Philae Model rekonstrukcji lądownika Philae na powierzchni 67P / Tchourioumov-Guérassimenko, na wystawie w Max-Planck Institute for Solar System Research ( Getynga ).
Organizacja | Europejska Agencja Kosmiczna (ESA) |
---|---|
Program | Horyzont 2000 |
Pole | Badanie komety |
Rodzaj misji | Orbiter, a następnie lądowanie |
Status | Misja wykonana |
Uruchomić |
2 marca 2004za 7 h 17 (z sondą Rosetta ) |
Wyrzutnia | Ariane 5G + |
Koniec misji | 30 września 2016 r |
Identyfikator COSPAR | 2004-006A |
Teren | ESA - Rosetta |
Msza przy starcie | 100 kg ok. |
---|
Orbita | Wokół komety 67P / Tchourioumov-Guérassimenko |
---|---|
Lądowanie | 12 listopada 2014 |
APXS ( spektrometr rentgenowski cząstek alfa ) | Spektrometr rentgenowski, alfa i protonowy |
---|---|
CIVA | Analizator światła widzialnego i podczerwieni |
KONSERT | Sygnalizator radarowy |
COSAC | Pirolizator i analizator (spektrometr i chromatograf) |
PTOLEMIA | Analizator składu izotopowego pierwiastków lekkich |
MUPUS | Detektory mierzące gęstość, właściwości termiczne i mechaniczne powierzchni |
ROLIS | Kamera CCD o wysokiej rozdzielczości umieszczona pod lądownikiem |
ROMAP | Magnetometr do pomiaru natężenia pola magnetycznego i interakcji z wiatrem słonecznym |
SD2 | Wiertarka i próbnik |
SEZAM | 3 instrumenty do zbadania: rozchodzenie się fal dźwiękowych po powierzchni, właściwości elektryczne i pył opadający na powierzchnię |
File to lądownik do Europejskiej Agencji Kosmicznej prowadzone jakieś 510 milionów kilometrów od Ziemi przez sondy kosmicznej Rosetta aż wyląduje na komecie 67P / Czuriumow-Gerasimenko12 listopada 2014, ponad dziesięć lat po opuszczeniu Ziemi.
To pierwsze kontrolowane lądowanie na jądrze komety . Jego instrumenty wysłać kiedykolwiek podjęte z powierzchni komety pierwsze zdjęcia i oczekuje się, aby pierwszą analizę in situ w kompozycji z jądra komety .
Ze względu na awarię steru strumieniowego, który miał przygwoździć Philae do ziemi, która nie została wyzwolona, oraz dwóch harpunów, które miały zakotwiczyć go do ziemi, która nie została uruchomiona, robot odbił się dwukrotnie przed lądowaniem. Ustabilizować się około jednego kilometra od miejsce początkowo planowane, w pozycji prawie pionowej. Z tego powodu dwa przyrządy pomiarowe przeznaczone do analizy gleby nie są natychmiast uruchamiane, ponieważ naukowcy początkowo woleli uniknąć odbicia lub obrotu modułu. Rzeczywiście, ponieważ przyciąganie grawitacyjne komety jest znacznie mniejsze niż przyciąganie Ziemi, sto ziemskich kilogramów Philae daje komecie wagę równoważną masie obiektu o masie jednego grama na Ziemi.
Plik 14 listopada 2014o 23 h 19 , pomimo obaw o jego początkową autonomię wynoszącą 60 godzin, kontakt z Philae zostaje przywrócony . Otrzymane dane wskazują, że z powodzeniem wykonał pierwszy odwiert w jądrze komety. Aby zoptymalizować swoje nasłonecznienie, robot wzrósł o 4 cm i obrócił się o 35 ° . Jednak ten manewr nie wystarczył do natychmiastowego naładowania akumulatorów i Philae pozostawała w stanie hibernacji w oczekiwaniu na lepsze warunki. Kometa 67P / Tchourioumov-Guérassimenko przechodząc peryhelium wsierpień 2015warunki nasłonecznienia będą się korzystnie zmieniać w kolejnych miesiącach.
Plik 13 czerwca 2015 r, File wprowadzone do komunikacji z Rosetta przez około 2 minuty w temperaturze około 10 P.M. i przesyłane czterdziestu sekund danych, który został odebrany przez Rosetta, który następnie pływających nad Lander w wysokości dwudziestu kilometrów. Manewr sondy został natychmiast zaprogramowany, aby pozwolić jej ponownie przelecieć nad lądownikiem. Lądownikowi udało się kilka razy skomunikować z Rosettą do9 lipca 2015, data, od której milczał.
