Верхом на комете: трогательная история зонда "Розетта" и модуля "Филы". Космическая миссия Rosetta достигла своей кульминации

Розетта» (англ. Rosetta) — космический аппарат, запущенный ЕКА 2 марта 2004 года. Цель полёта — исследование кометы 67P/Чурюмова — Герасименко. Аппарат состоит из двух частей: собственно зонда «Розетта» (англ. Rosetta space probe) и спускаемого аппарата «Филы». Название зонда происходит от знаменитого Розеттского камня — легендарного артефакта, с помощью которого учёные смогли расшифровать древнеегипетские иероглифы. С помощью же космического аппарата «Розетта» ученые надеются узнать, как выглядела Солнечная система до того, как сформировались планеты. Название спускаемого аппарата образовано от острова Филы на реке Нил, где был найден обелиск, с помощью которого удалось расшифровать Розеттский камень.

Масса спускаемого зонда — 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 «Филы», поможет взять пробы грунта с глубины до 20 сантиметров. Батарей «Филы» 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 «Филы» аппарат Rosetta начнет отдаляться от кометы, превратившись в ее спутник.

Состав и структура космического аппарата Rosetta:

• OSIRIS (оптическая, спектроскопическая, и инфракрасная система наблюдения) - широ и узкоугольные камеры позволяют получить информацию о ядрах комет. Система позволяет получить информацию об объеме, свечении и поверхности ядер комет.
• ALICE (ультрафиолетовый спектрометр) - анализирует газы в хвосте кометы и ее ядре, измеряет выделение водного пара и угарного газа. Также предоставляет информацию о поверхностном составе ядра.
• VIRTIS (видимый и инфракрасный термальный спектрометр) - составляет карты и исследует природу твердых частиц и температуры на поверхности ядра. Также определяет газы кометы, характеризует физические условия комы и помогает определить лучшие посадочные площадки.
• MIRO (микроволновый инструмент) - используется, чтобы определить состав и структуру газов и температуру ядра кометы.
• ROSINA (спектрометр) - двух датчиковая система позволяющая определить состав атмосферы и ионосферы кометы, а также скорости наэлектризованных газовых частиц и реакции, в которых они принимают участие. Это также исследует возможный выброс газов астероидом.
• COSIMA (анализатор масс) - анализирует особенности зерен пыли, испускаемых кометой, включая их состав и органические они или неорганические.
• MIDAS (система наблюдения за пылью) - изучает пылевое окружение кометы или астероида, включая замеры количества, масс и типа.
• CONSERT (система радионаблюдения за ядром) - изучает комету посредством измерения радиоволн которые отражаются и генерируются ядром кометы.
• GIADA (анализатор пыли) - измеряет количество, массу, скорость пыли в хвосте кометы.
• RPC - система из пяти сенсоров которые измеряют физические свойства ядра кометы.

Состав и структура космического аппарата Филы:

• APXS (Alpha Proton X-ray Spectrometer)
• ÇIVA / ROLIS (Rosetta Lander Imaging System)
• CONSERT (Comet Nucleus Sounding)
• COSAC (Cometary Sampling and Composition experiment)
• MODULUS (PTOLEMY Evolved Gas Analyser)
• MUPUS (Multi-Purpose Sensor for Surface and Subsurface Science)
• ROMAP (RoLand Magnetometer and Plasma Monitor)
• SD2 (Sample and Distribution Device)
• SESAME (Surface Electric Sounding and Acoustic Monitoring Experiment)

