Ροζέτα: Τα χρονικά όρια αναζήτησης τοποθεσίας προσεδάφισης στενεύουν

Πριν από την άφιξή της Rosetta, ο κομήτης 67Ρ / Churyumov-Gerasimenko δεν είχε ποτέ παρατηρηθεί από κοντά και έτσι ο αγώνας δρόμου για να βρεθεί η κατάλληλη θέση για την προσγείωση των 100 κιλών προσεδαφιστή θα μπορούσε να αρχίσει μόνο όταν η Rosetta θα συναντιόταν με τον κομήτη στις 6 Αυγούστου.

Η προσγείωση αναμένεται να πραγματοποιηθεί στα μέσα Νοεμβρίου όταν ο κομήτης θα είναι περίπου 450 εκατομμύρια χιλιόμετρα μακριά από τον Ήλιο, πριν η δραστηριότητα στην κομήτη φθάσει σε επίπεδα που θα μπορούσαν να θέσουν σε κίνδυνο την ασφαλή και ακριβή απελευθέρωση του Philae στην επιφάνεια του κομήτη, και πριν το υλικό της επιφάνειας τροποποιηθεί από τη δραστηριότητα αυτή. 

Ο κομήτης βρίσκεται σε τροχιά 6,5 ετών γύρω από τον Ήλιο και σήμερα είναι 522 εκατομμύρια χιλιόμετρα μακριά από αυτόν. Κατά την πλησιέστερη προσέγγιση τους στις 13 Αυγούστου το 2015, ακριβώς λιγότερο από ένα χρόνο από τώρα, ο κομήτης και η Rosetta θα είναι 185 εκατομμύρια χιλιόμετρα από τον Ήλιο, που σημαίνει μια οκταπλάσια αύξηση του φωτός που λαμβάνουν από τον Ήλιο.

Ενώ η Rosetta και τα επιστημονικά εργαλεία της θα παρατηρούν το πώς ο κομήτης εξελίσσεται καθώς η θέρμανση από τον Ήλιο θα αυξάνουν, παρατηρώντας πώς θα αναπτύσσεται το «coma» της και τις επιφανειακές αλλαγές με την πάροδο του χρόνου, ο προσεδαφιστής Philae και τα όργανά του, θα επιφορτιστούν με την παραγωγή συμπληρωματικών in situ μετρήσεων στην επιφάνεια του κομήτη. Επίσης ο προσεδαφιστής και το τροχιακό διαστημόπλοιο θα συνεργαστούν με τη χρήση του πειράματος CONSERT για να στείλουν και να ανιχνεύσουν ραδιο-κύματα μέσα στο εσωτερικό του κομήτη, προκειμένου να χαρακτηρίσουν την εσωτερική δομή του. 

Η επιλογή του σωστού χώρου προσγείωσης είναι μια σύνθετη διαδικασία. Αυτός ο χώρος θα πρέπει να εξισορροπεί τις τεχνικές ανάγκες του τροχιακού οχήματος και του οχήματος προσδάφισης κατά τη διάρκεια όλων των φάσεων του διαχωρισμού, την κάθοδο και την προσγείωση, και κατά τη διάρκεια των εργασιών στην επιφάνεια με τις επιστημονικές απαιτήσεις των 10 οργάνων που περιέχει το Philae.

Ένα βασικό ζήτημα είναι ότι αβεβαιότητες κατά την πλοήγηση του οχήματος σε τροχιά κοντά στον κομήτη σημαίνει ότι είναι δυνατόν να καθοριστεί οποιαδήποτε δεδομένη ζώνη προσγείωσης μόνο σε όρους μιας έλλειψης – που καλύπτει μέχρι ένα τετραγωνικό χιλιόμετρο - εντός του οποίου το Philae θα μπορεί να προσγειωθεί.