Plik 27 lipca 2016 rw 9 pm 0 UTC interfejs Rosetta wykorzystywane do komunikacji pomiędzy nią a File The Processor Support System elektryczny Jednostka została wyłączona przez oszczędność energii, zdecydowanie zapobiec dalszej komunikacji z File . Plik5 września 2016 r, Philae została znaleziona przez Rosettę, która znajdowała się 2,7 km od jądra komety, w miejscu przewidzianym przez CNES .
File Lądownik wylądował na12 listopada 2014na jądrze komety w celu zbadania jego właściwości in situ przy użyciu dziesięciu dostępnych mu instrumentów naukowych. Ma postać wielobocznego walca o średnicy jednego metra i wysokości 80 cm, o łącznej masie 97,9 kg, w tym 26,7 kg oprzyrządowania naukowego. Struktura jest wykonana z włókna węglowego z płyt z aluminium w strukturze plastra miodu . Obejmuje gorącą część odizolowaną od zewnątrz i zimną część znajdującą się z tyłu, w której znajduje się system mocowania orbitera i instrumenty rozmieszczone, gdy Philae znajdą się na ziemi: SD2, ROMAP, APXS i MUPUS. Podwozie jest przymocowane do orbitera za pomocą mechanizmu, który umożliwia separację przy wstępnie regulowanej prędkości od 0,05 do 0,52 m / s . Philae ma podwozie na statywie zaprojektowane tak, aby zmniejszyć prędkość przylotu. Ciało Philae może obracać się i przechylać (za pomocą zawieszenia kardanowego ) na podwoziu. Mechanizm ten umożliwia kompensację nachylenia podłoża, optymalizację padania promieni świetlnych na panele słoneczne oraz pobieranie próbek gleby w różnych miejscach. Podwozie ma koło reakcyjne, które obraca się z prędkością 9600 obr / min , zapewniając moment pędu 6,2 N · m · s . Służy to do ustabilizowania orientacji Philae, gdy schodzi na ziemię. Podwozie nie ma układu napędowego, który korygowałby jego trajektorię lub orientację. Jej droga do ziemi komety zależy tylko od punktu, w którym następuje separacja z orbiterem oraz od prędkości i orientacji uzyskanej w tym czasie.
W związku z brakiem informacji o konsystencji nawierzchni w momencie startu sondy, planowane są trzy dodatkowe urządzenia lądujące. Stopy podwozia mają wystarczająco dużą powierzchnię styku, aby zapobiec zapadnięciu się sondy w miękkim podłożu. Aby uniknąć odbicia, Philae jest wyposażona w układ napędowy na zimny gaz ( azot ), który tnie statek o ziemię natychmiast po kontakcie z powierzchnią komety. Wreszcie dwa harpuny wyciągnięte z dolnej części podwozia i śruby znajdujące się na poziomie nóg muszą pozwolić na stabilne przymocowanie go do podłoża. Aby zapobiec podskakiwaniu podwozia, wszystkie trzy stopy podwozia są wyposażone w amortyzatory.
Kontrola temperatury jest jednym z najbardziej złożonych aspektów podwozia: powinna być skuteczna, gdy kometa znajduje się między dwiema a trzema jednostkami astronomicznymi (AU). Ponadto podczas projektowania istnieje wiele niewiadomych co do nasłonecznienia w strefie lądowania (związanych z rotacją). Philae nie ma wystarczającej ilości energii, aby użyć rezystorów grzewczych. Warstwy izolacji są zatem zaprojektowane w taki sposób, aby lądownik przetrwał najzimniejszy okres (przy 3 AU), z systemem do magazynowania i odzyskiwania ciepła w okresach nasłonecznienia. Kiedy Słońce zbliża się w granicach dwóch jednostek astronomicznych, temperatura, która stała się zbyt wysoka dla elektroniki, powoduje koniec operacji.
Energię elektryczną zapewniają baterie (jedna pierwotna i jedna wtórna) oraz panele słoneczne . Bateria pierwotna nieładowalna o masie 3 kg ma za zadanie dostarczać energię przez pierwsze 5 dni pracy, tak aby zapewnić, że główne pomiary naukowe będą wykonywane niezależnie od ilości nasłonecznienia na danym terenie. , miejsce lądowania. Ta bateria litowa zawiera 32 ogniwa LSH20 (8S4P = 4 grupy równolegle po 8 ogniw szeregowo) wykorzystujące parę litowo-chlorek tionylu (Li-SOCl 2), który w czasie rozmieszczenia Philae dostarczał 835 watów na godziny (około 1500 Wh w momencie startu). Dodatkowy akumulator litowo-jonowy o pojemności 130 Wh (150 Wh w momencie startu) umożliwia kontynuowanie misji po wyczerpaniu baterii podstawowej. Jest zasilany przez panele słoneczne, które pokrywają dużą część lądownika i które zapewniają moc 10 W (przy 3 AU).
