Πιστωτική εικόνα: ESA
Η αποστολή Rosetta της Ευρωπαϊκής Διαστημικής Υπηρεσίας θα είναι το πρώτο διαστημικό σκάφος που σε τροχιά ποτέ και στη συνέχεια θα προσγειωθεί σε έναν μακρινό κομήτη. Υπάρχει κάποια αβεβαιότητα σχετικά με το λανσάρισμα, ωστόσο, λόγω ενός αναμνηστικού ατυχήματος με ένα βελτιωμένο Ariane-5 τον περασμένο μήνα. Το διαστημικό σκάφος πρέπει να εκτοξευτεί μέχρι τα τέλη Ιανουαρίου, εάν πρόκειται να συναντηθεί με τον Wirtanen. Διαφορετικά, θα πρέπει να επιλεγεί ένας νέος στόχος.
Η Rosetta της ESA θα είναι η πρώτη αποστολή για τροχιά και προσγείωση σε κομήτη. Οι κομήτες είναι παγωμένα σώματα που ταξιδεύουν σε όλο το Ηλιακό Σύστημα και αναπτύσσουν μια χαρακτηριστική ουρά όταν πλησιάζουν στον Ήλιο. Η Rosetta έχει προγραμματιστεί να εκτοξευτεί με έναν πύραυλο Ariane-5 τον Ιανουάριο του 2003 από το Κουρού της Γαλλικής Γουιάνας.
Η απόφαση για την ημερομηνία κυκλοφορίας θα ληφθεί έως την Τρίτη 14 Ιανουαρίου 2003 (Βλ. Δελτίο τύπου της Arianspace 03/02 της 7ης Ιανουαρίου 2003 ή ανατρέξτε στον ιστότοπο http://www.arianespace.com). Ο στόχος της αποστολής είναι ο Comet Wirtanen και η συνάντηση θα πραγματοποιηθεί το 2011. Το όνομα της Rosetta προέρχεται από τη διάσημη πέτρα Rosetta που, πριν από σχεδόν 200 χρόνια, οδήγησε στην αποκρυπτογράφηση των αιγυπτιακών ιερογλυφικών. Με παρόμοιο τρόπο, οι επιστήμονες ελπίζουν ότι το διαστημικό σκάφος Rosetta θα ξεκλειδώσει τα μυστήρια του Ηλιακού Συστήματος.
Οι κομήτες είναι πολύ ενδιαφέροντα αντικείμενα για τους επιστήμονες, καθώς η σύνθεσή τους αντικατοπτρίζει το πώς ήταν το Ηλιακό Σύστημα όταν ήταν πολύ νέος και ακόμα «ημιτελής», πριν από περισσότερα από 4600 εκατομμύρια χρόνια. Οι κομήτες δεν έχουν αλλάξει πολύ από τότε. Περιστρέφοντας τον Comet Wirtanen και προσγειώνοντάς τον, η Rosetta θα συλλέξει βασικές πληροφορίες για να κατανοήσει την προέλευση και την εξέλιξη του Ηλιακού μας Συστήματος. Θα βοηθήσει επίσης να ανακαλύψετε εάν οι κομήτες συνέβαλαν στην αρχή της ζωής στη Γη. Οι κομήτες είναι φορείς πολύπλοκων οργανικών μορίων που, όταν παραδίδονται στη Γη μέσω κρούσεων, ίσως έπαιξαν ρόλο στην προέλευση των ζωντανών μορφών. Επιπλέον, τα «πτητικά» φωτεινά στοιχεία που μεταφέρονται από τους κομήτες μπορεί επίσης να έχουν διαδραματίσει σημαντικό ρόλο στη διαμόρφωση των ωκεανών και της ατμόσφαιρας της Γης.
