Записки дилетанта: "Розетта": працюємо -- 1, вибрано місце для Philae

середу, 17 вересня 2014 р.

"Розетта": працюємо -- 1, вибрано місце для Philae

Комета, сфотографована прикріпленим
Philae. Подробиці нижче.

Активна та станція -- не встигаю за нею, Curiosity якийсь спокійніший... Жартую, звичайно. Отож, глянемо, що там, в околицях комети, діється.

Фотографії з NavCam публікуються регулярно, але вони вже трохи приїлися, постараюся не дуже багато наводити. Почала поступати інформація від решти приладів. Перші наукові результати було представлено на "The European Planetary Science Congress":

Перші результати отримано від ультрафіолетового спектрометра ALICE. Попередні результати першого місяця роботи (мова про серпень) показали, що комета на диво темна в ультрафіолеті. Помітних виходів водяного льоду на поверхню не виявлено.

11 серпня пластини COSIMA були виставлені назовні. Фото 24-го серпня показали, що пилюку піймати вдалося:

Фото пилинок, прилад COSIMA, 24 серпня 2014. Пластинка освітлюється світлодіодом з правого боку. Тінь від пилинок (ліва нижня вставка) дозволяє оцінити їх розмір. Верхня права вставка -- фото цієї ділянки до виставляння пластинки назовні. Розмір пластинки - 1х1 см, розмір пилинок -- приблизно 50 і 70 мкм, порядку товщини волосини. Віддаль до комети була менше 100 км.
(c) ESA/Rosetta/MPS for COSIMA Team MPS/CSNSM/UNIBW/TUORLA/IWF/IAS/ESA/ BUW/MPE/LPC2E/LCM/FMI/UTU/LISA/UOFC/vH&S

Частина із вибраних пилинок буде досліджено окремо, за допомогою іонної гармати та мас-спектрометра вторинних іонів. (Див. опис COSIMA та посилання там).

Восьмого серпня публіці було показано ще одне вражаюче фото з головної камери, OSIRIS:

КЛІКАБЕЛЬНО! А потім і зумабельно. Комета, 5 серпня 2014, Osiris. Роздільна здатність порядку 1.1 метр на піксель, віддаль -- 62 км.
(c) ESA/Rosetta/MPS for OSIRIS Team MPS/UPD/LAM/IAA/SSO/INTA/UPM/DASP/IDA

Тоді ж представлено попередній поділ поверхні комети на морфологічно різні райони:

Попередній морфологічний поділ поверхні
(c) ESA/Rosetta/MPS for OSIRIS Team MPS/UPD/LAM/IAA/SSO/INTA/UPM/DASP/IDA

Подивимося, що із того вийде -- чи вдасться вияснити, які процеси привели до виникнення таких поверхневих "фіч".

Протягом останніх двох місяців VIRTIS отримав порядку трьох мільйонів спектрів (нагадую, що він будує "гіперкуби" -- зображення у видимому та інфрачервоному світлі, де кожній точці відповідає цілий спектр). Один із результатів цих вимірів -- визначення температура поверхні по випромінюванню із довжиною хвилі 4.5-5.1 мікрон.

Карта температури поверхні комети. Локальний час між 12 і 14 годин. Дані отримано протягом липня-серпня 2014, віддаль комети до Сонця складала 3.6-3.45 а.о., віддаль станції до комети: 14000 км - 100 км.
(c) ESA/Rosetta/VIRTIS/INAF-IAPS/OBS DE PARIS-LESIA/DLR

Зареєстровано температуру до 230К. Не виявлено помітних кількостей води --- поверхня комети практично повністю дегідратована. Багато сполук із атомами вуглецю, зокрема і органічних. (Їх походження не має відношення до життя, швидше навпаки, згідно деяких теорії, "сиру" органіку, яка служила матеріалом для виникнення життя, постачали на Землю комети). Виміряно теплову інерцію поверхні, для перевірки різних моделей будови і історії комети. Досліджується тепловий шок -- як поводиться поверхня, яка щойно потрапила в тінь, чи щойно була освітленою Сонцем.

