Все самое важное о миссии Rosetta. Космический зонд "Розетта": описание спутника и фото

Сегодня в истории современной космологии большой день, значимость которого едва ли удастся переоценить: Европейское космическое агентство сообщило о том, что спустя десять лет с начала полёта, с 2004 года, спускаемый зонд «Филы» успешно отделился от космического аппарата «Розетта» для последующего приземления на комету Чурюмова - Герасименко. Если миссия завершится успешно, «Филы» станет первым в истории искусственным зондом, которому удастся приземлиться на поверхность кометы.

Ожидается, что зонд проведёт серию экспериментов и замеров на поверхности космического тела, определит его химический состав и прольёт свет на эволюцию кометы.

Мы решили вспомнить всё самое интересное, что знаем о миссии, которая, возможно, позволит астрономам лучше понять процессы, происходившие во Вселенной сотни миллионов лет назад.

Общие сведения о проекте

«Розеттой» миссию назвали в честь одноимённого египетского города: в 1799 году археологи обнаружили здесь камень с образцами древнегреческих и древнеегипетских письмен. Розеттский камень стал своего рода азбукой, при помощи которой учёным удалось расшифровать египетские иероглифы. Стоимость миссии в переводе на сегодняшний валютный курс составляет 1,4 миллиарда евро.

Комета 67Р названа в честь советских украинских астрономов Клима Чурюмова и Светланы Герасименко, которые впервые обнаружили «пятнистое космическое тело» в 1969 году, запечатлев его на фотопластинке. 67Р - рабочий индекс кометы в каталоге подобных небесных тел. Самая известная из комет, комета Галлея, внесена туда под номером 1Р.

Комета Чурюмова - Герасименко является одной из многих комет Солнечной системы: на её краю существует Облако Оорта, состоящее из 12 миллиардов комет. Ближе к нашей планете есть пояс Койпера: там учёные насчитали около 5 миллиардов небесных тел. Время облёта внутренне собственной орбиты Солнечной системы кометой Чурюмова - Герасименко составляет 6,6 лет - это позволило учёным точно спланировать миссию.

История вопроса

История изучения комет Европейским космическим агентством богата: в 1986 году зонд «Джотто» пролетел в 600 километрах от кометы Галлея, собрав ряд важнейших данных и отправив их на Землю. Тогда учёные впервые узнали, что на кометах есть следы сложной органики. Позже этот же зонд прошёл в 200 километрах от кометы Григга - Скьеллерупа и сумел получить изображение ядра космического тела. В дальнейшем ЕКА сотрудничали с НАСА в запуске зондов Deep Space 1, Stardust и Deep Impact. В 2005 году при поддержке американских и европейских коллег японский зонд Hayabusa приземлился на астероид Итокава, а в 2011 году миссия НАСА Dawn позволила открыть и проанализировать астероид Веста.

Цель полёта «Розетты»

Главной целью миссии была и остаётся задача понять происхождение и эволюцию Солнечной системы. Состав кометы Чурюмова - Герасименко (или, как её ещё называют, 67Р) поможет учёным точно понять, из каких элементов состоит наше Солнце и как сформировалась наша планетарная система. Некоторые исследоваели предполагают, что кометы, которые бомбардировали Землю ранее, стали катализатором появления сложных органических молекул.

Дальность полёта

До стыковки с кометой «Розетте» пришлось пройти 6,4 миллиарда километров. Во время запуска корабля технологии для преодоления подобного расстояния не было изобретено, так что учёным пришлось схитрить: они запустили «Розетту» к Марсу, куда она долетела к 2007 году, раскрутили корабль по его орбите, сэкономив топливо, а затем трижды использовали гравитационное поле Земли для экономии горючего.

Трудности при стыковке

Сложность миссии «Розетта» заключается в потрясающих математических расчётах: учёным нужно было вычислить траекторию приземления космического аппарата, учитывая десятилетний полёт, скорость движения зонда в 135 тысяч км/ч и диаметр кометы в 4 километра. Если «Филы» удачно приземлится на поверхность 67Р, ему дастся получить сведения об ионном составе и химии хвоста кометы, а также, возможно, добраться до ядра космического тела.

Оснащение корабля

Практически полностью контролируемая с Земли «Розетта», размеры которой составляют 2,8 х 2,1 х 2 метра, оборудована несколькими видеокамерами, радио, спектрометрами и рядом датчиков, работающих в инфракрасном, ультрафиолетовом и микроволновом излучении. Скорость обработки сигнала занимает до 50 минут. Площадь раскладных солнечных батарей колеблется от 14 до 64 квадратных метров. В «Розетте», однако, есть что-то вроде круиз-контроля: небольшой бортовой компьютер, ухаживающий и заботящийся о зонде. Частичная автоматизация позволяет «Розетте», к примеру, разворачиваться по направлению к Солнцу, если мощность её батарей начинает снижаться.