Дополнительные наименования

Дополнительная классификация

#	Новостная лента.
1	2007-11-08. Каталинский небесный обзор «открывает» астероид 2007 VN84, который, вероятно, способен столкнуться с Землёй. Астроном Денис Денисенко первым сообщил, что тревога ложная: это всего лишь «Розетта» готовится к манёвру мимо Земли.Тэги: Rosetta
2	2008-08-04. Астероид Штейнс попал в зону видимости зонда.Тэги: Rosetta
3	2008-08-14. Была произведена коррекция траектории полёта, что обеспечило 5 сентября пролёт зонда в 800 км от астероида Штейнс. Тэги: Rosetta
4	2008-09-06. Аппарат передал снимки астероида с близкого расстояния. На его поверхности обнаружены 23 кратера диаметром более 200 метров. Главная камера аппарата NAC (Narrow Angle Camera) ушла в безопасный режим за несколько минут до сближения и все снимки были сделаны второй камерой WAC (Wide Angle Camera), что существенно ухудшило их качество.Тэги: Rosetta
5	2010-07-10. Зонд сблизился с астероидом Лютеция. Зонд сделал множество снимков астероида. Все желающие могли увидеть астероид в прямом эфире на специальной странице в Интернете.Тэги: Rosetta
6	2014-01-20. Космический аппарат «Розетта» проснулся от внутреннего таймера. Сигнал от аппарата был принят в 18:17 по Гринвичу (19:17 CET). Началась подготовка к встрече с кометой Чурюмова - Герасименко.Тэги: Rosetta
7	2014-07. «Розетта» получила первые данные о состоянии кометы Чурюмова - Герасименко. Аппарат определил, что комета ежесекундно выпускает в окружающее пространство около 300 миллилитров воды и имеет «неправильную» форму. Тэги: Rosetta
8	2014-08-03. С расстояния в 285 километров было получено изображение с разрешением 5,3 метра/пиксель.Тэги: Rosetta
9	2014-08-07. «Розетта» приблизилась к ядру кометы на расстояние около 100 км. Посадка модуля состоится при приближении на расстояние 10 км.Тэги: Rosetta
10	2014-09-15. ЕКА выбрало место для посадки модуля.Тэги: Rosetta
11	2014-11-12. Зонд успешно приземлился на кометуТэги: Rosetta
12	2014-11-12. Гарпуны, предназначенные для закрепления зонда на поверхности, не сработали при посадке.Тэги: Rosetta
13	2014-11-13. По данным ЕКА причиной отказа гарпунов явилась неработоспособность ускорителей посадки. В результате этого, зонд при посадке отскочил от кометы и приземлился на нее приблизительно в 1 километре от первоначальной точки. В данном месте аппарат оказался области тени от камней, а следовательно солнечные батареи оказались способны вырабатывать электричество только в течении 180 минут в сутки. Также тестирование систем установило, что только часть солнечных панелей аппарата осталась неповрежденными. Тэги: Rosetta
14	2014-11-18. В пробах, взятых с поверхности кометы Чурюмова - Герасименко, обнаружены органические молекулы, которые являются самыми элементарными компонентами для возникновения жизни.Тэги: Rosetta
15	2014-12-11. Данные с модуля "Филы" опровергают теорию появления воды на Земле в результате столкновения с кометами. В результате исследований паров воды с кометы Чурюмова-Герасименко выяснилось, что вода на комете и на Земле имеет разный состав. Вероятно, что воду принесли астероиды, а не кометы, сообщает сотрудница Бернского университета Кэтрин Альтвегг. Тэги: Rosetta
16	2014-12-17. Результаты тестирования топливных баков аппарата Rosetta сделаны доступными для использования всеми партнерами Европейского космического агентства.Тэги: Rosetta , Европейское космическое агентство
17	2014-12-17. Участник научной миссии "Розетта", профессор Геттингенского университета Вальтер Арнольд заявил, что вся комета состоит изо льда и замерзшей двуокиси углерода. Грунт покрыт значительным слоем пыли - в месте, где сел зонд "Розетта", толщина слоя пыли составляет 20 сантиметров.Тэги: Rosetta
18	2015-01-06. CNES: модуль "Фила" может возобновить научную работу на комете в марте. Во французском космическом агентстве надеются, что начиная с марта солнечный свет позволит роботу подзарядить батареи и возобновить научную работу.Тэги: Rosetta
19	2015-01-24. Кома кометы 67P/Чурюмова-Герасименко оказалась не такой однородной, как считалось ранее. На этой неделе стали публиковаться первые научные данные с прибора ROSINA. Данные, собранные с помощью прибора ROSINA, указывают на то, что кома (в некотором плане атмосфера) кометы не является такой однородной, как ожидалось. В основном прибор ROSINA регистрировал следы воды. Тем не менее, бывали периоды, когда в коме кометы возрастала концентрация углекислого, либо угарного газов. При чем иногда, углекислого газа было намного больше, чем воды. Эти колебания состава связаны с освещением астероида Солнцем и формой астероида.Тэги: Rosetta
20	2015-01-26. На комете Чурюмова-Герасименко нашли скалу и расщелины. Европейское космическое агентство обнародовало дополнительные данные, касающиеся кометы Чурюмова-Герасименко. На основании данных, полученных от миссии Rosetta, удалось более точно определить ряд параметров объекта. Меньшая по размеру часть кометы имеет размер 2,6х2,3х1,8 км. Большая часть – 4,1х3,3х1,8 км. Общий объем кометы составляет 21,4 куб. км. Рассчитанная масса объекта – 10 млрд. т. Плотность кометы составляет 470 кг/м3. Объект имеет высокую пористость – 70-80%. Внутренняя структура кометы представляет собой множество слабо связанных между собой комков из льда и пыли. Комета Чурюмова-Герасименко окружена облаком из около 100 тыс. небольших «зерен» диаметром около 5 см. Cледов ударных кратеров на поверхности кометы не обнаружено. С помощью спектрографа было установлено наличие на комете сложных органических (углеродосодержащих) соединений, в том числе карбоновые кислоты. Анализ водяного пара также показал, что соотношение дейтерия к обычному водороду у этой кометы сильно отличается от соотношения дейтерия и водорода в земных океанах. Это свидетельствует о том, что появление океанов на Земле, вероятно, не связано с кометами. Тэги: Rosetta
21	2015-01-26. Комета Чурюмова-Герасименко могла избавиться от пыли в январе. Поверхность кометы Чурюмова-Герасименко, куда в ноябре приземлился европейский спускаемый модуль "Фила", могла быть покрыта толстым слоем из многолетних залежей межпланетной космической пыли, которую она сбросила в конце декабря - в начале января этого года, заявляют астрономы в статье, опубликованной в журнале Nature. По современным представлениям, кометы представляют собой гигантские шары из водяного льда, замерзших газов и частичек пыли, сформировавшихся в первые секунды жизни Солнечной системы. Каждый раз, когда они приближаются к Солнцу, их поверхность начинает таять, в результате чего вмерзшие в них зерна и налипший на них слой из чужеродной пыли отделяется от основного ядра кометы. Тэги: Rosetta
22	2015-03-12. Космический зонд Фила пока не отзывается на сигналы. Зонд "Фила", совершивший посадку на комету 67P Чурюмова-Герасименко, пока не отозвался на посланные в четверг сигналы. По данным агентства, система коммуникации модуля была активирована в 01.00 по Гринвичу (04.00 мск) и будет активной до 20 марта. По данным Европейского космического агентства причиной этой неудачи может служить недостаточный заряд батарей зонда.Тэги: Rosetta , Европейское космическое агентство
23	2015-06-14. Модуль Филы вышел из спящего режима. Исследовательский модуль "Фила", совершивший посадку на комету 67P Чурюмова-Герасименко для ее изучения семь месяцев назад, вышел из спящего режима. После передачи данных на Землю в ноябре 2014 года модуль перешел в спящий режим из-за разрядки батарей связанной с не совсем удачной посадкой на поверхность кометы. Ранее было объявлено, что "Фила" может возобновить научную работу уже в марте - как только у него появится достаточно солнечного света для подзарядки. Модуль "проснулся" в ночь на воскресенье и в течении 40 секунд передавал данные телеметрии. Тэги: Rosetta
24	2015-07-10. Посадочный модуль Фила вернулся на связь с Розеттой. Посадочный модуль "Фила", проснувшийся после семимесячной спячки на поверхности кометы Чурюмова-Герасименко, вышел на связь с зондом "Розетта" после трех недель неудачных попыток восстановить связь и перезагрузить его. Как отмечают в ЕКА, сеанс связи длился около 12 минут, за это время команда инженеров успела удостовериться, что зонд функционирует нормально, и получить собранные радаром данные. Главным позитивным моментом в агентстве назвали прогрев аппарата до нуля градусов, что позволило включить системы зарядки батарей. Тэги: Rosetta
25	2015-07-20. Посадочный модуль Фила перестал передавать сигналы на Розетту. Посадочный модуль "Фила" перестал передавать данные на "Розетту".Данное событие произошло через 10 дней после того как с ним была восстановлена связь. Инженеры немецкого центра в качестве рабочей гипотезы выдвинули версию о том, что аппарат подвергся воздействию со стороны газов, которые испускает комета и поменял свое месторасположение. Вместе с тем, поскольку, в настоящее время, по данным телеметрии, зонд получает достаточно энергии от солнечных батарей, то инженеры предполагают, что на зонде отказал один из двух приемо-передающих устройств. Как вариант решения проблемы разработчики аппарата предложили внести в бортовую программу зонда изменения которые должны будут заставить аппарат работать только с одним комплектом телекоммуникационного оборудования. Тэги: Rosetta
26	2015-08-13. Европейское космическое агентство пересматривает приоритеты. Европейское космическое агентство (ЕКА) начало пересматривать свои приоритеты относительно будущих задач космического аппарата Розетта и зонда Филы. Данное обстоятельство вызвано тем, что по мере приближения кометы к Солнцу ее ядро становится все более активным, что негативно влияет на работоспособность орбитального модуля. В частности, Розетта уже несколько раз теряла свою ориентацию в пространстве из-за ослепления звездных датчиков. В связи с этим, в ЕКА достаточно пессимистично смотрят на запросы ученых по сближению аппарата с ядром кометы поскольку орбитальный модуль может в ходе выполнения маневра окончательно выйти из строя. С другой стороны без этого маневра космический аппарат не сможет связаться с посадочным зондом поскольку на последнем отказал ряд транспондеров осуществляющих связь с Розеттой. В этой связи в агентстве решили, что, на текущий момент времени наиболее целесообразным будет подождать еще пару месяцев для того чтобы была возможность оценить ситуацию и принять наиболее безопасное решение.Тэги: Европейское космическое агентство , Rosetta
27	2016-07-27. ESA официально прекращает попытки связаться с Philae. Специалисты европейского космического агентства официально прекратили попытки связаться со спускаемым модулем Philae, который неожиданно пробудился прошлым летом и замолчал через месяц. Таким образом, попытки заставить зонд использовать исправные антенны для связи и отключения научной аппаратуры оказались неудачными. В самом агентстве связали неудачу с тем, что комета все больше отделяется от Солнца, а сам зонд скорее всего уже замерз.Тэги: Rosetta , Европейское космическое агентство
28	2016-10-01. Космический аппарат Rosetta завершил свою 12-летнюю миссию. Космический аппарат, направленный на столкновение с кометой Чурюмова-Герасименко, осуществил столкновение с космическим объектом. При снижении Rosetta произвела ряд измерений поверхности и структуры кометы. Скорость сближения составила около 3 км в час. Как сообщили в ЕКА при столкновении скорее всего аппарат был разрушен лишь частично.Тэги: Rosetta , Европейское космическое агентство
29	2017-12-21. Космическое агентство США объявило о выборе двух миссий в рамках программы Новые Горизонты. Космической агентство США объявило о выборе двух миссий в рамках программы Новые Горизонты. Согласно сообщению агентства в 2018 году дополнительное финансирование получат проекты по сбору и возврату вещества с кометы 67P/Чурюмова-Герасименко, а также исследования спутника Титан. Датой пуска аппаратов назван 2025 год, а сроком начала их разработки 2019 год. Относительно технической составляющей обеих миссий было сообщено что: 1. Первая миссия будет заключаться в отправке к комете разработанного Orbital ATK аппарата, который осуществит сбор и доставку на Землю вещества из ядра кометы. Датой возвращения аппарата назван 2038 год. 2. Вторая миссия будет состоять в отправке на спутник квадрокоптера, который будет обладать возможностью осуществлять измерения окружающей среды совершая перелеты на десятки и сотни километров. Датой посадки на поверхность спутника назван 2034 год. Обе миссии будут изучать космические объекты которые раньше уже посещались космическими аппаратами, в частности к комете 67P уже летал космический аппарат Rosetta, а Titan достаточно долго изучал космический аппарат Cassini.
6	2.2
7	64
8	2.8x2.1x2.0
9	1x1x0.8
10	850
11	35

