Rosetta/Philae


Rosetta po odłączeniu lądownika Philae Philae na powierzchni jądra komety

Druga sonda kosmiczna ESA przeznaczona do badania komety, zawiera orbiter oraz lądownik przeznaczony do dokonania pierwszego miękkiego lądowania na jądrze komety.

Rakieta nośna Ariane-5G+. Masa całkowita sondy 2900 kg (w tym paliwo 1578 kg, lądownik 90 kg). Szerokość 2,8 m, wysokość 2,1 m, średnica anteny głównej 2,2 m. Sonda jest stabilizowana trójosiowo. Zasilanie z dwóch baterii słonecznych o rozpiętości 32 m i pow. 62 m kw., moc w odległości 3,4 AU (spotkanie z kometą) 440 W, w odległości 1 AU (pod koniec misji) 8000 W.

W skład aparatury naukowej sondy  wchodzą następujące grupy  instrumentów:

- teledetekcyjne:
 
  • OSIRIS - Optical, Spectroscopic and Infrared Remote Imaging System,
  • ALICE - UV imaging telescope/spectrometer,
  • VIRTIS - Visible and Infrared Thermal Imaging Spectrometer,
  • MIRO - Microwave Instrument for the Rosetta Orbiter,
  • - do analizy chemicznej:
     
  • ROSINA - Rosetta Orbiter Spectrometer for Ion and Neutral Analysis,
  • MIDAS - Micro-Imaging Dust Analysis System,
  • COSIMA - Cometary Secondary Ion Mass Analyzer,
  • - do analizy pyłu:
     
  • GIADA - Grain Impact Analyzer and Dust Analyzer,
  • - do badania struktury jądra:
     
  • CONSERT - Comet Nucleus Sounding Experiment.
  • Lądownik Philae (jego pierwotna nazwa brzmiała Roland (skrót od Rosetta Lander), 5 lutego 2004 roku wprowadzono nazwę Philae, od nazwy wyspy na Nilu, gdzie znaleziono obelisk z inskrypcjami, które pomogły w rozszyfrowaniu egipskich hieroglifów) ma na pokładzie 9 instrumentów do badania składu chemicznego i własności fizycznych powierzchni jądra oraz kamerę i urządzenie wiertnicze (do głębokości 25 cm).

    Po oddzieleniu od sondy macierzystej i balistycznym upadku na jądro (zamortyzowanym przez 3 łapy) wbije harpun w jego powierzchnię, aby zapobiec odbiciu i opuszczeniu jego znikomego pola grawitacyjnego. Minimalny czas pracy na powierzchni powinien wynieść 65 h, jednak specjaliści z ESA liczą, że będzie działał przez kilka miesięcy.


    Pierwotnie start planowano na 13 stycznia 2003 roku, kometą docelową miała być 46P/Wirtanen. Podczas 9-letniej podróży do komety Rosetta miała wykonać trzy manewry grawitacyjne przelatując koło Marsa i Ziemi (dwukrotnie) oraz zbliżyć się do planetoid 4979 Otawara (10.07.2006) i 140 Siwa (23.07.2008). Spotkanie z kometą Wirtanena planowane było na listopad 2011, w sierpniu 2012 zaś lądowanie na jądrze komety.

    Z powodu awaryjnego startu nowej wersji rakiety Ariane-5ECA w dniu 11 grudnia 2002 roku, start kolejnej rakiety tej rodziny wstrzymano do czasu wyjaśnienia przyczyn awarii. Ostatecznie misję do Wirtanena odwołano 14 stycznia 2003, kiedy Rosetta zatankowana paliwem umieszczona była na szczycie rakiety nośnej. Okno startowe roku 2003 zostało w ten sposób utracone. W maju 2003 roku Komitet Programu Naukowego ESA wybrał jako obiekt docelowy  kometę 67P/Czuriumow-Gierasimienko, odkrytą w 1969 roku przez kijowskich astronomów. Ta kometa była brana pod uwagę jeszcze w końcu lat 80., we wczesnej fazie projektowania misji Rosetty, później jednak musiała ustąpić na rzecz komety Wirtanena. Zmiana celu i roczne opóźnienie spowodowało konieczność zlania paliwa, co groziło uszkodzeniem zbiorników sondy. Dodatkową komplikacją była konieczność przeprogramowania komputera lądownika, bowiem jądro nowej komety o rozmiarach 3 x 5 km jest trzykrotnie większe od jądra komety Wirtanena.