«Η Rosetta είναι μια από τις πιο δύσκολες αποστολές που έχουν πραγματοποιηθεί μέχρι στιγμής», λέει ο καθηγητής David Southwood, Διευθυντής Επιστημών της ESA. "Κανείς δεν έχει επιχειρήσει μια παρόμοια αποστολή, μοναδική για τις επιστημονικές της επιπτώσεις, καθώς και για τους πολύπλοκους και θεαματικούς διαπλανητικούς διαστημικούς ελιγμούς της." Πριν επιτύχει τον στόχο της το 2011, η Rosetta θα περιβάλλει τον Ήλιο σχεδόν τέσσερις φορές σε μεγάλους βρόχους στο εσωτερικό ηλιακό σύστημα. Κατά τη διάρκεια του μεγάλου ταξιδιού του, το διαστημικό σκάφος θα πρέπει να υπομείνει σε ακραίες θερμικές συνθήκες. Μόλις είναι κοντά στο Comet Wirtanen, οι επιστήμονες θα το περάσουν από ένα λεπτό χειρισμό φρεναρίσματος. τότε το διαστημικό σκάφος θα περιβάλλει τον κομήτη και θα ρίξει απαλά έναν προσγειωτή πάνω του. Θα μοιάζει με προσγείωση σε μια μικρή, γρήγορη κοσμική σφαίρα που έχει, επί του παρόντος, μια σχεδόν άγνωστη «γεωγραφία».
Ένα εκπληκτικό 8ετές διαπλανητικό ταξίδι
Η Rosetta είναι ένα διαστημικό σκάφος τύπου κουτιού 3 τόνων ύψους περίπου 3 μέτρων, με δύο ηλιακούς συλλέκτες μήκους 14 μέτρων. Αποτελείται από έναν τροχιά και έναν εκφορτωτή. Ο εκφορτωτής έχει μήκος περίπου 1 μέτρο και ύψος 80 εκατοστά. Θα συνδέεται με την πλευρά του τροχιακού τροχού της Rosetta κατά τη διάρκεια του ταξιδιού στο Comet Wirtanen. Η Rosetta πραγματοποιεί συνολικά 21 πειράματα, 10 από αυτά στο lander. Θα κρατηθούν σε κατάσταση αδρανοποίησης κατά τη διάρκεια των περισσότερων από τα 8ετή διαδρομή του προς το Wirtanen.
Τι κάνει την κρουαζιέρα της Rosetta τόσο μεγάλη; Τη στιγμή του ραντεβού, ο κομήτης Wirtanen θα βρίσκεται τόσο μακριά από τον Ήλιο όσο και ο Δίας. Κανένας εκτοξευτής δεν θα μπορούσε ενδεχομένως να μεταφέρει τη Rosetta απευθείας. Το διαστημικό σκάφος της ESA θα συγκεντρώσει ταχύτητα από βαρυτικά «κλωτσιά» που παρέχονται από τρία πλανητικά fly-bys: έναν από τον Άρη το 2005 και δύο από τη Γη το 2005 και 2007. Κατά τη διάρκεια του ταξιδιού, η Rosetta θα επισκεφθεί επίσης δύο αστεροειδείς, τον Otawara (το 2006) και τη Siwa (το 2008). Κατά τη διάρκεια αυτών των συναντήσεων, οι επιστήμονες θα ενεργοποιήσουν τα όργανα της Rosetta για βαθμονόμηση και επιστημονικές μελέτες.
Τα μεγάλα ταξίδια στο βαθύ διάστημα περιλαμβάνουν πολλούς κινδύνους, όπως ακραίες αλλαγές στη θερμοκρασία. Η Rosetta θα αφήσει το καλοήθη περιβάλλον του χώρου κοντά στη Γη για τις σκοτεινές, ψυχρές περιοχές πέρα από τον αστεροειδή ιμάντα. Για τη διαχείριση αυτών των θερμικών φορτίων, οι ειδικοί έχουν κάνει πολύ σκληρές δοκιμές πριν από την εκτόξευση για να μελετήσουν την αντοχή της Rosetta. Για παράδειγμα, έχουν θερμανθεί οι εξωτερικές επιφάνειές του σε περισσότερους από 150 βαθμούς Κελσίου, και στη συνέχεια ψύχθηκαν γρήγορα στους -180 βαθμούς Κελσίου στην επόμενη δοκιμή.
