Хаябуса 2: Возвращенный образец астероида может помочь раскрыть истоки жизни и солнечной системы

Что вы думаете об астероиде? Многие люди думают о них как о инертных и, возможно, довольно тусклых, рябых предметах в форме картофеля, находящихся далеко в глубоком космосе. Но за последние десять лет две японские космические миссии — «Хаябуса» и теперь «Хаябуса-2» — поместили этот вид в учебники истории. Астероиды — интересные тела, которые могут объяснить, как возникла жизнь на Земле.

Хаябуса 2: Возвращенный образец астероида может помочь раскрыть истоки жизни и солнечной системы

Японское космическое агентство JAXA доставило на Землю образцы с астероида Рюгу шириной 1 км, который приземлился 6 декабря в Южной Австралии. Первый аппарат Хаябуса вернул образцы с астероида Итокава в 2010 году, который, как и Рюгу, вращается вокруг Солнца около Земли. Я один из ученых, которые анализировали зерна, и теперь с нетерпением жду возможности исследовать Рюгу.

Наблюдения с помощью камер Hayabusa 2 уже выявили некоторые интригующие особенности астероида Рюгу (что означает «Дворец дракона»). Похоже, что астероид образовался в виде вращающейся груды обломков предыдущих поколений различных астероидов. Рюгу показывает, что астероиды имеют богатую и хорошо задокументированную историю, они подвергались бомбардировке метеоритами и разрушались суровым солнечным ветром и космическими лучами.

Многие «углеродистые хондритовые метеориты», такие как Рюгу, богаты водоносными минералами, такими как глины — на самом деле они могли принести воду на Землю. Что интересно, наблюдения за Рюгу показывают, что он не так богат водой, как ожидалось, когда он был выбран в качестве цели для этой миссии. Возможно, вода в образовавшихся астероидах выкипела в результате внутреннего нагрева радиоактивным материалом. Напротив, астероид Бенну, образцы которого были взяты миссией NASA Osiris Rex и которые вернут образцы в 2023 году, действительно кажется богатым гидратированными минералами.

Рюгу мог многое рассказать нам об истории Солнечной системы. Земля и другие планеты образовались из небольших скалистых тел в диске из газа, льда и пыли, который называется солнечной туманностью. Астероиды — это остатки этого процесса. В то время как планеты претерпели обширные изменения, образовав корки, мантию и ядра в течение своей жизни, астероиды — нет. Таким образом, изучая примитивные образцы астероидов, мы можем раскрыть множество секретов о том, как образовалась Солнечная система.

Например, присутствовали ли в этой туманности строительные блоки для жизни или они появились позже на Земле? Если бы они присутствовали в туманности, мы могли бы увидеть их на Рюгу. Предыдущие исследования фактически показали, что реакции с водой на астероидах связаны с производством аминокислот, из которых состоят белки. Если бы мы действительно обнаружили, что строительные блоки жизни присутствовали во время рождения Земли, это могло бы означать, что жизнь во Вселенной может быть более распространенной, чем вы думаете. Это также может помочь нам понять, как органический материал распространяется на планеты, такие как Марс и Земля.

Одним из преимуществ тщательно подготовленной миссии по возврату проб, такой как Hayabusa 2, является то, что загрязнение органическими материалами на Земле находится на абсолютном минимальном уровне. Так что, если мы найдем аминокислоты на Рюгу, мы можем быть уверены, что они действительно произошли оттуда.

Однако получить образец оказалось непросто. Чтобы достать кусок из-под поверхности Рюгу, где материал защищен от ударов метеоритов и радиации, космический корабль должен был отойти от него на безопасное расстояние. Там он выпустил снаряд по поверхности астероида. Созданный небольшой кратер был затем посещен во время короткого приземления, когда материал был собран. В JAXA осторожно говорят, сколько было собрано, но мы надеемся на десятки граммов.

Тот же механизм отбора проб использовался в миссии «Хаябуса-1», но в этом случае проекторы и сборщик были не по времени, что привело к накоплению только тонкого облака пыли.

Однако даже это позволило нам выяснить, как образовалась Итокава, и что он был идентичен по минералогии метеориту типа «LL5». Таким образом, это помогло нам объяснить, как образовались тысячи метеоритов LL5 в наших земных коллекциях.

«Хаябуса-2», который находился в шестилетней миссии, отправился на Землю в ноябре 2019 года. На YouTube в прямом эфире был показан огненный шар возвращаемой капсулы, а радиомаяк внутри капсулы способствовал быстрому восстановлению с помощью дронов и вертолетов. Капсула будет доставлена ​​в кампус Сагамихара недалеко от Токио, Япония, для открытия.

Миссии по возврату образцов требуют лабораторных методов, способных анализировать мельчайшие образцы. Мы будем применять самые современные методы, включая органический анализ, электронную микроскопию, которая запускает электроны в образец, чтобы получить изображение с большим увеличением, и синхротроны — огромные ускорители, которые генерируют рентгеновские лучи для изучения материи в мельчайших деталях. Немного похоже на эпоху Аполлона 1960-х и 70-х годов и миссию «Звездная пыль» в 2006 году, следующее поколение миссий по возврату проб будет способствовать развитию наших аналитических возможностей на Земле.

По мере того, как происходит обратная миссия, космический корабль без груза образца астероида перейдет к последней части миссии, направляясь к