เครดิตรูปภาพ: ESA
ภารกิจ Rosetta ของ European Space Agency จะเป็นยานอวกาศลำแรกที่โคจรรอบดาวฤกษ์และจากนั้นเข้าสู่ดาวหางที่อยู่ไกลออกไป มีความไม่แน่นอนเกี่ยวกับการเปิดตัวอย่างไรก็ตามเนื่องจากอุบัติเหตุบูสเตอร์ที่เพิ่มขึ้น Ariane-5 เมื่อเดือนที่แล้ว ยานอวกาศจะต้องเปิดตัวภายในสิ้นเดือนมกราคมหากพบกับ Wirtanen ไม่เช่นนั้นจะต้องเลือกวัตถุประสงค์ใหม่
Rosetta ของ ESA จะเป็นภารกิจแรกในการโคจรและลงจอดบนดาวหาง ดาวหางเป็นวัตถุเย็นยะเยือกที่เดินทางทั่วระบบสุริยะและพัฒนาลักษณะหางเมื่อพวกเขาเข้าใกล้ดวงอาทิตย์ Rosetta มีกำหนดจะเปิดตัวจรวด Ariane-5 ในเดือนมกราคม 2546 จาก Kourou เฟรนช์เกียนา
การตัดสินใจในวันเปิดตัวจะดำเนินการภายในวันอังคารที่ 14 มกราคม 2546 (ดูหมายเลขแถลงข่าวของ 03-02 วันที่ 7 มกราคม 2546 ของ Arianspace หรือดูที่เว็บไซต์ http://www.arianespace.com เป้าหมายของภารกิจคือ Comet Wirtanen และการเผชิญหน้าจะเกิดขึ้นในปี 2011 ชื่อของ Rosetta มาจากหิน Rosetta ที่มีชื่อเสียงซึ่งเมื่อเกือบ 200 ปีก่อนนำไปสู่การถอดรหัสอักษรอียิปต์โบราณ ในทำนองเดียวกันนักวิทยาศาสตร์หวังว่ายานอวกาศ Rosetta จะปลดล็อกความลึกลับของระบบสุริยะ
ดาวหางเป็นวัตถุที่น่าสนใจมากสำหรับนักวิทยาศาสตร์เนื่องจากองค์ประกอบของมันสะท้อนว่าระบบสุริยะเป็นอย่างไรเมื่อมันยังเด็กมากและยัง 'ไม่เสร็จ' มากกว่า 4600 ล้านปีก่อน ดาวหางไม่ได้เปลี่ยนไปมากนักตั้งแต่นั้นมา โดยการโคจรรอบ Comet Wirtanen และลงจอดบนมัน Rosetta จะรวบรวมข้อมูลที่จำเป็นเพื่อทำความเข้าใจที่มาและวิวัฒนาการของระบบสุริยะของเรา มันจะช่วยให้ค้นพบว่าดาวหางมีส่วนช่วยจุดเริ่มต้นของชีวิตบนโลกหรือไม่ ดาวหางเป็นพาหะของโมเลกุลอินทรีย์ที่ซับซ้อนซึ่งเมื่อถูกส่งมายังโลกผ่านการกระแทกบางทีอาจมีบทบาทในการกำเนิดสิ่งมีชีวิต นอกจากนี้องค์ประกอบแสง 'ระเหยง่าย' ที่ดำเนินการโดยดาวหางอาจมีบทบาทสำคัญในการสร้างมหาสมุทรและชั้นบรรยากาศของโลก
“ Rosetta เป็นหนึ่งในภารกิจที่ท้าทายที่สุดเท่าที่เคยทำมา” ศจ. เดวิดเซาธ์วู้ดผู้อำนวยการฝ่ายวิทยาศาสตร์ของ ESA กล่าว “ ก่อนหน้านี้ไม่มีใครเคยลองใช้ภารกิจจำลองที่มีเอกลักษณ์เฉพาะสำหรับผลกระทบทางวิทยาศาสตร์รวมถึงการจัดทำดาวเคราะห์อวกาศที่ซับซ้อนและน่าทึ่ง” ก่อนที่จะถึงเป้าหมายในปี 2554 Rosetta