И Лютеция
Космический аппарат запущен 2 марта 2004 года к комете 67P/Чурюмова - Герасименко . Выбор кометы был сделан из соображений удобства траектории полёта (см. ). «Розетта» - первый космический аппарат, который вышел на орбиту кометы . В рамках программы 12 ноября 2014 года произошла первая в мире мягкая посадка спускаемого аппарата на поверхность кометы. Основной зонд «Розетта» завершил свой полёт 30 сентября 2016 года, совершив жёсткую посадку на комету 67P/Чурюмова - Герасименко .
Происхождение названий
Название зонда происходит от знаменитого Розеттского камня - каменной плиты с выбитыми на ней тремя идентичными по смыслу текстами, два из которых написаны на древнеегипетском языке (один - иероглифами , другой - демотическим письмом), а третий написан на древнегреческом языке . Сравнивая тексты Розеттского камня, Жан-Франсуа Шампольон смог расшифровать древнеегипетские иероглифы; с помощью космического аппарата «Розетта» ученые надеются узнать, как выглядела Солнечная система до того, как сформировались планеты.
Название спускаемого аппарата также связано с расшифровкой древнеегипетских надписей. На острове Филы на реке Нил был найден обелиск с иероглифической надписью , упоминающей царя Птолемея VIII и цариц Клеопатру II и Клеопатру III . Надпись, в которой ученые распознали имена «Птолемей» и «Клеопатра», помогла расшифровать древнеегипетские иероглифы.
Предпосылки создания аппарата
В 1986 году в истории исследования космического пространства произошло знаменательное событие: на минимальное расстояние к Земле подошла комета Галлея . Её исследовали космические аппараты разных стран: это и советские «Вега-1» и «Вега-2» , и японские «Суйсэй » и «Сакигакэ », и европейский зонд «Джотто ». Учёные получили ценнейшую информацию о составе и происхождении комет .
Однако осталось нераскрытым множество вопросов, поэтому НАСА и ЕКА начали совместную работу над новыми космическими исследованиями. НАСА сосредотачивало усилия над программой пролёта астероида и встречи с кометой (англ. Comet Rendezvous Asteroid Flyby , сокращённо CRAF ). ЕКА разрабатывало программу возвращения образца ядра кометы (англ. Comet Nucleus Sample Return - CNSR ), которая должна была осуществляться после программы CRAF . Новые космические аппараты планировалось сделать на стандартной платформе Mariner Mark II , что сильно сокращало расходы. В 1992 году, однако, НАСА прекратило разработку CRAF из-за бюджетных ограничений. ЕКА продолжило разработку КА самостоятельно. К 1993 году стало ясно, что с существующим бюджетом ЕКА полёт к комете с последующим возвращением образцов грунта невозможен, поэтому программу аппарата подвергли большим изменениям. Окончательно она выглядела так: сближение аппарата сначала с астероидами, а потом с кометой, а затем - исследования кометы, в том числе мягкая посадка спускаемого аппарата «Филы». Завершить миссию планировалось контролируемым столкновением зонда «Розетта» с кометой.
Цель и программа полёта
Изначально запуск «Розетты» был запланирован на 12 января 2003 года. Целью исследований была выбрана комета 46P/Виртанена .
Однако в декабре 2002 года произошёл отказ двигателя Вулкан-2 при запуске ракеты-носителя «Ариан-5 » . В связи с необходимостью усовершенствования двигателя запуск космического аппарата «Розетта» был отложен , после чего для него была разработана новая программа полёта.
Новый план предусматривал полёт к комете 67P/Чурюмова - Герасименко , со стартом 26 февраля 2004 года и встречей с кометой в 2014 году . Отсрочка запуска вызвала дополнительные затраты около 70 миллионов евро на хранение космического аппарата и другие нужды. «Розетта» была запущена 2 марта 2004 года в 7:17 UTC с космодрома Куру во Французской Гвиане . В качестве почётных гостей на запуске присутствовали первооткрыватели кометы профессор Киевского университета Клим Чурюмов и научный сотрудник Института астрофизики Академии наук Таджикистана Светлана Герасименко . Кроме изменения времени и цели, программа полёта практически не изменилась. Как и прежде, «Розетта» должна была приблизиться к комете и запустить к ней спускаемый аппарат «Филы».
«Филы» должен был подойти к комете с относительной скоростью около 1 м/с и при контакте с поверхностью выпустить два гарпуна, так как слабая гравитация кометы не способна удержать аппарат, и он может просто отскочить. После посадки модуля «Филы» было запланировано начало выполнения научной программы:
- определение параметров ядра кометы;
- исследование химического состава;
- изучение изменения активности кометы со временем.
