Цель миссии зонда «Филы» на комете 67P/Чурюмова — Герасименко заключалась в проведении научных исследований, направленных на изучение состава и структуры кометы, а также на понимание процессов, происходящих в её атмосфере и на поверхности.

Данные анализов химических и минералогических компонентов кометы были одной из ключевых задач миссии «Филы». Этот анализ позволяет ученым получить важные сведения о том, как формировались и развивались кометы, а так же поиск органических молекул на кометах, поскольку он может дать ключевые подсказки о происхождении жизни на Земле и условиях, существовавших в ранней солнечной системе!зОНЕЛ

Отделение аппарата «Филы» от «Розетты» состоялось 12 ноября 2014 года. После этого последовало 7-часовое снижение к поверхности кометы. Это стало первой в истории успешной посадкой на комету!

Заказчик

Европейское космическое агентство

Пролёт

планета Марс, астероиды Штейнс и Лютеция

Спутник

комета 67P/Чурюмова — Герасименко

Стартовая площадка

Куру, ELA-3

Ракета-носитель

«Ариан 5G+»

Запуск

2 марта 2004 года 07:17:00 UTC

Длительность полёта

12 лет 6 месяцев и 28 дней

Сход с орбиты

30 сентября 2016 года

Великие начинания часто сталкиваются с препятствиями. Изначально запуск "Розетты" был запланирован на 12 января 2003 года с целью исследовать комету 46P/Виртанена. Но иногда космос ставит свои условия. После технической неудачи ракеты-носителя "Ариан-5" в декабре 2002 года, планы пришлось менять. Так, новый путь "Розетты" был задуман к комете 67P/Чурюмова — Герасименко.

2 марта 2004 года, ровно в 7:17 UTC, "Розетта" была успешно запущена с космодрома Куру. На этом историческом событии присутствовали первооткрыватели кометы: профессор Киевского университета Клим Чурюмов и ученая Светлана Герасименко.

Миссия с глубоким значением

Название "Розетта" не случайно. Оно происходит от Розеттского камня — древней плиты, которая помогла ученым расшифровать иероглифы. Также "Розетта" призвана раскрыть тайны Солнечной системы до момента, когда сформировались планеты. Эта миссия стала своеобразным "ключом" к пониманию нашего происхождения.

Для такого долгого и сложного полета требовалась тщательная подготовка. Ученые и инженеры Европейского космического агентства (ESA) годами работали над проектом, прежде чем "Розетта" была запущена в 2004 году. Разработка новейших технологий, высокоточных инструментов и сложные математические расчеты - все это стояло за этим грандиозным проектом.

Полет

Траектория полёта «Розетты» была основана на принципе гравитационного маневра. Вначале аппарат двинулся к Солнцу и, обогнув его, вновь вернулся к Земле, откуда двинулся навстречу Марсу. Это фото Марса было сделано аппаратом 24 февраля 2007 года.

Обогнув Марс, аппарат вновь сблизился с Землёй и затем снова вышел за орбиту Марса. К этому моменту комета находилась за Солнцем и ближе к нему, чем Rosetta. Новое сближение с Землёй направило аппарат в направлении кометы, которая в этот момент направлялась от Солнца вовне Солнечной системы. В конце концов Rosetta сблизилась с кометой с требуемой скоростью. Столь сложная траектория позволила снизить расход топлива за счёт использования гравитационных полей Солнца, Земли и Марса.

Здесь можно увидеть детальную анимацию траектории полета Where is Rosetta?

https://sci.esa.int/where_is_rosetta/

Трудности на пути

В 2014 году, при приближении к комете, "Розетта" столкнулась с проблемой: комета излучала больше газа и пыли, чем ожидалось. Это создавало риск для аппарата. Инженеры ESA были вынуждены корректировать маршрут, чтобы обеспечить безопасность "Розетты".

В июле 2014 «Розетта» передала первые данные о состоянии кометы. Аппарат определил, что ядро кометы, которое имеет «неправильную» форму, ежесекундно выпускает в окружающее пространство около 300 миллилитров воды. 7 августа 2014 года «Розетта» приблизилась к ядру кометы на расстояние около 100 км.

К сентябрю на основе полученных снимков системы OSIRIS была составлена карта поверхности. Кроме этого, спектрограф ультрафиолетового излучения Alice не обнаружил спектральные линии, которые бы указывали на наличие участков поверхности кометы, покрытых льдом; в то же время фиксируется наличие водорода и кислорода в облаке газа вокруг ядра кометы.

