حقوق الصورة: ESA
ستكون مهمة روزيتا التابعة لوكالة الفضاء الأوروبية هي أول مركبة فضائية تدور حول الأرض ثم تهبط على مذنب بعيد. ومع ذلك ، هناك بعض عدم اليقين بشأن الإطلاق ، بسبب حادث معزز مع Ariane-5 المحسّن الشهر الماضي. يجب إطلاق المركبة الفضائية بحلول نهاية كانون الثاني (يناير) إذا كانت ستلتقي بـ Wirtanen ؛ خلاف ذلك ، يجب تحديد هدف جديد.
ستكون Rosetta من وكالة الفضاء الأوروبية (ESA) أول مهمة تدور في مدار حول الأرض وتهبط على مذنب. المذنبات هي أجسام جليدية تنتقل في جميع أنحاء النظام الشمسي وتطور ذيلًا مميزًا عندما تقترب من الشمس. ومن المقرر إطلاق روزيتا على متن صاروخ أريان -5 في يناير 2003 من كورو ، غيانا الفرنسية.
سيتم اتخاذ القرار بشأن تاريخ الإطلاق يوم الثلاثاء 14 يناير 2003 (انظر البيان الصحفي الصادر عن Arianspace رقم 03/02 بتاريخ 7 يناير 2003 أو اطلع على موقع الويب http://www.arianespace.com). هدف المهمة هو المذنب Wirtanen وسيحدث اللقاء في عام 2011. يأتي اسم Rosetta من حجر Rosetta الشهير الذي أدى قبل 200 عام تقريبًا إلى فك رموز الكتابة الهيروغليفية المصرية. بطريقة مماثلة ، يأمل العلماء أن تحل مركبة روزيتا الفضائية أسرار النظام الشمسي.
تعتبر المذنبات من الأشياء المثيرة للاهتمام بالنسبة للعلماء لأن تكوينها يعكس كيف كان النظام الشمسي عندما كان صغيرًا جدًا ولا يزال "غير مكتمل" قبل أكثر من 4600 مليون سنة. المذنبات لم تتغير كثيرا منذ ذلك الحين. من خلال الدوران حول المذنب Wirtanen والهبوط عليه ، ستقوم Rosetta بجمع المعلومات الأساسية لفهم أصل وتطور نظامنا الشمسي. كما سيساعد على اكتشاف ما إذا كانت المذنبات قد ساهمت في بدايات الحياة على الأرض. المذنبات هي حاملات جزيئات عضوية معقدة ، عندما يتم تسليمها إلى الأرض من خلال التأثيرات ، ربما لعبت دورًا في أصل الأشكال الحية. علاوة على ذلك ، ربما لعبت عناصر الضوء "المتطايرة" التي تحملها المذنبات أيضًا دورًا مهمًا في تكوين محيطات الأرض والجو.
يقول البروفيسور ديفيد ساوثوود ، مدير العلوم في وكالة الفضاء الأوروبية: "تعتبر روزيتا واحدة من أصعب المهام التي تم القيام بها حتى الآن". "لم يحاول أحد من قبل مهمة محاكاة ، وهي فريدة من نوعها لما لها من آثار علمية وكذلك لمناورات الفضاء المعقدة والمذهلة بين الكواكب." قبل الوصول إلى هدفها في عام 2011 ، ستقوم روزيتا بتدوير الشمس أربع مرات تقريبًا على حلقات واسعة في النظام الشمسي الداخلي. خلال رحلتها الطويلة ، سيتعين على المركبة الفضائية تحمل بعض الظروف الحرارية القاسية. بمجرد أن يقترب من المذنب Wirtanen ، سيأخذه العلماء من خلال مناورة الفرملة الدقيقة ؛ ثم تدور المركبة الفضائية حول المذنب عن كثب ، وتسقط بلطف عليه. سيكون الأمر مثل الهبوط على رصاصة كونية صغيرة سريعة الحركة لها في الوقت الحاضر "جغرافيا" غير معروفة تقريبًا.