Траектория
В соответствии с целью полёта, аппарату нужно было не только встретиться с кометой 67P, но и оставаться при ней все то время, пока комета будет приближаться к Солнцу, непрерывно проводя наблюдения; требовалось также сбросить Philae на поверхность ядра кометы. Для этого аппарат должен был быть практически неподвижен по отношению к нему. С учётом того, что комета при этом будет находится в 300 млн км от Земли и двигаться со скоростью 55 тыс. км /час. Поэтому аппарат необходимо было вывести в точности на ту орбиту, по которой следовала комета, и при этом разогнать до точно такой же скорости. Из этих соображений выбиралась как траектория полёта аппарата, так и сама комета, к которой следовало лететь .
Трактория полёта «Розетты» была основана на принципе «гравитационного маневра » (На илл ). Вначале аппарат двинулся к Солнцу и, обогнув его, вновь вернулся к Земле, откуда двинулся навстречу Марсу. Обогнув Марс, аппарат вновь сблизился с Землёй и затем снова вышел за орбиту Марса. К этому моменту комета находилась за Солнцем и ближе к нему, чем Rosetta. Новое сближение с Землёй направило аппарат в направлении кометы, которая в этот момент направлялась от Солнца вовне Солнечной системы. В конце концов Rosetta сблизилась с кометой с требуемой скоростью. Столь сложная траектория позволила снизить расход топлива за счёт использования гравитационных полей Солнца, Земли и Марса .
Главная двигательная установка состоит из 24 двухкомпонентных двигателей с тягой в 10 . Аппарат имел на старте 1670 кг двухкомпонентного топлива, состоящего из монометилгидразина (горючего) и тетраоксида азота (окислителя).
Корпус из ячеистого алюминия и разводку электрического питания по борту изготовила финская компания Patria . (англ.) русск. изготовил приборы зонда и спускаемого аппарата: COSIMA, MIP (Mutual Impedance Probe), LAP (Langmuir Probe), ICA (Ion Composition Analyzer), прибор поиска воды (Permittivity Probe) и модули памяти (CDMS/MEM) .
Научное оборудование спускаемого аппарата
Общая масса спускаемого аппарата - состоит из десяти научных приборов. Спускаемый аппарат спроектирован для в общей сложности 10 экспериментов по изучению структурных, морфологических, микробиологических и других свойств ядра кометы . Основу аналитической лаборатории спускаемого аппарата составляют пиролизёры , газовый хроматограф и масс-спектрометр .
Пиролизёры
Для исследования химического и изотопного состава ядра кометы «Филы» оборудован двумя платиновыми пиролизёрами . Первый может разогревать образцы до температуры 180 °C, а второй - до 800 °C. Образцы могут разогреваться с контролируемой скоростью. На каждом шаге при повышении температуры анализируется суммарный объём выделившихся газов .
Газовый хроматограф
Основным инструментом разделения продуктов пиролиза является газовый хроматограф . В качестве газа-носителя используется гелий . В аппарате используется несколько различных хроматографических колонок, способных анализировать различные смеси органических и неорганических веществ .
Масс-спектрометр
Для анализа и идентификации газообразных продуктов пиролиза используется масс-спектрометр с время-пролётным (англ. time of flying - TOF ) детектором .
Список исследовательских приборов по цели назначения
Ядро
- ALICE (An Ultraviolet Imaging Spectrometer).
- OSIRIS (Optical, Spectroscopic, and Infrared Remote Imaging System).
- VIRTIS (Visible and Infrared Thermal Imaging Spectrometer).
- MIRO (Microwave Instrument for the Rosetta Orbiter).
Газ и пыль
- ROSINA (Rosetta Orbiter Spectrometer for Ion and Neutral Analysis).
- MIDAS (Micro-Imaging Dust Analysis System).
- COSIMA (Cometary Secondary Ion Mass Analyser).
Влияние Солнца
- GIADA (Grain Impact Analyser and Dust Accumulator).
- RPC (Rosetta Plasma Consortium).
23 января 2015 журнал «Science» опубликовал специальный выпуск научных исследований, связанных с кометой . Исследователи обнаружили, что основной объём выделяемых кометой газов приходится на «шею» - область соединения двух частей кометы: здесь камеры OSIRIS постоянно фиксировали поток газа и обломков. Члены научной команды системы получения изображений OSIRIS установили, что область Хапи, расположенная в перемычке между двумя крупными долями кометы и демонстрирующая высокую активность как источник газопылевых струй, отражает красный свет менее эффективно, чем другие области, что может указывать на присутствие замороженной воды на поверхности кометы или неглубоко под её поверхностью.
См. также
- «Дип Импакт» - космический аппарат NASA , исследовавший комету 9P/Темпеля ; первая посадка космического аппарата на комету (жёсткая посадка - намеренное столкновение тяжёлого ударного устройства с кометой).
- «Стардаст» - космический аппарат NASA, исследовавший комету 81P/Вильда и доставивший образцы её вещества на Землю.