Пусковые характеристики

Информация об удачном запуске

Столкновением с поверхностью кометы Чурюмова-Герасименко завершилась программа ее исследования зондом «Розетта».

30 сентября в 13:39 по московскому времени завершил свою миссию зонд Европейского космического агентства «Розетта», более двух лет исследовавший комету Чурюмова-Герасименко. Произошло это, как и планировалось, управляемым падением космического аппарата на поверхность кометы с высоты около 19 км. Оно стало результатом нескольких недель сложных маневров.

Место падения «Розетты» показано справа. Две другие стрелки указывают начальное и конечное положения посадочного модуля (изображение ESA/Rosetta/Philae/CIVA)

Регион падения зонда. (Изображение ESA/Rosetta/MPS)

Последняя фотография, сделанная зондом с высоты 20 м. Она имеет разрешение 5 мм на пиксель и охватывает область около 2,4 м в диаметре. (Изображение ESA/Rosetta/MPS)

Траектория падения зонда была нацелена на область активных ям в так называемом регионе Маат. Эти ямы представляют особый интерес, поскольку играют важную роль в активности кометы, именно там зарождаются многие из зарегистрированных плазменных струй. Кроме того, они обеспечивают уникальное окно, позволяющее увидеть внутреннее строение кометы. На стенках ям видны бугорчатые метровые структуры - «мурашки», которые, по мнению исследователей, могут быть следами кометезималей, которые, склеиваясь, образовывали кометы на ранних этапах формирования Солнечной системы.

