Правообладатель иллюстрации EKA Image caption Снимок сделан за 10 секунд до столкновения с кометой
Космический зонд "Розетта" столкнулся с кометой Чурюмова-Герасименко, за которой он следовал в течение 12 лет.
В процессе сближения с поверхностью кометы - сферой диаметром 4 км, состоящей из льда и пыли - зонд все еще передавал на Землю фотоснимки.
Специалисты центра управления полетом Европейского космического агентства (ЕКА), который находится в немецком городе Дармштадт, отдали команду изменить курс во второй половине дня в четверг.
Окончательное подтверждение о том, что контролируемое столкновение наконец произошло, было получено из Дармштадта после того, как внезапно прервалась радиосвязь с зондом.
"Прощай, Розетта! Ты отработала свое. Вот она, космическая наука в своем лучшем проявлении", - заявил руководитель миссии Патрик Мартин.
Проект "Розетта" длился 30 лет. Некоторые ученые, следившие в Дармштадте за столкновением "Розетты" с кометой, посвятили миссии значительную часть своей карьеры.
Скорость сближения зонда с кометой была крайне низкой, всего 0,5 метра в секунду, дистанция - порядка 19 километров.
По словам представителей ЕКА, "Розетта" не была предназначена для посадки на поверхность и не могла после столкновения продолжать функционировать.
Вот почему зонд был заранее запрограммирован на полное автоматическое отключение при контакте с небесным телом.
Комета 6 7 Р (Чурюмова-Герасименко)
- Цикл вращения кометы: 12,4 часа.
- Масса: 10 млрд тонн.
- Плотность: 400 кг на кубический метр (примерно такая же, как у некоторых пород дерева).
- Объем: 25 куб. км.
- Цвет: Угольный - судя по ее альбедо (отражательной способности поверхности тела).
"Розетта" следовала за кометой на протяжении 6 млрд километров. На ее орбите зонд находился более двух лет.
Она стала первым космическим аппаратом, который смог выйти на орбиту кометы.
В течение 25 месяцев зонд послал на Землю свыше 100 тысяч снимков и показаний измерительных приборов.
Зонд собирал недоступные до этого данные о небесном теле, в частности, о его поведении, структуре и химическом составе.
В ноябре 2014 года "Розетта" спустила на поверхность кометы небольшой робот под названием "Фила" (Philae) для сбора проб почвы - это была первая в мире операция подобного рода.
Кометы, как предполагают ученые, сохранились со времен формирования Солнечной системы практически в первозданном виде, поэтому данные, переданные зондом на Землю, помогут лучше понять космические процессы, происходившие 4,5 млрд лет назад.
"Данные, переданные "Розеттой", будут использоваться в течение десятилетий", - отмечает руководитель полета Андреа Аккомаццо.
Последний бой
Зонд находился на расстоянии 573 млн км от Солнца и удалялся от него все дальше, приближаясь к границам Солнечной системы.
Космический аппарат работал на солнечных батареях, которые не могли больше эффективно подзаряжаться.
Кроме того, скорость передачи данных стала крайне низкой: всего 40 кб в секунду, что сопоставимо со скоростью доступа к интернету через телефонную линию.
В целом же "Розетта", запущенная в космос в 2004 году, в последнее время находилась не в самом лучшем техническом состоянии, так как в течение многих лет подвергалась воздействию радиации и экстремальных температур.
По словам координатора проекта Мэтта Тэйлора, команда обсуждала идею ввести зонд в режим ожидания и вновь активизировать его, когда комета Чурюмова-Герасименко в следующий раз войдет во внутреннюю Солнечную систему.
Однако у ученых не было никакой уверенности в том, что "Розетта" после этого заработает в прежнем режиме.
Поэтому исследователи решили дать "Розетте" шанс проявить себя в "последнем бою" и "уйти из жизни с блеском", как бы горько это ни звучало.
Космический аппарат Розетта был запущен Европейским космическим агентством 2 марта 2004 года. В рамках этого проекта впервые в истории космонавтики земной аппарат вышел на орбиту кометы Чурюмова-Герасименко. Ожидается, что в ноябре этого года будет произведена первая в истории посадка земного аппарата на поверхность кометы.
С помощью космического аппарата Розетта ученые надеются узнать, как выглядела до того, как сформировались планеты.
