Astronautika: misije

Krajem 2007. poznati američki centar za osmatranje opasnih objekata javio je da će jedan asteroid prečnika 20 km proleteti na opasnih 5500 km od površine Zemlje. I pored početne panike, ubrzo je „otkriveno“ da je 2007 VN₈₄ zapravo kosmička sonda „Rosetta“, koja je upravo proletala pored Meseca i da je gravitaciono izbačena u susret dalekoj kometi.

Priznajem, ne volim plavuše. Ne volim ni baklave. A ni Zvezdu. Svi mi kažu da je to zato što imam predrasude. Verovatno sam u vreme kada se stvaraju predrasude formirao i mišljenje da su sovjetske kosmičke sonde nešto posebno. Kasnije se tu uvukla i pokoja američka, ali vrlo retko i nevoljno. I to je to – isto mi se dešavalo i sa plavušama i baklavama – pokleknem ponekad. Ali kao što se nikad nisam oduševljavao riđima, tako nikad nisam zavoleo nijednu evropsku misiju. Možda sam euroskeptik? Na moju sreću nisam, jer me jedna kosmička misija Evropske agencije tera da im skinem kapu. Radi se o njihovom robotu „Rosetti“.

Sledeće godine u ovo doba počeće faza približavanja kometi. Do avgusta 2014. vršiće se kartografisanje njenog jezgra, a u novembru će sa visine od 1 km u već aktivnu kometu biti ispaljen lender „Filae“. On će čak vršiti TV snimanje i iskopavanja tla radi analize automatskim mikroskopom. I lender i orbiter bi trebali da sa kometom naprave čitav jedan krug oko Sunca i istražuju domaćina sve od decembra 2015.

Letilica je lansirana 2. marta 2004. raketom „Ariane 5“. Cilj joj je da za malo više od godinu dana od danas uđe u orbitu oko udaljene komete i malo duže je istražuje. I ne samo to – orbiter će ispaliti i mali lender koji bi trebalo da 10. novembra 2014. sleti na kometu i tokom 17 meseci rada detaljno ispita njenu zagonetnu površinu i unutrašnjost. Sama letilica je dobila ime po slavnom egipatskom kamenu, u nadi da će misija pomoći da se dešifruje prošlost solarnog sistema. Mali lender je nazvan „Philae“ po ostrvu na Nilu gde je pronađen obelisk koji je pomogao u dešifrovanju drevnog kamena Rozeta. Lender nosi 10 instrumenata teških 26,7 kg, što je trećina težine samog lendera, i planirano je da se za kometu pričvrsti pomoću dva specijalna harpuna.

Ono što fascinira sve ljubitelje suludih misija – a ovo je svakako jedna od njih – to je da je 2007. „Rosetta“ proletela pored Marsa dobivši time dodatno ubrzanje[1], a onda 2008. i 2010. proletela pored dva asterioda: (2867) Šteinsa i (21) Lutetie.

Nakon što je Halejevu kometu, koja je proletela kroz ovaj deo solarnog sistema 1986. godine, posetila čitava baterija međunarodnih sondi[2], i NASA i ESA su poželeli da više saznaju o tim egzotičnim putnicima. Zato je prvobitni plan Ese bio da se „Rosetta“ lansira 12. januara 2003. da bi 2011. posetila malu kratko–periodičnu kometu 46P/Wirtanen prečnika 1,2 km. Međutim, zbog kvara rakete „Ariane 5” lansiranje je otkazano[3]. Napravljen je novi plan: da se poseti kometa Čurjumova-Gerasimenko. Raketa je trebalo da poleti krajem februara 2004. a do komete bi stigla tačno za 10 godina. Zbog veće mase nove komete (veličina 3 × 5 km), što bi rezultiralo većom brinom sudara sa lenderom, bile su neophodne prepravke paukoliikih nožica stajnog trapa. Usledila su dva nova otkaza lansiranja, pa je „Rosetta” poletela iz Gijane u kosmos tek u martu 2004. I pored izmene termina lansiranja i konačne destinacije, profil misije ostao je praktično netaknut.

