Презентация проекта по физике "В гостях у кометы"

Проект учеников 8 «Б» класса МОУ «СОШ №41» г. Саратова
Учитель: Гусева Н.П.

Журнал Physics World назвал самые выдающиеся открытия в 2014 году в области физики.

На первом месте среди важнейших событий идет высадка на комету Чурюмова- Герасименко аппарата «Philae», отстыковавшегося от зонда «Rosetta», запущенного ESA. Эксперты назвали эту высадку прорывом года.

Комета Чурюмова- Герасименко, или официально 67P/Чурюмова- Герасименко (англ. 67P/Churyumov–Gerasimenko) — короткопериодическая комета с периодом обращения примерно 6 лет и 7 месяцев.

Комета Чурюмова - Герасименко была открыта 23 октября 1969 года советским астрономом Климом Чурюмовым в Киеве на фотопластинках другой кометы- 32P/Комас Сола, снятых Светланой Герасименко в сентябре в Алма-Атинской обсерватории .

Комета Чурюмова-Герасименко не является каким-то уникальным космическим телом, требующим обязательного изучения. Наоборот, это обыкновенная короткопериодическая комета, возвращающаяся к Солнцу, каждые 6,6 года. Она не улетает дальше орбиты Юпитера, зато ее траектория предсказуема, и удачно подвернулась к стартовому окну космического аппарата. Ранее Rosetta планировалась для другой кометы, но неполадки с ракетой-носителем вынудили отложить запуск, поэтому цель изменилась.

Большая полуось орбиты кометы чуть свыше 3,5 астрономических единиц, масса- примерно 1013 килограммов, линейные размеры ядра — несколько километров.

Средняя температура поверхности ядра кометы - минус 70 градусов Цельсия. Измерения, выполненные в рамках миссии Rosetta, показали: температура кометы слишком высока, чтобы ее ядро полностью покрывалось слоем льда. Как считают исследователи, поверхность ядра представляет собой темную пылевую корку. Тем не менее ученые не исключают, что там могут быть и ледяные участки.

Космический аппарат Rosetta стартовал в 2004 году и долгие десять лет летал во внутренней Солнечной системе, совершая корректировки и гравитационные маневры, только для того, чтобы выйти на орбиту кометы (67P) Чурюмова-Герасименко. Rosetta должна настигнуть комету, как следует изучить с расстояния, и высадить спускаемый аппарат Philae. Тот проведет свою часть исследований и совместно они расскажут о кометах так много, как это только возможно в роботизированной миссии.

Любопытный вопрос - почему к комете пришлось лететь целых десять лет, если она прилетает чаще? Причина этого - научная программа Rosetta.. За тридцать лет ученые смогли сфотографировать вблизи кометное ядро; смогли скинуть на комету металлическую болванку, а через несколько лет взглянуть на результат падения; смогли даже привезти на Землю немного кометной пыли из хвоста. Но чтобы провести рядом с ядром кометы достаточно длительное время, и чтобы сесть на нее, простой встречи мало. Скорость комет может достигать десятков и даже сотен километров в секунду, к этому прибавляется вторая космическая самого аппарата, поэтому “в лоб” комету можно только бомбить или высаживать Брюса Уиллиса.

На борту трехтонного космического аппарата размещено 12 научных приборов, которые позволят изучить температуру, состав, интенсивность испарения кометного хвоста, поверхность ядра. Радарный эксперимент позволит сделать радарное “УЗИ” кометному ядру, чтобы определить ее внутреннюю структуру,фотоустройство, оборудованное двумя камерами с объективами 700 мм и 140 мм и CCD-матрицами 2048х2048 пикселей.

Посадка на поверхность ядра кометы является чрезвычайно сложной задачей с технической точки зрения. Комета движется в космическом пространстве со скоростью 18 км/c, находясь в состоянии вращения. Дополнительная сложность -чрезвычайно слабая гравитация кометы, из-за чего зонд может попросту «отскочить» от неё. Для предотвращения такого развития событий модуль «Филы» был оснащён специальным прижимным двигателем, однако перед посадкой выяснилось, что двигатель вышел из строя.

