Eduscience



Grafika 1. Rosetta
w pobliżu komety 67P/CG (wizja artystyczna)

Źródło:
http://www.esa.int/spaceinimages/Images/2013/12/Rosetta_at_comet

ROSETTA – lądowanie na komecie

Paweł Lejba

Przez ostatnie dziesięciolecia ludzkość zbudowała i wysłała w przestrzeń kosmiczną setki satelitów i sond kosmicznych. Człowiek stanął na Księżycu, zbudowano międzynarodową stację orbitalną, w której mieszkają i pracują ludzie, wysłano sondy w kierunku planet Układu Słonecznego, po Marsie jeżdżą w pełni automatyczne laboratoria. Ale w historii podboju kosmosu jeszcze nie lądowano na komecie. Przed szansą znalazła się sonda Rosetta z lądownikiem Philae, który latem 2014 ma wylądować na powierzchni komety 67P/Czuriumow-Gierasimienko (67P/CG).

2 marca 2004 roku Europejska Agencja Kosmiczna ESA wysłała w kierunku komety 67P/Czuriumow-Gierasimienko (67P/CG) sondę o nazwie Rosetta (Grafika 1). Nazwa sondy pochodzi od słynnego kamienia (Grafika 2) z portu egipskiego Rosetty, niekompletnego bloku czarnego bazaltu, na którym został wyryty w trzech skryptach (egipskie hieroglify, ludowy egipski oraz grecki)  dekret kapłański dotyczący piątego władcy Egiptu Ptolemeusza V. Ów kamień pozwolił rozszyfrować egipskie hieroglify. Naukowcy zajmujący się misją Rosetta są przekonani, że tak jak kamień z Rosetty pozwolił rozszyfrować egipskie hieroglify, tak misja Rosetta pozwoli rozszyfrować początek Układu Słonecznego oraz odpowiedzieć na pytanie skąd wzięło się życie na Ziemi.

Kometa 67P/CG to nieregularna bryła (Grafika 3) o najdłuższej średnicy 4 km. Jej masa wynosi w przybliżeniu 3,14 ∙10^12 kg. Oznacza to, że przyciąganie grawitacyjne komety 67P/CG jest 200 000 razy słabsze niż przyciąganie grawitacyjne Ziemi. Człowiek o masie 80 kg na Ziemi waży 784 N, a na komecie 67P/CG miałby ciężar 0,004 N !

Sonda składa się z orbitera, zapewniającego komunikację z Ziemią za pomocą zainstalowanej na orbiterze anteny o średnicy 2,2 m oraz lądownika Philae (Grafika 4), który docelowo ma wylądować na powierzchni komety. Nazwa lądownika pochodzi od nazwy wyspy na Nilu, gdzie znaleziono słynny kamień z Rosetty. Ze względu na bardzo małą masę, a tym samym niezwykle małe przyciąganie grawitacyjne komety, lądownik zostanie zakotwiczony za pomocą specjalnego harpuna, który uniemożliwi  ucieczkę lądownika z powierzchni komety. To pierwsza taka misja w historii podboju kosmosu.

Konstrukcja Rosetty to aluminiowy prostopadłościan o wymiarach 2,8 x 2,1 x 2,0 m. Za zasilanie sondy odpowiedzialne są dwa, 5-elementowe skrzydła  paneli słonecznych, każde o powierzchni 32 m^2. Cała masa Rosetty wynosi ok. 3000 kg, z czego ok. 1670 kg to samo paliwo. Urządzenia badawcze ważą 165 kg, a lądownik 100 kg. Ogromna ilość paliwa, która stanowi ponad 55% całkowitej masy sondy wynika z tego, że misja ma trwać 12 lat. Wyposażenie naukowe sondy stanowi 21 instrumentów badawczych: 11 zainstalowanych na orbiterze oraz 10 zainstalowanych na lądowniku.

