Разета (касмічны апарат)

«Разета» () — касмічны апарат, прызначаны для даследавання каметы. Распрацаваны і створаны Еўрапейскім касмічным агенцтвам у супрацоўніцтве з NASA. Складаецца з дзвюх частак: уласна зонда «Разета» () і спускальнага апарата «Філы» () .

Касмічны апарат запушчаны 2 сакавіка 2004 года да каметы 67P/Чурумава — Герасіменка. «Разета» — першы касмічны апарат, які выйшаў на арбіту каметы. У рамках праграмы 12лістапада 2014года адбылася першая ў свеце мяккая пасадка спускальнага апарата на паверхню каметы. Асноўны зонд «Разета» завяршыў свой палёт 30 верасня 2016 года, здзейсніўшы жорсткую пасадку на камету 67P/Чурумава — Герасіменка.

 Паходжанне назваў 
Назва зонда паходзіць ад знакамітага Разецкага каменя — каменнай пліты з выбітымі на ёй трыма ідэнтычнымі па сэнсе тэкстамі, два з якіх напісаны на старажытнаегіпецкай мове (адзін — іерогліфамі, іншы — дэматычным пісьмом), а трэці напісаны на старажытнагрэчаскай мове. Параўноўваючы тэксты Разецкага каменя, Жан-Франсуа Шампальён змог расшыфраваць старажытнаегіпецкія іерогліфы; з дапамогай касмічнага апарата «Разета» навукоўцы спадзяюцца даведацца, як выглядала Сонечная сістэма да таго, як сфарміраваліся планеты.

Назва спускальнага апарата таксама звязана з расшыфроўкай старажытнаегіпецкіх надпісаў. На востраве Філы на рацэ Ніл быў знойдзены абеліск з іерагліфічным надпісам, у якім згадваецца цар ПталамейVIII і царыцы КлеапатраII і КлеапатраIII. Надпіс, у якім навукоўцы распазналі імёны «Пталамей» і «Клеапатра», дапамог расшыфраваць старажытнаегіпецкія іерогліфы.

 Перадумовы стварэння апарата 
У 1986 годзе ў гісторыі даследавання касмічнай прасторы адбылася знамянальная падзея: на мінімальную адлегласць да Зямлі падышла камета Галея. Яе даследавалі касмічныя апараты розных краін: гэта і савецкія «Вега-1» і «Вега-2», і японскія «Суйсэй» і «Сакігакэ», і еўрапейскі зонд «Джота». Навукоўцы атрымалі найкаштоўную інфармацыю пра састаў і паходжанне камет.

Аднак засталося нераскрытым мноства пытанняў, таму НАСА і ЕКА пачалі сумесную працу над новымі касмічнымі даследаваннямі. НАСА сканцэнтравала высілкі над  (, скарочана ). ЕКА распрацоўвала праграму вяртання ўзору ядра каметы ( — ), якую планавалася ажыцявіць пасля праграмы . Новыя касмічныя апараты планавалася зрабіць на стандартнай платформе , што значана скарачала расходы. У 1992 годзе, аднак, НАСА спыніла распрацоўку  з-за бюджэтных абмежаванняў. ЕКА працягнула распрацоўку КА самастойна. Да 1993 года стала зразумела, што з тагачасным бюджэтам ЕКА палёт да каметы з наступным вяртаннем узораў грунта немагчымы, таму праграму апарата падверглі вялікім зменам. Канчаткова яна выглядала так: збліжэнне апарата спачатку з астэроідамі, а потым з каметай, а затым — даследаванні каметы, у тым ліку мяккая пасадка спускальнага апарата «Філы». Завяршыць місію планавалася кантралюемым сутыкненнем зонда «Разета» з каметай.

 Мэта і праграма палёту 
Першапачаткова запуск «Разеты» быў запланаваны на 12 студзеня 2003 года. Мэтай даследаванняў была выбрана камета 46P/Віртанена.

Аднак у снежні 2002 года адбылася адмова рухавіка Вулкан-2 пры запуску ракеты-носьбіта «Арыян-5». У сувязі з неабходнасцю ўдасканалення рухавіка запуск касмічнага апарата «Разета» быў адкладзены, пасля чаго для яго была распрацавана новая праграма палёту.

