Philae (lander)

Philae ( eng.  Philae lander ) er en lander designet til at lande på kernen af ​​en komet . Designet og fremstillet af European Space Agency .

Philae, der var vært for Rosetta-rumfartøjet , blev opsendt den 2. marts 2004 til kometen 67P/Churyumov-Gerasimenko .

Adskillelsen af ​​Philae-apparatet fra Rosetta fandt sted den 12. november 2014 kl. 09:35  UTC . Dette blev efterfulgt af en 7-timers nedstigning til kometens overflade. Landingen fandt sted i en uplanlagt tilstand. Fra 15:34 UTC til 17:32 UTC var der tre touchdowns med to hop imellem sig (signaler om dette nåede Jorden efter næsten en halv time) [2] . Dette er den første nogensinde (og generelt vellykkede) landing på en komet [3] [4] .

Navnes oprindelse

Navnet på enheden blev valgt som et resultat af en konkurrence afholdt i 2004 blandt indbyggere i de lande, der deltager i projektet i alderen 12 til 25 år. Vinderen blev 15-årige Serena Olga Vismara fra Arluno nær Milano (Italien).

Navnet på nedstigningskøretøjet er forbundet med afkodningen af ​​gamle egyptiske inskriptioner. På øen Philae ved Nilen blev der fundet en obelisk med en hieroglyfisk inskription, der nævner kong Ptolemæus VIII og dronningerne Cleopatra II og Cleopatra III . Inskriptionen, hvori forskerne genkendte navnene "Ptolemæus" og "Cleopatra", hjalp med at dechifrere de gamle egyptiske hieroglyffer.

Til gengæld kommer navnet "Rosetta" fra den berømte Rosetta-sten  - en stenplade med tre tekster med identiske betydning indgraveret, hvoraf to er skrevet på oldægyptisk (den ene med hieroglyffer , den anden med demotisk skrift ), og tredje er skrevet på oldgræsk . Ved at sammenligne teksterne fra Rosettastenen har videnskabsmænd været i stand til at tyde gamle egyptiske hieroglyffer; Med hjælp fra Rosetta-rumfartøjet håber forskerne at lære, hvordan solsystemet så ud, før planeterne blev dannet.

Videnskabeligt udstyr

Nedstigningskøretøjets masse er 100 kg . Enhedens nyttelast er 26,7 kg og består af ti videnskabelige instrumenter [5] :

• APXS ( Alpha Proton X-ray Spectrometer ) er et alfapartikel- og røntgenspektrometer [6] . Det er en forbedret version af APXS installeret på Mars Pathfinder . Alfa-emitteren blev fremstillet på det russiske forskningsinstitut for atomreaktorer (NIIAR); [7]
• COSAC ( COmetary SAmpling and Composition ) er et kombineret gaskromatograf og massespektrometer til analyse af stenprøver og vurdering af deres indhold af flygtige komponenter [8] .
• Ptolemæus  er et instrument til måling af forholdet mellem stabile isotopfraktioner i flygtige nøglekomponenter i en kometkerne [9] .
• ÇIVA ( Comet Nucleus Infrared and Visible Analyzer ) — 6 identiske mikrokameraer til panoramaundersøgelse af overfladen med matricer på hver 1024 × 1024 pixels [10] .
• ROLIS ( Rosetta Lander Imaging System ) er et CCD - kamera til filmoptagelse under nedstigning, med en opløsning på 1024 × 1024 pixels [11] [12] .
• CONSERT (COmet Nucleus Sounding Experiment by Radiowave Transmission) er en radar designet til at udføretomografiaf kometens kerne ved at måle udbredelsen af ​​elektromagnetiske bølger i den fra Rosetta for at bestemme dens indre struktur [13] .
• MUPUS ( MUlti-Purpose Sensors for Surface and Sub-Surface Science ) - sensorer til måling af densitet, temperatur og mekaniske egenskaber af overfladen [14] .
• ROMAP ( Rosetta Lander Magnetometer and Plasma Monitor ) er et magnetometer og plasmadetektor til at studere magnetfeltet i en kometkerne og dens interaktion med solvinden [15] .
• SESAME ( Surface Electric Sounding and Acoustic Monitoring Experiments ) - 3 instrumenter til måling af egenskaberne af de ydre lag af en komet: CASSE ( Cometary Acoustic Sounding Surface Experiment ) - et eksperiment om akustisk undersøgelse af overfladen af ​​en komet, PP ( Permittivity Probe ) - en undersøgelse af dens elektriske egenskaber og DIM ( Dust Impact Monitor ) - måling af støv, der sætter sig på overfladen [16] .
• SD2 ( Drill, Sample, and Distribution subsystem ) er en boremaskine til at udvinde stenprøver fra dybder fra 0 til 230 mm og sende dem til analyse til Ptolemæus, COSAC og ÇIVA delsystemerne [17] .

