В ночь с 14 на 15 февраля 2011 года космический аппарат Stardust-NExT пролетел мимо кометы Tempel 1 со скорость 10 м/сек, приблизившись к ней на расстояние всего в 178 км. Было получено 72 изображения высокого разрешения. Кроме того накоплено 468 килобайт данных о пыли в коме кометы.

Комета Темпеля 1 (9P/Tempel) периодическая, была открыта Вильгельмом Темпелем 3 апреля 1867 года. Орбита кометы лежит между орбитами Марса и Юпитера, период обращения вокруг Солнца составляет около 5.5 года. Период подвержен колебаниям из-за влияния притяжения Юпитера в моменты прохождения вблизи него. Форму она имеет вытянутую, неровную, размером 7.6 на 4.9 км., вес около 88.2 109 тонн. Комета вращается с периодом в 41.9 часа. Космический аппарат НАСА Deep Impact совершил пролет около нее в июле 2005 года. При этом в комету был произведен выстрел снарядом весом в 370 кг для дальнейшего изучения состава кометных частиц.

За это время комета совершила полный оборот вокруг Солнце, и ученым было очень интересно увидеть последствия бомбардировки поверхности, а также что случилось с кометой после прохождения рядом с Солнцем, которое должно было вызвать нагрев ядра и неизбежное его изменение.

Кометы - тела, ровесники самых ранних дней Солнечной системы. Изучение природы комет в деталях поможет понять как образовывались планеты типа Земля, а также подскажет как можно избежать кометно-метеорной опасности в космосе.

Еще одна из главных целей миссии - получить с высоким разрешением изображение кратера, оставшегося от бомбардировки пятилетней давности. Измерение его размеров позволит судить о составе и структуре самой кометы. Deep Impact в прошлый пролет не мог получить изображения кратера хотя бы в силу того, что после столкновения большая масса вещества с поверхности была выброшена в космос.

Космический аппарат Stardust, запущенный 12 лет назад, был создан для встречи с кометой Wild 2. В ноябре 2002 года была встреча с астероидом Annefrank, а в январе 2004 - с кометой Wild 2. Весь собранный материал по изучению пыли вокруг этих небесных тел с помощью спускаемой капсулы был возвращен на Землю 15 января 2006 года. И далее - после того, как было выяснено, что аппарат еще совсем не плох, топлива достаточно - аппарат был переориентирован на новый, вернее, уже посещенный, объект, комету Tempel 1, и получил уже новое название Stardust-NExT, Next Exploration of Tempel 1. К моменту встречи с кометой этот аппарат уже пролетел в космическом пространстве 5,673,464,575 километров.

Космический аппарат Stardust получил 122 изображения, из них 72 с высоким разрешением. Все четыре научные цели были достигнуты при пролете, при котором космический аппарат приблизился к ядру кометы всего на 178 километров. Предполагалось идентифицировать и найти изменения в рельефе после того, как комета сделала оборот вокруг Солнца, сфотографировать тот ударный кратер, который остался после посещения Deep Impact, сфотографировать те области, которые ранее не были видны, а также проанализировать состав пыли, окружающей комету.

Рисунок 1. Первое изображение кометы Tempel 1 с момента сближения с аппаратом Stardust-NEXT, полученное 14 февраля 2011 года в at 8:35 p.m. PST (11:35 p.m. EST) с расстояния примерно в 2,462 километров. (Изображение: NASA/JPL-Caltech/Cornell)

Рисунок 2. Самое близкое изображение кометы в момент 8:39 p.m. PST (11:39 p.m. EST). Изображение частично обработано. (Изображение: NASA/JPL-Caltech/Cornell)

Вся галерея изображений кометы представлена здесь, последовательные фотографии можно посмотреть здесь. Обратите внимание на время: все сближение длилось меньше 10 минут.

Stardust-NExT не обладает возможностью получать изображения высокой точности и не несет на борту телескопа достаточной мощности, в отличие от Deep Impact. Разрешение его изображения составляет 35-40 метров на пиксель, в сравнении с 2 м на пиксель у Deep Impact.

Рисунок 3. Два изображения кометы Tempel 1, полученных Deep Impact (слева) и Stardust-NExT (справа) и разденных 5.5 годами. Два кратера, примерно 300 метров в диаметре, помогли отождествить место ударного кратера. (Изображение: NASA/JPL-Caltech/Cornell).

