Philae (kapal angkasa lepas)

Philae merupakan sebuah pendarat robotik Agensi Angkasa Eropah yang menemani kapal angkasa Rosetta sehingga pendaratannya yang ditentukan di atas Komet 67P/Churyumov–Gerasimenko, lebih daripada 10 tahun selepas berangkat dari Bumi. Pada 12 November 2014, pendarat ini melakukan pendaratan terkawal yang julung-julung kalinya di atas sesebuah nukleus komet. Instrumen-instrumennya dijangka memperoleh gambar-gambar pertama daripada permukaan komet dan melakukan analisis in situ yang julung-julung kalinya untuk menentukan komposisinya.
Pendarat ini dinamai sempena Pulau Philae (Filah) di Sungai Nil, di mana terjumpa dan terpakainya sebuah obelisk di samping Batu Rosetta untuk mentafsirkan hieroglif Mesir.

Misi
Misi Philae adalah mendarat dengan berjaya di atas permukaan sesebuah komet, memasangkan dirinya dan memancarkan data dari permukaan mengenai komposisi komet. Tidak seperti prob Deep Impact yang sengaja melanggar nukelus komet Tempel 1 pada 4 Julai 2005, Philae bukan jenis penghentam. Sesetengah instrumennya dan pendaratnya digunakan buat julung-julung kalinya sebagai sistem-sistem berautonomi sewaktu melintas terbang Marikh pada 25 Februari 2009. Sistem kameranya iaitu ÇIVA mengembalikan beberapa gambar sementara instrumen-instrumen Rosetta dipadamkan kuasanya; ROMAP mengambil sukatan magnetosfera Marikh. Kebanyakan instrumen lain perlu berhubung dengan permukaan untuk analisis dan kekal terputus talian sewaktu lintas terbang. Anggaran optimis jangka masa misi diberikan selama "empat ke lima bulan".

Matlamat saintifik
Matlamat-matlamat saintifik misi ini tertumpu pada "komposisi bahan-bahan komet dari segi unsur-unsur, isotop, molekul dan mineral, pencirian sifat-sifat fizikal bahan-bahan di atas dan bawah permukaan, struktur keseluruhan dan persekitaran magnetik dan plasma nukleusnya."

Pendaratan

Pada 12 November 2014, Philae kekal terpasang pada kapal angkasa Rosetta selepas bertemu dengan komet 67P/Churyumov–Gerasimenko. Pada 15 September 2014, ESA mengumumkan Tapak J yang dinamai Agilkia sempena Pulau Agilkia oleh sebuah peraduan awam ESA, di atas "hulu" komet sebagai destinasi pendarat.

Empat kali berturut-turut pemeriksaan Go/NoGo dilakukan pada 11-12 November 2014. Salah satu ujian akhir sebelum perlepasan dari Rosetta menunjukkan bahawa penujah gas sejuk pendarat tidak berfungsi dengan betul, tetapi tetap diberikan "Go" kerana tidak dapat dibaiki. Philae berlepas dari Rosetta pada 12 November 2014 jam 08:35 UTC, lalu mendarat tujuh jam kemudian pada jam 15:35. Penerimaan isyarat pendaratan disahkan pada jam 16:03 UTC.

Dalam sebuah laporan mutakhir dari LCC dalam livestream ESA pada 16:42 UTC, adalah diumumkan bahawa analisis ke atas telemetri mendapati bahawa pendaratan itu lebih lembut daripada yang dijangka tetapi tempuling-tempulingnya tidak dikeluarkan ketika pendaratan, malah penujah tiada membakar. Bacaan-bacaan berikutnya mendapati bahawa pendarat mungkin terhanyut dari komet selepas hentaman lalu menyentuh daratan semula. Dr. Stephan Ulamec iaitu pengurus projek Rosetta berkata bahawa "Entah-entah pada hari ini kami mendarat bukan hanya sekali, tetapi dua kali!" Analisis lanjutan mendapati bahawa pendarat itu melantun dua kali dan mendarat tiga kali, yang mana lantunan pertama adalah selama dua jam dan mungkin mencapai tinggi satu kilometer, sementara yang kedua pula selama tujuh minit.

Reka bentuk

Pendaratnya direka untuk keluar dari tubuh kapal angkasa induk dan turun dari orbit sepanjang  dengan trajektori balistik. Ia dijangka mendarat di atas permukaan komet pada halaju sekitar . Kaki-kakinya direka untuk menampan hentaman awal-awal untuk mengelak daripada melantun kerana halaju lepas komet adalah hanya sekitar , sementara tenaga hentamannya akan memacakkan skru ais ke dalam permukaan. Philae kemudian dijangka menembakkan dua bilah tempuling ke dalam permukan pada  sebagai saun. Sebuah penujah di atas Philae membakar untuk mengurangkan lantunan sewaktu hentaman serta mengurangkan sentakan daripada penembakan tempuling.
Komunikasi dengan Bumi menggunakan kapal angkasa pengorbit sebagai stesen geganti untuk mengurangkan kuasa elektrik keperluan. Jangka masa misi di atas permukaan dirancang untuk selama seminggu, tetapi mungkin juga akan menelan masa berbulan-bulan.

