Nauka

Polacy w pogoni za kometą

Z mozołem goniła ją przez ponad 10 lat, aż w końcu dopadła i osaczyła. Teraz zacieśnia wokół niej kręgi, by w końcu wbić się w nią wszystkimi trzema pazurami… A stanie się to już w listopadzie tego roku. I my będziemy temu aktowi przemocy kibicować, a co! W końcu sonda kosmiczna Rosetta, która ma wysłać na powierzchnię komety swój lądownik, to po części nasza polska sprawa.

Podróż ku komecie 67P/Czuriumow-Gierasimienko rozpoczęła się 2 marca 2004 roku

Sonda Rosetta i lądownik Philae
Sonda Rosetta i lądownik Philae

Podróż ku komecie 67P/Czuriumow-Gierasimienko rozpoczęła się ponad 10 lat temu, 2 marca 2004 roku. Jednak pierwotnie sonda Rosetta miała odwiedzić zupełnie inne ciało niebieskie – kometę Wirtanena (46P) i wyruszyć rok wcześniej. Problemy z rakietą nośną spowodowały jednak, że minęło okienko startowe i trzeba było szukać nowego celu. Wybór padł na odkrytą w 1969 roku kometę Czuriumow-Gierasimienko, z którą spotkanie wyznaczono Rosetcie na listopad 2014 roku, w odległości 790 mln km od Słońca. Od sierpnia 2014 roku urządzenie podąża wokół komety po trajektorii o kształcie trójkąta, którego każdy z boków liczy mniej niż 100 km. Ten dystans jest stopniowo skracany tak, by wreszcie sonda została pochwycona przez słabą grawitację komety 67P.

 Naukowcy wyznaczyli pięć potencjalnych miejsc lądowania

Najnowsze selfie Rosetty wykonane na tle odległej o zaledwie 16 km komety 67P/Czuriumow-Gierasimienko
Najnowsze selfie Rosetty wykonane na tle odległej o zaledwie 16 km komety 67P/Czuriumow-Gierasimienko

Rosetta zbliżyła się już do komety na tyle, by zrobić jej szczegółowe zdjęcia, na podstawie których naukowcy stwierdzili, że obiekt nie przypomina kuli, tylko pozbawioną dzioba gumową kaczkę (!), a także wyznaczyli pięć potencjalnych miejsc lądowania. Są one dobrane tak, by nie było tam dużych skał czy kamieni, powierzchnia nie była zbyt nachylona i nie pojawiały się rozpadliny.

Cel misji lądownika Philae: pobranie próbek materii kometarnej

A to wcześniejsze selfie Rosetty - na tle Marsa
A to wcześniejsze selfie Rosetty – na tle Marsa

To ważne, bo po dotarciu do powierzchni lądownik Philae (który w odpowiednim momencie oddzieli się od Rosetty) ma pobrać próbki materii kometarnej. I tu zaczyna się rola zbudowanego w Centrum Badań Kosmicznych Polskiej Akademii Nauk (CBK PAN) instrumentu kosmicznego o dźwięcznej nazwie MUPUS (MUlti PUrpose Sensor for surface and subsurface science). Przyrząd zamówiła w CBK PAN Niemiecka Agencja Kosmiczna (DLR) w ramach prac wykonywanych na zlecenie Europejskiej Agencji Kosmicznej, do której Polska wówczas jeszcze nie należała.

Niemcy nie mogli sobie poradzić z konstrukcją MUPUS-a, więc poprosili o pomoc Polaków

MUPUS (MUlti PUrpose Sensor for surface and subsurface science) - skonstruowany przez Centrum Badań Kosmicznych Polskiej Akademii Nauk
MUPUS (MUlti PUrpose Sensor for surface and subsurface science) – skonstruowany przez Centrum Badań Kosmicznych Polskiej Akademii Nauk

– Niemcy nie mogli sobie poradzić z konstrukcją MUPUS-a, więc zlecili to nam – mówi prof. Marek Banaszkiewicz, dyrektor CBK PAN i członek zespołu odpowiedzialnego za eksperyment MUPUS.

W skład MUPUS-a wchodzą termometry, sensor na podczerwień i akcelerometr oraz dwa harpuny, które wbiją się w kometę i utrzymają lądownik przy powierzchni. Kulminacją będzie wbicie sondy z sensorami w grunt komety, dlatego MUPUS jest wyposażony w młotek.