На зонд «Филы» установлено специальное оборудование, которое позволит ему работать с кометой в «коме» - облаке пыли и газа, которое возникает, когда комета начинает активно взаимодействовать с солнечными ветрами. До этого момента комета считается «спящей» и неактивной, соответственно, полученные данные - неверными или недостаточно верными. Также на борту «Филы» находится специальный гарпун, выполняющий функции якоря: дело в том, что гравитация на космическом теле Чурюмова - Герасименко в несколько тысяч раз слабее земной, так что аппарат необходимо удерживать на поверхности 67Р.

Обработка данных

Полученные «Розеттой» химические образцы кометного льда будут проанализированы учёными на предмет схожести с земными элементами. Сегодня нам известно, что дейтерий, к примеру, является изотопом водорода; если его пропорции в океанической воде окажутся схожими с таковыми в комете, это позволит ученым сделать вывод о том, что пусть не вся, но какая-то часть земной воды «прилетела» на нашу планету из космоса. Похожее открытие уже было сделано, когда при помощи аппарата «Гершель» учёные провели параллели с земной водой и водородом кометы Хартли-2.

Полученные данные будут направляться в Земной научный сегмент «Розетты», в Европейский центр космический операций (ESOC) в немецком Дармштадте и в Европейский космический центр астрономии (ESAC) в Мадриде.

Длительность миссии

Миссия «Розетта» завершится в 2015 году - к этому времени комета достигнет своей ближайшей точки по отношению к Солнцу и начнёт возвращаться к внешней части солнечной системы. До этого времени модуль «Филы» будет работать на поверхности 67Р. К 15 ноября 2014 года «Филы» соберёт и отправит первую серию замеров, после чего развернёт солнечные батареи и переключится в режим полной автономии. Учёным доподлинно неизвестно, как долго «Филы» «проживёт» на поверхности космического тела, перед тем как будет уничтожен.

Возвращение «Розетты» домой

Высокая стоимость миссии «Розетта» не позволила сделать её обратимой - назад зонд уже не вернётся. Тем не менее, полученные им данные смогут навсегда изменить представление о возникновении жизни на Земле и дать ответы на фундаментальные вопросы устройства космоса.

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.

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.

В ближайшее время все системы зонда "Розетта" будут отключены, а сам зонд сегодня, 30 сентября, в 13:40 по московскому времени будет похоронен на комете 67Р / Чурюмова - Герасименко. Лайф вспоминает основные вехи этого грандиозного космического эксперимента длиною в двенадцать лет.

Мечта о комете

Двенадцать с лишним лет назад, 2 марта 2004 года, с космодрома Куру во Французской Гвиане стартовала ракета-носитель "Ариан-5" с космическим зондом "Розетта" (Rosetta) на борту. Впереди зонд ждали десять лет пути по космосу и встреча с кометой. Это был первый космический аппарат, запущенный с Земли, который должен был достигнуть кометы, высадить на неё спускаемый аппарат и рассказать землянам чуть больше об этих небесных телах, прилетающих в Солнечную систему из глубокого космоса. Впрочем, история "Розетты" началась гораздо раньше.

Русский след

В 1969 году на фотографиях кометы 32P /Комас Сола, снятых советским астрономом Светланой Герасименко в обсерватории Алма-Аты, другим советским астрономом Климом Чурюмовым на самом краю снимка была найдена неизвестная науке комета. После её открытия она была внесена в реестр под названием 67Р / Чурюмова - Герасименко.

67Р обозначает, что это шестьдесят седьмая по счёту короткопериодическая комета, открытая астрономами. В отличие от долгопериодических кометы с коротким периодом обращения делают оборот вокруг Солнца менее чем за двести лет. 67Р и вообще вращается совсем близко к светилу, совершая виток за шесть лет и семь месяцев. Эта её особенность и сделала комету Чурюмова - Герасименко основной целью для первой посадки космического аппарата.

Не съесть, так понадкусывать

Изначально Европейское космическое агентство планировало миссию CNSR (Comet Nucleus Sample Return) по забору и возвращению на землю образцов ядра кометы вместе с NASA. Но у NASA бюджет не выдержал, а оставшись одни, европейцы посчитали, что возврат образцов им не потянуть. Было решено запустить зонд, посадить на комету спускаемый модуль и получить максимум информации на месте без возвращения.