Østrig , Finland , Frankrig , Tyskland , Ungarn , Italien , Irland , Polen , Storbritannien og Rusland deltog i skabelsen af ​​enheden og dens udstyr .

Flykrønike

Den 2. marts 2004 blev Rosetta med Philae-rumfartøjet med succes opsendt fra Kourou -opsendelsesstedet i Fransk Guyana af en Ariane 5G+ raket .

Den 25. februar 2007 fløj Rosetta nær Mars . Under forbiflyvningen kørte Fila-nedstigningskøretøjet for første gang autonomt, drevet af sine egne batterier. Instrumenterne i nedstigningskøretøjet fra en afstand på 1000 km undersøgte planeten, opnåede data om Mars magnetfelt [18] .

Comet Approach (2014)

Den 6. august 2014 nærmede Rosetta sig med apparatet kometen i en afstand af 100 km [19] . ESA- specialister identificerede 5 potentielt egnede landingssteder, hvoraf det mest acceptable blev anset for at være "sted A" på størstedelen af ​​kometen, hvorfra dens mindre del også er tydeligt synlig [20] .

Den 15. oktober bekræftede ESA-specialister hovedlandingsstedet for Philae-apparatet - "site J". "Rosetta" den dag var i en cirkulær bane (set fra en observatør placeret på kometens synspunkt) [21] , 10 km fra centrum af kometens fire kilometer lange kerne. Dette gav mulighed for et nærmere kig på hoved- (“Site J”) og backup (“Site C”) landingssted for endelig at vurdere farerne (herunder begrænsninger forårsaget af tilstedeværelsen af ​​kampesten) [22] . Landing på eller nær en kampesten (når landingsbenet eller skroget rører kampestenen) kan få køretøjet til at vælte eller blive beskadiget; selv kampesten mindre end en meter i størrelse er farlige. Tusindvis af store sten er synlige på billederne af de vigtigste og alternative landingssteder. Specialister fra flydynamikgruppen vurderede risikoen på grund af tilstedeværelsen af ​​kampesten til flere titusinder af procent [23] .

Den 10. november var Rosetta i gang med at forberede opsendelsen af ​​Philae-rumfartøjet (som hverken har et navigationssystem eller en motor om bord til aktivt at gå til det ønskede landingssted), med en hastighed på 0,19 m/s ift. kometens kerne [24] .

Den 12. november, kl. 12:35 Moskva-tid, i en afstand af cirka 22,5 km fra centrum af kometens kerne, sendte Rosetta Fila-landeren i fri flugt.

På overfladen af ​​en komet (12.–15. november 2014)

Som planlagt landede sonden på "site J", placeret på den mindre del af kometen [25] . 12. november kl. 17:32 modtog UTC bekræftelse på den vellykkede landing af Philae [2] .

Landingen fandt sted i en uplanlagt tilstand.

"Fila", accelereret af tyngdefeltet i kometens kerne, fløj op til ham med en hastighed på 1 m/s . For at forhindre tilbageslag og sikre sonden til overfladen var der flere systemer på den. Chokket ved at røre ved landingsbenene slukkede dæmperen; i berøringsøjeblikket måtte raketmotoren presse apparatet til overfladen i flere sekunder. Under driften af ​​motoren skulle enheden indføre to harpuner på størrelse med en blyant på to meter kabler i jorden, og tre bor placeret på landingsstøtter skulle gå dybt ned i jorden [26] .

Efter landing gik borerne dybt ned i jorden af ​​kometens kerne med 4 cm , men raketmotoren til at presse enheden til overfladen virkede ikke, og harpunerne kl. 17:23 UTC blev stadig ikke frigivet af en ukendt årsag , så enhedens position på overfladen i det øjeblik var ikke stærk [ 4] [27] .

