Удар из космоса потряс лунный спутник

13 октября 2014 года что-то странное и непредвиденное случилось на борту американской автоматической станции Lunar Reconnaissance Orbiter (LRO), летающей по орбите вокруг Луны. Ведя рутинные наблюдения за лунной поверхностью, основной инструмент зонда — камера LROC (The Lunar Reconnaissance Orbiter Camera) — сделал снимок, отличающийся от всех остальных.

Если большинство снимков камеры отличаются четкостью и детализацией, то в этом кадре оказались внесены искажения, заметные даже неспециалисту.

Malin Space Science Systems

Анализ самих искажений изображения позволил научной команде миссии установить, что случилось в тот момент: по мнению ученых, в камеру попал небольшой метеороид, который заставил дрожать ее оптическую систему.

К радости ученых, удар не оказался критическим, и аппаратура космического аппарата осталась невредимой. Инструмент LROC состоит из трех отдельных камер — двух камер высокого разрешения (NAC), которые делают черно-белые детальные снимки поверхности, и одной широкоугольной камеры WAC, которая создает изображения среднего качества, но в цвете.

Камеры NAC строят изображения линия за линией — весь кадр строится из тысячи горизонтальных строк. В момент рокового снимка, когда матрица прорисовывала строку с номером 22616, камера испытала вибрацию, которая привела к смещению изображения на 15 пикселей с периодом колебаний в 27 линий. Это привело к искажению изображения, на котором видна сильная «рябь», занявшая на снимке несколько сотен последующих строк, и полностью исчезла на строках с номером 25 тыс. Что интересно, вторая камера NAC почти не заметила удара, искажению подверглись лишь 200 строк изображения, а удар до нее дошел спустя 20 миллисекунд.

Инженеры установили, что в этот момент сам космический аппарат не производил никаких движений (поворотов корпуса — антенн, солнечных батарей), которые могли бы вызвать дрожание оптики. Впрочем, если бы такие движения и были, они оказали бы одинаковое воздействие на обе камеры.

Анализ показаний звездных датчиков показал, что на момент удара пришлось небольшое отклонение корпуса на 0.0002°. Выяснилось, что по искажениям, обнаруженным на снимке, можно кое-что сказать и о характере ударившей частицы.

Дело в том, что в процессе подготовки запуска ученые оценивали устойчивость камеры зонда к вибрациям на старте, для чего была разработана необходимая компьютерная модель. Большая часть конструкции камеры NAC находится внутри аппарата, так что в открытом космическом пространстве находятся лишь передняя часть экрана и радиатор охлаждения, по которым, видимо, и ударила прилетевшая частица.

Анализ искажений на снимке помог оценить принесенный частицей импульс.

Если предположить, что двигалась она со скоростью 7 км/с и имела плотность 2,7 г на кубический сантиметр (средняя плотность для астероидов класса хондритов), то ее диаметр составлял 0,8 мм. Соответственно, если скорость была выше, то диаметр — меньше, и наоборот.

Для сравнения, скорость пули составляет 0,5–1 км в секунду. Ученые говорят, что удар, случившийся прямо во время экспозиции кадра, — очень маловероятное событие, поскольку LROC обычно делает снимки при дневном освещении и задействована в течение всего 10% от общего времени. «Интересно, как часто LROC и LRO были поражены другими метеороидами? Возможно, есть и другие изображения похожего события, которые мы еще не нашли?» — задается вопросом профессор Марк Робинсон из Университета Аризоны, главный разработчик прибора LROC.

«Поскольку удар не создал никаких технических проблем для работы и безопасности инструмента, команда лишь сейчас объявила об этом событии как восхитительном примере использования инженерных данных там, где это не предполагалось, чтобы выяснить, что происходит с космическим кораблем на расстоянии 380 тыс. км от Земли», — добавил ученый.