- «Хаябуса» - космический аппарат Японского аэрокосмического агентства , исследовавший астероид Итокава и доставивший образцы его грунта на Землю.
Примечания
- ESA Science & Technology: Rosetta (англ.) . - Розетта на сайте ЕКА. Архивировано 23 августа 2011 года.
- «Розетта» отправилась на комету Чурюмова - Герасименко (неопр.) (недоступная ссылка) . Грани.ру (2 марта 2004). Архивировано 23 августа 2011 года.
- Аппарат Rosetta завершил свою 12-летнюю миссию (неопр.) . ТАСС (30 сентября 2016).
- Николай Никитин Ждём посадки на комету // Наука и жизнь . - 2014. - № 8. - URL: http://www.nkj.ru/archive/articles/24739/
- Татьяна Зимина Поцелуй двух комету // Наука и жизнь . - 2015. - № 12. - URL: http://www.nkj.ru/archive/articles/27537/
- Ракета Ariane-5 с двумя спутниками упала в океан сразу после запуска (неопр.) (недоступная ссылка) . Грани.ру . Архивировано 23 августа 2011 года.
- Полёт Rosetta к комете Виртанена сорван (неопр.) (недоступная ссылка) . Грани.ру . Архивировано 23 августа 2011 года.
- Новой целью для «Розетты» станет комета, открытая советскими астрономами (неопр.) (недоступная ссылка) . Грани.ру (12 марта 2003). Архивировано 23 августа 2011 года.
- Бурба{{nbsp&124;1}}Г. Как сесть на хвост кометы? // Вокруг света, 2005, № 12 (научно-популярная статья).
- , с. 245.
- Космический аппарат «Розетта» попрощался с Землёй (неопр.) (недоступная ссылка - история ) . Компьюлента (13 ноября 2009).
- No bugs please, this is a clean planet! (неопр.) (недоступная ссылка - история ) . European Space Agency (30 июля 2002). Дата обращения 7 марта 2007.
- The Rosetta orbiter (неопр.) . European Space Agency (16 января 2014). Дата обращения 13 августа 2014.
- Stage, Mie. «Terma-elektronik vækker rumsonde fra årelang dvale » Ingeniøren , 19 January 2014.
Когда читаешь об открытиях прошлого века, кажется, что все самое интересное уже найдено и изучено, а на долю современников остается только благоговение перед научной мощью ушедшего столетия. Однако это далеко не так. Прогресс, технический и научный, позволяет человечеству ставить все более амбициозные цели и достигать их. К числу подобных можно отнести и исследование комет при помощи аппаратов, способных опуститься на их поверхность. Именно для таких целей создавался зонд «Розетта», космический аппарат, в 2004 году отправившийся к комете Чурюмова-Герасименко. О нем и пойдет речь ниже.
Немного истории
Миссия «Розетта» - не единственная попытка исследовать кометы. История вопроса начинается еще в 1980-х, когда «Вега» и ICE, советский и американо-европейский аппараты, пролетали мимо хвостатых космических тел, получали и передавали определенную информацию о них. Эти и последующие встречи с кометами принесли ученым массу данных. В частности, было сфотографировано ядро подобного на комету скинули болванку из металла и спустя несколько лет наблюдали за результатами падения, на Землю были доставлены образцы пыли из хвоста кометы. Однако зонд «Розетта» аналогов в истории космонавтики не имеет. Перед ним изначально ставилась более сложная задача: стать на какое-то время спутником кометы и спустить на ее поверхность аппарат «Филы» для непосредственного
Смена ориентира
Первоначально этим самым объектом должна была стать комета Виртанена. В основе выбора лежала удобная траектория полета космического тела и некоторые его особенности, снижавшие риск неудачи исследовательской миссии зонда. Для того чтобы отправиться к комете Виртанена, спутник «Розетта» должен был стартовать в январе 2003-го. Однако примерно за месяц до этого во время запуска отказал двигатель ракеты-носителя «Ариан-5». В результате было решено отложить старт зонда и пересмотреть программу полета.
67P
Новым объектом, к которому предполагалось отправить космический зонд «Розетта», стала комета 67P, она также носит название Чурюмова-Герасименко. Открыта она была в 1969 году Климом Чурюмовым на снимках, сделанных Светланой Герасименко. Объект является короткопериодической кометой: каждые 6,6 лет он пролетает вблизи Солнца. Траектория полета практически ограничивается орбитой Юпитера. Важная для исследователей особенность этой кометы - предсказуемость ее полета, что означает возможность точно рассчитать необходимое движение космического аппарата.
Структура
Зонд «Розетта» несет большое количество аппаратуры, и спускаемый модуль «Филы» - не единственная ценная его часть. Среди оборудования ультрафиолетовый спектрометр, необходимый для анализа газов в хвосте кометы и определения состава ее ядра, камеры, работающие не только в видимом, но и в ультрафиолетовом и инфракрасном диапазонах, различная аппаратура для исследования состава, температуры и скорости частиц в хвосте объекта, а также определения его орбиты, гравитации и прочих характеристик. Все это оборудование необходимо как для получения данных о комете, так и для обнаружения оптимального места посадки аппарата «Филы».