Behandlingen af ​​den telemetriske information viste, at Philae i virkeligheden lavede tre touchdowns - kl. 15:34, 17:25 og 17:32 UTC, med to afvisninger mellem dem. Det første touchdown var inden for landingsellipsen ("site J"). Dette bekræftes af billederne af ROLIS-kameraet placeret på Philae-rumfartøjet og rettet nedad. Bindingen af ​​disse billeder til detaljerne i relieffet blev udført i henhold til billederne af OSIRIS-enheden installeret på Rosetta. Men så hoppede landeren fra overfladen i 1 time og 50 minutter . I løbet af denne tid bevægede han sig omkring 1 km fra stedet for den første berøring. Derefter berørte enheden overfladen igen, hoppede igen i 7 minutter og landede [2] .

Kometens kerne roterer, og området, hvorpå apparatet landede, belyses periodisk af solen; dog det meste af denne tid var "Fila" i skyggen af ​​en ren klippe [3] . I tre dage arbejdede enheden på forudlagret energi fra batterier, der kan oplades fra solpaneler, men på grund af skygge var belysningen af ​​solpanelerne (og følgelig den strøm, der genereres af dem) for lav til at oplades batterierne og fortsæt med at arbejde [28] .

Den 12.-14. november opdagede Philae organiske forbindelser i de gasser, som kometen udsender [29] [30] .

Den 15. november, efter at have arbejdet i omkring 60 timer og sendt resultaterne af analyserne [30] , skiftede Philae-landeren til standby-tilstand (alle videnskabelige instrumenter og de fleste indbyggede systemer var slukket) på grund af udtømning af batterierne om bord ( radiokommunikation med Rosetta mistet kl. 00:36 UTC). Det var forventet, at efterhånden som kometen nærmede sig Solen, ville belysningen og følgelig temperaturen af ​​apparatet og den kraft, der genereres af solpanelerne, stige så meget, at Philae kunne tænde igen. Det vides dog ikke præcist, hvornår det kunne ske.

After Awakening (13. juni - 9. juli 2015)

Den 13. juni kl. 20:28 UTC, 7 måneder efter den sidste kommunikationssession, forlod Philae-landeren sin lavstrømstilstand. Inden for 85 sekunder transmitterede nedstigningskøretøjet 300 datapakker ud af de tilgængelige  8000 gennem Rosetta til Jorden (hastigheden for at generere information om enhedens tilstand er 52 bps ; ca. 150 datapakker genereres pr. kometdag [1] ). I overensstemmelse med de opnåede data var temperaturen på enheden -35 ° C , og den genererede effekt var 24 W (den mindste effekt, der kræves for at tænde for senderen, er 19 W [31] ). De modtagne oplysninger afspejlede apparatets tidligere tilstand på et tidspunkt, som endnu ikke er fastlagt.  

Den 14. juni fandt endnu en kommunikationssession sted, som kun varede et par sekunder. Af de nye data fremgår det, at enhedens temperatur er steget til -5 °C , og det blev bekræftet, at disse data afspejler enhedens aktuelle status. Ifølge projektleder Stefan Ulamek: "Enheden er klar til videre arbejde" [32] .

Den 19. juni kl. 13:37 og 13:54  UTC blev der foretaget to kommunikationssessioner med Philae-sonden, som hver varede 2 minutter . Der blev modtaget i alt 185 telemetridatapakker. Indhentning af videnskabelige data var ikke forventet. Der blev sendt kommandoer til Rosetta for yderligere at justere køretøjets kredsløb for at sikre den bedste forbindelse med nedstigningssonden [1] .

Den 5. juli blev der sendt en CONSERT radarkommando , men svaret blev først modtaget den 9. juli, hvor landeren sendte radarmålinger [33] .

Efter 9. juli 2015 gik kommunikationen med Fila-apparatet tabt [34] . Philae reagerede ikke længere på kommandoer, og i januar 2016 indrømmede projektleder Stefan Ulamek, at chancerne for at etablere en forbindelse i fremtiden er ekstremt små [35] .

Discovery of Philae

Den 2. september 2016 modtog Rosetta-apparatets højopløsningskamera billeder af Phila. Nedstigningskøretøjet faldt ind i kometens mørke sprække. Fra en højde på 2,7 km er opløsningen på OSIRIS smalvinklet kamera omkring 5 cm pr. pixel. Denne opløsning er nok til at vise de karakteristiske træk ved designet af 1-meters krop og ben på Fila-apparatet på billedet. Billederne bekræftede også, at Fila lå på siden. Den unormale orientering på kometens overflade gjorde det klart, hvorfor det var så svært at etablere kontakt med landeren efter landing den 12. november 2014. [36]

Hård landing af Rosetta-sonden

Den 30. september 2016 blev Rosetta-sonden deorbiteret og bevidst rettet mod en kometkollision [37] . Efter 14 timer kolliderede sonden med overfladen med en hastighed på 3 km/t. Kometforskningsprogrammet på 1,4 milliarder euro er afsluttet ifølge ESA [38] .

