Vesoljska sonda "Rosetta": opis satelita in fotografija. Kaj vemo o misiji Rosetta? Kaj je narobe s satelitom na kometu?

Izstrelitev vesoljskega plovila z Zemlje, ki bo v desetih letih na razdalji 0,5 milijarde km od našega planeta dohitelo majhen blok velikosti 5 km, vstopilo v njegovo orbito, nežno pristalo s svojim mobilnim modulom na njeni površini in preučilo strukturo tega komet - to je nekaj fantastičnega. Po tem poskusu se poleti na Luno in Mars zdijo preprosti nalogi. Vendar se je to zgodilo in 12. novembra 2014 je lander Philai pristal na kometu 67P/Churyumov-Gerasimenko in z razdalje 500.000.000 km na Zemljo posredoval njegovo sliko in veliko znanstvenih podatkov. O tem dogodku se zdaj veliko govori in piše. Tudi mi nismo mogli mimo tega dosežka našega stoletja. Upamo, da boste v tem gradivu, pripravljenem z uporabo gradiva z uradnih spletnih mest organizatorjev letov, našli odgovore na vprašanja, ki zanimajo mnoge.

Kakšen komet je in zakaj se tako imenuje? Komet 67P/Čurjumov-Gerasimenko je dobil ime po svojih odkriteljih Klimu Čurjumovu in Svetlani Gerasimenko, ki sta komet opazila in fotografirala leta 1969 med opazovanjem zvezdnega neba z observatorija Astrofizikalnega inštituta v Almatiju. Komet se je Soncu približal večkrat in je bil viden z Zemlje: v letih 1969, 1976, 1982, 1989, 1996, 2002 in 2009. Leta 2003 je bila slika kometa pridobljena s teleskopom Hubble, kar je omogočilo oceno velikosti kometa - približno 3 x 5 km.

Zakaj se je vesoljska postaja imenovala Rosetta? Rosetta je dobila ime po slovitem kamnu iz Rosette, ki tehta 762 kg in je sestavljen iz vulkanskega bazalta in se zdaj hrani v Britanskem muzeju v Londonu. Kamen je služil kot ključ za dešifriranje staroegipčanskih zapisov. Kamen so odkrili francoski vojaki, ki so se pripravljali na rušenje starega obzidja v bližini vasi Rashid (Rosetta) v delti Nila leta 1799. Napisi, vklesani na kamen, so vsebovali egipčanske hieroglife in hkrati grške besede, ki jih je bilo mogoče preprosto razumel. S preučevanjem napisov na kamnu so zgodovinarji lahko začeli dešifrirati mistične starodavne risbe in poustvariti zgodovino starega Egipta. Tako kot je bil kamen iz Rosette ključ do starodavne civilizacije, mora vesoljsko plovilo Rosetta odkriti skrivnost najstarejših gradnikov sončnega sistema – kometov.

Zakaj se je pristajalna naprava imenovala Philai? Philae – pristajalna naprava Rosetta je poimenovana tudi po odkritju, ki je omogočilo dešifriranje staroegipčanskih napisov. Philae obelisk je eden od dveh obeliskov, najdenih leta 1815 na otoku Philae (v ruščini običajno preveden kot Philae) v južnem Egiptu. Na obelisku so našli tudi hieroglife in starogrške besede; znanstveniki so lahko prepoznali imeni "Ptolomej" in "Kleopatra", napisani s hieroglifi na obelisku. V ruščini se pristajalna naprava Philae včasih izgovarja kot Philae, po imenu egipčanskega otoka. Ampak tujci tega ne rečejo. Če poslušate Evropejce, je izgovorjava odvisna od naglasa. Angleži pravijo nekaj med Philai in Phila, Italijani so zelo blizu Phila.

Kakšna je celotna pot leta? Pot je res zelo zapletena. Rosetta je bila izstreljena leta 2004 s francoskega kozmodroma in je v prvi stopnji zasedla "parkirno orbito". Nato se je pospešil kot kozmična biljardna krogla v sončnem sistemu in v desetletju naredil skoraj štiri orbite okoli Sonca po zapleteni poti z uporabo gravitacije Zemlje in Marsa. Zanimiv urnik poletov v vesolje:

Priprava na približevanje kometu (manevriranje) maj-avgust 2014

Kako je potekala komunikacija z Zemljo? Vsi znanstveni podatki iz inštrumentov na krovu postaje so bili na Zemljo posredovani prek radijskih komunikacij. Isti komunikacijski kanal je bil uporabljen za nadzor naprav na krovu. Nadzorni center misije se nahaja v Evropskem centru za vesoljske operacije (ESOC) v Darmstadtu v Nemčiji.

Kako velika je Rosetta? Slik je veliko, včasih je iz njih težko oceniti pravo velikost ladje. Rosetta je pravzaprav aluminijasta škatla, ki meri 2,8 x 2,1 x 2,0 metra. Na eni strani naprave je dvometrski vrtljivi lokacijski krožnik – antena. Na nasprotni strani je pritrjen spustni modul. Na drugih dveh straneh se raztezajo velika krila, ki merijo 32 m². Razpon kril je 32 m. Vsako krilo je sestavljeno iz petih panelov. Obe krili se lahko prosto vrtita za ±180°, da ujameta največ sončne svetlobe. Skupna masa aparata je približno 3 tone, od tega je masa znanstvenih instrumentov 165 kg. Lander Philai tehta 100 kg in vsebuje 10 znanstvenih instrumentov, ki tehtajo 21 kg.

Kdo je izdelal in izstrelil vesoljsko plovilo, koliko je stalo? V projekt je bilo vključenih več kot 50 podjetij iz 14 evropskih držav in ZDA. Glavni razvijalec je Astrium Nemčija z izvajalci: Astrium UK (ladijska platforma), Astrium France (letalska oprema), Alenia Spazio (montaža, integracija delov, nadzor). Vesoljski projekt je ocenjen na 1,4 milijarde evrov.

