Rosetta-Philae – podsumowanie 15.11.2014

Przedstawiamy podsumowanie ostatniego dnia działania Philae, w tym pierwsze informacje o rezultatach eksperymentu MUPUS!

W nocy z piątku na sobotę, o 01:36 CET, lądownik Philae przełączył się w tryb uśpienia (“idle mode”). W trybie tym większość urządzeń lądownika jest wyłączonych. Zostało to spowodowane wyczerpaniem się wewnętrznych akumulatorów (napięcie na nich spadło poniżej 20 V). Niedostateczna ilość światła padającego na ogniwa słoneczne była powodem problemów z ładowaniem akumulatorów w sposób wystarczający do podtrzymania działania statku.

Przebieg napięcia akumulatorów Philae w czasie, 15 listopada 2014 / Credit: ESA

Jednak przed “zapadnięciem w sen” Philae pomyślnie przesłał do Rosetty oczekiwane od niego dane ze wszystkich instrumentów naukowych. Misja Philae została więc wykonana w 100%. Jak powiedział menadżer Philae, Stephan Ulamec, „urządzenie funkcjonowało świetnie w tych trudnych warunkach i możemy być pełni dumy z niesamowitego naukowego sukcesu, jaki dostarczył nam Philae.”

Obsługa misji kilkukrotnie podkreśla w sobotnią noc, że przywilejem i zaszczytem było móc oglądać “zaśnięcie” Philae na żywo, co wyjątkowo rzadko jest dane ludziom i ich “zrobotyzowanym posłańcom”.

Rosetta będzie od teraz nasłuchiwała Philae za każdym przelotem nad jego pozycją. Szanse na ponowny kontakt z lądownikiem są jednak małe. Jego obsługa podjęła w trakcie ostatniej sesji łączności decyzję o obrocie jego korpusu, tak aby energia elektryczna była generowana efektywniej. Komenda została poprawnie wykonana – lądownik obrócił się o 35° i uniósł o 4 cm. Jednak w trakcie pierwszej sesji łączności od czasu przełączeniu się Philae w tryb uśpienia, po 11:00 CET w sobotę 15 listopada, nie nawiązano z nim kontaktu.

Podjęcie ponownej pracy przez lądownik będzie trudne, gdyż do skutecznego ładowania akumulatorów jest potrzebny taki dopływ światła słonecznego, by najpierw ogrzać akumulatory do temperatury ok. 0°C. Takie warunki nie będą miały miejsca w ciągu najbliższych dni. Możliwe, że taka sytuacja zajdzie dopiero, gdy kometa zbliży się bardziej do Słońca.

Ostatnie odebrane dane (zdjęcie z ROLIS i ostatni pomiar triangulacyjny CONSERT) powinny pozwolić w końcu na określenie położenia lądownika.

Rosetta powraca tym samym na swoją “normalną” trajektorię lotu, ok. 30 kilometrów od komety. 6 grudnia ponownie zbliży się do jądra, tym razem na odległość 20 km. W kolejnych miesiącach orbita sondy zostanie zmieniona w taki sposób, że będzie oddalała się od komety na większą niż do tej pory odległość, ale przy tym wykonywane będą duże zbliżenia, nawet na 8 km od komety.

MUPUS

Skrótowy opis wyników pomiarów rozpoczęto od wskazań instrumentu TM (miernik temperatury powierzchniowej), jednego z 7 mierników tworzących MUPUS-a. Pokazał on, że temperatura powierzchni była bardzo niska (najprawdopodobniej w wyniku lokalizacji lądownika w cieniu). TM wykazał też typowy przebieg dziennej zmiany temperatury. W okolicach lokalnego południa temperatura szybko rosła a potem szybko spadała. Dane sugerują niską bezwładność termiczną materiału powierzchni i jego puchową strukturę, możliwe, że podobną do popiołu papierosowego. Kotwa MUPUS-a (osobny element wbijany w grunt, spod spodu lądownika) również zarejestrowała dzienne zmiany temperatury, podobnie jak czujniki temperatury paneli ogniw słonecznych.

W trakcie przygotowania do wbijania penetrator odnotował spadek temperatury, co może oznaczać, że napotkał jakiś materiał już w trakcie wysuwania się MUPUS-a.

Wbijanie penetratora rozpoczęło się z użyciem najsłabszej z trzech dobieranych sił. Ponieważ czujnik głębokości penetracji nie wykazywał zmian, instrument przełączył się na drugą, wyższą nastawę siły wbijania. Wobec braku dalszej reakcji, MUPUS użył trzeciej, najwyższej siły wbijania. Oznacza to, że sama wierzchnia warstwa gruntu jest bardzo twarda.

Wobec takiego obrotu spraw postanowiono użyć “tajnego” trybu IV, tzw. “trybu desperata”, działającego poza specyfikacją instrumentu (czyli z siłą mogącą go uszkodzić). Obsługa MUPUS-a podzieliła się komentarzem, że twórca młotka, Jerzy Grygorczuk, przestrzegał, by się nim ostrożnie posługiwać.

Jednak użycie “trybu desperata” również nie przyniosło rezultatu. Młotek przez siedem minut próbował przebić się przez wierzchnią warstwę gruntu komety. W końcu, zgodnie z przestrogą twórcy, odmówił dalszej pracy. Oznacza to, że twardość powierzchni przekracza 2 MPa. Przebić mogła się kotwa MUPUS-a, gdyż była zaprojektowania do pracy z twardszym materiałem (8-10 MPa). Z jednej strony taka twardość powierzchni jest zaskoczeniem, z drugiej strony, w takiej temperaturze lód wodny też może wykazywać takie cechy. Zespół instrumentu nie sądzi jednak, by MUPUS napotkał skałę. Badania prowadzone przez Rosettę mogą być tu rozstrzygające.

Wskazania instrumentu SD2 świadczące o skutecznym wierceniu w jądrze komety / Credit: ESA

Obsługa zdradziła, że zasmuca ją nie uzyskanie pomiarów spod powierzchni komety, ale zaznacza jednocześnie, że nie przebicie się przez powierzchnię też jest rezultatem badawczym. Naukowcy dodają, że to właśnie jedno z odkryć, którego nie można dokonać z orbity. Z tego powodu w żadnym wypadku nie można mówić o porażce eksperymentu. Zespół MUPUS-a podsumował to słowami, że „MUPUS działał wspaniale i w ramach specyfikacji. To kometa nie współpracowała”.

Nadzieje na badania podpowierzchniowe daje jeszcze eksperyment SD2, który według odebranych danych skutecznie wwiercił się w grunt na założoną głębokość, a potem wyciągnął wiertło. Dane z instrumentów COSAC i PTOLEMY dadzą odpowiedź, czy pobrano przy tym jakieś próbki.

Zespół MUPUS-a poinformował też, że po wysunięciu się ich urządzenia inny instrument lądownika zaczął lepiej funkcjonować, co może oznaczać, że zmieniło się jakoś położenie Philae. Z powodu takiego ryzyka obsługa lądownika początkowo wstrzymywała rozłożenie instrumentu MUPUS.

(ESA, MUPUS team, Planetary Society)