2 марта 2004 года РН Ariane 5 была запущена миссия ЕКА Rosetta. Это первая миссия, сконструированная для выхода на орбиту вокруг кометы и для посадки на нее аппарата. Главной целью миссии является комета 67P/Чурюмова — Герасименко, к которой Rosetta подойдет в 2014 году. (Изображение ЕКА) (кликните картинку для увеличения)

22.11.2011 (7:23)
Просмотров: 16059
Рейтинг: 1.94
Голосов: 16

Теги:
ЕКА, НАСА, rosetta, комета, астероид,

Естественные науки >> Астрономия

Rosetta – это первая миссия, сконструированная для выхода на орбиту вокруг кометы и для посадки на нее аппарата. Миссия состоит из орбитального аппарата, несущего 11 научных инструментов, и посадочного модуля, несущего дополнительные инструменты. Rosetta осуществит самое детальное исследование кометы из когда-либо предпринимавшихся.

Миссия получила свое имя от знаменитого Розеттского камня, который почти 200 лет назад привел к расшифровке египетских иероглифов. Подобно этому ученые рассчитывают, что Rosetta откроет тайны эволюции Солнечной системы.

Первоначально запуск станции Rosetta планировалось осуществить в 2003 году ракетой-носителем Ariane 5. На тот момент целью была комета 46P/Виртанена, встреча станции с которой планировалась на 2011 год, а посадка модуля на 2012 год. Запуск миссии был отложен после аварии РН Ariane ECA в декабре 2002 года. Европейское космическое агентство [ЕКА] и компания Arianespace тогда приняли совместное решение не запускать станцию Rosetta в стартовое окно января 2003 года. Это означало, что миссия станции Rosetta к комете 46P/Виртанена должна была быть отменена.

В мае 2003 года были выбраны новая целевая комета и дата запуска станции. Rosetta была запущена в марте 2004 года, в 2014 году станция встретится с кометой 67P/Чурюмова — Герасименко.

Цели

Rosetta станет первой миссией, которая займется столь продолжительным исследованием кометы в непосредственной близости. После выхода в 2014 году на орбиту вокруг кометы 67P/Чурюмова — Герасименко Rosetta выпустит в её ледяное ядро небольшой посадочный модуль – Philae.

Rosetta будет находиться на орбите вокруг кометы в течение около года, пока та будет приближаться к Солнцу, и еще около полугода, пока комета будет лететь назад к орбите Юпитера.

Являясь самыми примитивными объектами в Солнечной системе, кометы несут ценную информацию о нашем происхождении. Химический состав комет практически не изменился с момента их образования, поэтому он отражает «недостроенную» Солнечную систему – более 4,6 млрд лет назад. Проведенные станицей исследования с орбиты и посадка модуля на комету 67P/Чурюмова — Герасименко позволят нам реконструировать историю нашего собственного района космоса.

Помимо этого, Rosetta поможет установить, способствовали ли кометы зарождению жизни на Земле. Кометы несут сложные органические молекулы, попадающие на Землю посредством столкновений, возможно, они сыграли свою роль в происхождении жизни. Кроме того, легкие летучие элементы, которые несут кометы, могли сыграть важную роль в формировании океанов и атмосферы Земли.

Станция уже осуществила два запланированных близких пролета астероидов главного пояса, что лежит между орбитами Марса и Юпитера. Первая встреча была с астероидом (2867) Штейнс, относящимся к редкому типу E. Пролет начался 4 августа 2008 года с автономной оптической навигации астероида – эта технология никогда раньше не применялась ЕКА в эксплуатации аппаратов. Наибольшее сближение произошло 5 сентября 2008 года [18:58:19 UTC], (2867) Штейнс был на расстоянии 2,14 а.е. от Солнца и 2,41 а.е. от Земли. Пролет станцией астероида произошел на относительной скорости 8,62 км/с, минимальное расстояние составило 802,6 км. Пролет проходил над дневной стороной астероида в плоскости, определяемой относительной скоростью и направлением на Солнце. Выбранная траектория позволила непрерывно наблюдать астероид до, в течение и после максимального сближения.

10 июля 2010 года Rosetta совершила свой второй близкий пролет астероида, на этот раз это был астероид (21) Лютеция [размеры 126 км x 103 км x 95 км], который приблизительно в 10 раз крупнее, чем (2867) Штейнс. Выполненный безупречно пролет станции стал блистательным успехом, Rosetta прошла астероид на скорости 15 км/с. Наибольшее сближение аппарата с астероидом произошло в 15:44:57 UTC, расстояние составило 3162 км. Камеры и другие инструменты работали в течение многих часов, а в некоторых случаях за несколько дней до и после максимального сближения, давая ценную возможность проникнуть глубже в природу этого сильно кратеризированного астероида, испытавшего множество столкновений в течение 4,5 млрд лет истории своего существования.