Спуск в течение почти 14 часов дал возможность изучить газ, пыль и плазму кометы очень близко к ее поверхности, а также сделать ее изображения с очень высоким разрешением. Полученную информацию зонд успел передать на Землю еще до удара.

Решение о столь драматическом завершении миссии было принято после того, как комета снова вышла за пределы орбиты Юпитера и стала удаляться от Солнца настолько далеко, что получаемой солнечными батареями энергии скоро не станет хватать для работы аппаратуры. Кроме того, приближался месячный период, когда Солнце должно было находиться близко к линии прямой видимости между Землей и зондом, что затрудняет связь с ним. Это стало подходящим финалом для невероятных приключений «Розетты».

С момента запуска в 2004 году зонд «Rosetta» совершил более 5 оборотов вокруг Солнца, пройдя почти 8 миллиардов километров. За это время он три раза пролетел около Земли и по одному разу около Марса и двух астероидов. Космический аппарат пережил 31 месяц спячки в глубоком космосе на самой дальнем этапе своего пути, где не хватало энергии для поддержания его полноценного функционирования. После успешного пробуждения в январе 2014 года зонд, наконец, прибыл к комете в августе 2014 года. Затем в течении 786 дней он следовал рядом с кометой, следя за ее эволюцией во время приближения и удаления от Солнца, в том числе в момент наибольшего сближения с Солнцем.

«Розетта» стал первым в истории космическим аппаратом не только путешествовавшим вместе кометой, но и спустившим на нее в ноябре 2014 года исследовательский зонд.

В ходе миссии было сделано несколько важных открытий. В частности, обнаружено более высокое содержание тяжелой воды во льду кометы, что противоречит гипотезе о кометном происхождении воды на Земле. Совокупность результатов исследования структуры кометы и ее газопылевого состава указывают на рождение кометы в очень холодной области протопланетного облака во времена, когда Солнечная система еще формировалась, более 4,5 миллиарда лет назад. Большой интерес представляет обнаружение аминокислоты глицина, встречающейся в белках, фосфора – ключевого компонента ДНК и других органических соединений.

Миссия самого Зонда закончена, но полученные данные будут изучаться на Земле еще несколько десятилетий. Название миссии было дано в честь знаменитого Розетского камня, который сыграл решающую роль в понимании древнеегипетского языка. Исследователи полагают, что «Розетта» сыграет такую же роль в понимании природы комет.

За последние десятилетия автономные космические аппараты совершили множество посадок на планеты Солнечной системы и некоторые их спутники. А вскоре нога… то есть посадочная опора сделанного человеком космического аппарата впервые оставит свой след на ледяной тропинке ядра кометы 67P/Чурюмова-Герасименко.

Rosetta, ESA, 2004: Rosetta – первая миссия, программа которой предусматривает не только дистанционное изучение, но и посадку в 2014 году на изучаемую комету Чурюмова–Герасименко.

Не было ни знаменитого «Поехали!», ни «Один маленький шаг для человека…» — на экране цифры обратного отсчета просто прошли нулевое значение, и обратный отсчет сменил знак с минуса на плюс. Никаких других видимых эффектов, но инженеры в центре управления полетом Европейского космического агентства (ESA) заметно напряглись. В этот момент начался маневр торможения космического аппарата Rosetta, находящегося более чем в 400 млн километров от нас, но, чтобы радиосигнал об этом достиг Земли, потребовалось 22 минуты. А еще через семь минут Сильван Лодью, оператор космического аппарата, глядя на дисплей с данными телеметрии, встал и торжественно произнес: «Дамы и господа, могу официально подтвердить: мы прибыли к комете!»

International Cometary Explorer (ICE) NASA/ESA, 1978. Американско-европейский ICE в 1985 году пролетел сквозь хвост кометы Джакобини-Циннера, позднее, в 1986 году пролетел сквозь хвост кометы Галлея на расстоянии 28 млн км от ядра.

Вега-1, Вега-2 СССР, 1984. Советские аппараты после визита к Венере направились к комете Галлея, чтобы в марте 1986 года пролететь на расстоянии 9 тыс. км от ядра (Вега-1) и 8 тыс. км (Вега-2).

Sakigake, Suisei ISAS, 1985. Японские аппараты были направлены к комете Галлея. В 1986 году Suisei прошел в 150 тыс. км от ядра, изучая взаимодействие кометы с солнечным ветром, Sakigake пролетел на расстоянии 7 млн км от ядра.

Giotto ESA, 1985. Европейский аппарат в 1986 году с расстояния всего в 600 км сфотографировал ядро кометы Галлея, а позднее, в 1992 году прошел на расстоянии 200 км от кометы Григга-Скьеллерупа.

Deep Space 1 NASA, 1998. В 1999 году этот аппарат приблизился к астероиду 9969 Брайль на расстояние 26 км. В сентябре 2001 года пролетел на расстоянии 2200 км от кометы Боррелли.

Stardust NASA, 1999. Первая миссия, целью которой было не просто сближение на 150 км с ядром кометы Вильда-2 в 2004 году, но и доставка образца кометного вещества на Землю (в 2006 году). Позднее, в 2011 году, сблизился с кометой Темпеля-1.

Contour (Comet Nucleus Tour) NASA, 2002. Планировалось, что Contour пролетит близи ядер двух комет — Энке и Швассмана-Вахмана-3, после чего будет направлен к третьей (в качестве самой вероятной цели рассматривалась комета д’Арреста). Но во время перехода на траекторию, ведущую к первой цели, связь с аппаратом была потеряна.