Рисунок 4. Равнинная поверхность, впервые выявленная в 2005 году Deep Impact, показывает следы разрушения (желтые линии). Три депрессии, по сравнению со старым снимком, также объединились вместе (показаны прямоугольником) из-за испарения летучих веществ при прохождении кометы около Солнца. (Изображение: NASA/JPL-Caltech/Cornell)

Миссия Stardust-NExT - первая в своем роде. Это повторное посещение ядра кометы после того, как она совершила один оборот вокруг Солнца, и следы этого оказались хорошо видны (рисунок 4). Области оказались подверженными эрозии, это ожидаемый результат испарения и сублимации льда и газа по мере того, как температура кометы возрастает при ее приближении к Солнцу. В это время газы испаряются с поверхности кометы и уносят с собой частицы льда и пыли.

Эта комета никогда не подходит ближе к Солнцу, чем орбита Марса. Но и этого достаточно, чтобы лед с поверхности кометы испарялся, и солнечный ветер отбрасывал образовавшийся материал от ядра. Это уменьшение массы приводит к тому, что за один оборот вокруг Солнца радиус ядра кометы уменьшается на 25-50 см. И если часть выброшенного материала идет на образование кометного хвоста, то некоторое количество возвращается назад и выпадает на поверхность в виде снега.

Что касается величины кратера, который образовался в результате попадания в комету 370-килограммого снаряда со скоростью около 10 километров в секунду, то он оказался близок к прогнозам, размером приблизительно 150 метров в диаметре. На изображении также видна в центре небольшая гора, которая, скорее всего, образовалась из материала, выброшенного при падении снаряда и вновь упавшего в кратер.

Рисунок 5. Кратер, оставшийся от бомбардировки Deep Impact (слева), на снимке Stardust-NExT (справа) имеет диаметр около 150 метров с возвышением в его центре. Стрелками на правом изображении очерчены его края. (Изображение: NASA/JPL-Caltech/Cornell)

Кратер оказался не столь ярко выражен, как сначала предполагали, но его размер совпал с ожидаемым, который должен был образоваться при косом в 30° падении тела на поверхность. Много вещества упало назад, и кратер оказался частично погребен. Кометные ядра представляют собой достаточно хрупкие структуры, подвержены эрозии и поэтому видимый размер кратера заведомо отличается от его первоначального размера.

Рисунок 6. Пролет Stardust-NExT показал те части ядра кометы, которые не были сфотографированы ранее. На этом изображении представлены три террасы, разделенные темными уступами. Самая широкая из них имеет протяженность около 2 километров. Самая маленькая терраса содержит 2 круглых образования величиной около 150 метров в диаметре. (Изображение: NASA/JPL-Caltech/Cornell)

По мере того, как космический аппарат приближался к комете, тем сильнее подвергался бомбардировке кометных частиц, и зафиксированы десятки проникновений через более чем один слой его защитных слоев. Вероятно, вместо однородного потока частиц с поверхности кометы, происходили отрывы отдельных кусков и последующих их распад.

Большой плюс этой миссии состоит в том, что на борту Stardust-NExT установлен масс-спектрометр, способный анализировать и определять состав каждой частицы, попавшей в анализатор. При этом анализатор способен отделять органические включения от неорганики. Существует одна из гипотез, что жизнь на Земле зародилась из-за того, что органические вещества были занесены к нам, в частности, и с помощью комет, которые в свою очередь образовались существенно дальше внешних планет и поэтому должны содержать в себе вмороженные остатки первородных компонент молодой Солнечной системы.

Стоимость миссии Stardust оказалась более чем в 10 раз меньше стоимости нового проекта, если бы его начинали с нуля - всего около 30 миллионов долларов. Т.е. этот проект еще и показал насколько могут стать рентабельным такие "восстановленные" миссии в будущем для получения ценных научных результатов. К сожалению, космический аппарат уже исчерпал запасы топлива, и поэтом уже больше не может быть использован для дальнейших исследований.

Stardust-NExT будет продолжать вести наблюдения кометы Темпеля-1 еще в течение ближайших 1-2 недель.