Астероид Эрос 433

Рис. 2 Орбита КА NEAR (В последствии NEAR Shoemaker)

После пролета мимо Матильды , 23 января 1998 года NEAR пролетел мимо Земли. Многочисленные земные телескопы зафиксировали пролет. Минимальное расстояние до Земли было 336 миль, это было сделано для того, чтобы аппарат смог совершить гравитационный манёвр в гравитационном поле Земли и с помощью него получить недастающий импульс для полёта к астероиду. В этот момент аппарат находился над территорией южного Ирана. Во время пролета и до 6 февраля научные приборы осуществляли съемку Земли и Луны для калибровки.

В самом начале 1999 года аппарат приблизился к Эросу. Однако из-за технических проблем включение двигателя произведено не было, и аппарат на орбиту вокруг Эроса не вышел. В дальнейшем управление было восстановлено и в марте 2000г. он вышел на орбиту астероида.

Приведенное изображение (Рис. 3) составлено из снимков, полученных NEAR, с расстояния около 200 километров. На нем можно разглядеть детали поверхности размером около 20 метров, и оно хорошо иллюстрирует удивительные контрасты, присущие маленькому миру астероида. Благодаря длинным теням отчетливо видно различие областью, покрытой кратерами слева и зоной сглаженных углублений справа. При более близком взгдяде видно, что холмистая поверхность покрыта пятнами ярких отложений и усыпана громадными валунами .

Рис. 3 Эрос 433

Рис. 4 Снимок поверхности эроса с расстояния 50 км

30 апреля исследовательский зонд NEAR Shoemaker, вращающийся вокруг астероида Эрос, в очередной раз снизил свою орбиту до 50 км. На представленном здесь снимке (Рис. 4), сделанном 4 мая, показаны более мелкие подробности рельефа астероида. Небольшие впадины в нижней части фотографии, отмеченные стрелками, имеют поперечный размер около 60 м. Валун на дне большого кратера справа имеет размер около 30 м, а диаметр самого кратера - около 800 м.

Рис. 5 Седло.

Примерно в это же время его камера сфотографировала фрагмент территории астероида, расположенный в районе его "седла". По сравнению с остальной поверхность астероида здесь число кратеров, образовавшихся в результате ударов различных космических тел, относительно невелико. Это указывает на то, что в прошлом здесь произошли некие геологические процессы, которые изменили структуру астероида в области его седла. На фотографии показан участок поверхности размером 1,8 км в поперечнике. Здесь видны элементы рельефа размером порядка 4 метров. Яркая светлая полоса, идущая сверху вниз, это - склон, освещаемый Солнцем (Рис. 5).

Рис. 6 Борозды

Как и на других астероидах на поверхности Эроса имеются почти прямолинейные борозды. Такие структуры были уже замечены на астероидах Ида и Гаспра, а также на поверхности Фобоса - спутника Марса. Однако подробные изображения поверхности Эроса, возможно, позволят определить происхождение этих борозд. Представленная здесь фотография (Рис. 6) была сделана 17 мая 2000 г. с высоты 52 км. На ней показана территория размером 1,4х1,4 км, размер самой мелкого различимого элемента рельефа - 4 м.

Рис. 7 Валуны

На снимке, представленном здесь (Рис. 7), сфотографирована территория размером 1,8х1,8 км. Разрешение этого изображения составляет около 4 м. На нем видно, что на поверхности астероида имеется множество валунов самых разных размеров. Особенно много этих камней в верхнем правом углу снимка. Это одна из самых каменистых областей астероида. Размер самых крупных валунов - около 60 м в диаметре.

Рис. 8 Квадратные кратеры на Эросе

КА NEAR Shoemaker сфотографировал на его поверхности несколько кратеров квадратной формы (Рис. 8). Один из таких снимков представлен слева. Это не кратеры древних вулканов, это следы от ударов каких-то других космических объектов. Обычно после таких ударов остаются круглые следы, но бывают и исключения. По словам Энди Ченга (Andy Cheng) из лаборатории прикладной физики университета Джонса Хопкинса, который работал по проекту NEAR, такие следы говорят о том, что для внутренней структуры астроида Эрос характерны разломы и внутренние сдвиги пород.