1. Это и есть космический аппарат Розетта, 2004 год. (Фото ESA | A.Van Der Geest):
Главная цель полета космического аппарата Розетта - исследование кометы 67P/Чурюмова - Герасименко.
Миссия «Розетты» весьма сложна. Её полёт включал в себя множество манёвров на орбите с использованием гравитационного поля Земли и Марса, причём даже небольшие отклонения могли повлиять на успех миссии.
2. Ракето-носитель «Ариан-5», который выводил Розетту в космос, 2004 год. (Фото ESA | CNES | Arianespace, S. Corvaja):
3. Кроме своей главной цели, космический аппарат Розетта снимал красивые космические виды. Это Луна и Тихий океан, 4 марта 2005. (Фото ESA):
6. Марс с расстояния около 240 000 км, 24 февраля 2007. (Фото ESA | MPS for OSIRIS Team MPS | UPD | LAM | IAA | RSSD | INTA | UPM | DASP | IDA):
7. Солнечные баттареи аппарата Розетта на фоне Марса, 25 февраля 2007. Расстояние - 1000 км. (Фото ESA):
9. Земля. Ноябрь 2007 года. (Фото ESA, MPS for OSIRIS Team MPS | UPD | LAM | IAA | RSSD | INTA | UPM | DASP | IDA):
11. Земля. Часть Южной Америки и Антарктида, 13 ноября 2009. Расстояние - 350 000 км. (Фото ESA | MPS for OSIRIS Team MPS | UPD | LAM | IAA | RSSD | INTA | UPM | DASP | IDA):
12. Антициклон над южной части Тихого океана, 13 ноября 2009. (Фото ESA | MPS for OSIRIS Team MPS | UPD | LAM | IAA | RSSD | INTA | UPM | DASP | IDA):
13. Астероид Лютеция и Сатурн (вверху) с расстояния 36 000 км. Ученые предполагают, что Лютеция представляет собой древнюю, примитивную «мини-планету». Хотя возраст одних частей поверхности астероида составляет всего 50–80 миллионов лет, другие зародились 3,6 миллиардов лет назад. (Фото ESA | MPS for OSIRIS Team MPS | UPD | LAM | IAA | RSSD | INTA | UPM | DASP | IDA):
14. 10 июля 2010 космический аппарат Розетта прошел рядом с астероидом Лютеция на расстоянии около 3 160 километров. (Фото ESA | MPS for OSIRIS Team MPS | UPD | LAM | IAA | RSSD | INTA | UPM | DASP | IDA):
15. Прощай, Лютеция. Розетта покидает астероид и направляется к своей главной цели - комете Чурюмова-Герасименко. (Фото ESA | MPS for OSIRIS Team MPS | UPD | LAM | IAA | RSSD | INTA | UPM | DASP | IDA):
16. 14 июля 2014. Приближаемся к комете Чурюмова-Герасименко. Расстояние - 12 000 км. (Фото ESA/Rosetta/MPS/UPD/LAM | IAA | SSO | INTA | UPM | DASP | IDA):
17. Это комета Чурюмова-Герасименко, снятая с расстояния 27.8 км, 10 сентября 2014. (Фото ESA | Rosetta | NAVCAM):
18. Поверхность кометы Чурюмова-Герасименко крупным планом, 5 сентября 2014. Расстояние - 130 км. (Фото ESA | Rosetta | MPS for OSIRIS Team MPS | UPD | LAM | IAA | SSO | INTA | UPM | DASP | IDA):
Комета Чурюмова - Герасименко была открыта 23 октября 1969 года Климом Чурюмовым в Киеве на фотопластинках другой кометы - 32P/Комас Сола, снятых Светланой Герасименко в сентябре в Алма-Атинской обсерватории. Размеры ядра кометы - 3×5 км.
