Rosetta (sonda kosmiczna)

Z Wikipedii, wolnej encyklopedii
Skocz do: nawigacji, wyszukiwania
Rossetta / Philae
Rosetta and philae.jpg
Zaangażowani ESA
Indeks COSPAR 2004-006A
Rakieta nośna Ariane 5G+
Miejsce startu Gujańskie Centrum Kosmiczne, Gujana Francuska
Cel misji 67P/Czuriumow-Gierasimienko
Orbita (docelowa, początkowa)
Okrążane ciało niebieskie 67P/Czuriumow-Gierasimienko
Czas trwania
Początek misji 2 marca 2004 (07:17:51 UTC)
Data lądowania listopad 2014
Koniec misji grudzień 2015
Wymiary
Wymiary kadłub: 2,8 , × 2,1 m × 2,0 m

rozpiętość paneli: 32 m

Masa całkowita 3065 kg[1]

w tym lądownik: 97,9 kg

Masa aparatury naukowej orbiter: 165 kg

lądownik: 26,7 kg

Commons Multimedia w Wikimedia Commons
Artystyczna wizja sondy Rosetta
Artystyczna wizja lądownika Philae

Rosettasonda kosmiczna Europejskiej Agencji Kosmicznej (ESA), której zadaniem jest wejście na orbitę wokół jądra komety 67P/Czuriumow-Gierasimienko i osadzenie na jego powierzchni lądownika. Sonda wykona badania in situ materii kometarnej oraz obserwacje zmian aktywności komety podczas zbliżania się jej do peryhelium.

Misja Rosetta jest misją kluczową w ramach realizowanego przez ESA programu badań kosmicznych Horizon 2000. W jej realizacji z ESA współpracują narodowe agencje kosmiczne z kilku krajów europejskich oraz NASA. Celem misji jest przeprowadzenie badań mających pomóc w poznaniu pochodzenia komet, powiązań między materią kometarną i materią międzygwiazdową oraz ich znaczenia dla powstania Układu Słonecznego.

Celem misji według pierwotnego planu lotu miała być kometa 46P/Wirtanen, jednak problemy z rakietą nośną spowodowały opóźnienie daty startu sondy o ponad rok i zmusiły do zmiany wybranego celu.

W trakcie rozpoczętej w 2004 roku misji, sonda Rosetta wykonała obserwacje dwóch mijanych w bliskiej odległości planetoid, (2867) Šteins (w 2008 r.) i (21) Lutetia (w 2010 r.) oraz dokonała przelotu obok Marsa i trzykrotnych przelotów obok Ziemi, w celu wykonania manewrów asysty grawitacyjnej. Rosetta weszła na orbitę wokół jądra komety 67P/Czuriumow-Gierasimienko w sierpniu 2014 roku. Z pokładu sondy zostanie uwolniony lądownik Philae, który podejmie próbę pierwszego w historii lądowania na powierzchni komety.

Chronologia misji[edytuj | edytuj kod]

Wydarzenie Data[2][3]
Start sondy 2 marca 2004
Pierwsza asysta grawitacyjna Ziemi 4 marca 2005
Asysta grawitacyjna Marsa 25 lutego 2007
Druga asysta grawitacyjna Ziemi 13 listopada 2007
Przelot obok planetoidy (2867) Šteins 5 września 2008
Trzecia asysta grawitacyjna Ziemi 13 listopada 2009
Przelot obok planetoidy (21) Lutetia 10 lipca 2010
Wejście sondy w stan hibernacji 8 czerwca 2011
Wyjście sondy ze stanu hibernacji 20 stycznia 2014
Manewry spotkania z kometą maj – sierpień 2014
Wejście na orbitę wokół jądra komety 6 sierpnia 2014
Początek wykonywania map jądra sierpień 2014
Lądowanie Philae na powierzchni jądra listopad 2014
Przejście przez peryhelium 13 sierpnia 2015
Planowane zakończenie misji 31 grudnia 2015

Nazwa misji[edytuj | edytuj kod]

Nazwa misji i wykonującej ją sondy pochodzi od kamienia z Rosetty, niekompletnej kamiennej steli z wyrytym w trzech wersjach (po egipsku pismem hieroglificznym i demotycznym oraz po grecku) dekretem dotyczącym Ptolemeusza V. Odkryta w 1799 r. stela odegrała kluczową rolę w rozszyfrowaniu egipskich hieroglifów. Naukowcy mają nadzieję, że misja Rosetta odegra podobnie kluczową rolę w zrozumieniu tajemnic ewolucji Układu Słonecznego[2].

Nazwa lądownika pochodzi od położonej na Nilu wyspy File, na której został odnaleziony obelisk z dwujęzyczną inskrypcją, zawierającą zapisane w egipskich hieroglifach nazwiska Ptolemeusz i Kleopatra. Dostarczyło to wskazówek, dzięki którym Jean-François Champollion odczytał hieroglify z kamienia z Rosetty[4].

