Philae
Organizace | Evropská kosmická agentura (ESA) |
---|---|
Program | Horizon 2000 |
Pole | Studium komety |
Typ mise | Orbiter pak přistane |
Postavení | Mise splněna |
Zahájení |
2. března 2004za 7 h 17 (se sondou Rosetta ) |
Spouštěč | Ariane 5G + |
Konec mise | 30. září 2016 |
Identifikátor COSPAR | 2004-006A |
Stránky | ESA - Rosetta |
Mše při startu | Cca 100 kg |
---|
Obíhat | Kolem komety 67P / Tchourioumov-Guérassimenko |
---|---|
Přistání | 12. listopadu 2014 |
APXS ( rentgenový spektrometr alfa částic ) | Rentgenový, alfa a protonový spektrometr |
---|---|
CIVA | Viditelný a infračervený analyzátor |
CONSERT | Radarová siréna |
COSAC | Pyrolizátor a analyzátor (spektrometr a chromatograf) |
PTOLEMIE | Analyzátor izotopového složení světelných prvků |
MUPUS | Detektory měřící hustotu, tepelné a mechanické vlastnosti povrchu |
ROLIS | CCD kamera s vysokým rozlišením umístěná pod landerem |
ROMAP | Magnetometr pro měření síly magnetického pole a interakcí se slunečním větrem |
SD2 | Vrták a vzorkovač |
SEZAM | 3 nástroje ke studiu: šíření zvukových vln povrchem, elektrické vlastnosti a prach padající na povrch |
Philae je přistávací modul s Evropskou kosmickou agenturou provádí asi 510 milionů kilometrů od Země , které prostor sondy Rosetta , až přistane na kometě 67P / Churyumov-Gerasimenko12. listopadu 2014, více než deset let po opuštění Země.
Toto je první kontrolované přistání na kometárním jádru . Jeho nástroje poslat první snímky pořízené kdy z povrchu komety a očekává se, aby první analýzu in situ na složení z jádra komety .
Kvůli poruše vrtule, která měla připoutat Philae k zemi, která se nespustila, a dvou harpun, které ji měly ukotvit k zemi, která se nevysunula, se robot před přistáním dvakrát odrazil a stabilizoval asi na jeden kilometr od původně plánovaného místa, téměř ve svislé poloze. Z tohoto důvodu nejsou dva měřicí přístroje určené pro analýzu půdy okamžitě uvedeny do provozu, protože vědci původně raději zabránili odrazu nebo rotaci modulu. Ve skutečnosti je gravitační přitažlivost komety mnohem nižší než přitažlivost Země, sto pozemských kilogramů Philae dává kometě váhu ekvivalentní objektu o hmotnosti jednoho gramu na Zemi.
The 14. listopadu 2014ve 23 hodin 19 hodin navzdory obavám z původní 60hodinové autonomie je kontakt obnoven s Philae . Přijatá data naznačují, že úspěšně provedl první vrt v kometárním jádru. Za účelem optimalizace svého slunečního svitu se robot zvedl o 4 cm a otočil se o sebe o 35 ° . Tento manévr však nestačil na okamžité nabití baterií a Philae zůstala v hibernaci a očekávala lepší podmínky. Kometa 67P / Tchourioumov-Guérassimenko procházející v perihelionu vsrpna 2015, se podmínky slunečního svitu budou v následujících měsících vyvíjet příznivě.
The 13. června 2015„ Philae navázala komunikaci s Rosettou asi 2 minuty kolem 22:00 a přenášela asi čtyřicet sekund dat, která zachytila Rosetta, která pak letěla nad přistávacím modulem ve výšce dvaceti kilometrů. Okamžitě byl naprogramován manévr sondy, aby mohla znovu přeletět přes přistávací modul. Lander dokázal několikrát komunikovat s Rosettou až do9. července 2015, datum, od kterého mlčel.
The 27. července 2016v 9 hodin 0 UTC , rozhraní Rosetta používané pro komunikaci mezi ní a Philae , jednotka procesoru elektrického podpůrného systému byla vypnuta z důvodu úspory energie, rozhodně zabraňte další komunikaci s Philae . The5. září 2016, Philae byla nalezena Rosettou, která byla 2,7 km od kometárního jádra, na místě předpovězeném CNES .
