Rosetta | |
---|---|
Passage av sonden "Rosetta" nära kometen (ram från filmen Chasing a Comet - The Rosetta Mission ) | |
Kund | ESA |
Operatör | Europeiska rymdorganisationen |
Uppgifter |
förbiflygning av asteroider, konstgjord satellit för en komet, som landar på dess yta |
spänna | planeten Mars , asteroiderna Steins och Lutetia |
Satellit | komet 67P/Churyumov-Gerasimenko |
startplatta | Kuru , ELA-3 |
bärraket | Ariane 5G+ |
lansera | 2 mars 2004 07:17:00 UTC |
Flygtid | 12 år 6 månader och 28 dagar |
Deorbit | 30 september 2016 |
COSPAR ID | 2004-006A |
SCN | 28169 |
Specifikationer | |
Vikt | 3000 kg |
Kraft | 850 W |
Orbitala element | |
pericenter | 29 km |
esa.int/SPECIALS/Rosetta... | |
Mediafiler på Wikimedia Commons |
"Rosetta" ( engelska Rosetta ) är en automatisk interplanetär station utformad för att studera en komet. Designad och tillverkad av European Space Agency i samarbete med NASA . Den består av två delar: själva rymdsonden Rosetta och landaren Philae .
Rymdfarkosten sköts upp den 2 mars 2004 till kometen 67P/Churyumov-Gerasimenko [1] [2] . Valet av komet gjordes av bekvämlighetsskäl i flygbanan (se ). Rosetta är den första rymdfarkosten som kretsar kring en komet . Som en del av programmet skedde den 12 november 2014 världens första mjuklandning av ett nedstigningsfordon på ytan av en komet. Rosetta-sonden avslutade sin flygning den 30 september 2016 och gjorde en hårdlandning på kometen 67P/Churyumov-Gerasimenko [3] [4] [5] [6] .
Namnet på sonden kommer från den berömda Rosetta-stenen - en stenplatta med tre texter som är identiska i betydelse ingraverade på den, varav två är skrivna på fornegyptiska (en med hieroglyfer , den andra med demotisk skrift ), och den tredje är skriven på antik grekiska . Genom att jämföra Rosettastenens texter kunde Jean-Francois Champollion dechiffrera forntida egyptiska hieroglyfer; Med hjälp av rymdfarkosten Rosetta hoppas forskarna lära sig hur solsystemet såg ut innan planeterna bildades.
Namnet på nedstigningsfordonet är också associerat med avkodningen av forntida egyptiska inskriptioner. På ön Philae vid floden Nilen hittades en obelisk med en hieroglyfisk inskription som nämner kung Ptolemaios VIII och drottningarna Kleopatra II och Kleopatra III . Inskriptionen, där forskare kände igen namnen "Ptolemaios" och "Cleopatra", hjälpte till att dechiffrera de forntida egyptiska hieroglyferna.
1986 inträffade en betydande händelse i rymdutforskningens historia: Halleys komet närmade sig jorden på ett minsta avstånd . Det utforskades av rymdfarkoster från olika länder: dessa är den sovjetiska Vega-1 och Vega-2 , och den japanska Suisei och Sakigake , och den europeiska Giotto -sonden . Forskare har fått värdefull information om kometernas sammansättning och ursprung .
Men många frågor förblev olösta, så NASA och ESA började arbeta tillsammans för ny rymdutforskning. NASA fokuserade på programmet Comet Rendezvous Asteroid Flyby CRAF ) . ESA utvecklade programmet Comet Nucleus Sample Return ( CNSR ) , som skulle genomföras efter CRAF - programmet . Nya rymdfarkoster planerades att tillverkas på standardplattformen Mariner Mark II , vilket kraftigt minskade kostnaderna. 1992 stoppade emellertid NASA utvecklingen av CRAF på grund av budgetrestriktioner. ESA fortsatte att utveckla rymdfarkosten självständigt. År 1993 stod det klart att med ESA:s befintliga budget var en flygning till en komet med efterföljande retur av jordprover omöjlig, så apparatprogrammet utsattes för stora förändringar. Slutligen såg det ut så här: apparatens närmande, först med asteroider och sedan med kometen, och sedan - studiet av kometen, inklusive mjuklandningen av Philae-fordonet. Det var planerat att slutföra uppdraget med en kontrollerad kollision av Rosetta-sonden med en komet.
Rosetta var ursprungligen planerad att lanseras den 12 januari 2003. Kometen 46P/Wirtanen valdes som mål för forskningen .
I december 2002 misslyckades dock Vulkan-2-motorn under lanseringen av bärraketen Ariane -5 [7] . På grund av behovet av att förbättra motorn sköts uppskjutningen av rymdfarkosten Rosetta upp [8] , varefter ett nytt flygprogram utvecklades för den.
