Спящая красавица «Розетта» проснулась вовремя

Миссия космического зонда, посланного для изучения кометы Чурюмова–Герасименко, вступила в финальную стадию.  20 января 2014 года получен сигнал об успешном выходе «Розетты» из спящего режима, продолжавшегося почти  31 месяц.

 Космический зонд «Розетта», о миссии которого уже неоднократно писала «Наука и жизнь», был погружен в спящий режим (гибернацию) 8 июня 2011 года, когда он удалился от Солнца на расстояние свыше 660 млн км. На таком огромном расстоянии энергии солнечных батарей уже не хватало для работы всей аппаратуры космического аппарата. Поэтому было отключено все оборудование, кроме нескольких нагревателей, не дающих оборудованию замерзнуть, и компьютера, который должен был обеспечить «пробуждение» зонда в заданное время.

Будильник был установлен на 10 часов универсального времени (оно близко к времени по Гринвичу) 20 января 2014 года. В этот момент зонд должен был находиться на расстоянии около 800 млн км на обратном пути к Солнцу. После выхода из спячки компьютер должен был в течение 6-7 часов произвести необходимые предварительные операции, приводящие зонд в рабочее состояние, после чего начать передавать сигнал о готовности к работе.  К этим предварительным операциям относятся остановка вращения зонда, обеспечивавшего стабилизацию полета, прогрев навигационной аппаратуры и наведение передающей антенны на Землю. На YouTube имеется отличная анимация, показывающая этот процесс.

Поскольку сигнал с такого большого расстояния очень слаб, Европейское космическое агентство договорилось с НАСА об использовании для его приема станций исследования дальнего космоса в Голдстоуне и Канберре. Сигнал зонда был принят с первой попытки в 18:18 гринвичского времени, в течение первого же возможного окна приема. Миссия вступила в финальную стадию. В офисе ESA царила праздничная атмосфера. Все же существовали опасения, как поведет себя оборудование после 2,5 лет консервации. Впрочем, основные операции еще впереди.

Зонд вывели из спящего режима заранее, когда до объекта изучения оставалось еще около 9 млн. км и полгода полета. Этого времени должно быть достаточно, чтобы протестировать и привести в боевую готовность 11 инструментов на орбитальном аппарате и 10 инструментов на посадочном модуле. А затем подготовиться к исследованиям объекта.

За последние четверть века, начиная с советской миссии ВЕГА в 1986 году, исследованиями комет занималось 11 космических беспилотных аппаратов. Ближе всех, на 236 км, к комете Вильда-2 подобрался в январе 2004 года космический аппарат Stardust (НАСА). Он же имел самую маленькую скорость относительно кометы - 6 км/с и впервые доставил на Землю небольшое количество вещества из комы кометы. В июле 2005 года аппарат Deep Impact («Глубокий удар», NASA), прошедший на расстоянии 500 км от ядра кометы Темпель 1, впервые в истории выпустил зонд, протаранивший ядро кометы (см. «Наука и жизнь» № 9, 2005 г.). При ударе образовался 100-метровый кратер глубиной 30 м. Выброшенные продукты столкновения исследовали дистанционно, с помощью приборов аппарата. Но все эти исследования  происходили в режиме пролета космических аппаратов мимо комет. Из-за огромных скоростей они производились в течение очень небольшого интервала времени, что сильно ограничивало возможности исследований. Так, упомянутый Deep Impact имел в своем распоряжении всего около 14 минут.

Уникальность проекта «Розетта» заключается в том, что зонд впервые должен стать спутником кометы, сопровождая ее в течение длительного времени – более года. Он должен приблизиться к ядру кометы, имеющему размер всего 3-5 км, на очень близкое расстояние – 25 км. Это позволит тщательно изучить комету, отследить ее поведение и эволюцию. Кроме того, на ядро кометы тоже впервые в истории будет спущен посадочный модуль. Однако это требует очень точного пилотирования аппарата, которое вдвойне сложно из-за ограниченного количества топлива и возможности маневрирования.  

Поэтому процесс подводки начнется задолго до запланированной в августе 2014 встречи зонда с кометой. Первые изображения кометы ожидаются в мае 2014, когда космический аппарат будет еще в 2 млн км от своей цели. Это позволит скорректировать траекторию, и с конца мая зонд начнет маневрировать, сближаясь с целью.
После встречи в августе «Розетта» два месяца будет заниматься составлением карты поверхности кометы, проводить измерения формы, массы, силы тяжести, исследовать газопылевую атмосферу кометы (кому). Используя эти данные, ученые будут выбирать место для посадки почти 100 кг зонда миссии, которая в настоящее время планируется на 11 ноября 2014 года.

Как говорят сам ученые, они хотят знать о комете все: и состав, и температуру, и магнитное поле. Спускаемый модуль будет выполнять с помощью бортовой лаборатории анализ состава льдов и органического материала, в том числе производить бурение на глубину до 23 см. Орбитальный аппарат будет также исследовать плазменную среду, и анализировать, как она взаимодействует с солнечным ветром. Кроме научных измерений спускаемый аппарат снимет панораму окрестностей, а также изображения поверхности с очень высоким разрешением.

Затем произойдет переход к "эскорт"- фазе миссии, во время которой «Розетта» останется рядом с кометой, движущейся все ближе к Солнцу, осуществляя мониторинг постоянно меняющихся условий на поверхности ядра, наблюдая процессы нагрева кометы и сублимации льда. Комета приблизится к Солнцу на минимальное расстояние около 185 млн км 13 августа 2015 года. Это произойдет примерно между орбитами Земли и Марса. «Розетта» будет продолжать сопровождать комету при ее удалении от Солнца до конца 2015 года.

По материалам  ESA