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Dans la nuit du 9 septembre, à 2 h 05, heure de Moscou, l'engin spatial OSIRIS-REx s'est lancé sur l'astéroïde (101955) Bennu. Une longue route l'attend - l'arrivée sur l'astéroïde est attendue en 2018, et le retour d'échantillons sur Terre en 2023. Les missions avec retour d'échantillons ne sont pas très courantes, il est temps de se rappeler quels appareils nous ont apporté des grains de sable d'autres mondes.

Cadeau paradoxal

C'est drôle, mais pour obtenir un morceau de lune, Mars ou un astéroïde, il n'est pas nécessaire d'aller dans l'espace. Des collisions suffisamment graves ont eu lieu dans le système solaire pour qu'une pièce, par exemple Mars, soit jetée dans l'espace. Certaines de ces pièces ont eu de la chance (ou pas), et elles, après un long vol, sont tombées sur Terre, devenant des météorites. Si une telle météorite a été particulièrement chanceuse, elle est tombée dans un endroit où vous pouvez mentir en toute sécurité pendant des millénaires - en Antarctique, en Afrique du Nord ou dans d'autres déserts. Ensuite, selon les caractéristiques de composition, les météorites trouvées peuvent déjà être attribuées à l'un ou l'autre corps céleste. Mais il y a un paradoxe ici - pour dire avec confiance qu'une météorite nous a volé précisément depuis Mars, vous devez connaître la composition de Mars elle-même. Par conséquent, une certaine ironie est que l'attribution confiante de météorites de la lune n'est devenue possible qu'après les missions Apollo,qui a apporté régolithe pour comparaison. À ce jour, plus d'une centaine de météorites lunaires sont connues, pour trente martiens et tout un groupe de météorites HED, attribuées à l'astéroïde Ouest.

La plus grande météorite lunaire NWA-5000

Météorite martienne NWA-7034 "Black Beauty"

Howardit QUE94200 de Vesta

Je ne veux pas ne me fais pas confiance

Parlant du retour d'échantillons d'autres corps célestes, il est impossible de ne pas noter les efforts des astronautes américains, qui en six missions ont amené près de quatre centièmes de sol lunaire. De plus, dans les meilleures traditions de la compétition, chaque Apollo suivant apportait plus de terre - si Apollo 11 apportait 22 kg, alors Apollo 17 déjà 111 kg. Du véhicule de descente, le sol lunaire a été littéralement retiré dans des boîtes.

Et une fois que les astronautes et les scientifiques ont eu presque de la chance - un morceau d'anorthosite trouvé s'il s'avérait faire partie de la croûte lunaire pourrait éclairer les questions de l'origine de la lune. Mais, hélas, la pierre de la Genèse était beaucoup plus jeune que nécessaire.

Aux stations orbitales, des expériences sont régulièrement menées sur l'exposition des matériaux dans l'espace. Mais en plus d'étudier le comportement des matériaux terrestres dans l'espace, vous pouvez toujours attraper des particules de ce qui vole dans cet espace. En 1996-1997, l'expérience MEEP a été exposée à la station Mir, dans laquelle des microparticules ont été capturées pour établir leur origine.

Volonté et esprit

La perte de l'URSS dans une course lunaire habitée n'a pas empêché une réponse asymétrique de la part des appareils automatiques de la série E-8, qui ont apporté moins de terre, mais n'ont pas risqué la vie des gens. Dans le même temps, les appareils ont mis en œuvre de très belles solutions techniques. Tout d'abord, l'ensemble de la série E-8, qui comprenait des véhicules orbitaux (Luna-19 et Luna-22), des transporteurs de Lunokhods (Luna-17 et Luna-21) et des écopes lunaires ( "Lune" -15,16,18,20,23,24) étaient basés sur une étape de vol et d'atterrissage. Le voici dans la version sol:

Station complètement:

