Obrazový kredit: ESA
Mise Evropské kosmické agentury Rosetta bude první kosmickou lodí, která kdy obíhá a poté přistane na vzdálené kometě. Existuje však určitá nejistota ohledně startu, protože minulý měsíc došlo k posílení havárie s vylepšenou Ariane-5. Kosmická loď musí vypustit do konce ledna, má-li se setkat s Wirtanenem; v opačném případě bude nutné vybrat nový cíl.
ESA Rosetta bude první misí na oběžné dráze a přistání na kometě. Komety jsou ledová tělesa, která cestují po sluneční soustavě a vyvíjejí charakteristický ocas, když se přibližují ke Slunci. Rosetta má být vypuštěna na palubu rakety Ariane-5 v lednu 2003 z Kourou ve Francouzské Guyaně.
Rozhodnutí o datu zahájení bude přijato do úterý 14. ledna 2003 (viz tisková zpráva Arianspace číslo 03/02 ze dne 7. ledna 2003 nebo se podívejte na webovou stránku http://www.arianespace.com). Cílem mise je Comet Wirtanen a setkání se uskuteční v roce 2011. Název Rosetta pochází ze slavného Rosetta Stone, který před téměř 200 lety vedl k dešifrování egyptských hieroglyfů. Podobně vědci doufají, že kosmická loď Rosetta odemkne tajemství sluneční soustavy.
Komety jsou pro vědce velmi zajímavé objekty, protože jejich složení odráží, jak byla sluneční soustava, když byla velmi mladá a stále „nedokončená“, před více než 4600 miliony let. Od té doby se komety příliš nezměnily. Tím, že obíhá kolem komety Wirtanen a přistává na ní, shromažďuje Rosetta základní informace, aby pochopila původ a vývoj naší sluneční soustavy. Pomůže také zjistit, zda komety přispěly k počátkům života na Zemi. Komety jsou nosiči komplexních organických molekul, které, když byly dodány na Zemi prostřednictvím dopadů, možná hrály roli v původu živých forem. Navíc „těkavé“ světelné prvky nesené kometami mohly hrát důležitou roli při utváření pozemských oceánů a atmosféry.
„Rosetta je jednou z nejnáročnějších misí, jaké se dosud uskutečnily,“ říká Prof. David Southwood, ředitel vědy ESA. "Nikdo se předtím nepokusil o simulární misi, která by byla jedinečná svými vědeckými důsledky i složitými a velkolepými meziplanetárními vesmírnými manévry." Před dosažením svého cíle v roce 2011 bude Rosetta obíhat Slunce téměř čtyřikrát po širokých smyčkách ve vnitřní Sluneční soustavě. Během svého dlouhého treku bude muset kosmická loď snášet některé extrémní tepelné podmínky. Jakmile bude blízko ke kometě Wirtanen, vědci ji provedou jemným brzděním; pak kosmická loď bude těsně obíhat kolem komety a jemně na ni dopadne přistávací plocha. Bude to jako přistání na malé, rychle se pohybující vesmírné kulce, která má v současnosti téměř neznámou „geografii“.
Úžasný osmiletý meziplanetární trek
Rosetta je 3tunová kosmická loď typu box s výškou asi 3 metry, se dvěma 14 metrů dlouhými solárními panely. Skládá se z orbitu a přistávacího modulu. Přistávací plocha je přibližně 1 metr napříč a 80 cm vysoká. Během cesty do komety Wirtanen bude připevněna ke straně orbety Rosetta. Rosetta provádí celkem 21 experimentů, z toho 10 na landeru. Budou drženi v režimu hibernace po většinu svého osmiletého treku směrem k Wirtanenu.
Co dělá Rosettovu plavbu tak dlouhou? V době setkání bude kometa Wirtanen tak daleko od Slunce jako Jupiter. Žádný raketomet by tam Rosetta nemohl dostat přímo. Kosmická loď ESA získá rychlost z gravitačních „kopů“ poskytnutých třemi planetárními prelety: jedním z Marsu v roce 2005 a dvěma Zeměmi v letech 2005 a 2007. Během cesty navštíví Rosetta také dva asteroidy, Otawara (v roce 2006) a Siwa. (v roce 2008). Během těchto setkání vědci zapnou nástroje Rosetta pro kalibraci a vědecké studie.
Dlouhé cesty v hlubokém vesmíru zahrnují mnoho nebezpečí, jako jsou extrémní změny teploty. Rosetta zanechá benigní prostředí prostoru blízkého Zemi temným, chladným oblastem za pásem asteroidů. Pro zvládnutí těchto tepelných zátěží provedli odborníci velmi náročné předběžné testy ke studiu vytrvalosti Rosetta. Například zahřáli své vnější povrchy na více než 150 stupňů Celsia, a poté jej v příštím testu rychle ochladili na -180 stupňů Celsia.
