и спутник - Харон. Совсем недавно у Плутона была обнаружена атмосфера. Теперь 'Новым горизонтам' предстоит узнать новые детали о нем.
    Пояс Койпера, куда зонда также 'заглянет', был открыт в 1990-х годах и получил свое название по имени американского астрофизика Джерард Питер. Койпера, выдвинувшего гипотезу о наличии подобного пояса еще в 1952 году. Согласно оценкам, в этом поясе находятся от 50 до 70 тысяч достаточно крупных объектов, некоторые из которых могут быть сравнимы с Плутоном, а, может быть, и оказаться крупнее девятой планеты. Американский астрофизик Фриман Дайсон считает, что на некоторых объектах пояса Койпера может быть обнаружена жизнь. Но это, скорее, из области фантастики.
    И еще некоторые подробности начавшейся миссии, которые могут оказаться интересны читателям.
    Во-первых, на борту 'Новых горизонтов' находится капсула с прахом Клайда Томбо, открывшего Плутон и, тем самым, расширившего пределы Солнечной системы. Томбо скончался в 1997 году в возрасте 90 лет, совсем чуть-чуть не дожив до того дня, когда первый рукотворный аппарат отправится на окраины Солнечной системы. Во время запуска зонда 'Новые горизонты' на космодроме присутствовала его вдова Патрисия Томбо, которой сейчас 93 года.
    Во-вторых, НАСА предоставило всем желающим возможность отправить свое имя за пределы Солнечной системы. Диск с именами размещен на борту зонда. К моменту окончания записи свое желание оказаться 'сопричастными' к межпланетной миссиии выразили около 800 тысяч землян. Вероятно, и среди читателей найдутся таковые.
    В-третьих, на свидание с Плутоном отправился не только сам зонд 'Новые горизонты', но и последняя ступень ракеты-носителя. И хотя, в отличие от космического аппарата, ступень является лишь 'куском железа', безмолвным и нефункциональным, она также совершает межпланетный полет. Ее рандеву с Плутоном произойдет на несколько месяцев позже, чем у 'Новых горизонтов'. Ну а потом ступень ждет долгий путь к звездам.
    А ГДЕ ЖЕ НАШИ КОРАБЛИ?

    В последние годы, когда речь заходит о межпланетных исследованиях, приходится писать о космических аппаратах, созданных где угодно, но только не в России. В конце текущего года исполнится ровно 10 лет с того момента, как в нашей стране была предпринята последняя, да к тому же неудачная, попытка отправить автоматическую станцию к другому небесному телу. А от последней (крайней, как говорят в космических кругах) отечественной станции, которой удалось преодолеть земное притяжение и побывать на межпланетных трассах, нас отделяет дистанция в 17 лет.
    С тех пор мы лишь запускаем чужие космические аппараты, да устанавливаем на них приборы, если нас приглашают поучаствовать в очередной миссии. О нашем 'вкладе' пишут довольно редко, если вообще вспоминают.
    К сожалению, немного у российской космонавтики и планов по исследованию иных миров. Единственный проект, о котором периодически вспоминают, но никто уверенно не может назвать сроки его реализации, это программа 'Фобос-грунт', предусматривающая доставку на Землю образцов с поверхности спутника Марса - Фобоса. Судя по состоянию работ, к очередному астрономическому окну, 'открывающемуся' в 2007 году, Россия уже не успеет подготовить межпланетную станцию.
    И все-таки я надеюсь, что когда-нибудь смогу рассказать читателям 'Секретных материалов' об этой экспедиции. И не только о ней.

    ("Секретные материалы", ? 5, март 2006 г.).