Pošto je zbog izmene datuma lansiranja sonda kasnila na randevu s kometom godinu dana, planeri misije su odlučili da 5. februara 2007. godine izvedu fly–by iznad Marsa. Bio je to vrlo rizičan manevar, jer je izračunato da visina od površine planete ne sme biti manja od 250 km. Tokom preleta, sonda se našla u senci te solarni paneli nisu radili čitavih 15 minuta, što je izazvalo opasan prekid u elektrosnabdevanju. Čitava sonda je prebačena u save–mode, bez mogućnosti komunikacije sa Zemljom, a vitalni uređaji su se napajali samo preko baterije koja uopšte nije bila dizajnirana za takve situacije. Zato je čitav manevar u štampi bio nazvan „Kocanje sa milijardu evra“. Srećom, proračuni su se ispostavili kao tačni i misija je nastaljena po rasporedu.

Godinu ipo dana kasnije aparat je proleteo na samo 800 km od asterioda (2867) Šteins prečnika 4,6 km relativno malom brzinom od 8,6 km/s. I pored kratkog susreta (ukupno oko 7 minuta), 15 instrumenata sa „Rosette” je prikupilo obilje kvalitetnih podataka. Na površini asteroida su otkrivena 23 kratera prečnika većeg od 200 metara. Samo nekoliko minuta pred prolazak ispred mete, glavna kamera NAC (Narrow Angle Camera, prečnik sočiva 700 mm) se prebacila u save-mode pa su svi snimci bili načinjeni drugom kamerom WAC (Wide Angle Camera, prečnik sočiva 140 mm), što je znatno umanjilo kvalitet snimaka.

Zanimljivo je da je pre lansiranja „Rosette” orbita ovog asteroida bila poznata sa tolerancijom od oko 100 km. Informacije koje su brodske kamere počele da sakupljaju još sa udaljenosti od 24 miliona kilometara pomogle su Esinom operativnom centru (ESOC) u Darmštatu da odredi položaj asteroida sa preciznošću od samo par kilometara.

Posle tog susreta, „Rosetta” je 12. novembra 2009. treći (i poslednji put) proletela pored Zemlje. Tom prilikom sonda je proletela na visini od samo 2.481 km iznad Jave u Indijskom okeanu brzinom od 13,3 km/s (47.900 km(h) i tako uvećala svoju brzinu u odnosu na Sunce za 3,6 km/s.

Konačno, 10. jula 2010. uveče sonda je proletela pored asteroida Glavnog pojasa, (21) Lutecije. Brzinom od oko 15 km/s „Rosetta” je proletela na rastojanju od 3170 km od ovog asteroida prečnika stotinjak kilometara.

Lutecija onako kako ju je videla “Rosetta”.

Tačno godinu dana kasnije, 8. juna 2011. godine, „Rosetta” je zarotirana i prebačena u stanje elektronske hibernacije. Signal je prekinut u 8:00:35 po Griniču, kada je započet i manevar rotiranja radi stabilizacije sonde. Neposredno nakon toga, Nasina Deep Space Network (DSN) antena uprečnika 70 metara u Kanberi (DSS-43) detektovala je vrlo slabi strobing signal. Ta informacija je bila od posebnog značaja za stručnjake iz Darmštata jer je potvrdila da je sonda obavila kritičnu fazu manevra. Otprilike 50 minuta kasnije brodski softver je repozicionirao glavnu antenu prema procenjenom pravcu glavne inercione ose rotacije. Jačina signala uhvaćenog na Zemlji naglo se povećala do očekivanog nivoa (tj. onog koji je slat pre sprovođenja rotacije), što su potvrdilestanice DSS-43 i New Norcia. Time je potvrđeno:

• Da su sve autonomne provere izvedene pred hibernaciju bile uspešne, jer bi u protivnom softver pokrenuo naredbu za save–mode.
• Da je razlika između proračunate i izmerene ose rotacije između 4,5 i 8 stepeni, jer bi u drugom slučaju bio ili izmeren jači signal ili bi brodski softver aktivirao save–mode.
• Da je inercioni položaj aparata vrlo dobar, jer u protivnom snaga signala ne bi bila ista kao pre rotiranja, dok je letilica bila idealno upravljena prema Zemlji.

