Новые изображения карликовой планеты церера. Изучение Цереры зондом Dawn Состав и атмосфера Цереры
Церера — это самый большой астероид пояса астероидов, который получил статус карликовой планеты. Погоня в открытии этой планеты еще началась в 1781 году, в то время, когда была открыта планета Уран, находившаяся в том самом районе пространства в космосе, которое относилась к правилу Тициуса-Боде. Правило Тициуса (немецкий ученый) доказывает закономерность нарастания увеличения радиусов орбит планет, находящихся возле Солнца. Через некоторое время спустя это правило оказалось неточным, а открытие Урана в том же месте зародило в кругу астрономов прошлых столетий заядлую «охоту за планетами».
История открытия
Позднее, в 1800 году была основана международная группа ученых – астрономов «Небесная стража». Круглые сутки она вела наблюдения пространства в космосе между орбитами Юпитера и Марса, то есть в той области, где должна была располагаться та еще не открытая планета. Церера в данной области открыл итальянский астроном Джузеппе Пьяцци в 1801 году. Сначала он принял ее за комету, но все же заметил, что у нее есть некие особенности. На протяжении года попытки зафиксировать существование этой планеты-астероида были и у других ученых, но только в последний день 1801 года все-таки удалось подтвердить ее существование. Этим правило Тициуса-Боде снова приобрело справедливость. Сам Джузеппе Пьяцци назвал планету-астероид «Церерой», хотя перед этим оно произносилось как «Церера Фердинанда».
В 1802 году Церера относилась к классу астероидов. Крупнейшее в основном поясе астероидов космическое тело обладает диаметром, равным 950 километров, имеет форму сферы, возникшую благодаря наличию у Цереры своей собственной гравитации, и в шесть тысяч раз меньшую массу, чем имеет Земля, и в то же время составляет третью часть всей массы объектов пояса астероидов.
По исследованиям ученых, после того как астероид Церера приобрела сферическую форму, на ней стали происходить процессы постепенного смещения в центральную часть наиболее тяжелых пород. Итогом этого смещения стало образование каменного ядра. Водяной лед составляет внешнюю оболочку, которая имеет толщину около 100 километров, что превышает запасы пресной воды на Земле.
Исследования
Церера является одной из основных участников, с хорошей перспективой, проектируемых космических разработок. В первую очередь это связано с тем, что в ней хранится огромный запас пресной воды и этот факт может служить тем, что здесь есть возможность создать жизнь.
С точки зрения колонизации Церера вызывает большой интерес. На втором этапе освоения космоса планируют колонизировать Цереру. На первом этапе рассчитывают колонизировать космические объекты, находящиеся относительно недалеко от Земли, Луны, Венеры, Марса, Меркурия.
Отдаленное будущее
Церера находится между газовыми гигантами и планетами «земной группы», имеет хорошие условия, позволяющая служить идеальным перевалочным пунктом для создания на ней коcмическиx баз. К негативным факторам этой планеты относится низкая гравитация и отсутствие магнитного поля, что является негативным фактором для человеческого здоровья.
Анимация перелета космического аппарата DAWN от Весты к Церере
Аппарат НАСА «Рассвет» (Dawn) прислал снимки карликовой планеты Церера, сделанные с максимально близкого расстояния. На них видны ранее не известные подробности рельефа, в том числе высокая конусообразная гора с признаками кратерного происхождения, опутанная сетью трещин.
Снимок конусообразной горы с расстояния 1 470 км. Южное полушарие, высота 6 км. Ярко очерчен периметр, у испещрённых трещинами склонов практически отсутствуют обломки пород. Фото NASA/JPL-Caltech/UCLA/MPS/DLR/IDA
«”Рассвет” безупречно работает на новой орбите. Теперь он присылает в три раза более чёткие снимки, открывая новые черты этой карликовой планеты», - делится Марк Рэйман, главный конструктор аппарата и руководитель его миссии из Лаборатории реактивного движения НАСА, расположенной в городе Пасадена штата Калифорния.
Внизу слева - горный хребет в центре кратера Урвара на Церере. Фото NASA/JPL-Caltech/UCLA/MPS/DLR/IDA
Снимок кратера Гауэ от аппарата «Рассвет». Гауэ - немецкая богиня, которой делались подношения в период уборки пшеницы. Фото NASA/JPL-Caltech/UCLA/MPS/DLR/IDA
Новая орбита движения «Рассвета» расположена в 1470 км над Церерой. На съёмку всей поверхности планеты и отправку изображений на Землю у него уходит 11 дней. За это время он совершает 14 оборотов вокруг карлицы. За ближайшие два месяца он проделает эту работу 6 раз.
Для создания обширной карты поверхности Цереры «Рассвет» использует кадровый фотоаппарат, дающий возможность 3D-моделирования снимков. Его разрешение составляет 140 метров на пиксель. Один снимок запечатлевает менее 1% всей поверхности планеты. Одновременно с этим на аппарате работают спектрометры для инфракрасного и видимого излучения. С их помощью делаются фотографии, по которым учёные анализируют минеральный состав поверхности планеты.
