💨 🎣 💏 Granos de arena del cielo 🎗️ ⛅️ 🥅

En la noche del 9 de septiembre, a las 2:05 hora de Moscú, la nave espacial OSIRIS-REx se lanzó al asteroide (101955) Bennu. Le espera un largo camino: se espera la llegada al asteroide en 2018, y el regreso de las muestras a la Tierra en 2023. Las misiones con el regreso de las muestras no son muy comunes, es hora de recordar qué dispositivos nos trajeron granos de arena de otros mundos.

Freebie paradójico

Es divertido, pero para obtener un pedazo de la luna, Marte o un asteroide, no es necesario ir al espacio. Se produjeron colisiones lo suficientemente graves en el sistema solar para que una pieza, por ejemplo, Marte, fuera arrojada al espacio. Algunas de estas piezas tuvieron suerte (o no) y, después de un largo vuelo, cayeron a la Tierra y se convirtieron en meteoritos. Si tal meteorito fue particularmente afortunado, entonces cayó en un lugar donde puedes permanecer seguro durante milenios, en la Antártida, el norte de África u otros desiertos. Luego, de acuerdo con las características de composición, los meteoritos encontrados ya pueden atribuirse a uno u otro cuerpo celeste. Pero aquí hay una paradoja: para decir con confianza que un meteorito nos ha volado precisamente desde Marte, debe conocer la composición del propio Marte. Por lo tanto, algo de ironía es que la atribución segura de meteoritos de la luna se hizo posible solo después de las misiones Apolo,quien trajo el regolito para comparar. Hasta la fecha, se conocen más de cien meteoritos lunares, de treinta marcianos y un grupo completo de meteoritos HED, que se atribuyen al asteroide Oeste.

El meteorito lunar más grande NWA-5000

meteorito marciano NWA-7034 "Black Beauty"

Howardit QUE94200 de Vesta

No quiero no confíes en mi

Hablando sobre el regreso de muestras de otros cuerpos celestes, es imposible no notar los esfuerzos de los astronautas estadounidenses, quienes en seis misiones trajeron casi cuatro centavos de tierra lunar. Además, en las mejores tradiciones de la competencia, cada Apolo posterior trajo más tierra: si el Apolo 11 traía 22 kg, entonces el Apolo 17 ya tenía 111 kg. Desde el vehículo de descenso, el suelo lunar fue literalmente eliminado en cajas.

Y una vez que los astronautas y los científicos tuvieron casi suerte, un trozo de anortosita descubrió que si resultaba ser parte de la corteza lunar podría arrojar luz sobre cuestiones sobre el origen de la luna. Pero, por desgracia, la piedra del Génesis era mucho más joven de lo necesario.

En las estaciones orbitales, se realizan experimentos regulares sobre la exposición de materiales en el espacio. Pero además de estudiar cómo se comportan los materiales terrestres en el espacio, aún puedes atrapar partículas de lo que vuela en este espacio. En 1996-1997, el experimento MEEP se exhibió en la estación Mir, en la que se capturaron micropartículas para establecer su origen.

Voluntad y mente

La pérdida de la URSS en una carrera lunar tripulada no impidió que se produjera una respuesta asimétrica por dispositivos automáticos de la serie E-8, que trajo menos tierra, pero no arriesgó la vida de las personas. Al mismo tiempo, los dispositivos implementaron soluciones técnicas muy hermosas. En primer lugar, toda la serie E-8, que incluía vehículos orbitales (Luna-19 y Luna-22), transportadores de Lunokhods (Luna-17 y Luna-21) y cucharones lunares ( "Luna" -15,16,18,20,23,24) se basaron en una etapa de vuelo y aterrizaje. Aquí está en la versión del suelo:

Estación completamente:

Los vehículos orbitales también utilizaron el cuerpo de Lunokhod como contenedor de equipo científico. Pero lo más difícil e interesante fue la opción con la entrega del suelo a la Tierra. El hecho es que la masa del aparato aterrizado no podría exceder los 520 kg debido a las limitaciones de la capacidad de carga del vehículo de lanzamiento Proton. Y para exprimir en esta masa una difícil etapa de retorno con un sistema de control y una reserva de combustible para corregir el curso Tierra-Luna no funcionó. Pero la astuta balística encontró una solución. Si el aterrizaje se realizó en la parte oriental de la región ecuatorial de la Luna, entonces un cohete lanzado verticalmente golpeó la Tierra sin corrección. Como resultado, la misión consistió en las siguientes etapas.

El dispositivo entró en órbita alrededor de la Tierra y aceleró hacia la luna. Durante el vuelo, se realizó la corrección de trayectoria. Luego, la estación entró en la órbita lunar y estuvo en ella durante algún tiempo. Al frenar desde una velocidad orbital y una altitud de 13 km, la sonda salió al área de aterrizaje a una altitud de 2 km.