Lądownik Philae i MUPUS
Lądownik Philae i MUPUS

MUPUS to wielozadaniowy przyrząd, a właściwie robot służący do pomiarów własności fizycznych jądra komety – jedno z najważniejszych, a zarazem najbardziej zaawansowanych technologicznie urządzeń, w jakie wyposażona jest Rosetta. W skład tego instrumentu wchodzą termometry, sensor na podczerwień i akcelerometr oraz dwa harpuny, które wbiją się w kometę i utrzymają lądownik Rosetty przy powierzchni w warunkach braku grawitacji. Bez tego zabiegu mógłby on po prostu odbić się od komety. Kulminacją misji będzie wbicie sondy z sensorami w grunt komety, dlatego MUPUS jest wyposażony w kometarny młotek.

Przyrząd musiał być nie cięższy niż 1,5 kg i wykorzystywać zaledwie 3 W mocy, czyli tyle, ile ma telefon komórkowy

Kometa 67P/Czuriumow-Gierasimienko sfotografowana przez Rosettę 3 sierpnia br.
Kometa 67P/Czuriumow-Gierasimienko sfotografowana przez Rosettę 3 sierpnia br.

– Wymagania były restrykcyjne: cały nasz przyrząd mógł być nie cięższy niż 1,5 kg i wykorzystywać zaledwie 3 W mocy, czyli tyle, ile ma telefon komórkowy czy dobra latarka. Czy w ogóle da się tym zasilić tak zaawansowane urządzenie? Cięliśmy, przykrawaliśmy i okazało się, że właśnie tyle nam potrzeba – opowiada prof. Banaszkiewicz.

Los Angeles na tle komety 67P/Czuriumow-Gierasimienko - zestawienie dające pojęcie o jej wielkości
Los Angeles na tle komety 67P/Czuriumow-Gierasimienko – fotomontaż dający pojęcie o jej wielkości

MUPUS jest odporny na olbrzymie przeciążenia, do 1000 g. Lądowanie na komecie więc mu niestraszne

Dysponując tą niewielką mocą, MUPUS będzie musiał wbić się w ciało pozbawione grawitacji, by zmierzyć m.in. temperaturę w jego wnętrzu. A trzeba pamiętać, że nie mamy pojęcia, jak twardy jest tam grunt. Czy polski kometarny młotek go sforsuje?

– Ta misja to naprawdę wielka niewiadoma – uważa prof. Banaszkiewicz.

Centrum Europejskiej Agencji Kosmicznej monitorujące misję Rosetty
Centrum Europejskiej Agencji Kosmicznej monitorujące misję Rosetty

Mimo to dyrektor CBK PAN nie wygląda na zaniepokojonego tym, czy misja się powiedzie. Polski instrument został przetestowany pod kątem skrajnie trudnych warunków: pracy w próżni, przy wielkim zakresie i gradientach temperatury. Jest odporny na olbrzymie przeciążenia, do 1000 g. Lądowanie na komecie więc mu niestraszne. No, chyba że kometarny grunt okaże się litym lodem i nie uda się wbić w niego wystarczająco głęboko. Na razie jednak dane sugerują, że najprawdopodobniej ma kruchą strukturę.

Trzymamy więc kciuki!

***

Krążąc wokół (tematu) Rosetty

Naukowcy z Centrum Badań Kosmicznych PAN brali udział w konstruowaniu kilku przyrządów znajdujących się na pokładzie orbitera sondy Rosetty. Budową instrumentu o nazwie CONSERT (Comet Nucleus Sounding Experiment by Radiowave Transmission) kierował prof. Włodek Kofman z CBK PAN, naukowiec pracujący również we Francji w Institut de Planétologie et d’Astrophysique de Grenoble. Instrument ten ma zbadać wnętrze komety za pomocą fal radiowych, odbijanych i rozpraszanych przez kometarne jądro.

Jednym z czołowych naukowców, którzy skonstruowali przyrząd o nazwie OSIRIS (Optical, Spectroscopic, and Infrared Remote Imaging System), jest prof. Hans Rickman z Pracowni Dynamiki Układu Słonecznego i Planetologii CBK PAN. Chodzi o główny instrument obrazujący sondy Rosetta, składający się z dwóch kamer: jednej szerokokątnej i drugiej o wąskim kącie widzenia. Zadaniem tej ostatniej jest fotografowanie jądra komety w wysokiej rozdzielczości. Celem kamery szerokokątnej jest wykonanie zdjęć gazu i pyłu w otoczeniu komety.

Dr Maria I. Błęcka z CBK PAN znalazła się w zespole, który opracował instrument VIRTIS (Visible and Infrared Thermal Imaging Spectrometer) – spektrometr obrazujący w świetle widzialnym i podczerwieni badający skład i temperaturę na powierzchni jądra komety.

Fotografie: ESA. Zdjęcie główne: rakieta Ariane 5G+ z sondą Rosetta na kilka dni przed startem, który nastąpił  2 marca 2004 r.

 

Udostępnij ten artykuł

Podobne tematy

Nauka

Przeczytaj w następnej kolejności