Philae
Organisation | Den Europæiske Rumorganisation (ESA) |
---|---|
Program | Horizon 2000 |
Mark | Undersøgelse af en komet |
Type mission | Orbiter lander derefter |
Status | Mission fuldført |
Start |
Marts 2 , 2004om 7 timer 17 (med sonden Rosetta ) |
Launcher | Ariane 5G + |
Afslutning af missionen | 30. september 2016 |
COSPAR-id | 2004-006A |
Websted | ESA - Rosetta |
Masse ved lanceringen | 100 kg ca. |
---|
Kredsløb | Omkring kometen 67P / Tchourioumov-Guérassimenko |
---|---|
Landing | 12. november 2014 |
APXS ( alfapartikel røntgenspektrometer ) | Røntgen-, alfa- og protonspektrometer |
---|---|
CIVA | Synlig og infrarød analysator |
KONSERT | Radarlyd |
COSAC | Pyrolizer og analysator (spektrometer og kromatograf) |
PTOLEMI | Let element isotopisk sammensætningsanalysator |
MUPUS | Detektorer, der måler overfladens tæthed, termiske og mekaniske egenskaber |
ROLIS | High-definition CCD-kamera placeret under landeren |
ROMAP | Magnetometer til måling af magnetfeltets intensitet og interaktioner med solvinden |
SD2 | Driller og sampler |
SESAME | 3 instrumenter, der skal studeres: forplantning af lydbølger gennem overfladen, elektriske egenskaber og støv, der falder til overfladen |
Philae er en lander til Europæiske Rumorganisation gennemført nogle 510 millioner kilometer fra Jorden af rumsonden Rosetta indtil den lander på kometen 67P / Churyumov-Gerasimenko den12. november 2014, mere end ti år efter at have forladt Jorden.
Dette er den første kontrollerede landing på en kometisk kerne . Hans instrumenter sende de første billeder nogensinde taget fra overfladen af en komet, og forventes at gøre det første analyse in situ af sammensætningen af den komet kerne .
På grund af svigt af thrusteren, der skulle fastgøre Philae til jorden, der ikke udløste, og af de to harpuner, der skulle forankre den til jorden, som ikke blev udløst, hoppede robotten to gange, før den landede. fra det oprindeligt planlagte sted i næsten lodret position. Af denne grund tages de to måleinstrumenter dedikeret til jordanalyse ikke straks i brug, idet forskerne oprindeligt foretrak at undgå at forårsage et rebound eller en rotation af modulet. Faktisk er tyngdekraften for kometen meget lavere end for Jorden, de hundrede jordiske kilo Philae giver kometen en vægt svarende til et objekt med en masse på et gram på jorden.
Det 14. november 2014ved 23 timer 19 trods bekymringer om dens oprindelige autonomi på 60 timer, er kontakten restaureret med Philae . Modtagne data indikerer, at han med succes kørte det allerførste borehul i en kometkerne. For at optimere sit solskin steg robotten 4 cm og roterede 35 ° på sig selv. Denne manøvre var imidlertid ikke nok til at genoplade batterierne med det samme, og Philae forblev i dvale og ventede på bedre forhold. Komet 67P / Tchourioumov-Guérassimenko passerer i perihelion iaugust 2015, solskinsforholdene udvikler sig positivt i de følgende måneder.
Det 13. juni 2015, Philae kom i kommunikation med Rosetta i ca. 2 minutter omkring kl. 22 og sendte fyrre sekunder af data, som blev opsamlet af Rosetta, som derefter fløj over landeren i en tyve kilometer højde. En manøvre af sonden blev straks programmeret til at lade den flyve over landeren igen. Landeren formåede at kommunikere et par gange med Rosetta indtil9. juli 2015, dato hvorfra han forblev tavs.
Det 27. juli 2016kl . 21.00 UTC er grænsefladen Rosetta brugt til kommunikation mellem hende og Philae , den elektriske understøttelsessystem-processorenhed er slukket ved at spare energi, hvilket helt sikkert forhindrer yderligere kommunikation med Philae . Det5. september 2016, Blev Philae fundet af Rosetta, som var 2,7 km fra kometarkernen, på det sted, som CNES forudsagde .
