Кредит зображення: ESA
Місія Європейського космічного агентства "Розетта" стане першим космічним кораблем, який коли-небудь вийшов на орбіту, а потім приземлиться на далеку комету. Однак, щодо запуску є певна невизначеність через аварійну ситуацію, коли минув місяць збільшена Аріана-5. Космічний апарат повинен запуститись до кінця січня, якщо буде зустрічатися з Віртаненом; інакше доведеться вибрати нову мету.
Розетта ESA стане першою місією на орбіту і приземлення комети. Комети - це крижані тіла, які подорожують по всій Сонячній системі і розвивають характерний хвіст, коли наближаються до Сонця. Планується, що в січні 2003 року з Куру, Французька Гвіана, буде запущена борта ракети "Аріан-5".
Рішення про дату запуску буде прийнято до вівторка 14 січня 2003 року (Дивіться прес-реліз Arianspace № 03/02 від 7 січня 2003 року або дивіться на веб-сайті http://www.arianespace.com). Ціль місії - Комета Віртанен, і зустріч відбудеться в 2011 році. Назва Розетти походить від знаменитого каменя Розетти, який майже 200 років тому призвів до розшифровки єгипетських ієрогліфів. Аналогічним чином вчені сподіваються, що космічний корабель "Розетта" розкриє таємниці Сонячної системи.
Комети є дуже цікавими об’єктами для вчених, оскільки їхній склад відображає те, якою була Сонячна система, коли вона була зовсім молодою і ще «незавершеною», понад 4600 мільйонів років тому. Комети не сильно змінилися відтоді. Орбітаючи кометою Віртанен і приземлившись на неї, Розетта збиратиме важливу інформацію, щоб зрозуміти походження та еволюцію нашої Сонячної системи. Це також допоможе виявити, чи сприяли комети початкам життя на Землі. Комети є носіями складних органічних молекул, які, потрапляючи на Землю через удари, можливо, грали роль у походженні живих форм. Крім того, "летючі" легкі елементи, що переносяться кометами, також можуть зіграти важливу роль у формуванні океанів і атмосфери Землі.
"Розетта - це одна з найскладніших місій, що коли-небудь проводилися", - говорить проф. Девід Саудвуд, директор науки ESA. "Ніхто до цього не намагався виконати симуляцію, унікальну за своїми науковими наслідками, а також своїми складними та вражаючими міжпланетними космічними маневрами". Перш ніж досягти своєї мети в 2011 році, Розетта майже чотири рази обведе Сонце широкими петлями у внутрішній Сонячній системі. Під час свого тривалого польоту космічному апарату доведеться пережити деякі екстремальні теплові умови. Як тільки він наблизиться до Комети Віртанен, вчені приймуть це через тонкий гальмівний маневр; тоді космічний корабель буде близько обходити комету і обережно скидати на неї десант. Це буде як приземлення на невелику, швидкоплинну космічну кулю, яка наразі має майже невідому географію.
Дивовижний 8-річний міжпланетний похід
Rosetta - 3-тонний космічний корабель типу висотою близько 3 метрів, з двома сонячними панелями довжиною 14 метрів. Він складається з орбіти та земли. Посадка має приблизно 1 метр поперек і 80 сантиметрів у висоту. Він буде прикріплений до сторони орбіти Розетта під час подорожі до Комети Віртанен. Розетта проводить 21 експеримент, з них 10 на приземленні. Вони будуть утримуватися в сплячому режимі протягом більшої частини 8-річного походу до Віртанену.
Що робить круїз Розетти таким довгим? На момент рандеву Комета Віртанен буде так само далеко від Сонця, як і Юпітер. Жоден пусковий апарат не міг потрапити туди безпосередньо до Rosetta. Космічний корабель ESA збиратиме швидкість від гравітаційних "поштовхів", що забезпечуються трьома планетарними польотами: один з Марса в 2005 році і два з Землі в 2005 і 2007 роках. Під час подорожі Розетта також відвідає два астероїди, "Отавара" (в 2006 році) і "Сіва" (у 2008 р.). Під час цих зустрічей вчені ввімкнуть інструменти Розетти для калібрування та наукових досліджень.
Тривалі поїздки в глибокий космос включають багато небезпек, таких як екстремальні зміни температури. Розетта залишить доброякісне середовище навколоземного простору для темних, холодних регіонів за межами пояса астероїдів. Для управління цими тепловими навантаженнями експерти провели дуже жорсткі тести перед запуском, щоб вивчити витривалість Розетти. Наприклад, вони нагріли його зовнішні поверхні до понад 150 градусів Цельсія, а потім швидко охолодили його до -180 градусів Цельсія в наступному випробуванні.