Зонд «Розетта»: траектория полета
Прежде чем достигнуть цели, аппарат в течение десяти лет путешествовал по просторам Солнечной системы. Такой большой временной промежуток объясняется необходимостью подойти к комете «с тыла», сравнять скорости и двигаться по аналогичной траектории. За десять лет спутник «Розетта» пять раз пролетал мимо нашей планеты. Он успел повстречаться с Марсом и несколько раз пересечь Главный
Все десять лет космический зонд «Розетта» присылал на Землю красочные снимки различных объектов. Помимо эстетического наслаждения, они несут и научную информацию. Ученые получили новые снимки которые сделал зонд «Розетта», фото астероидов Штейнс и Лютеция.
Конечно, не оставил без внимания аппарат и Землю. Снимки зонда «Розетта» демонстрируют нашу планету в различных ракурсах, а также некоторые атмосферные явления.
Сближение
На всем протяжении полета зонду «Розетта» сопутствовала удача. В определенный момент для экономии ресурсов он был погружен в гибернацию, где пробыл рекордные 957 дней. В январе 2004 года миссия «Розетта» благополучно продолжилась после пробуждения спутника. Однако самое сложное ждало его впереди. Наибольшие трудности могли возникнуть во время посадки модуля «Филы», который доставил к комете зонд «Розетта». Визуализация этого момента, подготовленная демонстрировала мягкое приземление аппарата, сопровождающееся выпусканием трех гарпунов. Они были необходимы для закрепления на поверхности кометы, силы гравитации которой таковы, что малейший толчок мог привести к исчезновению аппарата «Филы» в открытом космосе.
Сближение в целом прошло удачно, однако выпустить все три гарпуна не удалось. Модуль «Филы» во время посадки два раза отскочил от поверхности и лишь на третий сумел приземлиться, при этом оставшись незакрепленным. Результатом данного происшествия стало удаление аппарата от предполагаемого места посадки примерно на километр, причем участники проекта не смогли точно определить точку, где сел аппарат «Филы». Понятен был лишь примерный район приземления.
57 часов
Проблемы при посадке привели к попаданию модуля «Филы» на практически постоянно затененную поверхность. Основной источник энергии аппарата - солнечные батареи, которые не могут работать при температуре ниже нуля. В результате большая часть энергии тратилась на разогрев батарей, но количество доступного солнечного света все равно было малым. Аппарат «Филы» был оснащен для подобных ситуаций заряженным аккумулятором, рассчитанным на 64 часа. Проработал он, однако, всего 57. За это время героический модуль «Филы», чье точное местоположение даже не было определено, передал на Землю массу даже (предположительно) смог просверлить поверхность и взять образец грунта.
Все это время «Розетта» постоянно следила за действиями аппарата «Филы», передавала на него и от него сообщения. По завершении работы модуля зонд приступил к собственной исследовательской деятельности.
Форма
На конец января 2015 года было опубликовано несколько научных статей, содержащих описание результатов исследований. Один из интересных вопросов, обсуждаемых в них, - необычная форма кометы. Космическое тело похоже на визуально можно выделить голову, туловище и шею. Изучение данных пока не дало ответа на вопрос о том, возникла ли комета 67P в результате столкновения двух космических объектов, или ее форма - следствие потери массы и сильной эрозии. В первом случае событие, предположительно произошедшее на заре Солнечной системы, 4,5 млрд лет назад, может быть доказано, если обнаружатся принципиальные отличия двух половинок кометы. Утверждение же второй гипотезы вызовет необходимость поиска ответа на вопрос о природе сил, приводящих к столь сильной эрозии в области «шеи утенка».
Сейчас точно известно, что комета внутри обладает пористой структурой. По оценкам ученых, плотность ядра меньше аналогичного параметра воды в два раза.
Рельеф
Зонд «Розетта» и аппарат «Филы» передали на Землю массу снимков поверхности 67P. На ней были обнаружены дюны и горы, а также ущелья. Однако скалы кометы лишь отдаленно напоминают земные. Часть из них в основе своей являются уплотненной пылью, многие - результатом циркуляции газа и пыли, то есть они ближе к пустынным барханам, нежели к скалам.
Часть холмов, возвышающихся над поверхностью на три метра, были названы мурашками и считаются образованием, характерным для многих схожих космических тел. Предположительно, они образовались в период, когда Солнечная система только начала формироваться, и состоят из слипшихся пыли и льда.
Происхождение
Исследования аппаратов касались и содержания воды и соединений углерода. Были обнаружены колебания содержания этих веществ, совпадающие с вращением космического тела вокруг оси и со сменой сезонов. Кроме того, оказалось, что 67P в своем составе имеет большое число органических соединений и значительно меньше льда, чем предполагалось обнаружить.
