Kreditna slika: ESA
Misija Evropske vesoljske agencije Rosetta bo prvo vesoljsko plovilo, ki je kdaj krožilo v orbito in nato pristalo na oddaljenem kometu. Nekaj negotovosti glede izstrelitve pa je posledica povišane nesreče z izboljšanim Ariane-5 prejšnji mesec. Vesoljsko plovilo mora izstreliti do konca januarja, če se bo treba srečati z Wirtanenom; v nasprotnem primeru bo treba izbrati nov cilj.
Rosetta ESA bo prva misija za kroženje in pristanek kometa. Kometi so ledena telesa, ki potujejo po celotnem Osončju in razvijejo značilen rep, ko se približajo Soncu. Rosetta naj bi bila na krovu rakete Ariane-5 izstreljena januarja 2003 iz francoske Gvajane Kourou.
Odločitev o datumu predstavitve bo sprejeta do torka, 14. januarja 2003 (glej sporočilo za javnost Arianspace 03/02 z dne 7. januarja 2003 ali poglej spletno stran http://www.arianespace.com). Cilj misije je Komet Wirtanen, srečanje pa se bo zgodilo leta 2011. Ime Rosette izvira iz znamenitega kamna Rosetta, ki je pred skoraj 200 leti privedel do razvozlavanja egiptovskih hieroglifov. Na podoben način znanstveniki upajo, da bo vesoljsko plovilo Rosetta odkrilo skrivnosti Osončja.
Kometi so za znanstvenike zelo zanimivi predmeti, saj njihova sestava odraža, kakšen je bil Sončni sistem, ko je bil še mlad, še nedokončan, pred več kot 4600 milijoni let. Kometi se od takrat niso veliko spremenili. Z orbiti komet Wirtanen in pristanek na njem bo Rosetta zbrala bistvene informacije za razumevanje nastanka in razvoja našega osončja. Prav tako bo pomagalo odkriti, ali so kometi prispevali k začetkom življenja na Zemlji. Kometi so prenašalci zapletenih organskih molekul, ki so, ko so bili dostavljeni na Zemljo z udarci, morda igrali vlogo pri nastanku živih oblik. Poleg tega so lahko "hlapni" svetlobni elementi, ki jih nosijo kometi, igrali tudi pomembno vlogo pri oblikovanju Zemljinih oceanov in atmosfere.
"Rosetta je ena izmed najbolj zahtevnih misij doslej," pravi profesor David Southwood, direktor znanosti ESA. "Še nihče se ni preizkusil v simulirani misiji, edinstveni po svojih znanstvenih posledicah, pa tudi po zapletenih in spektakularnih medplanetarnih vesoljskih manevrih." Preden je leta 2011 dosegla cilj, bo Rosetta skoraj štirikrat obkrožila Sonce na širokih zankah v notranjem Osončju. Med svojim dolgim pohodom bo moralo vesoljsko plovilo preživeti nekaj ekstremnih toplotnih razmer. Ko bo blizu kometu Wirtanena, ga bodo znanstveniki sprejeli z občutljivim zavornim manevrom; potem bo vesoljsko plovilo tesno krožilo komet in nanj nežno spustilo zemljo. To bo kot pristanek na majhnem, hitro premikajočem se kozmičnem krogu, ki ima trenutno skoraj neznano "geografijo".
Neverjeten 8-letni medplanetarni pohod
Rosetta je 3-tonsko vesoljsko plovilo, visoko približno 3 metre, z dvema 14 metroma dolgima solarnima ploščama. Sestavljen je iz orbiterja in landera. Lander je visok približno 1 meter in visok 80 centimetrov. Med potjo do kometa Wirtanen bo pritrjen na stran orbite Rosetta. Rosetta ima skupaj 21 poskusov, od tega 10 na posodi. V hibernaciji jih bodo hranili med večino 8-letnega pohoda proti Wirtanenu.
Kaj naredi Rosettino križarjenje tako dolgo? Komet Wirtanen bo v času srečanja tako daleč od Sonca, kot je Jupiter. Noben izstrelitelj tam ne bi mogel neposredno dobiti Rosette. Vesoljsko plovilo ESA bo zbralo hitrosti zaradi gravitacijskih udarcev, ki so jih zagotovili trije planetarni letali: eden z Marsa leta 2005 in dva z Zemlje v letih 2005 in 2007. Med potovanjem bo Rosetta obiskala tudi dva asteroida, Otawara (leta 2006) in Siwa (leta 2008). Med temi srečanji bodo znanstveniki vklopili Rosettine instrumente za umerjanje in znanstvene študije.
Dolga potovanja po globokem vesolju vključujejo veliko nevarnosti, kot so ekstremne spremembe temperature. Rosetta bo pustila dobro okolje okolice Zemlje za temnimi, hladnimi območji izven asteroidnega pasu. Za obvladovanje toplotnih obremenitev so strokovnjaki naredili zelo težke teste pred zagonom, da so preučili vzdržljivost Rosette. Tako so na primer ogrevali njegove zunanje površine na več kot 150 stopinj Celzija, nato pa jih v naslednjem testu hitro ohladili na -180 stopinj Celzija.