Цена

Общая стоимость миссии составила приблизительно €1 миллиард. Эта сумма включает затраты на запуск аппарата, стоимость научной нагрузки [инструменты и посадочный модуль], а также затраты на управление полетом и научные операции. Задержка запуска вылилась в €70 миллионов.

Запуск

Rosetta была запущена 2 марта 2004 года ракетой-носителем Ariane 5 с европейского космодрома Куру во французской Гвиане.

График миссии

Запуск	2 марта 2004	-
1-ый пролет Земли	4 марта 2005	расстояние до Земли: 1955 км
Пролет Марса	25 февраля 2007	расстояние до Марса: 250 км
2-ой пролет Земли	13 ноября 2007	расстояние до Земли: 5301 км
Пролет астероида (2867) Штейнс	5 сентября 2008	расстояние до астероида: 802,6 км
3-ий пролет Земли	13 ноября 2009	расстояние до Земли: 2480 км
Пролет астероида (21) Лютеция	10 июля 2010	расстояние до астероида: 3162 км
Маневр встречи с кометой	22 мая 2014	расстояние до кометы: 600000 – 100000 км
Доставка посадочного модуля	10 ноября 2014	расстояние до кометы: 1 – 2 км
Конец миссии	декабрь 2015	-

СТАНЦИЯ

Конструкция. Rosetta похожа на большой черный короб. Научные инструменты смонтированы на вершине этого короба в Модуле научной аппаратуры [payload support module], прочие подсистемы расположены в Модуле обеспечения [bus support module], размещенном в «основании». С одной стороны орбитального аппарата расположена ориентируемая параболическая антенна диаметром 2,2 м, а с противоположной стороны аппарата размещен посадочный модуль. На оставшихся двух сторонах расположены два гигантских крыла солнечных батарей. Обе панели могут вращаться на 180° для ориентации по отношению к потоку солнечного излучения.

Масса станции приблизительно 3000 кг [полностью заправленной], в том числе 1670 кг топлива, 165 кг – научная нагрузка орбитального аппарата и около 100 кг масса посадочного модуля.

Размеры. Главный космический аппарат миссии имеет размеры 2,8 x 2,1 x 2,0 м, на нем смонтированы все подсистемы и оборудование полезной нагрузки. Две солнечные панели, каждая длиной 14 метров, имеют общую площадь 64 м².

Участие промышленности. Основным подрядчиком была компания Astrium GmbH [Германия], компания осуществляет руководство промышленной командой, состоящей более чем из 50 подрядчиков из 14 европейских стран и США. Кроме того, в строительстве в Австралии Антенны глубокого космоса диаметром 3 метра для миссии Rosetta участвовала Канада. В создание миссии Rosetta было вовлечено около 1000 человек по всей Европе.

ЧТО НА БОРТУ?

Орбитальный аппарат

Научная нагрузка орбитальная аппарата, помимо посадочного модуля, включает 11 экспериментов. Передовые инструменты были созданы научным сообществом из институтов Европы и США.

Ультрафиолетовый спектрометр с построением изображения [ALICE, Ultraviolet Imaging Spectrometer] будет анализировать газы в коме и хвосте кометы, а также измерять объемы высвободившейся воды, угарного и углекислого газов. Инструмент позволит получить информацию о составе поверхности ядра [США].

Эксперимент радиозондирования ядра комета [CONSERT, Comet Nucleus Sounding Experiment by Radio wave Transmission] займется исследованием недр кометы по отраженным и рассеянным ядром радиоволнам [Франция].

Масс-спектрометр вторичных ионов [COSIMA, Cometary Secondary Ion Mass Analyser] займется анализом характеристик испускаемых кометой частиц пыли, а именно определением их состава, являются ли они органическими или неорганическими [Германия].

Анализатор ударов частиц пыли и пылесборник [GIADA, Grain Impact Analyser and Dust Accumulator] проведет измерения числа, массы, импульса и распределения по скоростям частиц пыли, идущих от ядра кометы и с других направлений [отклоненных давлением солнечного излучения] [Италия].

Система анализа пыли на основе микросъемки [MIDAS, Micro-Imaging Dust Analysis System] создана для изучения пылевого окружения посещенных за время миссии астероидов и кометы. В частности, MIDAS проведет микротекстурный и статистический анализ частиц кометной пыли. Инструмент основан на методе атомно-силовой микроскопии [Австрия].

Микроволновый спектрометр орбитального аппарата Rosetta [MIRO, Microwave Instrument for the Rosetta Orbiter] определит абсолютное содержание основных газов [H₂O, CO, CH₃OH, NH₃], скорость газовыделения с поверхности и температуру под поверхностью ядра [на глубине в несколько сантиметров или больше] [США].