Kaj je Philai poslal na Zemljo? 12. novembra so pristajalno napravo Philae spustili z vesoljske postaje Rosetta na površje kometa. Znanstveniki so naleteli na nepričakovano težavo - harpune, zasnovane tako, da se takoj ujamejo na površje, niso delovale, zaradi česar je naprava dvakrat skočila, preden se je zavarovala na površju. Natančna lokacija Philai je postala neznana. Vendar se je komunikacija z napravo ohranila, informacije in slike s površja so bile poslane na Zemljo. To vključuje informacije o meritvah temperature. Termovizijska naprava, vključena v MUPUS (večnamenski senzorji za površino in pod površino), ki se nahaja na telesu Philai, je delovala skozi celotno pristajanje in tri stike s površino. Med končnim pristankom je MUPUS zabeležil temperaturo -153 °C blizu dna zunanjega balkona vozila, tik preden se je razporedilo na površje. Po pristanku in razporeditvi so se senzorji blizu vrha vozila približno pol ure ohladili za dodatnih 10 °C. Znanstveniki domnevajo, da je do ohlajanja prišlo zaradi radiacijskega prenosa toplote na bližnjo steno (izboklina na površini kometa), ki je vidna na slikah, ali zaradi potopitve senzorja v hladen prah na površini kometa. Kot je bilo načrtovano, so površino vrtali s posebnim svedrom CD2, ki je nato odvzete vzorce prenesel na analizator COSAC. Vendar znanstveniki niso prepričani, da je vrtalnik dejansko prenesel globoke vzorce in ne plina in prahu s površine, ker Philai ni bil dovolj zasidran na površino in bi se med vrtanjem lahko dvignil. Analiza materialov se nadaljuje. Očitno je že, da je sistem COSAC med pristankom pristajalnega modula prejel dragocene podatke, da plin na površini kometa vsebuje organske molekule. Ptolomejev sistem je prav tako uspešno zbral pline, njihovi spektri pa se trenutno analizirajo in molekularne identifikacije.

Na žalost so se tri dni po tem, ko je komet pristal na površju, sončne baterije pristajalnika Philai popolnoma izpraznile in nadaljnja komunikacija z njim je bila izgubljena.

Se lahko Philai »zbudi« in nadaljuje z delom?

Znanstveniki te možnosti ne izključujejo. Mario Salatti (vodja programa Philae) upa, da se bo Philae spametoval in nadaljeval meritve na površini kometa. Čeprav mesto, kjer se zdaj nahaja Philae, prejme zelo malo sončnega sevanja, to po drugi strani odpira nove perspektive. Trenutno je naprava v senci balvanov, lokalna temperatura na njej je nižja od načrtovane. In ko se Philai prebudi, bo lahko delal dlje, kot je bilo pričakovano, morda dokler se ne približa Soncu.

Kako dolgo bo Rosetta letela blizu kometa? Rosetta bo blizu kometa ves čas, ko komet leti proti Soncu in še dlje - do decembra 2015. Soncu se bo najbolj približal 13. avgusta 2015. Znanstveniki upajo, da bodo dobili zanimive podatke o spremembah, ki se dogajajo v kometu, ko se segreje.

Nenehno posodobljene slike, ki jih prenaša Rosetta, si lahko ogledate na spletni strani Evropske vesoljske agencije (ESA) http://sci.esa.int/rosetta/

Filozofiranje na temo:

Vesoljski projekt Rosetta je zelo impresiven. Po mojem mnenju niti ni pomembna glavna misija (preučevanje kometa), ampak izvedba celotnega leta in pristanka na kometu. To govori o ogromnih zmožnostih sodobne tehnologije za pretvorbo radijskih signalov in prenos na velike razdalje, o izumu in testiranju novih, preprosto fantastičnih naprav za sončno energijo, o možnostih načrtovanja letov z uporabo gravitacijskih pospeškov itd. Eden najpomembnejših dosežkov je združevanje znanstvenikov iz različnih držav za izvedbo enega projekta.

Obenem si ne morem kaj, da ne bi podal nekaj filozofskih razmišljanj o možnostih človeštva. V zadnjem desetletju je bilo na področju informacijske tehnologije doseženega veliko. Ljudje lahko skoraj v trenutku komunicirajo med seboj in z napravami prek mobilnih naprav, povezanih v svetovni splet – internet. Kar pa zadeva dejansko hitrost gibanja ljudi in drugih materialnih objektov, tu nismo veliko dosegli. Hitrost gibanja še vedno močno zaostaja za hitrostjo prenosa informacij. Signal s kometa 67P/Churyumov-Gerasimenko zdaj potuje 28 minut, vendar je raketa potrebovala 10 let, da je dosegla komet. Naše zmožnosti raziskovanja vesolja so zelo omejene z načinom in hitrostjo gibanja. Ali se lahko človek sploh približa 300.000 km/s? Bo teleportacija kdaj na voljo? To je fantastično, vendar samo za naš čas. Ne pozabite, da je bil videotelefon tudi fantazija v začetku 20. stoletja.

Avtorske pravice ilustracij E.K.A. Napis slike Slika je bila posneta 10 sekund pred trkom s kometom

Vesoljska sonda Rosetta je trčila v komet Churyumov-Gerasimenko, ki mu je sledila 12 let.

Ko se je približala površini kometa - krogli ledu in prahu s premerom 4 km - je sonda še vedno oddajala fotografije na Zemljo.

Nadzorni center Evropske vesoljske agencije (ESA) v nemškem mestu Darmstadt je v četrtek popoldne dal ukaz za spremembo smeri.

Končna potrditev, da je končno prišlo do nadzorovanega trčenja, je prišla iz Darmstadta, potem ko je bil radijski stik s sondo nenadoma izgubljen.

"Adijo, Rosetta! Opravila si svoje delo. To je vesoljska znanost v najboljšem primeru," je dejal direktor misije Patrick Martin.

Projekt Rosetta je trajal 30 let. Nekateri znanstveniki, ki so sledili trčenju kometa Rosetta v Darmstadtu, so posvetili pomembne dele svoje kariere misiji.

Hitrost približevanja sonde s kometom je bila izjemno majhna, le 0,5 metra na sekundo, razdalja je bila približno 19 kilometrov.

Po besedah predstavnikov ESA Rosetta ni bila zasnovana za pristanek na površini in po trčenju ni mogla nadaljevati z delovanjem.

Zato so sondo predprogramirali tako, da se ob stiku z nebesnim telesom povsem samodejno izklopi.

Komet 67 R (Čurjumova-Gerasimenko)

Rotacijski cikel kometa: 12,4 ure.
Teža: 10 milijard ton.
Gostota: 400 kg na kubični meter (približno enako kot nekatere vrste lesa).
Prostornina: 25 cu. km.
Barva: Oglje - sodeč po albedu (odbojnost površine telesa).