Les véhicules orbitaux utilisaient également le corps de Lunokhod comme conteneur d'équipement scientifique. Mais l'option la plus difficile et la plus intéressante était la livraison de terre sur Terre. Le fait est que la masse de l'engin posé ne pouvait dépasser 520 kg en raison des limitations de la capacité de charge du lanceur Proton. Et pour enfoncer dans cette masse une étape de retour difficile avec un système de contrôle et une réserve de carburant pour corriger le parcours Terre-Lune n'a pas fonctionné. Mais la balistique rusée a trouvé une solution. Si l'atterrissage a été effectué dans la partie orientale de la région équatoriale de la Lune, une fusée lancée verticalement a frappé la Terre sans correction. En conséquence, la mission a comporté les étapes suivantes.

L'appareil est entré en orbite autour de la Terre et a accéléré jusqu'à la lune. Pendant le vol, une correction de trajectoire a été effectuée. Puis la station est entrée dans l'orbite lunaire et y est restée un certain temps. Freinant à une vitesse orbitale et à une altitude de 13 km, la sonde est sortie dans la zone d'atterrissage à une altitude de 2 km.

Ensuite, le moteur principal s'est arrêté et pendant 43 secondes, la station était en chute libre. Diminuant à 600 mètres, l'appareil rallume le moteur principal et éteint les vitesses latérales et verticales selon le compteur de vitesse Doppler et l'altimètre. À une hauteur de 20 mètres, la vitesse verticale ne doit pas dépasser 2 m / s et l'horizontale doit être complètement éteinte. Le moteur principal a été arrêté et la sonde a été abaissée sur les petits moteurs. À une altitude de 2 mètres, ils s'éteignirent et la station tomba doucement sur la lune.

Ensuite, la sonde a libéré un manipulateur spécial, a prélevé un échantillon de sol, l'a chargé dans le véhicule de descente, qui à un moment strictement défini a commencé au stade du décollage.

Le véhicule de descente a ralenti dans l'atmosphère et parachuté au Kazakhstan.

"Moon-15 . " Il a commencé le 13 juillet 1969 et pourrait dépasser l'Apollo 11 dans la livraison du sol, mais lors de l'atterrissage, il a perdu le contact. Très probablement, la station s'est écrasée sur une montagne lunaire.
"Moon-16 . " Il a commencé le 12 septembre 1970 et, pour la première fois pour les véhicules sans pilote, a apporté 101 grammes de sol lunaire sur Terre le 24 septembre.
"Moon-18 . " Lancé le 2 septembre 1971, s'est écrasé en atterrissant sur un terrain montagneux complexe.
"Luna-20 . " Lancé le 14 février 1972, il a livré avec succès 55 grammes de sol à la Terre le 25 février.
"Moon-23 . " A basculé à l'atterrissage le 6 novembre 1974.
"Luna-24 . " En 1976, elle a pu terminer ce qui a échoué à Luna-23. Elle a effectué des forages profonds, a renvoyé au sol 170 grammes de sol sous forme d'une colonne de 160 cm de haut. L'eau a été découverte pour la première fois dans la colonne de sol pour la première fois, seulement 0,1%. La présence d'eau sur la lune a été confirmée par la suite par des études en orbite.

Le résultat a été une série d'échantillons intéressants d'un point de vue géologique:

Sea of Plenty ("Moon-16").
son ancien cadre continental ("Moon-20").
section géologique de la mer de crise ("Moon-24").

Le fait que les stations n'étaient pas habitées a permis de les envoyer dans des zones montagneuses difficiles et de les mettre en danger plus que ce qui est autorisé pour les véhicules habités.

Poussière d'ange

Le 7 février 1999, la sonde Stardust de la NASA est partie pour la comète 81P / Wild. Le 2 janvier 2004, l'appareil se trouvait dans la région de la cible, se déplaçant à une vitesse de 6,1 km / s par rapport à la comète. Il était initialement prévu d'approcher une distance de 150 km, mais pour des raisons de sécurité, la distance a été portée à 237 km. Stardust a pris quelques photos de la comète:

Et déplié la cible des barres d'aérogel. L'aérogel est un matériau à très faible densité, chimiquement inerte et à faible conductivité thermique, il est donc bien adapté pour "capturer" de petites particules se déplaçant à grande vitesse.