Cele misji[edytuj | edytuj kod]

Celem misji sondy Rosetta jest przeprowadzenie badań mających pomóc w poznaniu pochodzenia komet, powiązań między materią kometarną i materią międzygwiazdową oraz ich znaczenia dla powstania Układu Słonecznego.

W celu osiągnięcia tego zadania przed sondą postawiono szereg celów obserwacyjnych[5][2]:

  • Globalne scharakteryzowanie jądra kometarnego: jego właściwości dynamicznych, składu i morfologii powierzchni.
  • Zbadanie składu chemicznego, mineralogicznego i izotopowego substancji lotnych i stałych na powierzchni jądra.
  • Określenie własności fizycznych i zależności występujących pomiędzy substancjami lotnymi i stałymi jądra.
  • Obserwacja faz rozwoju aktywności kometarnej i procesów zachodzących w warstwie powierzchniowej jądra oraz w wewnętrznej komie (interakcje pomiędzy gazem i pyłem).
  • Globalne scharakteryzowanie mijanych planetoid, w tym określenie ich właściwości dynamicznych, składu i morfologii powierzchni.

Konstrukcja sondy[edytuj | edytuj kod]

Orbiter Rosetta[edytuj | edytuj kod]

Kadłub sondy jest wykonany z aluminium i ma kształt prostopadłościanu o wymiarach 2,8 × 2,1 × 2,0 m. Z przeciwnych stron kadłuba rozpościerają się dwa panele ogniw słonecznych, każdy o długości 14 m i powierzchni 32 m². Całkowita rozpiętość sondy wraz z rozłożonymi panelami ogniw wynosi 32 m. Orbiter składa się z dwóch głównych elementów – modułu ładunku (Payload Support Module), zawierającego instrumenty naukowe oraz z modułu serwisowego (Bus Support Module) z pozostałymi systemami sondy. Ruchoma antena paraboliczna o wysokim zysku przymocowana jest do boku kadłuba przeciwległego w stosunku do lądownika Philae. Panel instrumentów naukowych jest zamontowany na szczycie sondy i podczas fazy operacyjnej misji będzie stale zwrócony w kierunku komety, podczas gdy antena i panele słoneczne będą skierowane, odpowiednio, w stronę Ziemi i Słońca. Radiatory i żaluzje systemu kontroli temperatury znajdują się na tylnym i bocznych panelach, odwróconych od Słońca i komety.

W centrum kadłuba umieszczone są dwa zbiorniki materiałów pędnych, zawierające łącznie 660 kg monometylohydrazyny (paliwo) i 1060 kg tetratlenku diazotu (utleniacz) oraz cztery zbiorniki z gazem ciśnieniowym. Sonda jest stabilizowana trójosiowo. Zestaw 24 silników o ciągu 10 N każdy służy do kontroli orientacji sondy i wykonywania korekt kursu. W skład systemu kontroli położenia wchodzą także cztery koła reakcyjne, dwa szukacze gwiazd, czujniki Słońca, kamery nawigacyjne i trzy zestawy żyroskopów laserowych[6].

Rosetta jest pierwszą sondą, która oddalając się od Słońca poza główny pas planetoid, do zasilania w energię wykorzystuje ogniwa słoneczne[7]. Wykonane z krzemu ogniwa, o łącznej powierzchni 64 m², dostarczają energii o mocy 395 W w odległości 5,25 au od Słońca i 850 W w odległości 3,4 au. Ogniwa ładują cztery akumulatory niklowo-kadmowe o łącznej pojemności 40 Ah i napięciu wyjściowym 28 V.

Łączność z sondą zapewniają: ruchoma antena paraboliczna o wysokim zysku i średnicy 2,2 m, nieruchoma antena o średnim zysku i średnicy 0,8 m oraz dwie wielokierunkowe anteny o niskim zysku. W systemie łączności znajduje się wzmacniacz z lampą o fali bieżącej w paśmie X o mocy 28 W i podwójny transponder w pasmach S i X o mocy 5 W. Odbiór rozkazów z Ziemi odbywa się w paśmie S, natomiast do transmisji danych telemetrycznych i naukowych z sondy wykorzystuje się pasmo S i pasmo X. Szybkość transmisji danych wynosi od 5 do 20 kilobitów na sekundę[6].

Głównym wykonawcą sondy było Astrium GmbH we Friedrichshafen, które przewodziło zespołowi przemysłowemu złożonemu z ponad 50 podwykonawców z 14 krajów europejskich i Stanów Zjednoczonych[3].

Lądownik Philae[edytuj | edytuj kod]

Lądownik Philae ma kształt otwartego z jednej strony heksagonalnego cylindra o średnicy około 1 m i wysokości 0,8 m z trójnożną podstawą[4]. Konstrukcja wykonana jest głównie z włókna węglowego oraz z włókna węglowego połączonego z aluminium. Całkowita masa lądownika wynosi 97,9 kg, w tym 26,7 kg aparatury naukowej. Na pokładzie znajduje się 9 instrumentów naukowych i urządzenie wiertnicze zdolne do pobrania próbek gruntu z głębokości do 23 cm. Dodatkowa masa systemów pomocniczych lądownika, które pozostają na pokładzie orbitera po rozłączeniu, wynosi 13,1 kg. W ich skład wchodzą pomocnicze systemy mechaniczne, w tym służące do odłączenia lądownika, oraz systemy elektryczne, w tym część systemu telekomunikacyjnego[8].