Den nya planen krävde en flygning till kometen 67P/Churyumov-Gerasimenko , med en uppskjutning den 26 februari 2004 och ett möte med kometen 2014 [9] .
Rosetta lanserades den 2 mars 2004 klockan 7:17 UTC från Kourou i Franska Guyana [2] . Som hedersgäster vid uppskjutningen var kometens upptäckare närvarande, professor vid Kievs universitet Klim Churyumov och forskare vid Institutet för astrofysik vid Tadzjikistans vetenskapsakademi Svetlana Gerasimenko [10] . Förutom förändringen i tid och mål förblev flygprogrammet praktiskt taget oförändrat. Som tidigare var det meningen att Rosetta skulle närma sig kometen och skjuta upp Philae- landaren mot den .
"Phila" var tvungen att närma sig kometen med en relativ hastighet på cirka 1 m/s och vid kontakt med ytan släppa två harpuner, eftersom kometens svaga gravitation inte kan hålla enheten, och den kan helt enkelt studsa . Efter landningen av Philae-modulen var det planerat att starta implementeringen av det vetenskapliga programmet:
I enlighet med syftet med flygningen behövde enheten inte bara möta kometen 67P, utan också stanna med den hela tiden medan kometen närmade sig solen och kontinuerligt göra observationer; det krävdes också att släppa Philae på ytan av kometens kärna. För att göra detta måste apparaten vara praktiskt taget orörlig i förhållande till den. Med hänsyn till det faktum att kometen kommer att ligga 300 miljoner km från jorden och röra sig med en hastighet av 55 tusen km / h. Därför var anordningen tvungen att placeras i exakt den omloppsbana som kometen följde, och samtidigt accelereras till exakt samma hastighet. Från dessa överväganden valdes både apparatens flygväg och kometen själv, till vilken det var nödvändigt att flyga, [11] .
Rosettas flygväg baserades på principen om " gravitationsmanöver " ( Fig . 1 ). Till en början rörde sig apparaten mot solen och, efter att ha cirklat runt den, återvände den till jorden, varifrån den rörde sig mot Mars. Efter att ha cirklat runt Mars, närmade sig apparaten igen jorden och gick sedan återigen bortom Mars omloppsbana. Vid denna tidpunkt var kometen bakom solen och närmare den än Rosetta. Ett nytt närmande till jorden skickade enheten i riktning mot kometen, som i det ögonblicket var på väg bort från solen och ut ur solsystemet. Till slut mötte Rosetta kometen med den hastighet som krävdes. En sådan komplex bana gjorde det möjligt att minska bränsleförbrukningen genom att använda solens, jordens och Mars gravitationsfält [11] .
"Rosetta" monterades i ett rent rum i enlighet med kraven i COSPAR . Sterilisering var inte så viktig, eftersom kometer inte anses vara föremål där levande mikroorganismer kan hittas, men de hoppas kunna hitta molekyler som föregångare till liv [13] .
Apparaten får elektrisk energi från två solpaneler med en total yta på 64 m² [14] och en effekt på 1500 W ( 400 W i viloläge), styrd av en energimodul tillverkad av Terma , som också är används i Mars Express- projektet [15] [16] .
Huvudframdrivningssystemet består av 24 tvåkomponentsmotorer med en dragkraft på 10 N. Anordningen hade vid starten 1670 kg tvåkomponentsbränsle, bestående av monometylhydrazin (bränsle) och kvävetetroxid (oxidationsmedel).
Det bikakeformade aluminiumskrovet och elektriska ledningar ombord tillverkades av det finska företaget Patria . Meteorologiska institutettillverkade instrument för sond och nedstigning: COSIMA, MIP (Mutual Impedance Probe), LAP (Langmuir Probe), ICA (Ion Composition Analyzer), vattensökningsenhet (Permittivity Probe) och minnesmoduler (CDMS/MEM) [17] .
Nedstigningsfordonets totala vikt är 100 kg . Nyolasten på 26,7 kg består av tio vetenskapliga instrument. Nedstigningsfordonet designades för totalt 10 experiment för att studera de strukturella, morfologiska, mikrobiologiska och andra egenskaperna hos kometkärnan [18] . Grunden för det analytiska laboratoriet för nedstigningsfordonet är pyrolysatorer , en gaskromatograf och en masspektrometer [18] .
För att studera den kemiska och isotopiska sammansättningen av kometens kärna är Philae utrustad med två platinapyrolysatorer . Den första kan värma prover upp till 180 °C och den andra upp till 800 °C. Prover kan värmas med en kontrollerad hastighet. Vid varje steg, när temperaturen stiger, analyseras den totala volymen av frigjorda gaser [18] .