Για κάθε πιθανή ζώνη, σημαντικά ερωτήματα πρέπει να απαντηθούν: Θα είναι σε θέση το όχημα να διατηρεί τακτική επικοινωνία με τη Rosetta; Πόσο κοινοί είναι οι κίνδυνοι στην επιφάνεια, όπως οι μεγάλες πέτρες, οι βαθιές ρωγμές ή οι απότομες πλαγιές; Υπάρχει επαρκής φωτισμός για τις επιστημονικές εργασίες και αρκετό ηλιακό φως για να επαναφορτιστούν οι μπαταρίες του προσεδαφιστή πέρα από την αρχική διάρκεια ζωής τους των 64 ωρών, ωστόσο να μην είναι τόσο μεγάλη ώστε να προκαλέσει υπερθέρμανση;

Για να απαντηθούν αυτά τα ερωτήματα, χρησιμοποιήθηκαν τα στοιχεία που αποκτήθηκαν από τη Rosetta όταν βρισκόταν σε απόσταση περίπου στα 100 χιλιόμετρα, συμπεριλαμβανομένων εικόνων υψηλής ανάλυσης από την επιφάνεια, μετρήσεις της θερμοκρασίας στην επιφάνεια του κομήτη, και από την πίεση και την πυκνότητα του αερίου γύρω από τον πυρήνα. Επιπλέον, έχουν καθοριστεί οι μετρήσεις του προσανατολισμού του κομήτη σε σχέση με τον Ήλιο, η περιστροφή του, η μάζα του και η βαρύτητα επιφάνειας. Όλοι αυτοί οι παράγοντες επηρεάζουν την τεχνική σκοπιμότητα της προσγείωσης σε οποιαδήποτε συγκεκριμένη θέση για την κομήτη.

Αυτό το Σαββατοκύριακο, η ιστοσελίδα του Landing Site Selection Group (περιλαμβάνει τους μηχανικούς και τους επιστήμονες από το  κέντρο Επιστήμης, Επιχειρήσεων και Πλοήγησης του Philae, στο CNES, το Κέντρο Ελέγχου του Προσεδαφιστή στο DLR, τους επιστήμονες που εκπροσωπούν τα όργανα του Προσεδαφιστή Philae και η ομάδα της Rosetta της ESA), συναντήθηκαν στο CNES, στην Τουλούζη, ώστε να εξετάσουν τα τα διαθέσιμα δεδομένα και να καθορίσουν μια λίστα από πέντε υποψήφιους τόπους προσεδάφισης. 

"Αυτή είναι η πρώτη φορά που εξετάζονται τόποι προσεδάφισης σε έναν κομήτη," λέει ο Stephan Ulamec, Διευθυντής του Προσεδαφιστή στο DLR.

"Με βάση το συγκεκριμένο σχήμα και την καθολική τοπογραφία του κομήτη 67Ρ / Churyumov-Gerasimenko, κατά πάσα πιθανότητα δεν αποτελεί έκπληξη ότι πολλές θέσεις έπρεπε να αποκλειστούν. Οι υποψήφιες περιοχές που θέλουμε να ακολουθήσουμε για περαιτέρω ανάλυση πιστεύεται ότι είναι τεχνικά εφικτές, με βάση μια προκαταρκτική ανάλυση της δυναμικής της πτήσης και άλλα βασικά ζητήματα - για παράδειγμα όλα παρέχουν τουλάχιστον έξι ώρες ημερήσιου φωτός ανά περιστροφή του κομήτη και προσφέρουν κάποιο επίπεδο έδαφος. Φυσικά, κάθε περιοχή έχει τη δυνατότητα για μοναδικές επιστημονικές ανακαλύψεις."

"Ο κομήτης είναι πολύ διαφορετικός από οτιδήποτε έχουμε δει μέχρι σήμερα, και παρουσιάζει θεαματικά χαρακτηριστικά τα οποία δεν έχουν γίνει ακόμα κατανοητό," λέει ο Jean-Pierre Bibring, η επικεφαλής επιστήμονας του προσεδαφιστή και κύριος ερευνητής του οργάνου CIVA.