Philae Lander přistál na12. listopadu 2014na jádru komety studovat její vlastnosti in situ pomocí deseti vědeckých nástrojů, které má k dispozici. Je ve formě polygonálního válce o průměru jednoho metru a vysokém 80 cm a s celkovou hmotností 97,9 kg včetně 26,7 kg vědeckého vybavení. Struktura je vyrobena z uhlíkových vláken s panely z hliníku ve voštině . Zahrnuje horkou část izolovanou zvenčí a studenou část umístěnou vzadu, ve které je umístěn systém upevnění orbiteru a nástroje rozmístěné, jakmile je Philae na zemi: SD2, ROMAP, APXS a MUPUS. Podvozek je k orbiteru připevněn mechanismem, který umožňuje oddělení přednastavitelnou rychlostí mezi 0,05 a 0,52 m / s . Philae má stativový podvozek navržený tak, aby tlumil jeho rychlost příjezdu. Tělo Philae se může na podvozku otáčet a naklánět (pomocí závěsu závěsu ). Tento mechanismus umožňuje kompenzovat sklon země, optimalizovat dopad světelných paprsků na solární panely a odebírat vzorky půdy na různých místech. Podvozek má reakční kolo, které se otáčí při 9600 otáčkách za minutu a poskytuje moment hybnosti 6,2 N m s . Slouží ke stabilizaci orientace Philae při sestupu na zem. Podvozek nemá žádný pohonný systém, který by korigoval jeho trajektorii nebo jeho orientaci. Jeho cesta k zemi komety závisí pouze na bodě, kde dochází k oddělení s orbiterem, a na rychlosti a orientaci získané v té době.
Vzhledem k nedostatku informací o konzistenci povrchu při spuštění sondy jsou plánována další tři přistávací zařízení. Patky podvozku mají dostatečně velké kontaktní plochy, aby se zabránilo ponoření sondy do měkké půdy. Aby se zabránilo odrazu, je Philae vybaven pohonným systémem studeného plynu ( dusík ), který sekne plavidlo na zem bezprostředně po kontaktu s povrchem komety. Nakonec musí být dvě harpuny vytažené ze spodní části podvozku a šrouby umístěné na úrovni nohou musí umožňovat pevné připevnění k zemi. Aby se zabránilo odrazu podvozku, jsou tři nohy podvozku vybaveny tlumiči nárazů.
Řízení teploty je jedním z nejsložitějších aspektů podvozku: mělo by být účinné, když se kometa nachází mezi dvěma a třemi astronomickými jednotkami (AU). Během návrhu navíc existuje mnoho nejistot ohledně slunečního svitu přistávací zóny (souvisí s rotací). Philae nemá dostatek energie k použití topných rezistorů. Vrstvy izolace jsou proto navrženy tak, aby přistávací modul přežil nejchladnější období (3 AU), se systémem pro skladování a rekuperaci tepla v době slunečního svitu. Když se Slunce přiblíží do dvou AU, teplota, která je příliš vysoká pro elektroniku, způsobí konec operací.
Elektrickou energii zajišťují baterie (jeden primární a jeden sekundární) a solární panely . Primární nedobíjecí baterie o hmotnosti 3 kg má za úkol dodávat energii během prvních 5 dnů provozu, aby bylo zaručeno, že hlavní vědecká měření budou provedena bez ohledu na množství slunečního světla v dané oblasti místo přistání. Tento lithiový akumulátor obsahuje 32 článků LSH20 (8S4P = 4 skupiny paralelně s 8 články v sérii) používající pár lithium-thionylchlorid (Li-SOCl 2), který dodával při nasazení Philae 835 watthodin (přibližně 1 500 Wh při startu). Dobíjecí sekundární baterie lithium-iontového typu s kapacitou 130 Wh (150 Wh při startu) umožňuje pokračovat v misi i po vybití primární baterie. Je napájen solárními panely, které pokrývají velkou část přistávacího modulu a poskytují výkon 10 W (při 3 AU).