Kada su sve planirane zemaljske provere bile obavljene (strobing period i jačina signala) telekomunikacioni link je proveren uključivanjem i isključivanjem telemetrijske modulacije dvaput, uz praćenje promena jačine signala. Pulsni signal koji je u vreme provere primila antena DSS–43 potvrdio je da je signal niži kada je telemetrijska modulacija uključena.

Konačna komanda za autorizaciju ulaska u hibernaciju poslata je u 12:57:40 po Griniču, dok je potvrda o uspešnom prelasku u taj mod stigla u 14:12:00, kada je poslednji puls stigao do antena na Zemlji.

Potom se pristupilo šestodnevnoj pasivnoj fazi nadgledanja letilice, da bi se kontrolori uverili da operacija neće biti prekinuta zbog nekog višestrukog kvara. Budilnik za izlazak iz sna podešen je na 2014.020:10:00:00 UTC (20. januar 2014. u 10:00 UTC), kada će 4 sata kasnije biti daunloudovan signal, nakon čega bi trebalo da usledi faza zagrevanja uređaja (prvenstveno zvezdanih tragača radi orijentacije) i usporavanje okretanja putem save–moda.

Tokom poslednjeg perioda komunikacije (od 6. do 14. juna 2011.), operateri misije su koristili Esine stanice New Norcia (NNO) i Cebreros (CEB) kao i Nasine DSN antene DSS–14 (Goldstone, 70 m) i DSS–43 (Cambera, 70 m).

Poslednjeg dana pasivnog kontakta, „Rosetta“ je bila udaljena 562 miliona kilometara od Zemlje (3,75 AJ); radio–signal do nje je putovao 1875 sekundi (31 minut 15 sekundi). Sonda je tada bila na 671 milion kilometara (4,48 AJ) od Sunca.

Tokom faze hibernacije, „Rosetta“ je postigla sledeće rekordne udaljenosti:

• 792 mil. km (5,29 AJ) od Sunca 3. oktobra 2012;
• 937 mil. km (6,26 AJ) od Zemlje 1. decembra 2012.

Kada se „probudi“ iz hibernacijskog sna 20. januara 2014. godine, „Rosetta“ će se nalaziti na 807 miliona kilometara (5,39 AJ) od Zemlje i 672 miliona kilometara (4,49 AJ) od Sunca.

„Rosetta“ ima dimenzije 2,8 × 2,1 × 2,0 m. Sa jedne strane tanjir antene prečnika 2,2 m a sa druge lender. Veliki solarni kolektori površine 64 m² mogu da rotiraju ±180° da bi maksilano bili izloženi Suncu. Zajedno sa 1679 kg goriva, aparat ima oko 3 tone. Orbiter nosi 165 kg instrumenata i lender težak 100 kg.

Svima kojima se dopada ova misija preporučijem da pogledaju ovaj Esin video.

Takođe, koga interesuje gde je „Rosetta“ sada, kao i gde se „njena“ kometa nalazi, evo prilike.

Author: Draško Dragović

Dipl inž. Drago (Draško) I. Dragović, napisao je više naučno popularnih knjiga, te više stotina članaka za Astronomski magazin i Astronomiju, a učestvovao je i u nekoliko radio i TV emisija i intervjua. Interesuje ga pre svega astronautika i fizika, ali i sve teme savremenih tehnologija XXI veka, čiji detalji i problematika često nisu poznati široj čitalačkoj publici. Izgradio je svoj stil, lak i neformalan, često duhovit i lucidan. Uvek je spreman na saradnju sa svojim čitaocima i otvoren za sve vidove komunikacije i pomoći. Dragovićeve najpoznatije knjige su "KALENDAR KROZ ISTORIJU", "MOLIM TE OBJASNI MI" i nova enciklopedija "NEKA VELIKA OTKRIĆA I PRONALASCI KOJA SU PROMENILA ISTORIJU ČOVEČANSTVA"

Zadnji tekstovi:

• 2010-03-10 - CIVILIZACIJE
• 2024-08-15 - Koliko ima čestica u kosmosu?
• 2018-01-24 - Bor na ispitu
• 2021-08-15 - Može li da se čita uz zvezde?
• 2017-02-14 - Kako da deaktivirate atomsku bombu?