"Οι πέντε επιλεγμένες τοποθεσίες μας προσφέρουν την καλύτερη ευκαιρία για προσγείωση και μελέτη της σύνθεσης, της εσωτερικής δομής και της δραστηριότητας του κομήτη με τα δέκα πειράματα προσεδάφισης." 

Στις περιοχές αυτές δόθηκε από ένα γράμμα έπειτα από μια αρχική προ-επιλογή 10 πιθανών τοποθεσιών, που ωστόσο δεν δηλώνει την κατάταξη. Τρεις θέσεις (οι Β, Ι και J) βρίσκονται στον μικρότερο από τους δύο λοβούς του κομήτη και δύο θέσεις (οι Α και C) βρίσκονται στο μεγαλύτερο λοβό.

Σύνοψη των πέντε υποψήφιων θέσεων προσγείωσης

Θέση A

Η Θέση Α είναι μια ενδιαφέρουσα περιοχή που βρίσκεται στο μεγαλύτερο λοβό, αλλά με μια καλή θέα προς το μικρότερο λοβό. Η μορφολογία του εδάφους μεταξύ των δύο λοβών είναι πιθανώς η πηγή κάποιας εκπομπής αερίων. Αλλά είναι απαραίτητη απεικόνιση υψηλότερης ανάλυσης για να μελετηθούν οι πιθανοί επιφανειακοί κίνδυνοι, όπως μικρές λακκούβες και πλαγιές, ενώ θα πρέπει επίσης να εξεταστούν περαιτέρω οι συνθήκες φωτισμού.

Θέση B

Η Θέση Β, με δομή παρόμοια με κρατήρα στο μικρότερο λοβό, έχει επίπεδο έδαφος και έτσι θεωρείται σχετικά ασφαλής για προσγείωση, αλλά οι συνθήκες φωτισμού μπορεί να δημιουργήσουν πρόβλημα κατά την εξέταση του μακροπρόθεσμου επιστημονικού σχεδιασμού του Philae. Θα χρειαστεί υψηλότερης ανάλυσης απεικόνιση για την λεπτομερέστερη αξιολόγηση των κινδύνων από ογκόλιθους. Επιπλέον, οι ογκόλιθοι πιστεύεται επίσης πως αντιπροσωπεύουν πιο πρόσφατα επεξεργασμένο υλικό και ως εκ τούτου αυτή η θέση μπορεί να μην είναι τόσο παρθένα όσο κάποιες άλλες.

Θέση C

Η Θέση C βρίσκεται στον μεγαλύτερο λοβό και φιλοξενεί μια σειρά από επιφανειακά χαρακτηριστικά συμπεριλαμβανομένων ορισμένων φωτεινότερων υλικών, λακκούβες, γκρεμούς, λόφους και ομαλές πεδιάδες, αλλά είναι απαραίτητη απεικόνιση υψηλότερης ανάλυσης για την εκτίμηση του κινδύνου μερικών από αυτά τα χαρακτηριστικά. Είναι επίσης καλά φωτισμένη, γεγονός που θα ωφελήσει τον μακροπρόθεσμο επιστημονικό σχεδιασμό για το Philae.

Θέση I

Η Θέση I είναι μια σχετικά επίπεδη περιοχή στο μικρότερο λοβό που μπορεί να περιέχει κάποιο φρέσκο ​​υλικό, αλλά υψηλότερης ανάλυσης απεικόνιση είναι απαραίτητη για να εκτιμηθεί η έκταση του ανώμαλου εδάφους. Οι συνθήκες φωτισμού θα πρέπει επίσης να επιτρέπουν τον μακροπρόθεσμο επιστημονικό σχεδιασμό.