จะโคจรรอบดวงอาทิตย์เกือบสี่เท่าในวงกว้างในระบบสุริยะชั้นใน ในช่วงระยะการเดินทางไกลยานอวกาศจะต้องทนต่อสภาวะความร้อนสูง เมื่ออยู่ใกล้กับ Comet Wirtanen นักวิทยาศาสตร์จะนำมันผ่านการเบรกที่ละเอียดอ่อน จากนั้นยานอวกาศจะโคจรรอบดาวหางอย่างใกล้ชิดและค่อยๆหยดยานอวกาศลงบนมัน มันจะเป็นเหมือนการลงจอดบนกระสุนจักรวาลขนาดเล็กที่เคลื่อนไหวรวดเร็วซึ่งในปัจจุบันมี 'ภูมิศาสตร์' ที่ไม่รู้จัก
ช่วงระยะการเดินทางดาวเคราะห์อวกาศ 8 ปีที่น่าทึ่ง
Rosetta เป็นยานอวกาศชนิดกล่อง 3 ตันสูงประมาณ 3 เมตรพร้อมแผงเซลล์แสงอาทิตย์ยาว 14 เมตรสองแผง มันประกอบด้วยยานอวกาศและยานพาหนะ คนงานอยู่ตรงข้ามประมาณ 1 เมตรและสูง 80 เซนติเมตร มันจะถูกแนบกับด้านข้างของยานอวกาศ Rosetta ในระหว่างการเดินทางไปยัง Comet Wirtanen Rosetta มีการทดลองทั้งหมด 21 ครั้งโดยมี 10 การทดลองบนบก พวกเขาจะถูกเก็บไว้ในโหมดไฮเบอร์เนตในช่วงระยะเวลา 8 ปีส่วนใหญ่ที่มีต่อ Wirtanen
อะไรทำให้การล่องเรือของ Rosetta นานนัก ในช่วงเวลาแห่งการนัดพบ Comet Wirtanen จะอยู่ไกลจากดวงอาทิตย์เท่าที่ดาวพฤหัสบดีจะเป็น ไม่มีตัวเรียกใช้งานที่สามารถนำ Rosetta ไปใช้ได้โดยตรง ยานอวกาศของ ESA จะรวบรวมความเร็วจากแรงโน้มถ่วง 'kicks' ที่จัดทำโดย flys bys ดาวเคราะห์สามดวงหนึ่งในดาวอังคารในปี 2005 และสองโลกในปี 2005 และ 2007 ในระหว่างการเดินทาง Rosetta จะไปเยี่ยมดาวเคราะห์น้อยสองดวงใน Otawara (ในปี 2549) และ Siwa (ในปี 2551) ในระหว่างการเผชิญหน้านักวิทยาศาสตร์จะเปิดใช้เครื่องมือของ Rosetta สำหรับการสอบเทียบและการศึกษาทางวิทยาศาสตร์
การเดินทางไกลในห้วงอวกาศรวมถึงอันตรายมากมายเช่นการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิอย่างรุนแรง Rosetta จะปล่อยให้สภาพแวดล้อมที่เป็นพิษเป็นภัยของพื้นที่ใกล้โลกสำหรับภูมิภาคมืดและเยือกเย็นกว่าแถบดาวเคราะห์น้อย ในการจัดการโหลดความร้อนเหล่านี้ผู้เชี่ยวชาญได้ทำการทดสอบก่อนเปิดตัวที่ยากมากเพื่อศึกษาความทนทานของ Rosetta ตัวอย่างเช่นพวกมันให้ความร้อนกับพื้นผิวภายนอกมากกว่า 150 องศาเซลเซียสจากนั้นทำให้มันเย็นลงอย่างรวดเร็วถึง -180 องศาเซลเซียสในการทดสอบครั้งต่อไป
