Rozkręcaj z LLotharem – Lądowanie na Komecie

12 listopada 2014 roku na naszych oczach tworzyła się historia. Europejska Agencja Kosmiczna, ESA, zdołała wylądować na komecie. Pierwszy raz w historii uzyskaliśmy zdjęcia komety z bliska.

Misja Rosetty rozpoczęła się niemal 11 lat temu 2 marca 2004 roku. ESA opracowała bardzo sprytną trajektorię aby spotkać się z kometą 67P/Churyumov–Gerasimenko. Wykorzystano w tym celu aż trzy asysty grawitacyjne.

Asysta grawitacyjna to popularny manewr w eksploracji kosmosu. Umożliwia on zwiększenie prędkości sondy bez użycia paliwa. Aby to zrozumieć, najłatwiej skupić się na zmianie punktu odniesienia. Załóżmy, że teleportujesz się w statku kosmicznym w pobliżu orbity Jowisza. Załóżmy, że względem Słońca Twoja prędkość wynosi zero. Widzisz jednak Jowisza, który zbliża się do Ciebie z prędkością 13 km/s – taka jest jego prędkość orbitalna.

Zmiana punktu odniesienia. Przestań myśleć, że stoisz w miejscu, a to Jowisz na Ciebie pędzi – to ty zbliżasz się do Jowisza z prędkością 13 km/s niejako “pod prąd” na jego orbicie. Jak jesteś odpowiednio blisko, grawitacja Jowisza “chwyta” twój statek kosmiczny, okrążasz Jowisza i jesteś “wystrzelony” w kierunku, z którego przybyłeś. Oddalasz się teraz od Jowisza z prędkością 13 km/s, w tym samym kierunku, w którym orbituje Jowisz.

Gdzie zatem ta uzyskana prędkość? Zmiana punktu odniesienia. Jak wcześniej byłeś stacjonarnie na orbicie Jowisza, to teraz poruszasz się z prędkością 26 km/s (dwukrotna prędkość orbitalna Jowisza). Proste.

Na przykładzie bardziej ziemskim – jeśli wprost na Ciebie jedzie autobus, a ty rzucisz w niego piłką tenisową, to odbije się od niego z prędkością taką, jaką rzuciłeś plus podwójna prędkość autobusu.

Poniżej mapa pokazująca jak Rosetta dotarła na kometę. Polecam również Video dostępne na stronie ESA.

Rosetta posiada lądownik nazwany Philae i to on jest najciekawszy w całej tej misji. Jest on wielkości pralki i jest tak naprawdę mobilnym labolatorium. Polska w ESA nie jest tylko po to, żeby być i płacić minimalne składki. Dla tej misji Polska Akademia Nauk zbudowała sensory różnego typu dla instrumentu MUPUS, który ma na celu zbadanie gęstości, parametrów termicznych i mechanicznych powierzchni komety.

Grawitacja komety 67P jest tak mała, że waży on na niej jedynie 4 gramy i relatywnie łatwo od tej komety odpaść gdyby pod lądownikiem miał miejsce wyrzut gazów, co jest typowe dla komet. Z tego powodu lądownik został wyposażony w harpuny, specjalne świdry oraz mały silnik rakietowy który miał przytrzymać lądownik na powierzchni na czas “mocowania”.

Niestety ani silnik, ani harpuny nie zadziałały. Śruby teoretycznie zadziałały, ale pokręciły się jedynie w kosmosie, ponieważ po kontakcie z kometą Philae się od niej odbił. Wszystko odbywało się przy bardzo niskiej prędkości 0.38 m/s i nie doszło do żadnych uszkodzeń, jednak skok był bardzo wysoki, co prezentuje grafika poniżej.

Philae wylądował na komecie i przystąpił do badań. Od tego dnia posiadamy pierwsze w dziejach ludzkości  zdjęcie komety z bliska.

Lądownik znajduje się obecnie w miejscu zacienionym, gdzie otrzymuje jedynie 90 minut słońca na 10 godzin. Jest to zdecydowanie za mało aby ładować baterie pokładowe. Mimo to naukowcom z ESA udało się zrealizować plan badań naukowych w całości, włącznie z analizą próbki z odwiertu na komecie.

Na dzień dzisiejszy Philae przeszedł w stan hibernacji. Jest szansa, że w sierpniu przyszłego roku będzie padać na niego wystarczająca ilość światła aby naładować baterię i wznowić operację.

Dodatki

Kometa 67P, Warszawa dla skali.

Model 3D komety 67P

Kometa 67P

Kometa 67P

Prawa autorskie do wszystkich grafik posiada Europejska Agencja Kosmiczna ESA.