Rosetta | |
---|---|
| |
Kunde | ESA |
Operatør | Den Europæiske Rumorganisation |
Opgaver |
forbiflyvning af asteroider, kunstig satellit af en komet, der lander på dens overflade |
span | planeten Mars , asteroiderne Steins og Lutetia |
Satellit | komet 67P/Churyumov-Gerasimenko |
affyringsrampe | Kuru , ELA-3 |
løfteraket | Ariane 5G+ |
lancering | 2. marts 2004 07:17:00 UTC |
Flyvevarighed | 12 år 6 måneder og 28 dage |
Deorbit | 30. september 2016 |
COSPAR ID | 2004-006A |
SCN | 28169 |
specifikationer | |
Vægt | 3000 kg |
Strøm | 850 W |
Orbitale elementer | |
pericenter | 29 km |
esa.int/SPECIALS/Rosetta... | |
Mediefiler på Wikimedia Commons |
"Rosetta" ( engelsk Rosetta ) er en automatisk interplanetarisk station designet til at studere en komet. Designet og fremstillet af European Space Agency i samarbejde med NASA . Den består af to dele: Rosetta -rumsonden selv og Philae - landeren .
Rumsonden blev opsendt den 2. marts 2004 til kometen 67P/Churyumov-Gerasimenko [1] [2] . Valget af kometen blev truffet af bekvemmelighedshensyn i flyvebanen (se ). Rosetta er det første rumfartøj, der kredser om en komet . Som en del af programmet fandt verdens første bløde landing af et nedstigningskøretøj på overfladen af en komet sted den 12. november 2014. Rosetta-sonden gennemførte sin flyvning den 30. september 2016 og lavede en hård landing på kometen 67P/Churyumov-Gerasimenko [3] [4] [5] [6] .
Navnet på sonden kommer fra den berømte Rosetta-sten - en stenplade med tre tekster, der er identiske i betydning indgraveret, hvoraf to er skrevet på oldægyptisk (en med hieroglyffer , den anden med demotisk skrift ), og den tredje er skrevet på oldgræsk . Ved at sammenligne teksterne fra Rosettastenen var Jean-Francois Champollion 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.
Navnet på nedstigningskøretøjet er også 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.
I 1986 fandt en væsentlig begivenhed sted i rumforskningens historie: Halleys komet nærmede sig Jorden på en minimumsafstand . Det blev udforsket af rumfartøjer fra forskellige lande: disse er den sovjetiske Vega-1 og Vega-2 , og den japanske Suisei og Sakigake og den europæiske Giotto -sonde . Forskere har modtaget værdifuld information om kometers sammensætning og oprindelse .
Men mange spørgsmål forblev uløste, så NASA og ESA begyndte at arbejde sammen om ny rumudforskning. NASA fokuserede på Comet Rendezvous Asteroid Flyby CRAF ) programmet . ESA var ved at udvikle Comet Nucleus Sample Return ( CNSR ) -programmet , som skulle gennemføres efter CRAF- programmet . Nye rumfartøjer var planlagt til at blive lavet på standard Mariner Mark II platform , hvilket i høj grad reducerede omkostningerne. I 1992 stoppede NASA imidlertid udviklingen af CRAF på grund af budgetmæssige begrænsninger. ESA fortsatte med at udvikle rumfartøjet uafhængigt. I 1993 blev det klart, at med ESA's eksisterende budget var en flyvning til en komet med efterfølgende returnering af jordprøver umulig, så apparatprogrammet blev udsat for store ændringer. Endelig så det sådan ud: apparatets tilgang, først med asteroider, og derefter med kometen, og derefter - studiet af kometen, inklusive den bløde landing af Philae-nedstigningskøretøjet. Det var planlagt at fuldføre missionen med en kontrolleret kollision af Rosetta-sonden med en komet.
Rosetta var oprindeligt planlagt til at blive lanceret den 12. januar 2003. Comet 46P/Wirtanen blev valgt som mål for forskningen .
Men i december 2002 svigtede Vulkan-2-motoren under opsendelsen af Ariane -5 løfteraket [7] . På grund af behovet for at forbedre motoren blev opsendelsen af Rosetta-rumfartøjet udskudt [8] , hvorefter et nyt flyveprogram blev udviklet til det.
Den nye plan krævede en flyvning til kometen 67P/Churyumov-Gerasimenko , med en opsendelse den 26. februar 2004 og et møde med kometen i 2014 [9] .