Deep Impact NASA, 2005. Аппарат Deep Impact в 2005 приблизился к ядру кометы Темпеля-1 и «выстрелил» в него специальным ударником. Состав вещество, выбитого ударом, был проанализирован с помощью бортовых научных инструментов. Позднее аппарат был направлен к комете Хартли-2, от ядра которой он прошел на расстоянии 700 км в 2010 году.

От древности до наших дней

Кометы относятся к небесным объектам, которые можно увидеть невооруженным глазом, и потому они всегда вызывали особый интерес. Эти небесные тела описаны во многих исторических источниках, причем зачастую весьма красочным языком. «Она сияла дневным светом и волокла за собой хвост, похожий на жало скорпиона», — писали древние вавилоняне о комете 1140 года до нашей эры. В разные времена они считались то знамениями, то вестницами несчастий. Сейчас ученые, основываясь на накопленных за время изучения комет научных данных, считают, что кометы сыграли ключевую роль в появлении жизни на Земле, доставив на нашу планету воду и, возможно, простейшие органические молекулы.

Первые данные о составе кометного вещества были получены с помощью спектроскопических инструментов еще в XIX веке, а с началом космической эры у человечества появилась возможность непосредственно увидеть и «пощупать» (если не собственными глазами и руками, то научными приборами) хвосты комет и образцы кометного вещества. С конца 1970-х годов были запущены несколько космических аппаратов, предназначенных для исследования комет различными способами — от фотосъемки с небольших (по космическим меркам) расстояний до сбора проб и доставки на Землю образцов кометного вещества. Но в 1993 году Европейское космическое агентство решило замахнуться на гораздо более амбициозную цель — вместо того, чтобы доставлять образцы в земную лабораторию, инженеры предложили доставить лабораторию на комету. Иными словами, в рамках космической миссии Rosetta посадочный модуль Philae должен был совершить посадку на поверхность миниатюрного ледяного мира — ядра кометы.

10 лет полета

Разработка миссии длилась десять лет, и к 2003 году космический аппарат Rosetta был готов к запуску. Выведение его в космос с помощью ракеты-носителя Ariane??5 планировалось на январь 2003 года, но в декабре 2002 года такая же ракета взорвалась при запуске. Мероприятие пришлось отложить до выяснения причин неисправностей, и трехтонный космический аппарат был выведен на парковочную орбиту лишь в марте 2004 года. Отсюда он начал свое путешествие к цели — комете 67P/Чурюмова-Герасименко, но весьма кружным путем. «Не существует достаточно мощных ракет, которые могли бы непосредственно вывести аппарат на траекторию кометы, — объясняет Андреа Аккомаццо, руководитель полета миссии Rosetta. — Поэтому аппарату пришлось совершить четыре гравитационных маневра в поле тяготения Земли (2005, 2007, 2009) и Марса (2007). Такие маневры позволяют передать часть энергии планеты космическому аппарату, разгоняя его. Дважды аппарат пересекал пояс астероидов, и чтобы эта часть полета не пропадала зря, было решено заодно исследовать некоторые объекты пояса — астероиды Лютеция и Стайнс».

Для изучения ядра кометы: ALICE Видеоспектрометр УФ-диапазона для поиска благородных газов в составе вещества кометы. OSIRIS (Optical, Spectroscopic, and Infrared Remote Imaging System) Камера видимого и ИК-диапазона с двумя объективами (700 и 140 мм), с матрицей 2048x2048 пикселей. VIRTIS (Visible and Infrared Thermal Imaging Spectrometer) Мультиспектральная камера низкого разрешения и спектрометр высокого разрешения для тепловизионного картографирования ядра и изучения ИК-спектра молекул комы. MIRO (Microwave Instrument for the Rosetta Orbiter) 3-см радиотелескоп для обнаружения микроволнового излучения, характерного для молекул воды, аммиака и углекислого газа. CONSERT (Comet Nucleus Sounding Experiment by Radiowave Transmission) Радар для «просвечивания» и получения томограммы ядра кометы. Излучатель установлен на посадочном модуле Philae, а приемник — на орбитальном спутнике. RSI (Radio Science Investigation) Использование системы связи аппарата для изучения ядра и комы. Для изучения газового и пылевого облаков: ROSINA (Rosetta Orbiter Spectrometer for Ion and Neutral Analysis) Магнитный масс-спектрометр и времяпролетный масс-спектрометр для изучения молекулярного и ионного состава газов. MIDAS (Micro-Imaging Dust Analysis System) Атомный силовой микроскоп высокого разрешения для изучения частиц пыли. COSIMA (Cometary Secondary Ion Mass Analyser) Масс-анализатор вторичных ионов для изучения состава пылевых частиц. GIADA (Grain Impact Analyser and Dust Accumulator) Ударный анализатор и накопитель пылевых частиц для измерения их оптических свойств, скорости и массы. RPC (Rosetta Plasma Consortium) Прибор для изучения взаимодействия с солнечным ветром.

Rosetta стала первым космическим аппаратом, который отправился во внешнюю часть Солнечной системы, имея на борту в качестве источника энергии не радиоизотопный термоэлектрический генератор, а солнечные батареи. На расстоянии 800 млн км от Солнца (это самая дальняя точка миссии) освещенность не превышает 4% земной, поэтому батареи имеют большую площадь (64 м 2). Кроме того, это не обычные батареи, а специально разработанные для работы в условиях низкой интенсивности и низких температур (Low-intensity Low Temperature Cells). Но даже несмотря на это, для экономии энергии в мае 2011 года, когда Rosetta вышла на финишную прямую к комете, аппарат был переведен в режим спячки на 957 суток: были отключены все системы, кроме системы приема команд, управляющего компьютера и системы электропитания.

Первый спутник

В январе 2014 года Rosetta была «разбужена», началась подготовка к серии маневров сближения — торможения и уравнивания скоростей, а также плановое включение научных приборов. Между тем конечная цель путешествия стала видна лишь несколько месяцев спустя: на сделанном 16 июня камерой OSIRIS снимке комета занимала всего лишь 1 пиксель. А через месяц она уже едва умещалась в 20 пикселей.

