ESA wybrała miejsce lądowania Philae – lądownika sondy Rosetta. Wiemy też, co Philae będzie robił w trakcie i po lądowaniu na komecie.
Cztery różne ujęcia głównego lądowiska Philae, obszaru J. Widoczna jest cała elipsa miejsca lądowania lub jej środek, oznaczony krzyżykiem / Credit: ESA
Spośród 5 wcześniej wybranych miejsc, jako główne miejsce wybrano obszar J (na głowie “kaczki), a jako zapasowy, obszar C (na jej “korpusie”). Wybór nie został podjęty jednogłośnie. Stukilogramowy lądownik spróbuje osiąść na tym obszarze 11 listopada.
Miejsce J „oferuje nam szansę na zbadanie pierwotnej materii kometarnej, scharakteryzowanie właśności jądra, i zbadanie procesów decydujących o aktywności komety”, powiedział Jean-Pierre Bibring, główny naukowiec misji lądownika i kierownik naukowy instrumentu CIVA. Możliwość wykonania niemal całej pierwszej sekwencji badawczej przeważyła na korzyść tego miejsca.
Oś czasu procesu lądowania Philae na komecie 67P i trajektoria lotu Rosetty / Credit: ESA
O wyborze zdecydowały trzy grupy kryteriów: charakterystyka miejsca lądowania (oświetlenie, topografia, ilość skał i odłamków skalnych), dynamika lotu (czas opadania lądownika, konieczne manewry sondy, widoczność orbitera z miejsca lądowania), kryteria naukowe (materiał na powierzchni, kompatybilność z instrumentem CONSERT).
Do 26 września powinna zostać potwierdzona data lądowania. Ostateczna decyzja zostanie podjęta przez ESA 14 października.
Jeśli nie będzie można wylądować na lądowisku głównym, cała operacja może opóźnić się o 28 dni. Szanse na pomyślne lądowanie oceniane są na 70-75%.
Odłączenie Philae od sondy Rosetta / Credit: ESA/ATG medialab
Co po lądowaniu?
Gdy Philae dotknie powierzchni komety, rozpocznie się nowy rodział misji Rosetta. Przypomnijmy, że lądowanie będzie całkowicie pasywne – lądownik opadając na kometę nie będzie sterowany. Jego miejsce lądowania będzie zależało od położenia Rosetty względem komety, i czasu, prędkości i kierunku w którym Philae zostanie odłączony i odrzucony od orbitera. Operacja lądowania potrwa od 5 do 10 godzin – zależnie od wybranego lądowiska, licząc od momentu odłączenia lądownika.
W trakcie fazy Separation-Descent-Landing (odłączenia, opadania, lądowania) włączonych będzie większość instrumentów naukowych Philae. W trakcie samego odłączenia i opadania czynne będą:
- CIVA – kamery tego instrumentu wykonają zdjęcia sondy Rosetta;
- ROLIS – ten przyrząd będzie wykonywał zdjęcia komety w trakcie opadania;
- COSAC i PTOLEMY będą analizowały “atmosferę” komety w trakcie zbliżania się lądownika do jej powierzchni;
- ROMAP będzie badał oddziaływanie plazmy kometarnej z wiatrem słonecznym;
- SESAME/DIM i SESAME/PP – będą badały, odpowiednio, pył i plazmę wokół komety;
- CONSERT – wraz z innymi instrumentami lądownika i orbitera będzie mierzył prędkość opadania statku i będzie odpowiedzialny za detekcję powierzchni komety.
Instrumenty lądownika Philae / Credit: ESA/ATG medialab
Natychmiast po lądowaniu następujące instrumenty spróbują wykonać kolejne operacje i badania:
- CIVA wykona panoramiczne zdjęcia miejsca lądowania. Zdjęcia te, i dane z innych instrumentów, pomogą ustalić jak i gdzie dokładnie wylądował Philae;
- MUPUS zmierzy przyspieszenie z jakim wyhamowywały harpuny wbijane w powierzchnię komety, odpowiedzialne za zakotwiczenie lądownika;
- SESAME/CASSE zmierzy właściwości elastyczne powierzchni komety.
Gdy Philae bezpiecznie osiądzie na powierzchni, rozpocznie się First Science Sequence (FSS), czyli pierwsza sekwencja badań naukowych. Potrwa ona do 54 godzin i będzie miała za zadanie zebrać wyniki najważniejszych badań i eksperymentów zaplanowanych dla misji. To swoisty plan minimum, jaki chcą wykonać organizatorzy misji – Europejska Agencja Kosmiczna i jej partnerzy.
