Rosetta | |
---|---|
| |
Client | ESA |
Operator | Agenția Spațială Europeană |
Sarcini |
zborul asteroizilor, satelitul artificial al unei comete, aterizarea pe suprafața ei |
span | planeta Marte , asteroizii Steins și Lutetia |
Satelit | cometa 67P/Churyumov-Gerasimenko |
platforma de lansare | Kuru , ELA-3 |
vehicul de lansare | Ariane 5G+ |
lansa | 2 martie 2004 07:17:00 UTC |
Durata zborului | 12 ani, 6 luni și 28 de zile |
Deorbitează | 30 septembrie 2016 |
ID COSPAR | 2004-006A |
SCN | 28169 |
Specificații | |
Greutate | 3000 kg |
Putere | 850 W |
Elemente orbitale | |
pericentru | 29 km |
esa.int/SPECIALE/Rosetta… | |
Fișiere media la Wikimedia Commons |
„Rosetta” ( în engleză Rosetta ) este o stație interplanetară automată concepută pentru a studia o cometă. Proiectat și fabricat de Agenția Spațială Europeană în colaborare cu NASA . Este alcătuit din două părți: sonda spațială Rosetta însăși și aterizatorul Philae .
Nava spațială a fost lansată pe 2 martie 2004 pe cometa 67P/Churyumov-Gerasimenko [1] [2] . Alegerea cometei a fost făcută din motive de comoditate în calea de zbor (vezi ). Rosetta este prima navă spațială care orbitează o cometă . Ca parte a programului, pe 12 noiembrie 2014 a avut loc prima aterizare moale a unui vehicul de coborâre pe suprafața unei comete din lume. Sonda principală Rosetta și-a încheiat zborul pe 30 septembrie 2016, făcând o aterizare bruscă pe cometa 67P/Churyumov-Gerasimenko [3] [4] [5] [6] .
Numele sondei provine de la celebra piatră Rosetta - o lespede de piatră cu trei texte identice ca semnificație gravate pe ea, dintre care două sunt scrise în egipteanul antic (unul în hieroglife , celălalt în scriere demotică ), iar al treilea este scris. în greaca veche . Comparând textele Pietrei Rosettei, Jean-Francois Champollion a reușit să descifreze hieroglifele egiptene antice; Cu ajutorul navei spațiale Rosetta, oamenii de știință speră să afle cum arăta sistemul solar înainte de formarea planetelor.
Numele vehiculului de coborâre este, de asemenea, asociat cu decodarea inscripțiilor egiptene antice. Pe insula Philae de pe râul Nil, a fost găsit un obelisc cu o inscripție hieroglifică care menționează regele Ptolemeu al VIII -lea și reginele Cleopatra II și Cleopatra III . Inscripția, în care oamenii de știință au recunoscut numele „Ptolemeu” și „Cleopatra”, a ajutat la descifrarea hieroglifelor egiptene antice.
În 1986, un eveniment semnificativ a avut loc în istoria explorării spațiului: cometa Halley s-a apropiat de Pământ la o distanță minimă . A fost explorat de nave spațiale din diferite țări: acestea sunt sovietice Vega-1 și Vega-2 și japonezii Suisei și Sakigake și sonda europeană Giotto . Oamenii de știință au primit informații valoroase despre compoziția și originea cometelor .
Cu toate acestea, multe întrebări au rămas nerezolvate, așa că NASA și ESA au început să lucreze împreună la o nouă explorare a spațiului. NASA se concentra pe programul CRAF ( Rendezvous Asteroid Flyby ) . ESA dezvolta programul CNSR ( Comet Nucleus Sample Return ) , care urma să fie realizat după programul CRAF . Noi nave spațiale au fost planificate să fie realizate pe platforma standard Mariner Mark II , ceea ce a redus considerabil costurile. În 1992, însă, NASA a oprit dezvoltarea CRAF din cauza constrângerilor bugetare. ESA a continuat să dezvolte nava spațială în mod independent. Până în 1993, a devenit clar că, odată cu bugetul existent al ESA, un zbor către o cometă cu returnarea ulterioară a mostrelor de sol era imposibil, așa că programul aparatului a fost supus unor modificări majore. În cele din urmă, arăta astfel: apropierea aparatului, mai întâi cu asteroizi, apoi cu cometa și apoi - studiul cometei, inclusiv aterizarea moale a vehiculului de coborâre Philae. S-a planificat finalizarea misiunii cu o coliziune controlată a sondei Rosetta cu o cometă.
