Люди науки

Памяти

Клима Ивановича Чурюмова

15 октября 2016 г. умер доктор физико-математических наук Клим Иванович Чурюмов - пожалуй, наиболее известный в настоящее время специалист в области кометной астрономии, сыгравший огромную роль в реализации космического эксперимента "Розетта", посвященного полету европейской АМС к ядру кометы 67Р/Чурюмова-Гера-сименко.

К.И. Чурюмов родился 19 февраля 1937 г. в г. Николаеве. Его отец, И.И. Чурюмов (1907-1942), погиб под Сталинградом, мать - А.М. Чурюмова (Александрова; 1907-2003). После эвакуации в 1944 г. мать с детьми (их было 8) переехала в Киев. После окончания седьмого класса Клим поступил в Киевский железнодорожный техникум, который окончил в 1951 г. с отличием, получив право на поступление в вуз. В этом же году он поступил на физический факультет Киевского государственного университета им. Т.Г. Шевченко. С третьего курса специализировался на кафедре астрономии, а после окончания университета (в 1960 г.) получил направление на Полярную геофизическую станцию Якутского филиала Сибирского отделения АН СССР, в бухту Тикси. С этим филиалом кафедра астрономии Киевского университета совместно вела наблюдения и исследования полярных сияний, земных токов и ионосферы в приполярных областях по программе Международного геофизического года (Земля и Вселенная, 2007, № 4). В 1962 г. уволился и поступил на работу инженером-иссле-

Доктор физико-математических наук К.И. Чурюмов. 2004 г.

дователем в Центральное конструкторское бюро Киевского завода "Арсенал", где до 1965 г. участвовал в разработке астронавигационной аппаратуры для космических ракет и испытывал ее на космодромах Байконур и Плесецк. В 1965-1968 гг. Клим Иванович обучается в аспирантуре физического факультета Киевского университета под руководством профессора С.К. Всехсвятского (Земля и Вселенная, 1985, № 2). После окончания аспирантуры работает на кафедре астрономии, а с 1986 г. - в Астрономической обсерватории Киевского университета на должностях старшего,

32

Профессор С.К. Всехсвятский и К.И. Чурюмов в Астрономической обсерватории Киевского университета наблюдают комету Веста. 1976 г.

лись два направления, научным руководителем которых был С.К. Всехсвятский. Основное - "кометное" и вспомогательное - "солнечное". Сергей Константинович сам принимал участие в наблюдениях комет и высоко оценивал чешскую программу поиска комет, которая началась в 1940-е гг. и привела к открытию более двух десятков комет (среди которых яркая комета Мркоса (с/1957 P1) 1957 г.). Аналогичную программу он хотел реализовать в Киевском университете, и в 1966 г. направил первую кометную экспедицию в Таджикистан на гору Санглок для проведения фотографических, визуальных наблюдений и поиска новых комет. Впоследствии было организовано более 10 ко-метных экспедиций в южные районы СССР. Неизменным участником этих экспедиций был К.И. Чурюмов. В итоге две из 10 экспедиций увенчались открытием новых комет - в 1969 г. была открыта короткопериодическая комета 67Р/Чурюмова-Герасименко (Земля и Вселенная, 2013, № 1; 2015, № 4), в 1986 г. - долгопериодическая комета Чурюмова-Солодовникова.

На основе фотографических и спектральных наблюдений определялись точные положения, фотометрические, структурные и динамические особен-

ведущего научного сотрудника, затем -заведующего отделом малых тел Солнечной системы, главного научного сотрудника.

Научный руководитель К.И. Чурюмова профессор С.К. Всехсвятский в период своей научной деятельности в Пулковской обсерватории выполнил фундаментальные исследования интегрального блеска комет. Результатом этих исследований стало открытие законов быстрой дезинтеграции комет (указывавшее на их недавнее происхождение) и создание основы современной космогонии тел Солнечной системы. При этом утверждалось, что кометы не могут существовать долго из-за разрушительного действия на кометное вещество корпускулярного излучения Солнца. Тщательное изучение снимков солнечной короны, полученных во время полного солнечного затмения 1936 г., позволило открыть вращение короны как целого, вместе с Солнцем. Сделан вывод о корональных лучах как о потоках солнечного вещества, которые распространяются за пределы орбиты Земли; впоследствие это явление получило название "солнечный ветер".

Для подтверждения этих гипотез на кафедре астрономии Киевского университета в 1950-1960-е гг. сформирова-

t

urf<H9 cexrsfa S-f'Si^S-O)1

Отпечаток с одной из первых пластинок (21 сентября 1969 г.), на которой была открыта новая комета - 67Р/Чурюмова-Герасименко.

33

ности комет. Часть результатов этих исследований и, в частности, изучение характеристик кометы 67Р/Чурюмова-Герасименко стали основой кандидатской диссертации Клима Ивановича, которую он защитил в марте 1973 г.