Le 15 janvier 2006, le véhicule de descente avec la cible séparée de la sonde est entré dans l'atmosphère terrestre à une vitesse record de 12,9 km / s. La surcharge maximale était de 34 g, mais la capsule a atterri avec succès au Nevada.

Un récipient contenant des particules de coma cométaires a été ouvert dans une salle blanche. Environ un million de coups microscopiques ont été détectés et des volontaires ont été connectés à l'analyse des données pour le projet distribué Stardust @ Home.

En 2011, des scientifiques de l'Université d'Arizona ont trouvé du sulfure de fer et de cuivre parmi les particules capturées. Cela signifie qu'il y avait de l'eau liquide sur la comète 81P / Wild, ce qui contredit l'idée établie selon laquelle les comètes ne chauffent jamais jusqu'au point de fusion de la carotte de glace.

Le ciel te trouvera

Le 8 août 2001, la sonde Genesis de la NASA a été lancée dans l'espace. Sa tâche consistait à collecter des particules du vent solaire. Le dispositif est sorti au voisinage du point Lagrange L ₁ et déplié des cibles en silicium.

Après avoir travaillé 850 jours, Genesis, à travers une manœuvre autour de L ₂ , pour atterrir dans l'après-midi, s'est dirigé vers la Terre.

L'appareil a freiné avec succès dans l'atmosphère dense le 8 septembre 2004.

Mais les parachutes ne se sont pas ouverts - les quatre accéléromètres du véhicule de descente ont été installés à l'envers et n'ont tout simplement pas donné l'ordre d'ouvrir les parachutes. La sonde a touché le sol à une vitesse d'environ 300 km / h.

Cependant, malgré la pollution par le sable de l'Utah, ainsi que les parties et les fluides de l'appareil lui-même, il a été possible d'extraire des particules piégées du vent solaire des cibles. Les données sur les isotopes de l'argon et du néon ont permis d'écarter plusieurs théories de l'origine du Soleil, et la concentration accrue détectée de l'isotope oxygène-16 attend toujours son explication.