Lansarea Rosetta era programată inițial pe 12 ianuarie 2003. Cometa 46P/Wirtanen a fost aleasă ca țintă a cercetării .
Totuși, în decembrie 2002, motorul Vulkan-2 a eșuat în timpul lansării vehiculului de lansare Ariane-5 [7] . Din cauza necesității de îmbunătățire a motorului, lansarea navei spațiale Rosetta a fost amânată [8] , după care a fost dezvoltat un nou program de zbor pentru aceasta.
Noul plan prevedea un zbor către cometa 67P/Churyumov-Gerasimenko , cu o lansare pe 26 februarie 2004 și o întâlnire cu cometa în 2014 [9] .
Rosetta a fost lansată pe 2 martie 2004 la 7:17 UTC din Kourou în Guyana Franceză [2] . În calitate de invitați de onoare la lansare, au fost prezenți descoperitorii cometei, profesorul Universității din Kiev Klim Churyumov și cercetătorul la Institutul de Astrofizică al Academiei de Științe din Tadjikistan Svetlana Gerasimenko [10] . În afară de schimbarea timpului și a țintei, programul de zbor a rămas practic neschimbat. Ca și înainte, Rosetta trebuia să se apropie de cometă și să lanseze landerul Philae către ea .
„Phila” a trebuit să se apropie de cometă cu o viteză relativă de aproximativ 1 m/s și, la contactul cu suprafața, să elibereze două harpoane, deoarece gravitația slabă a cometei nu este capabilă să țină dispozitivul și poate sări pur și simplu. . După debarcarea modulului Philae, a fost planificată începerea implementării programului științific:
În conformitate cu scopul zborului, dispozitivul trebuia nu numai să întâlnească cometa 67P, ci și să rămână cu ea tot timpul în timp ce cometa se apropia de Soare, făcând continuu observații; a fost, de asemenea, necesar să arunce Philae pe suprafața nucleului cometei. Pentru a face acest lucru, aparatul trebuia să fie practic nemișcat în raport cu acesta. Ținând cont de faptul că cometa va fi situată la 300 de milioane de km de Pământ și se va deplasa cu o viteză de 55 mii km/h. Prin urmare, dispozitivul a trebuit să fie pus exact pe orbita pe care a urmat cometa și, în același timp, să fie accelerat la exact aceeași viteză. Din aceste considerații s-au ales atât calea de zbor a aparatului, cât și cometa în sine, spre care era necesar să zboare [11] .
Calea de zbor a lui Rosetta s-a bazat pe principiul „ manevrei gravitaționale ” ( Fig . 1 ). La început, aparatul s-a deplasat spre Soare și, după ce l-a înconjurat, s-a întors din nou pe Pământ, de unde s-a deplasat către Marte. După ce a înconjurat Marte, aparatul s-a apropiat din nou de Pământ și apoi a depășit din nou orbita lui Marte. În acest moment, cometa se afla în spatele Soarelui și mai aproape de acesta decât Rosetta. O nouă abordare a Pământului a trimis dispozitivul în direcția cometei, care în acel moment se îndrepta departe de Soare și din sistemul solar. În cele din urmă, Rosetta s-a întâlnit cu cometa la viteza necesară. O astfel de traiectorie complexă a făcut posibilă reducerea consumului de combustibil prin utilizarea câmpurilor gravitaționale ale Soarelui, Pământului și Marte [11] .
„Rosetta” a fost asamblată într-o cameră curată, în conformitate cu cerințele COSPAR . Sterilizarea nu a fost atât de importantă, deoarece cometele nu sunt considerate obiecte în care pot fi găsite microorganisme vii, dar se speră că acestea vor găsi molecule precursoare ale vieții [13] .