Se også

• Liste over første landinger på himmellegemer

Noter

1. ↑ 1 2 3 Rosetta og Philae i kontakt  igen . Rosetta blog. ESA (19. juni 2015). Hentet 6. juli 2015. Arkiveret fra originalen 20. juni 2015.
2. ↑ 1 2 3 Tre touchdowns for Rosettas lander  . ESA (14. november 2014). Hentet 13. november 2014. Arkiveret fra originalen 25. december 2018.
3. ↑ 1 2 Side af Fila-enheden på Twitter . Hentet 13. november 2014. Arkiveret fra originalen 13. november 2014. (ubestemt)
4. ↑ 1 2 Philae-sonden låser sig fast på en komet: "Touchdown! Min nye adresse: 67P!" . Hentet 12. november 2014. Arkiveret fra originalen 12. november 2014. (ubestemt)
5. ↑ Bibring, J.-P.; Rosenbauer, H.; Böhnhardt, H.; Ulamec, S.; Biele, J.; Espinasse, S.; Feuerbacher, B.; Gaudon, P.; Hemmerich, P. Rosetta Lander ("Philae") undersøgelser // Rumvidenskabelige anmeldelser . - Springer , 2007. - T. 128 . - S. 205 . - doi : 10.1007/s11214-006-9138-2 . - .  (Engelsk)
6. ↑ APXS  . _ Den Europæiske Rumorganisation. Hentet 26. august 2014. Arkiveret fra originalen 11. september 2014.
7. ↑ Mars rover Opportunity finder spor af ferskvand . Hentet 26. juni 2020. Arkiveret fra originalen 12. april 2021. (ubestemt)
8. ↑ COSAC  . _ Den Europæiske Rumorganisation. Hentet 26. august 2014. Arkiveret fra originalen 11. september 2014.
9. ↑ Andrews, DJ; Barber, S.J.; Morse, A.D.; Sheridan, S.; Wright, I.P.; et al. (2006).Ptolemæus : Et instrument ombord på Rosetta Lander Philae, til at låse solsystemets hemmeligheder op (PDF) . 37. måne- og planetarisk videnskabskonference. 13.-17. marts 2006. League City, Texas. Arkiveret (PDF) fra originalen 2014-09-02 . Hentet 2014-09-16 . Forældet parameter brugt |deadlink=( hjælp ) (Engelsk)
10. ↑ ÇIVA  . _ Den Europæiske Rumorganisation. Hentet 26. august 2014. Arkiveret fra originalen 10. september 2014.
11. ↑ ROLIS . Den Europæiske Rumorganisation. Hentet 26. august 2014. Arkiveret fra originalen 11. september 2014.  (ubestemt)  (Engelsk)
12. ↑ Rosetta Lander Imaging System (ROLIS) . National Space Science Data Center . Hentet 28. august 2014. Arkiveret fra originalen 21. september 2008.  (ubestemt)  (Engelsk)
13. ↑ KONCERT  . _ Den Europæiske Rumorganisation. Hentet 26. august 2014. Arkiveret fra originalen 11. september 2014.
14. ↑ MUPUS  . _ Den Europæiske Rumorganisation. Hentet 26. august 2014. Arkiveret fra originalen 11. september 2014.
15. ↑ ROMAP  . _ Den Europæiske Rumorganisation. Hentet 26. august 2014. Arkiveret fra originalen 11. september 2014.
16. ↑ Seidensticker, K. J.; Möhlmann, D.; Apati, I.; Schmidt, W.; Thiel, K.; Arnold, W.; Fischer, H.-H.; Kretschmer, M.; Madlener, D.; Peter, A.; Trautner, R.; Schieke, S. Sesame - An Experiment of the Rosetta Lander Philae: Objectives and General Design  // Space Science Reviews  : journal  . - Springer , 2007. - Februar ( vol. 128 , nr. 1-4 ). - s. 301-337 . - doi : 10.1007/s11214-006-9118-6 . - .  (Engelsk)
17. ↑ SD2  . _ Den Europæiske Rumorganisation. Hentet 26. august 2014. Arkiveret fra originalen 11. september 2014.
18. ↑ Philae lander i første autonome operation Arkiveret 7. november 2014 på Wayback Machine 