Luego el motor principal se apagó, y durante 43 segundos la estación estuvo en caída libre. Disminuyendo a 600 metros, el dispositivo volvió a encender el motor principal y apagó las velocidades laterales y verticales de acuerdo con el medidor de velocidad Doppler y el altímetro. A una altura de 20 metros, la velocidad vertical no debe exceder los 2 m / s, y la horizontal debe extinguirse por completo. El motor principal se apagó y la sonda se bajó en motores pequeños. A una altitud de 2 metros se apagaron y la estación cayó suavemente sobre la luna.

Luego, la sonda lanzó un manipulador especial, tomó una muestra de suelo, la cargó en el vehículo de descenso, que en un momento estrictamente definido comenzó en la etapa de despegue.

El vehículo de descenso disminuyó la velocidad en la atmósfera y se lanzó en paracaídas en Kazajstán.

"Luna-15" . Comenzó el 13 de julio de 1969 y pudo adelantar al Apolo 11 en la entrega de tierra, pero al aterrizar perdió contacto. Lo más probable es que la estación se estrelló en una montaña lunar.
"Luna-16" . Comenzó el 12 de septiembre de 1970 y, por primera vez para vehículos no tripulados, trajo 101 gramos de tierra lunar a la Tierra el 24 de septiembre.
"Luna-18" . Lanzado el 2 de septiembre de 1971, se estrelló al aterrizar en un terreno montañoso complejo.
"Luna-20" . Lanzado el 14 de febrero de 1972, entregó con éxito 55 gramos de tierra a la Tierra el 25 de febrero.
"Luna-23" . Volcado al aterrizar el 6 de noviembre de 1974.
"Luna-24" . En 1976, pudo completar lo que falló en Luna-23. Hizo una perforación profunda, devolvió al suelo 170 gramos de tierra en forma de una columna de 160 cm de altura. El agua se descubrió por primera vez en la columna de tierra por primera vez, solo 0.1%. La presencia de agua en la luna fue luego confirmada por estudios desde la órbita.

El resultado fue una serie de muestras interesantes desde un punto de vista geológico:

Sea of Plenty ("Luna-16").
su antiguo marco continental ("Luna-20").
sección geológica del Mar de Crisis ("Luna-24").

El hecho de que las estaciones no estuvieran tripuladas les permitió ser enviadas a zonas montañosas difíciles y los arriesgaron más de lo permitido para vehículos tripulados.

Polvo de ángel

El 7 de febrero de 1999, la sonda Stardust de la NASA partió hacia el cometa 81P / Wild. El 2 de enero de 2004, el dispositivo estaba en la región del objetivo, moviéndose a una velocidad de 6,1 km / s en relación con el cometa. Originalmente se planeó acercarse a una distancia de 150 km, pero por razones de seguridad, la distancia se incrementó a 237 km. Stardust tomó algunas fotos del cometa:

y desplegó el objetivo de las barras de aerogel. El aerogel es un material con una densidad muy baja, químicamente inerte y con baja conductividad térmica, por lo tanto, es muy adecuado para "atrapar" partículas pequeñas que se mueven a alta velocidad.

El 15 de enero de 2006, el vehículo de descenso con el objetivo se separó de la sonda y entró en la atmósfera de la Tierra con una velocidad récord de 12,9 km / s. La sobrecarga máxima fue de 34 g, pero la cápsula aterrizó con éxito en Nevada.

Se abrió un recipiente con partículas de coma cometario en una habitación limpia. Se detectaron alrededor de un millón de accidentes cerebrovasculares microscópicos, y los voluntarios se conectaron al análisis de datos para el proyecto distribuido Stardust @ Home.

En 2011, los científicos de la Universidad de Arizona encontraron sulfuro de hierro y cobre entre las partículas atrapadas. Esto significa que había agua líquida en el cometa 81P / Wild, lo que contradice la noción establecida de que los cometas nunca se calientan hasta el punto de fusión del núcleo de hielo.

El cielo te encontrará

El 8 de agosto de 2001, la sonda Genesis de la NASA fue lanzada al espacio. Su tarea era recolectar partículas del viento solar. El dispositivo ha salido en una vecindad de la función de Lagrange L ₁ blanco de silicio y desplegada.

Después de trabajar 850 días, Génesis, a través de una maniobra alrededor de L ₂ , para aterrizar por la tarde, se dirigió a la Tierra.

El dispositivo frenó con éxito en la densa atmósfera el 8 de septiembre de 2004.

Pero los paracaídas no se abrieron: los cuatro acelerómetros en el vehículo de descenso se instalaron al revés y simplemente no dieron la orden de abrir los paracaídas. La sonda golpeó el suelo a una velocidad de aproximadamente 300 km / h.

Sin embargo, a pesar de la contaminación de la arena de Utah, así como de las partes y los fluidos del propio aparato, fue posible extraer partículas atrapadas del viento solar de los objetivos. Los datos sobre los isótopos de argón y neón permitieron descartar varias teorías sobre el origen del Sol, y el aumento detectado de la concentración del isótopo de oxígeno-16 todavía está esperando su explicación.

