Rosetta: przygotowania do peryhelium

Sonda Rosetta bada kometę 67P/Czuriumow-Gierasimienko już od ponad roku. Obserwacje rozpoczęły się od zbliżania się do komety w marcu 2014 roku. Pod koniec kwietnia 2014 sonda zaobserwowała wyrzut materii, a na początku czerwca – interesujący kształt komety.

Gdy 6 sierpnia 2014 roku sonda Rosetta dotarła na odległość 100 kilometrów od komety, rozpoczął się rok intensywnych badań właściwości tego ciekawego ciała niebieskiego. Dotyczyły one m.in. składu wnętrza, powierzchni oraz otaczających kometę pyłu, gazu i plazmy.

Wiadomo, że komety składają się z pyłu i różnych zmrożonych związków chemicznych. Gdy Słońce zaczyna je ogrzewać, od razu sublimują one do postaci gazowej i unoszą się nad powierzchnię jądra. Razem gazy i pyły tworzą „mgiełkowatą” atmosferę, tzw. komę, a widowiskowe ogony komety rozciągają się na dziesiątki i setki tysięcy kilometrów w głąb przestrzeni kosmicznej.

O ile obserwacje naziemne mogą monitorować rozwój komy oraz ogona komety na odległość, to sonda Rosetta ma idealny punkt widokowy pozwalający na badanie źródeł aktywności bezpośrednio na jądrze komety. Ważnym elementem długoterminowych badań sondy Rosetta jest obserwacja, jak ta aktywność będzie się zmieniać podczas lotu komety wokół Słońca.

Podróż komety wokół Słońca trwa 6,5 roku, sięgając w najdalszym punkcie nieco za orbitę Jowisza, zaś w najbliższym – pomiędzy orbity Ziemi i Marsa.

Rosetta spotkała się z kometą w odległości 540 milionów kilometrów od Słońca. 13 czerwca 2015 roku, na miesiąc przed peryhelium, odległość ta była znacznie mniejsza: 195 milionów kilometrów. Kometa i sonda Rosetta poruszają się po orbicie okołosłonecznej z prędkością około 120 tysięcy kilometrów na godzinę i 13 sierpnia znajdą się w odległości 186 milionów kilometrów od Słońca.

„Peryhelium to ważne wydarzenie w życiu każdej komety. Jeszcze bardziej istotne jest dla misji sondy Rosetta, ponieważ po raz pierwszy w historii sonda będzie badać kometę z bliska podczas tego etapu podróży po Układzie Słonecznym”, mówi Matt Taylor, główny naukowiec projektu Rosetta.

„Wyczekujemy nadejścia peryhelium, po którym przez kolejny rok będziemy dalej obserwowali, jak wraz z upływem czasu zmieni się jądro komety, jej aktywność oraz środowisko plazmy”.

Więcej informacji o peryhelium i działaniach zaplanowanych na ten czas można znaleźć w poniższej liście często zadawanych pytań.

Peryhelium

Czym dokładnie jest peryhelium?
Peryhelium to punkt na orbicie ciała w Układzie Słonecznym, w którym dochodzi do największego zbliżenia do Słońca (aphelium jest punktem największego oddalenia). Termin pochodzi ze starożytnej greki, gdzie „peri” oznacza blisko, zaś „helios” – Słońce.

Jak blisko Słońca znajdzie się kometa podczas peryhelium?
Kometa 67P/Czuriumow-Gierasimienko krąży po eliptycznej orbicie, obiegając Słońce co 6,5 roku. W najdalszym punkcie – tuż za orbitą Jowisza – odległość od Słońca wynosi 850 milionów km (5,68 j.a. – jednostek astronomicznych), zaś w najbliższym, tj. między orbitami Ziemi i Marsa, jest to 186 milionów kilometrów (1,24 j.a.). Dla porównania średnia odległość Ziemi do Słońca wynosi 149 milionów kilometrów.