Avtorske pravice ilustracij ESA Napis slike Takole je bilo videti površje kometa z višine 5,8 km

Rosetta je kometu sledila 6 milijard kilometrov. Sonda je bila v svoji orbiti več kot dve leti.

Postalo je prvo vesoljsko plovilo, ki je vstopilo v orbito okoli kometa.

V 25 mesecih je sonda na Zemljo poslala preko 100 tisoč fotografij in odčitkov merilnih instrumentov.

Sonda je zbrala prej nedostopne podatke o nebesnem telesu, zlasti o njegovem obnašanju, strukturi in kemični sestavi.

Novembra 2014 je Rosetta na površje kometa spustila majhnega robota, imenovanega Philae, da bi zbrala vzorce zemlje, kar je bil prvi te vrste na svetu.

Kometi so se, kot domnevajo znanstveniki, ohranili od nastanka osončja skoraj v svoji prvotni obliki, zato bodo podatki, ki jih bo sonda posredovala na Zemljo, pripomogli k boljšemu razumevanju kozmičnih procesov, ki so se odvijali pred 4,5 milijarde let.

"Podatki, ki jih prenaša Rosetta, se bodo uporabljali desetletja," pravi direktor leta Andrea Accomazzo.

Last Stand

Sonda se je nahajala na razdalji 573 milijonov km od Sonca in se vse bolj oddaljevala od njega ter se približevala mejam Osončja.

Vesoljsko plovilo so napajale sončne celice, ki jih ni bilo več mogoče učinkovito napolniti.

Poleg tega je hitrost prenosa podatkov postala izjemno nizka: le 40 kb na sekundo, kar je primerljivo s hitrostjo dostopa do interneta prek telefonske linije.

Na splošno je bila Rosetta, ki so jo v vesolje izstrelili leta 2004, nedavno v slabem tehničnem stanju, saj je bila več let izpostavljena sevanju in ekstremnim temperaturam.

Po besedah koordinatorja projekta Matta Taylorja je ekipa razpravljala o ideji, da bi sondo postavili v stanje pripravljenosti in jo ponovno aktivirali naslednjič, ko komet Churyumov-Gerasimenko vstopi v notranji Osončje.

Vendar znanstveniki niso verjeli, da bo Rosetta potem delovala kot prej.

Zato so se raziskovalci odločili, da Rosetti dajo priložnost, da se izkaže v »zadnji bitki« in »izstopi iz življenja z briljantnostjo«, pa naj se sliši še tako grenko.

Trčenje s površjem kometa Churyumov-Gerasimenko je končalo program njegovega raziskovanja s sondo Rosetta.

30. septembra ob 13.39 po moskovskem času je sonda Rosetta Evropske vesoljske agencije zaključila svojo misijo, saj je več kot dve leti raziskovala komet Churyumov-Gerasimenko. To se je zgodilo, kot je bilo načrtovano, z nadzorovanim padcem vesoljskega plovila na površino kometa z višine približno 19 km. To je bila posledica več tednov zapletenih manevrov.

Mesto strmoglavljenja Rosetta je prikazano na desni. Drugi dve puščici označujeta začetni in končni položaj pristajalne naprave (slika ESA/Rosetta/Philae/CIVA)

Regija, kamor je padla sonda. (Slika: ESA/Rosetta/MPS)

Zadnja fotografija, ki jo je sonda posnela z višine 20 m, ima ločljivost 5 mm na piksel in pokriva območje s premerom približno 2,4 m. (Slika: ESA/Rosetta/MPS)

Pot sonde je bila usmerjena na območje aktivnih jam v tako imenovani regiji Ma'at. Te jame so še posebej zanimive, ker igrajo pomembno vlogo pri aktivnosti kometa in iz njih izvirajo številni zabeleženi curki plazme. Zagotavljajo tudi edinstveno okno v notranjost kometa. Na stenah jam so vidne grudaste metrske strukture - "kurja polt", ki so po mnenju raziskovalcev lahko sledi kometezimalov, ki so z lepljenjem tvorili komete v zgodnjih fazah nastajanja Osončja.

Skoraj 14-urni spust je ponudil priložnost za preučevanje plina, prahu in plazme kometa zelo blizu njegovega površja in za fotografiranje zelo visoke ločljivosti. Sonda je že pred udarcem uspela posredovati prejete informacije na Zemljo.

Odločitev o tako dramatičnem zaključku misije je bila sprejeta po tem, ko je komet znova zapustil orbito Jupitra in se začel tako oddaljevati od Sonca, da energija, ki jo ustvarijo sončni kolektorji, kmalu ne bo zadostovala za delovanje opreme. Poleg tega se je bližalo enomesečno obdobje, ko bo Sonce blizu vidnega polja med Zemljo in sondo, kar bo oteževalo komunikacijo z njim. To je bil primeren zaključek Rosettinih neverjetnih dogodivščin.

Od izstrelitve leta 2004 je sonda Rosetta opravila več kot 5 obhodov okoli Sonca in prepotovala skoraj 8 milijard kilometrov. V tem času je trikrat letel v bližini Zemlje in enkrat v bližini Marsa in dveh asteroidov. Vesoljsko plovilo je preživelo 31 mesecev zimskega spanja v globokem vesolju na najbolj oddaljeni točki svojega potovanja, kjer ni bilo dovolj energije za polno delovanje. Po uspešnem prebujanju januarja 2014 je sonda avgusta 2014 končno prispela do kometa. Nato je 786 dni sledil kometu in spremljal njegov razvoj, ko se je približeval in oddaljeval od Sonca, tudi v trenutku, ko se je najbolj približal Soncu.

Rosetta je postala prvo vesoljsko plovilo v zgodovini, ki ni le potovalo ob kometu, ampak je novembra 2014 nanj izstrelilo tudi raziskovalno sondo.

Med misijo je prišlo do več pomembnih odkritij. Predvsem so v ledu kometa odkrili večjo vsebnost težke vode, kar je v nasprotju s hipotezo o kometnem izvoru vode na Zemlji. Celotni rezultati preučevanja strukture kometa ter njegove plinske in prašne sestave kažejo na rojstvo kometa v zelo mrzlem območju protoplanetarnega oblaka v času, ko je Osončje še nastajalo, pred več kot 4,5 milijarde let. . Zelo zanimivo je odkritje aminokisline glicin, ki jo najdemo v beljakovinah, fosforju, ključni sestavini DNK, in drugih organskih spojinah.