Aparatul primește energie electrică de la două panouri solare cu o suprafață totală de 64 m² [14] și o putere de 1500 W ( 400 W în modul de repaus), controlată de un modul energetic fabricat de Terma , care este, de asemenea, utilizat în proiectul Mars Express [15] [16] .
Sistemul principal de propulsie este format din 24 de motoare cu două componente cu o tracțiune de 10 N. Aparatul avea la început 1670 kg de combustibil bicomponent, format din monometilhidrazină (combustibil) și tetroxid de azot (oxidant).
Corpul din aluminiu tip fagure și cablarea electrică de la bord au fost realizate de compania finlandeză Patria . Institutul meteorologic finlandezSonda fabricată și instrumentele vehiculului de coborâre: COSIMA, MIP (Mutual Impedance Probe), LAP (Langmuir Probe), ICA (Ion Composition Analyzer), dispozitiv de căutare a apei (Permitivity Probe) și module de memorie (CDMS/MEM) [17] .
Masa totală a vehiculului de coborâre este de 100 kg . Sarcina utilă de 26,7 kg constă din zece instrumente științifice. Vehiculul de coborâre a fost proiectat pentru un total de 10 experimente pentru a studia proprietățile structurale, morfologice, microbiologice și alte proprietăți ale nucleului cometei [18] . La baza laboratorului de analiză al vehiculului de coborâre se află pirolizatoarele , un gaz cromatograf și un spectrometru de masă [18] .
Pentru a studia compoziția chimică și izotopică a nucleului cometei, Philae este echipat cu două pirolizatoare de platină . Primul poate încălzi probe până la 180 °C, iar al doilea până la 800 °C. Probele pot fi încălzite la o rată controlată. La fiecare pas, pe măsură ce temperatura crește, se analizează volumul total al gazelor eliberate [18] .
Instrumentul principal pentru separarea produselor de piroliză este cromatograful în gaz . Heliul este folosit ca gaz purtător . Aparatul folosește mai multe coloane cromatografice diferite capabile să analizeze diverse amestecuri de substanțe organice și anorganice [18] .
Pentru analiza și identificarea produșilor gazoși de piroliză se folosește un spectrometru de masă cu detector de timp de zbor ( în engleză time of flying - TOF ) [18] .
Pe 25 februarie 2007, Rosetta a zburat lângă Marte . În timpul zborului, vehiculul de coborâre Fila a funcționat pentru prima dată autonom, alimentat de propriile baterii. Instrumentele vehiculului de coborâre de la o distanță de 1000 km au cercetat planeta, au obținut date despre câmpul magnetic al lui Marte [19] .
Pe 14 august 2008, a fost efectuată o corecție a traiectoriei de zbor pentru a ne întâlni cu asteroidul Steins . Pe 5 septembrie, dispozitivul a zburat la 800 km de asteroid [20] . Pe 6 septembrie, Rosetta a transmis imagini de aproape ale asteroidului [21] . La suprafața sa au fost găsite 23 de cratere cu un diametru de peste 200 de metri . Camera cu unghi îngust NAC (Narrow-Angle Camera) a trecut în modul sigur cu câteva minute înainte de întâlnire, iar filmarea a fost efectuată de camera cu unghi larg WAC (Wide-Angle Camera), care a înrăutățit semnificativ rezoluția imaginilor. [22] .
Următoarea țintă a fost asteroidul Lutetia , cu care dispozitivul s-a apropiat pe 10 iulie 2010 . Rosetta a făcut multe poze cu asteroidul. Toată lumea a putut vedea asteroidul în direct pe o pagină specială de pe Internet [23] .
20 ianuarie 2014 la 10:00 UTC (11:00 CET ) „Rosetta” „s-a trezit” din cronometrul intern. Semnalul de la dispozitiv a fost primit la 18:17 UTC (19:17 CET). Au început pregătirile pentru o întâlnire cu cometa Churyumov-Gerasimenko .
