Japonijos asteroido misijos laukia „kvapą gniaužiantis“ nusileidimas

Bet asteroidas, į kurį Hyabusa2 nusitaikė, pateikė naujų netikėtumų. „Tirdami visų kada nors tyrinėtų asteroidų detales, tikėjomės rasti bent kokią nors plokščią vietą nusileidimui,“ sako Yuichi Tsuda, Hayabusa2 projekto vadovas Japonijos aerokosminių tyrimų agentūros kosmoso ir astronautikos mokslų institute (ISAS), kurio būstinė yra Sagamihara'oje. Tačiau kai 2018 metų birželį zondas pasiekė už 290 milijonų kilometrų nuo Žemės esantį Ryugu asteroidą, paaiškėjo, kad visą jo paviršių raižo plyšiai, kraterių duobės ir besimėtantys rieduliai – nusileisti ant tokio paviršiaus tikras iššūkis. Spalio mėnesį planuotas pavyzdžių ėmimas buvo atidėtas bent jau iki šio mėnesio galo, ir gruodžio 21 – 22 vykusiame simpoziume ISAS inžinieriai pateikė naują drąsų planą nusileisti tarp dviejų, netoli vienas kito gulinčių riedulių. „Tai gniaužia kvapą,“ sako Bruce'as Dameris, gyvybės ištakų tyrėjas iš Kalifornijos universiteto Santa Cruz.

Tačiau visa kita vyko daugmaž pagal planą nuo pat Hayabusa2 paleidimo 2014 metų gruodį. Jo kameros ir jutikliai jau pateikė duomenis apie asteroido masę, tankį, mineralinę ir elementinę sudėtį, ir trys ant asteroido numesti eigiai ištyrė paviršių. Simpoziume ISAS tyrėjai pristatė pirmuosius rezultatus, tarp kurių – organinių medžiagų gausos liudijimai ir užuominas, kad kūne, iš kurio susiformavo asteroidas, kadaise buvo vandens. Šie atradimai „patvirtina įrodymus, kad organines medžiagas ir vandenį į Žemę atskraidino asteroidai, o ne kometos,“ sako projekto mokslininkas Seiichiro Watanabe iš Nagoya universiteto Japonijoje.

Ryugu yra 1 kilometro skersmens ir 900 metrų aukščio, gerokai išsipūtęs per pusiaują, rombo formos. Stebėjimai regimosios šviesos diapazone ir kompiuterinis modeliavimas rodo, kad tai – porėta nuolaužų sankaupa, kurioje susikaupė dulkės, uolienos ir rieduliai po susidūrimo su kitu asteroidu ar planetos užuomazga Saulės sistemos formavosi pradžioje. Ryugu apie savo ašį apsisuka per 7,6 valandos, bet simuliacijos rodo, kad ankstyvose formavimosi stadijose jos apsisukimo periodas tetruko 3,5 valandos. Dėl išorėn nukreipto medžiagos judėjimo arba dėl medžiagos judėjimo iš branduolio sustorėjimas tikriausiai ir susiformavo, sako Watanabe. Pusiaujyje esančios paviršiaus medžiagos analizė Žemės laboratorijoje galėtų vieną kurį nors scenarijų patvirtinti, pridūrė jis. Jei bandinį ilgai veikė kosmoso aplinka, jį ten tikriausiai nugabeno nuošliauža; jeigu bandinys santykinai šviežias, jis ten tikriausiai migravo iš asteroido vidaus.

Kol kas Hayabusa2 vandens Ryugu paviršiuje neaptiko. Bet zondo infraraudonasis spektrometras rodo hidroksido turinčius mineralus, kas reiškia, kad vanduo kadaise buvo arba pradiniame kūne, arba asteroide, sako Mutsumi Komatsu, planetų medžiagos tyrėjas iš Graduate advanced studies Hayama, Japonijoje. Kadangi asteroidas toks porėtas, tikriausiai jame kadaise buvo daug vandens ar ledo, ledo ar kitų lakių junginių, kurie paskui išgaravo, sako Watanabe. Tokiuose asteroiduose kaip Ryugu nemažai ir anglies, ir jie galėjo vandenį ir anglį – pagrindinius gyvybės elementus – atgabenti į uolėtą Žemę jos istorijos pradžioje. (Kometose anglies tėra 3% – 5%.)

Šią teoriją, vadinamą vėlyvojo intensyvaus bombardavimo teorija, remia dabar vykstanti kita asteroido bandinio pargabenimo misija. Praėjusio mėnesio pradžioje, NASA OSIRISREx pasiekė Bennu asteroidą, kurio forma irgi primena besisukančio vilkelio, ir kaip pranešė JAV kosmoso agentūra, jo dirvoje taip pat yra įkalinto vandens. „Mums pasisekė, kad galėjome atlikti šių dviejų brolių asteroidų palyginamąjį tyrimą,“ pažymi Watanabe.

