вівторок, 11 листопада 2014 р.

Rosetta -- перед посадкою Philae

Зовсім скоро має відбутися епохальна подія -- перша спроба висадки на комету. Перш ніж ефір заповниться нею, наздоженемо "Розетту" в її подорожі.

Весь цей час Philae приглядався до комети:
Комета, камерою CIVA спускного апарату Philae. Віддаль -- 16 км. Зображення отримано із двох фото з різними витримками -- одне для того, щоб було видно тіло комети, інше -- джети. 7 жовтня 2014. Це останнє його фото до самої посадки, запланованої на 12 листопада 2014.
(c) ESA/Rosetta/Philae/CIVA

Програма посадки

15 жовтня було прийнято остаточне рішення про посадку (яка, правда, ще може бути перенесена в процесі). При цьому заплановано якісь такі маневри:

Детальніше про заплановану роботу Philae див. тут (та посилання там): "Philae --- вперше до поверхні комети", а якщо коротко, буде щось таке:
Програма посадки Philae.
(c) ESA/ATG medialab
Триватиме спуск 7 годин. Безпосередньо в околицях моменту відпускання Phila в політ до своєї цілі, траєкторія станції буде такою:

"Десантний" маневр.
(c) ESA
Дуже детально програму посадки розписано тут: "Rosetta and Philae landing timeline"

Відділення спускного апарату заплановане на 12 листопада 2014, 8:35 UTC. В той час до Землі буде  510 млн км, сигнал йтиме в одну сторону 28 хвилин і 20 секунд -- майже півгодини. Вільний політ "Філе" триватиме 7 годин.

Це якщо зовсім коротко. Детальніше послідовність буде такою:
  • 11 листопада, 19:30 UTC: Перше рішення Go/NoGo -- чи станція успішно вийшла на траєкторію доставки. 
  • 12 листопада, 00:00 UTC: Друге Go/NoGo. На той момент повинні бути останні команди-поправки до послідовності спуску. Якщо вони не будуть готові -- посадка неможлива.
  • 12 листопада, 01:35 UTC: Третє Go/NoGo. Перевірка стану станцій, ще один шанс відмінити посадку (щоб спробувати потім у кращих умовах, якщо діагностика виявить якісь проблеми).
  • 12 листопада,  06:03-07:03 UTC  -- запуск двигунів (~6 хв), що відправить Rosetta на траєкторію "десантування". Відділення відбудеться на віддалі 22.5 км від центру комети. Точні параметри цього етапу будуть відомі лише після останнього уточнення орбіти (друге Go/NoGo якраз про це), фіксованим є положення та швидкість станції, відносно комети, в момент скидання спускного апарату.
  • 12 листопада, 06:35-07:35 UTC -- четверте і останнє Go/NoGo. Перевірка, чи станція вийшла на правильне положення та швидкість відносно комети, щоб скинути Philae.
  • 12 листопада, 09:03 UTC -- отримання підтвердження відділення "Філе" на Землі.
  • 12 листопада,  10:53 UTC -- отримання Розеттою першого сигналу від "Філе".
  • 12 листопада, 16:02 UTC -- отримання підтвердження про успішну посадку. (Вікно -- 40 хв).
Програма Philae після посадки розписана тут, (та за посиланнями там): "Philae --- вперше до поверхні комети ", те ж, наочніше, видно на наступній картинці від ESA:

Програма першого блоку досліджень -- first science sequence (FSS), розрахована на 54 години (приблизно час життя основної батареї, із врахуванням перельоту).  Відлік часу йде від 40 хв. після посадки. Абсолютний час вказаний за власним часом спускного апарату, без врахування затримки сигналу (близько 28.5 хв).
КЛІКАБЕЛЬНО!!!
(c) ESA
 Підсумовуючи брифінг від 10 листопада 2014, все йде по плану. Зацитую лише один фрагментик:
When asked if we've seen any comet activity that may affect landing plans, S. Ulamec explained: "If we see the comet break up, then we have a NOGO :-) Seriously, we've seen no new activity affecting plans for landing."