W skład konstrukcji kadłuba wchodzi:

  • płyta podstawna z otwartą platformą dla eksperymentów;
  • kaptur osłaniający termicznie izolowane wnętrze kadłuba, pokryty generatorem energii słonecznej;
  • kratownica tworząca sztywne połączenie z orbiterem podczas startu i wspólnego lotu.

System kontroli termicznej utrzymuje temperaturę wewnątrz lądownika w zakresie pomiędzy –55 a +70 °C[8].

Redundantny system sterowania (Command and Data Management System) kontroluje wszystkie funkcje lądownika, przekazuje komendy do jego systemów i instrumentów, zarządza magazynowaniem i transmisją danych telemetrycznych.

System zasilania w energię składa się z generatora energii słonecznej, baterii głównych i pomocniczych. Podczas wspólnego lotu, aż do momentu rozłączenie, energia elektryczna dla lądownika jest dostarczana z pokładu orbitera. Baterie główne, litowe chlorkowo-tionylowe (Li/SOCl2), będą używane przez pierwsze pięć dni operacji na powierzchni komety. Mają one początkową pojemność około 1200 Wh i nie są przeznaczone do powtórnego naładowania. W przeciwieństwie do nich, baterie pomocnicze, litowo-jonowe, są doładowywane przez generator energii słonecznej, a przed rozłączeniem przez przewody zasilające z orbitera. Ich pojemność początkowa wynosi około 150 Wh i będą one głównym źródłem energii podczas fazy długotrwałych operacji lądownika na komecie. Generator słoneczny tworzą pokrywające kadłub krzemowe ogniwa słoneczne o łącznej powierzchni 2,2 m². W odległości 3 au od Słońca dostarczają one około 9 W energii elektrycznej.

Łączność lądownika Philae z Ziemią odbywa się za pośrednictwem orbitera Rosetta. System łączności składa się z pracującego w paśmie S nadajnika o mocy 1 W i dwóch anten mikropaskowych. Szybkość transmisji między lądownikiem a orbiterem wynosi 16 kilobitów na sekundę, z czego około 10 kilobitów na sekundę przypada na dane z instrumentów naukowych.

Oddzielenie Philae od orbitera nastąpi z prędkością wynoszącą od 0,05 do 0,52 ms−1. Podczas fazy opadania na powierzchnię komety, lądownik będzie stabilizowany jednoosiowo przez wewnętrzne koło zamachowe, o masie 2,9 kg i momencie pędu 6,2 N·m·s, obracające się z szybkością 9600 obrotów na minutę. W razie potrzeby opadanie lądownika może być wspomożone przez odpalenie silnika zasilanego azotem.

Podstawa lądownika wyposażona jest w urządzenie kotwiczące, zaopatrzone w dwa harpuny – główny i zapasowy. Harpun zostanie wystrzelony w momencie zetknięcia z gruntem jądra komety. Po wystrzeleniu pocisku, silnik urządzenia kotwiczącego napnie długi na 2,5 m kabel harpuna, co przymocuje lądownik do powierzchni. Jednocześnie w momencie lądowania, na kilka sekund, zostanie odpalony skierowany „w górę” silnik zasilany azotem, co zapobiegnie odbiciu się lądownika od powierzchni. Większość energii kinetycznej wyzwolonej w momencie uderzenia przy lądowaniu, zostanie rozproszona przez podstawę lądownika, przez mechanizm oparty na silniku, który przemieni energię uderzenia w energię elektryczną. Po wylądowaniu, z każdej ze stóp podstawy w powierzchnię zostanie wkręcona śruba, co zapobiegnie późniejszemu przesuwaniu się lądownika.

Trójnożna podstawa jest połączona z korpusem lądownika za pomocą przegubu Cardana, który umożliwia obracanie się lądownika o 360° wokół podstawy oraz zmianę kąta jego nachylenia do powierzchni.

Lądownik Philae został dostarczony przez europejskie konsorcjum instytucji naukowych i agencji z Niemiec, Francji, Włoch, Węgier, Irlandii, Wielkiej Brytanii, Finlandii i Austrii oraz z udziałem ESA, pod kierownictwem Niemieckiej Agencji Kosmicznej (DLR)[8].