19. 5 сентября 2014. Справа - голова кометы. (Фото ESA | Rosetta | MPS for OSIRIS Team MPS | UPD | LAM | IAA | SSO | INTA | UPM | DASP | IDA):
20. 7 августа 2014. Расстояние до кометы - 104 км. (Фото ESA | Rosetta | MPS for OSIRIS Team MPS | UPD | LAM | IAA | SSO | INTA | UPM | DASP | IDA):
21. Руководители миссии «Розетта» из Европы пришли к единому мнению о точке на комете Чурюмова-Герасименко, на которой будет совершена посадка спускаемого аппарата «Филы». Аппарат должен приблизиться к комете 11 ноября. Крестом указано место предполагаемой посадки спускаемого аппарата «Филы». (Фото ESA | Rosetta | MPS for OSIRIS Team MPS | UPD | LAM | IAA | SSO | INTA | UPM | DASP | IDA):
22. Этот снимок был получен с помощью камеры CIVA спускаемого аппарата «Филы», который находится на борту «Розетты». Изображение было сделано 7 сентября 2014 с расстояния около 50 км от кометы. В поле зрения камеры попали часть «Розетты» и одно из ее 14-метровых крыльев с солнечными батареями. (Фото ESA | Rosetta | Philae | CIVA):
23. Комета Чурюмова - Герасименко, 3 августа 2014. Снимок был сделан с расстояния 285 километров. (Фото ESA | Rosetta | MPS for OSIRIS Team MPS | UPD | LAM | IAA | SSO | INTA | UPM | DASP | IDA).
Скоро, возможно, мы узнаем, как выглядела Солнечная система до того, как сформировались планеты.
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 -
Европейское космическое агентство сообщило об успешной посадке зонда Philae на комету 67P/Чурюмова-Герасименко. Зонд отделился от аппарата Rosetta днем 12 ноября (по московскому времени). Rosetta же покинула Землю 2 марта 2004 и более десяти лет летела к комете. Основная цель миссии - исследование эволюции ранней Солнечной системы. В случае успеха самый амбициозный проект ЕКА может стать своего рода розеттским камнем не только астрономии, но и технологий.
Долгожданный гость
Комета 67P/Чурюмова-Герасименко была открыта в 1969 году советским астрономом Климом Чурюмовым при исследовании фотоснимков, сделанных Светланой Герасименко. Комета относится к группе короткопериодических: период обращения вокруг Солнца - 6,6 лет. Большая полуось орбиты - чуть свыше 3,5 астрономических единиц, масса - примерно 10 13 килограммов, линейные размеры ядра - несколько километров.
Исследования таких космических тел необходимо, во-первых, для изучения эволюции кометного вещества, и, во-вторых, для понимания возможного влияния испаряющихся в комете газов на движение окружающих небесных тел. Данные, полученные с помощью миссии Rosetta, помогут объяснить процессы эволюции Солнечной системы и возникновения воды на Земле. Кроме того, ученые надеются обнаружить органические следы от L-форм («левосторонних» форм) аминокислот, являющихся основой жизни на Земле. Если эти вещества будут найдены, гипотеза о внеземных источниках земной органики получит новое подтверждение. Однако уже к настоящему времени благодаря проекту Rosetta астрономы узнали много интересного о самой комете.
Средняя температура поверхности ядра кометы - минус 70 градусов Цельсия. Измерения, выполненные в рамках миссии Rosetta, показали: температура кометы слишком высока, чтобы ее ядро полностью покрывалось слоем льда. Как считают исследователи, поверхность ядра представляет собой темную пылевую корку. Тем не менее ученые не исключают, что там могут быть и ледяные участки.
Также установлено, что в поток газов, истекающих из комы (облака вокруг ядра кометы), входят сероводород, аммиак, формальдегид, синильная кислота, метанол, сернистый ангидрид и сероуглерод. Ранее считалось, что по мере нагревания ледяной поверхности кометы, приближающейся к Солнцу, выделяются только самые летучие соединения - двуокись и моноокись углерода.
Также благодаря миссии Rosetta астрономы обратили внимание на гантелеобразную форму ядра. Не исключено, что эта комета могла образоваться в результате столкновения пары протокомет. Вероятно, две части тела 67P/Чурюмова-Герасименко со временем разъединятся.
Есть и другая гипотеза, объясняющая формирование двойной структуры интенсивным испарением водяного пара в центральной части когда-то сферообразного ядра кометы.
С помощью Rosetta ученые установили, что каждую секунду комета 67P/Чурюмова-Герасименко выпускает в окружающее пространство водяной пар в объеме примерно двух стаканов (по 150 миллилитров). С такими темпами комета за 100 дней заполнила бы бассейн олимпийского размера. По мере приближения к Солнцу выброс пара только увеличивается.
