10 июля 2010 года в 15:44:57 UTC по бортовым часам, или в 16:10:18 по времяисчислению Земли, находясь в 407 млн км от Солнца и в 456 млн км от родной планеты, европейский КА Rosetta прошел на расстоянии 3162 км от довольно крупного астероида Лютеция. В ходе пролета бортовые приборы провели наблюдения, которые могут внести существенный вклад в современную планетологию, а возможно, даже повлечь за собой и пересмотр некоторых представлений об эволюции Солнечной системы.
    Лютеция - уже вторая малая планета, обследованная «Розеттой» с близкого расстояния. Без малого два года назад, 5 сентября 2008 г., станция прошла в 803 км от астероида Штейнс. Однако Лютеция гораздо больше. И хотя искусство межпланетной навигации в ЕКА освоили хорошо, в баллистической схеме пролета была задана дальность 3200 км. С меньшего расстояния более чем 100-километровое тело просто не уместилось бы в поле зрения оптических приборов.
    До Лютеции земные АМС имели встречи с девятью астероидами и четырьмя ядрами комет. И каждая встреча обязательно открывала ученым ту или иную особенность, отличавшую новый астероид от изученных ранее. По всей видимости, Лютеция продолжит эту славную традицию.
    Природа Лютеции давно волновала астрономов. Дело в том, что наземные приборы довольно долго не позволяли провести прямые измерения размеров малых планет. Их вычисляли по видимому блеску и альбедо (отражающей способности), которую, в свою очередь, оценивали по поляриметрическим и спектральным измерениям. Особенности поляризации позволяли отнести Лютецию к редкому М-классу «металлических» астероидов с альбедо 0.21. Однако радиолокация давала парадоксально низкий коэффициент отражения, не характерный для металлической поверхности, а низкочастотный спектр был плоским, как у темных углистых хондритов класса С. А это, что называется, «две большие разницы».

Rosetta: астероид 21 Лютеция

Лютецию открыл 15 ноября 1852 г. родившийся в Германии и живший во Франции художник и астроном-любитель Германн Гольдшмидт (Hermann Goldschmidt). Имя новому небесному телу он дал в честь любимого города - именно так называлось кельтское поселение, на месте которого впоследствии образовался Париж. Лютеция стала 21-й в списке малых планет.     Увлечение Гольдшмидта астрономией началось с посещения в 1847 г. лекции великого французского астронома Урбена Леверрье (Urbain Le Verrier). Свой первый телескоп Германн купил на деньги, вырученные от продажи копии портрета Галилея, сделанной во Флоренции. Лютеция стала его первым астрономическим открытием, но не последним: за девять лет Германну удалось открыть еще 13 малых планет и стать наиболее успешным «охотником за астероидами» своего времени.     В 1861 г. Гольдшмидт был удостоен золотой медали Королевского астрономического общества. Его именем назван кратер на поверхности Луны.

Rosetta: астероид 21 Лютеция

    Считается, что астероиды С-класса «пролежали на полке» все время с момента начала формирования Солнечной системы: они не были захвачены при образовании планет и по сей день хранят в себе то самое вещество, из которого образовалась Солнечная система. Но если Лютеция имеет преимущественно металлический состав, она должна быть осколком более крупного тела, в котором исходное вещество, естественно, претерпело многочисленные изменения. Кстати, именно на этой основе и родилась, пожалуй, самая романтическая из всех гипотез о происхождении Лютеции (особенно для советских и российских любителей творчества А. П. Казанцева): не является ли астероид осколком легендарной планеты Фаэтон?
    Что касается размеров, то по данным инфракрасной обсерватории IRAS диаметр Лютеции определили в 96 км, однако совсем недавно, в 2009 г., изучение снимков на телескопе Кека с адаптивной оптикой позволило оценить размеры астероида в 134x101x76 км.
    Специально к пролету «Розетты» в 2004-2009 гг. под руководством Ирины Николаевны Бельской из Харьковского университета, работающей во Франции, была выполнена программа комплексных наблюдений Лютеции. Один из выводов состоял в том, что форма астероида осложнена крупным кратером - и, надо сказать, это предположение блестяще оправдалось!
    Встреча «Розетты» с Лютецией оказалась возможной в силу выбранной траектории полета от Земли к комете Чурюмова-Герасименко. Непосредственная подготовка к ней началась весной 2010 г., а до этого операторы тестировали АМС и ее посадочный аппарат Philae.
    Новый год Rosetta отметила своеобразно: 1 января аппарат ушел в защитный режим из-за сбоя одного из удаленных терминальных устройств. Сотрудники центра управления в Дармштадте за неделю вернули станцию в норму и в течение 20-27 января провели тест «глубокого сна» - режима хранения, в котором КА будет находиться с июня 2011 до января 2014 г. при полете на максимальном расстоянии от Солнца.
    3 февраля удалось провести смазку маховика В, и с 11 февраля он был возвращен в контур управления в дополнение к трем работающим маховикам. 24 февраля состоялся тест питания зонда Philae: он был изолирован от электросистемы основного КА и с 14:33 до 15:15 питался от собственных солнечных батарей.
    14-15 марта состоялся динамический тест пролета Лютеции, а 16 марта камера OSIRIS пронаблюдала кометоподобный объект Р/2010-А2 в главном поясе астероидов.

