Время собирать камни с неба

Журнал Nature включил основателя экспедиции Виктора Гроховского в почётный список десяти человек 2013 года. О Гроховском писали The Guardian, Los Angeles Times, The New York Times, Financial Tribune и многие другие издания. Именами Виктора Гроховского и Марии Грицевич названы астероиды в главном поясе между Марсом и Юпитером. Имя Гроховского получили минерал, обнаруженный в железном метеорите Уакит, и гора в Антарктиде. Одна из антарктических вершин стала горой Уральских метеоритчиков. Всему этому учёные обязаны хобби, которое они удачно совместили с наукой.

С метеоритом в рюкзаке

– Первая наша метеоритная экспедиция прошла в 1986 году. Прежде я занимался спортивным туризмом. К тому моменту мы уже обзавелись семьями, растили детей. Детский поход по Уралу мы с друзьями уже делали и вдруг подумали: а почему бы не сделать большую экспедицию за метеоритами? – вспоминает Виктор Гроховский.

С метеоритами Гроховский был хорошо знаком. В 1971 году в Уральский политехнический институт впервые привезли лунный металл. В 1979 году Виктор Гроховский защитил кандидатскую диссертацию по теме «Исследование структуры лунного железа».

Железный метеорит. Лаборатория УрФУФото: Фёдор Телков

Из 33 участников той экспедиции девять – дети. Из всех взрослых учёными были только половина, зато все без исключения – заядлые туристы. Отправились на хребет Танну-Ола системы Восточного Саяна искать Чинге – самый прочный метеорит, упавший на Землю (впервые он был обнаружен в 1912 году). «В Туве две недели жили в палатках, копали. Нашли несколько килограммов. Это так всех вдохновило, что в следующую экспедицию отбоя от желающих не было», – рассказывает профессор.

– Мы работали нестандартно. Традиционно в те годы экспедиция понималась так: за год институт готовит ящики, заказывает транспорт, нанимает лошадей, обдумывает заброску… Мы же всё делали стремительно, – объясняет Гроховский. – Один раз у нас была вылазка параллельно с экспедицией Академии наук. Они неделю ждали вертолёта, чтобы с грузом и оборудованием заброситься. А мы пешком пришли – только рюкзак на спине. 25 километров отмахали за два дня – и всё, уже на месте, уже работаем.

Из Тувы экспедиция привезла 15 килограммов вещества. Через год с Дальнего Востока – уже 25 килограммов метеорита Сихотэ-Алинь, а в 1990 году у реки Ахтуба Волгоградской области нашли 130 килограммов метеорита Царёв, одного из крупнейших за всю историю наблюдений.

Экспедиция, поясняет профессор Гроховский, была задумана как источник материала для исследований. Казалось бы, осколков метеоритов много в разных музеях и хранилищах. Но это – экспонаты: взвешены, измерены, поставлены на учёт. А учёным нужно расходное вещество для работы.

Фрагмент метеорита Царёв (вес – 120 килограммов) упакован и готов для переноски. Слева – первооткрыватель метеоритного дождя Царёв Борис Никифоров. Волгоградская область. 1990 годФото: из архива экспедиции

– Нас беспокоит астероид Апофис, в 2029 году он пройдёт на расстоянии всего 37 600 километров от Земли. Его форма уже известна, а из чего он состоит – нет. Зная состав опасных астероидов, мы поймём, как их взорвать или изменить их траекторию, – рассказывает о космической опасности Гроховский. – И только в нашей лаборатории можно анализировать прочность конкретных аналогов астероидов. Благодаря находкам в экспедициях я могу выдать студенту хоть пять килограммов метеоритов, чтобы он их разрушил, сделал образцы и изучил.

И результаты есть. В 2011 году студент УрФУ Антон Пятков в дипломной работе доказал, что некоторые железные метеориты разрушить легче, чем каменные. Ранее считали, что они прочнее каменных и ледяных.

Мечта всей жизни

По периметру небольшого кабинета – столы с инструментами, у одной из стен – шкаф с образцами и фотографией антарктической экспедиции. За столом у двери – младший научный сотрудник Александр Пастухович. Склонился над небольшим камнем.