Эти и другие данные позволяют утверждать, что комета, вопреки мнению исследователей, сформировалась в поясе Койпера, расположенном за орбитой Нептуна. Изначально считалось, что место образования 67P размещается значительно ближе к Юпитеру.
Данные аппаратов «Розетта» и «Филы» касались и особенностей ядра кометы, ее гравитации и магнитосферы. Огромную часть их еще предстоит проанализировать. Вне зависимости от той картины, которая сложится после изучения и обдумывания всей информации, полет и миссия «Розетты» на сегодняшний день являются одними из самых грандиозных реализованных космических проектов. Многие ученые называют это событие третьим по важности после полета Юрия Гагарина и высадки людей на Луне. Нужно заметить, что «Розетта» - не последняя исследовательская миссия, целью которой является расширение наших познаний о Вселенной. Успех полета к комете 67P стимулировал разработку новых проектов. Несколько из них готовятся стартовать уже в ближайшее время.
Зонд совершил управляемое столкновение с кометой 67P Чурюмова - Герасименко, скоро аппарат полностью прекратит радиовещание с Землей
Художественное изображение космического аппарата "Розетта"
Москва. 30 сентября. сайт - Миссия космического аппарата "Розетта" подошла к своему завершению. По расчетам команды миссии в 13:39:10 аппарат совершил запланированное столкновение с кометой 67P Чурюмова - Герасименко. Однако окончательное подтверждение придет спустя сорок минут - за это время информация дойдет от кометы до Земли. Совсем скоро будет полностью прекращена радио связь с аппаратом. Сейчас ученые ждут получения окончательных данных.
Аппарат постепенно снизился относительно кометы, после чего произошло контролируемое столкновение с поверхностью. Скорость сближения, как ожидалось, была в два раза меньшей, чем во время посадки зонда "Филы".
Решение о посадке аппарата на комету Чурюмова-Герасименко Европейское космическое агентство приняло в 2014 году, после консультации с научной командой миссии. Постепенно "Розетта" удаляется от Солнца вместе с 67/P и энергии, производимой ее солнечными батареями, не хватает для работы зонда. Несколько лет назад ученые справились с этой проблемой переведя аппарат в режим гибернации. Однако, по словам ученых, новую гибернацию "Розетта" может не пережить.
Вместе с тем, при посадке у физиков появится возможность провести измерения, невозможные ранее. В частности, инженеры планируют провести съемку сверхвысокого разрешения. Предварительные маневры для посадки начнутся уже в августе. К 30 сентября "Розетта" окажется в 570 млн км от Солнца и 720 млн км от Земли. Сама комета движется со скоростью около 14,3 км/с. Как отмечают специалисты, расчет орбит оказался гораздо более сложным, чем при подготовке посадки "Филы".
Путь длиной в 6 млрд км
"Розетта" следовала за кометой на протяжении 6 млрд километров. В общей сложности "Розетта" провела на орбите кометы Чурюмова - Герасименко более двух лет - почти треть от полного цикла небесного тела (6 лет и 7 месяцев). Зонд "Розетта" с модулем "Фила" был запущен в космос в 2004 году. Он преодолел 6,4 млрд километров, прежде чем достиг кометы 67Р, находящейся вблизи орбиты Юпитера. В ноябре 2014 года "Фила" отстыковался от "Розетты". После этого на протяжении нескольких часов происходил спуск на поверхность кометы 67Р Чурюмова-Герасименко.
Аппарат собрал огромный массив научных данных о составе газовой оболочки 67P, ее морфологии и геологии и внутреннем строении. После этого модуль приостановил работу из-за нехватки солнечной энергии. Однако и этого времени хватило, чтобы ученые смогли выяснить, что комета является ровесницей Солнечной системы, а значит хранит в себе информацию о том, в каких условиях возникали планеты. Также удалось опровергнуть гипотезу, согласно которой вода на Земле возникла благодаря кометам - изотопный состав водного льда на Чурюмова - Герасименко заметно отличается от земного.
"Филы"
Космический зонд "Филы" имел большое значение для миссии - это первый в истории человечества аппарат, совершивший посадку на комету. Однако при посадке возникли сложности с гарпунами, которые должны были зафиксировать аппарат на комете. Он сместился от предполагаемой точки посадки и попал в тень утеса. "Филы" проработал на поверхности кометы чуть больше двух дней, после чего его батареи полностью разрядились и он прекратил свою работу.
За это время робот передал на Землю фотографии и собрал пробы грунта путем бурения. В частности, один из сенсоров "Филы" обнаружил молекулы после анализа атмосферы кометы. Некоторые из них содержат атомы углерода, без которого невозможна жизнь.