Rosetta: кометоподобный объект Р/2010-А2

    В период с 22 апреля по 12 мая были проведены регулярные тесты систем КА и научной аппаратуры.

Rosetta: астероид 21 Лютеция

Интересно отметить, что дата пролета Лютеции удивительным образом совпала с другим выдающимся событием в европейской космонавтике. Ровно 18 лет назад КА Giotto, который многие считают прямым предшественником «Розетты», прошел на расстоянии 200 км от ядра кометы Григга-Скьеллерупа (Grigg-Skjellerup).

Rosetta: астероид 21 Лютеция

    14 мая Rosetta обновила рекорд дальности от Солнца - она достигла 2.26 а.е. и продолжала расти.
    25 мая к радиоконтролю орбиты «Розетты» подключились станции Сети дальней связи NASA, а 31 мая с расстояния 53 млн км началась оптическая навигационная кампания. Ее целью было визуальное отслеживание астероида-цели и более точное определение положения Лютеции на звездном небе и относительно АМС. Съемки велись двумя навигационными камерами (Navcam А и В) и узкоугольной камерой NAC в составе главного научного прибора OSIRIS дважды в неделю, а с 28 июня и до 9 июля - ежедневно. Всего было сделано 272 снимка.
    Полученные данные использовались для подготовки коррекций траектории ТСМ. Их было запланировано пять - за три недели, неделю, трое суток, 40 и 12 часов до расчетного момента пролета. В действительности была проведена только первая - двигатели «Розетты» включились 18 июня в 06:28 UTC и изменили скорость КА на 0.275 м/с, чтобы увеличить пролетную дистанцию с 2639 до 3160 км. Этого оказалось достаточно.
    5 июля на «Розетте» был включен для калибровки УФ-спектрометр Alice. На следующий день операторы задействовали масс-анализатор ионов C0SIMA, а 7 июля были включены детектор R0SINA для определения наличия атмосферы, камера OSIRIS, прибор RPC для детектирования магнитных полей и плазмы, а также бортовая аппаратура посадочного модуля Philae. 8 июля спектрометр Alice начал измерения в поисках экзосферы.
    10 июля в 08:30, за четыре часа до цели, специалисты центра управления полетом ES0C передали на борт последовательность команд, обеспечивающих разворот «Розетты» и перевод ее в пролетный режим.
    В 11:05 связь с «Розеттой» была передана с 35-метровой антенны ЕКА в Себреросе (Испания) на соседнюю 70-метровую антенну DSN-63 американской сети DSN в Робле-до-де-Чавела. Последняя принимала данные с борта на скорости 91 кбит/с.
    Аппарат завершил 40-минутный разворот в 12:05 UTC по бортовому времени, а с 14:45 был переведен в пролетный режим с работой в замкнутом контуре управления. Теперь станция сама отслеживала свою ориентацию относительно астероида по снимкам бортовой навигационной камеры А.
    В 15:44:57, с минимальным отклонением от расчетного времени, Rosetta прошла мимо Лютеции на относительной скорости 15 км/с. К радости специалистов, аппарат и его инструменты сработали безупречно, практически без отклонений от расчетных параметров. Не помешал и тот занятный факт, что в течение 10 минут в поле зрения Navcam-A помимо Лютеции находился Сатурн!

Астероид 21 Лютеция. 10 июля 2010 года, 3162 км от Лютеции

Rosetta: пролет астроида 21 Лютеция

    Для наблюдений был задействован практически весь комплект находящихся на борту сенсоров. Основной цикл съемки продолжался примерно два часа. Ученые также искали признаки наличия атмосферы (а даже на столь небольших космических телах можно найти отдельные молекулы вблизи поверхности), магнитосферы и, конечно, пытались определить плотность вещества астероида и состав материала, слагающего его поверхность. Отдельной задачей была попытка сбора образцов вещества Лютеции, то есть частиц пыли, которые могут находиться в окрестностях планетки, и их анализа бортовыми средствами.