Максимальное сближение с Солнцем произойдет 13 августа 2015 года, когда комета 67P/Чурюмова-Герасименко окажется в точке перигелия. Тогда и будет наблюдаться наиболее интенсивное испарение ее материи.
Космический аппарат Rosetta
Космический аппарат Rosetta вместе со спускаемым зондом Philae стартовал 2 марта 2004 года на ракете-носителе семейства Ariane 5 с космодрома Куру во Французской Гвиане.
Название космический аппарат получил в честь розеттского камня. Расшифровка надписей на этой древней каменной плите, выполненная к 1822 году французом Жаном-Франсуа Шампольоном, позволила лингвистам совершить гигантский прорыв в изучении египетской иероглифической письменности. Подобного качественного скачка в исследовании эволюции Солнечной системы ученые ожидают и от миссии Rosetta.
Сама Rosetta - это алюминиевый ящик размерами 2,8x2,1x2,0 метров с двумя солнечными батареями по 14 метров каждая. Стоимость проекта - 1,3 миллиарда долларов, а его основным организатором выступает Европейское космическое агентство (ЕКА). Меньшее участие в нем принимают НАСА, а также национальные космические агентства других стран. Всего в проекте задействовано 50 компаний из 14 стран Европы и США. На Rosetta размещено одиннадцать научных инструментов - специальных систем из датчиков и анализаторов.
По ходу своего путешествия Rosetta совершила три маневра вокруг орбиты Земли и один - вокруг Марса. К орбите кометы аппарат приблизился 6 августа 2014 года. За свой долгий путь аппарат успел выполнить ряд исследований. Так, в 2007-м, пролетая мимо Марса на расстоянии тысячи километров, он передал на Землю данные о магнитном поле планеты.
В 2008 году наземными специалистами во избежание столкновения с астероидом Штейнс была проведена корректировка орбиты корабля, что не помешало ему сфотографировать поверхность небесного тела. На снимках ученые обнаружили более 20 кратеров диаметрами от 200 метров. В 2010-м Rosetta передала на Землю фотографии другого астероида - Лютеции. Это небесное тело оказалось планетезималью - образованием, из которых в прошлом формировались планеты. В июне 2011-го аппарат перевели в спящий режим для экономии энергии, а 20 января 2014 года Rosetta «проснулась».
Зонд Philae
Зонд назван в честь острова Филы на реке Нил в Египте. Там находились древние культовые сооружения, а также обнаружена плита с иероглифическими записями цариц Клеопатры II и Клеопатры III. В качестве места для посадки на комету ученые выбрали участок под названием Агилика. На Земле это тоже остров на реке Нил, куда была перенесена часть древних памятников, которым угрожало подтопление в результате строительства Асуанской плотины.
Масса спускаемого зонда Philae - сто килограммов. Линейные размеры не превышают метра. Зонд несет на своем борту десять инструментов, необходимых для исследования ядра кометы. С помощью радиоволн ученые планируют изучить внутреннюю структуру ядра, а микрокамеры позволят сделать с поверхности кометы панорамные снимки. Сверло, установленное на Philae, поможет взять пробы грунта с глубины до 20 сантиметров.
Батарей Philae хватит на 60 часов автономной работы, потом питание переключится на солнечные батареи. Все данные измерений в режиме онлайн будут поступать на аппарат Rosetta, а с него - к Земле. После спуска Philae аппарат Rosetta начнет отдаляться от кометы, превратившись в ее спутник.
Исследование комет привлекательно тем, что их ядра, благодаря своим малым массам, хранят в неизменном виде первичное вещество протопланетного облака. 4,5 миллиардов лет назад из него образовались планеты и другие тела Солнечной системы. За время, истекшее с тех пор, реликтовое вещество в планетах и их больших спутниках не раз подвергалось изменению: многократному сдавливанию, переправлению, ударным воздействиям в результате столкновений и метеоритных бомбардировок. Поэтому столь актуально исследование кометных ядер. Ведь раскрытие тайны реликтового вещества даст нам ключ к пониманию истории формирования Солнечной системы.