Вчені повністю реактивують космічний корабель до маневру комети на рандеву в 2011 році. Тоді Розетта виведе на орбіту комету, об’єкт шириною лише 1,2 кілометра, при цьому він проходить крізь внутрішню Сонячну систему зі швидкістю 135 000 кілометрів на годину. Під час рандеву, близько 675 мільйонів кілометрів від Сонця, Віртанен навряд чи проявить поверхневу активність. Характерна кома (атмосфера комети) та хвіст ще не сформувалися через велику відстань від Сонця. Хвіст комети складається з пилових зерен та заморожених газів з поверхні комети, які випаровуються через тепло Сонця.
Протягом шести місяців Розетта буде широко картати поверхню комети до вибору місця посадки. У липні 2012 року десант самостійно викинеться з космічного корабля з висоти всього одного кілометра. Приземлення відбуватиметься зі швидкістю ходьби - менше 1 метра в секунду. Одразу після приземлення земля наносить гарпун у землю, щоб уникнути відскоку поверху назад у космос. Це потрібно зробити, тому що надзвичайно слабка граматична здатність комети не утримуватиметься на приземленні. Експлуатація та наукові спостереження на поверхні комети триватимуть як мінімум 65 годин, але можуть тривати протягом багатьох місяців.
Під час операцій із землею та після неї, Розетта продовжить орбітувати та вивчати комету. Розетта буде першим космічним кораблем, який спостерігатиме близькі члени зміни змін, що відбуваються в кометі, коли комета наближається до Сонця і виростає кома та хвіст. Подорож закінчиться в липні 2013 року, після 10,5 років пригод, коли комета знаходиться найближче до Сонця.
Вивчення комети на місці
Мета Розетти - детально вивчити комету. Інструменти орбіти Розетти включають кілька камер, спектрометрів та експериментів, які працюють на різних довжинах хвиль - інфрачервоному, ультрафіолетовому, мікрохвильовому, радіо - та ряді датчиків. Вони забезпечуватимуть, серед іншого, зображення з високою роздільною здатністю та інформацію про форму, щільність, температуру та хімічний склад комети. Інструменти Rosetta будуть аналізувати гази та пилові зерна в так званій комі, яка утворюється при активізації комети, а також взаємодію з сонячним вітром.
Десять інструментів, що знаходяться на борту землекористувача, будуть на місці аналізувати склад та структуру поверхні та підземного матеріалу комети. Бурова система відбирає проби до 30 сантиметрів під поверхнею і подаватиме їх у «аналізатори складу». Інші прилади вимірюють такі властивості, як міцність біля поверхні, щільність, текстура, пористість, крижані фази та теплові властивості. Мікроскопічні дослідження окремих зерен розкажуть нам про текстуру. Крім того, інструменти на посадці вивчать, як комета змінюється протягом денного і нічного циклу, і поки він наближається до Сонця.
Наземні операції
Дані з землекористувача передаються на орбіту, яка зберігає їх для низхідної лінії зв'язку до Землі при наступному контакті наземної станції. ESA встановила нову антену з глибокого космосу в Новій Норчії, поблизу Перта в Західній Австралії, як основну комунікаційну комунікаційну систему між космічним апаратом та контролем місій ESOC у Дармштадті, Німеччина. Ця параболічна антена діаметром 35 метрів дозволяє радіосигналу досягати відстаней більше 1 мільйона кілометрів від Землі. Радіосигнали, подорожуючи зі швидкістю світла, займуть до 50 хвилин, щоб покрити відстань між космічним апаратом і Землею.
Науково-дослідний центр Rosetta, який відповідає за збір та розповсюдження наукових даних, поділиться в ESOC та ESTEC у Нордвейку, Нідерланди. Центр контролю за землею розташований у DLR в Кельні, Німеччина, а Центр науки про землю в CNES в Тулузі, Франція.
Будівля розетки
Розетта була обрана місією в 1993 році. Космічний апарат був побудований компанією Astrium Germany як головний підрядник. Основними субпідрядниками є Astrium UK (платформа космічних кораблів), Astrium France (космічний апарат авіоніка) та Alenia Spazio (складання, інтеграція та перевірка). Промисловий колектив Rosetta включає понад 50 підрядників з 14 країн Європи та США.
Наукові консорціуми з інститутів Європи та США надали інструменти на орбіту. Європейський консорціум під керівництвом Німецького інституту аерокосмічних досліджень (DLR) надав землю. Розетта коштувала ESA 701 мільйон євро в економічних умовах 2000 року. Ця сума включає старт та весь період розробки та місійних операцій з 1996 по 2013 рік. Наземний та експерименти, так званий «корисний вантаж», не включаються, оскільки вони фінансуються державами-членами через наукові інститути.