    16.02.2004 umieszczono sondę na szczycie rakiety Ariane-5G+.

    24.02.2004 przewieziono rakietę na stanowisko startowe ELA-3 kosmodromu Kourou (Gujana Francuska).

    Zaplanowany na 26.02.2004 na 07:36:49 start został odłożony w T-7 minut o dobę z powodu zbyt gwałtownego wiatru w stratosferze.

    27.02.2004 w T-3 godziny 35 minut start odłożono o kilka dni z powodu odpadnięcia fragmentu izolacji termicznej z pierwszego stopnia RN. Rakieta została odwieziona do hali montażowej BAF.

    01.03.2004 rakietę przewieziono ponownie na stanowisko startowe ELA3.

    02.03.2004 o 07:17:51 sonda wystartowała. Po odrzuceniu rakiet startowych i pierwszego stopnia (w T+10 minut) przez ponad godzinę leciała po nietrwałej orbicie okołoziemskiej o parametrach: hp=45 km, ha=3849 km, i=5,7° (maksymalną wysokość osiągnęła w T+1godzina 7 minut). Zapłon silnika drugiego stopnia nastąpił na wysokości 652 km nad powierzchnią Ziemi w T+01:56:45. Minimalna wysokość nad Ziemią (225 km) została osiągnięta w T+02:05:06. Silnik drugiego stopnia został wyłączony 1097 km nad Ziemią w T+02:13:42. Sonda została wprowadzona na trajektorię międzyplanetarną, na której przewidziane są cztery  manewry grawitacyjne i spotkania z dwiema planetoidami. Oddzielenie sondy od ostatniego stopnia RN nastąpiło w T+02:15:05. Świadkami startu byli między innymi odkrywcy komety. O 10:11 zakończono rozkładanie paneli baterii słonecznych oraz nawiązano kontakt z Ziemią.

    03.03.2004 o 00:34 rozłożono antenę paraboliczną. O 09:34 wykonano testowy zapłon silnika (dV=1 m/s), a o 11:47 7-minutowy zapłon (pierwsza korekta orbity).

    08.03.2004 orbita heliocentryczna miała parametry: hp=0,8852 AU, ha=1,0938 AU, i=0,04°, t=359,5d.

    04.03.2005 o 22:09:14 nastąpił pierwszy przelot koło Ziemi (1954,74 km nad Zatoką Kalifornijską).

    W dniach 21.06-14.07.2005 sonda obserwowała uderzenie sondy Deep Impact na kometę 9P/Tempel 1.

    26.07.2005 sonda została przełączona w stan hibernacji. Miała w nim przebywać przez dwa miesiące, jednak 04.08.2005 okazało się, że w dniach 01-04.08.2005 doszło do nieoczekiwanie wysokiego (20 g) zużycia paliwa, co zmieniło prędkość sondy o 2,5 mm/s. Do czasu wyjaśnienia sytuacji sondę pozostawiono w stanie aktywności.

    29.09.2006 o 02:00 wykonano manewr DSM-2 (t=52' 08", dV=31,880 m/s).

    13.11.2006 o 23:14 wykonano manewr korekty orbity (t=104", dV=0,099 m/s).

    09.02.2007 pomiędzy 02:00 a 04:45 wykonano korektę orbity TCM-16d (t=54").

    25.02.2007 o 01:57:59 nastąpił przelot w odległości 250 km od Marsa. W wyniku manewru grawitacyjnego sonda przeszła na orbitę heliocentryczną o parametrach: hp=0,78 AU, ha=1,59 AU, i=1,9°.

    26.04.2007 o 22:04 wykonano manewr DSM-3 (dV=6,526 m/s).

    18.10.2007 o 17:06 wykonano korektę orbity TCM (t=42").

    13.11.2007 o 20:57 nastąpił drugi przelot koło Ziemi (5295 km nad Pacyfikiem). Nowa orbita heliocentryczna ma parametry: hp=0,91 AU, ha=2,26 AU, i=7,7°.