Huvudinstrumentet för att separera pyrolysprodukter är gaskromatografen . Helium används som bärgas . Apparaten använder flera olika kromatografiska kolonner som kan analysera olika blandningar av organiska och oorganiska ämnen [18] .
För analys och identifiering av gasformiga pyrolysprodukter används en masspektrometer med en flygtidsdetektor ( engelsk time of flying - TOF ) [18] .
Den 25 februari 2007 flög Rosetta nära Mars . Under förbiflygningen fungerade Fila-nedstigningsfordonet för första gången självständigt, drevet av sina egna batterier. Instrumenten från nedstigningsfordonet från ett avstånd av 1000 km undersökte planeten, fick data om Mars magnetfält [19] .
Den 14 augusti 2008 gjordes en flygvägskorrigering för att träffa asteroiden Steins . Den 5 september flög enheten 800 km från asteroiden [20] . Den 6 september överförde Rosetta närbilder av asteroiden [21] . På dess yta hittades 23 kratrar med en diameter på mer än 200 meter . Smalvinkelkamera NAC (Narrow-Angle Camera) gick över till säkert läge några minuter före mötet, och fotograferingen utfördes av vidvinkelkameran WAC (Wide-Angle Camera), vilket avsevärt försämrade upplösningen på bilderna [22] .
Nästa mål var asteroiden Lutetia , med vilken enheten närmade sig den 10 juli 2010 . Rosetta tog många bilder av asteroiden. Alla kunde se asteroiden live på en speciell sida på Internet [23] .
20 januari 2014 kl. 10:00 UTC (11:00 CET ) "Rosetta" "vaknade" från den interna timern. Signalen från enheten togs emot klockan 18:17 UTC (19:17 CET). Förberedelserna började för ett möte med kometen Churyumov-Gerasimenko .
I juli 2014 sände Rosetta de första uppgifterna om kometens tillstånd. Apparaten fastställde att kometens kärna, som har en "oregelbunden" form, släpper ut cirka 300 milliliter vatten i det omgivande utrymmet varje sekund [24] [25] . Den 7 augusti 2014 närmade sig Rosetta kometens kärna på ett avstånd av cirka 100 km [26] . I september, på basis av de erhållna bilderna av OSIRIS-systemet, sammanställdes en karta över ytan med urvalet av flera områden, som var och en kännetecknas av en specifik morfologi [27] . Dessutom upptäckte Alice ultravioletta spektrograf inte spektrallinjer som skulle indikera närvaron av områden på kometens yta täckta med is; samtidigt registreras närvaron av väte och syre i kometens koma [28] .
Den 15 oktober godkände ESA- specialister huvudlandningsplatsen för rymdfarkosten Philae [29] . Rosetta befann sig i en cirkulär bana, 10 km från centrum av kometens fyra kilometer långa kärna. Detta möjliggjorde en närmare titt på de primära och sekundära landningsplatserna för att slutföra riskbedömningen (inklusive begränsningar orsakade av stenblock) [30] .
Den 12 november lossade Philae från sonden och påbörjade en mjuklandning på kometens yta [31] . Nedstigningen tog cirka sju timmar, under vilken enheten tog bilder av både kometen själv och Rosetta-sonden. Landningen av modulen komplicerades av motorfelet som pressade enheten mot marken, vilket ökade risken för att studsa av kometen. Dessutom fungerade inte harpunerna som skulle fixera Philae på kometens yta. Klockan 16:03 UTC landade fordonet. Enligt telemetridata gjorde rymdfarkosten tre touchdowns på kometens yta och landade så småningom på ett icke-optimalt sätt: den hamnade på kraterns sluttning med en lutning på 30°, men i övrigt överlevde rymdfarkosten landningen utan betydande skada [32] .
Inom två dagar slutförde Philae-landaren sina huvudsakliga vetenskapliga uppgifter och överförde alla resultat från de vetenskapliga instrumenten ROLIS, COSAC, Ptolemaios, SD2 och CONSERT via Rosetta till jorden, efter att ha tömt hela laddningen av huvudbatteriet. Det antogs att apparatens aktivitet skulle utökas på grund av ett reservsystem som drivs av solpaneler, dock den korta soldagen på kometen (endast 90 minuter av 12,4 timmars dagar på kometen [33] [34] ) och en misslyckad landning tillät inte detta att göras. . Rymdfarkosten höjdes med 4 cm och roterades 35° i ett försök att öka belysningen av solpanelerna [35] [36] , men den 15 november bytte Philae till energisparläge (alla vetenskapliga instrument och de flesta system ombord var avstängd) på grund av urladdade batterier ombord (kontakt förlorad kl. 00:36 UTC). Belysningen av solpanelerna (och följaktligen strömmen som genererades av dem) var för låg för att ladda batterierna och utföra kommunikationssessioner med enheten [37] . Enligt forskare, när kometen närmade sig solen, borde mängden genererad energi ha ökat till värden som är tillräckliga för att slå på apparaten - denna utveckling av händelser togs med i beräkningen när apparaten designades.
