Летящий через Солнечную систему посланник человечества с самурайским элементом на борту соединит историю Японии с ее будущим.
Запустить к астероиду самурая с мечом? Не совсем так — достаточно будет одного меча, вернее, зонда с наконечником из легендарной японской стали тамахаганэ, из которой изготавливались знаменитые самурайские мечи, катана.
Собственно, проблема ученых состоит в том, что от астероида очень трудно отколупнуть хотя бы кусочек породы, чтобы потом привезти на Землю для исследования.
Такие образцы очень важны для понимания того, как развивается Солнечная система и Вселенная, но добыть их крайне проблематично.
Астероиды странствуют в пространстве миллионы лет, их поверхность обожжена космическим холодом и солнечной радиацией — можно себе представить, насколько она тверда.
В канистру пробоотборника в таких случаях попадает лишь каменная пыль, что, конечно, тоже неплохо, но все-таки ученым хотелось бы большего.
Самураи спешат на помощь
Самурайские мечи из специальной стали выковывались в Японии столетиями и славны своей способностью разрубить что угодно.
В интернете полным-полно видео, на котором мечом катана разрубают все подряд — от толстых деревянных брусьев до стальных труб.
Трое космических инженеров решили объединить усилия с японским мастером ковки традиционных мечей из стали тамахагнэ, решив, что бур из такой стали сможет продырявить поверхность любого астероида.
Несколько слов об истории вопроса. Космический аппарат «Хаябуса-2» Японского агентства аэрокосмических исследований (JAXA) был отправлен к астероиду Рюгу, вращающемся вокруг Солнца по орбите между Землей и Марсом, и в этом году прислал потрясающие снимки черной каменистой поверхности небесного тела.
Однако доставить на Землю образцы грунта гораздо сложнее, поэтому ученые и придумывают варианты решения этой неординарной проблемы.
Уже имеется научный отчет о ряде экспериментов, проведенных коллективом, среди членов которого 70-летний мастер стали и кузнец Генрокуро Мацунага и ученый Такео Ватанабэ из Технологического института Канагавы.
В отчете рассказывается о том, как исследователи собрали несколько пробоотборников (кореров) из металла разной структуры. Четыре были сделаны из стали тамахаганэ — традиционного для японских мечей металла, изготавливаемого путем сжигания железной руды с углем и железистым песчаником при высокой температуре в специальной плавильне.
«Для того чтобы достичь остроты и пластичности, необходимых для наконечника корера, мы обратились к традиционным японским технологиям ковки мечей», — пишут авторы.
Мацунага использовал песок с содержанием частиц железной руды, взятый с одного из японских пляжей. Процесс изготовления стали включал в себя нагревание металла до высокой температуры и быстрое охлаждение — и так много раз.
Готовые пробоотборники представляют из себя маленькие цилиндрические устройства с лезвиями по кромке, наклоненными внутрь.
Вместо того, чтобы рубить астероид катаной (что выглядело бы захватывающе, но не очень практично), ученые на высокой скорости запустят к поверхности астероида корер с наконечником из самурайской стали.
Идея состоит в том, что он воткнется в астероид и пробьет его поверхность, что позволит собрать образцы грунта. Затем трос втянет корер с фрагментами астероида обратно на зонд.
В 2005 году одна из первых миссий «Хаябусы» показала, насколько сложно отковырнуть от астероида хотя бы кусочек. На Землю тогда доставили лишь небольшое количество каменной пыли — 1,5 тыс. мелких гранул.
Идеально для ученых было бы получить образцы грунта более глубокого залегания, но на практике даже кусочки поверхности астероидов крайне сложно добыть, поскольку эти небесные тела маленькие и почти не обладают гравитацией.
Каждый раз когда самоходное устройство или пробоотборник входят в более или менее серьезный контакт с астероидом, тот легко отскакивает от них.
«Любое устройство, позволяющее приложить меньше силы, пробивая поверхность (например, сделанное из стали тамахаганэ), может помочь», — объясняет астрофизик из Гарвардского университета Мартин Элвис.
Мы часто представляем себе астероиды в виде булыжников, летящих в пространстве, однако часто это скорее бесформенные обломки камней, очень нестабильные. Попробуйте отломить что-то от такого куска с почти нулевой гравитацией.
Конечно, мы довольно редко оказываемся достаточно близко от астероида, не говоря уже о том, чтобы иметь возможность проанализировать, из чего он сделан.
Так что каждый раз трудно предсказать, что именно мы обнаружим, подчеркивает геофизик и исследовательница в области стихийных бедствий Мика Маккиннон.
«В его составе может оказаться лед, и когда он нагреется, может произойти взрыв, и астероид превратится в газ», — говорит она.
Пока японские исследователи заняты тем, что испытывают новые пробоотборники, сбрасывая их на бетонную поверхность.
Корерам удается собрать небольшие образцы бетона, хотя время от времени они роняют захваченное по дороге обратно.
«Нужно придумать механизм, который не позволял бы полученным пробам вываливаться из пробоотборников», — отмечают авторы исследования.
Кроме того, испытываемые кореры пока сделаны не из самурайской стали — это обошлось бы слишком дорого для простых тестов.
- Дзен-Toyota: деревянный автомобиль как семейная реликвия
- Мастер ирезуми: секреты японского искусства татуировки
Тем не менее первые шаги к тому, чтобы отправить космический самурайский меч к астероиду, сделаны. Можно ли назвать тамахаганэ наилучшим материалом для такой работы?
Маккиннон точно не знает, но отмечает, что невозможно отрицать большой эмоциональной привлекательности идеи использования легендарной стали, имеющей большое культурное значение для целой нации.
«Мы тем самым добавляем человечности этой миссии, этим аппаратам, действующим от нашего лица», — говорит она.
Летящий через Солнечную систему посланник человечества с самурайским элементом на борту соединит богатую историю Японии с ее высокотехнологичным будущим.
Прочитать оригинал этой статьи на английском языке можно на сайте BBC Future.