7 ноября 2014 г. NASA опубликовало отчет о результатах наблюдения уникального события - пролета вблизи Марса кометы С/2013 А1 Сайдинг-Спринг (как ее назвали в честь обсерватории-первооткрывательницы). Максимальное сближение ядра кометы с Красной планетой имело место 19 октября в 18:27 UTC на расстоянии 139 500 км, их относительная скорость была близка к 56 км/с.
    За весь период астрономических наблюдений Земле никогда так не везло: ни одна комета не проходила даже на расстоянии, в 10 раз большем. Однако жгучий интерес к событию был обусловлен не только этим. Судя по параметрам подлетной параболической орбиты наклонением 129°, комета Сайдинг-Спринг принадлежала к населению облака Оорта - зоны на расстояниях 5000-100000 а.е. от Солнца, заполненной ледяными телами, которые остались там со времени образования Солнечной системы, - и впервые в своей истории достигла ее внутренней области.

Фотомонтаж из снимков, сделанных «Хабблом» в день максимального сближения кометы и Марса. Кадры с кометой были сделаны между 12:06 UTC 18 октября и 03:17 UTC 20 октября, фотография Марса - 19 октября в 02:37 UTC, звездный фон пересчитан из Паломарского обзора под разрешение «Хаббла».

КОМЕТА C/2013 A1 SIDING SPRING

    Комету обнаружил еще за орбитой Сатурна профессиональный астроном Роберт МакНот (Robert McNaught) на трех снимках Уппсальского южного телескопа Шмидта за 3 января 2013 г. Вскоре ее нашли в данных других обсерваторий за декабрь и октябрь 2012 г., что позволило надежно определить орбиту и предсказать тесное сближение с Марсом вблизи перигелия в октябре 2014 г. Астрономическое сообщество с явным сожалением убедилось, что столкновения не будет, но и при такой дистанции часть вещества комы - газопылевой оболочки кометы - должна была попасть в атмосферу Марса, создав подобие метеоритного дождя. Таким образом, ученые внезапно получили возможность прямого измерения состава объекта из облака Оорта!
    К счастью, средства для наблюдений у них были. На орбите Марса находились американские аппараты Mars Odyssey, MAVEN и MR0, европейский Mars Express и индийский MOM (Mangalyaan). С поверхности за кометой могли следить роверы Opportunity и Curiosity. Разумеется, подключились и наземные телескопы, в числе которых ИК-телескоп обсерватории Мауна-Кеа на Гавайях, орбитальные аппараты и другие межпланетные зонды: Kepler, Swift, Spitzer, Chandra, Hubble Space Telescope, SOHO, WISE и Stereo.
    Странница с далекой окраины Солнечной системы не подвела: часть сопровождающих ядро обломков и пыли вошла в атмосферу Марса, затормозилась и испарилась, создав в ионосфере временный дополнительный слой заряженных частиц. Поступление кометного материала в атмосферу достигло своего максимума через 90-110 минут после встречи. «Наблюдая эффект от входа пыли в верхнюю атмосферу Марса, я очень радовался нашему решению собрать наши спутники на другой стороне планеты в момент прохождения пика пылевого хвоста», - заметил директор отделения планетологии в штаб-квартире NASA Джеймс Грин (James L. Green).
    Ведущая роль в наблюдениях «на месте» принадлежала спутнику MAVEN (Mars Atmosphere and Volatile Evolution), созданному специально для изучения атмосферы Марса и ее эволюции, включая взаимодействие с солнечным ветром и потерю вещества. Аппарат вышел на орбиту вокруг Красной планеты совсем недавно - 21 сентября 2014 г.. Его основная программа, рассчитанная на один год, официально стартовала только 16 ноября. И хотя в момент пролета кометы инструменты MAVEN находились еще на этапе тестирования и калибровки, добытая ими информация оказалась весьма ценной.

Комета С/2013 А1 Сайдинг-Спринг в ультрафиолете с борта MAVEN.

КОМЕТА C/2013 A1 SIDING SPRING

    Итак, 2 и 9 октября были проведены коррекции орбиты MAVEN, обеспечивающие его нахождение в день события с 19:53 по 20:23 UTC за Марсом по отношению к набегающему потоку пыли. Кроме того, с 17:45 до 21:00 аппарат принял специальную ориентацию, снижающую до минимума его «заметность» в качестве цели и одновременно обеспечивающую наилучший угол обзора. Из-за этого пришлось пожертвовать ориентацией главной антенны на Землю, поэтому связь осуществлялась по малонаправленной антенне на низкой скорости.
    Масс-спектрометр нейтральных газов и ионов NGIMS (Neutral Gas and Ion Mass Spectrometer) зафиксировал поступление в атмосферу ионов натрия, калия и марганца и сразу нескольких изотопов магния, железа, цинка, хрома и никеля. Видовой УФ-спектрограф IUVS (Imaging Ultraviolet Spectrograph) зарегистрировал мощное свечение ионов магния и железа, которое доминировало в ультрафиолетовом спектре Марса в течение нескольких часов после пролета и спадало в течение следующих двух суток. На Земле такого яркого следа не оставлял еще ни один метеорный поток!

Спектры различных металлов, оставленных в ионосфере кометой и найденных прибором NGIMS с борта MAVEN

КОМЕТА C/2013 A1 SIDING SPRING

    Важные детали отметил итальяно-американский радар MARSIS (Mars Advanced Radar for Subsurface and Ionospheric Sounding) на борту KA Mars Express. Он зарегистрировал сильный рост плотности электронов спустя несколько часов после прохождения кометы, причем на значительно меньшей высоте, чем та, что характерна для обычного максимума концентрации. Это тоже был «след» мелкой пыли, испарившейся в верхней атмосфере Марса.
    Обращаясь по вытянутой орбите высотой 350x10500 км, европейский аппарат не мог надежно укрыться от опасности. Тем не менее 22 июня операторы провели коррекцию, чтобы сдвинуть момент прохождения перицентра на 109 минут вперед и «спрятать» спутник за Марс хотя бы на наиболее опасные 27 минут.