Новы план прадугледжваў палёт да каметы 67P/Чурумава — Герасіменка, са стартам 26 лютага 2004 года і сустрэчай з каметай у 2014 годзе. Адтэрміноўка запуску выклікала дадатковыя выдаткі каля 70 мільёнаў еўра на захоўванне касмічнага апарата і іншыя патрэбы.
«Разета» была запушчана 2 сакавіка 2004 года ў 7:17UTC з касмадрома Куру ў Французскай Гвіяне. У якасці ганаровых гасцей на запуску прысутнічалі першаадкрывальнікі каметы прафесар Кіеўскага ўніверсітэта Клім Чурумаў і навуковы супрацоўнік Інстытута астрафізікі Акадэміі навук Таджыкістана Святлана ГерасіменкаБурбаГ. Як сесці на хвост каметы? // Вокруг света, 2005, № 12 (навукова-папулярны артыкул).. Акрамя змянення часу і мэты, праграма палёту практычна не змянілася. Як і раней, «Разета» павінна была наблізіцца да каметы і запусціць да яе спускальны апарат «Філы».

«Філы» павінен быў падысці да каметы з адноснай хуткасцю каля  і пры кантакце з паверхняй выпусціць два гарпуны, таму што слабая гравітацыя каметы не здольная ўтрымаць апарат, і ён можа проста адскочыць. Пасля пасадкі модуля «Філы» быў запланаваны пачатак выканання навуковай праграмы:
 вызначэнне параметраў ядра каметы;
 даследаванне хімічнага саставу;
 вывучэнне змянення актыўнасці каметы з часам.

Варта заўважыць, што праграма палёту «Разеты» вельмі складаная. Яна ўключала чатыры гравітацыйныя манеўры каля Зямлі і Марса, прычым нават невялікія адхіленні маглі паўплываць на поспех.

 Праграма палёту
міні|333px|1 — сакавік 2004: запуск КА2 — сакавік 2005: першы пралёт каля Зямлі3 — люты 2007: пралёт каля Марса4 — лістапад 2007: другі пралёт каля Зямлі5 — верасень 2008: збліжэнне з астэроідам Штэйнс6 — лістапад 2009: трэці пралёт каля Зямлі7 — ліпень 2010: збліжэнне з астэроідам Лютэцыя8 — ліпень 2011: перавод КА ў рэжым сну9 — студзень 2014: абуджэнне КА10 — жнівень 2014: выхад на арбіту каметы11 — лістапад 2014: пасадка спускальнага апарата на паверхню каметы12 — верасень 2016: завяршэнне місіі
 Запуск (сакавік 2004)
 Першы пралёт каля Зямлі (сакавік 2005);
 Пралёт каля Марса (люты 2007);
 Другі пралёт каля Зямлі (лістапад 2007);
 Сустрэча з астэроідам Штэйнс (5 верасня 2008);
 Трэці пралёт каля Зямлі (13 лістапада 2009);
 Сустрэча з астэроідам Лютэцыя (10 ліпеня 2010);
 Бяздзейнасць (май 2011 — студзень 2014);
 Набліжэнне да камеце Чурумава — Герасіменка (студзень — май 2014);
 Картаграфаванне каметы (жнівень 2014);
 Пасадка спускальнага апарата «Філы» (12 лістапада 2014);
 Даследаванне каметы (лістапад 2014 — снежань 2015);
 Праходжанне перыгелія (жнівень 2015);
 Кантралюемае сутыкненне зонда «Разета» з каметай (30 верасня 2016).

 Канструкцыя 
«Разета» была сабрана ў чыстым памяшканні ў адпаведнасці з патрабаваннямі COSPAR. Стэрылізацыя была не такой важнай, таму што каметы не разглядаюцца ў якасці аб’ектаў, дзе можна знайсці жывыя мікраарганізмы, затое на іх спадзяюцца знайсці малекулы-папярэднікі жыцця.

Электрычную энергію апарат атрымлівае ад дзвюх сонечных батарэй агульнай плошчай  і магутнасцю  ( у спячым рэжыме), кантралюемых энергетычным модулем вытворчасці кампаніі , які таксама выкарыстоўваецца ў праекце «Марс-экспрэс»Stage, Mie. «Terma-elektronik v?kker rumsonde fra arelang dvale» Ingenioren, 19 January 2014.Jensen, H. & Laursen, J. «Power Conditioning Unit for Rosetta/Mars Express» Space Power, Proceedings of the Sixth European Conference held 6-10 May, 2002 in Porto, Portugal. Edited by A. Wilson. European Space Agency, ESA SP-502, 2002., p.249 Bibliographic Code: 2002ESASP.502..249J.