Vědci budou plně reaktivovat kosmickou loď před manévrovacím setem komety v roce 2011. Rosetta pak obíhá kolem komety, objektu jen 1,2 km širokého, zatímco plaví vnitřní sluneční soustavou rychlostí 135 000 kilometrů za hodinu. V době setkání, asi 675 milionů kilometrů od Slunce, nebude Wirtanen stěží vykazovat žádnou povrchovou aktivitu. Charakteristická kóma („atmosféra“ komety) a ocas se kvůli velké vzdálenosti od Slunce ještě nevytvořily. Ocas komety je tvořen prachovými zrny a zmrazenými plyny z povrchu komety, které se odpařují kvůli slunečnímu záření.
Před výběrem místa přistání Rosetta po dobu šesti měsíců rozsáhle zmapuje povrch komety. V červenci 2012 se lander z kosmické lodi vyhodí z výšky jen jeden kilometr. Touchdown bude probíhat rychlostí chůze - méně než 1 metr za sekundu. Ihned po přistání přistání přistane lander harpunou do země, aby se vyhnul odrazům z povrchu zpět do vesmíru. Musí to udělat, protože extrémně slabá gravitace komety se nedotkne přistávajícího. Provoz a vědecké pozorování na povrchu komety bude trvat minimálně 65 hodin, ale může trvat i mnoho měsíců.
Během a po pozemních operacích bude Rosetta pokračovat na oběžné dráze a studovat kometu. Rosetta bude první kosmickou lodí, která v těsné blízkosti pozoruje změny, ke kterým dochází v kometě, když se kometa blíží ke Slunci a roste v kómatu a ocasu. Výlet skončí v červenci 2013, po 10,5 letech dobrodružství, kdy je kometa nejblíže ke Slunci.
Studium komety na místě
Rosetta si klade za cíl podrobně prozkoumat kometu. Nástroje na orbiteru Rosetta zahrnují několik kamer, spektrometrů a experimenty, které pracují na různých vlnových délkách - infračervené, ultrafialové, mikrovlnné, rádiové a řada senzorů. Poskytují mimo jiné obrázky ve vysokém rozlišení a informace o tvaru, hustotě, teplotě a chemickém složení komety. Nástroje Rosetta budou analyzovat plyny a prachová zrna v takzvaném kómatu, které se vytvoří, když se kometa stane aktivní, a také interakci se slunečním větrem.
Deset nástrojů na palubě landera provede na místě analýzu složení a struktury povrchu komety a podpovrchového materiálu. Vrtací systém odebere vzorky do 30 centimetrů pod povrchem a zavede je do „analyzátorů složení“. Ostatní přístroje budou měřit vlastnosti, jako je pevnost blízko povrchu, hustota, struktura, pórovitost, ledové fáze a tepelné vlastnosti. Mikroskopické studie jednotlivých zrn nám řeknou o struktuře. Kromě toho, nástroje na landeru budou studovat, jak se kometa mění během den-noční cyklus, a když se blíží ke Slunci.
Pozemní operace
Data z landeru jsou předávána orbiteru, který je ukládá pro downlink na Zemi při dalším kontaktu pozemní stanice. ESA instalovala novou kosmickou anténu v New Norcia poblíž Perthu v západní Austrálii jako hlavní komunikační spojení mezi kosmickou lodí a ESOC Mission Control v německém Darmstadtu. Tato parabolická anténa o průměru 35 metrů umožňuje, aby rádiový signál dosáhl vzdálenosti více než 1 milion kilometrů od Země. Rádiové signály, které se pohybují rychlostí světla, budou trvat až 50 minut, aby pokryly vzdálenost mezi kosmickou lodí a Zemí.
Centrum vědeckých operací společnosti Rosetta, které odpovídá za shromažďování a šíření vědeckých údajů, bude sdílet místo v ESOC a ESTEC v nizozemském Noordwijku. Lander Control Center se nachází v DLR v Kolíně nad Rýnem v Německu a Lander Science Center v CNES v Toulouse ve Francii.
Budování Rosetta
Rosetta byla vybrána jako mise v roce 1993. Kosmická loď byla postavena společností Astrium Germany jako hlavní dodavatel. Hlavními subdodavateli jsou Astrium UK (platforma kosmických lodí), Astrium France (avionika kosmických lodí) a Alenia Spazio (montáž, integrace a ověřování). Průmyslový tým Rosetta zahrnuje více než 50 dodavatelů ze 14 evropských zemí a Spojených států.
Vědecké konsorcia institucí z celé Evropy a Spojených států poskytly nástroje na oběžné dráze. Evropské konsorcium pod vedením Německého institutu pro výzkum letectví (DLR) poskytlo přistávací plochu. Rosetta stála ESA 701 milionů za ekonomické podmínky v roce 2000. Tato částka zahrnuje zahájení a celou dobu vývoje a operací misí od roku 1996 do roku 2013. Lander a experimenty, tzv. „Užitečné zatížení“, nejsou zahrnuty, protože jsou financovány členskými státy prostřednictvím vědeckých ústavů.