С этой целью был создан зонд "Розетта" и спускаемый модуль "Филы". Изначально их целью была совсем другая комета - 46P/Виртанена (у неё ещё меньше период обращения: всего пять с половиной лет). Но, увы, после отказа двигателей ракеты-носителя в 2003 году время было упущено, комета ушла с траектории, и, чтобы её не ждать, европейцы переключились на 67Р / Чурюмова - Герасименко. 2 марта 2004 года состоялся исторический запуск, на котором присутствовали Клим Чурюмов и Светлана Герасименко. "Розетта" начала своё путешествие.

Космическая розочка

Зонд "Розетта" получил своё название в честь знаменитого Розеттского камня, который помог учёным понять значение древнеегипетских иероглифов. Его собрали в чистой комнате (специальном помещении, где поддерживается минимум возможных частиц пыли и микроорганизмов), так как существовала возможность найти на комете молекулы - предшественники жизни. Было бы очень обидно вместо этого обнаружить зондом земные микроорганизмы.

Вес зонда составил 3000 килограммов, а площадь солнечных батарей "Розетты" - 64 квадратных метра. 24 двигателя должны были в нужный момент скорректировать курс аппарата, а 1670 килограммов топлива (чистейший монометилгидразин) - обеспечить манёвры. Среди полезной нагрузки научные приборы, блок для связи с Землёй и спускаемым модулем, сам спускаемый модуль "Филы" (Philae) весом в 100 килограммов. Основную работу по созданию научных инструментов и сборке провела финская компания Patria.

Дорогой непростой

Схема полёта "Розетты" больше похожа на задание в детской книжке: "помоги космическому аппарату найти свою комету", - где приходится долго водить пальцем по запутанной траектории. "Розетта" совершила четыре оборота вокруг Солнца, используя для разгона притяжение Земли и Марса, чтобы развить достаточную скорость и долететь до кометы.

догнать" небесное тело. Только в таком случае "Розетта" была бы захвачена гравитационным полем кометы и стала бы её искусственным спутником. В процессе полёта зонд совершил четыре гравитационных манёвра, ошибка в любом из которых поставила бы крест на всей миссии.

"Филами" по воде

В создании спускаемого аппарата "Филы" (Philae) приняли участие учёные из десяти стран, включая Россию. Название досталось модулю в результате конкурса. Пятнадцатилетняя итальянка предложила продолжить тему археологических загадок древнеегипетским островом Филы, где тоже был найден требовавший расшифровки обелиск.

Несмотря на свой небольшой вес, спускаемый на комету малыш нёс почти 27 килограммов полезной нагрузки: десяток приборов для изучения кометы. В их числе газовый хроматограф, масс-спектрометр, радар, шесть микрокамер для съёмки поверхности, датчики измерения плотности, магнитометр и бур.

"Филы" больше похож на швейцарский перочинный нож на лапках. Кроме того, в него были встроены два гарпуна для фиксации на поверхности кометы и три бурава на посадочных опорах. Дополнительно толчок о поверхность должны были погасить амортизаторы, а ракетный двигатель - на несколько секунд прижать модуль к комете. Однако всё пошло не так.

Маленький шаг для спускаемого аппарата

6 августа 2014 года "Розетта" догнала комету и приблизилась к ней на расстояние ста километров. Комета Чурюмова - Герасименко имеет сложную форму, похожую на плохо сделанную гантель. Её большая часть имеет размеры четыре на три километра, а меньшая - два на два километра. "Филы" должен был приземлиться на большей части кометы, на участке А, где не было больших валунов.

12 ноября, находясь на расстоянии 22 километра от кометы, "Розетта" отправила "Филы" на посадку. Зонд подлетел к поверхности на скорости в один метр в секунду, попытался закрепиться буравами, но почему-то не сработал двигатель и не активировались гарпуны. Зонд оторвало от поверхности, и, совершив три касания, он сел совсем не там, где было запланировано. Основная проблема посадки в том, что "Филы" оказался в затенённой части кометы, где не было освещения для подзарядки.

Вообще, посадка на комету - это сложнейшее техническое мероприятие, и даже такой результат показывает высочайшее мастерство проводивших её специалистов. Информация доходит до Земли с опозданием на полчаса, поэтому все возможные команды даются заранее или доходят с огромным лагом.

Представьте, что вам нужно с самолёта, летящего в 22 километрах от поверхности земли (ну, просто вообразите такой), выбросить груз, который должен точно попасть в небольшой участок. Более того, ваш груз - это резиновый мяч, который при малейшей ошибке так и норовит отпрыгнуть от поверхности, а самолёт реагирует на команды спустя час.

Дело было не в комете

Однако на Земле первая в истории человечества посадка на комету вызвала гораздо меньше эмоций, чем рубашка британского учёного Мэтта Тейлора (Matt Taylor), руководившего посадкой. Гавайская рубашка с полуобнажёнными красотками заставила говорить о неуважении к женщинам, объективации, сексизме, антифеминизме и прочих "измах". Дошло даже до того, что Мэтт Тейлор был вынужден со слезами на глазах извиняться перед теми, кто был фраппирован его выбором одежды. На одно из величайших космических достижений при этом почти не обратили внимания.