Rosetta blev opsendt den 2. marts 2004 kl. 7:17 UTC fra Kourou i Fransk Guyana [2] . Som æresgæster ved opsendelsen var opdagerne af kometen til stede, professor ved Kiev Universitet Klim Churyumov og forsker ved Institut for Astrofysik ved Akademiet for Videnskaber i Tadsjikistan Svetlana Gerasimenko [10] . Bortset fra ændringen i tid og mål forblev flyveprogrammet stort set uændret. Som før skulle Rosetta nærme sig kometen og sende Philae- landeren hen imod den .
"Phila" måtte nærme sig kometen med en relativ hastighed på omkring 1 m/s og ved kontakt med overfladen frigive to harpuner, da kometens svage tyngdekraft ikke er i stand til at holde enheden, og den kan simpelthen hoppe . Efter landingen af Philae-modulet var det planlagt at starte implementeringen af det videnskabelige program:
I overensstemmelse med formålet med flyvningen skulle enheden ikke kun møde 67P-kometen, men også blive ved med den hele tiden, mens kometen nærmede sig Solen og løbende foretage observationer; det var også nødvendigt at tabe Philae på overfladen af kometens kerne. For at gøre dette skulle apparatet være praktisk talt ubevægeligt i forhold til det. Under hensyntagen til det faktum, at kometen vil være placeret 300 millioner km fra Jorden og bevæge sig med en hastighed på 55 tusinde km / t. Derfor skulle apparatet sættes ind i præcis den bane, hvori kometen fulgte, og samtidig accelereres til nøjagtig samme hastighed. Ud fra disse overvejelser blev både apparatets flyvevej og selve kometen, som det var nødvendigt at flyve til, valgt [11] .
Rosettas flyvevej var baseret på princippet om " gravitationsmanøvre " ( fig . 1 ). Først bevægede apparatet sig mod Solen, og efter at have cirkuleret den vendte det igen tilbage til Jorden, hvorfra det bevægede sig mod Mars. Efter at have kredset om Mars, nærmede apparatet sig igen Jorden og gik derefter igen ud over Mars' kredsløb. På dette tidspunkt var kometen bag Solen og tættere på den end Rosetta. En ny tilgang til Jorden sendte enheden i retning af kometen, som i det øjeblik var på vej væk fra Solen og ud af solsystemet. Til sidst mødtes Rosetta med kometen med den nødvendige hastighed. En sådan kompleks bane gjorde det muligt at reducere brændstofforbruget ved at bruge tyngdefelterne fra Solen, Jorden og Mars [11] .
"Rosetta" blev samlet i et rent rum i overensstemmelse med kravene i COSPAR . Sterilisering var ikke så vigtig, da kometer ikke betragtes som objekter, hvor levende mikroorganismer kan findes, men man håber, at de kan finde molekyler, forstadier til liv [13] .
Apparatet modtager elektrisk energi fra to solpaneler med et samlet areal på 64 m² [14] og en effekt på 1500 W ( 400 W i dvaletilstand), styret af et energimodul fremstillet af Terma , som også er brugt i Mars Express- projektet [15] [16] .
Hovedfremdrivningssystemet består af 24 to-komponent motorer med et tryk på 10 N. Enheden havde ved starten 1670 kg to-komponent brændstof, bestående af monomethylhydrazin (brændstof) og nitrogentetroxid (oxidationsmiddel).
Det honeycomb-aluminiumsskrog og de elektriske ledninger om bord er lavet af det finske firma Patria . Finsk Meteorologisk Institutfremstillede instrumenter til sonde og nedstigningsfartøjer: COSIMA, MIP (Mutual Impedance Probe), LAP (Langmuir Probe), ICA (Ion Composition Analyzer), vandsøgningsanordning (Permittivity Probe) og hukommelsesmoduler (CDMS/MEM) [17] .
Den samlede masse af nedstigningskøretøjet er 100 kg . Nyttelasten på 26,7 kg består af ti videnskabelige instrumenter. Nedstigningsfartøjet blev designet til i alt 10 eksperimenter for at studere kometkernens strukturelle, morfologiske, mikrobiologiske og andre egenskaber [18] . Grundlaget for det analytiske laboratorium for nedstigningsfartøjet er pyrolysatorer , en gaskromatograf og et massespektrometer [18] .
For at studere den kemiske og isotopiske sammensætning af kometens kerne er Philae udstyret med to platinpyrolysatorer . Den første kan varme prøver op til 180 °C, og den anden op til 800 °C. Prøver kan opvarmes med en kontrolleret hastighed. Ved hvert trin, når temperaturen stiger, analyseres det samlede volumen af frigivne gasser [18] .
Det vigtigste instrument til adskillelse af pyrolyseprodukter er gaskromatografen . Helium bruges som bæregas . Apparatet anvender flere forskellige kromatografiske kolonner, der er i stand til at analysere forskellige blandinger af organiske og uorganiske stoffer [18] .