10 серпня апарат здійснив гальмівний маневр, призначений перевести його на ~30 км орбіту для глобального картографування.
ROSINA змогла "винюхати" перші молекули кометної "атмосфери". До комети тоді залишалося 200 км (результати представлено цього тижня). Основні складові -- вода, монооксид і діоксид вуглецю (чадний і вуглекислий гази), які випаровуються, через нагрівання Сонцем, десь під поверхнею. Сама поверхня, нагадаємо, зовсім суха, зневоджена. Крім того, зареєстровано менш поширені молекули -- аміак, метан, метанол. Несподіванкою виявилося, що в різних частинах коми співвідношення води і вуглекислого газу дуже відрізняються -- десь їх порівну, а десь вміст вуглекислого газу складає хіба 10% від вмісту води.
З приводу попереднього пункту, скоро, через зростання активності комети, вдасться виміряти співвідношення ізотопів водню -- власне, "легкого" водню і дейтерію. Це співвідношення є постійним для земних океанів, походження яких все ще є предметом дискусій. Зокрема, можна буде оцінити, яку частку вони отримали від комет поясу Койпера (до яких належить і комета Чурюмова-Герасименко).

Власне, ще раніше "джети" -- струмені матеріалу з комети, можна було побачити на фото з NavCam:

Кометні "джети", струмені матеріалу. 2 серпня 2014. Фото зроблено хитро. Яскравість джетів і ядра дуже сильно відрізняється, тому обробляючи одне фото, одночасно добитися, щоб вони гарно виглядали, неможливо. (Буйні комети, типу Hartley 2 , де і те і те видно одночасно, не рахуємо). Або джетів не буде видно, або ядро буде дуже пересвіченим. Тому їх обробляють окремо, після чого знову накладають.
(c) ESA / Rosetta / NavCam / Emily Lakdawalla

GIADA теж не сачкувала, зафіксувавши протягом серпня 27 зіткнень із пилинками комети. Для п'ятьох із них було виміряно масу і швидкість.
Попередні гравітаційні моделі показують, що гравітаційне поле комети непогано описується полем двох еліпсоїдів, на віддалі 2.6 км. Об'єм "шийки" всього 2.4 кубічних кілометри. Ці половинки (як їх називати? англомовні кажуть lobes, але воно якось не звучить в перекладі...) розташовані дещо ексцентрично, що вказує -- швидше за все, вони з'єднані, а не є тісною парою небесних тіл, між якими насипано трохи сміття.
MIRO (див. опису тут та посилання, там наведені) вперше "відчув" воду на віддалі 350 000 км від комети, близько трьох місяців тому. З того часу кількість води зростає. Станом на момент публікації ("The European Planetary Science Congress"), середня швидкість викидання води кометою складала 1 літру за секунду, максимальна зафіксована -- 5 літрів за секунду. Для порівняння, в червні було лише 300 мілілітрів/секунду. Також MIRO виявив сліди амонію та метанолу, однак, чомусь, поки не виявив навіть слідів монооксиду вуглецю (наявність якого зафіксовано ROSINA). Ще один вимір, який робить цей прилад -- підповерхнева температура. Науковці оцінюють, що прилад вимірює температуру на глибині декількох сантиметрів. Мінімальне зафіксоване значення -- 30К (в тіні), максимальне -- 160К. Ці результати будуть ще узгоджуватися із суміжними, від VIRTIS.