Instrumenty naukowe[edytuj | edytuj kod]

Orbiter Rosetta[edytuj | edytuj kod]

Instrument Opis instrumentu
  • Kierownik (Principal Investigator)[3]
OSIRIS (Optical, Spectroscopic, and Infrared Remote Imaging System)[9] Główny instrument obrazujący sondy. Składa się z dwóch kamer oraz wspólnej dla obu kamer części elektroniki. Łączna masa 35 kg.
  • WAC (Wide Angle Camera) – kamera szerokokątna o ogniskowej 140 mm/131 mm, f/5.6, polu widzenia 11,35 - 12,11° i zdolności rozdzielczej 101 μrad/piksel (20,5/piksel). Detektor z matrycy CCD o rozdzielczości 2048 × 2048 pikseli. 14 filtrów barwnych w zakresie długości fal 240 – 720 nm. Masa 9,48 kg.
  • NAC (Narrow Angle Camera) – kamera wąskokątna o ogniskowej 717,4 mm, f/8, polu widzenia 2,20 - 2,22° i zdolności rozdzielczej 18,6 μrad/piksel (3,8″/piksel). Detektor z matrycy CCD o rozdzielczości 2048 × 2048 pikseli. 12 filtrów barwnych w zakresie długości fal 250 – 1000 nm. Masa 13,2 kg.
    • Holger Sierks, Max-Planck-Institut für Sonnensystemforschung, Katlenburg-Lindau, Niemcy
ALICE (Ultraviolet Imaging Spectrometer)[10] Spektrometr obrazujący w ultrafiolecie. Zbada skład gazów w komie i warkoczu komety, tempo emisji wody, tlenku i dwutlenku węgla oraz skład powierzchni jądra. Obserwacje w zakresie długości fal 680 – 2060 Å. Rozdzielczość widmowa 4-8 Å dla źródeł punktowych, 8-12 Å dla źródeł rozciągłych. Rozdzielczość przestrzenna 0,05° × 0,6°. Pole widzenia 0,05° × 6,0°. Masa 3,0 kg.
  • Alan Stern, Southwest Research Institute, Boulder w Kolorado, Stany Zjednoczone
VIRTIS (Visible and Infrared Thermal Imaging Spectrometer)[11] Spektrometr obrazujący w świetle widzialnym i podczerwieni. Zbada skład i temperaturę na powierzchni jądra komety. W skład instrumentu wchodzą trzy kanały detekcyjne: dwa kanały (VIRTIS-M) wykonują mapowanie spektralne w zakresie 0,25 – 5 μm, trzeci kanał (VIRTIS-H) wykonuje spektroskopię w wysokiej rozdzielczości w zakresie 2 - 5 μm. Masa 23 kg.
  • Fabrizio Capaccioni, Istituto di Astrofisica e Planetologia Spaziali, Rzym, Włochy
MIRO (Microwave Instrument for the Rosetta Orbiter)[12] Spektrometr i radiometr mikrofalowy mierzący obfitość i skład izotopowy substancji lotnych (H2O, CO, CH3OH, NH3, 17O/16O i 18O/16O) oraz mierzący temperaturę podpowierzchniową jądra komety i mijanych planetoid. W skład instrumentu wchodzą dwa odbiorniki heterodynowe o częstotliwościach centralnych 190 GHz (~1,6 mm) i 562 GHz (~0,5 mm) o planowanej rozdzielczości przestrzennej 75 m (w zakresie milimetrowym) i 25 m (w zakresie submilimetrowym) i rozdzielczości widmowej < 100 kHz (w zakresie submilimetrowym) oraz czułości radiometrycznej 1 K. Masa 19,9 kg.
  • Samuel Gulkis, Jet Propulsion Laboratory, Pasadena w Kalifornii, Stany Zjednoczone
ROSINA (Rosetta Orbiter Spectrometer for Ion and Neutral Analysis)[13] Zestaw instrumentów złożony z dwóch spektrometrów mas jonów i cząstek neutralnych oraz z czujnika ciśnienia. Zbada skład atmosfery i jonosfery kometarnej, zmierzy temperaturę i prędkości cząstek gazu i jonów oraz określi reakcje w jakich one uczestniczą.
  • Double Focusing Mass Spectrometer (DFMS) – podwójnie ogniskujący magnetyczny spektrometr mas pracujący w zakresie od 12 do > 130 amu, z rozdzielczością m/Δm > 3000 (w wysokości piku 1%).
  • Reflectron Time-of-Flight (RTOF) – spektrometr mas typu time-of-flight pracujący w zakresie od 1 do ∼300 amu, z rozdzielczością m/Δm > 500 (w wysokości piku 1%).
  • Comet Pressure Sensor (COPS) – dwa czujniki przeznaczone do pomiarów gęstości i prędkości gazów kometarnych.