Til analyse og identifikation af gasformige produkter fra pyrolyse anvendes et massespektrometer med en time-of-flight ( engelsk time of flying - TOF ) detektor [18] .
Den 25. februar 2007 fløj Rosetta nær Mars . Under forbiflyvningen kørte Fila-nedstigningskøretøjet for første gang autonomt, drevet af sine egne batterier. Instrumenterne fra nedstigningskøretøjet fra en afstand på 1000 km undersøgte planeten, opnåede data om Mars magnetfelt [19] .
Den 14. august 2008 blev der foretaget en flyvebanekorrektion for at mødes med asteroiden Steins . Den 5. september fløj enheden 800 km fra asteroiden [20] . Den 6. september transmitterede Rosetta nærbilleder af asteroiden [21] . På overfladen blev der fundet 23 kratere med en diameter på mere end 200 meter . Narrow-Angle Camera NAC (Narrow-Angle Camera) skiftede til sikker tilstand få minutter før mødet, og optagelsen blev udført af vidvinkelkameraet WAC (Wide-Angle Camera), hvilket forringede opløsningen af billederne markant. [22] .
Det næste mål var asteroiden Lutetia , som enheden nærmede sig med den 10. juli 2010 . Rosetta tog mange billeder af asteroiden. Alle kunne se asteroiden live på en særlig side på internettet [23] .
20. januar 2014 kl. 10:00 UTC (11:00 CET ) "Rosetta" "vågnede op" fra den interne timer. Signalet fra enheden blev modtaget kl. 18:17 UTC (19:17 CET). Forberedelserne begyndte til et møde med Churyumov-Gerasimenko- kometen .
I juli 2014 transmitterede Rosetta de første data om kometens tilstand. Apparatet fastslog, at kometens kerne, som har en "uregelmæssig" form, frigiver omkring 300 milliliter vand til det omgivende rum hvert sekund [24] [25] . Den 7. august 2014 nærmede Rosetta sig kometens kerne i en afstand af omkring 100 km [26] . I september blev der på baggrund af de opnåede billeder af OSIRIS-systemet udarbejdet et kort over overfladen med udvælgelse af flere områder, som hver især er karakteriseret ved en specifik morfologi [27] . Derudover opdagede Alice ultraviolette spektrograf ikke spektrallinjer, der ville indikere tilstedeværelsen af områder af kometens overflade dækket med is; samtidig registreres tilstedeværelsen af brint og ilt i kometens koma [28] .
Den 15. oktober godkendte ESA- specialister hovedlandingsstedet for Philae-rumfartøjet [29] . Rosetta var i en cirkulær bane, 10 km fra centrum af kometens fire kilometer lange kerne. Dette gjorde det muligt at se nærmere på de primære og sekundære landingssteder for at fuldføre farevurderingen (herunder begrænsninger forårsaget af kampesten) [30] .
Den 12. november løsnede Philae sig fra sonden og begyndte en blød landing på kometens overflade [31] . Nedstigningen tog omkring syv timer, hvor enheden tog billeder af både kometen selv og Rosetta-sonden. Landingen af modulet blev kompliceret af svigt af motoren, der pressede enheden til jorden, hvilket øgede risikoen for at hoppe af kometen. Derudover virkede de harpuner , der skulle fiksere Philae på kometens overflade, ikke. 16:03 UTC landede køretøjet. Ifølge telemetridata foretog rumfartøjet tre touchdowns på kometens overflade og landede til sidst på en ikke-optimal måde: Det endte på skråningen af krateret med en hældning på 30°, men ellers overlevede rumfartøjet landingen uden betydelig skade [32] .
Inden for to dage fuldførte Philae-landeren sine vigtigste videnskabelige opgaver og transmitterede alle resultater fra de videnskabelige instrumenter ROLIS, COSAC, Ptolemy, SD2 og CONSERT via Rosetta til Jorden, efter at have opbrugt hele opladningen af hovedbatteriet. Det blev antaget, at apparatets aktivitet ville blive forlænget på grund af et backup-system drevet af solpaneler, dog den korte soldag på kometen (kun 90 minutter ud af 12,4 timers dage på kometen [33] [34] ) og en mislykket landing tillod ikke dette at blive gjort. . Rumfartøjet blev hævet med 4 cm og roteret 35° i et forsøg på at øge belysningen af solpanelerne [35] [36] , men den 15. november skiftede Philae til strømsparetilstand (alle videnskabelige instrumenter og de fleste indbyggede systemer var slukket) på grund af udtømning af batterierne om bord (kontakt mistet kl. 00:36 UTC). Belysningen af solpanelerne (og følgelig den strøm, der genereres af dem) var for lav til at oplade batterierne og udføre kommunikationssessioner med enheden [37] . Ifølge videnskabsmænd, da kometen nærmede sig Solen, skulle mængden af genereret energi være steget til værdier, der var tilstrækkelige til at tænde for apparatet - denne udvikling af begivenheder blev taget i betragtning, da apparatet blev designet.
