На Землю доставят древнейший материал Солнечной системы

Космический аппарат НАСА OSIRIS-REx 20 октября коснулся астероида Бенну и взял пробы грунта. Ученые намерены проверить гипотезу о древнем происхождении этого небесного тела и поискать там первичные «кирпичики жизни». О неожиданных открытиях, совершенных при изучении космических объектов, — в материале РИА Новости.

«Ископаемые» фрагменты Солнечной системы

Считается, что, в отличие от планет, внутри которых произошла дифференциация вещества, астероиды образованы первичным материалом протопланетного облака — из него сформировалась вся Солнечная система. Как говорят ученые, это «капсулы времени, сохранившиеся в космическом вакууме». Небольшие их части периодически падают на Землю в виде метеоритов, но никогда не известно, откуда они откололись. Другое дело, если есть возможность получить конкретные образцы.

Впервые это удалось космическому аппарату Японского агентства аэрокосмических исследований JAXA — «Хаябуса». В ноябре 2005 года он собрал пробы грунта с поверхности астероида Итокава и доставил их на Землю в июне 2010 года.

Вскрыв капсулу, ученые обнаружили примерно полторы тысячи микрозерен оливина, пироксенов и плагиоклазов — типичных минералов углистых хондритов. Интересно, что они оказались метаморфизованными, то есть долго подвергались нагреву, что возможно только в недрах более крупного космического тела.

В 2019 году японцы повторили миссию. Космический зонд «Хаябуса-2» взял две пробы на астероиде Рюгу, причем одну — из подповерхностных слоев. По астероиду выстрелили медной болванкой, а затем из образовавшегося кратера собрали обломки грунта.

Планируется, что капсулу доставят на Землю 6 декабря этого года. Это будут первые образцы, полученные из пусть неглубоких, но недр астероида.

Несмотря на успехи обеих миссий, при детальном анализе выяснилось: и Итокава, и Рюгу — очень молодые астероиды, не старше девяти миллионов лет. Ученые считают их фрагментами более крупного объекта.

А вот астероид Бенну, по мнению специалистов, сложен из той же самой космической пыли, из которой 4,6 миллиарда лет назад сформировались Солнце и планеты. Возможно, он даже древнее. Для планетологов получить его образцы — возможность заглянуть в самое глубокое прошлое Солнечной системы.

Бенну интересен не только возрастом. Изучая астероид с помощью наземных и космических телескопов, ученые предположили, что он богат углеродом и содержит органические вещества — аденин, гуанин, ксантин, гипоксантин, пурин, диаминопурин, а также воду. Если сложные молекулы, состоящие из цепочек углерода, кислорода, водорода и азота — главных химических элементов всех живых существ — обнаружат в образцах, можно будет более определенно говорить о важной роли комет и астероидов в доставке на нашу планету первичных «кирпичиков жизни».

Образцы с Бенну прибудут на Землю в сентябре 2023 года.

Фото приближения OSIRIS-REx к поверхности астероида Бенну, сделанное во время пробного маневра 11 августа 2020 года

«Полевые работы» на Луне

Несмотря на возможности современных дистанционных методов исследования, вещественные пробы — до сих пор единственный достоверный источник информации о составе планет и их спутников. И лучше всех изучена, конечно же, Луна.

С июля 1969-го по декабрь 1972-го на Луну высаживались шесть экипажей американских астронавтов программы «Аполлон». Они доставили на Землю в общей сложности 383 килограмма проб лунной почвы (реголита), ударных брекчий из кратеров, вулканических базальтов и других коренных пород. Вся информация собрана в открытом Атласе лунных образцов Института наук о Луне и планетах в Хьюстоне. В общей сложности это 2414 образцов, взятых как с поверхности, так и с помощью бурения.