Uzyskane dane są przechowywane w pamięci masowej o pojemności dwa razy po dwanaście megabajtów i przesyłane do orbitera, gdy jest on widoczny, za pomocą nadajnika radiowego w paśmie S o mocy jednego wata i przepływie około 16 kilobitów na sekundę. Orbiter z kolei przesyła dane na Ziemię, gdy ta ostatnia znajduje się w osi sterowanej anteny, a anteny odbiorcze są dostępne.
Widok z góry lądownika.
Pod podwoziem zamontowane są dwa harpuny przeznaczone do zakotwiczenia samolotu na ziemi.
Fragment harpuna.
Ładunek lądownika Philae składa się z dziesięciu instrumentów naukowych o masie 26,7 kg :
Elementy podwozia samolotu | Masa (kg) |
---|---|
Struktura | 18,0 |
System kontroli temperatury | 3.9 |
System zywieniowy | 12.2 |
System aktywnego zjazdu | 4.1 |
Koło reakcyjne | 2.9 |
Podwozie | 10,0 |
System kotwienia | 1.4 |
Centralny system zarządzania danymi | 2.9 |
System telekomunikacyjny | 2.4 |
Wspólna skrzynka elektroniczna | 9.8 |
Mechaniczny system nośny, uprząż, balans | 3.6 |
Instrumenty naukowe | 26.7 |
Całkowity | 97,9 |
Misją Philae jest gładkie i bez uszkodzeń lądowanie na powierzchni komety 67P / Tchourioumov-Guérassimenko , trzymanie się jej i przekazywanie danych naukowych dotyczących składu tego niebiańskiego obiektu. Przeprowadzono miliard symulacji dotyczących lądowania Philae . Rakieta Ariane 5G + z sondą Rosetta i lądownikiem Philae opuściła Gujanę la2 marca 2004do 7 h 17 UTC i podróżował przez 3907 dni (10,7 lat) do komety 67P / Czuriumow-Gierasimienko. W przeciwieństwie do sondy Deep Impact , stworzonej do uderzenia w jądro komety 9P / Tempel the4 lipca 2005, Philae nie jest impaktorem. Niektóre z jego przyrządów są po raz pierwszy używane autonomicznie podczas lotu nad Marsem25 lutego 2009. System kamer CIVA zwrócił obrazy, gdy instrumenty Rosetty były wyłączone; ROMAP wykonał pomiary marsjańskiej magnetosfery . Dlatego większość innych instrumentów, które wymagały kontaktu z powierzchnią do analizy, pozostawała wyłączona podczas tego przelotu. Optymistyczny szacunek czasu trwania misji po kontakcie wynosił od czterech do pięciu miesięcy.
Zaprogramowana sekwencja obserwacji miała być wykonywana przez przyrządy naukowe Philae podczas pierwszych 54 godzin pobytu na ziemi. Celem tej fazy jest zebranie danych pozwalających na wypełnienie głównych celów wyznaczonych misji przed wyczerpaniem baterii podstawowej. Ale jego osiągnięcie jest częściowo zagrożone przez okoliczności lądowania. Kontrolerzy naziemni decydują po wylądowaniu o natychmiastowym odłożeniu obserwacji obejmujących ruchy mechaniczne, które mogłyby zmienić być może niepewną pozycję Philae .
Kamery CIVA miniaturowe wziąć 360 ° panorama z lądowiska, ujawniając, że lądownik jest na ścianie, które w większości zasłania Słońce Panele słoneczne Philae mają tylko 1,5 godziny na każdy obrót samej komety (czas trwania 12,4 godziny ). Ponadto lądownik nie leży płasko, a jego źle zorientowane panele słoneczne zapewniają niewielką moc, gdy są oświetlone. Zdjęcia pokazują, że teren, który wygląda na twardy i kamienisty, różni się od tego, czego się spodziewano. Różne instrumenty pasywne zbierają dane w kolejnych godzinach. SESAME przeprowadza badania elektryczne i akustyczne gruntu oraz mierzy wpływ pyłu generowanego przez aktywność komety. ROMAP bada środowisko magnetyczne i lokalną plazmę, a także wpływ wiatru słonecznego . Wreszcie CONSERT przesyła i odbiera fale radiowe, które przechodzą przez jądro, zanim zostaną przesłane lub odebrane przez podobny instrument na pokładzie orbitera, umożliwiając określenie struktury i składu serca komety. Kamera ROLIS wykonuje zdjęcie gruntu pod lądownikiem w 4 pasmach widmowych, aby umożliwić badanie jego struktury. Zebrane dane są przesyłane do orbitera za pomocą małego nadajnika radiowego lądownika (1 W ), gdy przelatuje nim Philae , a następnie przekazywane do centrum kontroli na Ziemi, prawdopodobnie w celu przechowywania. Tymczasowo, aby poczekać na sprzyjający czas dla radia połączyć.