60 часов

Так как "Филы" сел в затенённый участок, возможности зарядить батареи у него не было. В результате на научные работы осталось менее трёх суток работы на внутренних аккумуляторах. За это время учёным удалось получить немало данных. На 67Р были найдены органические соединения, четыре из которых (метилизоцианат, ацетон, пропионовый альдегид и ацетамид) никогда ранее не обнаруживались на поверхности комет.

Были забраны образцы газа, в которых было обнаружено содержание паров воды, углекислого газа, окиси углерода и несколько других органических компонентов, среди которых имеется формальдегид. Это очень важная находка, так как обнаруженные материалы могут служить строительным материалом для создания жизни.

Спустя 60 часов экспериментов спускаемый аппарат отключился и перешёл в режим сохранения энергии. Комета направлялась ближе к Солнцу, и у учёных оставалась надежда на то, что спустя какое то время энергии хватит для его повторного запуска.

Вместо эпилога

В июне 2015 года спустя семь месяцев после последнего сеанса связи "Филы" сообщил, что готов к работе. За месяц состоялось два коротких сеанса связи, за время которых удалось передать только телеметрию. 9 июля 2015 года связь со спускаемым аппаратом была потеряна навсегда. Учёные не оставляли попыток достучаться до модуля в течение всего года, но, увы, безрезультатно. 27 июля 2016 года учёные отключили на "Розетте" блок связи, признав безнадёжность попыток. "Филы" остался на комете.

67Р / Чурюмова - Герасименко начала удаляться от солнца, и "Розетте", находящейся на её орбите, тоже уже не хватает энергии. Все научные эксперименты она выполнила, и сегодня, отключив все датчики, учёные посадят зонд на вечную стоянку на поверхности кометы памятником человеческой мысли и амбициям.

Так закончится космическое путешествие длиной в двенадцать лет, один из самых смелых и удачных экспериментов человечества.

И Лютеция

Космический аппарат запущен 2 марта 2004 года к комете 67P/Чурюмова - Герасименко . Выбор кометы был сделан из соображений удобства траектории полета (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 полета, 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 учетом 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 полета 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 Землей и затем снова вышел за орбиту Марса. К этому моменту комета находилась за Солнцем и ближе к нему, чем Rosetta. Новое сближение с Землей 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 счет 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

1. ESA Science & Technology: Rosetta (англ.) . - Розетта на сайте ЕКА. Архивировано 23 августа 2011 года.
2. «Розетта» отправилась на комету Чурюмова - Герасименко (неопр.) . Грани.ру (02.03.2004). Архивировано 23 августа 2011 года.
3. Аппарат Rosetta завершил свою 12-летнюю миссию (неопр.) . ТАСС (30 сентября 2016).
4. Николай Никитин Ждём посадки на комету // Наука и жизнь . - 2014. - № 8. - URL: http://www.nkj.ru/archive/articles/24739/
5. Татьяна Зимина Поцелуй двух комету // Наука и жизнь . - 2015. - № 12. - URL: http://www.nkj.ru/archive/articles/27537/
6. Ракета Ariane-5 с двумя спутниками упала в океан сразу после запуска (неопр.) . Грани.ру . Архивировано 23 августа 2011 года.
7. Полёт Rosetta к комете Виртанена сорван (неопр.) . Грани.ру . Архивировано 23 августа 2011 года.
8. Новой целью для «Розетты» станет комета, открытая советскими астрономами (неопр.) . Грани.ру (12.03.2003). Архивировано 23 августа 2011 года.
9. Бурба Г. Как сесть на хвост кометы? // Вокруг света, 2005, № 12 (научно-популярная статья).
10. , с. 245.
11. Космический аппарат «Розетта» попрощался с Землей , Компьюлента (13 ноября 2009 года).
12. No bugs please, this is a clean planet! , European Space Agency (30 July 2002). Проверено 7 марта 2007.
13. The Rosetta orbiter (неопр.) . European Space Agency (16 January 2014). Проверено 13 августа 2014.
14. Stage, Mie. «Terma-elektronik vækker rumsonde fra årelang dvale » Ingeniøren , 19 January 2014.
15. Jensen, H. & Laursen, J. «Power Conditioning Unit for Rosetta/Mars Express » Space Power, Proceedings of the Sixth European Conference held 6-10 May, 2002 in Porto, Portugal. Edited by A. Wilson. European Space Agency, ESA SP-502, 2002., p.249 Bibliographic Code: 2002ESASP.502..249J