Philae na powierzchni komety 67P – wizualizacja / Credit: ESA/ATG medialab
W zależnie od scenariusza lądowania, opadanie potrwa od 2 do 12 godzin. Philae będzie opadał ruchem swobodnym w słabym polu grawitacyjnym komety, bez napędu i kierowania. Stabilizowane będzie jedynie jego położenie.
Podczas schodzenia lądownik dokona obserwacji powierzchni komety znajdującej się pod nim, w tzw. nadirze. Przeprowadzane też zostaną pierwsze badania naukowe. W tym samym czasie orbiter Rosetta wykona niewielkie korekty swojej trajektorii lotu, aby przyglądać się lecącemu Philae i utrzymywać z nim łączność, przynajmniej przez pierwsze 90 minut od momentu lądowania.
Philae powinien opaść na powierzchnię komety z prędkością ok. 1 m/s. Jednakże, z uwagi na słabą grawitację (ok. 1/100 000 ziemskiej siły ciężkości), niezbędne będzie użycie złożonego systemu do wyhamowania lądownika i zapobiegnięciu odbicia się od powierzchni. W tym celu trójnożne “podwozie” lądownika zaabsorbuje pęd zderzenia i zużyje go na wkręcenie się w powierzchnie komety. W tym samym momencie w powierzchnie wstrzelą się dwa harpuny mające zakotwiczyć statek. Siłę odrzutu skompensuje niewielki silniczek gazowy lądownika.
Instrument MUPUS misji Rosetta, częściowo zbudowany przez polskie Centrum Badań Kosmicznych PAN / Credit: CBK PAN
Gdy lądownik zaczepi się w powierzchnię komety, rozpocznie się pierwsza faza naukowa misji. Jej powodzenie zależy od energii elektrycznej zgromadzonej w pokładowych akumulatorach Philae, obliczonych na 64 godziny pracy. To, czy i jak szybko lądownik będzie mógł skorzystać z ogniw słonecznych zależy od lądowiska, jego oświetlenia i od tego jak wiele pyłu osiądzie na samych ogniwach.
Philae postara się wykonać panoramiczne zdjęcia swojego otoczenia, w tym gruntu pod nim. Niektóre z nich będą stereoskopowe. Wykona też analizy składu gruntu komety, w tym cząstek organicznych, i spróbuje wwiercić się na 23 centymetry w głąb powierzchni, w celu pobrania próbek. Inne przyrządy pokładowe zbadają elektryczne i mechaniczne własności powierzchni jądra komety.
Dane z pomiarów i badań będą przekazywane do Rosetty, która z kolei przekaże je na Ziemię w trakcie najbliższej możliwej sesji łączności. Przez najbliższe 5 dni Rosetta powinna mieć regularną łączność z lądownikiem. Philae będzie też wysyłał do orbitera sygnały radiowe poprzez jądro komety, w celu zbadania jej budowy wewnętrznej.
Instrumenty lądownika Philae / Credit: ESA/ATG medialab
Co więcej, badania kontaktowe Philae z miejsca lądowania zostaną też użyte do kalibracji obserwacji zdalnych prowadzonych przez orbiter. Gdy zakończy się główna misja naukowa lądownika (trwająca 4-5 dni), Philae zajmie się stała obserwacją cech fizycznych i chemicznych komety w miarę zbliżania się jej do Słońca. Pomiary będą prowadzone tak długo, jak lądownik będzie sprawny a jego akumulatory będą doładowywane ogniwami słonecznymi.
W tym samym czasie Rosetta będzie “eskortowała” kometę i lądownik w ich podróży w stronę Słońca. Przede wszystkim będzie monitorowała gazową aktywność komety, która powinna rosnąć wraz ze zbliżaniem się do peryhelium. Kometa dotrze tam w sierpniu 2015 roku, zbliżając się na 186 kilometrów do Słońca. Rosetta powinna towarzyszyć jej co najmniej do końca 2015 roku.