Спектр плотности электронов, снятый в период 19-20 октября с аппарата Mars Express инструментом MARSIS. По вертикальной оси отложена высота над поверхностью, по горизонтальной - частота излученных радаром сигналов. Каждой частоте соответствует определенная плотность электронов, и по величине отклика, изображенного цветом (от синего к красному), можно судить о концентрации на разных высотах. На верхнем спектре представлена картина за несколько минут до вхождения кометы в атмосферу, и видно только небольшое эхо от солнечного излучения на высоте 150 км, что типично для ночной стороны Марса. Следующий снят 7 часов спустя и фиксирует дополнительный слой электронов на высоте 80 км в широком спектре частот, с плотностью 260 частиц на 1 см2. Третий спектр представляет распределение еще через 7 часов, когда временный слой уже рассеялся

КОМЕТА C/2013 A1 SIDING SPRING

    Самый долгоживущий из орбитальных зондов - Mars Odyssey - провел коррекцию с целью укрытия за Марсом 5 августа. В день события он наблюдал за кометой, вышел в запланированное время на связь и передал серию инфракрасных изображений, полученных прибором THEMIS (Thermal Emission Imaging System). Два нейтронных спектрометра на его борту (для низких и высоких энергий) также были нацелены на изучение эффекта, произведенного пылью и газом от кометы.

Фотографии с камеры HiRISE на борту аппарата MRO, по которым можно установить размер ядра кометы. Снимки сделаны с расстояния от 138000 до 150000 км с разрешением 140 м. Эти наблюдения позволили предположить, что ядро кометы С/2013 А1 Сайдинг-Спринг меньше 2 км.

КОМЕТА C/2013 A1 SIDING SPRING

    Аппарату MRO (Mars Reconnaissance Orbiter) тоже пришлось «прятаться» за Марсом в течение самых опасных 30 минут, для чего были проведены две коррекции - 2 июля и 27 августа - ОТМ-37 и ОТМ-38 соответственно. Основную информацию предоставили три его инструмента: камера высокого разрешения HiRISE (High Resolution Imaging Science Experiment), контекстная камера CTX (Context Camera) и спектрометр CRISM (Compact Imaging Spectrometer). В частности, по результатам работы первой из них, следившей за яркостью кометы в течение 40 часов до и 15 часов после пролета, определили период вращения ядра - около 8 часов. Спектрометр CRISM сделал снимки комы в 107 спектральных полосах за 11 минут до и через 26 минут после максимального сближения.

График показывает изменения в видимой яркости кометы. По графику видно что комета вращается с периодом в 8 часов. Каждый пик на графике соотвествует либо специфической области на ядре кометы или яркому выбросу кометного вещества.

КОМЕТА C/2013 A1 SIDING SPRING

Спектрометр CRISM. Левое изображение показывает комету во время максимального сближения с Марсом, масштаб 4 км на пиксель. Правая часть показывает спектр кометы без без каких-либо сильных эмиссионных линий.

КОМЕТА C/2013 A1 SIDING SPRING

    Дополнительные данные были получены с климатического зонда MCS (Mars Climate Sounder), камеры MARCI (Mars Color Imager) и радара SHARAD (Shallow Radar). Последний записывал отклик от сигналов, пропущенных через возникший временный слой заряженных частиц, которые свидетельствовали о десятикратном повышении концентрации электронов.
    В течение 40 минут непосредственно перед максимальным сближением за кометой следил Mangalyaan и передал ряд цветных фотографий с дистанции от 180000 до 130000 км. Он тоже прибыл к Марсу в сентябре, через 2 дня после MAVEN.

Комета C/2013 A1 19 октября 2014 г., панорамная камера (PanCam) марсоход Opportunity. Экспозиция 50 сек. Фото сделано за 2,5 часа до максимального сближения кометы с Марсом.

КОМЕТА C/2013 A1 SIDING SPRING

    Ровер Opportunity сфотографировал комету панорамной камерой Pancam в созвездии Кита за 2.5 часа до момента пролета и пылевой бомбардировки. К сожалению, мешала пылевая буря к западу от Равнины Меридиана, а во время самого события небо было слишком светлым. И все же на снимках, сделанных с выдержкой 50 сек, «гостья» отчетливо выделяется среди звезд. Спустя три часа после пролета комета появилась в поле зрения Curiosity, который наблюдал ее камерами ChemCam и Mastcam с большим разрешением - к сожалению, тоже не в лучших условиях, так как в кратере Гейл еще только-только начало темнеть. В отличие от орбитальных аппаратов, для роверов комета Сайдинг-Спринг не представляла угрозы.

Комета С/2013 А1 Сайдинг-Спринг "глазами" масрохода Curiosity. Камера Mastcam, 19 октября 2014 г. Кадр с экспозицией в 25 секунд.

КОМЕТА C/2013 A1 SIDING SPRING

    Изображения позволили определить размер плотного облака вещества, сопровождающего ядро кометы, - примерно 20 км. Диаметр самого ядра оказался меньше ожидаемого, порядка 700 м. Из-за его вращения комета Сайдинг-Спринг имеет «хвост» не совсем обычной формы.
    Как и ожидалось, встреча с Марсом комете не повредила. Она продолжила свое движение, максимально сблизившись с Солнцем 25 октября. В этот период и далее на нее по-прежнему устремлены взгляды аппаратов и исследователей.