Sama misija sonde je končana, vendar bodo pridobljene podatke na Zemlji preučevali še nekaj desetletij. Ime misije je bilo dano v čast znamenitemu kamnu iz Rosette, ki je imel odločilno vlogo pri razumevanju staroegipčanskega jezika. Raziskovalci verjamejo, da bo imela Rosetta podobno vlogo pri razumevanju narave kometov.

In lutecija

Vesoljsko plovilo je bilo izstreljeno 2. marca 2004 proti kometu 67P/Churyumov - Gerasimenko. Izbira kometa je bila narejena zaradi udobja poti leta (glej). Rosetta je bila prvo vesoljsko plovilo, ki je obkrožilo komet. V okviru programa je 12. novembra 2014 potekal prvi mehak pristanek spuščajočega vozila na površini kometa na svetu. Glavna sonda Rosetta je zaključila svoj let 30. septembra 2016 in trdo pristala na kometu 67P/Churyumov-Gerasimenko.

Izvor imen

Ime sonde izvira iz znamenitega Rosetta Stone - kamnite plošče z vklesanimi tremi enakimi besedili, od katerih sta dve napisani v stari egipčanščini (eno v hieroglifih, drugo v demotski pisavi), tretje pa je napisano v starodavni grški. S primerjavo besedil kamna iz Rosette je Jean-François Champollion uspel dešifrirati stare egipčanske hieroglife; Z uporabo vesoljskega plovila Rosetta znanstveniki upajo, da bodo odkrili, kako je izgledal sončni sistem, preden so nastali planeti.

Ime landerja je povezano tudi z dešifriranjem staroegipčanskih napisov. Na otoku Philae na reki Nil so našli obelisk s hieroglifskim napisom, ki omenja kralja Ptolemaja VIII. in kraljici Kleopatro II. in Kleopatro III. Napis, v katerem so znanstveniki prepoznali imeni "Ptolemej" in "Kleopatra", je pomagal dešifrirati starodavne egipčanske hieroglife.

Predpogoji za izdelavo naprave

Leta 1986 se je zgodil pomemben dogodek v zgodovini raziskovanja vesolja: Halleyev komet se je približal Zemlji na najmanjši razdalji. Preučevala so ga vesoljska plovila iz različnih držav: sovjetski Vega-1 in Vega-2, japonski Suisei in Sakigake ter evropska sonda Giotto. Znanstveniki so prejeli dragocene informacije o sestavi in izvoru kometov.

Vendar pa je veliko vprašanj ostalo neodgovorjenih, zato sta NASA in ESA začeli sodelovati pri novem raziskovanju vesolja. NASA je svoja prizadevanja usmerila v program preletov asteroidov in srečanj s kometi(Angleščina) Prelet asteroida Rendezvous kometa skrajšano CRAF). ESA je razvijala program vračanja jedrskih vzorcev kometa (Comet Nucleus Sample Return - CNSR), ki naj bi ga izvedli po programu CRAF. Novo vesoljsko plovilo naj bi bilo izdelano na standardni platformi Mariner Mark II, kar je močno zmanjšalo stroške. Leta 1992 pa je NASA zaradi proračunskih omejitev prekinila razvoj CRAF-a. ESA je vesoljsko plovilo še naprej razvijala neodvisno. Do leta 1993 je postalo jasno, da je z obstoječim proračunom ESA let na komet z naknadno vrnitvijo vzorcev tal nemogoč, zato je bil program naprave podvržen velikim spremembam. Nazadnje je bilo videti takole: pristop vozila, najprej z asteroidi, nato s kometom, nato pa - raziskava kometa, vključno z mehkim pristankom spustnega modula Philae. Misija naj bi se končala z nadzorovanim trkom sonde Rosetta s kometom.

Namen in program letenja

Izstrelitev Rosette je bila prvotno predvidena za 12. januar 2003. Cilj raziskave je bil komet 46P/Wirtanen.

Vendar pa je decembra 2002 motor Vulcan-2 odpovedal med izstrelitvijo nosilne rakete Ariane 5. Zaradi potrebe po izboljšanju motorja je bila izstrelitev vesoljskega plovila Rosetta preložena, nato pa je bil zanj razvit nov program letenja.

Nov načrt je vključeval polet do kometa 67P/Čurjumov - Gerasimenko z izstrelitvijo 26. februarja 2004 in srečanjem s kometom leta 2014. Zakasnitev izstrelitve je povzročila dodatne stroške v višini približno 70 milijonov evrov za shranjevanje vesoljskih plovil in druge potrebe. Rosetta je bila izstreljena 2. marca 2004 ob 7:17 UTC iz Kourouja v Francoski Gvajani. Kot častna gosta sta bila na izstrelitvi prisotna odkritelja kometa, profesor Kijevske univerze Klim Churyumov in raziskovalka na Inštitutu za astrofiziko Akademije znanosti Tadžikistana Svetlana Gerasimenko. Razen spremembe časa in namena je program letenja ostal skoraj nespremenjen. Rosetta naj bi se tako kot doslej približala kometu in proti njemu izstrelila pristajalno napravo Philae.

"Philae" se je moral kometu približati z relativno hitrostjo približno 1 m/s in ob stiku s površino izpustiti dve harpuni, saj šibka gravitacija kometa ne more zadržati naprave in bi se lahko preprosto odbila. izklopljeno. Po pristanku modula Philae je bil načrtovan začetek znanstvenega programa:

določanje parametrov jedra kometa;
raziskave kemične sestave;
preučevanje sprememb kometne aktivnosti skozi čas.

Trajektorija

V skladu z namenom leta je naprava morala ne le srečati kometa 67P, ampak tudi ostati z njim ves čas, ko se je komet približeval Soncu, in nenehno opazovati; potrebno je bilo tudi spustiti Philae na površino jedra kometa. Da bi to naredil, je morala biti naprava praktično nepremična glede na njega. Upoštevajoč dejstvo, da se bo komet nahajal 300 milijonov km od Zemlje in se gibal s hitrostjo 55 tisoč km/h. Zato je bilo treba napravo izstreliti točno v tisto orbito, ki ji je sledil komet, in jo ob tem pospešiti do popolnoma enake hitrosti. Iz teh premislekov sta bili izbrani tako pot leta aparata kot sam komet, do katerega naj bi letel.