Οι επιστήμονες θα επανενεργοποιήσουν πλήρως το διαστημικό σκάφος πριν από το ραντεβού του κομήτη το 2011. Στη συνέχεια, η Rosetta θα περιστρέφεται γύρω από τον κομήτη, ένα αντικείμενο πλάτους μόλις 1,2 χιλιομέτρων, ενώ ταξιδεύει μέσω του εσωτερικού ηλιακού συστήματος στα 135.000 χιλιόμετρα την ώρα. Τη στιγμή του ραντεβού, περίπου 675 εκατομμύρια χιλιόμετρα από τον Ήλιο, το Wirtanen δεν θα δείξει καμία επιφανειακή δραστηριότητα. Το χαρακτηριστικό κώμα (η ατμόσφαιρα του κομήτη) και η ουρά δεν θα έχουν σχηματιστεί ακόμα λόγω της μεγάλης απόστασης από τον Ήλιο. Η ουρά του κομήτη αποτελείται από κόκκους σκόνης και κατεψυγμένα αέρια από την επιφάνεια του κομήτη που εξατμίζονται λόγω της θερμότητας του Ήλιου.
Για έξι μήνες, η Rosetta θα χαρτογραφήσει εκτενώς την επιφάνεια του κομήτη, πριν επιλέξει μια τοποθεσία προσγείωσης. Τον Ιούλιο του 2012, ο εκφορτωτής θα απομακρυνθεί από το διαστημικό σκάφος από ύψος μόλις ενός χιλιομέτρου. Το Touchdown θα πραγματοποιηθεί με ταχύτητα περπατήματος - λιγότερο από 1 μέτρο ανά δευτερόλεπτο. Αμέσως μετά το touchdown, ο εκφορτωτής θα πυροβολήσει ένα καμάκι στο έδαφος για να αποφύγει την αναπήδηση από την επιφάνεια πίσω στο διάστημα. Αυτό πρέπει να το κάνει επειδή η εξαιρετικά αδύναμη βαρύτητα του κομήτη από μόνη της δεν θα συγκρατήσει το lander. Η λειτουργία και οι επιστημονικές παρατηρήσεις στην επιφάνεια του κομήτη θα διαρκέσουν τουλάχιστον 65 ώρες, αλλά μπορεί να συνεχιστούν για πολλούς μήνες.
Κατά τη διάρκεια και μετά τις επιχειρήσεις προσγείωσης, η Rosetta θα συνεχίσει να βρίσκεται σε τροχιά και να μελετά τον κομήτη. Η Rosetta θα είναι το πρώτο διαστημικό σκάφος που θα παρακολουθεί σε κοντινή απόσταση τις αλλαγές που συμβαίνουν σε έναν κομήτη όταν ο κομήτης πλησιάζει τον Ήλιο και μεγαλώνει το κώμα και την ουρά του. Το ταξίδι θα τελειώσει τον Ιούλιο του 2013, μετά από 10,5 χρόνια περιπέτειας, όταν ο κομήτης είναι πιο κοντά στον Ήλιο.
Μελετώντας έναν κομήτη επί τόπου
Ο στόχος της Rosetta είναι να εξετάσει με μεγάλη λεπτομέρεια έναν κομήτη. Τα όργανα της τροχιάς της Rosetta περιλαμβάνουν αρκετές κάμερες, φασματόμετρα και πειράματα που λειτουργούν σε διαφορετικά μήκη κύματος - υπέρυθρες, υπεριώδεις, μικροκύματα, ραδιόφωνο - και έναν αριθμό αισθητήρων. Θα παρέχουν, μεταξύ άλλων, εικόνες υψηλής ανάλυσης και πληροφορίες σχετικά με το σχήμα, την πυκνότητα, τη θερμοκρασία και τη χημική σύνθεση του κομήτη. Τα όργανα της Rosetta θα αναλύσουν τα αέρια και τους κόκκους σκόνης στο λεγόμενο κώμα που σχηματίζεται όταν ο κομήτης ενεργοποιηθεί, καθώς και την αλληλεπίδραση με τον ηλιακό άνεμο.