Získaná data se ukládají do velkokapacitní paměti s kapacitou dvakrát dvanáct megabajtů a přenášejí se na orbiter, když je tento viditelný pomocí rádiového vysílače v pásmu S o výkonu jednoho wattu, který umožňuje tok přibližně 16 kilobitů za sekundu. Orbiter zase přenáší data na Zemi, když se nachází v ose své řiditelné antény a jsou k dispozici přijímací antény.
Pohled shora na přistávací modul.
Pod podvozkem jsou instalovány dvě harpuny určené k ukotvení letadla k zemi.
Detail harpuny.
Užitečné zatížení přistávacího modulu Philae se skládá z deseti vědeckých přístrojů, které představují hmotnost 26,7 kg :
Přistávací komponenty | Hmotnost (kg) |
---|---|
Struktura | 18.0 |
Systém regulace teploty | 3.9 |
Systém krmení | 12.2 |
Systém aktivního sestupu | 4.1 |
Reakční kolo | 2.9 |
Podvozek | 10.0 |
Kotevní systém | 1.4 |
Centrální systém správy dat | 2.9 |
Telekomunikační systém | 2.4 |
Společná elektronická skříňka | 9.8 |
Mechanický nosný systém, postroj, vyvážení hmotnosti | 3.6 |
Vědecké nástroje | 26.7 |
Celkový | 97,9 |
Posláním Philae je přistát hladce a bez poškození na povrchu komety 67P / Tchourioumov-Guérassimenko , držet se ho a přenášet vědecké údaje týkající se složení tohoto nebeského objektu. Jedna miliarda simulace byly provedeny o Philae přistání . Ariane 5G + raketa nesoucí Rosetta sonda a Philae přistávací modul opustil francouzské Guyany na2. března 2004do 7 hodin 17 UTC a cestoval 3907 dní (10,7 let) ke kometě 67P / Churyumov-Gerasimenko. Na rozdíl od sondy Deep Impact , vytvořené k úderu do jádra komety 9P / Tempel the4. července 2005„ Philae není nárazovým tělesem. Některé z jejích přístrojů se poprvé používají samostatně během letu nad Marsem25. února 2009. CIVA, kamerový systém, vracel snímky, když byly Rosettiny nástroje vypnuté; ROMAP provedl měření marťanské magnetosféry . Většina ostatních nástrojů, které pro analýzu potřebovaly kontakt s povrchem, proto během tohoto průletu zůstala vypnutá. Optimistický odhad doby trvání mise po kontaktu byl čtyři až pět měsíců.
Během prvních 54 hodin pobytu na zemi měly být pomocí naprogramovaných sledů pozorování provedeny Philaeovy vědecké přístroje . Cílem této fáze je shromáždit údaje umožňující splnit hlavní cíle přidělené misi před vyčerpáním primární baterie. Jeho dosažení je však částečně ohroženo okolnostmi přistání. Pozemní kontroloři se po přistání rozhodnou okamžitě odložit pozorování zahrnující mechanické pohyby, které by mohly změnit možná nejistou polohu Philae .
Miniaturní kamery CIVA pořizují 360 ° panorama místa přistání a ukazují, že přistávací modul je na zdi, která většinou zakrývá Slunce. Solární panely Philae mají pouze 1,5 hodiny na každou rotaci komety na sobě (trvání 12,4 h ). Navíc přistávací modul neleží rovně a jeho nesprávně orientované solární panely poskytují při osvětlení malou energii. Fotografie ukazují půdu, která vypadá tvrdě a skalnatě velmi odlišně od toho, co se očekávalo. Různé pasivní nástroje shromažďují svá data v následujících hodinách. SESAME provádí elektrický a akustický průzkum země a měří dopad prachu generovaného aktivitou komety. ROMAP studuje magnetické prostředí a místní plazmu i vliv slunečního větru . Nakonec CONSERT vysílá a přijímá rádiové vlny, které procházejí jádrem, než jsou vysílány nebo přijímány podobným nástrojem na palubě orbiteru, což umožňuje určit strukturu a složení srdce komety. Kamera ROLIS pořizuje fotografii země pod landerem ve 4 spektrálních pásmech, aby umožnila studium její struktury. Shromážděná data se přenášejí na orbiter pomocí malého rádiového vysílače landeru (1 W ), když jím Philae přelétne , poté jsou předána do řídícího centra na Zemi, případně poskytující úložiště. Dočasně čekat na příznivé časy pro rádio odkaz.
