Bildekreditt: ESA
Det europeiske romfartsorganets Rosetta-oppdrag vil være det første romfartøyet som noen gang har gått i bane og deretter landet på en fjern komet. Det er imidlertid en viss usikkerhet rundt lanseringen på grunn av en boosterulykke med en forbedret Ariane-5 forrige måned. Romskipet må sjøsettes innen utgangen av januar hvis det skal møte Wirtanen; Ellers må du velge et nytt mål.
ESAs Rosetta vil være det første oppdraget å bane og lande på en komet. Kometer er isete kropper som ferdes gjennom solsystemet og utvikler en karakteristisk hale når de nærmer seg sola. Rosetta skal etter planen lanseres ombord i en Ariane-5-rakett i januar 2003 fra Kourou, Fransk Guyana.
Avgjørelsen om lanseringsdato vil bli tatt innen tirsdag 14. januar 2003 (se Arianspace sin pressemelding nummer 03/02 av 7. januar 2003 eller se på nettstedet http://www.arianespace.com). Oppdragsmålet er komet Wirtanen og møtet vil skje i 2011. Rosettas navn kommer fra den berømte Rosetta-steinen som for nesten 200 år siden førte til dekryptering av egyptiske hieroglyfer. På lignende måte håper forskere at romfartøyet Rosetta vil låse opp solsystemets mysterier.
Kometer er veldig interessante gjenstander for forskere siden deres sammensetning gjenspeiler hvordan solsystemet var da det var veldig ungt og fortsatt ‘uferdig’, for mer enn 4600 millioner år siden. Kometer har ikke endret seg mye siden den gang. Ved å gå i bane rundt kometen Wirtanen og lande på den, vil Rosetta samle viktig informasjon for å forstå opprinnelsen og utviklingen av solsystemet vårt. Det vil også bidra til å oppdage om kometer bidro til begynnelsen av livet på jorden. Kometer er bærere av komplekse organiske molekyler som, når de ble levert til jorden gjennom påvirkninger, kanskje spilte en rolle i opprinnelsen til levende former. Videre kan ‘flyktige’ lyselementer som bæres av kometer også ha spilt en viktig rolle i å danne jordens hav og atmosfære.
"Rosetta er et av de mest utfordrende oppdragene som noen gang er utført hittil," sier professor David Southwood, ESAs forskningsdirektør. "Ingen før har forsøkt et simulært oppdrag, unikt for dets vitenskapelige implikasjoner, så vel som for dets komplekse og spektakulære interplanetariske rommanøvrer." Før Rosetta når målet sitt i 2011, vil Rosetta sirkle solen nesten fire ganger på brede løkker i det indre solsystemet. I løpet av den lange vandringen må romskipet tåle noen ekstreme termiske forhold. Når det er nær kometen Wirtanen, vil forskere ta det gjennom en delikat bremsemanøver; så vil romskipet gå i bane rundt kometen, og slippe en lander forsiktig på den. Det vil være som å lande på en liten, raskt bevegelig kosmisk kule som for tiden har en nesten ukjent ‘geografi’.
En fantastisk 8-årig interplanetær trek
Rosetta er et 3-tonns romfartøy av boksertype som er rundt 3 meter høyt, med to 14 meter lange solcellepaneler. Den består av en orbiter og en lander. Lander er omtrent 1 meter over og 80 centimeter høy. Den vil bli festet på siden av Rosetta-omløperen under reisen til kometen Wirtanen. Rosetta gjennomfører 21 eksperimenter totalt, 10 av dem på lander. De vil bli holdt i dvale under det meste av den 8-årige turen mot Wirtanen.
Hva gjør Rosettas cruise så lenge? På møtetidspunktet vil kometen Wirtanen være så langt fra sola som Jupiter er. Ingen launcher kunne muligens få Rosetta dit direkte. ESAs romfartøy vil samle hastighet fra gravitasjons 'spark' levert av tre planetariske fly-bys: en av Mars i 2005 og to av Jorden i 2005 og 2007. I løpet av turen vil Rosetta også besøke to asteroider, Otawara (i 2006) og Siwa (i 2008). Under disse møtene vil forskere slå på Rosettas instrumenter for kalibrering og vitenskapelige studier.
Lange turer i det dype rommet inkluderer mange farer, for eksempel ekstreme temperaturendringer. Rosetta vil forlate det godartede miljøet i nærheten av jordens rom for de mørke, frigide områdene utenfor asteroidebeltet. For å håndtere disse termiske belastningene, har eksperter gjort veldig tøffe pre-lansering tester for å studere Rosettas utholdenhet. For eksempel har de oppvarmet ytre overflater til mer enn 150 grader celsius, og deretter raskt avkjølt den til -180 grader celsius i neste test.