Przez pierwsze kilka, kilkanaście godzin wykonywana będzie zaprogramowana wcześniej sekwencja działania instrumentów lądownika:
- ROLIS wykona zdjęcia powierzchni komety z mikrometrową rozdzielczością;
- ROMAP zbada właściwości plazmy i pola magnetycznego przy powierzchni komety;
- MUPUS zbada temperaturę powierzchni w miejscu lądowania, i gruntu tuż pod powierzchnią;
- CONSERT rozpocznie badania wewnętrznej struktury jądra komety w trakcie jej jednego obrotu własnego.
Philae tuż przed przyziemieniem na powierzchni 67P / Credit: ESA/ATG medialab
W międzyczasie operatorzy lądownika będą ustalali w gdzie i w jakiej dokładnie pozycji wylądował Phiale, głównie za pomocą informacji z paneli ogniw słonecznych. Będą także porównywali zdjęcia z kamer CIVA-P z cyfrowymi modelami terenu. Zebrane informacje pozwolą operatorom na przesłanie do lądownika odpowiednich rozkazów. Dzięki ich wykonaniu, Philae przyjmie pozycję najkorzystniejszą pod kątem ładowania akumulatorów z ogniw słonecznych.
Drugi etap FSS skupi się na badaniach składu warstwy przygruntowej. Instrument SD2 wwierci się w powierzchnię jądra komety i spróbuje pobrać kilka milimetrów sześciennych materiału spod jej powierzchni. W tym czasie instrumentu COSAC i PTOLEMY będą badały gazy obecne w otoczeniu lądownika. SD2 pobierze spod powierzchni dwie próbki. Pierwsza trafi do instrumentu PTOLEMY, który zmierzy obfitość węgla, wodoru, tlenu i azotu w niej, a także ich składu izotopowego. Druga trafi do instrumentu COSAC, który zbadana obfitość występowania cięższych molekuł. SESAME będzie badał pył kometarny.
Jako kolejne zostaną wykonane badania właściwości gruntu kometarnego. Instrument MUPUS, częściowo wykonany przez Centrum Badań Kosmicznych PAN w Warszawie, wbije się w powierzchnię komety, aby zbadać jej temperaturę na różnych głębokościach. Instrumenty SESAME/CASSE będą rejestrowały wibracje generowane przez wbijany młoteczek MUPUS-a, co pozwoli zbadać mechaniczne właściwości materii z której zbudowana jest kometa. Skład powierzchni gruntu spróbuje ustalić przyrząd APXS. SESAME/DIM będzie badał właściwości elektryczne gruntu, a SESAME/PP będzie próbował wykryć obecność lodu wodnego pod powierzchnią komety.
W trakcie kolejnego “pakietu badań” SD2 pobierze kolejną próbkę materiału, która tym razem trafi pod obiektyw mikroskopu CIVA-M. Wykona on zdjęcia w świetle widzialnym i podczerwieni. Tą samą próbkę zbada później COSAC, ale w niższej niż poprzednio temperaturze.
Instrument MUPUS misji Rosetta, częściowo zbudowany przez polskie Centrum Badań Kosmicznych PAN / Credit: CBK PAN
Jeśli akumulatory lądownika będą poprawnie ładowane przez ogniwa słoneczne, misja wkroczy w fazę Long-Term Science (LTS – przedłużonej fazy badawczej). Potrwa ona od listopada do marca 2015. Posłuży ona do całościowej obserwacji zmian zachodzących w stanie fizyko-chemicznym komety i jej aktywności, w trakcie zbliżania się jej do peryhelium – punktu orbity najbliższego Słońcu.
Oczekuje się, że około marca 2015 roku kometa będzie tak blisko Słońca, że temperatura na jej powierzchni, i w środku Philae, będzie tak wysoko, że uniemożliwi już pracę lądownika. Jego Philae zakończy się wraz z zaprzestaniem pracy przez niego.
Ale na razie czeka nas jeszcze samo ekscytujące lądowanie i jeszcze bardziej ekscytujące rezultaty naukowe, jakie może ono przynieść. Cały czas liczmy, że pierwsze w historii lądowanie na komecie odbędzie się 11 listopada.
(ESA)