Den Philae Lander landede på12. november 2014på kometens kerne for at undersøge dens egenskaber in situ ved hjælp af de ti videnskabelige instrumenter, den har til rådighed. Det er i form af en polygonal cylinder, en meter i diameter og 80 cm høj og med en total masse på 97,9 kg inklusive 26,7 kg videnskabelig instrumentering. Strukturen er lavet af kulfiber med paneler af aluminium i bikage . Det inkluderer en varm del, der er isoleret udefra, og en kold del placeret bagpå, i hvilken orbiter-fastgørelsessystemet og de instrumenter, der er indsat, når Philae er på jorden: SD2, ROMAP, APXS og MUPUS. Understellet er fastgjort til kredsløb ved hjælp af en mekanisme, der muliggør adskillelse ved en forudindstillelig hastighed mellem 0,05 og 0,52 m / s . Philae har et stativlandingsudstyr designet til at dæmpe sin ankomsthastighed. Philaes krop kan dreje og vippe (via en kardanophæng ) på landingsudstyret. Denne mekanisme gør det muligt at kompensere for jordhældningen, optimere forekomsten af lysstråler på solpanelerne og tage prøver af jorden forskellige steder. Undervognen har et reaktionshjul, der drejes ved 9600 o / min , hvilket giver et vinkelmoment på 6,2 Nm s . Dette bruges til at stabilisere Philaes orientering, når den falder ned til jorden. Undervognen har ikke noget fremdriftssystem til at korrigere dets bane eller dets retning. Dens vej til kometens jord afhænger kun af det punkt, hvor adskillelsen sker med orbiter og af den hastighed og orientering, der er erhvervet på det tidspunkt.
På grund af den manglende information om overfladens konsistens, når sonden startes, er der planlagt yderligere tre landingsanordninger. Landingsudstyrets fødder har kontaktflader, der er store nok til at forhindre, at sonden synker ned i blød jord. For at undgå et rebound er Philae udstyret med et koldgasfremdrivningssystem ( nitrogen ), der skærer fartøjet til jorden straks efter kontakt med overfladen af kometen. Endelig skal to harpuner trukket fra den nederste del af undervognen og skruer placeret på fødderne gøre det muligt at fastgøre det fast på jorden. For at forhindre landingsudstyret i at hoppe, er landingsudstyrets tre fødder udstyret med støddæmpere.
Den temperaturstyring er en af de mest komplekse aspekter af landingsstellet: den skal være effektiv, når komet er mellem to og tre astronomiske enheder (AU). Derudover er der under design mange usikkerheder omkring solskin i landingszonen (knyttet til rotation). Philae har ikke nok energi til at bruge varmemodstande. Isolationslagene er derfor designet på en sådan måde, at landeren overlever den koldeste periode (ved 3 AU) med et system til opbevaring og genindvinding af varme i solskinstider. Når solen nærmer sig inden for to AU, forårsager temperaturen, som er blevet for høj til elektronikken, slutningen af operationerne.
Elektrisk energi leveres af batterier (et primært og et sekundært) samt solpaneler . Det primære ikke genopladelige batteri med en masse på 3 kg har til opgave at levere energi i løbet af de første 5 dages drift for at garantere, at de vigtigste videnskabelige målinger udføres uanset mængden af sollys i området landingssted. Denne lithium akkumulator omfatter 32 LSH20 celler (8S4P = 4 grupper parallelt på 8 celler i serie) ved hjælp af lithium-thionylchlorid par (Li-SOCI 2), Der leveres på tidspunktet for Philae s indsættelse , 835 watts.hours (ca. 1.500 Wh ved lanceringen). Det genopladelige sekundære batteri, lithium-ion- typen og med en kapacitet på 130 Wh (150 Wh ved lanceringen), gør det muligt for missionen at fortsætte, når det primære batteri er opbrugt. Den drives af solpaneler, der dækker en stor del af landeren, og som giver 10 W strøm (ved 3 AU).