    05.09.2008 o 18:38 sonda przeleciała z prędkością 8,6 km/s w odległości ok. 800 km od planetki (2867) Steins. 6 minut przed największym zblizeniem awarii uległa kamera wąskokątna NAC, jednak po kilku godzinach powróciła do działania.

    22.10.2009 o 15:26:10 wykonano manewr TCM (t=87", dV=8,789 cm/s).

    13.11.2009 o 07:45:40 sonda po raz trzeci i ostatni przeleciała w odległości 2481 km od powierzchni Ziemi.

    10.07.2010 o 15:44 przeleciała z prędkością 15 km/s w odległości 3169 km od planetoidy (21) Lutetia. Seria zdjęć planetoidy: 1 | 2 | 3 | 4 | 5.

    17.01.2011 o 19:03 wykonano manewr TCM (t=6 h ??', dV=301 m/s).

    18.01.2011 o 18:59:31 wykonano manewr TCM (plan: t=6 h 11', dV=274 m/s). Podczas niego sonda weszła w stan "safe mode".

    [plan: 21.01.2011 o 18:49:07 wykonano manewr TCM (t=2 h 51', dV=120 m/s).] Manewr wykonano w końcu stycznia.

    [plan: 23.01.2011 o 18:42:05 wykonano manewr TCM (t=1 h 58', dV=78,2 m/s).] Manewr wykonano w końcu stycznia.

    22.02.2011 o 18:38 wykonano manewr TCM (t=43', dV=? m/s).

    08.06.2011 o 08:00 sonda została przestawiona w tryb orientacji obrotowej. O 12:58 wysłano komendę wejścia w stan hibernacji, zanik sygnału o 14:13 potwierdził wykonanie rozkazu.

    20.01.2014 o 10:00 wysłano do sondy komendę wybudzenia. Potwierdzenie wykonania komendy napłynęło około 19:15.

    07.05.2014 o 17:30 wykonano OCM-1, pierwszy z dziesięciu zaplanowanych manewrów, mających doprowadzić sondę do satelizacji (t=45', dV=20 m/s).

    21.05.2014 o 15:23 rozpoczęto NCD-1, pierwszy z trzech dużych manewrów hamujących (t=7h 16', dV=291 m/s, zużycie paliwa 218 kg).

    04.06.2014 o 14:21:58 rozpoczęto NCD-2 (t=6h 39', dV=271 m/s (plan), zużycie paliwa 190 kg).

    18.06.2014 o 14:31 (MOB, Midpoint of burn), wykonano manewr NCD-3 (dV=90,76 m/s).

    02.07.2014 o 12:57 (MOB, Midpoint of burn), wykonano manewr OCM-2 (dV=58,80 m/s).

    09.07.2014 o 11:57 (MOB, Midpoint of burn), wykonano manewr OCM-3 (dV=24,91 m/s).

    16.07.2014 o 11:12 (MOB, Midpoint of burn), wykonano manewr OCM-4 (dV=10,65 m/s).

    23.07.2014 o 10:30 (MOB, Midpoint of burn), wykonano manewr OCM-5 (dV=4,62 m/s).

    03.08.2014 wykonano manewr OCM-6 (dV=~7 m/s).

    06.08.2014 o 09:00:01 rozpoczęto manewr OCM-7 (dV=~1 m/s, t=6' 26"). Po jego zakończeniu sonda jako pierwsza w historii "zastopowała" w odległości 100 km od jądra komety.

    Sonda na tym etapie misji nie porusza się po orbicie komety (ma ona na to w tej odległości zbyt słabe ciążenie), a jedynie przelatuje (w przybliżeniu) po bokach zacieśniającego się trójkąta, wykonując w jego wierzchołkach niewielkie manewry. Dwie takie kolejne "orbity" stanowią CAT (Close Approach Trajectory), bok pierwszej wynosi 100, a drugiej 50 km.

    10.08.2014 wykonano CAT Change 1 (t=6' 25", dV=0,88 m/s).

    13.08.2014 wykonano CAT Change 2 (t=6' 22", dV=0,87 m/s).

    17.08.2014 wykonano CAT Change 3 (t=6' 19", dV=0,85 m/s). Zakończono pierwsze "okrążenie po trójkącie".

    20.08.2014 wykonano CAT Change 4 (h=80 km).

    24.08.2014 wykonano CAT Change 5 (h=72 km).