În iulie 2014, Rosetta a transmis primele date despre starea cometei. Aparatul a determinat că nucleul cometei, care are o formă „neregulată”, eliberează aproximativ 300 de mililitri de apă în spațiul înconjurător în fiecare secundă [24] [25] . Pe 7 august 2014, Rosetta s-a apropiat de nucleul cometei la o distanță de aproximativ 100 km [26] . Până în septembrie, pe baza imaginilor obținute ale sistemului OSIRIS, a fost alcătuită o hartă a suprafeței cu selecția mai multor zone, fiecare dintre acestea fiind caracterizată de o morfologie specifică [27] . În plus, spectrograful ultraviolet Alice nu a detectat linii spectrale care să indice prezența unor zone de pe suprafața cometei acoperite cu gheață; totodată, se înregistrează prezența hidrogenului și oxigenului în coma cometei [28] .
Pe 15 octombrie, specialiștii ESA au aprobat locul principal de aterizare pentru sonda spațială Philae [29] . Rosetta se afla pe o orbită circulară, la 10 km de centrul nucleului de patru kilometri al cometei. Acest lucru a permis o privire mai atentă asupra locurilor de aterizare primare și secundare pentru a finaliza evaluarea pericolelor (inclusiv limitările cauzate de bolovani) [30] .
Pe 12 noiembrie, Philae s-a dezamorsat de la sondă și a început o aterizare moale pe suprafața cometei [31] . Coborârea a durat aproximativ șapte ore, timp în care dispozitivul a făcut fotografii atât ale cometei în sine, cât și ale sondei Rosetta. Aterizarea modulului a fost complicată de defecțiunea motorului care apăsa dispozitivul la sol, ceea ce a crescut riscul de a sari de pe cometă. În plus, harpoanele care trebuiau să fixeze Philae pe suprafața cometei nu au funcționat. La 16:03 UTC, vehiculul a aterizat. Potrivit datelor de telemetrie, nava spațială a făcut trei aterizări pe suprafața cometei și în cele din urmă a aterizat într-un mod neoptimal: a ajuns pe panta craterului cu o înclinare de 30°, dar în rest, nava spațială a supraviețuit aterizării fără daune semnificative [32] .
În două zile, aterizatorul Philae și-a finalizat principalele sarcini științifice și a transmis toate rezultatele de la instrumentele științifice ROLIS, COSAC, Ptolemeu, SD2 și CONSERT via Rosetta către Pământ, după ce a epuizat întreaga încărcare a bateriei principale. S-a presupus că activitatea aparatului va fi extinsă datorită unui sistem de rezervă alimentat de panouri solare, totuși, ziua solară scurtă pe cometă (doar 90 de minute din zilele de 12,4 ore pe cometă [33] [34] ) iar o aterizare nereușită nu a permis acest lucru. Nava spațială a fost ridicată cu 4 cm și rotită cu 35° în încercarea de a crește iluminarea rețelelor solare [35] [36] , dar pe 15 noiembrie, Philae a trecut la modul de economisire a energiei (toate instrumentele științifice și majoritatea sistemelor de bord au fost oprit) din cauza epuizării bateriilor de la bord (contact pierdut la 00:36 UTC). Iluminarea panourilor solare (și, în consecință, puterea generată de acestea) a fost prea scăzută pentru a încărca bateriile și a efectua sesiuni de comunicare cu dispozitivul [37] . Potrivit oamenilor de știință, pe măsură ce cometa se apropia de Soare, cantitatea de energie generată ar fi trebuit să crească la valori suficiente pentru a porni aparatul - această evoluție a evenimentelor a fost luată în considerare la proiectarea aparatului.
Pe 13 iunie 2015, Philae a ieșit din modul de consum redus, comunicarea cu dispozitivul a fost stabilită [38] , dar pe 9 iulie, comunicarea cu Philae a fost întreruptă din cauza epuizării rezervelor de energie din bateriile dispozitivului. Panourile solare nu mai erau capabile să genereze suficientă energie electrică pentru reîncărcare [39] .
Pe 2 septembrie 2016, camera de înaltă rezoluție a aparatului Rosetta a primit imagini cu Phila. Vehiculul de coborâre a căzut în crăpătura întunecată a cometei. De la o înălțime de 2,7 km, rezoluția camerei cu unghi îngust OSIRIS este de aproximativ 5 cm pe pixel. Această rezoluție este suficientă pentru a arăta trăsăturile caracteristice ale designului corpului și picioarelor de 1 metru ale aparatului Fila din imagine. Imaginile au confirmat și faptul că Fila stă întinsă pe o parte. Orientarea anormală de pe suprafața cometei a arătat clar de ce a fost atât de dificil să stabilești contactul cu aterizatorul după aterizare pe 12 noiembrie 2014.
