Фотография астероида Бенну, сделанная зондом OSIRIS-REx 2 декабря 2018 года с расстояния 24 км.
В октябре 2020 года межпланетная станция НАСА «OSIRIS-REx» опустилась на Бенну и добыла реголит, который будет доставлен на Землю. Американцы считали, что «контакт с забором образцов» (TAG) почти не скажется на астероиде.
Космический аппарат должен был медленно опустить пробоотборник к поверхности, выпустить струю газа и захватить небольшое количество поднятой вверх пыли. Предполагалось, что это оставит на астероиде аккуратное пятно и не более того. Однако когда видеокартинка процедуры забора образцов начала поступать в ЦУП, стало понятно, что на Бенну происходят весьма драматичные события.
Несмотря на очень аккуратное касание, «OSIRIS-REx» вызвал, по визуальным ощущениям, настоящий взрыв на поверхности. Он поднял вверх огромное облако пыли и камней.
Почему поверхность Бенну повела себя настолько неожиданно?
Все дело в когезии – силе притяжения, которая связывает молекулы вещества внутри теда. Она, в частности, дает воде такое свойство, как поверхностное натяжение, и позволяет ей формировать капли даже в условиях невесомости на МКС. Гранулированные материалы, вроде муки, какао и пыли, также демонстрируют когезию, которая в их случае собирает отдельные пылинки в комки.
Когезия молекул воды внутри капли и на ее поверхности.
Инженеры НАСА ожидали, что эта сила будет действовать, как слой клея между песчинками, придавая твердости рыхлой поверхности астероида. Однако процедура забора образцов показала, что верхний слой реголита на Бенну деформируется под внешним воздействием практически как жидкость.
Хорошей аналогией в данном случае будут бассейны с шариками, которые можно встретить в ресторанах и крупных торговых центрах. Небольшие пластиковые сферы твердые, но они свободно скользят как друг вокруг друга, так и вокруг визжащих от восторга детей. В общей своей массе они действительно напоминают жидкость.
Как бы то ни было, с помощью «OSIRIS-REx» удалось установить, что верхние слои поверхности Бенну удерживаются не за счет когезии, а благодаря силе тяжести, какой бы ничтожной она ни была. Этот показатель здесь примерно в 100000 раз меньше, чем у Земли, и в 16000 раз, чем у Луны.
Если говорить о Луне, то благодаря гравитации там реголит упакован достаточно плотно, а поверхность относительно твердая. Если сбросить на Луну 50-килограммовую гирю с той скоростью, которая была зафиксирована при процедуре забора проб на Бенну, она погрузится в местную пыль на полсантиметра, а в астероид углубится уже на 17 см, т. е. в 34 раза глубже.
Карта поверхности астероида Бенну.
Сегодня у нас есть возможность с точностью до секунды воспроизвести то, что случилось на Бенну во время забора образцов реголита. 20 октября 2020 года «OSIRIS-REx» опустился к точке астероида, которая получила весьма романтичное название «Соловей».
Выпустив роботизированную руку с пробоотборником, межпланетная станция приблизилась к поверхности со скоростью 10 см/с, то есть примерно в темпе движения среднестатистического насекомого. Через секунду после контакта «OSIRIS-REx» разрядил баллон с азотом, подняв вверх частицы реголита и направив их в приемный контейнер.
Через шесть секунд, все ещё погружаясь в Бенну, станция запустила двигатели на взлет. Они проработали в общей сложности 24 секунды. Поднятая пыль покрыла научные приборы и прочее оборудование. Через девять секунд после контакта, погрузившись в астероид почти на полметра, «OSIRIS-REx» остановился, а затем взлетел. Собрав, как и предполагалось, образцы реголита.
Пробоотборник космического аппарата OSIRIS-REx.
Спустя почти полгода, а именно 7 апреля 2021-го, космический аппарат вернулся к астероиду, чтобы «осмотреть» место успешно проведенной операции. Выяснилось, что в точке «удара» сформировался кратер примерно в восемь метров в поперечнике и 68 сантиметров в глубину.
Объем воронки увеличивался на целых 40% в четырех точках, образующих подобие буквы «Х» – это были места, которые попали под реактивные струи двигателей корабля. Кратер был окружен гребнем осевшего на поверхность реголита. Было подсчитано, что «OSIRIS-REx» вытеснил 12 кубометров местной пыли, то есть около шести тонн рыхлой породы.
В мае 2021 года «OSIRIS-REx» отправился в обратный путь к Земле, который должен занять два года. На его борту находится около 250 граммов реголита с астероида Бенну. Подвергнув этот материал тщательному изучению, ученые надеются совершить немало важных открытий. В том числе относительно «младенческого» периода жизни Солнечной системы.