Рис. 9 Квадратный кратер на Земле

Такие же явления можно наблюдать и на Земле (Рис. 9). На таких участках, где разломы в толще скальных пород пересекаются, кратеры бывают "квадратоподобной" формы. Самый яркий пример такого рельефа - кратер от метеора Бэрринджера (Barringer) в Аризоне. Эти кратеры стали просто лишним доказательством неоднородной внутренней структуры астероида.

Рис. 10 Кратеры и глыбы

Сделанный 7 июля с расстояния в 50 километров этот снимок (Рис. 10) содержит приблизительно 1.8 километра в поперечнике. На нем можно видеть края двух больших перекрывающихся метеоритных кратеров, уходящих за горизонт. Массивные валуны, которые могут быть обломками от ударов, находятся по краям кратеров. Выступающий валун на горизонте около центра изображения составляет приблизительно 40 метров в длину. Фактически миссия NEAR к Эросу показала, что кратеры, валуны, борозды и кряжи типичны для поверхностей астероидов .

Рис. 11 Закат на Эросе

Валуны, беспорядочно разбросанные (Рис. 11) по неровной поверхности астероида 433 Эрос, ярко сверкают в лучах заходящего Солнца. Самый яркий валун на краю большого темного кратера в середине нижнего края фотографии, имеет поперечник около 30 метров.

Рис. 12 Снимок астероида с высоты около 5 км

. Слева (Рис. 12) представлен один из снимков, сделанный с высоты около 5 км над поверхностью астероида. На нем видны множество камней разных размеров, кратеры, участки с небольшими валунами и поверхностный грунт (реголит) из пыли и мелких обломков. На сделанных снимках есть много крупных кратеров размером от 500 до 1000 м в диаметре, но явно мало больших валунов, которые могли бы оставить такие следы. Зато число относительно небольших валунов размером от 3 до 4 м в поперечнике более чем в 100 раз превышает число крупных. На некоторых снимках видны явные обломки когда-то больших камней, которые, скорее всего, были разбиты под ударами других астероидов, впоследствии упавших на Эрос. По мнению специалистов, такая структура поверхности говорит о том, что доминирующим процессом во время ее формирования были многочисленные удары других космических тел.

С другой стороны, на Эросе необычно мало мелких кратеров. По поводу этого явления, окончательные выводы делать пока рано, но в качестве гипотезы выдвигаются два предположения. Во-первых, после ударов мелких астероидов, оставшиеся от них кратеры могли быть разрушены в результате каких-то сейсмических процессов. А во-вторых, мелкие кратеры могли разрушиться в результате тепловой эрозии из-за разного нагрева пород при смене времен года на астероиде или из-за ударов других мелких астероидов . Более определенно сказать трудно, так как неизвестна точная толщина покрывающего астероид реголита из спрессованной пыли и мелких обломков камней (возможно, она составляет около 30 м).

Эти изображения (внизу Рис. 13), полученные 19 июля (слева) и 24 июля (справа) с расстояния в 36 км от центра астероида детально показывают испещренную кратерами поверхность этого крошечного мира , позволяя увидеть элементы размером до 6 метров. Исследование поверхности Эроса в рентгеновском и гамма-диапазоне позволяет считать его древним первичным астероидом, сохранившимся со времен формирования Солнечной системы. На фотографии слева видно, что его поверхностный слой или реголит , состоит из ярких и темных участков. Картинка же, расположенная справа показывает, что темный реголит , заполняет донные области некоторых кратеров. Левая и правая фотографии охватывают области шириной приблизительно 800 и 900 метров соответственно. 31 июля NEAR Shoemaker, вернулся на свою прежнюю орбиту радиусом 31 миля (50 километров), продолжая неторопливо обращаться вокруг Эроса со скоростью приблизительно 6 миль в час.

Рис. 13

Приведена ниже карта Эроса (Рис. 14) была составлена из мозаики изображений, полученных с космического аппарата NEAR Shoemaker. Края индивидуальных изображений не всегда точно совпадают на этой простой цилиндрической проекции беспорядочно сформированного мира. Показанные здесь наименования объектов были предложены для описания географии Эроса соответственно теме. Они основаны на романтических персонажах в истории и литературе различных культур на Земле. Самая большая деталь рельефа — Himeros , углубление около 10 километров шириной. В греческой мифологии Himeros был слугой Эроса и олицетворением страстной любви.