Până la sfârșitul lunii septembrie 2016, toate sarcinile atribuite sondei au fost finalizate. Cometa a început să se îndepărteze de Soare, din cauza căreia cantitatea de energie transgresată de la panourile solare a început să scadă. Rosetta ar putea fi pusă înapoi în hibernare până la următoarea apropiere a cometei de Soare, dar ESA nu era sigură că nava ar putea supraviețui răcirii extreme. Pentru a obține rezultate științifice maxime, s-a decis deorbitarea sondei pentru o coliziune cu o cometă [40] . Pe 30 septembrie 2016, Rosetta a fost trimisă să se ciocnească de cometa Churyumov-Gerasimenko și a intrat în coliziune cu aceasta cu o viteză de 3 km/h. A fost o aterizare dură controlată a aparatului la suprafață în zona „puțurilor” - gheizere locale . În timpul coborârii, care a durat 14 ore, aparatul a transmis către Pământ fotografii și rezultatele analizelor debitelor de gaze [3] .
Un an mai târziu, inginerii din Göttingen au reușit să proceseze fragmente de date din ultima fotografie pentru a reconstrui imaginea completă în momentul coliziunii. Anterior, această matrice de date s-a dovedit a fi inaccesibilă pentru analiză, deoarece nu a fost identificată de software-ul standard ca o imagine cu drepturi depline [6] .
Pe 10 decembrie 2014, numărul online al revistei Science a publicat articolul 67P/Churyumov-Gerasimenko, o cometă din familia Jupiter cu un raport D/H ridicat [41] . , în care un conținut mai mare de apă grea în gheața cometei a fost remarcat în comparație cu oceanele Pământului – de mai mult de trei ori. Acest rezultat contrazice teoria acceptată conform căreia apa Pământului este de origine cometă [42] .
Pe 23 ianuarie 2015, revista Science a publicat un număr special de studii științifice legate de cometă [43] [44] . Cercetătorii au descoperit că volumul principal de gaze emis de cometă cade pe „gât” – regiunea în care cele două părți ale cometei se întâlnesc: aici camerele OSIRIS înregistrau în mod constant fluxul de gaz și resturi. Membrii echipei de știință ai sistemului de imagistică OSIRIS au descoperit că regiunea Hapi, situată în puntea dintre cei doi lobi mari ai cometei și care prezintă o activitate ridicată ca sursă de jeturi de gaz și praf, reflectă lumina roșie mai puțin eficient decât alte regiuni, ceea ce poate indica faptul că prezența apei înghețate pe suprafața cometei.sau puțin adânc sub suprafața acesteia.
În rețelele sociale | |
---|---|
Dicționare și enciclopedii | |
În cataloagele bibliografice |
Agenția Spațială Europeană | |||||||||||||||||||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| |||||||||||||||||||||||||
|
cometelor de către nave spațiale | Explorarea|
---|---|
Zburând pe o distanță lungă | |
Zburând lângă miez |
|
Colectarea și trimiterea de particule pe Pământ | praf de stele |
Vehicule de aterizare | |
Descoperiri de comete | |
Comete vizitate de nave spațiale |
|
Explorarea lui Marte cu nave spațiale | |
---|---|
Zbor | |
Orbitală | |
Aterizare | |
roveri | |
Marshalls | |
Planificat |
|
Sugerat |
|
Fără succes | |
Anulat |
|
Vezi si | |
Navele spațiale active sunt evidențiate cu caractere aldine |
Explorarea asteroizilor de către stații interplanetare automate | |
---|---|
Zbor | |
De pe orbită | |
Landers | |
Dezvoltat | |
Asteroizii explorați | |
AMC-urile active sunt marcate cu caractere aldine |
Explorarea spațiului 2016 | |
---|---|
lansa |
|
Sfârșitul lucrării |
|
Categorie:2016 în explorarea spațiului - Categorie:Obiecte astronomice descoperite în 2016 |