Миссия Розетта

Миссия «Розетта» — это космический проект Европейского космического агентства (ЕКА), направленный на изучение кометы 67P/Чурюмова — Герасименко. Миссия включала запуск автоматической межпланетной станции «Розетта» и спускаемого аппарата «Филы» (Philae). Основной целью являлось получение данных о составе, структуре и эволюции кометного ядра, а также изучение процессов, происходящих при приближении кометы к Солнцу. Миссия считается одной из самых амбициозных и успешных в истории исследования Солнечной системы, так как впервые в истории космонавтики аппарат вышел на орбиту вокруг кометы и осуществил мягкую посадку на её поверхность.

История

Предпосылки и разработка

Идея миссии по изучению кометы сближением и посадкой возникла в конце 1980-х годов, после успешных пролётов комет аппаратами «Вега» (СССР) и «Джотто» (ЕКА) в 1986 году. Эти миссии показали, что кометы содержат первичное вещество протопланетного облака, но для детального анализа требовалось длительное присутствие на орбите и контакт с поверхностью. В 1993 году ЕКА утвердило проект «Розетта» как часть программы «Горизонт-2000». Название миссии отсылает к Розеттскому камню — древней стеле с текстом на нескольких языках, что символизирует расшифровку тайн происхождения Солнечной системы.

Первоначально целью миссии была комета 46P/Виртанена, но после переноса запуска из-за аварии ракеты-носителя «Ариан-5» в 2002 году, в 2003 году была выбрана новая цель — комета 67P/Чурюмова — Герасименко, открытая в 1969 году советскими астрономами Климом Чурюмовым и Светланой Герасименко. Запуск состоялся 2 марта 2004 года с космодрома Куру во Французской Гвиане.

Хронология полёта

После запуска «Розетта» совершила сложный десятилетний перелёт, включавший три гравитационных манёвра у Земли (2005, 2007, 2009 годы) и один у Марса (2007 год). В 2010 году аппарат пролетел мимо астероида (21) Лютеция, передав его изображения и спектральные данные. В 2011 году, для экономии энергии, станция была переведена в режим гибернации, из которого вышла 20 января 2014 года.

6 августа 2014 года «Розетта» вышла на орбиту вокруг кометы 67P/Чурюмова — Герасименко, став первым космическим аппаратом, вышедшим на орбиту кометы. 12 ноября 2014 года спускаемый аппарат «Филы» отделился от станции и совершил посадку на поверхность кометы. Посадка оказалась жёсткой: аппарат дважды отскочил от поверхности и оказался в тени скалы, что ограничило его энергоснабжение от солнечных батарей. Тем не менее, «Филы» успел передать данные с поверхности в течение 64 часов, после чего перешёл в режим гибернации. В июне 2015 года, при сближении кометы с Солнцем, аппарат ненадолго возобновил связь, но в июле 2015 года окончательно замолчал.

Основная миссия «Розетты» продолжалась до 30 сентября 2016 года, когда станция была намеренно направлена на столкновение с кометой, передавая данные до самого удара. Это позволило получить уникальные снимки поверхности с близкого расстояния.

Характеристики аппаратов

Орбитальный аппарат «Розетта»

«Розетта» представляла собой платформу массой около 3000 кг (с топливом), оснащённую двумя большими панелями солнечных батарей размахом 32 метра. На борту находилось 11 научных приборов, включая:

• Камеры высокого разрешения (OSIRIS) для съёмки поверхности.
• Спектрометры (VIRTIS, MIRO, ALICE) для анализа химического состава комы и ядра.
• Масс-спектрометры (ROSINA, COSIMA) для изучения газов и пыли.
• Радиолокатор (CONSERT) для зондирования внутренней структуры ядра.
• Магнитометр (RPC-MAG) и анализатор плазмы.

Спускаемый аппарат «Филы»

«Филы» (Philae) имел массу около 100 кг и был оснащён 10 приборами, включая:

• Камеры (CIVA, ROLIS) для панорамной съёмки.
• Микроскоп (MUPUS) для измерения механических свойств грунта.
• Масс-спектрометр (PTOLEMY) для анализа изотопного состава.
• Буровой инструмент (SD2) для забора образцов с глубины до 20 см.
• Система гарпунов и ледовых якорей для фиксации на поверхности (не сработала при посадке).

Научные результаты

Состав кометы

Миссия «Розетта» позволила впервые детально изучить химический состав кометного ядра. Было обнаружено, что комета 67P/Чурюмова — Герасименко содержит большое количество органических соединений, включая аминокислоты (глицин), сахара (рибоза) и другие пребиотические молекулы. Это подтвердило гипотезу о том, что кометы могли доставлять на Землю органические вещества, необходимые для возникновения жизни.

Форма и структура ядра

Ядро кометы оказалось неправильной формы, напоминающей резиновую утку, с двумя долями, соединёнными перешейком. Размеры ядра составляют примерно 4,1 × 3,3 × 1,8 км. Поверхность покрыта кратерами, трещинами и обрывами, а также областями, покрытыми пылью и льдом. Анализ данных показал, что ядро имеет низкую плотность (около 0,5 г/см³) и высокую пористость, что указывает на его рыхлую структуру.

Активность кометы

По мере приближения к Солнцу комета проявляла активность: из неё выбрасывались струи газа и пыли, образующие кому и хвост. Аппарат зафиксировал, что эти выбросы происходят в основном с освещённой стороны и из трещин на поверхности. Было также обнаружено, что комета теряет около 1 метра поверхностного слоя за один оборот вокруг Солнца.

Вода и изотопы

Измерения изотопного состава воды на комете показали, что соотношение дейтерия к водороду (D/H) в ней в три раза выше, чем в земной воде. Это ставит под сомнение гипотезу о том, что вода на Землю могла быть занесена кометами типа 67P/Чурюмова — Герасименко, хотя не исключает вклада других типов комет.

Значение и наследие

Миссия «Розетта» стала триумфом европейской космонавтики. Она продемонстрировала возможность длительного полёта, выхода на орбиту кометы и посадки на её поверхность. Полученные данные существенно расширили понимание процессов формирования Солнечной системы, эволюции комет и их роли в доставке органических веществ на планеты. Миссия также послужила технологической основой для будущих проектов, таких как миссия по доставке образцов кометного вещества.

Интересные факты

• Название «Филы» было выбрано по результатам конкурса среди школьников и отсылает к обелиску из Филе, который помог расшифровать египетские иероглифы.
• Аппарат «Розетта» стал первым, кто обнаружил на комете молекулярный кислород (O₂), что вызвало дискуссии о его происхождении.
• Во время посадки «Филы» передал панорамный снимок поверхности, на котором видна тень самого аппарата.
• Миссия завершилась 30 сентября 2016 года в 13:19 по московскому времени, когда станция столкнулась с кометой на скорости около 0,5 м/с.

Источники

• Европейское космическое агентство (ESA). «Rosetta: Mission to a Comet».
• Glassmeier, K.-H., Boehnhardt, H., Koschny, D., Kührt, E., & Richter, I. (2007). «The Rosetta Mission: Flying Towards the Origin of the Solar System». Space Science Reviews.
• Taylor, M. G. G. T., et al. (2017). «The Rosetta Mission: A Decade of Science and Discovery». Philosophical Transactions of the Royal Society A.
• Научные публикации миссии в журналах Nature, Science, Astronomy & Astrophysics (2015–2017).