20 stycznia 2014 o godz. 11:00 czasu polskiego sonda została wybudzona po ponad 31 miesiącach hibernacji (stan uśpienia). Wieczorem 20 stycznia br. o godzinie 19:18 czasu polskiego został odebrany sygnał od Rosetty i przesłany do Europejskiego Centrum Operacji Kosmicznych, które mieści się w niemieckim mieście Darmstadt. Sonda ma się dobrze. Przez pierwszych sześć godzin Rosetta rozgrzewała urządzenia, które znajdują się na jej pokładzie, a następnie nawiązała kontakt z Ziemią. W styczniu 2014 roku sonda znajdowała się w odległości ok. 8,5 miliona kilometrów od komety. Podróż Rosetty trwała blisko 10 lat. W tym czasie sonda kilkakrotnie przelatywała w pobliżu Ziemi oraz Marsa, otrzymując od tych planet tzw. asysty grawitacyjne, które pozwalają na zwiększenie szybkości sondy oraz jednocześnie zmianę kierunku jej lotu (Grafika 5). Szczegółową trasę lotu sondy można śledzić na stronie misji pod adresem: https://util1.estec.esa.int/rosetta/where_is_rosetta/.

Główne cele misji Rosetta to:

  • udane lądowanie na powierzchni komety (powinno nastąpić na początku sierpnia 2014),
  • zbadanie materii, z której zbudowana jest kometa,
  • obserwacja cząsteczek komety oraz gazowej otoczki (tzw. komy),
  • obserwacja zwiększonej aktywności komety w peryhelium (najbliższa pozycja względem Słońca).

Kometa 67P/CG jest tzw. kometą okresową, tzn., że co jakiś czas pojawia się w pobliżu Słońca. Dla komety 67 P/CG jeden okres orbitalny wynosi 6,45 roku. Następne maksymalne zbliżenie komety do Słońca przewidywane jest na dzień 15 sierpnia 2015 roku. Wtedy też pojawi się warkocz kometarny, ponieważ zamarznięta kometa będzie stopniowo ogrzewana na skutek zbliżania się do Słońca. To będzie jeden z najciekawszych momentów w czasie misji Rosetty, na który czekają naukowcy.

W tej bardzo zaawansowanej technologicznie misji także Polska ma swój udział. Na pokładzie lądownika Philae, który wyląduje na komecie, znajduje się instrument badawczy tzw. penetrator kometarny MUPUS (Multi-Purpose Sensors for Surface and Sub-Surface Science – wieloczujnikowy penetrator dla powierzchniowych i podpowierzchniowych badań gruntu), który został skonstruowany przez dr inż. Jerzego Grygorczuka z Centrum Badań Kosmicznych Polskiej Akademii Nauk. Taki penetrator pozwala zmierzyć gęstość gruntu, jego właściwości termiczne oraz mechaniczne.

Losy misji Rosetta można śledzić na stronach Europejskiej Agencji Kosmicznej ESA pod adresem http://www.esa.int/Our_Activities/Space_Science/Rosetta.

1 komentarz

bohomas507

10 listopada 2014, 15:53

dobrze że lądownik wylądował tżymam kciuki za to żeby odkryć na niej aminokwasy a wręcz komurki życia

Dodaj komentarz

2 Krajowa Konferencja Scientix "Dobre praktyki STEM"

Serdecznie zapraszamy na 2. Krajową Konferencję Scientix „Dobre Praktyki STEM” dla nauczycieli przedmiotów matematyczno-przyrodniczych, która odbędzie się w dn. 23-24.11.2018 r. w Warszawie. Zapisy właśnie ruszyły, a organizatorzy jak zwykle…

Czytaj więcej

Webinaria Scientix dla nauczycieli

Serdecznie zapraszamy na webinaria dla nauczycieli przedmiotów przyrodniczych. W cztery kolejne środy o godzinie 15.00 zabierzemy Państwa w podróż do świata nauki. Pokażemy ciekawe materiały do pracy z uczniami i zaprezentujemy różne sposoby…

Czytaj więcej

Zdrowe opalanie, czyli jakie?

Jak długo mogę się dziś opalać? To pytanie zadajemy sobie szczególnie w bardzo słoneczne dni. Czy możliwe jest wyznaczenie czasu opalania, w którym naszemu organizmowi dostarczymy dawkę promieniowania potrzebną do wytworzenia witaminy D3, a jednocześnie…

Czytaj więcej

Wakacyjna lektura dla nauczycieli

Zachęcamy do wpisania na swoją wakacyjną listę lektur dwóch nowych raportów dotyczących edukacji przyrodniczej. To idealne lektury letnie dla tych wszystkich, którzy zainteresowani są nauczaniem STEM oraz wykorzystaniem gier w nauczaniu!

Czytaj więcej