W którym momencie dojdzie do peryhelium?
W przypadku 67P do przejścia przez peryhelium dojdzie 13 sierpnia 2015 roku o godzinie 02:03 czasu GMT. Poprzednie przejście miało miejsce 28 lutego 2009 roku.

Kometa podczas peryhelium

Co się stanie z kometą podczas peryhelium? Czy w nadchodzących tygodniach aktywność znacznie się zmieni?
Aktywność komety rosła przez ostatni rok, od kiedy to towarzyszyła jej sonda Rosetta. Jest to stopniowy proces wywoływany przez zwiększającą się ilość docierającej do komety energii słonecznej, powodującą sublimację rozgrzewanych kawałków lodu. Rosetta obserwowała ten stopniowy wzrost aktywności, a naukowcy uważają, że jej szczyt przypadnie na sierpień i wrzesień. Wystąpienie wyrzutów materii jest możliwe, ale nie można ich przewidzieć.

Inne komety wpadają w Słońce podczas peryhelium, a jak będzie w tym przypadku?
Kometa 67P/Czuriumow-Gierasimienko nie zbliży się do Słońca na tyle, aby ulec zniszczeniu. Jej peryhelium znajduje się dalej od Słońca niż Ziemia. Co więcej, kometa przetrwała już wiele okrążeń wokół Słońca. Nie jest ona zaklasyfikowana jako „sungrazer” – kometa muskająca Słońce – tak jak kometa C/2012 S1 ISON, która rozpadła się podczas przejścia przez peryhelium w listopadzie 2013 roku.

Czy kometa 67P/C-G rozpadnie się podczas przejścia przez peryhelium?
Kometa nie rozpadła się podczas wielu poprzednich okrążeń, dlatego nie wydaje się to prawdopodobne tym razem, choć nie jest wykluczone. Naukowcy z zainteresowaniem będą obserwować zmiany 500-metrowego pęknięcia biegnącego wzdłuż „szyi” komety podczas momentu najwyższej aktywności.

Co stanie się z kometą po peryhelium?
Tak jak w przypadku poprzednich obserwowanych przejść przez peryhelia oczekuje się, że kometa będzie kontynuowała lot tak jak zwykle, oddalając się od Słońca w kierunku odległych regionów Układu Słonecznego. Ciepło zaabsorbowane podczas przejścia w pobliżu Słońca prawdopodobnie będzie utrzymywać się na wysokim poziomie przez kilka miesięcy, zanim powoli zacznie maleć ku wartościom zaobserwowanym we wcześniejszym etapie misji. Wtedy Rosetta będzie mogła ponownie zbliżyć się do jądra komety.

Rosetta oraz Philae podczas peryhelium

Czy Rosetta musi wykonać jakieś specjalne manewry w czasie peryhelium?
Przejście przez peryhelium to dla sondy Rosetta zdarzenie zupełnie inne od wyjścia ze stanu hibernacji, przybycia do komety czy osadzenia lądownika, w trakcie których wykonywano wiele kluczowych operacji. Przejście przez peryhelium to po prostu moment w czasie. Z punktu widzenia działania statku nie wymaga żadnych specjalnych manewrów. Obsługa misji ma nadzieję umieścić Rosettę podczas przejścia przez peryhelium jak najbliżej komety, ale bez narażania sondy na niebezpieczeństwo. Odległość między Rosettą a kometą ustalana jest dwa razy w tygodniu na tydzień do przodu, dlatego odległość dla okresu przejścia przez peryhelium nie jest jeszcze znana. Przez ostatnie kilka miesięcy praca bez zakłóceń, spowodowanych dużymi ilościami pyłu w otoczeniu komety, przy odległości mniejszej od 150 km nie była możliwa.