Geologas Stephenas Mojzsisas iš Kolorado universiteto Boulderyje nėra įsitikinęs, kad vandens šaltiniu Žemėje pasirodys esantys tokie asteroidai; yra ir kitų teorijų, sako jis, tarp kurių ir galimybė, kad gigantiška, į Jupiterį panaši planeta migravo iš planetų sistemos išorės į vidinę, Žemės formavimosi metu atgabendama vandens ir kitas molekules. Kaip bebūtų, Ryugu formos ir sudėties atradimai „moksliškai gali būti labai svarbūs,“ sako jis.

Naujų detalių pateikia ir atliktas artimas asteroido paviršiaus apžiūrėjimas. Rugsėjo 21 dieną Hayabusa2 nuleido Ryugu šiauriniame pusrutulyje du gimtadienio torto dydžio eigius – Minerva-II1A ir Minerva-II1B. Pasinaudodami silpna gravitacija, jie gali autonomiškai šokinėti, fotografuodami „mikroskopinę paviršiaus struktūrą,“ sako Tsuda. O spalio 5 dieną Hayabusa2 paleido Vokietijos ir Prancūzijos kosmoso agentūrų sukurtus eigius, kurie vietoje išanalizavo dirvos pavyzdžius ir atsiuntė dar daugiau nuotraukų.

Įvykdžius misijos pagrindinį misijos tikslą, pargabenus asteroidų pavyzdžius į Žemę, laboratorijose apie asteroido amžių ir sudėtį galima išsiaiškinti daug daugiau. ISAS inžinieriai programavo autonominį aparato nusileidimą, tikėdamiesi, kad saugaus nusileidimo zona bus bent 100 metrų skersmens. Tačiau paaiškėjo, kad didžiausias saugus plotas pirmojoje leidimosi zonoje tėra 12 metrų pločio.

Tai apsunkins ir taip stresą keliančią operaciją. Buvo planuojama, kad prieš kiekvieną leidimąsi Hayabusa2 išmes mažą rutuliuką, pasiūtą iš gerai šviesą atspindinčios medžiagos, kuris zondui būtų kaip taikinys, užtikrinantis aparato sinchronišką sukimąsi kartu su asteroidu. Tada gravitacija švelniai pritrauktų zondą, kol iš jo apačios kyšantis pavyzdžių rinktuvas paliestų asteroidą; paleidus į paviršių „kulką“, dirva ir uolų fragmentai turėtų atšokti į rinktuve esančią gaudyklę. Saugumo sumetimais, zondas turi nesiartinti prie didesnių, nei 70 cm uolų.

Per spalio gale vykusias repeticijas, Hayabusa2 paleido taikinio žymeklį virš 12 metrų skersmens saugaus skritulio; deja, jis nukrito daugiau nei 10 metrų už saugios zonos ribų. Bet jis yra vos už 2,9 metrų nuo antros galimos, 6 metrų diametro, nusileidimo vietos. Dabar inžinieriai planuoja zondą „pakabinti“ virš žymeklio ir tada slinkti į šoną, virš vienos iš nusileidimo zonos centrų. Kadangi navigacijos kamera nukreipta tiesiai žemyn, besileidžiantis Hayabusa2 žymeklio nematys ir aparatui teks orientuotis pačiam.

„Dabar renkamės, kurį nusileidimo plotą pasirinkti“, sako už misijos vairavimą, navigaciją ir kontrolę atsakingas Fuyuto Terui. Taikantis į mažesnę zoną, Hayabusa2 gali matyti žymeklį, kol aparatas bus arti paviršiaus; didesnėje zonoje ne toks svarbus tikslumas, bet žymeklis iš besileidžiančio zondo navigacijos kameros regos lauko pradings anksčiau.

Jei zondas ištvers pirmąjį nusileidimą, planuojama, kad po kelių mėnesių kitoje vietoje Hayabusa2 išmuš 2 metrų gylio kraterį Ryugu paviršiuje 2 kilogramų variniu sviediniu. Taip tikimasi atverti giliau esančias medžiagas tyrimams kameromis ir jutikliais; šiek tiek šios medžiagos zondas rinktuvu gali paimti ir iš kraterio. Galėtų būti dar ir trečias nusileidimas kitoje asteroido vietoje. Jei viskas pavyks, Hayabusa2 savo lobius pargabens Žemėn 2020 metais.

Dennis Normile
www.sciencemag.org

doi:10.1126/science.aaw5290