Главной задачей, стоящей перед Dawn, является сбор информации о составе, внутреннем строении, плотности и форме Весты и Цереры. В совокупности эти данные помогают ученым лучше понимать процессы и условия, которые имели место в ранний период истории Солнечной системы, а также выяснить, какую роль содержание воды и размер планетарных тел играют в их развитии.
Схема, показывающая траекторию космического аппарата Dawn с момента его запуска в 2007 году до прибытия к карликовой планете Церера в начале 2015 года. Его полет включал гравитационный маневр у Марса и почти 14-месячное пребывание на орбите Весты. Источник: NASA и лаборатория реактивного движения Калифорнийского технологического института
Чтобы станция Dawn могла выполнить свои научные задачи, ее оснастили комплектом из трех приборов: фотокамерой для съемки в видимых лучах, картирующим спектрометром для видимого и инфракрасного диапазонов, а также гамма-лучевым и нейтронным спектрометром. Собираемые Dawn сведения позволяют создавать визуальные фотокарты, топографические карты изучаемых объектов и карты минерального состава их поверхностей. Кроме того, на основе этих измерений ученые составляют карты магнитных и гравитационных полей, что в целом позволяет получить полное представление о поверхностях Весты и Цереры. Вдобавок к этому навигационные измерения при помощи радио и оптического оборудования дают информацию о внутреннем строении этих двух тел.
Схематичное изображение АМС Dawn и ее научных приборов. Источник: NASA и лаборатория реактивного движения
На момент запуска Dawn был самым большим межпланетным аппаратом NASA, если измерять его по крайним точкам обеих солнечных батарей. Сам космический аппарат длиной всего лишь 2,36 м – размером примерно с большой мотоцикл. Но размах развернутых панелей солнечных батарей (19,7 м) увеличивает его до размера грузовой фуры.
Марк Рейман объясняет детали конструкции аппарата Dawn и его солнечных батарей на примере схематичного макета в коридоре рядом с рабочей комнатой Марка. Источник: Нэнси Аткинсон
Коридор, в который выходит дверь комнаты Реймана в лаборатории реактивного движения, примерно 8,3 м длиной. Это длина одной из двух солнечных батарей Dawn. Рейман решил украсить этот коридор моделью батареи станции, чтобы он служил постоянным напоминанием сотрудникам его команды.
– Dawn отправился в полет так давно и теперь он так далеко от нас, что легко забыть, насколько эта станция на самом деле большая, – говорит он. – Эта модель помогает нам помнить, что Dawn – реальный, физический аппарат, а не просто какой-то источник данных на другом конце линии компьютерной связи.
Краткая история Солнечной системы в изложении Весты и Цереры
Солнечная система зародилась в результате концентрации сгустков газа и пыли, окружавших только что сформировавшееся Солнце 4,6 млрд лет тому назад. Бо́льшая часть газа и пыли в так называемом протопланетном диске слилась вместе, образовав планеты. Еще до этого момента материал диска разделился в зависимости от расстояния до Солнца: скальные тела сформировались ближе к источнику тепла, а ледяные объекты – дальше.
И в этом диске оказались скальные тела, которые так и не выросли достаточно, чтобы стать планетами. Некоторые ученые высказывают гипотезу, что особо мощные столкновения в ранней, погруженной в хаос Солнечной системе расколотили их на еще более мелкие части. Теперь эти оставшиеся скалистые «осколки» – астероиды, которые странствуют по Солнечной системе.
Поскольку эти остатки содержат свидетельства о ранних временах существования Солнечной системы, ученые давно стремились изучить их вблизи.
Бо́льшая часть астероидов сконцентрирована в астероидном поясе, области в форме бублика, расположенной между орбитами Марса и Юпитера; небесные тела в ней обращаются на расстоянии от 300 до 600 млн км от Солнца.
Так в воображении художника выглядит очень молодая звезда, окруженная газопылевым диском. Источник: NASA и лаборатория реактивного движения Калифорнийского технологического института
Но, хотя Веста и Церера – два самых больших объекта пояса астероидов, не вздумайте называть их астероидами, как сказал мне Рейман.
Церера и Веста более близки по природе к наполовину сформировавшимся планетам, чем к летающим в космосе скалам, называемым астероидами. Источник: NASA и лаборатория реактивного движения
– Многие до сих пор ошибочно считают, что Церера и Веста – это астероиды, – говорит он. – Но если рассматривать их геофизическую суть, то они никак не астероиды. Они по-своему крупные миры и несут признаки многих геологических процессов, характерных для планет.
Рейман предпочитает применять к ним термин «протопланеты» – и это означает, что они не сумели достаточно вырасти, чтобы стать настоящими планетами.
Одна из самых больших загадок этих двух протопланет заключается в том, почему они так не похожи друг на друга.
Пояс астероидов в схематичном изображении. Источник: NASA и компания McREL
– Несмотря на то что и та и другая дают нам понимание условий и процессов, имевших место в ранний период существования Солнечной системы, они в своем развитии пришли к разным видам астрономических объектов, – объясняет Марк Рейман. – Веста – это сухой, каменистый, но очень интересный мир. Церера, в отличие от нее, может располагать большим количеством льда и, может быть, еще и подповерхностным океаном.
Глубокие различия в геологии этих двух протопланет, которые развивались в такой близости друг от друга, утверждает Рейман, позволяют перебросить мост между скалистыми планетами внутренней части Солнечной системы и ледяными мирами ее внешней части.
Комета, астероид или планета?
Идущие в настоящее время дебаты по поводу того, является ли планетой Плутон, бледнеют по сравнению с тем, сколько копий было сломано по поводу Цереры и Весты. Им двоим простительно страдать от кризиса самоопределения.