Czy podczas przejścia przez peryhelium będą prowadzone specjalne obserwacje naukowe?
Podobnie jak w przypadku manewrowania statkiem dla obserwacji naukowych będzie to czas normalnej pracy. Podczas przejścia monitoring komety i jej pyłów, gazów i środowiska plazmy będzie prowadzony normalnie. Naukowcy szczególnie interesują się południową półkulą komety, która jest w pełni oświetlona dopiero od maja.

Jak długo sygnał z Rosetty będzie podróżował do Ziemi 13 sierpnia?
Czas podróży sygnału w jedną stronę 13 sierpnia 2015 roku będzie wynosił 14 minut i 44 sekundy.

Kiedy zobaczymy zdjęcie zrobione podczas przejścia przez peryhelium?
Kamera nawigacyjna Sondy Rosetta (NavCam) wykonuje kilkanaście zdjęć każdej doby ze względu na kwestie nawigacyjne. Kamera naukowa OSIRIS posiada dokładnie określony czas obserwacji. Plan obserwacji zdjęciowych w czasie przejścia przez peryhelium nie jest jeszcze znany. Oczekuje się, że zdjęcia z kamer NavCam i OSIRIS zrobione w czasie peryhelium będą dostępne po południu 13 sierpnia 2015 roku. Należy zwrócić uwagę na to, że zdjęcia z kamery OSIRIS będą napływać zgodnie z priorytetem danych zaplanowanym na ten dzień, zaś czasu odbioru tych danych na Ziemi nie może zostać zagwarantowany. Potrzebny będzie również czas na sprawdzenie i przetworzenie zdjęć z obu kamer, zanim będzie je można opublikować. Ten punkt FAQ zostanie zaktualizowany, gdy będzie wiadomo więcej o czasie publikacji zdjęć.

Czy Rosetta oraz Philae będą bezpieczne podczas peryhelium?
Z powodu wielkich ilości pyłu, w trakcie przejścia przez peryhelium sonda Rosetta będzie prowadzić badania z bezpiecznej odległości. Nie sposób przewidzieć nagłych wzrostów aktywności komety, lecz bezpieczeństwo sondy pozostaje najważniejsze

Lądownik Philae znajduje się na powierzchni komety, ale jego dokładna lokalizacja pozostaje nieznana. Łączność poprzez sondę Rosetta odzyskano 13 czerwca 2015 roku, ale połączenia były nieprzewidywalne i przerywane. Zespoły misji dokładnie analizują sytuację i mają nadzieję, że lądownik będzie sprawny w czasie peryhelium (osobne aktualizacje o stanie lądownika Philae będą udostępniane na blogu sondy Rosetta).

Co stanie się z misją po peryhelium?
Sonda Rosetta nadal będzie podążała za kometą. Zmierzając w dal Układu Słonecznego, będzie obserwowała, jak z czasem będzie zmniejszała się aktywność komety i będzie monitorowała wszelkie zmiany, które mogą wystąpić po okresie przejścia. Badania komety zostały zaplanowane do września 2016 roku. Plan misji zakłada wówczas opadnięcie sondy Rosetta na kometę i ostateczne zakończenie misji.

Obserwacje komety z Ziemi podczas peryhelium

Dlaczego przejście przez peryhelium interesuje astronomów?
W okolicy peryhelium komety uzyskują największą jasność i emitują duże ilości gazów i pyłów. W trakcie zbliżania i przechodzenia przez peryhelium możliwe jest wystąpienie wyrzutów materii, jak i innych nieprzewidywalnych wydarzeń. Dlatego istotne jest przeprowadzenie jak największej ilości obserwacji w tym czasie. Podczas gdy obserwacje naziemne dadzą szerszy obraz sytuacji, pomiary z bliska wykonane przez sondę Rosetta pozwolą na kalibrację wielu obserwacji wykonanych z Ziemi. Ta wyjątkowa szansa pozwoli na poprawę badań i interpretacji obserwacji kometarnych przeprowadzanych z Ziemi.