З нетерпінням чекаємо. :-)

Трішки фото

Місце посадки, site J, як його тоді ще називали, виглядає якось так:
Site J, заплановане місце посадки. Віддаль - 30 км, роздільна здатність 0.5 м/піксель, розмір зображеної ділянки -- приблизно кілометр.
(c) ESA/Rosetta/MPS for OSIRIS Team MPS/UPD/LAM/IAA/SSO/INTA/UPM/DASP/IDA
Для масштабу можна глянути на ось це кумедне зображення:
В ролі масштабу -- банан. :-) Твіттер  Karl Battams.
Комета в незвичному ракурсі:
18 жовтня 2014. Віддаль 9.8 км до центру комети, 66.5 см/піксель, розмір кожної із чотирьох фрагментів області -- приблизно 680 метрів. NavCam.
(c) ESA/Rosetta/NAVCAM
Околиці "каменюки" Хеопса:
18 жовтня 2014. NavCam. 9.9 км до центру комети, 7.9 км до поверхні, 67 см/піксель.
В центрі та трішки праворуч -- загадкові круглі заглибини. Поки невідомо, це кратери, провали, (наприклад, в діри, що залишилися від сублімованого матеріалу), тощо. Є й інші цікаві "елементи пейзажу", детальніше див. тут.
(c) ESA/Rosetta/NAVCAM
Ще одне фото:
20 жовтня 2014. 9.4 км від центру, 7.4 км від поверхні. Більша "гантелина" праворуч.63 см на піксель. NavCam.
(c) ESA/Rosetta/NAVCAM

Ось сторона комети, на яку спускатиметься Philae:
Site J знаходиться по центру, зверху, майже на горизонті. 30 жовтня 2014 р. 26.8 км від центру комети. 2.27 м/піксель. NavCam.
(c) ESA/Rosetta/NAVCAM – CC BY-SA IGO 3.0

4 листопада 2014 Site J було присвоєно нове ім'я: Agilkia (Агіліка?). Це острів на Нілі, куди переміщено давньоєгипетський храмовий комплекс з острова Philae (Філе), перед тим, як останній було затоплено під час побудови Асуанських гребель.


Темне і світле


Паралельно відбувався ще один цікавий експеримент. На фото вище, темна сторона комети, вибачайте за тавтологію, темна. Але, насправді, трішки світла потрапляє і на неї, в основному завдяки розсіянню в комі. Команда головної камери, OSIRIS, зробила спробу побачити, що ж там, у темряві.

OSIRIS -- 16-бітна камера, може відрізняти ~65000 відтінків сірого -- від темнішого, ніж сажа, до білого, як чистий сніг. Звичайний монітор відобразити цього діапазону не може, але тут на допомогу приходять засоби редагування фото. :-)


Два варіанти одного зображення. На одному добре видно освітлену поверхню, на іншому -- області в тіні. Правда, освітлені ділянки виходять пересвіченими.
30 жовтня 2014, віддаль 30 км, 0.5 м/піксель, камера OSIRIS.
(c) ESA/Rosetta/MPS for OSIRIS Team MPS/UPD/LAM/IAA/SSO/INTA/UPM/DASP/IDA
Ще одне фото темної сторони:

Темна сторона комети. Затемнені ділянки ледь-ледь освітлені світлом, розсіяним частинками коми.
Яскраві крапки там і сям -- шум матриці або місця потрапляння в матрицю високоенергетичних частинок.
29 вересня 2014, віддаль 19 км, 1.7 м/піксель, OSIRIS.
(c) ESA/Rosetta/MPS for OSIRIS Team MPS/UPD/LAM/IAA/SSO/INTA/UPM/DASP/IDA
Як видно, щось побачити можна... Нормально цю сторону комети ми роздивимося коли комета буде ближче до Сонця -- завдяки її орбітальному руху (вісь обертання комети нахилена до площини екліптики) світло почне потрапляти і сюди. В той час комета буде значно ближчою до Сонця (перигелій проходитиме 13 серпня 2015 р), тому, ймовірно, основні викиди відбуватимуться саме з тієї, поки що темної, сторони.