    27.08.2014 wykonano CAT Change 6 (h=72 km).

    31.08.2014 wykonano CAT Change 7 (h=72 km). Zakończono drugie "okrążenie po trójkącie".

    03.09.2014 wykonano TGM-1 (t=4' 55", dV=0,56 m/s), po którym sonda zbliży się do jądra na ok. 30 km.

    07.09.2014 wykonano TGM-2 (t=4' 18", dV=0,45 m/s).

    10.09.2014 wykonano GMP-1 (t=2' 19", dV=0,193 m/s), po którym sonda weszła na orbitę na wysokości ok. 30 km. Tym samym rozpoczęła się faza TGM (Transfer to Global Mapping).

    14.09.2014 wykonano manewr GMP-1 slot 1 (t=32", dV=0,025 m/s),

    15.09.2014 ESA wybrała rejon "J" dla lądowania Philae. Zbliżenie. Większe zbliżenie.

    17.09.2014 wykonano manewry GMP-2A (t=1' 23", dV=0,085 m/s) i GMP-2B (t=1' 25", dV=0,087 m/s).

    21.09.2014 wykonano manewr GMP-1 slot 2 (t=25", dV=0,018 m/s),

    24.09.2014 wykonano manewr przejścia na wysokość 20 km.

    29.09.2014 wykonano manewr wejścia na wysokość 20 km.

    08.10.2014 wykonano manewr przejscia na wysokość 10 km.

    15.10.2014 wykonano manewr wejścia na orbitę kołową 10 km.

    28.10.2014 wykonano manewr wejścia na orbitę eliptyczną 10-30 km.

    04.11.2014 rejon "J" nazwano Agilkia.

    12.11.2014 o 06:35, w ramach operacji lądowania na powierzchni jądra komety, Rosetta wykonała manewr wejścia na orbitę h=22,5 km (dV=0,46 m/s, t=~6'). O 08:35, na pułapie około 20 km, nastąpiło odłączenie lądownika Philae.

    12.11.2014 o 15:33 Philae, jako pierwszy obiekt w historii, zetknął się z powierzchnią jądra komety. Ponieważ silnik dopychający do powierzchni nie został uruchomiony z powodu awarii, a  harpuny mocujące nie zostały wystrzelone, odbił się od niej i przeleciał kilkaset metrów, po czym o 17:26 ponownie zetknął się z powierzchnią, znów odbił i znieruchomiał o 17:33. Niestety miejsce lądowania okazało się skrajnie nieprzyjazne - lądownik spoczywa mocno przechylony na grupie kamieni, z jedną nogą nie dotykającą powierzchni, w dodatku w cieniu klifu, otrzymując jedynie minimalną ilość energii słonecznej. Aparatura naukowa funkcjonuje prawidłowo, jednak baterie chemiczne wyczerpią się 14/15.11.2015. Trwa poszukiwanie wyjścia z tej sytuacji, rozważane są scenariusze hibernacji, czy różne próby poruszenia lądownika.

    Pod koniec 14.11.2014 udało się obrócić lądownik o 35°, co w znaczącym stopniu poprawiło jego sytuację energetyczną i udało się zakończyć wszystkie badania pierwszej sesji naukowej.

    15.11.2014 o 00:36 kontakt z lądownikiem został utracony.

    13.06.2015 o 20:28 odebrano sygnały z lądownika Philae.

    23.06.2015 misja Rosetty została przedłużona z 31.12.2015 do 30.09.2016.

    13.08.2015 kometa znalazła się w perihelium.

    02.09.2016 z wysokości 2,7 km sonda wykonała zdjęcie, na którym zidentyfikowano lądownik Philae.

    24.09.2016 sonda przeszła na orbitę o parametrach:hp=16 km, ha=23 km.

    29.09.2016 o 20:48:11 sonda wykonała trwający 208 sekund manewr, który spowodował wyzerowanie prędkości orbitalnej i rozpoczęła pionowy upadek z wysokości 19 km.

    30.09.2016 o 10:39:19 (11:19:19 ERT) sonda z prędkością 90 cm/s opadła na powierzchnię jądra w rejonie Ma'at, jednocześnie wyłączając wszystkie swoje systemy. Tym samym jej misja została definitywnie zakończona.


    Strona główna | Sondy kosmiczne | Komety | Witryna projektu