Attēla kredīts: ESA
Eiropas Kosmosa aģentūras misija Rosetta būs pirmais kosmosa kuģis, kas jebkad orbītas un pēc tam nolaidīsies uz attālas komētas. Tomēr attiecībā uz palaišanu pastāv zināma neskaidrība, jo pagājušajā mēnesī ar pastiprinātu Ariane-5 notika pastiprinoša avārija. Kosmosa kuģim jāpalaižas līdz janvāra beigām, ja tas tiksies ar Wirtanen; pretējā gadījumā būs jāizvēlas jauns mērķis.
ESA Rosetta būs pirmā misija orbītā un piezemēties uz komētas. Komētas ir ledus ķermeņi, kas pārvietojas pa Saules sistēmu un, tuvojoties Saulei, izveido raksturīgu asti. Paredzēts, ka Rosetta 2003. gada janvārī tiks palaists uz Ariane-5 raķetes no Kourou, Francijas Gviānā.
Lēmums par atklāšanas datumu tiks pieņemts līdz otrdienai, 2003. gada 14. janvārim (skat. Arianspace 2003. gada 7. janvāra paziņojuma presei numuru 03/02 vai tīmekļa vietni http://www.arianespace.com). Misijas mērķis ir Kometa Wirtanen, un sastapšanās notiks 2011. gadā. Rosetta vārds cēlies no slavenā Rosetta akmens, kas gandrīz pirms 200 gadiem noveda pie Ēģiptes hieroglifu atšifrēšanas. Līdzīgā veidā zinātnieki cer, ka kosmosa kuģis Rosetta atraisīs Saules sistēmas noslēpumus.
Komētas ir ļoti interesanti objekti zinātniekiem, jo to sastāvs atspoguļo to, kā Saules sistēma bija, kad tā bija ļoti jauna un joprojām bija “nepabeigta”, pirms vairāk nekā 4600 miljoniem gadu. Kopš tā laika komētas nav daudz mainījušās. Orbītā ap Komētu Wirtanen un nolaižoties tajā, Rosetta apkopos būtisku informāciju, lai saprastu mūsu Saules sistēmas izcelsmi un attīstību. Tas arī palīdzēs atklāt, vai komētas ir veicinājušas dzīvības sākšanos uz Zemes. Komētas ir sarežģītu organisko molekulu nesēji, kas, nonākot uz Zemi triecienu rezultātā, iespējams, spēlēja lomu dzīvo formu izcelsmē. Turklāt “gaistošajiem” gaismas elementiem, ko nes komētas, iespējams, arī bija liela loma Zemes okeānu un atmosfēras veidošanā.
“Rosetta ir viena no vissarežģītākajām misijām, kas jebkad veikta,” saka prof. Deivids Dienvuds, ESA zinātnes direktors. "Neviens iepriekš nav mēģinājis veikt simulētu misiju, kas būtu unikāla ar tās zinātnisko nozīmi, kā arī ar sarežģītajiem un iespaidīgajiem starpplānojuma kosmosa manevriem." Pirms mērķa sasniegšanas 2011. gadā Rosetta gandrīz četras reizes apļos Sauli pa platām cilpām iekšējā Saules sistēmā. Ilgā pārgājiena laikā kosmosa kuģim būs jāiztur daži ārkārtēji termiski apstākļi. Kad tas būs tuvu kometai Wirtanenai, zinātnieki to veiks ar smalku bremzēšanas manevru; tad kosmosa kuģis cieši riņķos pa komētu un uzmanīgi nometīs uz tā zemi. Tas būs kā piezemēšanās uz nelielas, ātri pārvietojas kosmiskas lodes, kurai šobrīd ir gandrīz nezināma “ģeogrāfija”.
