КОСМИЧЕСКИЕ МИССИИ К ЯДРАМ КОМЕТ ОТ ВЕГИ И ДЖОТТО ДО РОЗЕТТЫ

Анотація

Комети є первинними об’єктами Сонячної системи. Багато вчених вважають, що вони зберегли пам’ять про фізичні і хімічні процеси, які мали місце на ранніх етапах еволюції нашого Сонця і Сонячної системи. Таким чином, як ми тепер вважаємо, комети були свідками й учасниками космогонічного процесу, який призвів до формування Сонця, планет та інших тіл Сонячної системи. Їх ядра зберегли первісну матерію початкової туманності. Місії VEGA-GIOTTO до комети Галлея дали перші прямі дані про ядро цієї комети. Значні завдання були реалізовані, і тепер багато космічних експедицій до комет знаходяться на різних стадіях реалізації. Місія New Millenium DS-1 до комети 9P/Borrelly була успішно завершена 23 вересня 2001. Місія Stardust вивчила ядро комети 81P/Wild 2 у січні 2004. Deep Impact вивчала комету 9P/Tempel з 1 по 4 липня 2005. Місія ROSETTA до комети 67P/Churyumov-Gerasimenko стартувала 2 березня 2004. Корабель Rosetta був розроблений спеціально для досягнення важливих наукових цілей шляхом дослідження простору навколо комети і вивчення її самої. Спусковий апарат буде надавати інформацію про хімічні і фізичні властивостей обраної області поверхні комети. Основний корабель буде виконувати складні аналітичні дослідження пилу і газу, що надходить з ядра. Фізика коми і взаємодія її з сонячним вітром, буде також вивчена. Найбільш важкий етап місії Rosetta є остаточним рандеву з кометою що швидко рухається. Після гальмування у травні 2014 пріоритетним буде вивчення ядра. Корабель знову буде активований для зближення з кометою, в ході якого швидкість складе близько 25 метрів на секунду. Коли Rosetta наблизиться до серця комети, дослідники будуть намагатися уникати будь-яких кометного пилу і досягнути хороших умов освітлення комети. Перші знімки камерою різко поліпшать розрахунки позиції комети та орбіти, а також її розміру, форми та обертання. Відносна швидкість корабля і комети буде поступово зменшуватись до 2 метрів в секунду, приблизно через 90 днів. Менш ніж за 200 км від ядра, зображення з Rosetta покаже зворотній бік комети орієнтацію осі, кутову швидкість та інші основні характеристики. Врешті-решт, космічний апарат буде виведено на орбіту навколо ядра на відстані близько 25 кілометрів. Їх відносна швидкість знизилася до кількох сантиметрів на секунду. Orbiter почне картографувати ядро дуже докладно. Врешті-решт, п’ять потенційних місць посадки, буде відібрано для ретельного спостереження. Посадка відбувається при швидкості ходьби - менше одного метра на секунду. Як тільки відбудеться посадка на ядро, спусковий апарат надішле фотографії з високою роздільною здатністю та іншою інформацією про характер крижаного покрову комети і її кору. Дані передаються на орбітальний апарат, який зберігає їх для передачі на Землю на наступний період контакту з наземною станцією. Rosetta стане першим космічним апаратом на ядрі комети. Orbiter продовжує слідувати орбітою комети 67P/Churyumov-Gerasimenko, спостерігаючи, що відбувається, коли крижане ядро наближатиметься до Сонця, а потім віддалиться від нього. Місія закінчується в грудні 2015 року. Rosetta буде знову проходити поряд з орбітою Землі, більш ніж за 4000 днів після початку місії.

Ключові слова: комета, місія Розетта, Вега, Джотто.

Comets are the most primitive objects in the Solar System. Many scientists think that they have kept a record of the physical and chemical processes that occurred during the early stages of the evolution of our Sun and Solar System. Thus, how we now believe, comets were the witnesses and participants of the cosmogonic process that had resulted in the formation of the Sun, planets and other bodies of the Solar system. Their nuclei retain the pristine matter of the primordial nebula. The VEGA-GIOTTO missions to Comet Halley gave the first direct data on the nucleus of this comet. The great significance of in situ investigations of comets was realized and now there are many space missions to comets, which are on the different stages of implementation. The New Millennium DS-1 mission to Comet 9P/Borrelly has been successfully finished on September 23, 2001. The Stardust mission explored the nucleus of comet 81P/Wild 2 in Jan., 2004. The Deep Impact mission spacecraft reached Comet 9P/Tempel 1 on July 4, 2005. The ROSETTA mission spacecraft to Comet 67P/Churyumov-Gerasimenko is launched on March 2, 2004. ESA’s Rosetta mission has been designed specifically to achieve important scientific goals by making investigations actually on and around a comet itself. The lander will provide information on the chemical and physical properties of a selected area of comet surface. The main spacecraft will perform sophisticated analyses on the dust grains and the gas flowing out from the nucleus. It will remain for most of the mission within a few tens of kilometres of the nucleus, where the analysed dust and gas is likely to be very similar to the surface material, and where it can be traced back to specific active regions on the comet surface. The physics of the outer coma and the interaction with the solar wind will also be studied. The most difficult phase of the Rosetta mission is the final rendezvous with the fast-moving comet. After the braking manoeuvre in May 2014, the priority will be to edge closer to the nucleus. Since this takes place before Rosetta’s cameras have imaged the comet, accurate calculations of Comet 67P/Churyumov-Gerasimenko’s orbit, based on ground-based observations, are essential. The spacecraft is re-activated prior to the comet rendezvous manoeuvre, during which the thrusters fire for several hours to slow the relative drift rate of the spacecraft and comet to about 25 metres per second. As Rosetta drifts towards the heart of the comet, the mission team will try to avoid any comet dust and achieve good comet illumination conditions. The first camera images will dramatically improve calculations of the comet’s position and orbit, as well as its size, shape and rotation. The relative speeds of the spacecraft and comet will gradually be reduced, slowing to 2 metres per second after about 90 days. Rosetta will drop a lander onto a comet for the first time. Less than 200 kilometres from the nucleus, images from Rosetta show the comet’s spin-axis orientation, angular velocity, major landmarks and other basic characteristics. Eventually, the spacecraft is inserted into orbit around the nucleus at a distance of about 25 kilometres. Their relative speed is now down to a few centimetres per second. The orbiter starts to map the nucleus in great detail. Eventually, five potential landing sites are selected for close observation. Once a suitable landing site is chosen, the lander is released from a height of about one kilometre. Touchdown takes place at walking speed — less than one metre per second. Once it is anchored to the nucleus, the lander sends back high-resolution pictures and other information on the nature of the comet’s ices and organic crust. The data are relayed to the orbiter, which stores them for transmission back to Earth at the next the period of contact with a ground station. Rosetta will be the first spacecraft to orbit a comet’s nucleus. The orbiter continues to orbit Comet 67P/Churyumov-Gerasimenko, observing what happens as the icy nucleus approaches the Sun and then travels away from it. The mission ends in December 2015. Rosetta will once again pass close to Earth’s orbit, more than 4000 days after its adventure began.

Key words: comet, VEGA, GIOTTO Rosetta missions.