Trajektorija leta Rosetta je temeljila na principu "gravitacijskega manevra" ( Na bolnem.). Najprej se je naprava pomikala proti Soncu in se, ko ga je obkrožila, spet vrnila na Zemljo, od koder se je pomikala proti Marsu. Ko je obkrožila Mars, se je naprava znova približala Zemlji in nato spet presegla orbito Marsa. Na tej točki je bil komet za Soncem in bližje njemu kot Rosetta. Nov pristop k Zemlji je napravo poslal v smeri kometa, ki se je v tistem trenutku usmeril od Sonca izven osončja. Rosetta se je na koncu približala kometu z zahtevano hitrostjo. Tako zapletena tirnica je omogočila zmanjšanje porabe goriva z uporabo gravitacijskih polj Sonca, Zemlje in Marsa.

Glavni pogonski sistem je sestavljen iz 24 dvokomponentnih motorji s potiskom 10. Naprava je imela na začetku 1670 kg dvokomponentnega goriva, sestavljenega iz monometilhidrazina (gorivo) in dušikovega tetroksida (oksidant).

Ohišje iz celičastega aluminija in razvod električne energije na krovu je izdelalo finsko podjetje Patria. (Angleščina) ruski izdelani instrumenti za sondo in pristajalni modul: COSIMA, MIP (Mutual Impedance Probe), LAP (Langmuir Probe), ICA (Ion Composition Analyzer), naprava za iskanje vode (Permittivity Probe) in pomnilniški moduli (CDMS/MEM).

Znanstvena oprema pristajalne naprave

Skupna masa spustnega vozila je sestavljena iz desetih znanstvenih instrumentov. Pristajalna naprava je zasnovana za skupno 10 poskusov preučevanja strukturnih, morfoloških, mikrobioloških in drugih lastnosti jedra kometa. Osnovo analitskega laboratorija spustnega modula sestavljajo pirolizatorji, plinski kromatograf in masni spektrometer.

Pirolizatorji

Za preučevanje kemijske in izotopske sestave jedra kometa je Philae opremljen z dvema platinastima pirolizerjema. Prvi lahko segreje vzorce na temperaturo 180 °C, drugi pa do 800 °C. Vzorce je mogoče segrevati z nadzorovano hitrostjo. Na vsakem koraku, ko se temperatura poveča, se analizira skupna prostornina sproščenih plinov.

Plinski kromatograf

Glavno orodje za ločevanje produktov pirolize je plinski kromatograf. Kot nosilni plin se uporablja helij. Aparat uporablja več različnih kromatografskih kolon, ki lahko analizirajo različne mešanice organskih in anorganskih snovi.

Masni spektrometer

Za analizo in identifikacijo plinastih produktov pirolize se uporablja masni spektrometer z detektorjem časa letenja (TOF).

Seznam raziskovalnih instrumentov po namenu

Jedro

ALICE(Spektrometer za ultravijolično slikanje).
OSIRIS(Optični, spektroskopski in infrardeči sistem za oddaljeno slikanje).
VIRTIS(vidni in infrardeči termalni slikovni spektrometer).
MIRO(Mikrovalovni instrument za Rosetta Orbiter).

Plin in prah

ROSINA(Orbiterski spektrometer Rosetta za ionsko in nevtralno analizo).
MIDAS(Sistem za analizo prahu z mikro slikami).
COSIMA(Kometni sekundarni ionski masni analizator).

Vpliv sonca

GIADA(Analizator udarca zrn in zbiralnik prahu).
RPC(Konzorcij Rosetta Plasma).

Revija Science je 23. januarja 2015 objavila posebno številko znanstvenih raziskav, povezanih s kometom. Raziskovalci so ugotovili, da se je večina plinov, ki jih oddaja komet, pojavila v "vratu" - območju, kjer se stikata dva dela kometa: tukaj so kamere OSIRIS nenehno beležile pretok plina in drobirja. Člani skupine za slikanje OSIRIS so ugotovili, da območje Hapi, ki se nahaja na mostu med dvema glavnima režnjama kometa in je zelo aktivno kot vir oblakov plina in prahu, odbija rdečo svetlobo manj učinkovito kot druga območja, kar lahko kaže na prisotnost zamrznjene vode na kometa ali plitko pod njegovo površino.

Poglej tudi

Deep Impact je Nasino vesoljsko plovilo, ki je raziskovalo komet 9P/Tempel; prvi pristanek vesoljskega plovila na kometu (trd pristanek - namerno trčenje težke udarne naprave s kometom).
Stardust je Nasino vesoljsko plovilo, ki je raziskovalo komet 81P/Wilda in na Zemljo vrnilo vzorce njegovega materiala.
Hayabusa je vesoljsko plovilo japonske vesoljske agencije, ki je raziskovalo asteroid Itokawa in na Zemljo dostavilo vzorce njegove zemlje.

Opombe

ESA znanost in tehnologija: Rosetta(Angleščina) . - Rosetta na spletni strani ESA. Arhivirano iz izvirnika 23. avgusta 2011.
"Rosetta" je šla na komet Churyumov - Gerasimenko (nedoločeno) (povezava ni na voljo). Grani.ru (2. marec 2004). Arhivirano iz izvirnika 23. avgusta 2011.
Rosetta je zaključila svojo 12-letno misijo (nedoločeno) . TASS (30. september 2016).
Nikolaj NikitinČakamo na pristanek na kometu // Znanost in življenje. - 2014. - št. 8. - URL: http://www.nkj.ru/archive/articles/24739/
Tatjana Zimina Poljub dveh kometov // Znanost in življenje. - 2015. - Št. 12. - URL: http://www.nkj.ru/archive/articles/27537/
Raketa Ariane 5 z dvema satelitoma je takoj po izstrelitvi padla v ocean (nedoločeno) (povezava ni na voljo). Grani.ru. Arhivirano iz izvirnika 23. avgusta 2011.
Rosettin let proti kometu Wirtanen je bil prekinjen (nedoločeno) (povezava ni na voljo). Grani.ru. Arhivirano iz izvirnika 23. avgusta 2011.
Nova tarča Rosette bo komet, ki so ga odkrili sovjetski astronomi (nedoločeno) (povezava ni na voljo). Grani.ru (12. marec 2003). Arhivirano iz izvirnika 23. avgusta 2011.
Burba((nbsp1))G. Kako pristati na repu kometa? // Po svetu, 2005, št. 12 (poljudnoznanstveni članek).
, z. 245.
Vesoljsko plovilo Rosetta se je poslovilo od Zemlje (nedoločeno) (nedostopna povezava - zgodba) . Compulenta (13. november 2009).
Prosim brez napak, to je čist planet! (nedoločeno) (nedostopna povezava - zgodba) . Evropska vesoljska agencija (30. julij 2002). Pridobljeno dne 7. marec 2007.
Orbiter Rosetta (nedoločeno) . Evropska vesoljska agencija (16. januar 2014). Pridobljeno 13. avgusta 2014.
Oder, Mie. "Terma-elektronik vækker rumsonde fra årelang dvale" Ingeniøren, 19. januar 2014.