Галоўная рухальная ўстаноўка складаецца з  рухавікоў з цягай у . Апарат меў на старце  двухкампанентнага паліва, якое складаецца з монаметылгідразіну (гаручага) і тэтрааксіду азоту (акісляльніка).

Корпус з ячэістага алюмінію і разводку электрычнага сілкавання па борце вырабіла фінская кампанія Patria.  вырабіў прыборы зонда і спускальнага апарата: COSIMA, MIP (Mutual Impedance Probe), LAP (Langmuir Probe), ICA (Ion Composition Analyzer), прыбор пошуку вады (Permittivity Probe) і модулі памяці (CDMS/MEM)Rosetta — pyrstotahden matkassa («Разета» на шляху да каметы).

 Навуковае абсталяванне спускальнага апарата 
Агульная маса спускальнага апарата — . Карысная нагрузка масай  складаецца з дзесяці навуковых прыбораў. Спускальны апарат спраектаваны для прынамсі  па вывучэнні структурных, марфалагічных, мікрабіялагічных і іншых уласцівасцяў ядра каметы. Аснову аналітычнай лабараторыі спускальнага апарата складаюць піралізёры, газавы храматограф і мас-спектрометр.

 Піралізёры 
Для даследавання хімічнага і ізатопнага саставу ядра каметы «Філы» абсталяваны дзвюма плацінавымі піралізёрамі. Першы можа разаграваць узоры да тэмпературы 180 °C, а другі — да 800 °C. Узоры могуць разагравацца з кантралюемай хуткасцю. На кожным кроку пры павышэнні тэмпературы аналізуецца сумарны аб'ём газаў, якія вылучыліся.

 Газавы храматограф 
Асноўным інструментам дзялення прадуктаў піролізу з'яўляецца газавы храматограф. У якасці газу-носьбіта выкарыстоўваецца гелій. У апараце выкарыстоўваецца некалькі розных храматаграфічных калонак, здольных аналізаваць розныя сумесі арганічных і неарганічных рэчываў.

 Мас-спектрометр 
Для аналізу і ідэнтыфікацыі газападобных прадуктаў піролізу выкарыстоўваецца мас-спектрометр з час-пралётным ( — ) дэтэктарам.

 Спіс даследчых прыбораў па мэце прызначэння 

 Ядро 
 ALICE (An Ultraviolet Imaging Spectrometer).
 OSIRIS (Optical, Spectroscopic, and Infrared Remote Imaging System).
 VIRTIS (Visible and Infrared Thermal Imaging Spectrometer).
 MIRO (Microwave Instrument for the Rosetta Orbiter).

 Газ і пыл 
 ROSINA (Rosetta Orbiter Spectrometer for Ion and Neutral Analysis).
 MIDAS (Micro-Imaging Dust Analysis System).
 COSIMA (Cometary Secondary Ion Mass Analyser).

 Уплыў Сонца 
 GIADA (Grain Impact Analyser and Dust Accumulator).
 RPC (Rosetta Plasma Consortium).

 Цікавыя падзеі місіі 
 25 лютага 2007 года «Разета» пралятала каля Марса. Падчас пралёту спускальны апарат «Філы» ўпершыню працаваў у аўтаномным рэжыме, з сілкаваннем ад уласных акумулятараў. Прыборамі спускальнага апарата з адлегласці ў  была праведзена здымка планеты, атрыманы звесткі пра магнітнае поле МарсаPhilae lander in first autonomous operation.