"Розетта" стала первым космическим аппаратом, который смог выйти на орбиту кометы. В ближайшие годы ученым предстоит изучить весь массив информации, полученный от аппарата. Общая стоимость проекта составила 1,3 млрд евро.
"Прощай, Розетта! Ты хорошо поработала. Это наука о космосе во всей красе", - заявил Мартин Патрик, руководитель миссии "Розетта".
Комета Чурюмова-Герасименко была обнаружена в 1969 году двумя советскими астрономами. Ее индекс 67P означает, что она - 67-я по счету открытая комета, вращающаяся вокруг Солнца с периодом обращения менее 200 лет.
Столкновением с поверхностью кометы Чурюмова-Герасименко завершилась программа ее исследования зондом «Розетта».
30 сентября в 13:39 по московскому времени завершил свою миссию зонд Европейского космического агентства «Розетта», более двух лет исследовавший комету Чурюмова-Герасименко. Произошло это, как и планировалось, управляемым падением космического аппарата на поверхность кометы с высоты около 19 км. Оно стало результатом нескольких недель сложных маневров.
Место падения «Розетты» показано справа. Две другие стрелки указывают начальное и конечное положения посадочного модуля (изображение ESA/Rosetta/Philae/CIVA)
Регион падения зонда. (Изображение ESA/Rosetta/MPS)
Последняя фотография, сделанная зондом с высоты 20 м. Она имеет разрешение 5 мм на пиксель и охватывает область около 2,4 м в диаметре. (Изображение ESA/Rosetta/MPS)
Траектория падения зонда была нацелена на область активных ям в так называемом регионе Маат. Эти ямы представляют особый интерес, поскольку играют важную роль в активности кометы, именно там зарождаются многие из зарегистрированных плазменных струй. Кроме того, они обеспечивают уникальное окно, позволяющее увидеть внутреннее строение кометы. На стенках ям видны бугорчатые метровые структуры - «мурашки», которые, по мнению исследователей, могут быть следами кометезималей, которые, склеиваясь, образовывали кометы на ранних этапах формирования Солнечной системы.
Спуск в течение почти 14 часов дал возможность изучить газ, пыль и плазму кометы очень близко к ее поверхности, а также сделать ее изображения с очень высоким разрешением. Полученную информацию зонд успел передать на Землю еще до удара.
Решение о столь драматическом завершении миссии было принято после того, как комета снова вышла за пределы орбиты Юпитера и стала удаляться от Солнца настолько далеко, что получаемой солнечными батареями энергии скоро не станет хватать для работы аппаратуры. Кроме того, приближался месячный период, когда Солнце должно было находиться близко к линии прямой видимости между Землей и зондом, что затрудняет связь с ним. Это стало подходящим финалом для невероятных приключений «Розетты».
С момента запуска в 2004 году зонд «Rosetta» совершил более 5 оборотов вокруг Солнца, пройдя почти 8 миллиардов километров. За это время он три раза пролетел около Земли и по одному разу около Марса и двух астероидов. Космический аппарат пережил 31 месяц спячки в глубоком космосе на самой дальнем этапе своего пути, где не хватало энергии для поддержания его полноценного функционирования. После успешного пробуждения в январе 2014 года зонд, наконец, прибыл к комете в августе 2014 года. Затем в течении 786 дней он следовал рядом с кометой, следя за ее эволюцией во время приближения и удаления от Солнца, в том числе в момент наибольшего сближения с Солнцем.
«Розетта» стал первым в истории космическим аппаратом не только путешествовавшим вместе кометой, но и спустившим на нее в ноябре 2014 года исследовательский зонд.
В ходе миссии было сделано несколько важных открытий. В частности, обнаружено более высокое содержание тяжелой воды во льду кометы, что противоречит гипотезе о кометном происхождении воды на Земле. Совокупность результатов исследования структуры кометы и ее газопылевого состава указывают на рождение кометы в очень холодной области протопланетного облака во времена, когда Солнечная система еще формировалась, более 4,5 миллиарда лет назад. Большой интерес представляет обнаружение аминокислоты глицина, встречающейся в белках, фосфора – ключевого компонента ДНК и других органических соединений.
Миссия самого Зонда закончена, но полученные данные будут изучаться на Земле еще несколько десятилетий. Название миссии было дано в честь знаменитого Розетского камня, который сыграл решающую роль в понимании древнеегипетского языка. Исследователи полагают, что «Розетта» сыграет такую же роль в понимании природы комет.
February 6th, 2014
В 2014 году в Солнечной системе произойдут два захватывающих события, которые стоят ожидания. По иронии судьбы, они оба связаны с кометами.
Этим летом и осенью в космосе состоится кульминация одной из самых интересных исследовательских операций, сравнимых по значимости с посадкой марсохода Curiosity - реализация многолетней программы Rosetta. Этот космический аппарат стартовал в 2004 году и долгие десять лет летал во внутренней Солнечной системе, совершая корректировки и гравитационные маневры, только для того, чтобы выйти на орбиту кометы (67P) Чурюмова-Герасименко.