– Что там? – спрашивает Гроховский Пастуховича.

– Никеля примерно пять процентов.

– Тогда это, может быть, и метеорит… Его привёз к нам на экспертизу аспирант из Египта, – поясняет профессор. – Сегодня приехал на очередную стажировку.

Тот самый стеллаж с образцами из антарктической экспедиции. Лаборатория УрФУФото: Фёдор Телков

Метеориты на экспертизу присылают часто. Но многое оказывается камнями или шлаком. Настоящие метеориты – плотные на вид, без больших пор, тяжёлые; старые обязательно с ржавчиной, а свежие выглядят как печёная картошка – угольно-чёрные.

– Такими же остались наши фрагменты Челябинска. Жаль, что большой в музее порыжел. Когда только достали его из воды, он был чёрным, с корой плавления. Он был такой прекрасный, – вздыхает Гроховский. – Его сразу надо было высушить. Но пожалели бочку спирта. А сейчас лежит, бедный, ржавеет. Обидно!

– За всё время только один камень, принесённый, грубо говоря, с улицы, оказался метеоритом, – вступает в разговор Александр Пастухович. Египетская находка на столе, возможно, будет второй такой.

Это была первая зарубежная метеоритная экспедиция Уральского федерального университета. Тогда же путешественники назвали две вершины в честь уральских учёных. На Южном полюсе они увидели, как работают поисковики других стран: «Они передвигались двумя группами: одни на снегоходах едут звеном, ищут сомнительные камни и отмечают их флажками, а сзади по флажкам эксперты ведут отбраковку. Мы эту практику отработали в следующей поездке, в пустыне, и теперь успешно применяем».

Сейчас младший научный сотрудник Александр Пастухович курирует метеоритные экспедиции УрФУ. После Антарктиды были Иран, Чили, Монголия; в 2019-м – снова Чили, уже совместно с экспедицией из Казани.

Гонки за болидами

Такие поиски внеземного вещества экономят стране космические суммы. На два проекта по доставке грунта с астероидов США и Япония потратили миллиарды. А поисковики находят то же вещество уже на Земле. И со временем искать его становится всё проще.

Каменный метеорит. Лаборатория УрФУФото: Фёдор Телков

– Уже появились болидные сети: на большой площади стоят видеокамеры и регистрируют все события. Это облегчает поиск и разработку траектории падения и прилёта болида. Мы тоже стремимся такое создать, но в России целостной сети пока нет, – объясняет Александр Пастухович. – Сейчас мы ждём решения по созданию болидной сети в Монголии. Там отличная видимость, и уже есть сеть геофизических станций, которые можно оборудовать камерами. Для этого нужно стабильное электроснабжение, обслуживание, охрана, командировки. Пока всё упирается в финансирование.

Гонки за метеоритами – вещь азартная

– Как-то в 2001 году я вечером вышел с физтеха, иду по проспекту Ленина вниз и вижу – слева направо прошёл болид. Мы потом гонялись за ним полгода! Казалось, что он ушёл за Уралмаш (район на севере Екатеринбурга. – τ.). А его там нет! Мы нашли очевидцев его полёта даже за Кушвой (200 километров на север от Екатеринбурга. – τ.). Там охотники рассказывали, что он пролетел над ними дальше на север.

– А как за Озерками гонялись? – подхватывает Александр Пастухович. – Озерки – село в Липецкой области. 21 июня 2018 года – падение. Первый фрагмент нашли мы – 25-го числа. А ведь там Москва рядом, поисковиков хватает: они в Озерках соевое поле целиком вытоптали.

Экспедиция к месту падения метеорита Чинге. Фрагмент № 8 извлечён из вечной мерзлоты. Тыва. 1986 годФото: из архива экспедиции

– В Озерках все выходные (23–24 июня) москвичи искали осколки. Ничего не нашли и в понедельник разъехались. А мы как раз только приехали. Когда обходили территорию, я приметил куст, чем-то он мне необычным показался. Смотрю – вот он, метеорит, рядом лежит. Значит, правильно рассчитали и траекторию, и место падения, надо просто тщательнее искать, – вспоминает Григорий Яковлев, младший научный сотрудник кафедры физических методов и приборов контроля качества УрФУ.