Den 13 juni 2015 lämnade Philae läget för låg strömförbrukning, kommunikation med enheten etablerades [38] , men den 9 juli avbröts kommunikationen med Philae på grund av utarmningen av energireserverna i enhetens batterier. Solpaneler kunde inte längre generera tillräckligt med el för laddning [39] .
Den 2 september 2016 fick Rosetta-apparatens högupplösta kamera bilder av Phila. Nedstigningsfordonet ramlade in i kometens mörka spricka. Från en höjd av 2,7 km är upplösningen för OSIRIS smalvinkelkamera cirka 5 cm per pixel. Denna upplösning är tillräckligt för att visa de karakteristiska egenskaperna hos utformningen av 1-meterskroppen och benen på Fila-apparaten i bilden. Bilderna bekräftade också att Fila låg på sidan. Den onormala orienteringen på kometens yta gjorde det tydligt varför det var så svårt att få kontakt med landaren efter landning den 12 november 2014.
I slutet av september 2016 var alla uppgifter som tilldelats sonden slutförda. Kometen började röra sig bort från solen, på grund av vilket mängden energi som överfördes från solpaneler började minska. Rosetta kunde försättas tillbaka i viloläge tills kometens nästa närmande till solen, men ESA var inte säker på att farkosten kunde överleva den extrema nedkylningen. För att få maximala vetenskapliga resultat beslöts att vända sonden för en kollision med en komet [40] . Den 30 september 2016 skickades Rosetta för att kollidera med kometen Churyumov-Gerasimenko och kolliderade med den med en hastighet av 3 km/h. Det var en kontrollerad hård landning av apparaten på ytan i området för "brunnar" - lokala gejsrar . Under nedstigningen, som varade i 14 timmar, överförde apparaten till jorden fotografier och resultaten av analyser av gasflöden [3] .
Ett år senare kunde ingenjörer i Göttingen bearbeta fragment av data från det sista fotografiet för att rekonstruera hela bilden vid tidpunkten för kollisionen. Tidigare visade sig denna datamatris vara otillgänglig för analys, eftersom den inte identifierades av standardmjukvaran som en fullfjädrad bild [6] .
Den 10 december 2014 publicerade onlinenumret av tidskriften Science artikeln 67P/Churyumov-Gerasimenko, en komet från Jupiterfamiljen med ett högt D/H-förhållande [41] . , där ett högre innehåll av tungt vatten i kometens is noterades jämfört med jordens hav - mer än tre gånger. Detta resultat motsäger den accepterade teorin att jordens vatten är av kometursprung [42] .
Den 23 januari 2015 publicerade tidskriften Science ett specialnummer av vetenskapliga studier relaterade till kometen [43] [44] . Forskarna fann att huvudvolymen av gaser som släpps ut av kometen faller på "halsen" - regionen där de två delarna av kometen möts: här registrerade OSIRIS-kamerorna ständigt flödet av gas och skräp. Medlemmar av forskarteamet för OSIRIS bildsystem fann att Hapi-regionen, som ligger i bron mellan kometens två stora lober och visar hög aktivitet som en källa för gas- och dammstrålar, reflekterar rött ljus mindre effektivt än andra regioner, vilket kan indikera närvaro av fruset vatten på kometens yta eller grunt under dess yta.
![]() | |
---|---|
Ordböcker och uppslagsverk | |
I bibliografiska kataloger |
Europeiska rymdorganisationen | |||||||||||||||||||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| |||||||||||||||||||||||||
|
kometer med rymdfarkoster | Utforskning av|
---|---|
Flyger över en lång sträcka | |
Flyger nära kärnan |
|
Samla och skicka partiklar till jorden | stjärndamm |
Landningsfordon | |
Kometupptäckter _ | |
Kometer som besöks av rymdfarkoster |
|
Utforskning av Mars med rymdskepp | |
---|---|
Flygande | |
Orbital | |
Landning | |
rovers | |
Marshalls | |
Planerad |
|
Föreslog |
|
Misslyckad | |
Inställt |
|
se även | |
Aktiva rymdfarkoster är markerade med fet stil |
Utforskning av asteroider med automatiska interplanetära stationer | |
---|---|
Flygande | |
Från omloppsbana | |
Landers | |
Tagit fram | |
Utforskade asteroider | |
Aktiva AMC:er är markerade med fet stil |
Utforskning av rymden 2016 | |
---|---|
lansera |
|
Slut på arbetet |
|
Kategori:2016 i rymdutforskning - Kategori:Astronomiska föremål upptäckta 2016 |