В 1986 году было осуществлено несколько космических миссий к ядру кометы Галлея (1Р). С помощью космических аппаратов Вега — 1, Вега — 2 (СССР), Giotto (Европейское космическое агентство, ЕКА), Suisei, Sagikake (Японское космическое агентство) и ICE (NASA) получены уникальные данные о геометрии и физических свойствах ядра, о химическом составе кометных пылинок, о параметрах магнитного поля, о взаимодействии солнечного ветра с плазменным хвостом кометы Галлея. Тем не менее, эти космические миссии поставили ряд новых острых вопросов относительно кометных ядер и физических механизмов, которые отвечают за процессы газо -, пылевыделения, образования плазменных структур в голове и кометном хвосте.
Поэтому уже в 1988 г. был предложен новый уникальный проект Розетта (Rosetta). Задачей этого проекта стало не только сближение космического аппарата с ядром одной из короткопериодических комет семейства Юпитера и перевод его на орбиту спутника кометного ядра, но и посадка спускаемого модуля с научной аппаратурой на ядро с целью исследования его химического состава и физических свойств.
Проект Розетта разрабатывался ЕКА более 15 лет. Основной задачей миссии является изучение проблемы происхождения комет, связи между кометным и межзвездным веществом. В рамках миссии планируется проведение исследований глобальных характеристик кометного ядра, определение его динамических свойств, а также детальное изучение кометной атмосферы. На период длительного путешествия космического аппарата по Солнечной системе запланированы исследования глобальных характеристик астероидов, включая определение их динамических параметров, поверхностной морфологии и состава.
Первоначально, главным объектом миссии Розетта была выбрана короткопериодическая комета Виртанена, диаметр ядра которой составляет около 1 км. Именно для исследования такого небольшого ядра и проектировалась вся научная аппаратура Розетты и ее спускаемого модуля, которому присвоено название Филы (Philae). Однако, после аварии нового, более мощного ракетоносителя (РН) Ариан на космодроме Куру в декабре 2002 г., его ближайшие старты были отменены. Под угрозой срыва оказался проект Розетта стоимостью около одного миллиарда евро. Запуск космического аппарата с использованием ракетоносителя Ариан — 5 не представлялся возможным. Начались предварительные переговоры с Российским космическим агенством (РКА) о предоставлении РН Протон для запуска Розетты к комете Виртанена в 2004г. Одновременно начался поиск других целей из числа короткопериодических комет для осуществления миссии. Ожесточенные дискуссии продолжались до мая 2003 г. На совещании ЕКА 11-13 мая 2003 г. было принято окончательное решение направить космический аппарат к комете семейства Юпитера 67Р/Чурюмова — Герасименко с использованием РН
Миссия названа в честь одной уникальной находки, сделанной в Египте 15 июня 1799 г. Вблизи древнего города Розетта в дельте реки Нил капитаном армии Наполеона Пьером Бушаром была найдена базальтовая плита, вошедшая в историю под названием «розеттский камень». На нем сохранились записи одного и того же текста сделанные на трех языках: древнеегипетском (иероглифами), коптском (египетским демотическим шрифтом) и древнегреческом. Эти три текста датировались 196 г. до н.э. и приставляли собой благодарственную надпись египетских жрецов царю Птолемею V Эпифану, правившему Египтом в 204-180 гг. до н.э. Коптский и древнегреческий языки были хорошо известны и это дало возможность Томасу Янгу и Жану Франсуа Шампольйону в 1822 г. расшифровать древнеегипетские иероглифы и открыть всему миру интереснейшую историю древнего Египта. Символизм названия миссии заключается в том, что исследования, выполненные с использованием данного космического аппарата и посадочного модуля, позволят наконец понять древнюю историю развития Солнечной системы, пролить свет на процессы формирования планет из протопланетного вещества, и, возможно, образования жизни на Земле. Один из приборов на борту Розетты так и называется - Птолемей. Он предназначен для выполнения анализов газов, выделяющихся из кометного ядра.
История открытия кометы
В 1969 г. автор вместе с С. И. Герасименко в составе Третьей кометной экспедиции КГУ оправились в Казахстан в Алмаатинскую обсерваторию астрофизического института им. академика В. Г. Фесенкова. С помощью 0,5 — метрового менискового максутовского рефлектора мы организовали патрулирование нескольких короткопериодических комет семейства Юпитера, отсняли и исследовали много фотопластинок.