Новая фаза исследований физики и динамики комет в Киевском университете началась в 1980-х гг., когда к Солнцу приблизилась комета Галлея (Земля и Вселенная, 1985, №№ 1, 4; 1986, № 3; 1987, № 2). С целью координации наземных наблюдений кометы в период ее появления (в 1982-1983 гг.) на Генеральной ассамблее МАС в 1982 г. была разработана международная программа International Halley Watch (IHW). Региональной частью программы IHW стала разработанная в СССР программа СОПРОГ (наземные наблюдения кометы Галлея); в состав ее координационного комитета был включен К.И. Чурюмов. В 19841987 гг., в соответствии с программой, сотрудниками университета под руководством Клима Ивановича были проведены с помощью различных инструментов наблюдения кометы Галлея. Эти данные использовались для уточнения элементов ее орбиты, а также для коррекции траекторий полета АМС советских "Вега-1 и -2", европейской "Джотто", японских "Суисей" и"Сакегаке" с целью наведения их на ядро кометы Галлея (Земля и Вселенная, 1984, № 1; 1985, № 1; 2016, № 2). В декабре 1985 г. и в мае 1986 г. получены уникальные крупномаштабные фотографии кометы Галлея в прямом фокусе на 100-см рефлекторе Цейса. Их анализ позволил впервые выявить кольцевые структуры в ее плазменном хвосте; было также зафиксировано редкое явление - осевой отрыв ее хвоста.

Научные результаты, полученные в этот период, легли в основу докторской диссертации К.И. Чурюмова "Эволюционные физические процессы в кометах", которую он защитил в феврале 1993 г. в Институте космических исследований РАН.

На космодроме Куру (ESA) перед запуском АМС "Розетта". К.И. Чурюмов и С.И. Герасименко (на переднем плане), март 2004 г.

Следующим этапом научной биографии К.И. Чурюмова стал выбор Европейским космическим агентством (ESA) кометы 67Р/Чурюмова-Герасименко в качестве цели исследований в полете АМС "Розетта" (Земля и Вселенная, 2015, № 4). Полет станции к цели продолжался более 10 лет; все это время астрономы всего мира пристально следили за ним. Несмотря на проблемы при посадке модуля "Филы" на поверхность кометы, этот космический эксперимент в настоящее время называют наиболее успешным межпланетным проектом Европейского космического агентства.

К.И. Чурюмов с лекторами Киевского планетария. 2012 г.

34

К.И. Чурюмов с макетом кометы 67Р/Чурю-мова-Герасименко. Дармштадт (Германия), ноябрь 2014 г.

он не доехал в Харьков на конференцию молодых ученых.

За достижения в науке К.И. Чурюмов получил много наград - в 2006 г. избран член-корреспондентом НАН Украины, награжден Почетными грамотами Президиума Верховного Совета Калмыкии (1981), Президиума Верховного Совета Украины (1987) и Киевского национального университета им. Т.Г. Шевченко (2007, 2009); двумя медалями "За открытие новых астрономических объектов" (1975, 1986); золотой - в 1986 г. и двумя серебряными (в 1975 и 1985 гг.) медалями ВДНХ СССР; Золотой медалью общества "Знание" Украины, двумя орденами Украины "За заслуги" III степени (2003) и "За заслуги" II степени (2009); почетным званием "Заслуженный работник просвещения Украины" (1998), премией Национальной академии наук Украины им. академика М.П. Ба-рабашова (2005).

Именем Клима Ивановича Чурюмова названа малая планета (2627) Чурюмов, открытая 8 августа 1978 г. Н.С. Черных в Крымской астрофизической обсерватории.

На протяжении пяти десятков лет К.И. Чурюмов провел множество наблюдений комет, астероидов, полярных сияний, солнечной короны в Киеве и в десятках экспедиций в разных астрономических обсерваториях многих стран. Он опубликовал более 800 научных трудов (в том числе четыре монографии). Под его руководством защищено 11 кандидатских диссертаций по физике комет и докторская - по теории методики преподавания астрономии.

Научный путь Клима Ивановича Чу-рюмова завершился на "высокой ноте", а его научные идеи находят свое продолжение в работах учеников и последователей.

(В соболезновании в связи с кончиной ученого Генеральный директор ESA Й.-Д. Вернер отмечает "огромный вклад профессора К.И. Чурюмова в науку").