Τα 10 όργανα του Lander θα πραγματοποιήσουν επιτόπια ανάλυση της σύνθεσης και της δομής του υλικού της επιφάνειας και του υπογείου κομήτη. Ένα σύστημα γεώτρησης θα λαμβάνει δείγματα έως και 30 εκατοστά κάτω από την επιφάνεια και θα τα τροφοδοτεί στους «αναλυτές σύνθεσης». Άλλα όργανα θα μετρήσουν ιδιότητες όπως η αντοχή, η πυκνότητα, η υφή, το πορώδες, οι φάσεις πάγου και οι θερμικές ιδιότητες κοντά στην επιφάνεια. Οι μικροσκοπικές μελέτες μεμονωμένων κόκκων θα μας πουν για την υφή. Επιπλέον, τα όργανα στο lander θα μελετήσουν πώς αλλάζει ο κομήτης κατά τη διάρκεια του κύκλου ημέρας-νύχτας και ενώ πλησιάζει τον Ήλιο.
Επίγειες λειτουργίες
Τα δεδομένα από τον εκφορτωτή μεταδίδονται στον τροχιά, ο οποίος τα αποθηκεύει για κατερχόμενη σύνδεση με τη Γη στην επόμενη επαφή του σταθμού εδάφους. Η ESA εγκατέστησε μια νέα κεραία μεγάλου διαστήματος στο New Norcia, κοντά στο Περθ της Δυτικής Αυστραλίας, ως τον κύριο σύνδεσμο επικοινωνίας μεταξύ του διαστημικού σκάφους και του ESOC Mission Control στο Ντάρμσταντ της Γερμανίας. Αυτή η παραβολική κεραία διαμέτρου 35 μέτρων επιτρέπει στο ραδιοφωνικό σήμα να φτάσει σε αποστάσεις άνω του 1 εκατομμυρίου χιλιομέτρων από τη Γη. Τα ραδιοσήματα, που ταξιδεύουν με την ταχύτητα του φωτός, θα διαρκέσουν έως και 50 λεπτά για να καλύψουν την απόσταση μεταξύ του διαστημικού σκάφους και της Γης.
Το Κέντρο Επιχειρήσεων Επιστημών της Rosetta, το οποίο είναι υπεύθυνο για τη συλλογή και τη διανομή των επιστημονικών δεδομένων, θα μοιραστεί μια τοποθεσία στα ESOC και ESTEC στο Noordwijk, Ολλανδία. Το Lander Control Center βρίσκεται στο DLR στην Κολωνία της Γερμανίας και στο Lander Science Center στο CNES στην Τουλούζη της Γαλλίας.
Κτίριο Rosetta
Η Rosetta επελέγη ως αποστολή το 1993. Το διαστημικό σκάφος κατασκευάστηκε από την Astrium Germany ως κύριος εργολάβος. Οι κύριοι υπεργολάβοι είναι η Astrium UK (πλατφόρμα διαστημικών σκαφών), η Astrium France (avionics διαστημικού σκάφους) και η Alenia Spazio (συναρμολόγηση, ολοκλήρωση και επαλήθευση). Η βιομηχανική ομάδα της Rosetta περιλαμβάνει περισσότερους από 50 εργολάβους από 14 ευρωπαϊκές χώρες και τις Ηνωμένες Πολιτείες.
Επιστημονικές κοινοπραξίες από ινστιτούτα σε ολόκληρη την Ευρώπη και τις Ηνωμένες Πολιτείες παρείχαν τα μέσα στον τροχιά. Μια ευρωπαϊκή κοινοπραξία υπό την ηγεσία του Γερμανικού Ινστιτούτου Αεροδιαστημικής Έρευνας (DLR) έχει παράσχει το lander. Η Rosetta έχει κοστίσει 701 εκατομμύρια ευρώ σε 2000 οικονομικές συνθήκες. Αυτό το ποσό περιλαμβάνει την έναρξη και ολόκληρη την περίοδο ανάπτυξης και αποστολών από το 1996 έως το 2013. Το lander και τα πειράματα, το λεγόμενο «ωφέλιμο φορτίο», δεν περιλαμβάνονται, καθώς χρηματοδοτούνται από τα κράτη μέλη μέσω των επιστημονικών ινστιτούτων.