Рис. 14 Карта Эроса

С 25 октября по 26 были проведены манёвры и зонд снизился с высоты 50 км на высоту 5,3 км от поверхности астероида на которой он находился около 30 минут летя со скоростью около 6 км/ч, после чего расстояние от зонда до поверхности астероида стало увеличиваться из-за вращения астероида и его неправильной формы, а через несколько часов был включен бортовой двигатель, и к 17:40 по Гринвичу высота орбиты зонда была уже 60 км.

Рис. 15 Снимок участка поверхности Эроса с высоты 6,4 км.

Этот снимок (Рис. 15) участка поверхности Эроса с высоты 6,4 км был сделан еще на подлете к точке минимума. Размер снятой территории - 350 м. На сфотографированном участке видны камни различной формы и размеров. Самый большой валун (чуть ниже центра снимка) имеет размер около 15 м. Самые маленькие из различимых камней имеют размер около 1,4 м.

Ниже (Рис. 16) представлена мозаика южного полушария Эроса с высоты 6,4км.jpg полученная КА NEAR Shoemaker с высоты 6,4 км. . Цифровые изображения показывают, что хотя многие области по видимому сглажены из-за того, что кратеры заполнены скоплениями свободного реголита, большая часть поверхности Эроса состоит из скал и валунов. Огромный валун, светящийся на Солнце вблизи левого края, чуть выше центра мозаики, составляет приблизительно 25 метров. При обзоре с высоким разрешением самая маленькая скала, которая еще видна, имеет размер приблизительно в рост человека около 1.4 метра в поперечнике.

Рис. 16 Мозаика южного полушария Эроса с высоты 6,4км

Поверхности Эроса покрыта реголитом . Глубина и состав поверхностной реголитовой пыли остается темой исследований. Большая часть реголита на астероиде 433 Эрос по всей вероятности возникла в результате многочисленных мелких воздействий в течение долгого периода.

Рис. 17 Поверхность одного из самых больших кратеров

На этой фотографии (Рис. 17), видно, что поверхность одного из самых больших кратеров, полученном космическим аппратом NEAR-SHOEMAKER , находившимся на орбите около Эроса , коричневым цветом показан реголит , изменивший свой химический состав вследствие солнечного ветра в течение микрометеоритного воздействия. Белые площадки по-видимому испытывали меньшее воздействие. валуны, видимые на поверхности внутри кратера, по-видимому коричневые показывают, что их поверхность достаточно старая, чтобы выгореть от солнечного ветра , или они покрывают темный реголит .

Рис. 18 Кратер

В километрового размера кратере (Рис. 18) хорошо виден слой светлой породы, под слоем более темного поверхностного реголита. Такая же светлая порода видна и на других фотографиях . Возможно, она представляет собой относительно свежий материал, который не подвергался воздействию солнечного ветра и микро метеоритным ударам, вызывающим потемнение.

С помощью рентгеновского гамма-спектрометра был записан спектр испущенного участком поверхности астероида излучения сразу после солнечной вспышки, произошедшей 4 мая, в результате чего астероид был бомбардирован рентгеновскими лучами. На основе полученных данных был сделан вывод о том, что данный участок поверхности содержит кремний, магний и алюминий в тех же пропорциях, что и наше Солнце и другие метеориты, относящиеся к классу хондритов. То есть астероид Эрос, возможно, образовался из того же газового облака, что и вся наша Солнечная система. Специалисты, однако, указывают, что такие данные были получены для небольшого участка поверхности астероида размером около 6 км в поперечнике, и такие выводы еще рано применять ко всему астероиду.

Рис. 19 Зонд NEAR Shoemaker на астероиде Эрос

12 февраля зонд NEAR Shoemaker, который в течение последнего года вел исследования астероида Эрос, совершил посадку на этот астероид (Рис. 19). По данным наземного центра управления полетом, касание зонда поверхности астероида произошло, по всей вероятности, в 20 часов 02 минуты 10 сек по Гринвичу (23:02 мск). При этом скорость зонда составляла 1,9 м/сек, то есть удалось максимально затормозить падение зонда и реализовать наиболее оптимистичный сценарий посадки.