Roi de la route

Une mission très dramatique pour retourner des échantillons d'astéroïdes (25143) Itokawa a été obtenue auprès de l'Agence spatiale japonaise. La sonde Hayabusa (Falcon), lancée en 2003, s'est approchée de la cible en septembre 2005. Le 12 novembre, le Falcon s'est approché à une hauteur de 55 m au-dessus de l'astéroïde et a largué le mini-atterrisseur MINERVA, avec lequel il n'a pas été possible d'établir une communication - très probablement, il a volé dans l'espace. Le 19 novembre, la sonde a atterri. Cependant, la connexion a été perdue au moment crucial. Initialement, il a été signalé que la tentative avait échoué et Hayabusa a plané à une hauteur de 10 mètres. Cependant, après avoir analysé les données, il s'est avéré que la sonde était toujours assise sur l'astéroïde, mais parce que le capteur a détecté un obstacle, l'atterrissage a eu lieu en mode d'urgence, dans lequel le dispositif d'échantillonnage du sol ne s'est pas allumé. Le 25 novembre, une deuxième tentative d'atterrissage a été effectuée, dans laquelle le dispositif d'échantillonnage du sol ne fonctionnait plus.Une fuite de carburant a été détectée au niveau de la sonde, raison pour laquelle elle est passée en mode sans échec. Le 27 novembre, il y a eu une coupure de courant (probablement à cause d'une fuite de carburant). Le 2 décembre, en essayant de revenir sur l'astéroïde, les moteurs n'ont pas donné suffisamment de traction. Le 3 décembre, la sonde a commencé à perdre son orientation de travail et, par mesure d'urgence, une partie du carburant des moteurs ioniques a dû être larguée. Le 6 décembre, le Falcon était déjà à 550 km de l'astéroïde. Le 8 décembre, la sonde a subi un net changement d'orientation (probablement dû à l'évaporation d'une partie du carburant) et la communication avec celui-ci a été perdue. La précession de Hayabusa pourrait finalement échouer, et la mission n'a pas encore été complètement perdue. Le 23 janvier 2006, le signal du phare de la sonde a été enregistré et les communications ont été rétablies avec des opérations successives. Étonnamment, l'appareil avait encore la possibilité de revenir sur Terre.Le 25 avril 2007, la sonde a entamé une manœuvre de transition vers la trajectoire vers la Terre, qu'elle a achevée le 29 octobre (en raison de l'utilisation de moteurs ioniques, toutes les manœuvres étaient très longues). Le 4 février 2009, la deuxième manœuvre a commencé. Mais les moteurs ont commencé à tomber en panne à la sonde, et à l'automne il n'y en avait pas un seul qui fonctionnait. Le 19 novembre 2009, l'agence spatiale japonaise a annoncé qu'elle avait réussi à combiner le générateur d'ions d'un moteur cassé avec le neutraliseur d'un autre, et le Falcon est apparu sur cette combinaison, bien que et pas optimal, mais la traction. Malgré tout, la sonde a effectué une manœuvre sur elle, modifiant sa vitesse de 200 m / s, et, volant vers la Terre, a effectué cinq autres manœuvres, visant séquentiellement la région de la Terre, exactement la Terre, sur le site d'essai de Woomera en Australie, et enfin à la zone d'atterrissage prévue à la décharge.

Le 13 juin 2010, l'atterrisseur a atterri avec succès. Malgré le fait que le dispositif d'échantillonnage du sol n'a jamais fonctionné, ils ont finalement réussi à détecter 1500 particules d'un astéroïde de 10 micromètres - olivine, pyroxène, plagioclase et sulfure de fer. Des études ont établi que l'astéroïde (25143) Itokawa faisait autrefois partie d'un corps plus massif et est un astéroïde en pierre de type S avec une composition similaire aux chondrites de classe LL.

Torture du silence

Le 9 novembre 2011, la sonde russe Phobos-Grunt a été lancée, dont la tâche était de livrer un échantillon du satellite Mars-Phobos. Mais à la troisième heure du vol, le moteur en marche n'était pas allumé, ce qui était censé transférer la station sur la trajectoire de vol vers Mars. Les tentatives pour établir une communication avec l'appareil ont échoué et le 15 janvier 2012, Phobos-Grunt a brûlé dans l'atmosphère de la Terre.

La cause officielle de l'accident est l'impact d'une lourde particule chargée, qui a provoqué le redémarrage des deux ensembles du complexe informatique de bord. Il existe également une version non officielle de l'erreur dans le programme.

Volez maintenant

Maintenant, il y a deux sondes en vol.

Hayabusa-2, qui a commencé le 3 décembre 2014, vole vers l'astéroïde Ryugu (162173) et devrait l'atteindre en juin 2018. L'

OSIRIS-REx fraîchement lancé vole vers l'astéroïde Bennu (101955) avec une date d'arrivée prévue en 2018 et un atterrissage en 2020.

Le futur

Le principal avantage des missions de retour d'échantillons est la possibilité, pendant des années et des décennies, d'étudier les particules de poussière provenant de l'espace. Mais les instruments scientifiques modernes permettent une analyse efficace sur site. Mais à leur tour, ils valent beaucoup d'argent. Peut-être que le vaisseau spatial du futur sera divisé en deux classes - puissant et cher, capable, comme le Curiosity, d'effectuer de nombreuses analyses sur place, et relativement bon marché, qui volera vers la cible pendant des années et prélèvera des échantillons sur Terre pendant des années.

Grains de sable du ciel