Много времени и внимания Клим Иванович уделял популяризации астрономии среди молодежи, был главным редактором научно-популярного журнала "Наше небо" при обществе "Знание" Украины; с 2004 г. возглавлял Киевский планетарий, выступал с научно-популярными лекциями перед любителями астрономии, был организатором и участником многих конференций. Он всегда откликался на просьбы оргкомитетов конференций выступить с докладом. Так случилось и в октябре 2016 г. -

35

Информация

Название "OSIRIS-REx", являясь акронимом, одновременно отсылает читателя к имени древнеегипетского бога Осириса (и птице Бенну, символизирующей возрождение). Станция получила имя в результате сложения терминов научных целей полета: Origins (происхождение) - сбор образцов древних пород астероида и анализ первичного углерода; Spectral Interpretation (спектральная интерпретация) - проверка соответствия спектроскопической классификации астероидов; Resource Identification (идентификация ресурсов) - распознавание химических элементов и минералов, составляющих астероид; Security (безопасность) -уточнение физических характеристик и параметров орбиты астероида и измерение эффекта Ярковского (влияние на орбиты околоземных астероидов) и Regolith Explorer (исследования реголита) -съемка и анализ реголита

в месте забора образцов грунта астероида.

"OSIRIS-REx" - третья

программа по возвращению образцов материала с астероида. В 2005 г. японская АМС "Хаябуса" предприняла почти удачную попытку забора образцов вещества с астероида Итокава (25143), вернув на Землю капсулу с 1500 микроскопическими зернами реголита (Земля и Вселенная, 2010, № 6, с. 49). В июле 2018 г., за месяц до планового прилета АМС "OSIRIS-REx" к Бен-ну, ожидается сближение АМС "Хаябуса-2" с астероидом Рюгу (162173; диаметр -920 м), и в декабре 2020 г. ожидается доставка ею образцов реголита на Землю (Земля и Вселенная, 2015, № 2, с. 15).

Астероид Бенну (прежнее обозначение 1999 RQ36) -небольшой околоземный астероид диаметром не более 560 м и массой 7,8 х 107 т, совершающий оборот вокруг Солнца за 436,604 сут (1,2 года); открыт 11 сентября 1999 г. в обсерватории Сокорро (штат Нью-Мексико, США). Он назван в честь мифологической птицы Бенну, олицетворяющей душу древнеегипетского бога Осириса; считается одним из потенциально опасных астероидов; вероятно в конце XXII в. пролетит около нашей планеты. Выбор этого астероида обусловлен, с одной стороны, тем, что он довольно близок к Земле и принадлежит к группе Аполлона; с другой тем, что относится к классу В. Это позволит изучить древнее углеродистое вещество, которое осталось на этом астероиде

Запуск к астероиду

8 сентября 2016 г. с космодрома на мысе Канаверал стартовала ракета-носитель "Атлас-5" ("Atlas-5-411" с российским двигателем РД-180) с АМС "OSIRIS-REx" (Origins-Spectral Interpretation-Resource Identifi-cation-Security-Regolith Explorer - спектральное исследование происхождения ресурсов астероидов, их реголита и определение безопасности) для забора образцов породы с поверхности астероида Бенну (101955). Это - третья миссия в рамках программы NASA "Новые рубежи", ранее были запущены АМС "Новые горизонты" к Плутону и "Юнона" к Юпитеру. Стоимость программы оценивается в 1 млрд долларов.

36

еще со времени образования Солнечной системы.

Программа полета АМС "OSIRIS-REx" такова. В сентябре 2017 г. она произведет гравитационный маневр у Земли, скорость увеличится относительно Солнца на 520 м/с. По расчетам NASA, в августе 2018 г. "OSIRIS-REx" приблизится к астероиду на расстояние около 2 млн км. Серия включений маршевых двигателей затормозит станцию, обеспечив скорость пролета около астероида - 0,2 м/с. 18 ноября 2018 г. она выйдет на низкую круговую орбиту вокруг астероида высотой 4,8 км. В течение 505 сут АМС будет картографировать его поверхность, определит лучшее место для забора вещества. На основе полученных снимков предполагается создать 3Б-мо-дель астероида и его карты с разрешением около 2 см! Модель будет разделена на четыре слоя: первый - для оценки безопасных областей для сближения с астероидом, второй - для определения участка контакта с поверхностью для отбора проб, третий - для выбора места отбора проб, четвертый - для оценки научной значимости его отдельных областей. Ученые предварительно выберут не менее 12 мест для отбора грунта - это может занять от 42 до 277 сут, в зависимости от возможных технических и других сложностей. Планируется провести две "репетиции" всех операций без касания инструментами поверхности астероида на расстоянии 125 м и 55 м от нее с целью проверки работы систем связи,

ориентации и стабилизации станции. С 13 декабря

2019 г. до 7 апреля 2020 г. Бенну будет находиться на расстоянии менее 1,15 а.е. от Солнца, когда поверхность астероида будет слишком горячей. Поэтому забор грунта намечен на июль

2020 г.: АМС приблизится к поверхности Бенну, опустит 3-м выдвижную руку-манипулятор TAGSAM (Touch-and-Go Sample Acquisition Mechanism - сенсорный механизм для взятия и возвращения образцов) и с помощью сжатого газа втянет в возвращаемую капсулу частицы вещества массой 60 г.