Forskere vil reaktivere romfartøyet fullt før kometen møtearbeid i 2011. Da vil Rosetta omløpe kometen, en gjenstand som bare er 1,2 kilometer bred, mens den cruiser gjennom det indre solsystemet til 135 000 kilometer i timen. På møtetidspunktet, rundt 675 millioner kilometer fra sola, vil Wirtanen knapt vise noen overflateaktivitet. Det karakteristiske koma (kometens ‘atmosfære’) og halen vil ennå ikke ha dannet seg på grunn av den store avstanden fra sola. Kometens hale består av støvkorn og frosne gasser fra kometens overflate som fordampes på grunn av solens varme.
I et halvt år vil Rosetta kartlegge overflaten av kometen, før du velger et landingssted. I juli 2012 vil landeren mate ut fra romfartøyet fra en høyde på bare en kilometer. Touchdown vil skje i ganghastighet - mindre enn 1 meter per sekund. Rett etter berøring vil lander skyte en harpun i bakken for å unngå å sprette overflaten tilbake i verdensrommet. Det må gjøre dette fordi kometens ekstreme svake tyngdekraft alene ikke vil holde på lander. Drift og vitenskapelige observasjoner på kometoverflaten vil vare minst 65 timer, men kan fortsette i mange måneder.
Under og etter landeroperasjonene vil Rosetta fortsette å gå i bane og studere kometen. Rosetta vil være det første romfartøyet som på nært hold er vitne til endringene som skjer i en komet når kometen nærmer seg Solen og vokser koma og hale. Turen avsluttes i juli 2013, etter 10,5 års eventyr, når kometen er nærmest Solen.
Studerer en komet på stedet
Rosettas mål er å undersøke en komet i detalj. Instrumentene på Rosettas orbiter inkluderer flere kameraer, spektrometre og eksperimenter som fungerer på forskjellige bølgelengder - infrarød, ultrafiolett, mikrobølgeovn, radio - og en rekke sensorer. De vil blant annet gi bilder med svært høy oppløsning og informasjon om kometen form, tetthet, temperatur og kjemisk sammensetning. Rosettas instrumenter vil analysere gassene og støvkornene i den såkalte koma som dannes når kometen blir aktiv, samt samspillet med solvinden.
De 10 instrumentene ombord på lander vil gjøre en analyse på stedet av sammensetningen og strukturen av kometens overflate og overflatemateriale. Et boresystem vil ta prøver ned til 30 centimeter under overflaten og vil føre disse til ‘komposisjonsanalysatorene’. Andre instrumenter vil måle egenskaper som nær overflatestyrke, tetthet, tekstur, porøsitet, isfaser og termiske egenskaper. Mikroskopiske studier av individuelle korn vil fortelle oss om tekstur. I tillegg vil instrumenter på lander studere hvordan kometen endres i løpet av dagen-natt-syklusen, og mens den nærmer seg Solen.
Bakkeoperasjoner
Data fra lander videresendes til omløperen, som lagrer dem for nedkobling til jorden ved neste bakkestasjonskontakt. ESA har installert en ny dypromsantenne i New Norcia, nær Perth i Vest-Australia, som den viktigste kommunikasjonsforbindelsen mellom romfartøyet og ESOC Mission Control i Darmstadt, Tyskland. Denne parabolske antennen med 35 meter diameter lar radiosignalet nå avstander på mer enn 1 million kilometer fra Jorden. Radiosignalene, som kjører med lysets hastighet, vil ta opptil 50 minutter å dekke avstanden mellom romskipet og jorden.
Rosettas Science Operations Center, som er ansvarlig for å samle og distribuere vitenskapelige data, vil dele et sted på ESOC og ESTEC i Noordwijk, Nederland. Lander Control Center ligger i DLR i Köln, Tyskland, og Lander Science Center i CNES i Toulouse, Frankrike.
Bygger Rosetta
Rosetta ble valgt som et oppdrag i 1993. Romfartøyet er bygget av Astrium Tyskland som hovedentreprenør. Viktige underleverandører er Astrium UK (romfartøy-plattform), Astrium Frankrike (romfartøyavionikk) og Alenia Spazio (montering, integrasjon og verifisering). Rosettas industriteam involverer mer enn 50 entreprenører fra 14 europeiske land og USA.
Vitenskapelige konsortier fra institutter over hele Europa og USA har gitt instrumentene på banen. Et europeisk konsortium under ledelse av det tyske luftfartsforskningsinstituttet (DLR) har sørget for lander. Rosetta har kostet ESA 701 millioner euro ved økonomiske forhold i 2000. Dette beløpet inkluderer lansering og hele perioden med utviklings- og oppdragsoperasjoner fra 1996 til 2013. Lander og eksperimentene, den såkalte ‘nyttelasten’, er ikke inkludert siden de er finansiert av medlemslandene gjennom de vitenskapelige instituttene.