V zadnjih desetletjih so avtonomna vesoljska plovila veliko pristala na planetih Osončja in nekaterih njihovih satelitih. In kmalu bo noga ... torej pristajalna noga vesoljskega plovila, ki ga je izdelal človek, prvič pustila pečat na ledeni poti jedra kometa 67P/Churyumov-Gerasimenko.

Rosetta, ESA, 2004: Rosetta je prva misija, katere program ne vključuje le daljinskega zaznavanja, ampak tudi pristanek leta 2014 na študijskem kometu Churyumov–Gerasimenko.

Dmitrij Mamontov

Ni bilo niti znamenitega "Gremo!" niti "En majhen korak za človeka ..." - na zaslonu so odštevalne številke preprosto prešle ničlo, odštevanje pa je spremenilo predznak iz minusa v plus. Drugih vidnih učinkov ni bilo, so pa bili inženirji v centru za nadzor misije Evropske vesoljske agencije (ESA) vidno napeti. V tistem trenutku se je začel zavorni manever vesoljskega plovila Rosetta, ki se nahaja več kot 400 milijonov kilometrov od nas, vendar je trajalo 22 minut, da je radijski signal dosegel Zemljo. In sedem minut pozneje je Sylvan Laudue, operater vesoljskega plovila, ob pogledu na zaslon s telemetričnimi podatki vstal in slovesno rekel: "Dame in gospodje, lahko uradno potrdim: prispeli smo do kometa!"

Mednarodni raziskovalec komet (ICE) NASA/ESA, 1978. Ameriško-evropski ICE je leta 1985 preletel rep kometa Giacobini-Zinner in kasneje, leta 1986, preletel rep kometa Halley na razdalji 28 milijonov km od jedro.

Vega-1, Vega-2 ZSSR, 1984. Sovjetska vozila so se po obisku Venere odpravila na Halleyev komet, da bi letela na razdalji 9 tisoč km od jedra (Vega-1) in 8 tisoč km (Vega-2) marca 1986).

Sakigake, Suisei ISAS, 1985. Japonsko vesoljsko plovilo je bilo poslano na Halleyjev komet. Leta 1986 je Suisei preletel 150 tisoč km od jedra in preučeval interakcijo kometa s sončnim vetrom, Sakigake je letel na razdalji 7 milijonov km od jedra.

Giotto ESA, 1985. Leta 1986 je evropska naprava fotografirala jedro Halleyjevega kometa z razdalje le 600 km, kasneje, leta 1992, pa je preletela na razdalji 200 km od kometa Grigg-Skjellerup.

Deep Space 1 NASA, 1998. Leta 1999 se je ta naprava približala asteroidu 9969 Braille na razdaljo 26 km. Septembra 2001 je letel na razdalji 2200 km od kometa Borrelli.

Stardust NASA, 1999. Prva misija, katere cilj ni bil le priti na 150 km od jedra kometa Wild-2 leta 2004, ampak tudi dostaviti vzorec kometnega materiala na Zemljo (leta 2006). Kasneje, leta 2011, se je približal kometu Tempel-1.

Contour (Comet Nucleus Tour) NASA, 2002. Načrtovano je bilo, da bo Contour letel blizu jeder dveh kometov - Encke in Schwassmann-Wachmann-3, nato pa bi bil usmerjen proti tretjemu (komet D'Arrest je veljal za najverjetneje cilj). Toda med prehodom na trajektorijo, ki vodi do prvega cilja, je bil stik z napravo izgubljen.

Deep Impact NASA, 2005. Leta 2005 se je aparat Deep Impact približal jedru kometa Tempel-1 in vanj "streljal" s posebnim udarnikom. Sestavo snovi, ki jo je udarec izločil, so analizirali z uporabo znanstvenih instrumentov na krovu. Napravo so kasneje poslali na komet Hartley 2, od katerega jedra je leta 2010 preletel na razdalji 700 km.

Od antike do danes

Kometi spadajo med nebesna telesa, ki jih je mogoče videti s prostim očesom, zato že od nekdaj vzbujajo posebno zanimanje. Ta nebesna telesa so opisana v številnih zgodovinskih virih, pogosto v zelo barvitem jeziku. »Sijal je z dnevno svetlobo in vlekel za seboj rep, kot je želo škorpijona,« so stari Babilonci zapisali o kometu leta 1140 pr. V različnih obdobjih so veljali za znake ali znanilce nesreče. Zdaj znanstveniki na podlagi znanstvenih podatkov, zbranih med preučevanjem kometov, verjamejo, da so kometi igrali ključno vlogo pri nastanku življenja na Zemlji, saj so na naš planet dovajali vodo in po možnosti preproste organske molekule.

Prvi podatki o sestavi kometne snovi so bili pridobljeni s spektroskopskimi instrumenti že v 19. stoletju, z začetkom vesoljske dobe pa je človeštvo imelo možnost neposrednega videnja in »otipa« (če ne z lastnimi očmi in rokami, nato z znanstvenimi instrumenti) repi kometov in vzorci kometne snovi . Od poznih sedemdesetih let prejšnjega stoletja je bilo izstreljenih več vesoljskih plovil za preučevanje kometov na različne načine – od fotografiranja z majhnih (po vesoljskih standardih) razdalj do zbiranja vzorcev in dostave vzorcev kometnega materiala na Zemljo. Toda leta 1993 se je Evropska vesoljska agencija odločila doseči veliko bolj ambiciozen cilj - namesto dostave vzorcev v laboratorij na Zemlji so inženirji predlagali dostavo laboratorija na komet. Povedano drugače, v okviru vesoljske misije Rosetta naj bi pristajalnik Philae pristal na površju miniaturnega ledenega sveta – jedra kometa.