APXS (Alpha X-ray Spectrometer) Aльфа- и рентгеновский спектрометр для изучения химического состава грунта под аппаратом (погружается на 4 см). COSAC (COmetary SAmpling and Composition) Газовый хроматограф и времяпролетный спектрометр для обнаружения и анализа сложных органических молекул. PTOLEMY Газовый анализатор для измерения изотопного состава. CIVA (Comet Nucleus Infrared and Visible Analyzer) Шесть микрокамер для панорамирования поверхности, спектрометр для изучения состава, текстуры и альбедо образцов. ROLIS (Rosetta Lander Imaging System) Камера высокого разрешения для съемки при спуске и стереосъемки мест забора образцов. CONSERT (COmet Nucleus Sounding Experiment by Radio- wave Transmission) Радар для «просвечивания» и получения томограммы ядра кометы. Излучатель установлен на посадочном модуле Philae, а приемник — на орбитальном спутнике. MUPUS (MUlti-PUrpose Sensors for Surface and Sub-Surface Science) Набор датчиков на опорах, пробоотборнике и наружных поверхностях аппарата для измерения плотности, механических и тепловых свойств грунта. ROMAP (Rosetta Lander Magnetometer and Plasma Monitor) Магнитометр и плазменный монитор для изучения магнитного поля и взаимодействия кометы с солнечным ветром. SESAME (Surface Electric Sounding and Acoustic Monitoring Experiment) Набор из трех приборов для изучения свойств грунта: Cometary Acoustic Sounding Surface Experiment (CASSE) — с помощью звуковых волн, Permittivity Probe (PP) — с помощью электрического тока, Dust Impact Monitor (DIM) измеряет падение пыли на поверхность. SD2 (Drill, Sample, and Distribution subsystem) Бур-пробоотборник, способный забирать образцы с глубины до 20 см и доставлять их в печи для нагревания и к различным приборам для дальнейшего анализа.

6 августа аппарат совершил маневр торможения, уравнял скорости с кометой и стал ее «почетным эскортом». «Rosetta описывает криволинейные треугольники, находясь примерно в 100 км от кометы со стороны Солнца, чтобы заснять все детали ее освещенной поверхности, — объясняет Франк Будник, специалист по полетной динамике миссии. — По каждой стороне этого треугольника аппарат дрейфует три-четыре дня, затем направление полета изменяется с помощью двигателей. Траектория немного искривляется гравитацией кометы, и благодаря этому мы можем вычислить ее массу, чтобы позднее перевести аппарат на устойчивую низкую орбиту. При этом Rosetta станет первым в истории искусственным спутником кометы».

Ключ в кармане

Миссия Rosetta («Розетта») названа в честь Розеттского камня, каменной таблички, найденной в 1799 году французским офицером в Египте. На табличке выбит один и тот же текст — на хорошо известном древнегреческом языке, древнеегипетскими иероглифами и египетским демотическим письмом. Розеттский камень послужил ключом, благодаря которому лингвисты получили возможность расшифровать древнеегипетские иероглифы. С 1802 года Розеттский камень хранится в Британском музее. Спускаемый аппарат Philae («Филы») получил свое имя в честь египетского острова Филы, где был в 1815 году найден уцелевший обелиск с надписями на древнегреческом и древнеегипетском языках, что (наряду с Розеттским камнем) помогло лингвистам в расшифровке. Подобно тому, как Розеттский камень дал ключ к пониманию языков древних цивилизаций, что позволило восстановить события многотысячелетней давности, его космический тезка, как надеются ученые, даст ключ к пониманию комет, древних «кирпичиков» Солнечной системы, зарождавшейся 4,6 млрд лет назад.

Разведка с орбиты

Но выход на орбиту кометы — лишь первая стадия, предваряющая самую главную часть миссии. Согласно плану, до ноября Rosetta будет изучать комету со своей орбиты, а также картографировать ее поверхность в рамках подготовки к посадке. «До прибытия к комете мы знали о ней довольно мало, даже ее форма — «двойная картофелина» — стала известна только при близком знакомстве, — рассказывает «Популярной механике» руководитель группы посадки аппарата Philae Стефан Уламек. — При выборе места для посадки мы руководствуемся набором требований. Во‑первых, надо, чтобы поверхность в принципе была достижима с той орбиты, на которой будет находиться аппарат. Во‑вторых, нужна относительно ровная площадка в радиусе нескольких сотен метров: из-за потоков в газовом облаке аппарат может снести в сторону во время довольно долгого (до нескольких часов) спуска. В-третьих, желательно, чтобы в месте посадки менялась освещенность и день сменял ночь. Это важно, потому что мы хотим изучить, как ведет себя при таком изменении поверхность кометы. Впрочем, варианты чисто «дневных» мест мы тоже рассматриваем. Нам повезло в том, что ядро кометы стабильно вращается вокруг одной оси, это значительно облегчает задачу».

Очень мягкая посадка

После того как будет выбрано место посадки, в ноябре состоится главное событие — 100-кг модуль «Филы» (Philae) отделится от аппарата и, выпустив три опоры, совершит первую в истории посадку на ядро кометы. «Начиная этот проект, мы совершенно не представляли многих деталей процесса, — говорит Стефан Уламек. — Никто раньше не совершал посадку на комету, и мы до сих пор не знаем, какова ее поверхность: то ли она твердая, как лед, то ли рыхлая, как свежевыпавший снег, то ли что-то промежуточное. Поэтому посадочный модуль сконструирован так, чтобы закрепиться на почти любой поверхности. После отделения от аппарата Rosetta и гашения орбитальной скорости модуль Philae начнет спуск к комете под действием ее небольшой силы тяжести, после чего совершит посадку на скорости примерно 1 м/с.

Снимок кометы 67P/Чурюмова-Герасименко, сделанный 16 августа камерой OSIRIS с длиннофокусным объективом с расстояния 100 км. Размер ядра кометы — 4 км, так что разрешение снимка примерно 2 м на пиксель. Используя серию снимков кометы, ученые уже наметили пять возможных мест посадки. Окончательный выбор будет сделан позднее.