Rosetta должна настигнуть комету, как следует изучить с расстояния, и высадить спускаемый аппарат Philae. Тот проведет свою часть исследований и совместно они расскажут нам о кометах так много, как это только возможно в роботизированной миссии.
Большое фото
Комета Чурюмова-Герасименко не является каким-то уникальным космическим телом, требующим обязательного изучения. Наоборот, это обыкновенная короткопериодическая комета, возвращающаяся к Солнцу, каждые 6,6 года. Она не улетает дальше орбиты Юпитера, зато ее траектория предсказуема, и удачно подвернулась к стартовому окну космического аппарата. Ранее Rosetta планировалась для другой кометы, но неполадки с ракетой-носителем вынудили отложить запуск, поэтому цель изменилась.
Любопытный вопрос - почему к комете пришлось лететь целых десять лет, если она прилетает чаще? Причина этого - научная программа Rosetta. Все предыдущие миссии, начиная с американо-европейского ICE и советской “Веги” в 80-е, и заканчивая Stardust в 2011 году, проходили на встречных или пролетных курсах. За тридцать лет ученые смогли сфотографировать вблизи кометное ядро; смогли скинуть на комету металлическую болванку, а через несколько лет взглянуть на результат падения; смогли даже привезти на Землю немного кометной пыли из хвоста. Но чтобы провести рядом с ядром кометы достаточно длительное время, и чтобы сесть на нее, простой встречи мало. Скорость комет может достигать десятков и даже сотен километров в секунду, к этому прибавляется вторая космическая самого аппарата, поэтому “в лоб” комету можно только бомбить или высаживать Брюса Уиллиса.
Долгий путь позволил Rosetta подобраться к комете сзади и пристроиться рядом, следуя теми же скоростью и курсом, что и (67P) Чурюмова-Герасименко.
Попутно были сняты прекрасные виды Земли:
Большое фото .
На борту трехтонного космического аппарата размещено 12 научных приборов, которые позволят изучить температуру, состав, интенсивность испарения кометного хвоста, поверхность ядра. Радарный эксперимент позволит сделать радарное “УЗИ” кометному ядру, чтобы определить ее внутреннюю структуру. Но наиболее интересные, с точки зрения эффектности “картинки”, ожидаются результаты от оптической камеры OSIRIS (Optical, Spectroscopic, and Infrared Remote Imaging System). Это сдвоенное фотоустройство, оборудованное двумя камерами с объективами 700 мм и 140 мм и CCD-матрицами 2048х2048 пикселей.
За то время, что Rosetta провела в пути, она не бездельничала, а реализовала исследовательскую программу достойную нескольких самостоятельных миссий. Вообще она демонстрирует пример того как полезно иметь космический аппарат с дальнобойным фотоаппаратом, мечущийся туда-сюда по Солнечной системе.
Через полтора года после старта она издалека посмотрела на реализацию миссии NASA Deep Impact. Удар импактора по комете Tempel 1 вызвал вспышку, которую сложно разглядеть глазами:
зато она была зарегистрирована более чуткими датчиками:
Через два года Rosetta пролетела на близком расстоянии от Марса и сделала просто шикарные снимки планеты в разных спектральных диапазонах. В оптическом Марс выглядит так:
А ультрафиолетовый канал позволил выделить подробности в марсианской атмосфере:
Отдельное фото удалось сделать бортовой камерой спускаемого аппарата Philae:
Любопытно, что в зависимости от камеры цвет наблюдаемой поверхности может существенно меняться. Подобный бледно-бежевый цвет Марса давала камера спутника Mars Global Surveyor.
После Марса Rosetta “уснула” чтобы проснуться через полтора года в 2008-м, для съемки пролетающего на расстоянии 800 км шестикилометрового астероида Steins. Правда системный сбой помешал провести съемку астероида дальнобойной камерой, но широкоугольная позволила сделать снимки детализацией до 80 метров на пиксель, и получить ценные данные об объекте.
Еще с Земли было определено, что астероид относится к классу-Е. Осмотр с близкого расстояния это подтвердил. Оказалось Steins состоит из силикатов, бедных на железо, но богатых магнием, при этом, некоторые минералы перенесли нагрев более 1000 градусов Цельсия. Наблюдения поверхности и особенностей вращения астероида смогли подтвердить на практике YORP-эффект. Этот эффект возникает (точнее проявляется заметнее) у небольших астероидов неправильной формы. Неравномерный нагрев поверхности приводит к тому, что инфракрасное излучение нагретой части создает реактивную тягу, которая повышает скорость вращения астероида.