 4 жніўня 2008 года астэроід Штэйнс патрапіў у зону бачнасці касмічнага апарата. 14 жніўня 2008 года была здзейснена карэкцыя траекторыі палёту, што забяспечыла 5 верасня пралёт у  ад астэроіда Штэйнс. 6 верасня «Разета» перадала здымкі астэроіда з блізкай адлегласці. На яго паверхні выяўлены  дыяметрам звыш . Вузкавугольная камера NAC (Narrow-Angle Camera) пераключылася ў бяспечны рэжым за некалькі хвілін да збліжэння, і здымка была праведзена шырокавугольнай камерай WAC (Wide-Angle Camera), што істотна пагоршыла разрозненне здымкаў.
 Увечар 10 ліпеня 2010 года касмічны апарат зблізіўся з астэроідам Лютэцыя. «Разета» зрабіла мноства здымкаў астэроіда. Усе жадаючыя маглі ўбачыць астэроід у прамым эфіры на адмысловай старонцы ў ІнтэрнэцеАпарат ESA паказаў першыя здымкі астэроіда Лютэцыя // Lenta.ru.
 20 студзеня 2014 года ў 10:00 па UTC (11:00CET) «Разета» «прачнулася» ад унутранага таймера. Сігнал ад апарата быў прыняты ў 18:17UTC (19:17CET). Пачалася падрыхтоўка да сустрэчы з каметай Чурумава — Герасіменка.
 У ліпені 2014 «Разета» атрымала першыя звесткі пра стан каметы Чурумава — Герасіменка. Апарат вызначыў, што ядро каметы, якое мае «няправільную» форму, штосекундна выпускае ў навакольную прастору каля  вады«Разета» атрымала першыя звесткі пра камету Чурумава — Герасіменка. 3 жніўня 2014 года з адлегласці ў  была атрымана выява з разрозненнем  .
 7 жніўня 2014 года «Разета» наблізілася да ядра каметы на адлегласць каля .
 У пачатку верасня 2014, пасля аналізу здымкаў паверхні каметы, атрыманых пры дапамозе сістэмы OSIRIS (навуковай сістэмы апрацоўкі выяў, усталяванай на «Разеце»), была складзена карта паверхні з вылучэннем некалькіх абласцей, кожная з якіх характарызуецца асаблівай марфалогіяй. Акрамя гэтага, спектрограф ультрафіялетавага выпраменьвання Alice не выявіў спектральныя лініі, якія б паказвалі на наяўнасць участкаў паверхні каметы, пакрытых лёдам; у той жа час фіксуецца наяўнасць вадароду і кіслароду ў коме каметы.
 Прынята рашэнне ажыццявіць пасадку на паверхню ядра каметы 12 лістапада 2014 года. Месцам пасадкі выбрана вобласцьJ.
 15 кастрычніка спецыялісты ЕКА пацвердзілі асноўнае месца пасадкі апарата «Філы». «Разета» знаходзілася на кругавой арбіце, у  ад цэнтра чатырохкіламетровага ядра каметы. Гэта дазволіла больш дэталёва агледзець асноўнае і рэзервовае месцы пасадкі, каб завяршыць ацэнку небяспек (уключаючы абмежаванні, выкліканыя наяўнасцю валуноў)ESA confirms the primary landing site for Rosetta.
 12 лістапада ЕКА паведаміла пра адстыкоўку апарата «Філы» ад зонда «Разета», сігнал пра гэта паступіў у 10:03 па мясцовым часе ў Еўрапейскі цэнтр кіравання касмічнымі палётамі ў Дармштаце. Спуск на паверхню ядра каметы заняў у яго каля сямі гадзін. На працягу гэтага часу апарат рабіў здымкі як самой каметы, так і зонда «Разета». Пасадка модуля ўскладнялася адмовай ракетнага рухавіка, які прыціскае апарат да грунта, што павялічыла рызыку адскоку ад каметы. Акрамя таго, не спрацавалі гарпуны, якія павінны былі замацаваць «Філы» на паверхні каметы. У 16:03UTC адбылася пасадка апарата.
 на 14 лістапада спускальны апарат «Філы» выканаў свае асноўныя навуковыя задачы і перадаў праз «Разету» на Зямлю ўсе вынікі ад навуковых прыбораў ROLIS, COSAC, Ptolemy, SD2 і CONSERT. Акрамя гэтага, апарат быў прыпадняты на  і павернуты на 35° у спробе павялічыць асветленасць сонечных батарэй.
міні|справа|250px|Фатаграфія каметы 67P/Чурумава — Герасіменка, зробленая 6 сакавіка 2015 года пры дапамозе камеры NAVCAM апарата «Разета» з адлегласці ў 
 15 лістапада «Філы» пераключыўся ў рэжым энергазахавання (усе навуковыя прыборы і большасць бартавых сістэм выключаны) з-за вычарпання зараду батарэй на борце (кантакт страчаны ў 00:36UTC). Асветленасць сонечных батарэй (і, адпаведна, магутнасць, якую яны выпрацоўвалі) была занадта малой для зарадкі акумулятараў і выканання сеансаў сувязі з апаратам. Па здагадцы навукоўцаў, па меры набліжэння каметы да Сонца колькасць энергіі павінна было ўзрасці да велічынь, дастатковых для ўключэння апарата — такое развіццё падзей было ўлічана пры праектаванні апарата.
 13 чэрвеня 2015 года «Філы» выйшаў з рэжыму паніжанага энергаспажывання, была ўсталявана сувязь з апаратам.
 9 ліпеня сувязь з «Філы» спынілася з-за вычарпання запасаў энергіі ў акумулятарах апарата. Сонечныя батарэі больш не змаглі выпрацаваць дастатковую колькасць электраэнергіі для падзарадкі, таму што Філы прызямліўся ў цені.
 30 верасня 2016 года — зонд «Разета» быў накіраваны на сутыкненне з каметай  Чурумава — Герасіменка, і на хуткасці 3 км/г сутыкнуўся з ёй. Гэта была кантралюемая жорсткай пасадка апарата на паверхню ў раёне «студняў» — мясцовых гейзераў. Падчас зніжэння, якое працягвалася 14 гадзін, апарат перадаваў на зямлю  фатаграфіі і вынікі аналізаў газавых патокаў. Такім чынам завяршылася праграма даследавання каметы коштам 1,4 млрд еўра.