Pārsteidzošs 8 gadu starpplanētu ceļojums
Rosetta ir apmēram 3 metrus augsts 3 tonnu kastes tipa kosmosa kuģis ar diviem 14 metrus gariem saules paneļiem. Tas sastāv no orbitera un zemes. Zeme ir aptuveni 1 metra šķērsgriezumā un 80 centimetru augsta. Ceļa laikā uz komētu Wirtanen tas tiks piestiprināts pie Rosetta orbitera sāniem. Kopumā Rosetta veic 21 eksperimentu, 10 no tiem - uz zemes. Lielāko 8 gadu pārgājiena laikā uz Wirtanen pusi viņi tiks pārziemoti.
Kas padara Rosetta kruīzu tik garu? Satikšanās laikā Komēta Virtanena atradīsies tik tālu no Saules, cik Jupiters. Neviens palaidējs, iespējams, nevarēja nokļūt Rosetta tieši tur. ESA kosmosa kuģis iegūs ātrumu no gravitācijas “spērieniem”, ko nodrošina trīs planētu lidojumi: viens no Marsa 2005. gadā un divi no Zemes 2005. un 2007. gadā. Ceļojuma laikā Rosetta apmeklēs arī divus asteroīdus - Otawara (2006. gadā) un Siwa (2008. gadā). Šo tikšanos laikā zinātnieki ieslēgs Rosetta instrumentus kalibrēšanai un zinātniskiem pētījumiem.
Garie ceļojumi dziļā kosmosā ietver daudzus draudus, piemēram, ārkārtējas temperatūras izmaiņas. Rosetta atstās Zemes telpas labdabīgo vidi tumšajiem, aukstajiem reģioniem aiz asteroīda jostas. Lai pārvaldītu šīs termiskās slodzes, eksperti ir veikuši ļoti smagus testus pirms palaišanas, lai izpētītu Rosetta izturību. Piemēram, viņi ir uzkarsējuši tā ārējās virsmas līdz vairāk nekā 150 grādiem pēc Celsija, pēc tam nākamajā testā to ātri atdzesēja līdz -180 grādiem pēc Celsija.
Zinātnieki pilnībā atkārtoti aktivizēs kosmosa kuģi pirms komētas satikšanās manevra 2011. gadā. Pēc tam Rosetta riņķos pa komētu, objekts ir tikai 1,2 kilometru plats, kamēr tā kursēs pa iekšējo Saules sistēmu ar ātrumu 135 000 kilometru stundā. Tikšanās laikā, apmēram 675 miljonu kilometru attālumā no Saules, Wirtanen diez vai parādīs jebkādu virsmas aktivitāti. Raksturīgā koma (komētas “atmosfēra”) un aste vēl nebūs izveidojusies lielā attāluma no Saules dēļ. Komētas asti veido putekļu graudi un saldētas gāzes no komētas virsmas, kas iztvaiko Saules karstuma dēļ.
Sešus mēnešus Rosetta pirms izkraušanas vietas izvēles plaši kartēs komētas virsmu. 2012. gada jūlijā lidmašīna pats izmetīs no kosmosa kuģa tikai viena kilometra augstumā. Pieskāriens notiks ar gājiena ātrumu - mazāk nekā 1 metrs sekundē. Tūlīt pēc pieskāriena krastmalu izlaidīs harpūnu zemē, lai izvairītos no virsmas atlecšanas atpakaļ kosmosā. Tas ir jādara, jo komētas ārkārtīgi vājais gravitācijas spēks vien neturas pie krastmalas. Darbība un zinātniskie novērojumi uz komētas virsmas ilgs vismaz 65 stundas, bet var turpināties daudzus mēnešus.
Operācijas laikā un pēc tam Rosetta turpinās riņķot un pētīt komētu. Rosetta būs pirmais kosmosa kuģis, kas tuvākajā laikā būs liecinieks komētā notiekošajām izmaiņām, kad komēta tuvosies Saulei un palielinās tās koma un aste. Ceļojums noslēgsies 2013. gada jūlijā pēc 10,5 gadu piedzīvojumiem, kad komēta atrodas vistuvāk Saulei.