19. ↑ Rosetta interplanetariske station gik ind i Churyumov-Gerasimenko-kometens kredsløb . Hentet 16. august 2014. Arkiveret fra originalen 8. august 2014. (ubestemt)
20. ↑ Komet Churyumov - Gerasimenko: mødes snart . polit.ru (28. august 2014). Hentet 26. juni 2020. Arkiveret fra originalen 1. marts 2021. (ubestemt)
21. ↑ Rosetta: tætte kredsløb for udsættelse af lander . Hentet 26. oktober 2014. Arkiveret fra originalen 26. oktober 2014. (ubestemt)
22. ↑ ESA bekræfter det primære landingssted for Rosetta Arkiveret 16. oktober 2014 på Wayback Machine 
23. ↑ Valg af landingssted - runde 3: GO for Site J Arkiveret 15. september 2014 på Wayback Machine 
24. ↑ Om den kommende Philae-separation, nedstigning og landing Arkiveret 15. september 2014 på Wayback Machine 
25. ↑ http://maxpark.com/community/5255/content/2986657 Arkiveret 29. november 2014 på det valgte Wayback Machine- landingssted
26. ↑ Alt det vigtigste om den historiske mission af Rosetta Arkiv kopi af 29. november 2014 på Wayback Machine // Popular Mechanics, oktober 2014.
27. ↑ Fila-modulet landede på overfladen af ​​en komet . Hentet 12. november 2014. Arkiveret fra originalen 15. november 2014. (ubestemt)
28. ↑ Vores lander sover  (  15. november 2014). Arkiveret fra originalen den 1. januar 2016. Hentet 15. november 2014.
29. ↑ Churyumov-Gerasimenko - hård is og organiske molekyler Arkiveret 19. november 2014 på Wayback Machine 
30. ↑ 1 2 Organiske molekyler opdaget på kometen Churyumov-Gerasimenko
31. ↑ Philae wake-up udløser intens  planlægning . ESA (15. juni 2015). Hentet 15. juni 2015. Arkiveret fra originalen 17. juni 2015.
32. ↑ Rosettas Lander Philae vågner op fra  dvale . Rosetta blog. ESA (14. juni 2015). Hentet 15. juni 2015. Arkiveret fra originalen 14. juni 2015.
33. ↑ Ny kommunikation med Philae – kommandoer udført med succes , Deutsches Zentrum für Luft- ind Raumfahrt (10. juli 2015). Arkiveret fra originalen den 10. marts 2016. Hentet 6. juni 2016.
34. ↑ Baldwin, Emily Rosetta og Philae statusopdatering . European Space Agency (20. juli 2015). Hentet 6. juni 2016. Arkiveret fra originalen 10. august 2015. (ubestemt)
35. ↑ Aron, Jacob . Philae lander reagerer ikke på sidste forsøg på at vække den , New Scientist  (11. januar 2016). Arkiveret fra originalen den 15. juni 2016. Hentet 6. juni 2016.
36. ↑ Philae fundet!  (engelsk) (5. september 2016). Hentet 5. september 2016. Arkiveret fra originalen 12. maj 2019.
37. ↑ Slyusar, V.I. Metoder til overførsel af ultra-high-definition billeder. . Første kilometer. sidste kilometer. - 2019, nr. 2. C. 60. (2019). Hentet 29. november 2020. Arkiveret fra originalen 8. maj 2019. (ubestemt)
38. ↑ Rosetta fuldførte sin 12-årige mission . TASS (30. september 2016). Arkiveret fra originalen den 31. august 2020. (Russisk)

Links

• Rosetta-landeren // ESA  (engelsk)
• Philae // NASA  _
• Beskrivelse af udstyr "Fily"  (på tysk)
• Blogapparatet "Fily"  (eng.)
• Yderligere mission af rumsonden på kometen Churyumov-Gerasimenko  (russisk)
• Video af kollisionen af ​​Philae-modulet med kometen Churyumov-Gerasimenko // 14. november 2015; det samme på ESA's hjemmeside (film)  (eng.)

I sociale netværk	Twitter
Ordbøger og encyklopædier	Fantastisk norsk Britannica (online)