– Наша коллега Маша Грицевич работает в Хельсинки, она разработала универсальную программу, которая по параметрам полёта болида рассчитывает, если ли шанс, что метеорит долетит до Земли. По данным Грицевич, в Тюмени и Карелии шансы высоки. Хотя условия поиска в Карелии и за Тюменью неудобные – одни болота, – говорит Виктор Гроховский.

Зачем он всю жизнь занимается метеоритами? «Не дают скучать. Как только находится новый метеорит – сразу появляются новые вопросы. Вечные загадки и вечный поиск не дают зачахнуть».

Лунный грунт и гайки

История метеоритных экспедиций вуза началась с исследований грунта с Луны. В 1970 году профессор физико-технического факультета УПИ Рафаил Минц попросил прислать образцы лунного железа в Свердловск. Кроме научных работников Уральского политехнического института, в мире металл тогда изучали только два эксперта – из США и Великобритании.

– Почему выбрали УПИ? Всё очень просто: металлургия и металловедение сосредоточены здесь, на Урале. А ещё наша лаборатория металловедения под руководством Рафаила Минца работала над созданием материала, стойкого к кавитации. Это когда в жидкости образуются пузырьки, которые схлопываются на поверхности металла с образованием ударной волны, что разрушает вращающиеся детали. Наша группа специализировалась на изучении металлов в экстремальных условиях. А условия в космосе тоже экстремальны, значит, мы справимся с изучением лунного металла.

Лунная частица. Лаборатория УрФУФото: Фёдор Телков

Транспортировался груз спецпочтой через Первый отдел. Материалы не были секретными, но для работы с ними требовалась форма допуска. Фрагменты оказались настолько малы, что сделать спил и поместить их под микроскоп было невозможно. И тогда учёные придумали заполнить гайки пластмассой и закрепить фрагменты на этой основе. С зафиксированными частицами можно было работать.

– Когда мы получили грунт, мы не представляли, из чего он состоит. Это сейчас всё известно. Чтобы определить химический состав лунного металла, я также заливал в гайку «эталон». В гайку помещал чистый кусочек никеля и отшлифованный кусочек метеорита Сихотэ-Алинь, а по серединке – металл с Луны. И под электронным микроскопом определял локальный состав.

В этом году исполнилось 50 лет со дня доставки на Землю лунного грунта. Первые образцы до сих пор хранятся на кафедре физических методов и приборов контроля качества УрФУ.

– Видите в середине маленький фрагмент? – профессор Виктор Гроховский достаёт коробочки от ювелирных украшений, где вместо колец лежат гайки. Учёный протягивает один из шестигранников и показывает на крошечный кусочек металла, напоминающий декоративную блёстку, которыми покрывают игрушки и сувениры. – Это лунный металл, частичка из пробы. Мы были единственными в стране, кто изучал металл лунного грунта, – улыбается Виктор Гроховский.

Увеличенную фотопанораму двухмиллиметрового образца из грунта, доставленного «Луной-20», делали три месяца. Прилично потрепавшийся за полвека плакат и сегодня висит на кафедре. На нём видно, что на Земле и на Луне металлы кристаллизуются одинаково – это один из выводов уральцев.

Фрагмент панорамы лунной частицы. Её реальный размер – примерно 2 на 2 миллиметраФото: Фёдор Телков

– Мы показали одинаковость действий химических и физических законов на Земле и Луне. Тогда это было не совсем очевидным. Ведь считали, что лунный грунт и заразный, и радиоактивный, и бактерии в нём новые. Голливуд на эту тему очень хорошо поработал, – замечает Гроховский. – Но единственное зарегистрированное открытие сделали московские коллеги. Они выявили неокисляемость лунного грунта. В силикатных материалах обнаружили наночастицы не описанного ранее металлического железа, которое не окислялось, для 70-х это было удивительно. Сейчас это уже банально и объясняется воздействием солнечного ветра, когда высокоэнергетические частицы проникают в силикаты и приводят к восстановлению железа.