Den 13. juni 2015 forlod Philae tilstanden med lavt strømforbrug, kommunikation med enheden blev etableret [38] , men den 9. juli blev kommunikationen med Philae afsluttet på grund af udtømning af energireserverne i enhedens batterier. Solpaneler var ikke længere i stand til at generere nok elektricitet til genopladning [39] .
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.
Ved udgangen af september 2016 var alle de opgaver, der var tildelt sonden, afsluttet. Kometen begyndte at bevæge sig væk fra Solen, på grund af hvilken mængden af energi, der blev overskredet fra solpaneler, begyndte at falde. Rosetta kunne sættes tilbage i dvale indtil kometens næste tilgang til Solen, men ESA var ikke sikker på, at fartøjet kunne overleve den ekstreme afkøling. For at opnå maksimale videnskabelige resultater blev det besluttet at deorbitere sonden for en kollision med en komet [40] . Den 30. september 2016 blev Rosetta sendt for at kollidere med Churyumov-Gerasimenko-kometen og kolliderede med den med en hastighed på 3 km/t. Det var en kontrolleret hård landing af apparatet på overfladen i området med "brønde" - lokale gejsere . Under nedstigningen, som varede 14 timer, sendte apparatet fotografier og resultaterne af analyser af gasstrømme til Jorden [3] .
Et år senere var ingeniører i Göttingen i stand til at behandle fragmenter af data fra det sidste fotografi for at rekonstruere det fulde billede på tidspunktet for kollisionen. Tidligere viste dette dataarray sig at være utilgængeligt til analyse, da det ikke blev identificeret af standardsoftwaren som et fuldgyldigt billede [6] .
Den 10. december 2014 offentliggjorde onlineudgaven af tidsskriftet Science artiklen 67P/Churyumov-Gerasimenko, en komet fra Jupiterfamilien med et højt D/H-forhold [41] . , hvori et højere indhold af tungt vand i kometens is blev noteret sammenlignet med jordens oceaner - mere end tre gange. Dette resultat er i modstrid med den accepterede teori om, at Jordens vand er af kometoprindelse [42] .
Den 23. januar 2015 offentliggjorde tidsskriftet Science et særligt nummer af videnskabelige undersøgelser relateret til kometen [43] [44] . Forskerne fandt ud af, at hovedvolumenet af gasser, der udsendes af kometen, falder på "halsen" - det område, hvor de to dele af kometen mødes: her registrerede OSIRIS-kameraerne konstant strømmen af gas og affald. Medlemmer af OSIRIS imaging system videnskabsteam fandt ud af, at Hapi-regionen, der ligger i broen mellem kometens to store lapper og viser høj aktivitet som en kilde til gas- og støvstråler, reflekterer rødt lys mindre effektivt end andre regioner, hvilket kan indikere tilstedeværelsen af frosset vand på kometens overflade eller lavt under dens overflade.
I sociale netværk | |
---|---|
Ordbøger og encyklopædier | |
I bibliografiske kataloger |
Den Europæiske Rumorganisation | |||||||||||||||||||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| |||||||||||||||||||||||||
|
kometer med rumfartøjer | Udforskning af|
---|---|
Flyver over en lang afstand | |
Flyver nær kernen |
|
Indsamling og afsendelse af partikler til Jorden | stjernestøv |
Landende køretøjer | |
Komet opdagelser |
|
Kometer besøgt af rumfartøjer |
|
Udforskning af Mars med rumfartøj | |
---|---|
Flyvende | |
Orbital | |
Landing | |
rovere | |
Marshalls | |
Planlagt |
|
Foreslået |
|
Mislykket | |
Annulleret |
|
se også | |
Aktive rumfartøjer er fremhævet med fed skrift |
Udforskning af asteroider ved automatiske interplanetariske stationer | |
---|---|
Flyvende | |
Fra kredsløb | |
Landers | |
Udviklede sig | |
Udforskede asteroider | |
Aktive AMC'er er markeret med fed skrift |
Rumudforskning 2016 | |
---|---|
lancering |
|
Slut på arbejde |
|
Kategori:2016 i rumforskning - Kategori:Astronomiske objekter opdaget i 2016 |