    • Kathrin Altwegg, Universität Bern, Szwajcaria
COSIMA (Cometary Secondary Ion Mass Analyser)[14] Analizator przeznaczony do badania składu cząstek pyłu kometarnego, wyposażony w spektrometr mas jonów wtórnych typu time-of-flight, pracujący w zakresie od 1 do 3500 amu, z rozdzielczością m/Δm > 2000 (w wysokości piku 50%, dla m = 100 amu). Masa 19,8 kg.
  • Martin Hilchenbach, Max-Planck-Institut für Sonnensystemforschung, Katlenburg-Lindau, Niemcy
MIDAS (Micro-Imaging Dust Analysis System)[15] Mikroskop sił atomowych wykonujący obrazy cząstek pyłowych z rozdzielczością 4 nm. Masa 8,2 kg.
  • Mark Bentley, Institut für Weltraumforschung, Graz, Austria
GIADA (Grain Impact Analyser and Dust Accumulator)[16] Detektor cząstek pyłowych. Określi ilość, masę, pęd i dystrybucję prędkości cząstek pyłu w otoczeniu komety. Składa się z systemu detekcji optycznej, piezoelektrycznego detektora uderzeń o powierzchni 100 cm² i zestawu pięciu mikrowag.
  • Alessandra Rotundi, Università degli Studi di Napoli "Parthenope", Neapol, Włochy
RPC (Rosetta Plasma Consortium)[17] Zestaw pięciu instrumentów posiadających wspólny interfejs elektryczny i przesyłu danych z orbiterem. Instrumenty przeznaczone są do wykonywania pomiarów środowiska plazmowego komety. Masa całkowita 7,5 kg.
  • Ion Composition Analyser (ICA) – analizator jonów dodatnich w zakresie energii 25 eV - 40 keV. Masa 2,0 kg.
    • Hans Nilsson, Institutet för rymdfysik, Kiruna, Szwecja
  • Ion and Electron Sensor (IES) – dwa analizatory elektrostatyczne dla jonów i elektronów, w zakresie energii 1 eV/e - 22 keV/e. Masa 1,04 kg.
    • James Burch, Southwest Research Institute, San Antonio w Teksasie, Stany Zjednoczone
  • Langmuir Probe (LAP) – dwie sondy Langmuira. Pomiary gęstości plazmy, temperatury elektronowej i prędkości przepływu plazmy.
    • Anders Eriksson, Institutet för rymdfysik, Uppsala, Szwecja
  • Fluxgate Magnetometer (MAG) – dwa trójosiowe magnetometry transduktorowe umieszczone na wysięgniku o długości 1,5 m. Pomiary pól magnetycznych w zakresie ± 16384 nT.
    • Karl-Heinz Glassmeier, Technische Universität, Braunschweig, Niemcy
  • Mutual Impedance Probe (MIP) – czujnik impedancyjny z elektrodami nadawczymi i odbiorczymi. Pomiary gęstości i temperatury elektronowej, prędkości przepływu plazmy, fal w zakresie częstotliwości 7 kHz - 3,5 MHz, monitorowanie aktywności jądra komety.
    • Jean-Pierre Lebreton, Laboratoire de Physique et Chimie de l'Environnement et de l'Espace, Orlean, Francja
  • Plasma Interface Unit (PIU) – wspólny interfejs danych i zasilania dla zestawu instrumentów RPC oraz przetwarzanie danych z instrumentu MAG.
    • Christopher Carr, Imperial College of Science, Technology and Medicine, Londyn, Wielka Brytania
CONSERT (Comet Nucleus Sounding Experiment by Radiowave Transmission)[18] Transponder radiowy z analizą czasową i dwie anteny dipolowe (na orbiterze). Wykonanie sondowania wnętrza jądra kometarnego przy użyciu trwających 25,5 mikrosekund impulsów radiowych o częstotliwości 90 Mhz przesyłanych pomiędzy orbiterem i lądownikiem.
  • Wlodek Kofman, Institut de Planétologie et d'Astrophysique de Grenoble, Grenoble, Francja
RSI (Radio Science Investigation)[19] System telekomunikacyjny sondy w pasmach X i S z ultrastabilnym oscylatorem oraz systemy odbiorcze na Ziemi. Sygnały radiowe z nadajnika sondy posłużą do pomiarów masy, rozmiarów i struktury jądra, własności komy oraz orbity komety.
  • Martin Pätzold, Rheinisches Institut für Umweltforschung an der Universität zu Köln (RIU-PF), Kolonia, Niemcy