На пяти снимках мы обнаружили диффузный объект, который сначала приняли за периодическую комету Кома — Сола. Позже, после возвращения из экспедиции в Киев, мы выяснили, что положение этого объекта отличается на 2° от теоретического положения кометы Кома — Сола. Еще на четырех снимках, почти на самом краю фотопластинок, мы обнаружили этот же объект и смогли точно вычислить его орбиту. Она оказалась эллиптической и принадлежала ранее неизвестной короткопериодической комете с периодом 6,5 лет. С момента открытия эта комета сближалась с Землей уже 6 раз.
Мы исследовали историю кометы и оказалось, что за 10 лет до открытия, в 1959 г., она прошла от Юпитера на расстоянии всего 0,05 астрономической единицы (а.е.) или 7,5 миллионов км. Это событие существенно трансформировало все элементы ее орбиты и, главным образом, перигелийное расстояние, которое раньше превышало 2,5 а.е., а после сближения уменьшилось до 1,3 а.е. Именно после такого существенного изменения орбитальных элементов комета стала доступной для фотографических наземных наблюдений.
Элементы орбиты кометы 67Р в ее шестом появлении в 2002 г.
- наклонение орбиты -7,12°;
- расстояние от Солнца в перигелии -1,3 а.е.;
- расстояние от Солнца в афелии -5,7 а.е.;
- период обращения -6,57 года;
- дата прохождения перигелия -18 августа 2002 г.
Последние приготовления
Миссии Розетта было посвящено несколько больших международных конференций -в Голландии, Австралии, Венгрии, Италии и других странах. Так, например, по проблемам миссии 12-15 октября 2003 г. была проведена очень представительная научная конференции в Италии, на острове Капри. Там был рассмотрен точный график полета КА, обсужден комплект приборов, которые будут задействованы в экспериментах, проанализированы результаты наземных наблюдений и исследований кометы в 2003 г.
Один из важнейших приборов -»Алиса» (ALICE) - установленный на орбитальном модуле, был продемонстрирован на каприйской конференции профессором Аланом Штерном - руководителем миссии Новые горизонты к Плутону и в пояс Койпера. Прибор массой 2,35 кг предназначен для получения ультрафиолетовых спектров кометной атмосферы (в далеком ультрафиолете 700-2050 A) вблизи поверхности ядра и определения в ней содержания атомов углерода, водорода, кислорода, азота и серы, а также благородных газов - гелия, неона, аргона, криптона и др.
В последнее время проводится много наблюдений кометы с использованием мощнейших телескопов мира -космического телескопа им. Хаббла и наземного восьмиметрового телескопа Европейской южной обсерватории VLT (Very Large Telescope), расположенного в пустыне Атакама (Чили). Так были определены размеры и форма ядра кометы, период ее обращения вокруг собственной оси (12 часов).
Самое последнее наблюдение кометы на телескопе VLT было сделано 26 февраля 2004 г. Комета находилась в это время на расстоянии почти в 600 млн. км от Солнца и не имела ни комы, ни хвоста. Именно на такое голое безатмосферное ядро кометы 67Р и будет совершена посадка модуля Филы в 2014 г.
Успешный старт
Запуск РН Ариан — 5 был намечен на 26 февраля 2004 г. Однако из-за сильного ветра в высоких слоях атмосферы, облачности и дождя старт был перенесен на утро 27 февраля. Но и вторая попытка сорвалась -из-за неисправности теплоизоляции одного из двигателей РН. Возможность для запуска КА Розетта сохранялась до 21 марта 2004 г. И наконец, после устранения неисправности, 2 марта 2004 г., в 7ч 17м 44с по всемирному времени (9ч 17м 44с по киевскому времени), РН Ариан — 5 успешно стартовала с площадки ELA3 космодрома Куру во Французской Гвиане. Через 2 часа 15 минут после старта произошло успешное отделение КА от второй ступени РН, раскрылись панели солнечных батарей и Розетта вышла на заданную траекторию полета.