Двухкамерная система формирования изображений [OSIRIS, Optical, Spectrocopic and Infrared Remote Imaging System] работает в видимом, ближнем инфракрасном и ближнем ультрафиолетовом диапазонах. OSIRIS состоит из двух независимых камер, имеющих общую электронику. Узкоугольная камера сконструирована для получения снимков ядра целевой кометы в высоком пространственном разрешении. Широкоугольная камера имеет широкое поле обзора и высокое подавление рассеянного света для снимков пыли и газа непосредственно над поверхностью ядра целевой кометы [Германия].

Масс-спектрометр ионов и нейтральных частиц аппарата Rosetta [ROSINA, Rosetta Orbiter Spectrometer for Ion and Neutral Analysis] представляет собой комбинацию двух масс-спектрометров и датчика давления. Масс-спектрометры определят состав атмосферы и ионосферы кометы, измерят температуру и объемную скорость газа и ионов, а также исследуют реакции, в которых они принимают участие. Датчик давления инструмента ROSINA способен измерять общее и лобовое давление, он будет использован для определения плотности газа и скорости его радиального течения [Швейцария].

Комплекс приборов для изучения плазменной обстановки [RPC, Rosetta Plasma Consortium] состоит из пяти инструментов. RPC измерит физические свойства ядра, исследует структуру внутренней комы, проследит активность кометы и изучит взаимодействие кометы с солнечным ветром [Швеция, США, Германия, Швеция, Великобритания].

Научный радиоэксперимент [RSI, Radio Science Investigation] позволит по сдвигам [частот] радиосигналов с космического аппарата измерить массу, плотность и гравитационное поле ядра, определить орбиту кометы и исследовать ее внутреннюю кому [Германия].

Картографирующий спектрометр видимого и инфракрасного диапазонов [VIRTIS, Visible and Infrared Mapping Spectrometer] займется составлением карты и изучением природы пород и температуры на поверхности. Он идентифицирует кометные газы, охарактеризует физические условия комы и поможет определить лучшие места для посадки [Италия].

Посадочный модуль

Посадочный модуль станет первым аппаратом, совершившим мягкую посадку на поверхность ядра кометы. Его масса около 100 кг. Модуль несет 9 экспериментов общей массой около 21 кг.

Альфа-протон-рентгеновский спектрометр [APXS, Alpha Proton X-ray Spectrometer] соберет информацию по химическому составу места посадки и о его возможном изменении во время сближения кометы с Солнцем [Германия].

Система формирования изображений посадочного модуля – CIVA/ROLIS - ПЗС камеры, что сделают снимки высокого разрешения во время посадки, а также стереопанорамы областей, отобранных другими инструментами. Шесть идентичных микрокамер сделают панорамные снимки поверхности. Спектрометр исследует состав, текстуру и альбедо собранных с поверхности образцов [Германия].

Эксперимент радиозондирования ядра комета [CONSERT, Comet Nucleus Sounding], его оборудование находиться на посадочном модуля и на орбитальном аппарате для создания радиолинии через ядро кометы [Франция].

COSAC [Cometary Sampling and Composition experiment] – это один из двух газоанализаторов, инструмент обнаружит и идентифицирует сложные органические молекулы по их элементному и молекулярному составу [Германия].

MODULUS PTOLEMY - это второй газоанализатор, он проведет точные измерения изотопных отношений легких элементов [Великобритания].

Многоцелевые датчики для исследования поверхности и подповерхностного слоя [MUPUS, Multi-Purpose Sensors for Surface and Sub-Surface Science]. MUPUS использует датчики на якоре посадочного модуля, его зонде и наружных сторонах для измерения плотности, термальных и механических свойств поверхности [Германия].

ROMAP [Rosetta Lander Magnetometer and Plasma Monitor] – магнитометр и монитор плазмы, который будет изучать локальное магнитное поле и взаимодействие между кометой и солнечным ветром [Германия, Венгрия].

Инструмент для сбора и распределения образцов [SD2, Sample and Distribution Device] предназначен для бурения поверхности на глубину более 20 см, сбора образцов и доставки их в одну из печей [газоанализаторов] или для исследования под микроскоп [Италия].

Три инструмента SESAME [Surface Electrical, Seismic and Acoustic Monitoring Experiments] исследуют свойства внешних слоев кометы [распространение звуковых волн по поверхности, электрические характеристики, падение на поверхность поднятой пыли] [Германия].

Астероид (21) Лютеция

	Читать @SciLibCom Твитнуть Нравится

Николай Никитин

Также по теме:

Источники:

Официальный сайт миссии
По материалам ЕКА [pdf]