นักวิทยาศาสตร์จะเปิดใช้งานยานอวกาศใหม่อย่างเต็มที่ก่อนที่จะมีการนัดพบดาวหางในปี 2554 จากนั้นโรเซตต้าจะโคจรรอบดาวหางซึ่งเป็นวัตถุกว้างเพียง 1.2 กิโลเมตรในขณะที่มันแล่นผ่านระบบสุริยะชั้นในที่ 135,000 กิโลเมตรต่อชั่วโมง ในช่วงเวลาแห่งการนัดพบประมาณ 675 ล้านกิโลเมตรจากดวงอาทิตย์ Wirtanen แทบจะไม่แสดงกิจกรรมพื้นผิวใด ๆ ลักษณะอาการโคม่า ('บรรยากาศ' ของดาวหาง) และส่วนท้ายจะยังไม่เกิดขึ้นเนื่องจากระยะทางจากดวงอาทิตย์ใหญ่ หางของดาวหางประกอบด้วยเม็ดฝุ่นและก๊าซแช่แข็งจากพื้นผิวของดาวหางที่ระเหยไปเนื่องจากความร้อนของดวงอาทิตย์
เป็นเวลาหกเดือน Rosetta จะทำแผนที่พื้นผิวดาวหางอย่างกว้างขวางก่อนที่จะเลือกไซต์เชื่อมโยงไปถึง ในเดือนกรกฎาคม 2555 คนงานจะขับยานออกจากยานอวกาศด้วยความสูงเพียงหนึ่งกิโลเมตร ทัชดาวน์จะเกิดขึ้นที่ความเร็วการเดิน - น้อยกว่า 1 เมตรต่อวินาที ทันทีหลังจากดาว์นแลนเดอร์จะยิงฉมวกลงบนพื้นเพื่อหลีกเลี่ยงการกระดอนจากพื้นผิวกลับสู่อวกาศ ต้องทำเช่นนี้เพราะแรงโน้มถ่วงที่อ่อนแอที่สุดของดาวหางเพียงอย่างเดียวจะไม่เกาะกับคนงาน การปฏิบัติการและการสำรวจทางวิทยาศาสตร์บนพื้นผิวดาวหางจะใช้เวลาอย่างน้อย 65 ชั่วโมง แต่อาจดำเนินต่อไปอีกหลายเดือน
ระหว่างและหลังการปฏิบัติการ Lander Rosetta จะทำการโคจรต่อและศึกษาดาวหางต่อไป Rosetta จะเป็นยานอวกาศตัวแรกที่ได้เห็นการเปลี่ยนแปลงที่เกิดขึ้นในดาวหางเมื่อดาวหางเข้ามาใกล้ดวงอาทิตย์และเติบโตอาการโคม่าและหางของมัน การเดินทางจะสิ้นสุดในเดือนกรกฎาคม 2556 หลังจาก 10.5 ปีแห่งการผจญภัยเมื่อดาวหางอยู่ใกล้ดวงอาทิตย์มากที่สุด
ศึกษาดาวหางในที่เกิดเหตุ
เป้าหมายของ Rosetta คือการตรวจสอบดาวหางอย่างละเอียด เครื่องมือบนยานอวกาศของ Rosetta ประกอบด้วยกล้องหลายตัวสเปกโตรมิเตอร์และการทดลองที่ทำงานในช่วงความยาวคลื่นที่แตกต่างกัน ได้แก่ อินฟราเรดรังสีอัลตราไวโอเลตรังสีไมโครเวฟวิทยุและเซ็นเซอร์จำนวนหนึ่ง พวกเขาจะให้ภาพและข้อมูลความละเอียดสูงมากเกี่ยวกับรูปร่างความหนาแน่นอุณหภูมิและองค์ประกอบทางเคมีของดาวหาง เครื่องมือของ Rosetta จะวิเคราะห์ก๊าซและฝุ่นละอองในสิ่งที่เรียกว่าโคม่าซึ่งก่อตัวเมื่อดาวหางเริ่มทำงานรวมถึงการมีปฏิสัมพันธ์กับลมสุริยะ
