Чем закончится встреча Марса с кометой?

В  октябре текущего года астрономы  получат уникальный шанс исследовать процессы, происходящие во время тесных сближений «хвостатых звезд» с планетами Солнечной системы. Такую возможность им предоставит комета С/2013 А1 Siding Spring, которая 19 октября пройдет на расстоянии 138 тыс. км от Марса — это чуть больше трети среднего радиуса лунной орбиты и в 17 раз ближе, чем в июле1770 г. подошла к Земле комета Лексема (D/1770 L1 Lexell). Хотя влияние кометы Сайдинг-Спринг на поверхность Красной планеты полностью исключено и серьезными учеными не обсуждается, тем не менее, целая статья в майском номере журнала ICARUS посвящена интересной возможности ее гипотетического взаимодействия с разреженной марсианской атмосферой.

Обнаруженная в начале прошлого года Робертом Макнотом (Robert McNaught) на австралийской обсерватории Сайдинг-Спринг, комета С/2013 А1 произвела фурор в астрономическом сообществе, когда было установлено, что она подойдет очень близко к Красной планете — всего в 6 раз дальше, чем находится от центра Марса его внешний спутник Деймос (средний радиус его орбиты равен23 460 км). И хотя столкновения с кометой, согласно расчетам, гарантированно не произойдет, однако обширная кома — разреженная кометная атмосфера — может быть легко обнаружена гремя космическими аппаратами, работающими на ареоцентрических орбитах. На расстоянии 1,4 а.е. (210 млн км) от Солнца кома, как ожидается, будет состоять в основном из водяного пара. Уже рассчитаны эффекты, сопровождающие ее проникновение в марсианскую атмосферу и взаимодействие обеих газовых оболочек на высоте155 кмнад поверхностью планеты. Эти эффекты должны продолжаться в течение чуть более четырех часов с максимумом около 18:30 UT 19 октября2014 г.

Наблюдения редкого сближения планируют производить с помощью американских аппаратов Mars Odyssey и Mars Reconnaissance Orbiter, а также европейского зонда Mars Express. На поверхности планеты продолжают работать марсоходы Opportunity и Curiosity — их также задействуют в некоторых наблюдательных программах. Кроме того, в сентябре на орбиту вокруг Марса должны выйти межпланетные аппараты «Мангальян» (Индия) и MAVEN (США). Последний интересен как раз тем, что специально предназначен для изучения верхних слоев марсианской атмосферы, и его ион-нейтральный масс-спектрометр NGIMS предоставит ученым важную информацию о возможных изменениях ее состава вследствие сближения с кометой. Защитный экран прибора планируют сбросить всего за два дня до этого события.

Предложения по использованию наземных наблюдательных средств для получения дополнительных данных принимаются соответствующим комитетом. Астрономы-любители смогут следить за сближением с помощью сравнительно небольших телескопов: с нашей планеты его будет видно как прохождение кометы на расстоянии всего 7 угловых минут от Марса, при этом объекты должны иметь блеск соответственно около восьмой и первой звездной величины. Для наблюдателей средних широт Северного полушария они расположатся невысоко на юго-западе, появляясь после окончания вечерних сумерек и вскоре скрываясь за горизонтом.

Представляется интересным рассмотрение взаимодействия комы с поверхностями спутников Марса, хотя общее количество водяного пара, попавшее в верхние слои их грунта, как ожидается, не будет большим. В районе марсианской орбиты кома С/2013 А1, содержащая нейтральные молекулы воды, должна иметь радиус 150 тыс. км. Существует более протяженная и разреженная кома, состоящая из продуктов диссоциации Н20 (главным образом водорода и гидроксила) и простирающаяся примерно на миллион километров.

В статье отмечается, что значительные возмущения в верхних слоях атмосферы могут произойти, если скорость испарения кометного вещества превысит 1028 молекул в секунду, что соответствует примерно300 кгв секунду. По словам Роджера Йелла из Отдела планетарных исследований Университета Аризоны (Roger Yelle, Department of Planetary Sciences, University of Arizona), в момент встречи Марс будет находиться на «далеких задворках» комы. В основной ионный хвост он не попадет, но некоторые ионы наверняка достигнут планеты. Пылевой хвост обойдет ее стороной, что можно отнести к удачным обстоятельствам.

В настоящее время ученые пересматривают программы марсианских миссий, чтобы наиболее эффективно провести научные наблюдения уникального сближения без ущерба для безопасности орбитальных аппаратов.