Капсула диаметром 81 см, высотой 50 см и массой 46 кг для хранения образцов грунта и доставки его на Землю представляет собой сложный механизм. За ее основу взята конструкция капсулы АМС "Стар-даст", возвратившая образцы кометного вещества (Земля и Вселенная, 2006, № 2, с. 56; 2006, № 3, с. 8485). Она покрыта теплозащитным экраном из материала PICA и снабжена парашютной системой для торможения в атмосфере Земли.

Запланировано, что 3 марта 2021 г. станция покинет астероид со скоростью 328 м/с; дополнительные сроки: 3 января 2021 г. (если основную работу удастся завершить раньше) или 10 апреля 2021 г. (в случае возникновения непредвиденных ситуаций). Полет к Земле займет 2,5 года. В сентябре 2023 г. предполагается возвращение капсулы на Землю. Тормозной парашют раскроется на высоте 31 км и снизит скорость до 1500 км/ч, с высоты

3 км капсула будет опускаться на основном парашюте диаметром 8,2 м; ее приземление планируется в пустыне штата Юта. Одну часть привезенного на Землю грунта разделят между собой и будут изучать США, Канада и Япония, другую - законсервируют.

АМС "OSIRIS-REx" была разработана по заказу NASA компанией "Lockheed Martin". За его основу взята платформа, подтвердившая свою надежность в двух марсианских миссиях: "MRO" (запуск в 2005 г., на орбите Марса - с 2006 г.; Земля и Вселенная, 2006, № 4, с. 88) и "MAVEN" (2013 г., 2014 г.; Земля и Вселенная, 2014, № 2, с. 50-52). Станция массой 2110 кг ("сухая" масса -880 кг) имеет прямоугольную форму - 2,4 х 2,4 х х 3,4 м; на ее внешних сторонах располагаются научная аппаратура, возвращаемая капсула и манипулятор TAGSAM длиной 3,3 м с заборным устройством. Энергопитание мощностью 1,23 кВт осуществляется за счет двух панелей солнечных батарей размахом 6,2 м и общей площадью 17 м2. В зависимости от расстояния до Солнца, они вырабатывают от 1,226 кВт до 3 кВт энергии. Система управления состоит из 28 двигателей тягой от 0,08 Н до 360 Н на гидразине (N2H2), объединенных в четыре блока; они "питаются" из центрального топливного бака диаметром 124 см и высотой 150 см, куда вмещается до 1300 л топлива. Маршевая установка может создать тягу до 1100 Н. Система контроля высоты и ориентации состоит из двух звездных

37

Схема размещения приборов и бортовых систем на АМС "OSIRIS-REx". Фото NASA/JPL.

датчиков, двух инерционных измерительных блоков, солнечных датчиков и маховиков. Уточнение расстояния до поверхности астероида и топографическая съемка будут производиться с помощью сканирующего лидара (Канадское космическое агентство) и инфракрасной системы, состоящей из трех широкоугольных камер TAGCAMS. Система

связи состоит из большой узконаправленной антенны диаметром 2,1 м с большим усилением, средненаправ-ленной антенны и пары антенн широкого обзора. Скорость передачи данных может достигать 914 кбит/с.

Исследование и картирование астероида будет проводиться с помощью пяти инструментов. Блок OCAMS состоит из трех фотокамер для детальных съемок (с дальнего рассто-

яния) в четырех спектральных диапазонах и для фотографирования процесса забора проб в высоком разрешении. Блок лазерных дальномеров OLA построит топографический план поверхности астероида и определит профиль тех мест, откуда предполагается взять пробы реголита. Лидар будет использоваться для решения навигационных задач и построения карты гравитационного поля астероида. Спектрометр OVIRS позволит создать карты расположения неорганических и органических веществ на поверхности астероида с разрешением около 20 м, а карта областей, из которых будут брать пробы, - от 0,8 м до 2 м. По данным спектрометра OTES, в дальней ИК-области спектра (450 мкм) будут подготовлены карты температур и мине-

рального состава поверхности астероида, а также расположения различных минералов в месте забора п роб. Рентгеновский спектрометр REXIS (телескоп с кодирующей маской, работает в диапазоне 0,3-7,5 КэВ) предназначен для дистанционного изучения состава реголита астероида. Система TAGSAM состоит из блока забора проб грунта и раскладного манипулятора с ловушкой; он позволит взять грунт с поверхности астероида, не осуществляя посадку на Бенну всей станции.

Информацию обо всех этапах полета АМС "OSIRIS-

REx", а также описание станции читатели могут найти на сайте проекта (http://www. asteroidmission.org/mission/).

Пресс-релиз NASA, 9 сентября 2016 г.

38