Lądownik Philae[edytuj | edytuj kod]

Instrument Opis instrumentu
  • Kierownik (Principal Investigator)[3]
ÇIVA (Comet Infrared and Visible Analyser)[20] Zestaw instrumentów obrazujących:
  • ÇIVA-P – zestaw 7 mikrokamer (5 kamer pojedynczych i para stereoskopowa) wykonujący panoramiczne fotografie powierzchni komety; matryce CCD każdej kamery mają rozdzielczość 1024 × 1024 pikseli.
  • ÇIVA-Mmikroskop optyczny (ÇIVA-M/V) o rozdzielczości 7 μm połączony z mikroskopowym hiperspektralnym spektrometrem obrazującym w podczerwieni (ÇIVA-M/I) w zakresie spektralnym 1-4 μm. Wykona obserwacje składu, tekstury i albedo próbek pobranych z powierzchni komety.
    • Jean-Pierre Bibring, Institut d'Astrophysique Spatiale, Université Paris Sud, Orsay, Francja
ROLIS (Rosetta Lander Imaging System)[21] Kamera z matrycą CCD o rozdzielczości 1024 × 1024 pikseli. Wykona zdjęcia powierzchni komety podczas fazy opadania lądownika. Po wylądowaniu pole widzenia o powierzchni ok. 40 × 40 cm z rozdzielczością 0,4 mm/piksel. 4 kanały barwne: czerwony, zielony, niebieski i w podczerwieni. Oświetlenie powierzchni przez diody LED świecące w zakresach: 470, 530, 640 i 870 nm. Masa 0,944 kg.
  • Stefano Mottola, Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt, Berlin, Niemcy
APXS (Alpha Particle X-Ray Spectrometer)[22] Spektrometr promieniowania rentgenowskiego i cząstek alfa przeznaczony do badania składu chemicznego powierzchni komety w miejscu lądowania.
  • Göstar Klingelhöfer, Johannes Gutenberg-Universität, Moguncja, Niemcy
COSAC (Cometary Sampling and Composition Experiment)[23] Zestaw instrumentów złożony z chromatografu gazowego i spektrometru mas typu time-of-flight pracującego w zakresie od 1 do 1500 amu. Przeznaczony do wykonania analizy składu substancji lotnych w materii kometarnej ze szczególnym uwzględnieniem detekcji cząsteczek złożonych związków organicznych i określenia ich chiralności.
  • Fred Goesmann, Max-Planck-Institut für Sonnensystemforschung, Katlenburg-Lindau, Niemcy
Ptolemy[24] Zestaw instrumentów złożony z chromatografu gazowego i spektrometru mas z pułapką jonową. Przeznaczony do wykonania analizy składu izotopowego pierwiastków lekkich na powierzchni komety.
  • Ian Wright, Open University, Milton Keynes, Wielka Brytania
MUPUS (Multi-Purpose Sensors for Surface and Subsurface Science)[25] Zestaw czujników do pomiaru własności mechanicznych i termicznych powierzchni komety. W skład zestawu wchodzą:
  • akcelerometr w kotwicy (ANC-M)
  • czujnik temperatury w kotwicy (ANC-T)
  • radiometr podczerwieni (TM)
  • czujnik głębokości penetratora (PEN-M)
  • czujniki temperatury w penetratorze (PEN-TP)
  • czujniki przewodności cieplnej w penetratorze (PEN-THC)
    • Tilman Spohn, Institut für Planetenforschung, Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt, Berlin, Niemcy
SESAME (Surface Electric Sounding and Acoustic Monitoring Experiment)[26] Zestaw trzech instrumentów do pomiaru własności mechanicznych i elektrycznych powierzchni komety oraz pomiaru pyłu:
  • CASSE (Cometary Acoustic Surface Sounding Experiment) – eksperyment sondowania akustycznego powierzchni jądra komety.
    • Klaus Seidensticker, German Aerospace Center, Institute of Planetary Research, Asteroids and Comets, Berlin, Niemcy
  • PP (Permittivity Probe) – czujnik własności elektrycznych (przewodnictwa i przenikalności) powierzchni. Posłuży do określenia zawartości lodu wodnego w warstwie powierzchniowej komety.
    • Walter Schmidt, Finnish Meteorological Institute, Helsinki, Finlandia
  • DIM (Dust Impact Monitor) – piezoelektryczny detektor cząstek pyłowych opadających na powierzchnię jądra.
    • Harald Krueger, Max-Planck-Institute for Solar System Research, Getynga, Niemcy
ROMAP (Rosetta Lander Magnetometer and Plasma Monitor)[27] Zestaw instrumentów przeznaczony do pomiarów plazmy i pola magnetycznego. W skład zestawu wchodzą: magnetometr transduktorowy, analizator elektrostatyczny, puszka Faradaya oraz dwa czujniki ciśnienia (próżniomierze Penninga i Piraniego). Instrumenty przeprowadzą pomiary pól magnetycznych w zakresie ± 2000 nT, pomiary jonów w zakresie energii 40 eV - 8 keV i elektronów w zakresie 0,35 eV - 4,2 keV oraz ciśnienia w zakresie 10−8 – 101 mbar.
  • Hans-Ulrich Auster, Technische Universität, Brunszwik, Niemcy i István Apáthy, KFKI, Budapeszt, Węgry
CONSERT (Comet Nucleus Sounding Experiment by Radiowave Transmission)[18] Transponder radiowy z analizą czasową i dwie anteny monopolowe (na lądowniku). Wykonanie sondowania wnętrza jądra kometarnego przy użyciu trwających 25,5 mikrosekund impulsów radiowych o częstotliwości 90 Mhz przesyłanych pomiędzy orbiterem i lądownikiem.
  • Wlodek Kofman, Institut de Planétologie et d'Astrophysique de Grenoble, Grenoble, Francja
SD2 (Sampler, Drill and Distribution System)[28] Urządzenie wiertnicze zdolne do pobrania próbek gruntu o objętości 10-40 mm³ z głębokości do 23 cm i dostarczenia ich do instrumentów analizujących ÇIVA-M, COSAC i Ptolemy.
  • Amalia Ercoli-Finzi, Politecnico di Milano, Mediolan, Włochy

W przygotowaniu eksperymentu MUPUS, w tym konstrukcji urządzenia wbijającego dla penetratora, czujników temperatury i głębokości penetratora, wzięli udział polscy naukowcy z Centrum Badań Kosmicznych PAN w Warszawie i kilkunastu innych placówek badawczo-rozwojowych w Polsce[29][30][31].

