Изображение предоставлено: ESA
Миссия Rosetta Европейского космического агентства станет первым космическим кораблем, который когда-либо выйдет на орбиту, а затем приземлится на далекой комете. Однако существует некоторая неопределенность в связи с запуском из-за аварии с усовершенствованным Ariane-5 в прошлом месяце. Космический корабль должен запуститься к концу января, если он должен встретиться с Виртаненом; в противном случае необходимо будет выбрать новую цель.
Rosetta ЕКА будет первой миссией на орбиту и приземлится на комету. Кометы - это ледяные тела, которые путешествуют по всей Солнечной системе и образуют характерный хвост, приближаясь к Солнцу. Планируется, что Rosetta будет запущена на борту ракеты Ariane-5 в январе 2003 года из Куру, Французская Гвиана.
Решение о дате запуска будет принято ко вторнику 14 января 2003 года (см. Пресс-релиз Arianspace № 03/02 от 7 января 2003 года или посмотрите веб-сайт http://www.arianespace.com). Целью миссии является комета Виртанен, и встреча произойдет в 2011 году. Название Розетты происходит от знаменитого Розеттского камня, который почти 200 лет назад привел к расшифровке египетских иероглифов. Аналогичным образом ученые надеются, что космический корабль Розетта раскроет тайны Солнечной системы.
Кометы являются очень интересными объектами для ученых, поскольку их состав отражает то, какой была Солнечная система, когда она была очень молодой и еще «незаконченной» более 4600 миллионов лет назад. Кометы не сильно изменились с тех пор. Находясь на орбите кометы Виртанена и приземляясь на нее, Розетта будет собирать важную информацию, чтобы понять происхождение и эволюцию нашей Солнечной системы. Это также поможет выяснить, способствовали ли кометы возникновению жизни на Земле. Кометы являются переносчиками сложных органических молекул, которые, будучи доставленными на Землю в результате столкновений, возможно, сыграли роль в возникновении живых форм. Кроме того, «летучие» легкие элементы, переносимые кометами, могли также играть важную роль в формировании океанов и атмосферы Земли.
«Розетта - одна из самых сложных миссий, которые когда-либо выполнялись», - говорит профессор Дэвид Саутвуд, научный директор ESA. «Никто до этого не пытался выполнить подобную миссию, уникальную по своим научным последствиям, а также по своим сложным и впечатляющим межпланетным космическим маневрам». До достижения своей цели в 2011 году Розетта почти четыре раза обведет Солнце широкими петлями во внутренней Солнечной системе. Во время долгого путешествия космический корабль должен будет выдержать некоторые экстремальные тепловые условия. Когда он приблизится к комете Виртанена, ученые проведут его через тонкий маневр торможения; тогда космический корабль будет близко вращаться вокруг кометы и аккуратно уронит на нее посадочную шлюпку. Это будет похоже на приземление на маленькую быстро движущуюся космическую пулю, которая в настоящее время имеет почти неизвестную «географию».
Удивительный 8-летний межпланетный поход
Rosetta - это 3-тонный космический корабль коробчатого типа высотой около 3 метров с двумя солнечными панелями длиной 14 метров. Он состоит из орбитального аппарата и посадочного аппарата. Ширина посадочного модуля составляет около 1 метра, а высота - 80 сантиметров. Он будет прикреплен к стороне орбитального аппарата Розетты во время путешествия к комете Виртанен. Всего Розетта проводит 21 эксперимент, 10 из них на посадочной площадке. Они будут находиться в спящем режиме в течение большей части своего 8-летнего похода в Виртанен.
Что делает круиз Розетты таким долгим? Во время встречи комета Виртанен будет так же далека от Солнца, как и Юпитер. Никакая пусковая установка не сможет доставить туда Розетту напрямую. Космический корабль ЕКА будет набирать скорость благодаря гравитационным «ударам», обеспечиваемым тремя пролетами планет: одним из Марса в 2005 году и двумя Земли в 2005 и 2007 годах. В ходе поездки Розетта также посетит два астероида Отавара (в 2006 году) и Сиву (в 2008). Во время этих встреч ученые включат приборы Rosetta для калибровки и научных исследований.
Длительные поездки в дальний космос включают много опасностей, таких как экстремальные изменения температуры. Розетта покинет благоприятную среду околоземного пространства для темных, холодных областей за поясом астероидов. Чтобы справиться с этими тепловыми нагрузками, эксперты провели очень жесткие предварительные испытания, чтобы изучить выносливость Rosetta. Например, они нагревали его внешние поверхности до температуры более 150 градусов по Цельсию, а затем быстро охлаждали до -180 градусов по Цельсию в следующем тесте.
