25.11.2017 | часы для сайта
ВАШ КОМПЬЮТЕР
Приветствую Вас Гость | RSS
Главная страница Регистрация Вход
Главное меню

Разделы новостей
Гаджеты [14]
Интернет [18]
Информационные технологии [18]
Компьютер [19]
Космос [38]
Наука [7]
Операционные системы [3]
Противостояние [65]
Развлечения [6]
Юмор [42]
Разное [13]

Реклама

Поделиться

Главная » 2014 » Январь » 18 » Грандиозный проект ЕКА: зонд "Розетта"
Грандиозный проект ЕКА: зонд "Розетта"
В 1986 году в истории исследования космоса произошло знаменательное событие: на минимальное расстояние к Земле подошла комета Галлея. Этим фактом воспользовались почти все космические державы, направили свои зонды к комете: это и советские "Вега-1" и "Вега-2", японские "Suisei" и "Sakigake", и европейский зонд "Джотто". Была получена ценная информация о составе кометного вещества.

Однако осталось ещё множество вопросов, поэтому НАСА и ЕКА (Европейское Космическое Агенство - European Space Agency, ESA) начали совместную работу над новыми космическими исследованиями. НАСА сосредотачивало усилия над программой сближения с астероидами и встречи с кометой, с последующим возвращением образца кометного вещества, разработкой чего занималось ЕКА. В 1992 году, однако, НАСА прекратило разработку проекта из-за нехватки денег. ЕКА стало рассматривать НАСА как ненадёжного партнёра, и начало самостоятельную разработку. К 1993 году стало ясно, что с существующим бюджетом ЕКА полёт к комете с последующим возвращением образцов грунта невозможен, поэтому миссию аппарата подвергли большим изменениям. Окончательно она выглядела так: сближение аппарата с астероидами, свидание с кометой и исследования кометы, выход на орбиту вокруг кометы, высадка спускаемого аппарата.

Данные, полученные в случае удачного полета Rosetta, возможно, произведут революцию в науке. Именно этим обстоятельством объясняется выбор имен как для самого зонда, так и для его спускаемого аппарата. Rosetta (Розетта) - название обелиска из розового базальта, обнаруженного французскими солдатами в 1799 году в дельте Нила. На этом камне на трёх древних языках египетской клинописью были высечены неизвестные письмена. За их изучение взялся французский историк Жан-Франсуа Шампольон (1790-1832), сумевший разобрать среди них имена Клеопатры и Птолемея и в конечном итоге понять весь текст. Это открытие стало подлинной революцией в египтологии.

В память об этом событии Rosetta несет на борту цифровой диск, на котором на шести тысячах земных языков записан текст первых трех глав из Книги Бытия.

Rosetta

А Philae (Филэ) - название острова в дельте Нила, где был обнаружен обелиск Rosetta. Назвать таким именем спускаемый аппарат предложила пятнадцатилетняя Серена Ольга Висмара из местечка Арлуно, расположенного в окрестностях итальянского города Милан. В благодарность за это руководство ЕКА пригласило Серену в Куру, на запуск "Ариана-5" с Rosetta на борту. Кстати, организаторы запуска не забыли и первооткрывателей кометы 67-Р - Клим Чурюмов, до сих пор работающий на кафедре Киевского университета, и Светлана Герасименко, проживающая в настоящее время в Таджикистане, также удостоились этой чести.

11-летняя экспедиция Rosetta началась в марте 2004 года запуском ракетоносителя Ariane-5 с космодрома "Куру" во французской Гвиане.

Но с запуском тоже все было не просто. "Рейс 185" - под таким наименованием должен был проходить взлет "Ариана" - назначили на четверг, 26 февраля. Однако в этот день погодные условия были неблагоприятны, поэтому руководители полета из ЕКА предпочли отложить старт на один день. В пятницу, 27 февраля, был начат обратный отсчет, в продолжение которого специалисты готовят ракету к запуску, в последний раз проверяя все узлы и механизмы. И снова возникла задержка - сотрудники компании Arianespace, обслуживающие запуск ракет этого класса, обнаружили, что от обшивки главной криогенной ступени ракеты отвалился кусок теплозащитной пены размером 10 на 15 сантиметров. Эта пена защищает охлажденное ракетное топливо от более теплой внешней среды. Памятуя, что примерно такая же неполадка стала причиной гибели американского шаттла "Columbia", руководители полета прекратили отсчет и отменили старт.