Studē komētu uz vietas
Rosetta mērķis ir ļoti sīki izpētīt komētu. Instrumenti uz Rosetta's orbitera ietver vairākas kameras, spektrometrus un eksperimentus, kas darbojas ar dažādiem viļņu garumiem - infrasarkano, ultravioleto, mikroviļņu, radio - un vairākiem sensoriem. Tie cita starpā sniegs ļoti augstas izšķirtspējas attēlus un informāciju par komētas formu, blīvumu, temperatūru un ķīmisko sastāvu. Rosetta instrumenti analizēs gāzes un putekļu graudus tā dēvētajā komā, kas veidojas, kad komēta aktivizējas, kā arī mijiedarbību ar saules vēju.
10 instrumenti, kas atrodas uz krastmalas, veiks komētas virsmas un pazemes materiāla sastāva un struktūras analīzi uz vietas. Urbšanas sistēma ņem paraugus līdz 30 centimetriem zem virsmas un ievada tos “sastāva analizatoros”. Citi instrumenti mērīs tādas īpašības kā virsmas gandrīz izturība, blīvums, tekstūra, porainība, ledus fāzes un termiskās īpašības. Atsevišķu graudu mikroskopiskie pētījumi mums pastāstīs par tekstūru. Turklāt ar instrumentiem, kas atrodas krastmalā, tiks pētīts, kā komēta mainās dienas un nakts ciklā, kamēr tā tuvojas Saulei.
Darbības uz zemes
Dati no zemētāja tiek pārsūtīti uz orbiteru, kas tos saglabā, lai tos varētu pieslēgt Zemei nākamajā zemes stacijas kontaktā. ESA ir uzstādījusi jaunu dziļā kosmosa antenu Jaunajā Norcijā, netālu no Pērtas Austrālijas rietumos, kā galveno sakaru savienojumu starp kosmosa kuģi un ESOC misijas vadību Darmštatē, Vācijā. Šī 35 metru diametra paraboliskā antena ļauj radio signālam sasniegt attālumu vairāk nekā miljons kilometru attālumā no Zemes. Radio signāliem, kas pārvietojas gaismas ātrumā, būs nepieciešamas līdz 50 minūtēm, lai aptvertu attālumu starp kosmosa kuģi un Zemi.
Rosetta zinātnisko operāciju centrs, kas atbild par zinātnisko datu apkopošanu un izplatīšanu, dalīsies savā atrašanās vietā ESOC un ESTEC Noordwijk, Nīderlandē. Lander kontroles centrs atrodas DLR Ķelnē, Vācijā, un Lander zinātnes centrs CNES Tulūzā, Francijā.
Celtniecības Rosetta
Rosetta tika izraudzīta par misiju 1993. gadā. Kosmosa kuģi kā galveno darbuzņēmēju uzbūvēja Astrium Germany. Galvenie apakšuzņēmēji ir Astrium UK (kosmosa kuģu platforma), Astrium France (kosmosa kuģu avionika) un Alenia Spazio (montāža, integrācija un pārbaude). Rosetta industriālajā komandā ir iesaistīti vairāk nekā 50 darbuzņēmēji no 14 Eiropas valstīm un ASV.
Zinātniskie konsorciji no institūtiem visā Eiropā un ASV ir nodrošinājuši instrumentus orbītā. Eiropas konsorcijs Vācijas Aviācijas un kosmosa pētniecības institūta (DLR) vadībā ir nodrošinājis zemi. Rosetta 2000. gada ekonomiskajos apstākļos ir maksājusi ESA 701 miljonu euro. Šajā summā ietilpst uzsākšana, kā arī viss attīstības un misijas operāciju periods no 1996. līdz 2013. gadam. Krāvējs un eksperimenti, tā sauktā “lietderīgā krava”, nav iekļauti, jo tos finansē dalībvalstis ar zinātnisko institūtu starpniecību.