Ученые полностью активируют космический корабль до начала маневрирования, связанного с кометой в 2011 году. Затем Розетта будет вращаться вокруг кометы - объекта шириной всего 1,2 километра, в то время как он летит по внутренней Солнечной системе со скоростью 135 тысяч километров в час. Во время встречи, около 675 миллионов километров от Солнца, Виртанен вряд ли проявит какую-либо активность на поверхности. Характерная кома («атмосфера» кометы) и хвост еще не сформировались из-за большого расстояния от Солнца. Хвост кометы состоит из пылинок и замороженных газов с поверхности кометы, которые испаряются из-за солнечного тепла.
В течение шести месяцев Розетта будет тщательно наносить на карту поверхность кометы, прежде чем выбрать место посадки. В июле 2012 года спускаемый аппарат самостоятельно выбрасывается из космического корабля с высоты всего одного километра. Приземление будет происходить со скоростью ходьбы - менее 1 метра в секунду. Сразу после приземления спускаемый аппарат выстрелит гарпуном в землю, чтобы не отскочить от поверхности обратно в космос. Это должно быть сделано потому, что одна лишь чрезвычайно слабая гравитация кометы не будет удерживать посадочный аппарат. Эксплуатация и научные наблюдения на поверхности кометы будут длиться как минимум 65 часов, но могут продолжаться в течение многих месяцев.
Во время и после операций с посадочными аппаратами Розетта будет продолжать вращаться и изучать комету. Розетта станет первым космическим кораблем, который станет свидетелем изменений, происходящих в комете, когда комета приближается к Солнцу и вырастает в коме и хвосте. Поездка закончится в июле 2013 года, после 10,5 лет приключений, когда комета находится ближе всего к Солнцу.
Изучаю комету на месте
Цель Розетты - детально изучить комету. Приборы на орбите Розетты включают в себя несколько камер, спектрометры и эксперименты, которые работают на разных длинах волн - инфракрасном, ультрафиолетовом, микроволновом, радио - и несколько датчиков. Они будут предоставлять, среди прочего, изображения с очень высоким разрешением и информацию о форме, плотности, температуре и химическом составе кометы. Инструменты Розетты будут анализировать газы и частицы пыли в так называемой коме, которая образуется, когда комета становится активной, а также взаимодействие с солнечным ветром.
10 инструментов на борту посадочного аппарата проведут на месте анализ состава и структуры поверхности кометы и ее материала. Система бурения будет отбирать образцы на глубину до 30 сантиметров от поверхности и направлять их в «анализаторы состава». Другие приборы будут измерять такие свойства, как поверхностная прочность, плотность, текстура, пористость, ледяные фазы и термические свойства. Микроскопические исследования отдельных зерен расскажут нам о текстуре. Кроме того, инструменты на посадочном корабле будут изучать, как комета меняется в течение дня и ночи, и когда она приближается к Солнцу.
Наземные операции
Данные с корабля передаются на орбитальный аппарат, который сохраняет их для передачи на Землю при следующем контакте наземной станции. ЕКА установило новую антенну дальнего космоса в Нью-Норча, недалеко от Перта, в Западной Австралии, в качестве основного канала связи между космическим кораблем и Управлением полетами ESOC в Дармштадте, Германия. Эта параболическая антенна диаметром 35 метров позволяет радиосигналу преодолевать расстояния более 1 миллиона километров от Земли. Радиосигналы, распространяющиеся со скоростью света, займут до 50 минут, чтобы покрыть расстояние между космическим кораблем и Землей.
Научно-исследовательский центр Розетты, отвечающий за сбор и распространение научных данных, будет располагаться в ESOC и ESTEC в Нордвейке, Нидерланды. Центр управления Lander расположен в DLR в Кельне, Германия, и Научный центр Lander в CNES в Тулузе, Франция.
Здание Розетта
Розетта была выбрана в качестве миссии в 1993 году. Космический корабль был построен Astrium Germany в качестве генерального подрядчика. Основными субподрядчиками являются Astrium UK (платформа космического корабля), Astrium France (авионика космического корабля) и Alenia Spazio (сборка, интеграция и проверка). Промышленная команда Rosetta включает более 50 подрядчиков из 14 европейских стран и США.
Научные консорциумы из институтов Европы и США предоставили приборы на орбиту. Европейский консорциум под руководством Немецкого института аэрокосмических исследований (DLR) предоставил посадочный аппарат. Розетта обошлась ЕКА в 701 млн евро в 2000 экономических условиях. Эта сумма включает запуск и весь период разработки и операций миссии с 1996 по 2013 год. Платформа и эксперименты, так называемая «полезная нагрузка», не включены, поскольку они финансируются государствами-членами через научные институты.