Программа полета
Сначала, по сценарию полета, Розетта в своем движении вокруг Солнца должна совершить гравитационные маневры, пролетев три раза около Земли и один раз около Марса. Розетта совершит первый виток по околосолнечной орбите и в марте 2005 г. вернется к Земле. Получив от нее гравитационный импульс, КА направится к Марсу. Далее, двигаясь по слегка вытянутой околосолнечной орбите, в марте 2007 г. Розетта пролетит на высоте около 200 км над поверхностью Марса. КА получит второй ускоряющий гравитационный импульс, который еще больше растянет его околосолнечный орбитальный эллипс. При пролете вблизи Марса приборы Розетты проведут картографирование поверхности Марса и другие исследования. В ноябре 2007 г. Розетта снова пролетит вблизи Земли, получит третий гравитационный импульс и продолжит свой полет вокруг Солнца по еще более вытянутой эллиптической орбите. 5 сентября 2008 г., находясь в поясе астероидов, Розетта приблизится на несколько тысяч километров к астероиду 2867 Steins и передаст на Землю его изображения и другие научные данные о нем.
Астероид 2867 был открыт 4 ноября 1969 г. сотрудником Крымской обсерватории Н. С. Черныхом и назван в честь известного латышского астронома - специалиста по космогонии комет. Этот двойной астероид, диаметром около 10 км, движется по эллиптической орбите с большой полуосью а=2,36 а.е., эксцентриситетом е=0,146 и наклонением i=9,9°.
Возвращаясь из пояса астероидов к Солнцу, Розетта в ноябре 2009 г. пролетит вблизи Земли и, совершив четвертый гравитационный маневр, перейдет на окончательную орбиту полета к комете Чурюмова — Герасименко. Обогнув в четвертый раз Солнце, Розетта 10 июля 2010 г. пролетит вблизи крупного астероида 21 Lutetia диаметром 99 км и сфотографирует его. Этот астероид открыл 15 ноября 1852 г. Г.Гольдшмидт. Он движется по эллиптической орбите с большой полуосью а=2,43 а.е., эксцентриситетом е=0,163 и наклонением i=3,1°. Такой крупный астероид будет исследоваться с помощью КА впервые.
После пролета Лютеции все приборы
Розетты будут переведены в «спящий» режим почти на 4 года до подлета к комете Чурюмова — Герасименко. В мае 2014 г. Розетта снизит свою скорость относительно ядра кометы до 2 м/сек, приблизится к нему на расстояние 25 км и перейдет на орбиту искусственного спутника ядра кометы. Все приборы Розетты будут приведены в полную готовность для начала систематических исследований ядра и около — ядерной области кометы. Будет проведено полное и детальное картографирование поверхности ядра. Подробный анализ изображений даст возможность выбрать пять площадок на его поверхности пригодных для безопасной посадки спускаемого модуля Филы. В ноябре 2014 г. будет проведен самый сложный и главный этап всей миссии Розетта -отделение и посадка модуля на одну из пяти выбранных площадок. При этом будет включен двигатель на Филах, который погасит скорость зонда до величины менее 1 м/сек. Модуль совершит касание поверхности своими опорами, после чего его положение будет зафиксировано с помощью гарпуна. Филы - это уникальный научный контейнер массой около 21 кг. На нем установлено девять приборов для комплексного исследования ядра кометы. Эти исследования включают:
Изучение химического состава кометного вещества,
идентификация сложных органических молекул,
акустические исследования поверхностного слоя ядра,
измерения диэлектрических свойств среды, окружающей ядро,
мониторинг столкновений с пылевыми частицами,
исследование электрических характеристик ядра и его внутренней структуры,
исследование магнитного поля ядра кометы и его взаимодействие с солнечным ветром,
проведение съемки поверхности, окружающей посадочный модуль,
бурение поверхности и выполнение исследований грунта, который будет помещен в специальный контейнер.
С использованием одиннадцати приборов, размещенных на Розетте (орбитальном модуле), планируется выполнение следующих исследований:
Получение детальных изображений поверхности:
выполнение спектральных исследований ядра и окружающего пространства,
определение химического состава кометного вещества,
исследование крупномасштабной структуры ядра совместно с аналогичным прибором, установленном на Филах,
исследования потока пыли и распределение пылевых частичек по массам,
исследования кометной плазмы и ее взаимодействия с солнечным ветром,
исследования кометы с помощью радиоволн.
Для питания приборов космической орбитальной лаборатории будет использоваться солнечная батарея, площадью 32 м2. С помощью двухметровой антенны, установленной на Розетте, данные будут передаваться на Землю.
Эта грандиозная миссия по количеству израсходованных средств - больше одного миллиарда евро - является одной из наиболее дорогостоящей на сегодняшний день.