Rey de la carretera

Una misión muy dramática para devolver muestras de asteroides (25143) Itokawa se obtuvo de la Agencia Espacial Japonesa. La sonda Hayabusa (Falcon), lanzada en 2003, se acercó al objetivo en septiembre de 2005. El 12 de noviembre, el Halcón se acercó a una altura de 55 m sobre el asteroide y dejó caer el mini-aterrizador MINERVA, con el que no fue posible establecer comunicación, lo más probable es que volara al espacio. El 19 de noviembre, la sonda aterrizó. Sin embargo, la conexión se perdió en el momento crucial. Inicialmente, se informó que el intento falló, y Hayabusa se cernía a una altura de 10 metros. Sin embargo, después de analizar los datos, resultó que la sonda todavía se encontraba en el asteroide, pero debido a que el sensor detectó un obstáculo, el aterrizaje tuvo lugar en modo de emergencia, en el que el dispositivo de muestreo de suelo no se encendió. El 25 de noviembre, se realizó un segundo intento de aterrizaje, en el que el dispositivo de muestreo de suelo no volvió a funcionar.Se detectó una fuga de combustible en la sonda, por lo que entró en modo seguro. El 27 de noviembre, hubo una pérdida de suministro de energía (muy probablemente debido a una fuga de combustible). El 2 de diciembre, cuando intentaba regresar al asteroide, los motores no dieron suficiente tracción. El 3 de diciembre, la sonda comenzó a perder su orientación de trabajo, y como medida de emergencia, parte del combustible para los motores de iones tuvo que ser eliminado. Para el 6 de diciembre, el Halcón ya estaba a 550 km del asteroide. El 8 de diciembre, la sonda experimentó un cambio brusco en la orientación (probablemente debido a la evaporación de parte del combustible) y se perdió la comunicación con ella. La precesión de Hayabusa podría eventualmente quedar en nada, y la misión aún no se ha perdido por completo. El 23 de enero de 2006, se grabó la señal del faro de la sonda y se restablecieron las comunicaciones con operaciones sucesivas. Sorprendentemente, el dispositivo aún tenía la oportunidad de regresar a la Tierra.El 25 de abril de 2007, la sonda comenzó una maniobra para pasar a la trayectoria a la Tierra, que completó el 29 de octubre (debido al uso de motores de iones, todas las maniobras fueron muy largas). El 4 de febrero de 2009, comenzó la segunda maniobra. Pero los motores comenzaron a fallar en la sonda, y para el otoño no había ninguno funcionando. El 19 de noviembre de 2009, la agencia espacial japonesa informó que habían logrado combinar el generador de iones de un motor roto con el neutralizador de otro, y el Falcon apareció en esta combinación, aunque y no óptimo, sino tracción. A pesar de todo, la sonda realizó una maniobra sobre ella, cambiando su velocidad en 200 m / s y, volando hacia la Tierra, realizó cinco maniobras más, apuntando secuencialmente a la región de la Tierra, exactamente a la Tierra, al sitio de prueba de Woomera en Australia, y finalmente al área de aterrizaje planificada en el vertedero.

El 13 de junio de 2010, el módulo de aterrizaje aterrizó con éxito. A pesar de que el dispositivo de muestreo de suelo nunca funcionó, en el recipiente receptor finalmente lograron detectar 1,500 partículas de un asteroide de 10 micrómetros de tamaño: olivina, piroxeno, plagioclasa y sulfuro de hierro. Los estudios han establecido que el asteroide (25143) Itokawa fue una vez parte de un cuerpo más masivo y es un asteroide de piedra tipo S con una composición similar a las condritas de clase LL.

Tortura del silencio

El 9 de noviembre de 2011, se lanzó la sonda rusa Phobos-Grunt, cuya tarea consistía en entregar una muestra del satélite Mars-Phobos. Pero a la tercera hora del vuelo, el motor de marcha no estaba encendido, lo que se suponía que debía transferir la estación a la ruta de vuelo a Marte. Los intentos de establecer comunicación con el dispositivo no tuvieron éxito, y el 15 de enero de 2012, Phobos-Grunt se quemó en la atmósfera de la Tierra.

La causa oficial del accidente es el impacto de una partícula pesadamente cargada, que provocó el reinicio de ambos conjuntos del complejo informático a bordo. También hay una versión no oficial del error en el programa.

Vuela ahora

Ahora hay dos sondas en vuelo.

Hayabusa-2, que comenzó el 3 de diciembre de 2014, vuela al asteroide Ryugu (162173) y debería llegar a él en junio de 2018. El

recién lanzado OSIRIS-REx vuela al asteroide Bennu (101955) con una fecha de llegada prevista en 2018 y aterrizando en 2020.

El futuro

La principal ventaja de las misiones de retorno de muestras es la oportunidad durante años y décadas de estudiar las partículas de polvo traídas del espacio exterior. Pero los instrumentos científicos modernos permiten un análisis efectivo en el sitio. Pero ellos, a su vez, valen mucho dinero. Quizás la nave espacial del futuro se dividirá en dos clases: poderosa y costosa, capaz, como la Curiosidad, de realizar muchos análisis sobre el terreno y relativamente barata, que volará al objetivo durante años y tomará muestras a la Tierra durante años.

Granos de arena del cielo