De erhvervede data lagres i en massehukommelse med en kapacitet på to gange tolv megabyte og transmitteres til orbiteren, når sidstnævnte er synlig ved hjælp af en S-båndsradiosender med en effekt på en watt, der tillader en strøm på ca. 16 kilobit pr. Sekund. Omløberen sender igen dataene til Jorden, når sidstnævnte er placeret i aksen på dens styrbare antenne, og de modtagende antenner er tilgængelige.
Lander set ovenfra.
To harpuner, der er beregnet til at forankre flyet til jorden, er installeret under undervognen.
Detalje af harpunen.
Philae- landings nyttelast består af ti videnskabelige instrumenter, der repræsenterer en masse på 26,7 kg :
Landingskomponenter | Masse (kg) |
---|---|
Struktur | 18.0 |
Temperaturkontrolsystem | 3.9 |
Fodringssystem | 12.2 |
Aktivt nedstigningssystem | 4.1 |
Reaktionshjul | 2.9 |
Landingsstel | 10,0 |
Forankringssystem | 1.4 |
Central datastyringssystem | 2.9 |
Telekommunikationssystem | 2.4 |
Fælles elektronisk kasse | 9.8 |
Mekanisk støttesystem, sele, balancevægt | 3.6 |
Videnskabelige instrumenter | 26.7 |
Total | 97,9 |
Philaes mission er at lande jævnt og uden skader på overfladen af kometen 67P / Tchourioumov-Guérassimenko , at klamre sig til den og at overføre videnskabelige data om sammensætningen af dette himmellegeme. En milliard simuleringer er blevet udført vedrørende Philae- landing . En Ariane 5G + -raket med Rosetta- sonden og Philae- landeren forlod Guyana la Marts 2 , 2004til 7 timer 17 UTC og rejste i 3907 dage (10,7 år) til kometen 67P / Churyumov-Gerasimenko. I modsætning til Deep Impact sonden , skabt til at strejke kernen af kometen 9P / Tempel den4. juli 2005, Philae er ikke en imponerende faktor. Nogle af dens instrumenter bruges for første gang autonomt under flyvningen over Mars25. februar 2009. CIVA, kamerasystemet, returnerede billeder, mens Rosettas instrumenter blev slukket; ROMAP foretog målinger af Mars- magnetosfæren . De fleste andre instrumenter, der havde brug for kontakt med en overflade til analyse, forblev derfor slukket under denne flyby. Et optimistisk skøn over varigheden af missionen efter kontakt var fire til fem måneder.
En forprogrammeret sekvens af observationer skulle udføres af Philaes videnskabelige instrumenter i løbet af de første 54 timers ophold på jorden. Formålet med denne fase er at indsamle de data, der gør det muligt at opfylde de vigtigste mål, der er tildelt missionen, før det primære batteri er opbrugt. Men dens præstation er delvist kompromitteret af landingsforholdene. De jorden controllere beslutter efter landing til straks at udskyde observationerne involverer mekaniske bevægelser, der kunne ændre den måske usikre stilling Philae .
CIVA miniaturekameraer tager et 360 ° panorama af landingsstedet og afslører, at landeren er på en mur, der for det meste skjuler solen. Philaes solpaneler har kun 1,5 time til hver rotation af kometen på sig selv (varighed 12,4 timer ). Plus, landeren ligger ikke fladt, og dens misorienterede solpaneler giver lidt strøm, når de er oplyst. Billederne viser grund, der ser hårdt og stenet meget anderledes ud end forventet. De forskellige passive instrumenter indsamler deres data i de følgende timer. SESAME udfører en elektrisk og akustisk undersøgelse af jorden og måler påvirkningen af støv, der genereres af kometens aktivitet. ROMAP studerer det magnetiske miljø og det lokale plasma såvel som solvindens indflydelse . Endelig transmitterer og modtager CONSERT radiobølger, der passerer gennem kernen, før de transmitteres eller modtages af et lignende instrument ombord på kredsløb, hvilket gør det muligt at bestemme strukturen og sammensætningen af kometens hjerte. ROLIS-kameraet tager et billede af jorden under landeren i 4 spektralbånd for at muliggøre undersøgelse af dets struktur. De indsamlede data transmitteres til orbiter ved hjælp af landerens lille radiosender (1 W ), når Philae er oversvømmet af den, og videreformidles til kontrolcentret på Jorden, hvilket muligvis giver lager. Foreløbig til at vente på gunstige tider for en radio link.
