Jak Rosetta zbliża się do komety

Podróż rozpoczęła się 2 marca 2004 r., gdy Rosetta została wystrzelona na pokładzie rakiety Ariane 5 G+ z europejskiego kosmodromu w Kourou.

Od tego czasu Rosetta pięciokrotnie okrążyła Słońce, zbliżając się trzykrotnie do Ziemi oraz raz do Marsa, co dzięki tzw. „asyście grawitacyjnej” zwiększyło prędkość sondy i wprowadziło ją na orbitę zbliżoną do celu - komety 67P/Czuriumow-Gierasimienko.

Ten lodowy obiekt krąży po eliptycznej orbicie, co 6,5 roku okrążając Słońce. Najdalszy punkt orbity komety znajduje się za orbitą Jowisza, a najbliższy punkt do Słońca znajduje się pomiędzy orbitami Marsa i Ziemi.

Rosetta musi dostosować się do prędkości komety – obecnie wynoszącej około 55 000 km na godzinę – i towarzyszyć jej ze względną prędkością jedynie 1 metra na sekundę, czyli prędkością jaką zwykle spacerujemy.

Dlatego też od początku maja kontrolerzy Rosetty korygowali jej prędkość za pomocą serii dokładnie zaplanowanych manewrów. Spowolniły one prędkość sondy względem komety do około 2800 km na godzinę (775 m/s), co zapewni przybycie do celu 6 sierpnia.

Dynamika lotu odgrywa szczególną role

Zajmujący się dynamiką lotu eksperci ESA odgrywają tu istotną rolę. To oni zaprojektowali serię dziesięciu manewrów korekcyjnych wykorzystujących silniki Rosetty, aby dopasować prędkość i kierunek lotu sondy do orbity komety.

„Nasz zespół zajmuje się przewidywaniem oraz określaniem orbity Rosetty, Współpracujemy też z kontrolerami lotu nad planem odpalenia silników” – mówi Frank Dreger, kierownik ds. Dynamiki Lotu w ESOC w Darmstadt.

Odpalanie silników było przeprowadzane co dwa tygodnie w maju i czerwcu. Po ich pierwszej, krótkiej i testowej pracy,  kolejne manewry należały do najdłuższych w historii ESA.

Trwały one ponad siedem godzin i znacznie zredukowały prędkość Rosetty względem komety – o 668 z 775 metrów na sekundę, które sonda musi wytracić przed 6 sierpnia, co pozwoli jej ”zbliżyć się” na dystans 100 km od komety.

W lipcu odpalenie silników przeprowadzano regularnie co tydzień. Ostatnie dwa krótkie odpalenia, wprowadzające sondę na orbitę komety, są zaplanowane na 3 i 6 sierpnia.

Reguły mechaniki orbitalnej

„Gdyby tylko jakieś przeszkody w kosmosie lub na Ziemi opóźniły ostatnie odpalenia silników, mielibyśmy, z racji mechaniki orbitalnej, tylko kilka dni na rozwiązanie problemu, aby jeszcze raz zaplanować manewr i ponownie odpalić silniki. W przeciwnym razie możemy minąć kometę” – mówi Trevor Morley, specjalista dynamiki lotu w ESOC.

Praca kontrolerów dynamiki lotu nie skończy się, gdy Rosetta dotrze do komety. W czasie zbliżania się sondy do celu fizyczne właściwości komety będą wywierały coraz większy wpływ na określenie końcowej orbity Rosetty.

„Oprócz dobrego modelu jądra komety potrzebujemy również dobrego modelu jej komy, który określa gęstość i prędkość emitowanych przez nią cząsteczek” – mówi Frank Budnik, specjalista dynamiki lotu w ESOC.

„Spodziewamy się, że koma wraz przyciąganiem grawitacyjnym komety będą wspólnie oddziaływać na sondę. Wszystko to jest ważne przy wyliczeniu orbit oraz pracy silników koniecznych do utrzymania Rosetty blisko celu”.

Gdy tylko kometa zbliży się do Słońca w 2015 r., podniesie się jej temperatura, stanie się ona bardziej aktywna i będzie wyrzucać coraz większe ilości gazu i pyłu. Wciąż zmieniające się warunki wraz z niskim oddziaływaniem grawitacyjnym znacznie utrudnią prowadzenie misji. Sonda musi znajdować się w bezpiecznej odległości od komety, odległość ta musi jednak pozwolić na prowadzenie wartościowych badań naukowych.

Póki co: zapiszcie sobie datę 6 sierpnia, kiedy Rosetta ma stać się pierwszą w historii sondą, która spróbuje spotkać się z kometą.