Rosetta: астероид 21 Лютеция

В ходе пролета для управления станцией и приема информации с нее использовались 35-метровые антенны ЕКА в Нью-Норсии (Австралия) и Себреросе (Испания), а также 70-метровая и 34-метровые антенны станций Сети дальней космической связи NASA в Голдстоуне, Канберре и Мадриде. Два ведущих мировых космических агентства делили имеющийся ресурс времени всех указанных станций, которым, помимо «Розетты», приходилось работать и с другими КА.

Rosetta: астероид 21 Лютеция

    Непосредственно в момент пролета КА «отвернулся» от Земли, и связи с «Розеттой» не было. Сигнал был вновь принят в 16:20, а в 17:40 начался сброс записанных на борту данных. Наконец-то на Землю пришли снимки, сделанные с близкого расстояния!
    Основное количество изображений было получено инструментом OSIRIS, имеющим в своем составе широко- и узкоугольную камеру. Наилучшее разрешение снимков составило примерно 60 м.
    Перед камерами станции предстала разбитая поверхность с вкраплениями многочисленных кратеров - «лицо» объекта, удачно пережившего бурное рождение Солнечной системы и не раз подвергавшегося метеоритной бомбардировке за последующие 4.5 млрд лет. Изображения подтвердили, что Лютеция представляет собой вытянутое тело с наибольшим размером около 130 км. На ее поверхности была обнаружена гигантская чашеобразная депрессия - она может быть связана с вращением астероида, но может иметь и ударное происхождение.

Подлет к астероиду 21 Лютеция. Первый снимок 06:18 (за 9.5 часов до облета, 510000 км от астероида), последний 14:15 (за 1.5 часа до облета, 81000 км от астероида). Разрешение снимков от 9.6 км на пиксель до 1.5 км на пиксель соответственно.

Rosetta: пролет астроида 21 Лютеция

Rosetta: пролет астроида 21 Лютеция

Финальные снимки до облета астероида -8 мин, -4:40 мин, -2 мин, -1:50 мин

    Как это часто бывает в межпланетных экспедициях, «момент истины», которого ожидали почти два года, длился всего два часа. На полное считывание бортовых данных уйдет несколько недель, а процесс обработки информации займет не один месяц. Пока же ученые поздравляют друг друга с удачной операцией и делятся первыми впечатлениями. «Я думаю, это очень старый объект. Сегодня мы наблюдали свидетеля процесса формирования Солнечной системы», - полагает Холгер Сиркс (Holger Sierks), научный руководитель программы инструмента OSIRIS.
    Впрочем, самые первые результаты появились уже через несколько дней. По возмущению орбиты КА удалось получить предварительную оценку плотности Лютеции (она будет уточнена вместе с формой и объемом астероида): от 2.5 до 2.9 г/см³. Вот и первая неожиданность: до пролета считалось, что средняя плотность близка к 4-5 г/см³. Полученное значение велико для астероида С-класса, но одновременно слишком мало для М-класса, и теперь астрономы рассматривают возможность отнесения Лютеции к переходному W-классу, отличающемуся наличием гидратированных минералов на поверхности.

Rosetta: астероид 21 Лютеция

«Это был великий день для исследований, великий день для европейской науки. Точность часового механизма, [с которой был осуществлен пролет], является большим подарком ученым и инженерам наших государств, нашей индустрии, наконец - всему ЕКА».     Дэвид Саусвуд (David Southwood), директор Департамента по науке и автоматическим исследованиям ЕКА

Rosetta: астероид 21 Лютеция

    Пролет Лютеции стал последней научной операцией «Розетты», проведенной в «попутном» режиме. Слово за учеными, которые продолжат обрабатывать полученные результаты. Ясно, что в любом случае наши знания об астероидах существенно пополнятся, и если до пролета Лютеция для астрономов-землян была всего лишь далеким странником, то после него постепенно начинает становиться близким другом.

Карта астероида 21 Лютеция, составлена по снимкам с Розетты

Rosetta: пролет астроида 21 Лютеция

    Следующим важным моментом в жизни аппарата должен стать май 2014 г., когда Rosetta приблизится к своей основной цели -комете Чурюмова-Герасименко. На протяжении нескольких месяцев станция будет сопровождать ее в полете почти до точки перигелия, а в ноябре 2014 г. должно состояться самое волнующее событие - спуск посадочного модуля Philae на поверхность кометного ядра.