رحلة مدهشة بين الكواكب لمدة 8 سنوات
Rosetta هي مركبة فضائية من نوع صندوق بوزن 3 أطنان يبلغ ارتفاعها حوالي 3 أمتار ، مع لوحين شمسيين بطول 14 مترًا. يتكون من مركبة فضائية ومركب. يبلغ ارتفاع المركبة حوالي متر واحد وارتفاعها 80 سم. سيتم إرفاقه بجانب المدار Rosetta أثناء الرحلة إلى المذنب Wirtanen. قامت Rosetta بإجراء 21 تجربة إجمالاً ، 10 منها على مركبة الهبوط. سيتم الاحتفاظ بهم في حالة السبات خلال معظم رحلتها التي دامت 8 سنوات نحو Wirtanen.
ما الذي يجعل رحلة روزيتا طويلة جدًا؟ في وقت الالتقاء ، سيكون المذنب Wirtanen بعيدًا عن الشمس مثل المشتري. لا يمكن لأي قاذفة الحصول على Rosetta هناك مباشرة. ستجمع مركبة الفضاء التابعة لوكالة الفضاء الأوروبية (ESA) السرعة من "ركلات" الجاذبية التي تقدمها ثلاث رحلات جوية كوكبية: واحدة من كوكب المريخ في 2005 واثنتين من الأرض في 2005 و 2007. وخلال الرحلة ، ستقوم روزيتا أيضًا بزيارة كويكبين ، Otawara (في 2006) وسيوة (في عام 2008). خلال هذه اللقاءات ، سيقوم العلماء بتشغيل أدوات Rosetta للمعايرة والدراسات العلمية.
تتضمن الرحلات الطويلة في الفضاء البعيد العديد من المخاطر ، مثل التغيرات الشديدة في درجة الحرارة. ستغادر روزيتا البيئة الحميدة للفضاء القريب من الأرض إلى المناطق المظلمة والباردة خارج حزام الكويكبات. لإدارة هذه الأحمال الحرارية ، قام الخبراء باختبارات صعبة للغاية قبل الإطلاق لدراسة قدرة تحمل Rosetta. على سبيل المثال ، قاموا بتسخين أسطحه الخارجية إلى أكثر من 150 درجة مئوية ، ثم قاموا بتبريدها بسرعة إلى -180 درجة مئوية في الاختبار التالي.
سيقوم العلماء بإعادة تنشيط المركبة الفضائية بالكامل قبل مناورة المذنب في عام 2011. ثم ، ستدور Rosetta المذنب ، وهو جسم يبلغ عرضه 1.2 كيلومترًا فقط ، بينما يتحرك عبر النظام الشمسي الداخلي بسرعة 135000 كيلومترًا في الساعة. في وقت الالتقاء ، على بعد حوالي 675 مليون كيلومتر من الشمس ، بالكاد سيظهر Wirtanen أي نشاط سطحي. لن تكون الغيبوبة المميزة ("جو" المذنب) والذيل قد تشكلت بعد بسبب المسافة الكبيرة من الشمس. يتكون ذيل المذنب من حبيبات الغبار والغازات المجمدة من سطح المذنب الذي يتبخر بسبب حرارة الشمس.
لمدة ستة أشهر ، ستقوم روزيتا بتخطيط سطح المذنب على نطاق واسع ، قبل اختيار موقع الهبوط. في يوليو 2012 ، سيتم طرد المركبة من المركبة الفضائية من ارتفاع كيلومتر واحد فقط. سيحدث الهبوط بسرعة المشي - أقل من متر واحد في الثانية. مباشرة بعد الهبوط ، سوف يطلق الهبوط حربة على الأرض لتجنب ارتداد السطح مرة أخرى إلى الفضاء. عليها أن تفعل ذلك لأن جاذبية المذنب الضعيفة للغاية وحدها لن تمسك بالهبوط. ستستمر العمليات والملاحظات العلمية على سطح المذنب لمدة 65 ساعة كحد أدنى ، ولكن قد تستمر لعدة أشهر.
خلال عمليات الهبوط وبعدها ، ستستمر روزيتا في الدوران ودراسة المذنب. ستكون روزيتا أول مركبة فضائية تشهد على مقربة من التغييرات التي تحدث في المذنب عندما يقترب المذنب من الشمس ويزرع غيبوبته وذيله. ستنتهي الرحلة في يوليو 2013 ، بعد 10.5 عامًا من المغامرة ، عندما يكون المذنب الأقرب إلى الشمس.