Нарешті, остання важлива новина: було обрано місце для посадки Philae --- site J:

Site J -- заплановане місце посадки. (Може ще бути переглянутим). Посадка запланована на 11 листопада 2014 р. Фото праворуч --- OSIRIS, 20 серпня 2014, віддаль -- 67 км, 1.2 метрів на піксель (приблизно розмір Philae :-).
(c) ESA/Rosetta/MPS for OSIRIS Team MPS/UPD/LAM/IAA/SSO/INTA/UPM/DASP/IDA

Приблизно тут Philae й приземлиться. Хрестик,показує точку прицілювання, але через різноманітні неконтрольовані впливи, очікується, що спускний апарат втрафить в еліпс посадки, розміром 1 км, який трішки виходить за межі цього квадрату. OSIRIS, 1.5 м на піксель.
(c) ESA/Rosetta/MPS for OSIRIS Team MPS/UPD/LAM/IAA/SSO/INTA/UPM/DASP/IDA

Важливо наголосити: задача посадки надзвичайно складна. Обране місце (site J) всього лиш найменш складне. Однак, навіть тут шанси успішної посадки -- 70-75%. Уявіть собі, що Philae потрапить на отой обрив внизу-по центру... Розробники стверджують -- якщо апарат ляже на бік, частину наукових досліджень вдасться провести. Якщо ж ляже вверх ногами -- ні. Обрано також резервне місце -- Site C:

3D-модель комети. Показано заплановане місце посадки (Site J) та його "дублер", Site C.
(c) ESA / Rosetta / DLR / MPS for OSIRIS Team MPS / UPD / LAM / IAA / SSO / INTA / UPM / DASP / IDA

Ще одним прийнятним є Site B, але поки його визнано більш небезпечним, ніж J i C. Правда, команда CONSERT каже -- якщо сядуть в місці C, вони без шансів. Ведуться дискусії -- змінивши орбіту орбітальної станції, ймовірно, таки вдасться зробити кометі "томографію". Повний список кандидатів див., наприклад, тут.

Симпатичне відео про спектрометри "Розетти", зокрема про їх поле зору :

В офіційному блозі також з'явилася цікава стаття про спостереження за кометою із Землі. Виявляється, гіганський телеском VLT приблизно що дві доби робити фото комети, щоб спостерігати за її динамікою -- поведінкою коми, викидами, тощо. Раз на місяць цій кометі присвячується ціла ніч (безцінного часу телескопу (!) -- великих інструментів дуже не вистачає) для спектральних досліджень.

Комета Чюрюмова.-Герасименко із Землі, 11 серпня 2014. VLT. Розмір коми порядку 19 000 км! Центральний піксель (один!) включає і ядро комети, яке поки неможливо роздивитися з Землі, і саму "Розетту", яка тоді вже була зовсім-зовсім близько до ядра. Безподобна ілюстрація, що яскраві хмари, які ми бачимо в телескопи, є великими об'ємами "нічого"...
Зображення було згенеровано із 40-ка кадрів, кожен витримкою 50 секунд (типова процедура навіть в любительському астрофото), з наступним витиранням фонових зірок.
(c) C. Snodgrass/ESO/ESA

Зауважте, там де ми здалеку бачимо цілу "хмару" -- кому, Розетта нічого особливого не бачить. Ну, десь пилинка стукнеться, або в прилад котрий залетить -- "на аналізи". Отак більшість туманних космічних об'єктів --- комет, туманностей, галактик, й виглядають зблизька --- неймовірні об'єми майже порожнечі, об'єми "нічого". У чистих кімнатах земних лабораторій пилюки часто більше... А здалеку -- з миру по нитці, точніше, з пилинки по кванту, і маємо цілком симпатичну ілюмінацію.

На противагу фото із Землі -- максимально віддаленого, наведемо фото комети із "Philae", апаратика, який поки прикріплений до "Розетти", але скоро, якщо все буде добре, фотографуватиме комету з поверхні:

Комету всі бачать? По центру, зверху, над сонячною батареєю. Фото зроблено Philae, спускним апаратом. 7 серпня 2014. Порядку 50 км до комети.
Довжина сонячної батареї -- 14 м, фото зроблено із двох кадрів, із різною експозицією -- сцена дуууже контрастна.І це при тому, що освітлена Сонцем протилежна, невидима, їх сторона.
(c) ESA/Rosetta/Philae/CIVA