Jak blisko Ziemi będzie kometa w czasie peryhelium? Czy jest to jej najbliższa odległość do Ziemi?
Podczas gdy dystans między kometą a Słońcem stopniowo się zmniejsza aż do peryhelium, po czym znów zacznie się zwiększać aż do aphelium, odległość między Ziemią a kometą zależy od ich względnego położenia. W momencie peryhelium kometa znajdzie się 265 milionów kilometrów od Ziemi, ale znajdzie się bliżej (222 miliony kilometrów) w styczniu i lutym 2016 roku. Pozycje sondy Rosetta i komety w Układzie Słonecznym można obserwować na bieżąco w serwisie Where is Rosetta?

Czy astronomowie będą obserwowali kometę podczas przejścia przez peryhelium?
Tak, duża sieć profesjonalistów oraz astronomów amatorów z całego świata już od miesięcy obserwuje kometę. Profesjonalne obserwacje, wykonywane zautomatyzowanymi teleskopami w wielu zakątkach świata, zaplanowane są na każdą noc w trakcie przejścia przez peryhelium. Raz w tygodniu prowadzone będą obserwacje spektroskopowe. Więcej szczegółów o kampanii obserwacyjnej znajduje się tutaj.

Jak mogę obserwować kometę w peryhelium?

Niestety, nawet w momencie peryhelium obserwacja komety gołym okiem nie będzie możliwa. Do tego potrzebny będzie dobry teleskop o średnicy zwierciadła wynoszącej co najmniej 20 cm. Wskazówki dla astronomów amatorów, jak obserwować kometę, znajdują się tutaj.

Do kiedy będzie możliwe obserwowanie komety z Ziemi?
Kometa obecnie widoczna jest na południowym nieboskłonie i przemieszcza się w kierunku północnego nieboskłonu, zatem jej obserwacje zależą od położenia na Ziemi. W czasie peryhelium będzie można ją oglądać w godzinach porannych, tuż przed wschodem Słońca. Później kometa pozostanie na niebie w pobliżu Słońca i przez kilka miesięcy będzie można ją obserwować w godzinach porannych. Następnie będzie widoczna na nocnym niebie pomiędzy grudniem 2015 a marcem 2016 roku. Wtedy nastąpi główny okres obserwacji naziemnych komety. W połowie 2016 roku, z racji odległości od Słońca i Ziemi, kometa stanie się na tyle ciemna, że będą możliwe jedynie obserwacje wielkimi teleskopami. Później z perspektywy Ziemi kometa zacznie się przesuwać za tarczę słoneczną.

Media

Czy odbędą się specjalne wydarzenia z okazji przejścia przez peryhelium?
Media i wszyscy zainteresowani zaproszeni są 13 sierpnia 2015 roku do udziału w hangoucie Google+, podczas którego prawdopodobnie zostanie pokazane jedno albo więcej zdjęć powierzchni komety z momentu peryhelium. Wkrótce ogłoszony zostanie dokładny czas wydarzenia oraz zaproszeni eksperci.

Jak mogę śledzić wydarzenie w sieci?
Misję można śledzić w różne sposoby (ogólne informacje dostępne są na stronie esa.int/rosetta). Na Twitterze oficjalne aktualizacje będą publikowane przez @ESA_Rosetta z użyciem tagu #perihelion2015. Informacje będą również dostępne na blogu sondy Rosetta oraz na profilu misji Rosetta na Facebooku. Zdjęcia wykonane w czasie peryhelium zostaną opublikowane na głównej witrynie ESA w oficjalnym komunikacie prasowym. Hangout na Google+ będzie promowany na stronach esa.int, będzie także dostępny poprzez profil ESA w G+, zaś powtórka zostanie umieszczona na G+ oraz kanale ESA na YouTube.

O misji Rosetta
Rosetta jest misją ESA z wkładem państw członkowskich i NASA. Lądownik Rosetta powstał z udziałem konsorcjum pod kierownictwem DLR, MPS, CNES i ASI.