Przebieg misji[edytuj | edytuj kod]

  • 2 marca 2004, 07:17 UTC – start sondy.
  • 4 marca 2005 – pierwszy przelot koło Ziemi w celu wykonania manewru wspomagania grawitacyjnego; zbliżenie na odległość 1954,74 km.
  • 4 lipca 2005 – obserwacje komety Tempel 1 podczas uderzenia sondy Deep Impact w jej jądro.
  • 25 lutego 2007 – przelot koło Marsa w odległości 250 km – wykonanie zdjęć Marsa i przejścia Fobosa nad jego powierzchnią
  • 13 listopada 2007 – drugi przelot koło Ziemi, zbliżenie na odległość 5295 km.
  • 5 września 2008, 18:38:20,1 UTC – przelot koło planetoidy (2867) Šteins w odległości 802,6 km z prędkością względną 8,6 km s−1[32].
  • 13 listopada 2009, 07:45:40 UTC – trzeci przelot koło Ziemi, zbliżenie na odległość 2481 km[33].
  • 10 lipca 2010, 15:44:57 UTC – przelot koło planetoidy (21) Lutetia w odległości 3160 km z prędkością względną 15 km s−1[34].
  • marzec 2011 – sonda wykonała pierwsze zdjęcie komety, wtedy Rosetta znajdowała się w odległości 163 milionów kilometrów od celu podróży[35].
  • 8 czerwca 2011 – 20 stycznia 2014 – lot sondy w stanie hibernacji[36].
  • 20 i 21 marca 2014 – podczas rozruchu technologicznego, po wybudzeniu sondy, OSIRIS wykonał kolejne zdjęcia komety (około 5 milionów kilometrów). Dane docierają do Ziemi po około 37 minutach, a przesłanie zdjęcia zajmuje około godziny. Zdjęcia będą wykonywane sukcesywnie w celu bieżącego korygowania trajektorii sondy. Rosetta poruszając się po aktualnej, minęłaby kometę w odległości około 50 tysięcy kilometrów.
  • maj 2014 – zbliżenie do komety 67P/Czuriumow-Gierasimienko.
  • 11 lipca – zdjęcia wykonane przez kamerę OSIRIS pokazały, że jądro komety jest złożone z dwóch części. Dotychczas kształt jądra był tylko hipotetyczny. Został odtworzony przez symulacje komputerowe na podstawie wielokrotnych obserwacji Kosmicznego Teleskopu Hubble’a. Szefowie misji muszą zmienić plany i przystosować je do nowych okoliczności. Kometa 67P jest teraz (18-07-2014) poza orbitą Marsa w odległości 600 milionów km od Słońca[37].
  • sierpień 2014 – wejście na orbitę wokół jądra komety. Główny element sondy ma wejść na orbitę 6 sierpnia. Aby zbliżyć się na odległość 100 kilometrów, Rosetta będzie musiała cztery razy uruchomić silniki. Kolejne uruchomienie silników pozwoli osiągnąć orbitę na wysokości 70 km. W tym czasie instrumenty pokładowe będą analizować pole grawitacyjne komety. Następnie orbita zostanie obniżona do 30 km, co pozwoli na sporządzenie mapy powierzchni. Umożliwi to wybrać miejsce na lądowanie Philae i rozpoczęcie badań próbek z powierzchni. Ze względu na kształt jądra komety strefy lądowania mogą być ograniczone. Jeżeli lądowanie się uda, lądownik będzie pierwszym urządzeniem wykonanym ludzką ręką, które osiądzie na powierzchni jądra.
  • listopad 2014 – lądowanie na powierzchni jądra komety (lądownik Philae). Przewidywana obecnie data lądowania to 11 listopada 2014 (stan na sierpień 2014).
  • sierpień 2015 – przejście komety przez peryhelium.
  • grudzień 2015 – planowany koniec misji.

Całkowity koszt misji wynosi około 1 miliarda euro. W sumie tej zawarty jest koszt budowy sondy i jej instrumentów naukowych, rakiety nośnej, koszty operacyjne podczas całej misji oraz związane z opóźnieniem jej startu.