เครื่องมือ 10 ชิ้นบนเรือ Lander จะทำการวิเคราะห์องค์ประกอบและโครงสร้างของพื้นผิวและวัสดุใต้พื้นผิวของดาวหาง ระบบการขุดเจาะจะนำตัวอย่างลงไปต่ำกว่า 30 เซนติเมตรใต้พื้นผิวและจะป้อนสิ่งเหล่านี้ให้กับ 'เครื่องวิเคราะห์องค์ประกอบ' เครื่องมืออื่น ๆ จะทำการวัดคุณสมบัติเช่นความแข็งแรงของพื้นผิวที่อยู่ใกล้, ความหนาแน่น, พื้นผิว, ความพรุน, เฟสน้ำแข็งและสมบัติทางความร้อน การศึกษาด้วยกล้องจุลทรรศน์ของแต่ละเม็ดจะบอกเราเกี่ยวกับพื้นผิว นอกจากนี้เครื่องมือบนแลนเดอร์จะศึกษาว่าการเปลี่ยนแปลงของดาวหางในช่วงรอบกลางวันและในขณะที่มันเข้าใกล้ดวงอาทิตย์
ปฏิบัติการภาคพื้นดิน
ข้อมูลจากแลนเดอร์จะถูกส่งไปยังยานอวกาศซึ่งจะเก็บข้อมูลเหล่านั้นไว้สำหรับการรับส่งข้อมูลสู่โลกที่หน้าสถานีภาคพื้นดินถัดไป ESA ได้ติดตั้งเสาอากาศลึกแห่งใหม่ที่ New Norcia ใกล้เมืองเพิร์ ธ ในรัฐเวสเทิร์นออสเตรเลียเนื่องจากเป็นช่องทางสื่อสารหลักระหว่างยานอวกาศกับ ESOC Mission Control ในดาร์มสตัดท์ประเทศเยอรมนี เสาอากาศพาราโบลิกขนาดเส้นผ่าศูนย์กลาง 35 เมตรนี้ช่วยให้สัญญาณวิทยุเข้าถึงระยะทางมากกว่า 1 ล้านกิโลเมตรจากโลก สัญญาณวิทยุที่เดินทางด้วยความเร็วแสงจะใช้เวลาสูงสุด 50 นาทีเพื่อครอบคลุมระยะห่างระหว่างยานอวกาศกับโลก
ศูนย์ปฏิบัติการวิทยาศาสตร์ของ Rosetta ซึ่งรับผิดชอบในการรวบรวมและแจกจ่ายข้อมูลทางวิทยาศาสตร์จะแชร์ตำแหน่งที่ ESOC และ ESTEC ใน Noordwijk ประเทศเนเธอร์แลนด์ ศูนย์ควบคุม Lander ตั้งอยู่ใน DLR ในเมืองโคโลญประเทศเยอรมนีและศูนย์วิทยาศาสตร์ Lander ใน CNES ในเมืองตูลูสประเทศฝรั่งเศส
อาคารโรเซตต้า
Rosetta ได้รับเลือกเป็นภารกิจในปี 1993 ยานอวกาศได้รับการสร้างโดย Astrium Germany ในฐานะผู้รับเหมาชั้นนำ ผู้รับเหมาช่วงที่สำคัญคือ Astrium UK (แพลตฟอร์มยานอวกาศ), Astrium France (ยานอวกาศ avionics) และ Alenia Spazio (การประกอบการรวมและการตรวจสอบ) ทีมอุตสาหกรรมของ Rosetta มีผู้รับเหมามากกว่า 50 รายจาก 14 ประเทศในยุโรปและสหรัฐอเมริกา
กลุ่มวิทยาศาสตร์จากสถาบันทั่วยุโรปและสหรัฐอเมริกาได้จัดทำเครื่องมือบนยานอวกาศ สมาคมยุโรปภายใต้การนำของสถาบันวิจัยการบินและอวกาศของเยอรมัน (DLR) ได้ให้บริการแก่คนงาน Rosetta มีต้นทุน ESA 701 ล้านยูโรในภาวะเศรษฐกิจปี 2000 จำนวนนี้รวมถึงการเปิดตัวและระยะเวลาทั้งหมดของการพัฒนาและการปฏิบัติภารกิจตั้งแต่ปี 1996 ถึง 2013 Lander และการทดลองที่เรียกว่า 'น้ำหนักบรรทุก' ไม่รวมอยู่ในนั้นเนื่องจากได้รับทุนจากรัฐสมาชิกผ่านสถาบันวิทยาศาสตร์