 Навуковыя вынікі 
10 снежня 2014 у анлайн-выпуску часопіса  апублікавана артыкул  («67P/Чурумава — Герасіменка, камета сямейства Юпітэра з высокімі суадносінамі D/H»), у якой было адзначана больш высокая ў параўнанні з зямнымі акіянамі колькасць цяжкай вады ў лёдзе каметы — больш як у тры разу. Гэты вынік супярэчыць прынятай тэорыі, што вада Зямлі мае каметнае паходжанне.

23 студзеня 2015 часопіс «Science» апублікаваў спецыяльны выпуск навуковых даследаванняў, звязаных з каметай. Даследчыкі выявілі, што асноўны аб'ём газаў, які вылучаецца каметай, прыпадае на «шыю» — вобласць злучэння дзвюх частак каметы: тут камеры OSIRIS увесь час фіксавалі паток газу і абломкаў. Члены навуковай каманды сістэмы атрымання выяў OSIRIS усталявалі, што вобласць Хапі, якая размешчана ў перамычцы паміж дзвюма буйнымі долямі каметы і дэманструе высокую актыўнасць як крыніца газапылавых патокаў, адлюстроўвае чырвонае святло менш эфектыўна за іншыя вобласці, што можа азначаць прысутнасць замарожанай вады на паверхні каметы ці неглыбока пад яе паверхняй.

 Гл. таксама 
 «Дып Імпакт» — касмічны апарат NASA, які даследаваў камету 9P/Тэмпеля; першая пасадка касмічнага апарата на камету (цвёрдая пасадка — наўмыснае сутыкненне цяжкай ударнай прылады з каметай).
 «Стардаст» — касмічны апарат NASA, які даследаваў камету 81P/Вільда і даставіў узоры яе рэчыва на Зямлю.
 «Хаябуса» — касмічны апарат Японскага аэракасмічнага агенцтва, які даследаваў астэроід Ітакава і даставіў узоры яго грунта на Зямлю.
 Спіс першых пасадак на нябесныя целы

 Крыніцы 

 Спасылкі 
 Сайт «Разеты» // ЕКА
 Афіцыйны блог праекта «Разета» // ЕКА
 Rosetta // НАСА
 Місія Rosetta
 Апошні шлях «Разеты» // Газета.Ру, 30.09.2016
 Rosetta — A Lesson on Comets (Lecture at NASA’s Jet Propulsion Laboratory on October 9 2014) // NASA

 Схемы і мадэлі палёту Разеты
 Схема палёту «Разеты» (Java-аплет) // ЕКА
 3D-інтэрактыўная карта палёту місіі

Катэгорыя:Аўтаматычныя міжпланетныя станцыі
Катэгорыя:Даследаванне камет
Катэгорыя:Касманаўтыка Еўропы
2004
02