В этот момент очень важно предотвратить «отскок» аппарата и закрепить его на поверхности кометы, и для этого предусмотрено несколько различных систем. Толчок при касании посадочных опор будет погашен центральным электродинамическим амортизатором, в этот же момент заработает сопло на верхнем торце Philae, реактивная тяга от выброса сжатого газа прижмет аппарат к поверхности на несколько секунд, пока он будет выбрасывать два гарпуна — размером с карандаш — на тросах. Длины тросов (около 2 м) должно хватить, чтобы гарпуны надежно держали, даже если поверхность покрыта слоем рыхлого снега или пыли. На трех посадочных опорах расположены ледобуры, которые тоже будут ввинчиваться в лед при посадке. Все эти системы были опробованы на симуляторе посадки немецкого космического агентства (DLR) в Бремене — и на твердых, и на рыхлых поверхностях, и мы надеемся, что они не подведут и в реальных условиях».

Но это будет чуть позже, а пока, как говорит старший научный сотрудник Директората ESA по научным исследованиям с помощью автоматических аппаратов Марк Маккориан, «мы как дети, которые десять лет ехали в машине, а теперь наконец прибыли в научный Диснейленд, где в ноябре нас ждет самый захватывающий аттракцион».

Примечание редакции: актуальная информация о посадке доступна по ссылке .

12 ноября 2014 года в истории освоения космоса произошло уникальное событие - впервые земной аппарат осуществил мягкую посадку на поверхность кометы. Это был кульминационный момент миссии «Розетта», нацеленной на раскрытие тайн кометы Чурюмова-Герасименко.

Все началось с открытия кометы

Рассказ об уникальной космической миссии «Розетта» можно начать с далекого 1969 года, когда в Казахстан в обсерваторию на Каменском плато в Алма-Ате в короткую командировку приехали сотрудник Главной астрономической обсерватории АН Украинской ССР Клим Чурюмов и аспирантка Киевского национального университета Светлана Герасименко. Цель их поездки заключалась в наблюдении периодических комет на 50-сантиметровом телескопе Максутова АСИ-2.

Кометы давно интересовали ученых. Изучение этих космических тел могло пролить свет на формирование Солнечной системы, зарождение жизни на Земле, на связь между прохождением комет рядом с нашей планетой и возникновением эпидемий. Кроме того, кометы, как и астероиды, представляют огромную опасность для нашей цивилизации в случае столкновения с Землей. В 1986 году мировым научным сообществом была проделана масштабная работа по изучению комет. Тогда знаменитая комета Галлея (1Р) сблизилась с Солнцем, и для ее изучения были отправлены сразу пять космических аппаратов: «Вега-1» и «Вега-2» (СССР),«Сакигакэ» и «Суйсэй» (Япония), а также «Джотто» (Европейское космическое агентство).

Этим аппаратам удалось собрать немало ценной информации, которая позволила дать ответы на многие вопросы, однако для более полного понимания природы комет требовалось изучение вещества их ядер. НАСА и ЕКА начали разработку совместного проекта, который предусматривал пролет астероида и достижения кометы. Планировалось, что космический аппарат произведет отбор образца вещества ядра кометы и доставит его на Землю. В начале 1990-х годов НАСА сократили финансирование, и американцы отказались от этого проекта. В результате Европейскому космическому агентству пришлось забыть о планируемом возвращении аппарата с образцом ядра кометы и думать об анализе состава ядра кометы непосредственно в космосе. Так начиналась разработка проекта «Розетта».

Почему такие странные названия?

Почему проект получил название «Розетта»? Не все знакомы с историей исследования древнеегипетской цивилизации, а ведь в ней довольно важную роль сыграл знаменитый Розеттский камень, который нашли в 1799 году в дельте Нила рядом с египетским городом Розетты.

Это был обломок стелы из гранодиорита, его главной достопримечательностью являлись надписи, одна из которых была выполнена древнеегипетскими иероглифами, другая на древнегреческом языке. Благодаря этому французу Жану-Франсуа Шампольону удалось начать расшифровку древнеегипетских иероглифов.

По существу, Розеттский камень сыграл роль своеобразного ключа к тайнам древнеегипетской цивилизации. А вот проект ЕКА «Розетта» должен был стать ключом к раскрытию тайн комет, поэтому он и получил такое название. Фонд «Продлить мгновение», ставящий целью сохранение языкового богатства нашей цивилизации, специально для этой миссии подготовил 5-сантиметровый никелевый диск, который был установлен на корпусе аппарата «Розетта». На диске находились надписи на сотнях языков народов Земли, некоторые журналисты назвали этот диск современным аналогом Розеттского камня.

Весьма необычное название - «Филы» - получил и спускаемый аппарат, предназначенный для посадку на комету Чурюмова-Герасименко. Как и название «Розетта», оно также имело прямую снизь с расшифровкой древнеегипетской письменности. Филы — это название острова посреди Нила, на котором был найден обелиск с надписями, выполненными древнеегипетскими иероглифами и на древнегреческом языке. Из Египта ценный обелиск перекочевал в английское поместье Кингстон-Лейси в графстве Дорсет, принадлежащее известному египтологу Уильяму Джону Бэнксу.

Ученый тщательно изучил надписи, ему удалось установить, как иероглифами на обелиске были записаны имена Птолемея и Клеопатры. Это сыграло свою роль в удачной попытке Шампольона расшифровать египетские иероглифы. Таким образом,наравне с Розеттским камнем, обелиск из Филы стал еще одним ключом для раскрытия тайн Древнего Египта. Как оказалось, египетская тема в названиях космических аппаратов принесла миссии удачу; несмотря на некоторые проблемы, она в целом прошла успешно и позволила получить немало ценной информации о кометах.

