Охота за солнечным ветром
С конца 60-х годов прошлого века люди получили техническую возможность добывать образцы вещества за пределами нашей планеты. Давайте разберемся, сколько образцов внеземного происхождения доступно науке в настоящее время.
Лунный грунт
Самым первым внеземным объектом, образцы которого попали в распоряжение ученых, стала Луна. В июле 1969 года экипажем космического корабля «Аполлон-11» на Землю было доставлено 21,7 кг лунного грунта. В рамках пилотируемой программы изучения Луны американцам удалось совершить еще пять удачных запусков и к 1972 году довести общее количество образцов до 382 кг.
Советский Союз в силу разных причин ограничился забором образцов с помощью автоматических зондов программы «Луна». Аппарат «Луна-16» смог привезти на Землю 101 г породы в 1970 году, следующие удачные запуски были в 1972 и 1976 годах. В общей сложности зонды набрали 324 г реголита. Таким образом, сейчас на Земле находится чуть более 380 кг лунного грунта, до сих пор изучаемого учеными из разных стран.
Исследование недавно открытых запасов льда на темной стороне спутника осуществляется дистанционно, с помощью инфракрасного спектрографа на индийском зонде Chandrayaan-1. Предполагается, что российский аппарат «Луна-27» прилунится и возьмет пробы в районе залежей льда до 2025 года, но о доставке образцов на Землю речь не идет.
Солнечный ветер
В 2001 году НАСА отправило аппарат «Генезис», в чью задачу входили сбор и доставка на Землю образцов солнечного ветра из точки Лагранжа L1 системы Земля-Солнце. Поток ионизированных частиц, истекающий из солнечной короны в окружающее пространство, является одним из основных компонентов межпланетной среды. Сбор вещества прошел успешно, но из-за ошибки при сборке зонда посадка прошла нештатно и капсула с образцами на огромной скорости врезалась в поверхность Земли.
Несмотря на повреждения, ученым удалось получить некоторое количество образцов, не загрязненных земными частицами. Исследователям удалось прийти к выводу, что на Солнце изотопный состав кислорода точно соответствует тому, что был обнаружен в метеоритных включениях и близок к удаленным от звезды газовым гигантам. Это согласуется с теорией происхождения Солнечной системы из единого газопылевого облака, предполагающей общий состав кислорода для всех объектов. При этом планеты земной группы претерпели в процессе своей эволюции весьма значительные изменения, которые еще предстоит объяснить.
Звездная пыль
7 февраля 1999 года в космос была отправлена автоматическая межпланетная станция «Стардаст», предназначенная для исследования кометы «81P/Вильда». В январе 2004-го аппарат сблизился с кометой, провел детальную фотосъемку поверхности и собрал образцы вещества из ее хвоста. 15 января 2006 года капсула с образцами успешно вернулась на Землю, доставив частицы кометного вещества. По предварительным оценкам, в аэрогелевом сборнике оказалось около миллиона микроскопических пылевых пятен. Десять частиц были достаточно крупными, от 0,1 до 1 мм. Это был первый в истории случай, когда космический аппарат доставил на Землю образцы кометы из так называемого глубокого космоса.
В результате теория о возможности занесения на планеты сложных органических соединений из космоса получила подтверждение. Кроме алифатических углеводородов (соединений, не содержащих бензольного кольца) в микрочастицах кометного хвоста была обнаружена и одна алифатическая аминокислота — глицин.
Кроме того, в задачи «Стардаста» входил сбор космической пыли. Только в 2014 году команда ученых из НАСА и Университета Калифорнии в Беркли сообщила о результатах многолетних поисков ее частиц среди собранных аппаратом образцов. Теперь земляне располагают примерно триллионной долей грамма вещества, которое сохранилось с момента формирования Солнечной системы.
Космический «Сапсан»
Японский космический аппарат «Хаябуса» был запущен весной 2003 года с целью изучения околоземного астероида Итокава, открытого за пять лет до этого. Это древний астероид возрастом почти в 4,5 млрд лет, поэтому исследования должны были пролить свет на раннюю историю Солнечной системы. Предполагалось, что аппарат сделает две попытки сбора грунта при помощи обстрела поверхности танталовыми гранулами, вылетающими со скоростью 300 м/с. После этого отлетающие осколки и пыль должны были попасть в специальный конус из эластичного материала. По расчетам, каждое соударение должно было привести к получению 100 мг вещества.
Несмотря на массу сбоев, осенью 2005 года аппарат со второго раза опустился на поверхность космического тела и взял пробу грунта, после чего связь с ним была потеряна почти на полгода. Только в 2009-м специалистам японского космического агентства удалось перезапустить двигатель и направить «Сапсана» (так переводится название аппарата) к Земле. Летом 2010 года космический модуль достиг нашей атмосферы, спуск капсулы с образцами прошел штатно.
Японские ученые изучили собранные частицы и обнаружили, что родительское тело астероида действительно является ровесником Солнечной системы. Примерно 1,5 млрд лет назад оно было разрушено в результате столкновения с другим астероидом и приобрело сегодняшние размеры.
«Хаябуса» стал шестым автоматическим аппаратом, доставившим внеземное вещество на Землю, после «Луны-16», «Луны-20», «Луны-24», «Генезиса» и «Стардаста».
Сколько всего
Итак, к сегодняшнему дню человечество смогло доставить на Землю 382 кг лунного грунта, солнечный ветер, космическую пыль, осколки из хвоста кометы и частички астероида. Значительные объемы внеземных пород добыты в ходе пилотируемых миссий почти полувековой давности, а все автоматические корабли, вместе взятые, не доставили ученым и килограмма вещества.