I løbet af natten den 13. til 14. november aktiveres MUPUS (måling af de termiske og fysiske egenskaber af jordens overfladelag) og APXS (analyse af elementerne på overfladen), der inkluderer bevægelige dele. Det14. novemberPhilae har kun en dag energi tilbage, men har ifølge forskere nået omkring 80% af sine mål. SD2-boreinstrumentet aktiveres derefter og tager en kerne af kometens jord (et par mm 3 ) analyseret af COSAC-minilaboratoriet, der bestemmer den isotopiske og molekylære sammensætning såvel som jordprøvernes chiralitet . Operatørerne beslutter ikke at køre PTOLEMY, som bruger for meget energi.
I løbet af natten den 14. til 15. november genoptager orbiter Rosetta kontakten med Philae, som han flyver over igen. Landeren formår at overføre de videnskabelige data indsamlet af ROLIS, COSAC, PTOLEMY (som er blevet aktiveret i hurtig tilstand) og CONSERT-instrumenter. Philaes krop omorienteres med 35 ° og hæves med 4 cm for at øge den modtagne energi. Efter en times kommunikation er opladningen af det primære ikke-genopladelige batteri opbrugt, og landeren går i dvaletilstand15. november 2014i 1 time 15 CET efter ca. 60 timers drift. Dens placering på kometens overflade var dengang stadig ukendt, og forskningen fortsatte ved hjælp af fotos taget af Osiris-kameraet om bord på kredsløb.
Det 18. november, Wall Street Journal rapporterer, at landeren har påvist organiske molekyler på kometens overflade.
Fra 12. marts 2015, genstartes kommunikationsenheden for Rosetta orbiter for at komme i kontakt med landeren.
Det 12. juni, meddeles det, at Philae muligvis er fundet takket være billeder taget af Rosetta- sonden .
Den næste dag 13. juni 2015, Philae kom i kommunikation med Rosetta i 85 sekunder og transmitterede ca. 40 sekunder af data, som blev opsamlet af Rosetta, som derefter fløj over landeren i en højde af 20 kilometer. Det Europæiske Rumoperationscenter (ESOC) i Darmstadt modtager information (over 300 datapakker) til 22 timer og 28 min. 11 s CEST i 78 sekunder. Ifølge Stephan Ulamec, Philae- projektleder hos DLR, har Philae en driftstemperatur på -35 ° C og 24 watt til rådighed, og er klar til yderligere operationer. Ifølge de indsamlede data ser det ud til, at Philae allerede var vågen før, men robotten havde endnu ikke formået at komme i kontakt med sonden. Forskere siger, at der er mere end 8.000 datapakker tilbage i Philaes massehukommelse , hvilket gør det muligt for DLR-teamet at finde ud af, hvad der skete med landeren de foregående dage på kometen.
En manøvre af sonden blev straks programmeret til at lade den flyve over landeren igen.
Det 6. juli, The Guardian avis fortæller ord fra to forskere, der skaber en forbindelse mellem et sort organisk lag og tilstedeværelsen af mikroorganismer, ifølge en 30-årig undersøgelse. Men hvis tilstedeværelsen af mikroorganismer kan føre til udseendet af et sort organisk lag, udgør dette ikke noget bevis for liv.
Det 5. september 2016, ESA meddeler, at Osiris-kameraet fra Rosetta- sonden har fotograferet landeren. Denne er i en mørk revne ved foden af en klippe, i et stenet område. Han ligger på sin side, og to af hans tre fødder er synlige.
Det 12. november 2014, hjemmesiden til søgemaskinen Google Search havde en Google Doodle, der fremkalder Philae
Vangelis komponerede musikken til tre videoer produceret af Den Europæiske Rumorganisation for at fejre det første vellykkede kometlandingsforsøg.
Landing af Philae
(kunstnerens synspunkt).
Philaes justerbare fødder
(kunstnerens synspunkt).
Rosetta signal modtaget på ESOC ( Darmstadt , Tyskland ,20. januar 2014).
Agilkia : sted planlagt til Philae- landing
: dokument brugt som kilde til denne artikel.