Любопытно, что исходя из теории YORP-эффекта, Steins должен был иметь форму двойного конуса, но большой ударный кратер на южном полюсе “сплюснул” астероид и придал ему форму “бриллианта”. Этот же удар, похоже, расколол пополам космическое тело, но оно продолжает держаться за счет сил гравитации, хотя ученые рассмотрели признаки гигантской трещины, рассекающей Steins.
Весной 2010 года Rosetta позволила лучше идентифицировать кометоподобное тело P/2010 A2 обнаруженное в поясе астероидов. Эта “комета” наделала шуму в стане астрономов в 2010 году, когда стала вести себя совершенно не по-кометному.
Снимок телескопа Hubble.
Несмотря на то, что камеру Rosetta не сравнить с Hubble, наблюдения, проведенные под другим углом позволили определить, что перед нами не комета, а результат космического ДТП, когда в 150 метровый астероид врезался маленький обломок размером около метра.
Но астероидной «звездой» 2010 года стала (21) Lutetia. Это стокилометровый астероид, который осмотрела Rosetta, с расстояния 3170 км. На этот раз 700 мм камера сработала отлично, поэтому даже с такого расстояния получилось снять детали поверхности до 60 м на пиксель.
Lutetia - это весьма интересный и загадочный объект, исследование которого вызвало много вопросов. Ранее астрономы с Земли определили его спектральный класс как М - астероиды с большим количеством металлов, тогда как спектральные исследования Rosetta указывали скорее на класс С - углеродистых хондритов. Снимки поверхности позволили сделать вывод, что Lutetia на 3 км покрыта толстым ковром раздробленного реголита, скрывающем коренные породы. Анализ массы позволил определить ее плотность: выше чем у каменных, но ниже чем у металлических астероидов, что тоже вводило в недоумение. В результате ученые решили, что перед нами одна из немногих оставшихся с момента зарождения Солнечной системы планетезималей - “зародышей планет”.
Большое фото .
Когда-то Lutetia начала процесс дифференциации вещества, переместив тяжелые металлические породы в центр и выведя легкие каменные - к поверхности. Однако, она оказалась слишком далеко от орбит формирования каменных планет Солнечной системы и слишком близко к Юпитеру, чьи гравитационные возмущения не позволили набрать нужную массу. Более того, считается, что раньше форма Lutetia приближалась к сфере, но многократные столкновения в поясе астероидов за 3,5 млрд. лет обезобразили ее облик.
После осмотра Lutetia Rosetta снова уснула, чтобы проснуться только 20 января 2014 года. Сейчас идет проверка оборудования и никаких неполадок не выявлено, что кажется фантастическим результатом, для космического аппарата проведшего десять лет в открытом космосе и дважды пролетавшего через пояс астероидов.
Что ждет впереди? Сделайте пометки в календаре.
Май 2014: еще один важный момент для миссии - последние коррекции траектории для сближения с кометой. В конце мая расстояние между “охотником и жертвой” составит около 100 тыс. км. Думаю к тому времени начнут поступать первые снимки кометы и ее ядра. До Земли от них будет еще 450 млн. километров, поэтому наблюдать самостоятельно комету получится только в мощные телескопы.
Август 2014: Rosetta входит в комету. Разумеется пока в кому. Считается, что частички пыли и льда комы способны повредить космический аппарат, но это в случае встречных траекторий. Для Rosetta скорость кометы будет равняться практически нулю, поэтому серьезные повреждения не ожидаются. Зато в эти дни ожидаются самые эффектные снимки приближающегося и вращающегося кометного ядра. Если камеры будут нормально работать, мы сможем увидеть не только поверхность ядра, но и процессы, которые проходят на нем, по мере приближения к Солнцу. Газопылевые джеты, бьющие из глубин, должны смотреться просто шикарно.
Ноябрь 2014: самые напряженные дни, часы, минуты. Наступает тесное сближение с кометой до 3 км и происходит сброс спускаемого аппарата Philae. Он должен сесть на ядро, пробурить его, сфотографировать, просветить радаром, взять пробы грунта… Короче, если миссия пройдет успешно, то это будет настоящим триумфом межпланетной науки.
2015: Rosetta продолжит следовать с кометой так долго как только сможет. Долговечность Philae под вопросом, многое зависит от места посадки, режима вращения ядра, и условий на поверхности. Во время сближения с Солнцем ему должно хватать энергии для работы, а вот, по мере удаления, эффективность батарей будет падать. Если сможет сесть и протянуть хотя бы месяц - это уже будет подарком для создателей и для десятков ученых Европы и США.
К сожалению с Земли комету практически невозможно будет наблюдать без серьезной техники. Поэтому нам остается только ждать, следить за новостями, и желать удачи Европейскому космическому агентству. Fly, Rosetta! Fly!
Вот что я вам еще интересного могу рассказать про космос: или вот . А вот еще недавно поднимался такой вопрос, как Оригинал статьи находится на сайте ИнфоГлаз.рф Ссылка на статью, с которой сделана эта копия -