Przypisy

  1. Arianespace: Arianespace Flight 158 Launch Kit (ang.). [dostęp 2014-02-16].
  2. 2,0 2,1 2,2 ESA: Rosetta Fact Sheet (ang.). [dostęp 2014-05-04].
  3. 3,0 3,1 3,2 3,3 ESA: Rosetta Media factsheet (ang.). [dostęp 2014-05-24].
  4. 4,0 4,1 NASA: Philae (ang.). National Space Science Data Center. [dostęp 2014-05-04].
  5. G. Schwehm, R. Schulz: Rosetta goes to comet Wirtanen (ang.). Space Science Reviews 90: 313-319, 1999. [dostęp 2014-05-24].
  6. 6,0 6,1 Karl-Heinz Glassmeier i in.: The Rosetta Mission: Flying Towards The Origin of the Solar System (ang.). Space Science Reviews (2007) 128: 1–21. [dostęp 2014-05-11].
  7. ESA: Rosetta overview (ang.). [dostęp 2014-05-11].
  8. 8,0 8,1 8,2 J.-P. Bibring i in.: The ROSETTA lander (“PHILAE”) investigations (ang.). Space Science Reviews (2007) 128: 205–220. [dostęp 2014-05-24].
  9. Max-Planck-Institut für Sonnensystemforschung: OSIRIS: Optical, Spectroscopic, and Infrared Remote Imaging System (ang.). [dostęp 2014-08-09].
  10. S. A. Stern i in.: ALICE: The Rosetta Ultraviolet Imaging Spectrograph (ang.). Space Science Reviews (2007), Volume 128: 507-527. [dostęp 2014-08-09].
  11. Istituto di Fisica dello Spazio Interplanetario: Rosetta's VIRTIS website (ang.). [dostęp 2014-0811-].
  12. NASA: MIRO Overview (ang.). [dostęp 2014-0811-].
  13. Universität Bern: ROSINA Project Overview (ang.). [dostęp 2014-08-13].
  14. Max-Planck-Institut für Sonnensystemforschung: COSIMA - Cometary Secondary Ion Mass Analyzer (niem.). [dostęp 2014-08-13].
  15. W. Riedler i in.: MIDAS - The Micro-Imaging Dust Analysis System for the Rosetta Mission (ang.). Space Science Reviews (2007), Volume 128: 869-904. [dostęp 2014-08-13].
  16. ESA: GIADA: Grain Impact Analyser and Dust Accumulator (ang.). [dostęp 2014-08-13].
  17. ESA: RPC: Rosetta Plasma Consortium (ang.). [dostęp 2014-08-13].
  18. 18,0 18,1 ESA: CONSERT: Comet Nucleus Sounding Experiment by Radiowave Transmission (ang.). [dostęp 2014-08-13].
  19. ESA: RSI: Radio Science Investigation (ang.). [dostęp 2014-08-13].
  20. J.-P. Bibring i in.: CIVA (ang.). Space Science Reviews (2007), 128, 397-412. [dostęp 2014-08-17].
  21. Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt: ROLIS - Rosetta Lander Kamera (niem.). [dostęp 2014-08-17].
  22. ESA: APXS (ang.). [dostęp 2014-08-18].
  23. Max-Planck-Institut für Sonnensystemforschung: COSAC - Cometary Sampling and Composition Experiment (niem.). [dostęp 2014-08-17].
  24. ESA: Ptolemy (ang.). [dostęp 2014-08-18].
  25. T. Spohn i in.: MUPUS – A thermal and mechanical properties probe for the Rosetta lander Philae (ang.). Space Science Reviews (2007) 128: 339–362. [dostęp 2014-08-20].
  26. German Aerospace Center: SESAME - Surface Electric Sounding and Acoustic Monitoring Experiment (ang.). [dostęp 2014-08-20].
  27. Max-Planck-Institut für Sonnensystemforschung: ROMAP - Rosetta Magnetometer and Plasmamonitor onboard Philae (niem.). [dostęp 2014-08-17].
  28. Pierluigi Di Lizia: Introducing SD2: Philae's Sampling, Drilling and Distribution instrument (ang.). Rosetta blog, 2014-04-09. [dostęp 2014-08-20].
  29. Centrum Badań Kosmicznych PAN: Rosetta, misja Europejskiej Agencji Kosmicznej (pol.). 2014-07-30. [dostęp 2014-08-20].
  30. Centrum Badań Kosmicznych PAN, ROSETTA, misja do komety
  31. Jerzy Grygorczuk i in.: MUPUS insertion device for the Rosetta mission (ang.). Journal of Telecommunications and Information Technology 1/2007. [dostęp 2014-08-20].
  32. Sylvain Lodiot i in.: The First european Asteroid ‘Flyby’ (ang.). ESA Bulletin 137 (February 2009). [dostęp 2010–07–03].
  33. ESA: Rosetta bound for outer Solar System after final Earth swingby (ang.). 2009–11–13. [dostęp 13 listopada 2009].
  34. ESA: Rosetta Status Report no. 141 (ang.). 2010–07–14. [dostęp 2010–08–13].
  35. Łukasz Żmijewski: Kosmos. Ostatnia prosta. Poznań: Amermedia Sp. z o.o., 2014, s. 24. ISBN 978-83-2254-3.
  36. ESA: Rosetta comet probe enters hibernation in deep space (ang.). 2011–06–08. [dostęp 2011–06–10].
  37. Krzysztof Urbański. Podwójne jądro komety. „Rzeczpospolita”, s. A19, 2014-07-18. Warszawa: Gremi Business Communication Sp. z o.o.. ISSN 0208-9130. 

Linki zewnętrzne[edytuj | edytuj kod]