دراسة مذنب على الفور
هدف روزيتا هو فحص المذنب بتفصيل كبير. تشمل الأجهزة الموجودة في مسبار روزيتا العديد من الكاميرات وأجهزة قياس الطيف والتجارب التي تعمل بأطوال موجية مختلفة - الأشعة تحت الحمراء والأشعة فوق البنفسجية والميكروويف والراديو - وعدد من أجهزة الاستشعار. سيوفرون ، من بين أمور أخرى ، صورًا عالية الدقة ومعلومات حول شكل المذنب وكثافته ودرجة حرارته وتركيبه الكيميائي. ستحلل أدوات روزيتا الغازات وحبيبات الغبار في ما يسمى بالغيبوبة التي تتكون عندما يصبح المذنب نشطًا ، بالإضافة إلى التفاعل مع الرياح الشمسية.
ستقوم الأدوات العشرة الموجودة على متن الهبوط بإجراء تحليل فوري لتكوين وهيكل سطح المذنب والمواد تحت السطحية. سيأخذ نظام الحفر عينات حتى عمق 30 سم تحت السطح وسيغذيها إلى "محللي التركيبات". ستقيس الأدوات الأخرى خصائص مثل قوة السطح القريب ، والكثافة ، والملمس ، والمسامية ، ومراحل الجليد ، والخصائص الحرارية. سوف تخبرنا الدراسات الميكروسكوبية للحبوب الفردية عن الملمس. بالإضافة إلى ذلك ، ستدرس الآلات الموجودة على جهاز الهبوط كيفية تغير المذنب أثناء دورة الليل والنهار ، وأثناء اقترابه من الشمس.
العمليات الأرضية
يتم ترحيل البيانات من جهاز الهبوط إلى المركبة الفضائية ، التي تقوم بتخزينها للوصلة الهابطة إلى الأرض عند الاتصال بالمحطة الأرضية التالية. قامت وكالة الفضاء الأوروبية (ESA) بتركيب هوائي جديد في الفضاء البعيد في نيو نورسيا ، بالقرب من بيرث في غرب أستراليا ، كحلقة اتصال رئيسية بين المركبة الفضائية و ESOC Mission Control في دارمشتات ، ألمانيا. يسمح هذا الهوائي المكافئ بقطر 35 مترًا للإشارة اللاسلكية بالوصول إلى مسافات تزيد عن مليون كيلومتر من الأرض. ستستغرق الإشارات اللاسلكية ، التي تسير بسرعة الضوء ، ما يصل إلى 50 دقيقة لتغطية المسافة بين المركبة الفضائية والأرض.
سيشارك مركز العمليات العلمية في Rosetta ، المسؤول عن جمع البيانات العلمية وتوزيعها ، موقعًا في ESOC و ESTEC في نوردفيك ، هولندا. يقع مركز التحكم Lander في DLR في كولونيا ، ألمانيا ، ومركز علوم Lander في CNES في تولوز ، فرنسا.
مبنى روزيتا
تم اختيار روزيتا كمهمة في عام 1993. وقد تم بناء المركبة الفضائية من قبل أستريوم ألمانيا كمقاول رئيسي. المقاولون من الباطن الرئيسيين هم Astrium UK (منصة المركبات الفضائية) و Astrium France (إلكترونيات المركبات الفضائية) و Alenia Spazio (التجميع والتكامل والتحقق). يضم فريق روزيتا الصناعي أكثر من 50 مقاولًا من 14 دولة أوروبية والولايات المتحدة.
قدمت اتحادات علمية من معاهد في جميع أنحاء أوروبا والولايات المتحدة الأدوات الموجودة على المركبة الفضائية. قدم اتحاد أوروبي بقيادة المعهد الألماني لبحوث الفضاء (DLR) الهبوط. كلفت روزيتا وكالة الفضاء الأوروبية 701 مليون يورو في ظروف اقتصادية عام 2000. يشمل هذا المبلغ الإطلاق والفترة الكاملة لعمليات التطوير والمهمة من عام 1996 إلى 2013. لم يتم تضمين المكوّن والتجارب ، التي يطلق عليها "الحمولة" ، حيث يتم تمويلها من قبل الدول الأعضاء من خلال المعاهد العلمية.
