CC BY
54
УДК 629.785
ОСНОВНЫЕ ОСОБЕННОСТИ МИССИИ РОЗЕТТА И СПУСКАЕМОГО МОДУЛЯ ФИЛЫ
Е. О. Бабинова Научный руководитель - В. С. Фаворский
Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева
Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31
E-mail: yarsk2_tira@mail.ru
Данная статья повествует о полете аппарата «Розетта» на кометы Чурюмова-Герасименко, содержит описание и технические характеристики устройств, а также хронологию полета и некоторые сделанные научные открытия.
Ключевые слова: космические полеты, высадка на небесные тела, комета Чурюмова-Герасименко, Розетта, Филы (спускаемый аппарат), наука, Хартли-2.
MAIN FEATURES ROSETTA AND PHILAE LANDER MISSION
E. O. Babinova Scientific supervisor - V. S. Favorskiy
Reshetnev Siberian State Aerospace University 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation E-mail: yarsk2_tira@mail.ru
There is the article about the story of the flight apparatus "Rosetta" to the comet Churyumov-Gerasimenko, contains a description and specifications, as well as the chronology of the flight and made some discoveries.
Keywords: space flights, landing on celestial bodies, Churyumov-Gerasimenkoэ 's Comet, Rosetta, Philae lander, science, Hartley 2.
Испокон веков космическое пространство представляло интерес для человечества, и сейчас, в век высоких технологий, мы можем немного развеять завесу тайны. Множество космических аппаратов отправлены на исследование загадок вселенной, и каждый вносит свой неоценимый вклад. Исследования, проводимые космическими аппаратами, разнообразны: от снимков до образцов материалов. Всё это позволяет ученым составлять новые теории и подтверждать старые. Но иногда новые данные вносят некоторую неопределенность, опровергая существующие мнения, такие случаи достаточно часто происходят при малом количестве испытаний, но тогда полученные результаты нужно рассматривать с позиции математической статистики и увеличивать количество экспериментов, уплотнять исследования.
Некоторое время назад мировое сообщество активно обсуждало теорию о происхождении воды на Земле. Орбитальный телескоп «Грешель» с помощью гетеродинного датчика инфракрасного излучения провел анализ состава воды на комете Хартли-2, а ученые, изучив данные, вычислили процентный состав изотопов водорода льда кометы, и выяснили, что он практически совпадает с Земным (1,61 • 10-4:1,57 • 10-4) [1]. Это послужило подтверждением теории о том, что вода на Земле кометного происхождения. Но недавняя экспедиция, долгожданная высадка модуля Филы на комету Чурюмова-Герасименко, подвергло под сомнения эту теорию: «...анализ водяного пара показал, что соотношение дейтерия, то есть тяжелого водорода, к обычному водороду H1 в комете гораздо выше, чем на Земле» [2]. Эта экспедиция уже успела войти в историю как длительностью своего полета (10 лет), так и сделанными открытиями, и продолжается по сей день. Но интерес представляют не только научные сенсации, но и сами аппараты в совокупности с планом полета, об этом немного подробнее.