Θέση J

Η Θέση J είναι παρόμοια με τη Θέση I, επίσης στο μικρότερο λοβό, προσφέροντας ενδιαφέροντα επιφανειακά χαρακτηριστικά και καλό φωτισμό. Προσφέρει πλεονεκτήματα για το πείραμα CONSERT σε σύγκριση με τη Θέση I, αλλά είναι απαραίτητη απεικόνιση υψηλότερης ανάλυσης για να καθορίσει τις λεπτομέρειες του εδάφους, που δείχνουν κάποιους ογκόλιθους και δομή αναβαθμίδων.

Το επόμενο βήμα είναι μια ολοκληρωμένη ανάλυση για κάθε μία από τις υποψήφιες τοποθεσίες, για να προσδιοριστούν πιθανές τροχιακές και επιχειρησιακές στρατηγικές που θα μπορούσαν να χρησιμοποιηθούν ώστε η Rosetta για να απελευθερώσει το όχημα προσεδάφισης σε κάποια από αυτές. Την ίδια στιγμή, η Rosetta θα κινηθεί σε απόσταση 50 χιλιομέτρων από την κομήτη, επιτρέποντας μια πιο λεπτομερή μελέτη των προτεινόμενων θέσεων προσεδάφισης.

Μέχρι τις 14 Σεπτεμβρίου, οι πέντε υποψήφιες περιοχές θα έχουν αξιολογηθεί και καταταχθεί, οδηγώντας στην επιλογή μιας πρωτογενούς θέσης προσγείωσης, για την οποία θα πρέπει να αναπτυχθεί μια πλήρως λεπτομερής στρατηγική για τις εργασίες προσεδάφισης, μαζί με μια εφεδρική.

Κατά τη διάρκεια αυτής της φάσης, η Rosetta θα μετακινηθεί στα 20-30 χλμ από τον κομήτη, επιτρέποντας να γίνουν ακόμα πιο λεπτομερείς χαρτογραφήσεις των κατανομών των ογκόλιθων στην πρώτη και τις εφεδρικές θέσεις προσεδάφισης. Αυτές οι πληροφορίες θα μπορούσε να είναι σημαντική προκειμένου να αποφασιστεί αν θα πρέπει να αλλάξουμε από την θέση πρώτης επιλογής σε κάποια εφεδρική.

Η ομάδα της αποστολής Rosetta εργάζεται προς μια ονομαστική ημερομηνία προσεδάφισης, στις 11 Νοεμβρίου, ωστόσο η επιβεβαίωση της θέσης προσγείωσης πρώτης επιλογής και η ημερομηνία κατά πάσα πιθανότητα θα έρθει στις 12 Οκτωβρίου. Αυτό θα πρέπει να ακολουθείται από μια επίσημη Go / No Go από την ESA, σε συμφωνία με την ομάδα προσεδάφισης, μετά από μια συνολική αναθεώρηση ετοιμότητας στις 14 Οκτωβρίου.

"Η διαδικασία επιλογής ενός τόπου προσεδάφισης είναι εξαιρετικά σύνθετη και δυναμική ενώ όσο πλησιάζουμε προς τον κομήτη, θα δούμε όλο και περισσότερες λεπτομέρειες, οι οποίες θα επηρεάσουν την τελική απόφαση σχετικά με το πού και πότε μπορούμε να προσγειωθούμε, "λέει ο Fred Jansen, ο διοικητής της αποστολής Rosetta της ESA.

"Έπρεπε να ολοκληρώσουμε την προκαταρκτική ανάλυσή μας για τις υποψήφιες θέσεις πολύ γρήγορα μετά την άφιξή στον κομήτη, και τώρα έχουμε μόλις λίγες εβδομάδες για να καθορίσει την κύρια θέση. Ο χρόνος περνά και τώρα έχουμε να αντιμετωπίσουμε την πρόκληση να επιλέξουμε την καλύτερη δυνατή θέση προσγείωσης."