Znanstveniki bodo v celoti aktivirali vesoljsko plovilo pred manevrom srečanja kometa leta 2011. Nato bo Rosetta obkrožila komet, predmet, širok le 1,2 kilometra, medtem ko bo križal skozi notranji Osončje s hitrostjo 135 000 kilometrov na uro. V času srečanja, približno 675 milijonov kilometrov od Sonca, Wirtanen skorajda ne bo pokazal površinske aktivnosti. Karakteristična koma (kometova atmosfera) in rep še ne bosta nastala zaradi velike oddaljenosti od Sonca. Reka kometa je sestavljena iz zrn prahu in zamrznjenih plinov s površine kometa, ki izparijo zaradi sončne toplote.
Šest mesecev bo Rosetta obsežno preslikala površino kometa, preden bo izbrala pristajalno mesto. Julija 2012 se bo iztovornik iz vesoljskega plovila samo odvrgel z višine le enega kilometra. Dotikanje bo potekalo s hitrostjo hoje - manj kot 1 meter na sekundo. Takoj po dotiku bo zemljalec izstrelil harpuno v zemljo, da se ne odbije s površine nazaj v vesolje. To mora storiti, ker kometova izjemno močna gravitacija sama po sebi ne bo zdržala. Delovanje in znanstvena opazovanja na površini kometa bodo trajala najmanj 65 ur, vendar lahko trajajo več mesecev.
Med in po poteku iztovarjanja bo Rosetta nadaljevala z orbitiranje in proučevanjem kometa. Rosetta bo prvo vesoljsko plovilo, ki bo že od blizu opazovalo spremembe, ki se dogajajo v kometu, ko se kometa približa Soncu in zraste v komo in rep. Potovanje se bo končalo julija 2013, po 10,5 letih pustolovščine, ko je komet najbližje Soncu.
Študij kometa na kraju samem
Cilj Rosette je podrobno preučiti komet. Instrumenti na orbiti Rosette vključujejo več kamer, spektrometre in poskuse, ki delujejo pri različnih valovnih dolžinah - infrardeči, ultravijolični, mikrovalovni, radijski in številni senzorji. Med drugim bodo nudili slike z visoko ločljivostjo in informacije o obliki, gostoti, temperaturi in kemični sestavi kometa. Rosetta-in instrumenti bodo analizirali pline in prah v tako imenovani komi, ki nastane, ko komet postane aktiven, ter interakcijo s sončnim vetrom.
Deset instrumentov na krovu lande bo na kraju analiziralo sestavo in strukturo kometa, površin in podlage. Vrtalni sistem bo odvzel vzorce do 30 centimetrov pod površino in jih dobil „analizatorjem sestave“. Drugi instrumenti bodo merili lastnosti, kot so trdnost, gostota, tekstura, poroznost, ledene faze in toplotne lastnosti. Mikroskopske študije posameznih zrn nam bodo povedale o teksturi. Poleg tega bodo instrumenti na zemljišču proučevali, kako se komet spreminja med dnevnim in nočnim ciklom in medtem ko se približuje Soncu.
Kopenske operacije
Podatki iz zemljišča se prenašajo v orbito, ki jih shrani za nadaljnjo povezavo do Zemlje pri naslednjem stiku s zemeljsko postajo. Podjetje ESA je postavilo novo anteno iz globokega vesolja v Novi Norciji v bližini Perth-a v Zahodni Avstraliji kot glavno komunikacijsko povezavo med vesoljskim plovilom in nadzorom misije ESOC v Darmstadtu v Nemčiji. Ta parabolična antena s premerom 35 metrov omogoča, da radijski signal doseže več kot milijon kilometrov od Zemlje. Radijski signali, ki potujejo s svetlobno hitrostjo, bodo potrebovali do 50 minut, da prevozijo razdaljo med vesoljskim plovilom in Zemljo.
Znanstveno-operativni center Rosetta, ki je odgovoren za zbiranje in distribucijo znanstvenih podatkov, bo delil lokacijo na ESOC in ESTEC v Noordwijku na Nizozemskem. Center za nadzor Lander se nahaja v DLR v Kölnu v Nemčiji in Znanstveni center Lander v CNES v Toulouseu v Franciji.
Zgradba Rosetta
Rosetta je bila za misijo izbrana leta 1993. Vesoljsko plovilo je zgradila Astrium Germany kot glavni izvajalec. Glavni podizvajalci so Astrium UK (platforma vesoljskih plovil), Astrium France (avionska vesoljska plovila) in Alenia Spazio (montaža, integracija in preverjanje). V industrijski ekipi Rosetta sodeluje več kot 50 izvajalcev iz 14 evropskih držav in ZDA.
Znanstveni konzorciji z inštitutov po Evropi in Združenih državah so zagotovili instrumente na orbiti. Zemljišče je priskrbel evropski konzorcij pod vodstvom nemškega inštituta za vesoljske raziskave (DLR). Rosetta je v 2000 gospodarskih razmerah stala 701 milijonov ESA. Ta znesek vključuje zagon in celotno obdobje razvojnih in misijonskih operacij od leta 1996 do 2013. Lander in poskusi, tako imenovani „koristni tovori“, niso vključeni, saj jih države članice financirajo prek znanstvenih inštitutov.