При посадке модуль дважды отскочил от поверхности, затем принял устойчивое положение и начал собирать данные, которые в настоящее время отправлены на Землю через зонд Rosetta.

После посадки «Филы» было запланировано начало выполнения научной программы:
определение параметров ядра кометы;
исследование химического состава;
изучение изменения активности кометы со временем

Масса спускаемого зонда Philae — сто килограммов. Линейные размеры не превышают метра. Зонд несет на своем борту десять инструментов, необходимых для исследования ядра кометы. С помощью радиоволн ученые планируют изучить внутреннюю структуру ядра, а микрокамеры позволят сделать с поверхности кометы панорамные снимки. Сверло, установленное на Philae, поможет взять пробы грунта с глубины до 20 сантиметров.

Из-за множественного отказа аппаратуры во время посадки спускаемый аппарат «Филы» остановился в том месте, где он не может получать достаточного количества солнечных лучей для подзарядки своих солнечных батарей. Когда его рассчитанные на 60 часов работы аккумуляторы разрядились, он начал впадать в спячку. До того, как это произошло, «Филы» смог успешно установить свой бур. Пока не ясно, смог ли бур спускаемого модуля доставить образцы грунта в специальную печь, в которой образцы нагреваются для того, чтобы можно было определить их состав, или спускаемый аппарат провел анализ образцов другим образом.

Пока еще не ясно, какое именно органическое вещество обнаружил «Филы». Они могут оказаться такими же простыми как метан (CH4) или метанол (СH4O). Но когда корреспондент журнала Popular Science беседовал со Штефаном Уламеком (Stephan Ulamec), руководителем команды спускаемого аппарата космического зонда «Розетта», он указал на то, что эти молекулы могут оказаться не такими простыми. Более крупные и более сложные молекулы, по его словам, могут оставлять такой же след на используемых аппаратом «Филы» приборах, и поэтому его группе потребуется больше времени для того, чтобы установить, какие именно молекулы были обнаружены.

Первый научный результат миссии уже опубликован — доля тяжелой воды во льду кометы в три раза больше, чем на Земле. Что несколько озадачивает, так как, по сложившимся представлениям, большая часть воды на Землю была занесена именно кометами такого же типа, что и 67P/Чурюмова-Герасименко.

Уникальные снимки ядра кометы, сделанные аппаратом «Филы».

«Розетта» записала колебания электромагнитного поля кометы
частота которого составляет 40 до 50 мГц. Преобразованием частоты эти колебания были приведены в звуковой диапазон, который может воспринимать человеческое ухо

Ученые считают, что звуки проявляются из-за активности кометы, возможно, при испускании нейтральных частиц в космос, где они становятся электрически заряженными (или ионизированными). Однако механизм, который отвечает за появление осцилляций остается загадкой.

«Это потрясающе, потому что является совершенно новым для нас. Мы не ожидали этого и все ещё работаем в попытках понять физику происходящего».

Работа зонда «Rosetta» и спускаемого аппарата «Philae» дала нам немало для понимания того, как формировалась и эволюционировала Солнечная система, и, возможно, того, как жизнь появилась на Земле.

Пусть посадка на комету не прошла идеально,-модуль пристыковался в тени и его солнечные панели не получают достаточно солнечного света для подзарядки, «Philae» удалось завершить все запланированные измерения и пробы до того, как отключилось питание. Предположительно, он «проснется» весной и продолжит свою работу.

http://astronews.ru/cgi-

bin/mng.cgi?page=news&news=6663

http://www.aif.ru/society/science/1380903

http://inosmi.ru/world/20141121/224416299.html?id=224416745#ixzz3SMgOU7zC


Follow us: @inosmi on Twitter | InoSMI on Facebook

http://inosmi.ru/world/20141121/224416299.html?id=224416745

СПАСИБО ЗА ВНИМАНИЕ