Взагалі, темна, світла... Зображення "налаштовуються" так, щоб нам було комфортно на них дивитися. Може здаватися, що комета цілком собі яскрава. Насправді, це далеко не так.

По перше, комета поки далеко від Сонця, зараз їй дістається лише 10% світла на одиницю поверхні, від того, що отримує Земля.  По друге, її альбедо -- частка світла, що відбивається, дуже маленьке -- 4-6%, приблизно як в сажі. З тим борються, використовуючи великі витримки. Зараз NavCam використовує витримку ~6 секунд. (Зображення, перед викладанням на сайт, чистять від шуму (типу того, що на попередньому фото) та дещо "підправляють" яскравість та контраст, щоб було краще видно деталі.)

4-6% -- це дуже мало, навіть темний Місяць має 12%, а Земля в цілому 31% (40% -- пустелі, тонкі хмари -- 30-50%, товсті хмари -- 60-90%, океан -- 7-10%). Візуально буде наочніше:

Яскравість різних небесних тіл. Землю і Місяць, сподіваюся, всі впізнали. Ліворуч зверху Енцелада -- супутник Сатурна, найяскравіше не-самосвітне тіло Сонячної системи, праворуч внизу комета Чурюмова-Герасименко. Яскравість тіл виставлена таким чином, щоб відповідати їх альбедо. Для простоти, яскравість найяскравіших ділянок Енцелади взята за 100%.
(c) NASA/JPL/Space Science Institute (Enceladus); ESA/Rosetta/MPS for OSIRIS Team MPS/UPD/LAM/IAA/RSSD/INTA/ UPM/DASP/IDA and Gordan Ugarkovich (Earth); Robert Vanderbei, Princeton University (Moon); ESA/Rosetta/NAVCAM (67P/C-G).
Хоча, на загал, комета дуже темна, в різних ділянках її альбедо різне. Це може бути пов'язане із хімічним складом та структурою поверхні там; якоюсь активністю -- сублімацією, зсувами, метеоритними ударами; тощо. Крім того, є один цікавий ефект, який спостерігається на багатьох без-атмосферних тілах, покритих пилом -- коли світло падає ззаду камери, видима яскравість помітно зростає -- по перше, тіні ховаються за тілами, що їх відкидають. По друге, альбедо зростає, якщо є багато пилинок, співмірних за розміром із довжиною хвиль світла, що падає -- частинки розсіюють світло у всі сторони, в тому числі й назад.

Наукові спостереження

 Хоча до справжніх наукових результатів, (отримання яких вимагає важкої та ретельної праці), ще далеко, якісь результати потроху "просочуються".

"Чим 'пахне' (точніше -- смердить) комета"

Від початку серпня ROSINA, Rosetta Orbiter Spectrometer for Ion and Neutral Analysis, який, нагадаю, є парою мас-спектрометрів плюс датчик тиску, займається визначенням складу "атмосфери" комети. Отож, кілька слів про те, що він наміряв.

Комета ще зовсім пасивна -- до Сонця далеко, однак різноманітність молекул вже вражає. Станом на 11 вересня було виявлено:
  • Вода (H2O)
  • Монооксид вуглецю, він же -- чадний газ (CO)
  • Діоксид вуглецю, вуглекислий газ (CO2)
  • Аміак (NH3)
  • Метан(CH4)
  • Метанол  (CH3OH) (Ні, про етанол поки нічого не чув.)
Станом на 23 жовтня цей список доповнився:
  • Формальдегід (CH2O)
  • Сірководень (H2S)
  • Синильна кислота (HCN)
  • Діоксид сірки (SO2)
  • Сірковуглець (CS2)
Спектр із Double Focusing Mass Spectrometer (DFMS), який є частиною ROSINA. 10 жовтня 2014. Видно сигнал від сірководню та ізотопу сірки із масовим числом 34.
(с) Image courtesy K. Altwegg, University of Bern
Слід пам'ятати, що домінують в комі вода та вуглекислий газ (згідно даних із VIRTIS -- 4% від води), решта (поки?) -- лише незначні домішки, поміж яких домінує чадний газ, CO.