Поскольку это произошло до заправки ступеней ракеты криогенным топливом, неполадку удалось быстро устранить. Ракету отбуксировали в ангар и отвалившийся кусок пены заменили новым. Правда, на то, чтобы специальный клей успел высохнуть, ушло еще тридцать шесть часов. Тем временем "окно", в течение которого Rosetta необходимо было стартовать, чтобы через десять лет догнать комету, стремительно сокращалось - повторялась история с предыдущим запуском к комете Виртанена. Поэтому следующая дата старта - 2 марта - была решающей.

Обратный отсчет начался накануне, в 16:47 по местному времени. В 20:47 прошла последняя проверка всех электросистем ракеты, а в 23:27 криогенное топливо - жидкий водород и кислород - стало поступать в главную ступень "Ариана". Еще через полчаса началось захолаживание "Вулкана" (Volcain) - криогенного двигателя главной ступени, а следующие три часа ушли на последнюю проверку ракеты-носителя, навигационного оборудования и командных систем. В 04:10 второго марта специалисты Arianespace подтвердили, что все системы работают нормально. Началась предстартовая синхронизация всех процессов, обеспечивающих запуск.

В 04:17:44 включилось зажигание "Вулкана". По словам специалистов, столь "неровное" время запуска было выбрано специально с точностью до секунды, чтобы через десять лет Rosetta не промахнулась мимо кометы. Еще примерно через семь секунд заработали двигатели двух дополнительных ступеней, каждая из которых несет по 230 тонн криогенного горючего. "Ариан" стал стремительно набирать высоту.

Топлива в дополнительных ускорителях "Ариана" хватает всего на две-три минуты полета, поэтому в 04:20 они отделились от основной ступени. Еще через девять минут и основная ступень выработала свой ресурс, и ракета перешла в баллистическую фазу полета. В 06:11, после почти двух часов полета, "Ариан" вышел на околоземную орбиту. Там сработала последняя ступень ракеты, придавшая Rosetta последнее реактивное ускорение. Еще через 14 минут отделилась и эта ступень, и Rosetta, свернув с орбиты, улетела в открытый космос.

После запуска она совершила ряд сложных гравитационных манёвров (три раза вокруг Земли и один раз мимо Марса), после которых, получив достаточную скорость, направилась к месту назначения: комете 67П Чуримов-Герасименко (67P/Churyumov–Gerasimenko). Кстати, Rosetta станет первым аппаратом, вернувшимся из окрестностей Марса к Земле. Попутно, на траектории движения были встречены также два астероида - Штейнс 5 сентября 2008 года и Лютеция 10 июля 2010 года. Они были, конечно сфотографированы.

Поскольку единственным источником тока на Rosetta являются солнечные батареи, в июле 2011 года Rosetta погрузили в "спячку" - бездействие на время прохождения самой последней, "холодной" части пути. Она находилась у орбиты Юпитера на расстоянии 800 млн км от Солнца. Солнечные батареи были развёрнуты перпендикулярно к направлению на Солнце и Rosetta было придано медленное вращение, чтобы сохранить такое положение до момента "пробуждения". В таком положении небольшое количество энергии всё же идёт от батарей.

Теперь и комета, и космический аппарат возвратились во внутреннюю солнечную систему. Rosetta включилась по внутреннему таймеру в 10 часов утра по Гринвичу 20 января 2014 года. Уже получена первая телеметрия, практически все показатели в норме — аппарат вышел из 31-месячной "спячки" в прекрасном состоянии.

"Мы очень счастливы. Выход из режима гибернации и "пробуждение" прошло настолько близко к ожидаемому сценарию, как мы могли бы только желать", — сказал руководитель полета Rosetta Андреа Аккомаццо (Andrea Accomazzo).