10 let letenja

Razvoj misije je trajal deset let in leta 2003 je bilo vesoljsko plovilo Rosetta pripravljeno za izstrelitev. V vesolje so jo nameravali izstreliti z nosilno raketo Ariane??5 januarja 2003, decembra 2002 pa je isto raketo med izstrelitvijo razneslo. Dogodek so morali preložiti, dokler niso bili razjasnjeni vzroki okvare, tri tone težko vesoljsko plovilo pa so v parkirno orbito izstrelili šele marca 2004. Od tu je začel svojo pot do svojega cilja - kometa 67P/Churyumov-Gerasimenko, vendar zelo krožno. "Ni dovolj močnih raket, da bi vesoljsko plovilo izstrelile neposredno na pot kometa," pojasnjuje Andrea Accomazzo, vodja leta misije Rosetta. — Zato je morala naprava izvesti štiri gravitacijske manevre v gravitacijskem polju Zemlje (2005, 2007, 2009) in Marsa (2007). Takšni manevri omogočajo prenos dela energije planeta na vesoljsko plovilo in ga pospešijo. Naprava je dvakrat prečkala asteroidni pas in da ta del leta ne bi bil izgubljen, je bilo odločeno, da hkrati raziščemo nekaj predmetov v pasu - asteroida Lutetia in Stynes.

Za preučevanje jedra kometa: ALICE UV video spektrometer za iskanje žlahtnih plinov v materialu kometa. OSIRIS (Optical, Spectroscopic, and Infrared Remote Imaging System) Vidna in IR kamera z dvema lečama (700 in 140 mm), z matriko 2048x2048 slikovnih pik. VIRTIS (Visible and Infrared Thermal Imaging Spectrometer) Multispektralna kamera nizke ločljivosti in spektrometer visoke ločljivosti za toplotno slikanje jedra in proučevanje IR spektra molekul kome. MIRO (Micwave Instrument for the Rosetta Orbiter) 3-cm radijski teleskop za zaznavanje mikrovalovnega sevanja, značilnega za molekule vode, amoniaka in ogljikovega dioksida. CONSERT (Comet Nucleus Sounding Experiment by Radiowave Transmission) Radar za "skeniranje" in pridobivanje tomograma jedra kometa. Oddajnik je nameščen na pristajalnem modulu Philae, sprejemnik pa na satelitu v orbiti. RSI (Radio Science Investigation) Uporaba komunikacijskega sistema aparata za preučevanje jedra in kome. Za preučevanje oblakov plina in prahu: ROSINA (Rosetta Orbiter Spectrometer for Ion and Neutral Analysis) Magnetni masni spektrometer in masni spektrometer časa preleta za preučevanje molekularne in ionske sestave plinov. MIDAS (Micro-Imaging Dust Analysis System) Mikroskop z atomsko silo visoke ločljivosti za preučevanje prašnih delcev. COSIMA (Cometary Secondary Ion Mass Analyzer) Analizator sekundarne ionske mase za preučevanje sestave prašnih delcev. GIADA (Grain Impact Analyzer and Dust Accumulator) Analizator udarcev in zbiralnik prašnih delcev za merjenje njihovih optičnih lastnosti, hitrosti in mase. RPC (Rosetta Plasma Consortium) Instrument za preučevanje interakcij s sončnim vetrom.

Rosetta je postala prvo vesoljsko plovilo, ki je potovalo v zunanji sončni sistem z uporabo sončnih kolektorjev kot vira energije in ne radioizotopskega termoelektričnega generatorja. Na razdalji 800 milijonov km od Sonca (to je najbolj oddaljena točka misije) osvetljenost ne presega 4% zemeljske, zato imajo baterije veliko površino (64 m2). Poleg tega ne gre za navadne baterije, temveč posebej zasnovane za delovanje v nizkointenzivnih in nizkotemperaturnih pogojih (Low-intensity Low Temperature Cells). Toda kljub temu je bila naprava zaradi varčevanja z energijo maja 2011, ko je Rosetta dosegla ciljno črto kometa, za 957 dni prestavljena v način mirovanja: vsi sistemi so bili izklopljeni, razen sistema za sprejemanje ukazov, krmilnega računalnika in sistem napajanja.

Prvi satelit

Januarja 2014 je bila Rosetta "prebujena", začele so se priprave na serijo manevrov srečanja - zaviranje in izenačevanje hitrosti ter načrtovana vključitev znanstvenih instrumentov. Medtem pa je končni cilj potovanja postal viden šele nekaj mesecev kasneje: na sliki, ki jo je 16. junija posnela kamera OSIRIS, je komet zasedel le 1 piksel. In mesec dni kasneje se je komaj prilegal v 20 slikovnih pik.

APXS (Alpha X-ray Spectrometer) Alfa in rentgenski spektrometer za preučevanje kemične sestave tal pod napravo (potopi 4 cm). COSAC (COmetary SAmpling and Composition) Plinski kromatograf in časovno-preletni spektrometer za odkrivanje in analizo kompleksnih organskih molekul. PTOLEMY Analizator plina za merjenje sestave izotopov. CIVA (Infrardeči in vidni analizator kometnega jedra) Šest mikrokamer za površinsko premikanje, spektrometer za preučevanje sestave, teksture in albeda vzorcev. ROLIS (Rosetta Lander Imaging System) Kamera visoke ločljivosti za spuščanje in stereo slikanje mest vzorčenja. CONSERT (COmet Nucleus Sounding Experiment by Radiowave Transmission) Radar za "skeniranje" in pridobivanje tomograma jedra kometa. Oddajnik je nameščen na pristajalnem modulu Philae, sprejemnik pa na satelitu v orbiti. MUPUS (Multi-Purpose Sensors for Surface and Sub-Surface Science) Komplet senzorjev na nosilcih, vzorčevalniku in zunanjih površinah aparata za merjenje gostote, mehanskih in toplotnih lastnosti tal. ROMAP (Rosetta Lander Magnetometer and Plasma Monitor) Magnetometer in plazemski monitor za preučevanje magnetnega polja in interakcije kometa s sončnim vetrom. SESAME (Surface Electric Sonding and Acoustic Monitoring Experiment) Komplet treh instrumentov za proučevanje lastnosti tal: Cometary Acoustic Sounding Surface Experiment (CASSE) - z uporabo zvočnih valov, Permitivnostna sonda (PP) - z uporabo električnega toka, Dust Impact Monitor (DIM) Meritve prah pade na površino. SD2 (Drill, Sample, and Distribution subsystem) Vrtalni vzorčevalnik, ki lahko odvzame vzorce iz globine do 20 cm in jih dostavi v pečice za segrevanje in v različne naprave za nadaljnjo analizo.