Див. також "The ‘perfume’ of 67P/C-G" і "Чим пахне комета Чурюмова-Герасименко?".

Зростання активності 

Спостереження за джетами однозначно показують -- активність комети зростає. В середині літа джети було видно лише на шийці, станом на кінець жовтня вони фіксувалися вже й на меншій "півкометі". Крім того, OSIRIS фіксує викиди пилу із всіх частин комети. Зокрема, хоча місце запланованої посадки "Філе" поки спокійне, в кілометрі від нього вже помітно сліди джета. Це добре -- спускному апарату буде що міряти.

Джети. OSIRIS. 10 жовтня 2014.
(c) ESA/Rosetta/MPS for OSIRIS Team MPS/UPD/LAM/IAA/SSO/ INTA/UPM/DASP/IDA


Велике збільшення активності очікується, коли комета наблизиться ближче 300 млн км до Сонця, що відбудеться в кінці березня 2015. Чекаємо.

"In vitro"

COSIMA, Cometary Secondary Ion Mass Analyser, почав ловити пилинки для аналізу за допомогою мас-спектрометра, ще 11 вересня 2014. Пилинки потроху ловилися. Обрану для подальшого аналізу пилинку назвали "Борис" ("Boris"), після чого розстріляли її із іонної гармати, індієм-115. Ні, не із садизму, а щоб випарувати її маиеріал, давши роботу мас-спектрометру.

Чорна лінія -- результат вимірів для чистої пластинки, червона -- для пилинки "Борис", виловленої десь між 18 і 24 серпня 2014 року, на віддалі приблизно 80 км від комети.
(c) ESA/Rosetta/MPS for COSIMA Team MPS/CSNSM/UNIBW/TUORLA/IWF/IAS/ESA/BUW/ MPE/LPC2E/LCM/FMI/UTU/LISA/UOFC/vH&S


В результаті вимірювань було виявлено магній та натрій. Магній нікого не здивував -- 95% дослідженого матеріалу комет нагадує піроксени та олівін, які містять багато магнію. Однак натрій все ще дещо дивний, хоч фіксується в кометах не вперше. Наступним завданням команда приладу вбачає визначення, а звідки саме, з яких сполук цей натрій походить.  

Детальніше про роботу COSIMA та аналіз цієї пилинки див. "COSIMA detects sodium and magnesium in a dust grain called Boris.

"Інфрачервоне око"

Нові дані поступають і від VIRTIS --  Visible and Infrared Thermal Imaging Spectrometer.  В прес-релізі від 7 листопада 2014 р. сказано, що вперше виміряно частку CO2 в комі, по відношенню до водяної пари. Вона складає всього лиш 4%, -- значно менше, ніж виміряно для 103P/Hartley (20%), станцією EPOXI, (в молодості -- Deep Impact).

Коли потепліє, десь до кінця літа 2015 р,  є надія безпосередньо виміряти співвідношення концентрацій й інших газів, монооксиду вуглецю (CO), метанолу (CH3OH), метану (CH4), формальдегіду (CH2O), та вуглеводнів, таких як ацетилен (C2H2) і етан (C2H6).

Спектр, зроблений VIRTIS. Початок жовтня 2014 р.
Форма спектральних ліній газів залежить від температури, інтенсивність -- від їх концентрації.
Credit: ESA/Rosetta/VIRTIS/INAF-IAPS/OBS DE PARIS-LESIA/DLR; Comet image: ESA/Rosetta/NAVCAM, CC BY-SA IGO 3.0
В липні температура поверхні складала -70С, тепер відома і температура коми на висоті кілометра над поверхнею, -183С. Таке падіння очікуване і пов'язане із розширенням газу, що віддаляється від комети, адіабатично розширюючись.

Посилання

Офіційний блог:

The Planetary Society

Інші джерела:
Опубліковано о
Мітки: , , , , , ,

Немає коментарів:

Дописати коментар

Підписатися на: Дописати коментарі (Atom)