Все параметры близки к норме: солнечные батареи вырабатывают достаточно энергии, они не испытали сильной деградации за время "спячки". Температура топлива — 7-9 градусов, что лишь немного ниже ожидаемых 10-15 градусов.

Сейчас происходит форматированием твердотельных элементов компьютерной памяти аппарата, затем в течение нескольких дней будет произведён разогрев и подготовку к работе гироскопов системы ориентации.

Сейчас Rosetta все еще на расстоянии около 9 млн км от кометы. Немного позже будут включены и проверены 12 инструментов орбитального зонда и все инструменты зонда поверхности.

Поект Rosetta - это попытка впервые в истории исследования космоса спустить модуль на поверхность кометы. Она станет также первым орбитальным аппаратом для вращения вокруг ядра кометы во время ее странствия по направлению к внутренней Солнечной системе. С помощью Rosetta мы сможем на близком расстоянии увидеть, как ледяная комета изменяется под действием солнечного тепла.

На фото развёртывание одной из солнечных батарей в испытательном центре. Rosetta настолько большая по размаху "крыльев", что обе солнечные батареи развернуть в зале не удалось, только по отдельности. Солнечные батареи подвешаны и удерживаются специальными подъёмниками, которые позволяют сымитировать невесомость для шариниров солнечных батарей.

Основной аппарат имеет габариты: 2.8 x 2.1 x 2.0 метров. Две 14-метровые панели с солнечными батареями общей площадью 64 квадратных метра. Масса Rosetta - 3 тонны (с полной заправкой топливом) из них 85 килограмм приходится на спускаемый аппарат.

На комете

Если всё пойдёт по плану, будет предпринята попытка высадить Philae на комету. Орбитальная скорость Rosetta на орбите вокруг кометы настолько низкая (порядка 1-2 м/с), что достаточно всего лишь сильно толкнуть модуль (газовым поршнем, пиропатроном или даже просто сильной пружиной - этой подробности я не знаю) в направлении, обратном движению по орбите, орбитальная скорость его уменьшится до нуля и он просто упадёт на комету. При падении аппарат наберёт скорость не более 1 м/с. Кстати, ввиду чрезвычайно малого притяжения кометы спускаемый аппарат будет падать на поверхность 4 часа! При контакте с поверхностью он выпустит два гарпуна, саморегулирующиеся опоры обеспечат ему вертикальное положение даже на неровной поверхности, а затем произойдёт прибуривание зонда к грунту. Все эти устройства помогут компенсировать низкую гравитацию, так как слабая гравитация кометы не способна удержать аппарат и он просто отскочит. Ведь размеры кометы всего 3х5 км. Спускаемый аппарат будет весить там, как монета. Точно сказать пока нельзя, так как неизвестна плотность кометного вещества, до сих пор были получены всего лишь снимки этой кометы с очень малым разрешением с помощью телескопа "Хаббл".

На видео с официального сайта ЕКА, мы видим эту посадку. Разумеется, это всего лишь компьютерная анимация. Обратите внимание: при контакте с поверхностью на 2 секунды включается реактивный двигатель, который прижимает модуль в момент "загарпунивания" кометы. Этот двигатель работает, на сжатом азоте, конечно, никакого пламени. Его работа выглядит, как включение фонарика в тумане.


Манёвры при приближении к комете и выход на орбиту вокруг неё

На поверхности кометы Philae будет удерживаться минимум неделю, но, возможно, и больше. Основные конструкции посадочного модуля Philae выполнены из механически прочных пластин углеродного волокна. Для выработки электроэнергии используются панели солнечных батарей. С помощью антенны сигналы зонда будут посланы на Rosetta, а затем уже ретранслированы на Землю. Такая ретрансляция понадобилась, так как мощность передатчика спускаемого аппарата небольшая из-за ограничения электрической мощности, а она ограничена небольшой площадью солнечных батарей Philae.