Итак, цель полета: комета Чурюмова-Герасименко. Цикл вращения: 12,4 часа; масса: 10 млрд тонн; объем: 25 км3; плотность: 400 кг/м3; цвет: угольный [3]. Аппарат, полетевший к комете, носит
Актуальные проблемы авиации и космонавтики - 2015. Том 1
название «Розетта». «Розетта» состоит из двух частей, непосредственно зонда (дающего название всей системе) и «Филы» - спускаемого модуля [4]. Технические характеристики зонда: тип конструкции - коробчатый; габаритные размеры: 2,8 м*2,1 м*2,0 м; площадь солнечных панелей: 64 м2; длинна одной солнечной панели: 14 м; общая длинна конструкции (включая длину двух солнечных батарей, соединительные части и приборный блок): 32 м [5]. Устройства, находящиеся в корпусе «Розетты»: приборы дистанционного зондирования (OSIRIS: оптическая спектрографическая инфракрасная система удаленного получения изображения; ALICE: миниатюрный ультрафиолетовый спектрометр с возможностью получения изображения; VIRTIS: тепловой спектрометр видимого и инфракрасного излучения; MIRO: микроволновая печь для исследования природы кометнтов ядра), анализаторы состава (ROSINA: спектрометр для ионного и нейтрального анализа; COSIMA: анализатор кометных вторичных ионных масс; MIDAS: микроскоп для системного анализа пыли), радиочастотный передатчик для сканирования ядра кометы (CONSERT), анализатор влияния частиц и накапливатель пыли (GIADA), ионно-электронный датчик (IES), инструмент для изучения плазменной среды кометы и взаимодействия солнечного ветра (RPC), радио передатчик (RSI), спускаемый модуль «Филы» [4-6]. Технические характеристики ALICE: полоса пропускания - 700-2050 Â; спектральное разрешение -точечный источник 4-8 Â, протяженный источник 8-12 Â; пространственное разрешение: 0,05o*0,6o; поле зрения - 0,05 o*2,0 o+0,1 o*4,0 o; масса/мощность - 3,0 кг/4 Вт. Технические характеристики IES: энергетический диапазон: 1 эВ - 30 кэВ<; энергетическое разрешение: 4 %; поле зрения: 2,8 п стерадиан; масса/мощность: 1 кг/1,85 Вт. Технические характеристики MIRO: полоса пропускания -190 ГГц, ~ 1,6 мм (миллиметровых длин волн), 562 ГГц, ~ 0,5 мм (суб-миллиметровых волнах); спектральное разрешение - <100 кГц (суб-мм); пространственное разрешение - 75 м (мм), 25 м (суб-мм); поле зрения - <22 угловых минут (мм), <8 угловых минут (суб-мм); радиометрическое чувствительность - 1 K (континуум); масса/мощность: 19,9 кг/43 Вт. Технические характеристики ROSINA: массовый диапазон - 12 > 130 САМ; масса разрешение - 1 200-3 650 @ 1 %; чувствительность -5*106/Торр. [5].
Спускаемый модуль «Филы» на своём борту несёт достаточно большое количество разнообразного оборудования. Устройства, которые входят в состав аппарата: «APXS (Alpha Proton X-ray Spectrometer) - спектрометр альфа-частиц и рентгеновского излучения, является улучшенной версией APXS, установленного на Mars Pathfinder; COSAC (COmetary SAmpling and Composition) - комбинированный газовый хроматограф и масс-спектрометр для анализа образцов горных пород и оценки содержания в них летучих компонентов; Ptolemy - прибор для измерения соотношения долей стабильных изотопов в ключевых летучих компонентах ядра кометы; ÇIVA (Comet Nucleus Infrared and Visible Analyzer) - 6 одинаковых микрокамер для панорамной съёмки поверхности, с матрицами 1024x1024 пикселя каждая; ROLIS (Rosetta Lander Imaging System) - ПЗС-камера для съёмок во время спуска, с разрешением 1024x1024 пикселя; CONSERT (COmet Nucleus Sounding Experiment by Radiowave Transmission) - радар, призванный провести томографию ядра кометы путём измерения распространения в нём электромагнитных волн от «Розетты», для определения его внутреннего строения; MUPUS (MUlti-PUrpose Sensors for Surface and Sub-Surface Science) - датчики для измерения плотности, температурных и механических свойств поверхности; ROMAP (Rosetta Lander Magnetometer and Plasma Monitor) - магнитометр и детектор плазмы для изучения магнитного поля ядра кометы и его взаимодействия с солнечным ветром; SESAME (Surface Electric Sounding and Acoustic Monitoring Experiments) - 3 прибора для измерения свойств внешних слоёв кометы: CASSE (Cometary Acoustic Sounding Surface Experiment) - эксперимент по акустическому исследованию поверхности кометы, PP (Permittivity Probe) - исследование её электрических характеристик, и DIM (Dust Impact Monitor) - измерение оседания пыли на поверхность; SD2 (Drill, Sample, and Distribution subsystem) - бур для извлечения образцов горных пород с глубин от 0 до 230 мм и направления их для анализа в подсистемы Ptolemy, COSAC и ÇIVA» [8].