W nocy z 13 na 14 listopada uruchamiane są przyrządy MUPUS (pomiar właściwości termicznych i fizycznych powierzchniowej warstwy gleby) oraz APXS (analiza pierwiastków obecnych na powierzchni), które zawierają części ruchome. Plik14 listopadaPhilae ma tylko jeden dzień energii, ale według naukowców osiągnęła około 80% swoich celów. Instrument wiertniczy SD2 jest następnie aktywowany i pobiera rdzeń z gleby komety (kilka mm 3 ) analizowany przez mini-laboratorium COSAC, które określa skład izotopowy i molekularny oraz chiralność próbek gleby. Operatorzy decydują się nie uruchamiać PTOLEMY, która zużywa zbyt dużo energii.
W nocy z 14 na 15 listopada orbiter Rosetta wznawia kontakt z Philae, nad którą ponownie leci. Lądownik udaje się przesyłać dane naukowe zebrane przez instrumenty ROLIS, COSAC, PTOLEMY (która została aktywowana w trybie szybkim) i CONSERT. Ciało Philae jest przestawiane o 35 ° i podniesione o 4 cm , aby zwiększyć ilość otrzymywanej energii. Po godzinie komunikacji ładunek podstawowego akumulatora nieładowalnego jest wyczerpany, a lądownik przechodzi w stan hibernacji.15 listopada 2014przez 1 h 15 CET po około 60 godzinach pracy. Jego położenie na powierzchni komety było wówczas nadal nieznane, a badania kontynuowano przy pomocy zdjęć wykonanych przez kamerę Osiris na pokładzie orbitera.
Plik 18 listopada, Wall Street Journal donosi, że lądownik wykrył cząsteczki organiczne na powierzchni komety.
Z 12 marca 2015 rjednostka komunikacyjna orbitera Rosetta jest ponownie uruchamiana w celu nawiązania kontaktu z lądownikiem.
Plik 12. czerwca, ogłoszono, że Philae mogły zostać znalezione dzięki zdjęciom wykonanym przez sondę Rosetta .
Następnego dnia 13 czerwca 2015 r, File wprowadzone do komunikacji z Rosetta przez 85 sekund i przesyłane około czterdziestu sekund danych, który został odebrany przez Rosetta który następnie Przelot lądownik na wysokości 20 kilometrów. Europejski przestrzeni centrum operacyjne (ESOC) w Darmstadt , otrzymuje informacje (ponad 300 pakietów danych) do 22 h 28 min 11 s CET przez 78 sekund. Według Stephana Ulameca, kierownika projektu Philae w DLR, Philae ma temperaturę roboczą -35 ° C i 24 waty dostępnej mocy i jest gotowa do dalszych operacji. Z zebranych danych wynika, że Philae już wcześniej nie spała, ale robot nie zdołał jeszcze nawiązać kontaktu z sondą. Naukowcy twierdzą, że w pamięci masowej Philae pozostało ponad 8000 pakietów danych , co pozwoli zespołowi DLR dowiedzieć się, co stało się z lądownikiem w poprzednich dniach na komecie.
Manewr sondy został natychmiast zaprogramowany, aby pozwolić jej ponownie przelecieć nad lądownikiem.
Plik 6 lipca, The Guardian przekazuje słowa dwóch naukowców, którzy ustalili związek między czarną warstwą organiczną a obecnością mikroorganizmów, według 30-letnich badań. Jeśli jednak obecność mikroorganizmów może prowadzić do pojawienia się czarnej warstwy organicznej, nie stanowi to pewnego dowodu na życie.
Plik 5 września 2016 rESA ogłasza, że kamera Osiris sondy Rosetta sfotografowała lądownik. Ten znajduje się w ciemnej szczelinie u podnóża klifu, na skalistym terenie. Leży na boku i widać dwie z jego trzech stóp.
Plik 12 listopada 2014, strona główna wyszukiwarki Wyszukiwarka Google zawierała Google Doodle przywołującą Philae
Vangelis skomponował muzykę do trzech filmów wyprodukowanych przez Europejską Agencję Kosmiczną, aby uczcić pierwszą udaną próbę lądowania komety.
Lądowanie Philae
(widok artysty).
Regulowane nóżki Philae
(widok artysty).
Sygnał Rosetty odebrany w ESOC ( Darmstadt , Niemcy ,20 stycznia 2014).
Agilkia : miejsce planowane do lądowania Philae
: dokument używany jako źródło tego artykułu.