Некоторым самым выдающимся присвоены имена, и у каждого своя история. Например, Камень Бытия — первая находка анортозита — из крупнокристаллической породы, из которой сложена древняя кора лунных «материков». Обнаружили его случайно, во время незапланированной остановки экипажа «Аполлона-15» у кратера Сперр. Ярко сверкающий на солнце кусок резко отличался от брекчий и базальтов, собранных раньше. «Кажется, мы нашли то, зачем сюда прилетели», — доложил на Землю Дэвид Скотт.

Камень Бытия — один из самых древних, найденных в ходе программы «Аполлон». Его возраст оценивается специалистами в 4,1 миллиарда лет — то есть он почти ровесник Луны.

Еще один «именной» образец — Большая Берта — знаменит тем, что в нем обнаружили земной циркон. Ученые предполагают: около четырех миллиардов лет назад, когда Луна была втрое ближе к Земле, упавший астероид выбил с поверхности планеты кусок породы, и он стал метеоритом и прилетел на Луну.

Образец лунного грунта 14321 — Большая Берта

Изучение геологии Луны было одним из приоритетов американской лунной программы, а в экипаж «Аполлона-17» включили первого в истории ученого-астронавта — геолога Харрисона Шмитта.

Небольшие пробы лунного грунта доставили на Землю и возвращаемые аппараты советских автоматических станций «Луна-16», «Луна-20» и «Луна-24», побывавшие там в 1970, 1972 и 1976 году соответственно.

Что касается других проектов, то образцами внеземного вещества с определенной натяжкой можно считать пыль из хвоста кометы 81P/Вильда, добытую в 2004 году автоматической межпланетной станцией НАСА «Стардаст», и частицы солнечного ветра, собранные с 2001 по 2004 год зондом НАСА Genesis.

Солнечный зонд Genesis в развернутом состоянии

В планах — Луна, Фобос и Марс

Практически все программы по освоению Луны предусматривают отбор образцов на поверхности и бурение скважин. Уже в декабре этого года Китай планирует отправить автоматическую станцию «Чанъэ-5» с возвращаемым модулем, который, как предполагается, доставит на Землю образцы лунного грунта и пород с глубины два метра. А к 2030 году на Луну должны высадиться китайские космонавты.

Схема отбора и доставки на Землю образцов китайской лунной миссии «Чанъэ-5»

Совсем недавно, 13 октября 2020 года, НАСА и космические агентства семи стран — Австралии, Канады, ОАЭ, Италии, Великобритании, Люксембурга и Японии — подписали соглашение о реализации самой масштабной в истории лунной программы «Артемида». Она предполагает, что люди вернутся на Луну в 2024-м, а после 2028 года начнут строить там постоянную базу.

«Роскосмос» планирует отправить собственные автоматические станции для изучения внутреннего строения Луны и отбора проб — «Луна-27» и «Луна-28» («Луна-Грунт»). Кроме того, до 2025 года в России в рамках Федеральной космической программы реализуют еще один проект, «Фобос-Грунт-2″— по доставке на Землю образцов с одного из спутников Марса, Фобоса.

Туда же нацелились японцы. В феврале 2020 года JAXA объявило: программа по изучению спутников Марса под названием Martian Moons Exploration (MMX) официально переведена в стадию активного развития. На Фобос спустят аппарат, аналогичный тем, что использовали на астероидах Итокава и Рюгу. Если все пойдет как задумано, пробы с марсианского спутника будут на Земле в 2029 году.

На Марсе сейчас работает марсоход Perseverance миссии НАСА «Марс-2020», оснащенный оборудованием для взятия образцов. Но технологии доставки их на Землю пока нет. Perseverance отберет 30 проб весом 20 граммов каждая, запечатает в металлические цилиндры размером с шариковую ручку и оставит в определенном месте на Марсе. Сейчас там уже лежат около полукилограмма образцов, полученных марсоходом Curiosity.

Проектом по их транспортировке занимается НАСА совместно с Европейским космическим агентством (ЕКА). По плану они достигнут Земли в 2031 году. И это будет первый в истории космонавтики запуск ракеты с поверхности другой планеты.

Схема доставки на Землю образцов марсианского грунта