6 марта в 4:39 утра по тихоокеанскому времени (15:39 по московскому времени) космический аппарат Dawn («Рассвет») вышел на орбиту вокруг карликовой планеты Церера. Приблизительно через час сообщение об этом достигло Земли.
Создатели автоматической станции ждали этого момента более семи лет. За это время Dawn преодолел 4,9 миллиарда километров, отделяющих Землю от пояса астероидов, где находится Церера. Напомним, что Церера была первым астероидом, открытым людьми. Ее обнаружил 1 января 1801 года итальянский астроном Джузеппе Пиацци. Короткое время ее называли планетой, наравне с давно известными большими планетами, потом, когда открытия малых планет между Марсом и Юпитером продолжились, для них ввели термин «астероиод». Но в 2006 году Международный астрономический союз выделил особую группу «карликовых планет», куда попала Церера и некоторые другие небесные тела, например «разжалованный» из больших планет Плутон. Масса Цереры составляет 0,00016 массы Земли, а объем – 0,0032 земных объема. Диаметр Цереры приблизительно 950 километров. Она совершает оборот вокруг Солнца за 4,599 земных лет.
Аппарат Dawn был захвачен притяжением Цереры на расстоянии 61000 километров до карликовой планеты. Расчетная высота орбиты, которая проходит над полюсами Цереры, составляет 13500 км. На такой орбите Dawn пробудет 15 дней, делая снимки Цереры и изучая ее поверхность. Затем он спустится по спиральной траектории на высоту 4430 км, где в течение 22 дней станет работать над составлением подробной карты Цереры в видимом и инфракрасном диапазонах. Потом, в августе 2015 года, последует новые спуск, уже на высоту 1480 км для еще более подробных снимков Цереры и создания изображений ее рельефа в формате 3D. Наконец, в ноябре произойдет максимальное сближение аппарата Dawn с Церерой. На высоте приблизительно 375 км он будет три месяца изучать силу тяжести на Церере, также в это время будет работать детектор нейтронов и гамма-квантов.
Первоначально специалисты НАСА планировали, что Dawn после работы на Церере сможет в 2018 году пролететь мимо астероида Паллада, но оказалось, что топлива его двигателя хватит только на стабилизацию орбиты вокруг Цереры. Поэтому Dawn останется на этой орбите, став постоянным спутником Цереры.
Но даже без встречи с Палладой Dawn принесет ученым много ценной информации. Да и сейчас уже его работа позволила узнать много нового о малых объектах Солнечной системы. Dawn отправился в далекое путешествие 27 сентября 2007 года с космодрома на мысе Канаверал при помощи ракеты-носителя Дельта-2. Около трех месяцев его бортовые системы тестировались на околоземной орбите, а затем аппарат начал путь к поясу астероидов. 17 февраля 2009 года Dawn прошел на расстоянии всего 549 километров от Марса, использовав его силу притяжения для набора скорости.
Запуск автоматической межпланетной станции Dawn
В начале мая 2011 года аппарат начал приближаться к первой из двух целей – астероиду Веста. 3 мая Dawn передал на Землю первые фотографии Весты, сделанные с расстоянии 1,2 млн. км. 16 июля он успешно вышел на круговую орбиту над Вестой, а к середине декабря опустился на минимальную предусмотренную программой высоту. В ходе исследований было обнаружено немало интересного.
Благодаря фотографиям с подробным разрешением удалось составить карты рельефа Весты. Оказалось, что он весьма разнообразен с северными равнинами и южными горами. Рабочей группе по номенклатуре Международного астрономического союза пришлось потрудиться придумывая названия для открытых объектов. Так как сам астероид назван в честь римской богини Весты, кратерам на нем дали имена в честь известных из римской истории жриц этой богини – весталок. Видимо, известных весталок не хватило, и в качестве исключения ряд кратеров получил имена в честь жен римских императоров, а также в честь Мии – жены знаменитого античного атлета Милона Кротонского. Отдельные элементы рельефа названы по римским религиозным праздникам. Так появились борозды Дивалии и Сатурналии, земля Весталии, равнина Фералии, уступы Агоналии и Матроналии, а также купола Лукарии и Брумалии. Из двух цепочек кратеров одну назвали Альбалонга по древнему италийскому городу, другую – Робигалии, снова в честь праздника.
Самый крупный кратер назвали Реясильвия (Rheasilvia) – в честь Реи Сильвии, весталки, ставшей матерью Ромула и Рема. Его диаметр равен 500 км, то есть почти равен диаметру самой Весты. Он оказался одним из самых крупных и глубоких кратеров в Солнечной системе. Глубина его составляет 20 – 25 км. В результате удара, образовавшего этот кратер, в космическое пространство улетело не менее 1 % вещества Весты. Удивительно, как Веста вообще уцелела после такой катастрофы, не развалившись на куски. Это событие вызвало появления многочисленных астероидов семейства Весты – бывших ее обломков. Многие обломки попадают и на Землю, это метеориты HED (по составляющим их минералам – говардиту, эвкриту, диогениту). В центре кратера Реясильвия была открыта вторая по высоте горная вершина в Солнечной системе. Высотой более 21 километра она уступает только Олимпу на Марсе.
Фотография Весты, сделанная 17 июля 2011 года
Примечательный объект из трех кратеров разного размера, расположенных вплотную друг к другу, астрономы прозвали Снеговиком (Snowman). Официальные имена этих кратеров – Марция, Кальпурния и Минуция. Марция – самый молодой из этих кратеров, он частично перекрывается с Кальпурнией, Минуция – самый старый. Диаметр Марции – 58 км, Кальпурнии – 50 км, Минуции – 21,5 км. Снеговик окружен областью более темной поверхности Весты, предполагается, что это обломки горных пород и пыль, осевшие после метеоритного удара.
Снеговик на Весте
С помощью детектора нейронов и гамма-излучения специалисты НАСА исследовали минеральный состав Весты. Результатом их работы стала карта минерального состава астероида. Также Dawn подтвердил предположение, что у Весты есть железное ядро, диаметром приблизительно 220 км.
5 сентября 2012 года космический аппарат покинул Весту и направился к Церере. 1 декабря 2014 года Dawn приблизился к Церере настолько, что стало возможным ее сфотографировать. В дальнейшем все более подробные фотографии поступали по мере приближения аппарата к Церере.
Фотография Цереры, сделанная 19 февраля 2015 года
Церера, в отличие от каменной Весты, покрыта слоем льда. На ней также имеются кратеры. Уже на февральских фотографиях ученые заметили необычные белые пятна, природа которых пока неясна. Высказывают гипотезы, что они могут быть связаны с вулканической активностью. Скорее всего, исследования с более близкого расстояния помогут решить эту проблему. Также ученые надеются проверить гипотезу о наличии под ледяной поверхностью планеты океана жидкой воды. Уже известно, что Международный астрономический союз намерен присваивать объектам на Церере названия связанные с именами богов и богинь земледелия и земледельческими праздниками.