6. avgusta je naprava izvedla zavorni manever, izenačila hitrost kometa in postala njegovo »častno spremstvo«. "Rosetta ustvarja ukrivljene trikotnike, ko je nameščena približno 100 km od kometa na sončni strani, da zajame vse podrobnosti njegove osvetljene površine," pojasnjuje Frank Budnik, specialist za dinamiko leta misije. »Na vsaki strani tega trikotnika naprava tri do štiri dni lebdi, nato se smer leta s pomočjo motorjev spremeni. Pot je rahlo upognjena zaradi gravitacije kometa in zahvaljujoč temu lahko izračunamo njegovo maso, da bi kasneje napravo prenesli v stabilno nizko orbito. Hkrati bo Rosetta postala prvi umetni satelit kometa v zgodovini.”

Ključ v žepu

Misija Rosetta je dobila ime po Rosetta Stone, kamniti plošči, ki jo je leta 1799 našel francoski častnik v Egiptu. Enako besedilo je vgravirano na tablici - v znanem starogrškem jeziku, staroegipčanskih hieroglifih in egipčanski demotski pisavi. Kamen iz Rosette je služil kot ključ, s pomočjo katerega so jezikoslovci lahko dešifrirali starodavne egipčanske hieroglife. Od leta 1802 je kamen iz Rosette shranjen v Britanskem muzeju. Lander Philae je dobil ime po egipčanskem otoku Philae, kjer so leta 1815 našli ohranjeni obelisk z napisi v stari grščini in starem Egiptu, ki je (skupaj s kamnom iz Rosette) pomagal jezikoslovcem pri dešifriranju. Tako kot je kamen iz Rosette dal ključ do razumevanja jezikov starodavnih civilizacij, kar je omogočilo rekonstrukcijo dogodkov pred več tisoč leti, bo njegov kozmični soimenjak, znanstveniki upajo, dal ključ do razumevanja kometov, starodavnih "gradnikov" ” sončnega sistema, ki se je začelo pred 4,6 milijardami let.

Izvidovanje iz orbite

Toda vstop v orbito kometa je le prva stopnja pred najpomembnejšim delom misije. Po načrtu bo Rosetta do novembra preučevala komet iz njegove orbite in tudi preslikala njegovo površino v pripravah na pristanek. "Pred prihodom do kometa smo o njem vedeli zelo malo, tudi njegova oblika - "dvojni krompir" - je postala znana šele, ko smo ga pobližje spoznali," je za Popular Mechanics povedal Stefan Ulamek, vodja pristajalne ekipe Philae. — Pri izbiri mesta pristanka nas vodi niz zahtev. Prvič, potrebno je, da je površje načeloma dosegljivo iz orbite, v kateri bo naprava. Drugič, potrebujete razmeroma ravno območje v radiju nekaj sto metrov: zaradi tokov v plinskem oblaku lahko napravo med precej dolgim (do nekaj ur) spuščanjem odpihne na stran. Tretjič, zaželeno je, da se osvetlitev na mestu pristanka spremeni in dan preide v noč. To je pomembno, ker želimo preučiti, kako se površina kometa obnaša ob tej spremembi. Vendar razmišljamo tudi o možnostih za čisto "dnevne" prostore. Imamo srečo, da se jedro kometa stabilno vrti okoli ene osi, zato je naloga veliko lažja.«

Zelo mehak pristanek

Ko bo izbrano mesto pristanka, bo novembra glavni dogodek - 100-kilogramski modul Philae se bo ločil od vozila in s tremi nogami prvič pristal na jedru kometa. »Ko smo začeli s tem projektom, nismo imeli prav nobene predstave o številnih podrobnostih postopka,« pravi Stefan Ulamek. "Nihče še ni pristal na kometu in še vedno ne vemo, kakšna je njegova površina: ali je trda kot led, ohlapna kot sveže zapadli sneg ali nekaj vmes." Zato je pristajalni modul zasnovan tako, da se drži skoraj vseh podlag. Po ločitvi od vesoljskega plovila Rosetta in zmanjšanju orbitalne hitrosti se bo modul Philae pod vplivom njegove nizke gravitacije začel spuščati proti kometu, nato pa bo pristal s hitrostjo približno 1 m/s.

Slika kometa 67P/Churyumov-Gerasimenko, posneta 16. avgusta s kamero OSIRIS z dolgo lečo z razdalje 100 km. Velikost jedra kometa je 4 km, zato je ločljivost slike približno 2 m na piksel. S pomočjo serije slik kometa so znanstveniki že identificirali pet možnih mest pristanka. Končna izbira bo padla kasneje.

Na tej točki je zelo pomembno preprečiti "odbijanje" naprave in jo pritrditi na površje kometa, za kar je na voljo več različnih sistemov. Udarec ob dotiku pristajalnih nosilcev bo ublažil centralni elektrodinamični blažilnik, v istem trenutku bo začela delovati šoba na zgornjem koncu Philae, potisk curka iz sproščanja stisnjenega plina bo pritisnil napravo na površino za nekaj sekund, medtem ko vrže dve harpuni - velikosti svinčnika - na kable. Dolžina kablov (približno 2 m) mora zadostovati za varno držanje harpun, tudi če je površina prekrita s plastjo sipkega snega ali prahu. Na treh pristajalnih nosilcih so ledni vijaki, ki se med pristajanjem prav tako privijajo v led. Vsi ti sistemi so bili preizkušeni na simulatorju pristajanja Nemške vesoljske agencije (DLR) v Bremnu na trdih in mehkih površinah in upamo, da v realnih razmerah ne bodo odpovedali.”

Toda to bo prišlo malo kasneje, a zaenkrat, kot pravi Mark McCaurian, višji znanstvenik na Direktoratu za avtomatizirane raziskave ESA: »Smo kot otroci, ki so bili deset let v avtu in so zdaj končno prispeli v Science Disneyland. , kjer nas novembra čaka najbolj razburljiva atrakcija."

Opomba uredništva: ažurne informacije o pristanku so na voljo na povezavi.