Посадочный модуль

Но вообще, высадка Philae - пока сплошная неизвестность. Если кометное ядро рыхлое, как свежевыпавший снег, то аппарат просто утонет в грунте и не сможет передать никаких данных с поверхности. Возможен и другой вариант: посадочный модуль не сможет закрепиться с помощью гарпунов, просто отскочит от поверхности и улетит в космос.

Но 12 научных инструментов орбитального модуля готовы проанализировать комету и без высадки — если та почему-либо не состоится. Однако по-настоящему эффективной миссия стоимостью в миллиард евро будет только в том случае, если всё-таки удастся "десантироваться" и использовать инструменты посадочного модуля. Есть большая вероятность, что поверхность кометы достаточно твердая и Philae выполнит 10 запланированных экспериментов по изучению состава кометного вещества. В составе аналитической лаборатории спускаемого модуля имеются:

1. Два платиновых приролизёра (нагревательных устройства). Один может разогревать образцы до 180 градусов, а второй - до 800. Образцы могут разогреваться с контролируемой скоростью. На каждом шаге при повышении темературы анализируется объём выделившихся газов.

2. Газовый хроматограф, служащий для разделения состава газов. В качестве газа-носителя используется гелий. В аппарате используется несколько различных хроматографических колонок для анализа смеси органических и неорганических веществ.

3. Масс-спектрометр для анализа и идентификации газообразных продуктов пиролиза.

Спускаемый аппарат на поверхности

Как видите, достаточно богатый набор инструментов, помещённый в 85-килограммовый модуль.

Вот хронология всего полёта:

Первый пролёт мимо Земли (март 2005)
Пролёт мимо Марса (февраль 2007)
Второй пролёт мимо Земли (ноябрь 2007)
Встреча с астероидом Штейнс (5 сентября 2008)
Третий пролёт мимо Земли (13 ноября 2009)
Встреча с астероидом Лютеция (10 июля 2010).
Бездействие (май 2011 — январь 2014)

А вот некоторые подробности полёта.

4 августа 2008 года астероид Штейнс попал в зону видимости зонда.
14 августа 2008 года была произведена коррекция траектории полёта, что обеспечило
5 сентября пролёт зонда в 800 км от астероида Штейнс.
6 сентября аппарат передал снимки астероида с близкого расстояния. На его поверхности обнаружены 23 кратера диаметром более 200 метров. К сожалению, главная камера аппарата NAC (Narrow Angle Camera) ушла в безопасный режим всего за несколько минут до сближения и все снимки были сделаны второй камерой WAC (Wide Angle Camera), что существенно ухудшило их качество.
Вечером 10 июля 2010 года зонд сблизился с астероидом Лютеция. Зонд сделал множество снимков астероида.

Теперь предстоит:

Приближение к комете Чурюмова-Герасименко (январь-март 2014)
Картографирование кометы (август 2014)
Высадка спускаемого аппарата (ноябрь 2014)
Полёт с кометой вокруг Солнца (ноябрь 2014 — декабрь 2015)

О миссии Rosetta

Пожелаем удачи Rosetta!


А.Макеев, специально для сайта "Ваш компьютер". 18 января 2014 года.

Материал дополнен самыми свежими данными о проекте 22 января 2014 года.


Категория: Космос | Просмотров: 854 | Добавил: buerok | Рейтинг: 5.0 |
Всего комментариев: 3
avatar
3
Удалиться далеко от Земли оказалось проще, чем проникнут вглубь Земли или же вглубь океана...
avatar
2
проект грандиозный up
пожелаем ему удачи yes
avatar
1
интересная и познавательная статья. спасибо
avatar
Вход

Поиск
Google

Облако тегов

Обои

Анекдот
Компьютерщик говорит девушке:
  - Ты мне сегодня во сне приснилась!
Девушка заинтригована:
  - В эротическом?
  - Нет, в обычном.
Девушка разочарована:
  - А по каким признакам ты их различаешь?
  - У эротических снов расширение JPG.


Статистика
Яндекс.Метрика

Copyright AlexCh © 2007-2017 Вверх На главную