Исследователи также намерены сделать более точные измерения гравитационного поля Цереры для расчёта следующей, более низкой (375 км) орбиты аппарата, переход на которую планируется на конец октября этого года. «Рассвет» - первый аппарат, отправленный к карликовой планете. Он также первым получил задание исследовать два разных объекта Солнечной системы. В 2011-2012 годы он 14 месяцев вращался вокруг протопланеты Веста, а 6 марта 2015 года добрался до Цереры.
1 июля основная миссия зонда Dawn подошла к концу. NASA не собирается прекращать работу аппарата, как . Но и дальше Цереры Dawn не полетит, как предполагалось. Раньше команда проекта планировала, что зонд после изучения планетоида Цереры полетит дальше - сначала к Солнцу, выйдя на безопасную для себя орбиту, и затем к астероиду Адеона . Последний пункт плана был рассчитан на май 2019 года.
Но сейчас специалисты пришли к выводу , что изучение Цереры стоит продолжить - научная ценность текущей миссии будет выше, чем посещение Адеоны. Ученые полагают, что Dawn сможет получить интересные для науки данные при прохождении планетоида через перигелий - минимально удаленную от Солнца точку орбиты. Команда проекта никак не могла прийти к общему мнению в плане продления миссии зонда. 1 июля на сайте NASA даже появился пост с информацией о полете Dawn к Адеоне. Чуть позже пост убрали, а представители агентства заявили о том, что публикация этого материала была ошибкой. Теперь на сайте размещена информация о том, что зонд остается на орбите Цереры. 
Фотографии пятен на Церере, присланные Dawn в марте 2016 года (фото: NASA)
Долгая дорога к Церере
История зонда Dawn началась в 1992 году, когда ведущий специалист проекта Кристофер Рассел (Christopher Russell) представил эффективные ионные двигатели аппарата. Они не могут развивать такую значительную тягу, как ракетные двигатели, зато работают гораздо дольше. Такие движки изначально планировалось устанавливать на искусственные спутники Земли, но Рассел решил поставить их на аппарат, который отправится к поясу астероидов Солнечной системы.Авторы проекта получили три отказа от руководства NASA, но в 2001 миссия все же получила одобрение. В рамках миссии зонд Dawn должен был посетить два крупнейших объекта пояса астероидов: Весту, самый большой астероид в Солнечной системе, и Цереру, карликовую планету. По словам Рассела, при использовании химических ракетных двигателей к Весте и Церере понадобилось бы запустить два аппарата - топлива просто не хватило бы на посещение сразу двух объектов в поясе астероидов. Но поскольку команда проекта решила использовать ионные двигатели, всю программу можно было выполнить с использованием всего одного аппарата.
Почему для изучения решили выбрать Весту и Цереру? Дело в том, что ученые считали их старейшими объектами Солнечной системы. Их изучение помогло бы прояснить некоторые аспекты происхождения планет и выяснить, какие процессы привели к формированию Солнечной системы в текущем ее виде. При этом оба объекта отличаются друг от друга. Веста - скалистый мир без большого количества жидкости или газов. Поверхность Весты покрыта метеоритными кратерами. Церера отличается от Весты меньшей плотностью, ранее высказывались предположения, что ее поверхность может быть покрыта льдом, а под поверхностью может скрываться океан жидкой воды. Кроме того, на поверхности Цереры астрономы заметили загадочные яркие пятна. Но с Земли было невозможно понять, что это за образования, и какова их природа. Церера - единственный объект в Солнечной системе с такими свойствами.
Успехи миссии Dawn
Зонд запустили в космос в 2007 году. Вывод аппарата за пределы Земли был осуществлен при помощи ракеты-носителя Delta II. К Весте аппарат приблизился в 2011 году.
Кратер Антония (южное полушарие Весты). Фото: NASA
Пробыв на орбите астероида год, зонд отправился к Церере. На орбиту планетоида Dawn вышел в марте 2015 года. В октябре 2015 года космический аппарат занял самую низкую орбиту.
По мере сближения с планетоидом ученые Земли получали все более и более качественные снимки Цереры и ее поверхности. Но природу пятен удалось выяснить только после максимального сближения с планетоидом. До этого момента одной группой ученых высказывались предположения о том, что пятна - это выход водяного льда на поверхность. Другие специалисты утверждали, что это выход солей на поверхность.
После того, как зонд выслал последние данные изучения пятен с фотографиями высокого разрешения этих образований, ситуация прояснилась. Вероятнее всего, пятна состоят из сульфата магния, химического соединения с большим альбедо. Кстати, не так давно ученые над этими пятнами.
Ученые выяснили, что под поверхностью планетоида находятся крупные запасы водяного льда. Ученые утверждают, что на ранних этапах своей эволюции Церера была теплым миром, и на ее поверхности плескался океан. К сожалению, с течением времени этот мир начал остывать. А поскольку собственного источника тепла (как у Европы, например) у планетоида не было, то вода замерзла.