Struktur utama pendarat diperbuat daripada gentian karbon yang berbentuk plat yang memelihara kestabilan mekanikal, sebuah platform untuk instrumen-instrumen sains dan sebuah "sandwic" berbentuk heksagon untuk menyambungkan kesemua alat-alat. Jumlah jisimnya sebanyak . "Bonetnya" dilitupi dengan sel-sel suria untuk menjana kuasa.

Philae asalnya dirancang untuk bertemu dengan 46P/Wirtanen, tetapi kerosakan dalam kenderaan pelancar Ariane 5 yang terdahulu telah menutup peluang untuk melancar tepat pada masanya untuk sampai di komet itu, maka perlunya mengubah rancangan untuk menyasari komet 67P/Churyumov–Gerasimenko. Jisim komet 67P/C-G yang lebih besar serta peningkatan halaju hentaman daripad itu memerlukan penguatan gear mendarat bagi pendarat yang direka semula supaya kapal angkasa dengan alat-alat sains yang rapuhnya terselamat sewaktu pendaratan.

Pengurusan kuasa
Pengurusan kuasa Philae telah dirancang untuk dua fasa. Dalam fasa pertama, pendarat akan beroperasi dengan hanya menggunakan kuasa bateri. Dalam fasa kedua,, "ia akan berjalan dengan bateri sandaran yang dicas semula melalui sel-sel suria".

Instrumen

Muatan saintifik pendarat terdiri daripada 10 instrumen yang berjisim sejumlah , iaitu dekat lebih satu suku daripada jisim keseluruhan pendarat.

 APXS  Alpha Particle X-ray Spectrometer mengesan zarah alfa dan sinar X yang memberikan maklumat mengenai komposisi unsur di permukaan komet. Instrumen ini merupakan versi baharu APXS dari Mars Pathfinder.
 COSAC  Instrumen COmetary SAmpling and Composition merupakan gabungan kromatograf gas dengan mass spectrometer waktu penerbangan untuk melakukan analisis sampel tanih serta menentukan kandungan komponen-komponen yang meruap.
 Ptolemy  Instrumen yang menyukat nisbah isotop stabil bagi bahan-bahan meruap utama pada nukleus komet.
 ÇIVA  Comet Nucleus Infrared and Visible Analyzer merupakan sekumpulan enam mikrokamera seiras yang mengambil gambar-gambar panorama permukaan. Setiap kamera dilengkapi dengan pengesan CCD 1024×1024 piksel. Sebuah spektrometer mengkaji komposisi, tekstur dan albedo (kepantulan) sampel-sampel yang terkumpul dari permukaan.
 ROLIS   Rosetta Lander Imaging System merupakan kamera CCD yang akan memperoleh imej-imej beresolusi tinggi sewaktu penurunan, serta imej-imej panorama stereo mengenai kawasan-kawasan yang disampel oleh instrumen-instrumen lain. The CCD detector consists of 1024×1024 pixels.
 CONSERT  Eksperimen COmet Nucleus Sounding Experiment by Radiowave Transmission menggunakan rambatan gelombang elektromagnetik untuk menentukan struktur dalaman komet. Sebuah radar dalam Rosetta memancarkan isyarat melalui nukleus untuk diterima oleh pengesan di Philae.
 MUPUS  Instrumen MUlti-PUrpose Sensors for Surface and Sub-Surface Science mengukur ketumpatan, ciri-ciri terma dan mekanikal permukaan komet.
 ROMAP  Rosetta Lander Magnetometer and Plasma Monitor merupakan magnetometer dan pengesan plasma untuk mengkaji medan magnet nukleus dan interaksinya dengan angin suria.
 SESAME  Surface Electric Sounding and Acoustic Monitoring Experiments menggunakan tiga instrumen untuk menyukat sifat-sifat lapisan luaran komet. Cometary Acoustic Sounding Surface Experiment (CASSE) menyukat bagaimana bunyi melalui permukaan. Permittivity Probe (PP) menyiasat ciri-ciri elektriknya, sementara Dust Impact Monitor (DIM) menyukat debu yang gugur semula ke atas permukaan.
 SD2  Drill, Sample, and Distribution subsystem memperoleh sampel tanih daripada komet pada kedalaman  lalu mengedarkannya kepada subsistem Ptolemy, COSAC, dan ÇIVA untuk analisis. Sistem ini mengandungi empat jenis subsistem iaitu gerudi, karusel, ketuhar, dan penyukat isipadu.  Terdapat sejumlah 26 ketuhar platinum untuk memanaskan sampel—10 bersuhu sederhana  dan 16 bersuhu tinggi —dan sebuah ketuhar untuk membersihkan mata gerudi untuk kegunaan semula.

Galeri

Lihat juga
 Garis masa kapal angkasa Rosetta
 Churyumov–Gerasimenko
 Hayabusa

Rujukan
Catatan

Bacaan lanjut

Pautan luar

 Rosetta mission website by the European Space Agency
 Philae entry at the National Space Science Data Center
 Philae Blog at the Max Planck Institute for Solar System Research
 Comet images - NYT, 11 November 2014.
 DLR - Video: The working of Philae, the comet lander
 ESA - Rosetta: landing on a comet
 ESA - Live Webcasts of Comet Landing & Latest Status Reports. 

Misi Rosetta
Kapal angkasa lepas