Магнитное поле, которого нет. Зачем искали и как не нашли магнитное поле у кометы Чурюмова—Герасименко

Магнитное поле крупных небесных тел, таких как планеты, относительно хорошо изучено. Например, магнитное поле Земли защищает нашу планету от солнечного ветра — потока заряженных частиц, исходящих от Солнца. Считается, что оно возникает в результате движения расплавленного железа в земном ядре, которое приводит к возникновению электрических токов, а они, в свою очередь, — к появлению магнитного поля.

До сих пор самыми маленькими космическими объектами, у которых удавалось измерить магнитное поле, были астероиды. Зачем нужно искать магнитное поле у комет, как это делается и что будет дальше с «Розеттой», «Филами» и кометой Чурюмова—Герасименко, рассказал Анатолий Ремизов, старший научный сотрудник Института космических исследований РАН.

— На днях вы и ваши коллеги опубликовали в журнале Science результаты исследования магнитного поля кометы Чурюмова—Герасименко. Коротко говоря, магнитного поля у кометы нет. Почему нам важно было об этом узнать?

— Давно считается, что кометы — это первородное вещество, которое появилось несколько миллиардов лет назад, когда наша Солнечная система только формировалась. Поэтому изучение свойств комет помогает узнать, что было в начале, при рождении Солнечной системы. А то, что кометы могут иметь свое собственное магнитное поле, остаточное, это важно, потому что источник магнитного поля малых тел не очень хорошо изучен.

У нас была задача измерить магнитное поле в процессе спуска аппарата «Филы» на поверхность кометы, составив так называемый высотный профиль. Мы не ожидали обнаружить у кометы собственное магнитное поле, мы понимали, что вряд ли оно существует. Но было интересно проверить, есть ли у нее остаточное магнитное поле, которое могло появиться в результате столкновений с другими космическими телами, намагниченные куски которых могли попасть на комету.

Однако мы увидели, что магнитное поле нисколько не менялось в течение всего семичасового спуска «Фил» от «Розетты». Мы наблюдали лишь некоторые изменения магнитного поля солнечного ветра — их одинаково фиксировали приборы как на спускаемом модуле, так и на орбитальном аппарате.

Тем не менее наши результаты говорят не о том, что у комет вообще не может быть магнитного поля. Они говорят только о том, что у кометы Чурюмова—Герасименко, которая относится к классу юпитерианских комет, его нет. Может быть, у других есть — надо исследовать. Но исследовать собственное магнитное поле кометы издали очень трудно, потому что оно очень быстро убывает с расстоянием.

— Какими инструментами вы пользовались?

— На аппарате «Филы» был установлен плазменный прибор ROMAP, он фиксировал одновременно магнитное поле и плазму. За плазму я был ответственным, я разрабатывал датчики, настраивал их и даже монтировал. ROMAP представлял собой блок из четырех датчиков: три датчика — для измерения потока ионов и один — для электронов, с помощью которого мы хотели исследовать плазменные структуры кометы. Внутри этого прибора был установлен магнитометр, очень маленький, весом всего 30 граммов. Он измерял магнитное поле в трех измерениях.

— Откуда берется плазма у кометы?

— Комета — активное малое тело. Там очень много льда, который при воздействии тепла от Солнца испаряется, минуя фазу жидкой воды, и дает пар. Под действием ультрафиолета молекулы воды в этом паре ионизируются, из них под давлением солнечного ветра формируется хвост кометы, растягивающийся на миллионы километров. Когда мы стали измерять плазму кометы, мы обнаружили, что она очень плотная. Например, плотность плазмы солнечного ветра на том расстоянии от Солнца, на котором находилась комета во время измерений, составляла 0,3 частицы в кубическом сантиметре. А мы обнаружили кометную плазму с концентрацией в 100 частиц на кубический сантиметр.

Мы планировали, что, когда комета будет подходить ближе к Солнцу, она будет больше нагреваться и мы сможем посмотреть, как меняются ее параметры. К сожалению, посадка модуля «Филы» была не очень удачной, мягко говоря, и проработал он на комете всего два часа после посадки.

— Давайте напомним, что случилось с «Филами» при посадке на комету.

— На комете очень маленькая гравитация, в 100 тысяч раз меньше, чем на Земле. Естественно, все опасались, что, когда аппарат «Филы» упадет на комету, он отскочит. Поэтому было предусмотрено в момент приближения к комете включить двигатель, который бы прижал аппарат к комете, а затем выпустить гарпун, который бы удержал аппарат на ней. Однако и двигатель, и гарпун не сработали — аппарат отскочил от кометы, снова на нее упал и опять отскочил. И только на третий раз «Филы» остановились. Аппарат оказался в углублении и попал в тень, где быстро разрядился, так как он работает от солнечных батарей, и «уснул». Его пытались «разбудить» в марте и в апреле, несколько дней назад, но пока безрезультатно. Надежда еще есть, потому что комета вращается и периодически «Филы» попадают на Солнце. К тому же комета приближается к Солнцу: сейчас она находится на расстоянии 2,2 астрономических единицы, а было 3,6 (астрономическая единица — это расстояние от Земли до Солнца, 150 миллионов километров). Все надеются, что когда батарея зарядится, аппаратура включится снова. Поэтому «Розетта» постоянно «слушает» «Филы», но пока не получает никакого сигнала.

— А что будет дальше с самой кометой? Вы не боитесь, что ее постигнет участь кометы ISON, которая развалилась на части, подлетев к Солнцу?

— Комета в августе подойдет близко к Солнцу, на расстояние примерно 1,2 астрономических единицы, а потом полетит обратно. Участь ISON ей не грозит: комета Чурюмова—Герасименко маленькая, ее может разорвать, если только она подойдет очень близко к какой-то тяжелой планете типа Юпитера. Но орбита ее хорошо просчитывается, и с ней ничего не должно случиться.

— Путь «Розетты» до кометы занял 10 лет, подготовка научных экспериментов, соответственно, началась еще раньше. Каково это — участвовать в столь длительном научном проекте?

— Конечно, немножечко грустно ждать 10 лет. Тем более что за это время несколько человек, принимавших участие в проекте, умерли, кто-то ушел на пенсию. Они прекрасно понимали, что работают на будущее. Но когда разработка начиналась, мы были относительно молоды и работали с энтузиазмом. Я с большим интересом занимался плазменным прибором, потому что до этого, много лет назад, был участником проекта «Вега», посвященного изучению кометы Галлея.

Сейчас моральное удовлетворение от этого проекта, конечно, есть. У меня есть приятель-венгр, вместе с которым мы занимались плазменным прибором. Как-то раз я ему написал: «Как жалко, что «Филы» перестали работать, — мы-то с тобой надеялись, что будет дольше». Он ответил: «Толя, мы с тобой своими руками сделали прибор, который теперь будет находиться на комете вечно!»