На данный момент модуль «Филы» находится в состоянии сна, но создатели планируют «разбудить» его, когда накопится достаточное количество энергии [9]. Израсходовавший всю энергию бур, был сломан из-за того, что поверхность кометы была несколько тверже, чем рассчитывали специалисты. Но изначально, «Розетту» собирались отправить на другое небесное тело, это была комета 46P «Виртанена», но из-за проблем с запуском, старт отложили на 2003 год, и 1 марта «Ариан-5» положил начало тяжелому 10-и летнему путешествию (траекторию полета см. на рисунке). 4 марта 2005 года «Розетта», наконец преодолев Земную гравитацию, направилась к Марсу. Разогнавшись за счет гравитационного поля красной планеты, которого достиг 25 февраля 2007 года, попутно сделав несколько фотографий, зонд отправился обратно к Земле, дабы ускориться ещё сильнее (13 ноября
2007 г). 5 сентября 2008 года пролетая в поясе астероидов, аппарат снова повернул, и отправил на Землю фотографии астероида «Штейнис». А 13 ноября 2009 г, последний раз облетев Землю, аппарат снова направился в сторону астероидов. 10 июля 2010 года «Розетта» выслылала домой фотографии астероида «Лютеция», и 8 июня 2011 года аппарат уснул. Проснуться ему пришлось только 20 января 2014 года, а в мае 2014 зонд полетел к нужной комете и, проделывая маневры, стал заходить на орбиту небесного тела, 6 августа этого же года маневры завершились. Знаменательное событие высадки модуля «Филы» произошло 12 ноября 2014 года, а через 60 часов аппарат «уснул» из-за недостатка заряда батарей, по причине посадке не в расчетном месте и недостатка солнечной энергии [9].
Югмгер Марс Венера Земля МвчеутЫ)
Траектория полета «Розетты»
Увлекательное путешествие продолжается, ведь в скором времени (а именно 13 августа 2015 г) комета пролетит мимо Солнца, и, наконец, «нарастит свой хвост», тогда планируется провести дальнейшие эксперименты и опыты, а завершение программы рассчитано на 31 декабря 2015 г[9]. Ученые с нетерпением ждут пробуждения аппарата, ведь тогда, они смогут сделать новые открытия.
Библиографические ссылки
1. Астрономы нашли на комете Хартли 2 земную воду [Электронный ресурс]. URL: http://astroinformer.eom/news.php7item.69.4 (дата обращения: 4.04.2015).
2. Баринова А. О комете 67/P Чурюмова-Герасименко стало известно намного больше [Электронный ресурс]. URL: http://www.nat-geo.ru/artiele/5817-o-komete-67-p-ehuryumova-gerasimenko-stalo-izvestno-namnogo-bolshe/ (дата обращения: 4.04.2015).
3. Миссия «Розетты» - как посадить корабль на комету? [Электронный ресурс]. URL: http://www.bbe.eo.uk/russian/seienee/2014/11/141105_rosetta_mission_details_game (дата обращения: 4.04.2015).
4. Розетта (космический аппарат) [Электронный ресурс]. URL: https://ru.wikipedia.org/wiki/ Розетта_(космический_аппарат) (дата обращения: 4.04.2015).
5. Rosetta: Teehnieal Speeifieations [Электронный ресурс]. URL: http://rosetta.jpl.nasa.gov/ mission-faets/teehnieal-speeifieations (дата обращения: 4.04.2015).
6. Rosetta's Instruments [Электронный ресурс]. URL: http://www.esa.int/spaeeinimages/Images/ 2013/12/Rosetta_s_instruments_blaek_baekground (дата обращения: 4.04.2015).