Долгий путь с двумя космическими «свиданиями»

Любопытно, что комета Чурюмова-Герасименко стала целью миссии «Розетта» случайно, первоначально предполагалось изучить комету Виртанена, открытую в 1948 году астрономом Карлом Виртаненом (США). Однако 11 декабря 2002 года неудачный пуск ракетоносителя «Ариан-5» послужил причиной отсрочки старта миссии, планировавшегося на 12 января 2003 года. Дело в том, что «Розетту» должен был вывести и космос аналогичный ракетоноситель, его техническая проверка привела к задержке старта на целый месяц.

Из-за этого направлять «Розетту» к комете Виртанена стали нецелесообразным, пришлось искать другую цель, ей и стала комета Чурюмова - Герасименко. Запуск космического аппарата состоялся 2 марта 2004 года с космодрома Куру во Французской Гвиане. На запуск в качестве почетных гостей ЕКА были приглашены С. И. Герасименко, научный сотрудник Института астрофизики АН Таджикистана, и К. И. Чурюмов, профессор Киевского университета, ведь «Розетта» летела к открытой ими комете.

Путь к цели у «Розетты» был довольно сложным, достаточно вспомнить, что он включал четыре гравитационных манёвра (три у Земли и один у Марса) и пять витков вокруг Солнца. Согласно траектории полета, аппарат прошел рядом с астероидами Штейне и Лютеция. В августе и сентябре 2008 года состоялась встреча «Розетты» с астероидом Штейне, правда, встречей это можно было назвать только по космическим масштабам, ведь аппарат и астероид разделяло 800 км.

К сожалению, из-за проблем с одной из камер снимки астероида Штейне вышли с невысоким разрешением, однако и они позволили ученым получить немало ценной информации. В частности, на снимках астероида в его верхней части отчетливо виден внушительный кратер диаметром примерно в два километра, а всего на поверхности Штейнса ученые насчитали 25 кратера диаметром более 200 метров. Удалось подтвердить и ранее рассчитанный диаметр астероида в 5 километров. А вот встреча с Лютецием в июле 2010 года прошла гораздо успешнее, удалось получить большое количество качественных снимков астероида, что позволило составить его детальную карту.

Период с июля 2011 по январь 2014 года «Розетта» «проспала» и включилась в активную фазу, когда приблизилась к комете Чурюмова-Герасименко. 7 августа 2014 года от «Розетты» до ядра кометы оставалось около 100 км, в этом же месяце она стала спутником кометы. Надо ли говорить, что данное событие произошло впервые за всю историю освоения космического пространства. Далее началась заключительная и самая интересная часть миссии.

«Розетта» и «Филы» исследуют комету

«Розетта» была оснащена множеством приборов, предназначенных для изучения кометы. Одни служили для дистанционного изучения ее ядра в ультрафиолетовом, видимом, инфракрасном и микроволновом диапазонах электромагнитного излучения; другие выполняли анализ газа и пыли; третьи отслеживали воздействие Солнца. Специальный прибор MIDAS, основанный на атомно-силовой микроскопии, был предназначен для сбора и фотографирования частиц пыли, находящейся в ореоле кометы.

У посадочного аппарата «Филы» массой в 100 кг имелись в наличии свои инструменты для анализа ядра кометы, так называемые пиролизеры, предназначенные для разогревания образцов вещества и фиксации их химического и изотопного состава. Кроме них он был оснащен газовым хроматографом и масс-спектрометром. Всего на аппарате находилось десять научных приборов общей массой 26,7 кг. Имелись на нем и два специальных гарпуна, предназначенных для закрепления на поверхности кометы при посадке аппарата.

14 октября 2014 года после тщательного анализа поверхности кометы было определено мести посадки зонда. Его назвали «Агилкия» в честь еще одного острова на Ниле, именно на него перенесли памятники архитектуры Древнего Египта с острова Филы перед его затоплением в процессе возведения Асуанской плотины. Как видите, команда миссии сохранила приверженность к древнеегипетской теме до завершающего этапа.

На расстоянии 22,5 км от кометы зонд «Филы» отделился от «Розетты» и направился к своей конечной цели. Со скоростью 1 м/с «Филы» целых 7 часов добирался до кометы, попутно делая снимки и «Розетты», и космической странницы. Увы, идеальной посадки не получилось. Сначала не сработали гарпуны, потом отказал маневровый двигатель, в результате произошел первый отскок от поверхности кометы, потом - новое касание и второй отскок, только в 17:32 по всемирному времени 12 ноября 2014 года «Филы» наконец-то сел на поверхность кометы.

Вместо активной работы 15 ноября «Филы» переключили в режим энергосбережения, при котором были выключены все научные приборы и большая часть бортовых систем. Заряд батарей был настолько мал, что поддерживать постоянные сеансы связи с аппаратом не было возможности. По мнению команды миссии, с приближением кометы к Солнцу освещенность солнечных батарей могла повыситься и энергии станет достаточно для включения аппарата.

Подобные ожидания оказались слишком оптимистичными. 13 июня 2015 года с аппаратом «Филы» вновь была установлена связь; увы, она продержалась меньше месяца и 9 июля прекратилась. Из-за тени, в которой находились солнечные батареи, они больше не могли вырабатывать необходимое количество электроэнергии для подзарядки аккумуляторов, «Филы» замолчал навсегда.

30 сентября 2016 года наступил заключительный акт миссии - «Розетта» была направлена на контролируемое столкновение с кометой Чурюмова-Герасименко. Аппарат направили в район «колодцев» - своеобразных кометных гейзеров. «Падение» на комету продолжалось 14 часов, все это время «Розетта» передавала на Землю фотоснимки и результаты анализов газовых потоков. Когда она обрушилась на поверхность кометы, миссия стоимостью 1,4 млрд евро закончилась. Кстати, точку, где навечно успокоилась «Розетта», назвали словом «Сайс», это название города, где нашли Розеттский камень.

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

Главная » Полезно знать » Верхом на комете: трогательная история зонда "Розетта" и модуля "Филы". Космическая миссия Rosetta достигла своей кульминации