V noci z 13. na 14. listopadu jsou aktivovány nástroje MUPUS (měření tepelných a fyzikálních vlastností povrchové vrstvy půdy) a APXS (analýza prvků přítomných na povrchu), které zahrnují pohyblivé části. The14. listopaduPhilae zbývá pouze jeden den energie, ale podle vědců dosáhl přibližně 80% svých cílů. Poté se aktivuje vrtací nástroj SD2, který odebírá jádro půdy komety (několik mm 3 ) analyzované minilaboratoří COSAC, které určuje izotopové a molekulární složení i chirality půdních vzorků. Provozovatelé se rozhodnou nespustit PTOLEMY, která spotřebovává příliš mnoho energie.
V noci ze 14. na 15. listopadu navazuje orbiter Rosetta kontakt s Philae, kterou znovu přelétá. Lander zvládá přenášet vědecká data shromážděná nástroji ROLIS, COSAC, PTOLEMY (která byla aktivována v rychlém režimu) a CONSERT. Tělo Philae je přeorientováno o 35 ° a zvednuto o 4 cm, aby se zvýšilo množství přijaté energie. Po jedné hodině komunikace je nabití primární nedobíjecí baterie vyčerpáno a přistávací modul přejde do hibernace15. listopadu 2014po dobu 1 h 15 SEČ po přibližně 60 hodinách provozu. Jeho poloha na povrchu komety pak zůstala neznámá a výzkum pokračoval pomocí fotografií pořízených kamerou Osiris na palubě orbiteru.
The 18. listopadu, Wall Street Journal uvádí, že přistávací modul detekoval organické molekuly na povrchu komety.
Z 12. března 2015, komunikační jednotka orbiteru Rosetta se restartuje, aby se dostala do kontaktu s přistávacím modulem.
The 12. června, bylo oznámeno, že Philae mohla být nalezena díky snímkům pořízeným sondou Rosetta .
Následujícího dne 13. června 2015„ Philae zahájila komunikaci s Rosettou po dobu 85 sekund a přenášela přibližně 40 sekund dat, která byla sebrána Rosettou, která poté letěla nad přistávacím modulem ve výšce 20 kilometrů. European Space Operations Center (ESOC) v Darmstadtu , přijímá informace (přes 300 datových paketů) na 22 h 28 min a 11 s SELČ po dobu 78 sekund. Podle Stephana Ulameca, projektového manažera společnosti Philae ve společnosti DLR, má společnost Philae provozní teplotu −35 ° C a 24 wattů k dispozici a je připravena na další operace. Podle shromážděných údajů se zdá, že Philae byla již vzhůru, ale robot ještě nedokázal navázat kontakt se sondou. Vědci tvrdí, že ve velkokapacitní paměti Philae zbývá více než 8 000 datových paketů , což týmu DLR umožní zjistit, co se s komodou stalo v předchozích dnech.
Okamžitě byl naprogramován manévr sondy, který jí umožnil znovu letět přes přistávací modul.
The 6. července„ Podle 30leté studie deník The Guardian předává slova dvou vědců, kteří spojují černou organickou vrstvu s přítomností mikroorganismů. Pokud však přítomnost mikroorganismů může vést k výskytu černé organické vrstvy, nepředstavuje to jistý důkaz života.
The 5. září 2016„ESA oznamuje, že kamera Osiris sondy Rosetta vyfotografovala přistávací modul. Tenhle je v temné trhlině na úpatí útesu, ve skalnaté oblasti. Leží na boku a jsou viditelné dvě jeho tři nohy.
The 12. listopadu 2014Domovská stránka vyhledávače Google Search obsahovala Google Doodle evokující Philae
Vangelis zkomponoval hudbu pro tři videa z produkce Evropské kosmické agentury k oslavě prvního úspěšného pokusu o přistání komety.
Přistání Philae
(pohled umělce).
Nastavitelné nohy Philae
(pohled umělce).
Signál Rosetta přijat na ESOC ( Darmstadt , Německo ,20. ledna 2014).
Agilkia : místo plánované pro přistání Philae
: dokument použitý jako zdroj pro tento článek.