Рис. 20 Последняя фотография NEAR Shoemaker

На протяжении последних 5 км спуска с орбиты зонд сделал 69 фотографий высокого разрешения. Последняя фотография (Рис. 20)была сделана камерой зонда с высоты 120 м , и на ней виден участок поверхности размером около 6 м в поперечнике. На снимке видны камни размером с кисть руки человека. Полосы в нижней части снимка вызваны потерей телеметрического управления по мере приближения спутника к поверхности. На последних снимках специалисты увидели довольно необычные объекты - испещренные трещинами валуны и заполненные пылью кратеры размером с футбольный мяч.

Рис. 21 Место посадки зонда

После анализа полученной с зонда информации, специалисты сделали вывод, что в момент касания поверхности двигатель зонда еще работал, но от удара он отключился. Как оказалось, зонд NEAR Shoemaker сел на расстоянии всего 200 м от расчетного места посадки (на представленной здесь фотографии (Рис. 21) астероида стрелкой показано место, где он сейчас находится).

На нижней фотографии (Рис. 22) показана приблизительная траектория по которой зонд NEAR Shoemaker совершил посадку на астероид 433 Эрос.

Рис. 22 Приближение к астероиду Эрос

Врезка на рисунке иллюстрирует предполагаемое положение зонда на поверхности, который покоится теперь, опираясь на концы панелей солнечных батарей, прогибающиеся под действием слабого притяжения Эроса. К счастью, солнечные батареи космического аппарата оказались после посадки освещены Солнцем, что позволило снабжать энергией гамма-спектрометр NEAR . Работая на поверхности, этот прибор может, измеряя сигнатуры гамма-излучения атомных ядер, определить состав грунта Эроса на глубине до 10 сантиметров с точностью, на которую прежде нельзя было рассчитывать. Полученные с поверхности Эроса данные представлены на графике (Рис. 23), где отчетливо видны пики, соответствующие железу, кислороду, кремнию и калию, содержащимся в реголите астероида. Ненадолго включенный бортовой магнитометр подтвердил, что магнитного поля на поверхности Эроса нет. Предел чувствительности магнетометра составлял 1-2 наноТесла (для сравнения, магнитное поле Земли составляет около 50 тыс. наноТесла).

Специалисты, занимавшиеся этим проектом, полагают, что Эрос может состоять из огромного числа крошечных намагниченных тел, но их магнитные поля ориентированы случайным образом и поэтому результирующее магнитное поле равно нулю. В отличии от Эроса у других астероидов магнитные поля были обнаружены. Например, собственное магнитное поле обнаружено у астероидов Gaspra и Braille. Обладают магнитным полем и большинство метеоритов, в том числе и те, которые произошли от таких же астероидов как и Эрос. Правда, есть гипотеза, что магнитное поле у метеоритов появилось в результате воздействия определенных температур и магнитного поля Земли. В экспериментальных условиях "загрязнить" магнитным полем удалось примерно половину образцов хондритов (из этой породы состоит целый класс метеоритов), причем больше всего подверженными внешним магнитным полям оказались мелкие образцы метеоритов. Но чтобы точно доказать такую возможность, нужно получить образцы пород с самого астероида, что вряд ли произойдет в обозримом будущем.

В ночь с 28 февраля на 1 марта миссия зонда была официально закончена и теперь аппарат NEAR-Shoemaker выключен и на миллиарды лет останется лежать неподалеку от огромной седловины Химерос . Однако панели солнечных батарей аппарата будут периодически поворачиваться к Солнцу вследствие движения астероида по своей орбите ... И в такие моменты, спящий аппарат, возможно, еще проснется.

Год спустя быда проведена попытка связаться с ним, но она окончилась неудачей. Видимо из-за сильных перепадов температур вышла из строя электронника зонда.

Рис. 23 Спектральный анализ места посадки

             Последнее изменение 5/I/2003