Финальный этап: Посадка зонда "Филы"

Одним из самых захватывающих моментов миссии была посадка зонда "Филы" на поверхность кометы.

12 ноября аппарат «Филы» отстыковался от зонда и начал мягкую посадку на поверхность кометы. Спуск занял около семи часов, на протяжении которых аппарат делал снимки как самой кометы, так и зонда «Розетта». Посадка модуля осложнялась отказом двигателя, прижимающего аппарат к грунту, что повысило риск отскока от кометы. Кроме того, не сработали гарпуны, которые должны были закрепить «Филы» на поверхности кометы. В 16:03 UTC произошла посадка аппарата.

По данным телеметрии аппарат произвел три касания поверхности кометы и в итоге произвёл посадку неоптимальным образом: он оказался на склоне кратера с углом наклона 30°, но в остальном аппарат пережил посадку без значительных повреждений.

В течение двух дней спускаемый аппарат «Филы» выполнил свои основные научные задачи и передал через «Розетту» на Землю все результаты от научных приборов ROLIS, COSAC, Ptolemy, SD2 и CONSERT, исчерпав весь заряд основной батареи. Предполагалось, что деятельность аппарата будет продлена за счёт резервной системы, питаемой от солнечных батарей, однако короткий солнечный день на комете (всего лишь 90 минут из 12,4 часовых суток на комете) и неудачная посадка не позволили этого сделать.

Аппарат приподняли на 4 см и повернули на 35° в попытке увеличить освещённость солнечных батарей, однако 15 ноября «Филы» переключился в режим энергосбережения(все научные приборы и большинство бортовых систем выключены) из-за исчерпания заряда батарей на борту (контакт потерян в 00:36 UTC). Освещённость солнечных батарей (и, соответственно, вырабатываемая ими мощность) была слишком мала для зарядки аккумуляторов и выполнения сеансов связи с аппаратом.

По предположению ученых, по мере приближения кометы к Солнцу количество вырабатываемой энергии должно было возрасти до величин, достаточных для включения аппарата — такое развитие событий было учтено при проектировании аппарата.

13 июня 2015 года «Филы» вышел из режима пониженного энергопотребления, была установлена связь с аппаратом, но 9 июля связь с «Филы» прекратилась из-за исчерпания запасов энергии в аккумуляторах аппарата. Солнечные батареи больше не смогли выработать достаточное количество электроэнергии для подзарядки.

2 сентября 2016 года камерой высокого разрешения аппарата «Розетта» получены снимки «Филы». Спускаемый аппарат попал в тёмную трещину кометы. С высоты 2,7 км разрешение узкоугольной телекамеры OSIRIS составляет около 5 см на пиксель. Этого разрешения достаточно, чтобы на снимке были видны характерные особенности конструкции метрового корпуса и ног аппарата Филы. Снимки также подтвердили, что Филы лежит на боку. Нештатная ориентация на поверхности кометы прояснила, почему было так трудно установить связь со спускаемым аппаратом после посадки 12 ноября 2014 года.

К концу сентября 2016 года все задачи, поставленные перед зондом, были выполнены. Комета начала удаляться от Солнца, из-за чего количество энергии, преступаемой от солнечных батарей, стало сокращаться. «Розетту» можно было повторно перевести в режим «спячки» до следующего приближения кометы к Солнцу, однако у ESA не было уверенности, что аппарат сможет пережить чрезмерное охлаждение. Чтобы получить максимальные научные результаты, было принято решение свести зонд с орбиты на столкновение с кометой.

30 сентября 2016 года «Розетта» была направлена на столкновение с кометой Чурюмова — Герасименко и на скорости 3 км/ч столкнулась с ней. Это была контролируемая жесткая посадка аппарата на поверхность в районе «колодцев» — местных гейзеров. Во время снижения, которое продолжалось 14 часов, аппарат передавал на Землю фотографии и результаты анализов газовых потоков.

Кроме сбора огромного количества данных о свойствах кометы, включая её внутреннюю часть, поверхность и окружающие газы, пыль и плазму, ключевые открытия "Розетты" включали в себя обнаружение водяного пара в комете (пар, который значительно отличается от того, что найден на Земле), выявление молекулярного азота и молекулярного кислорода впервые на комете, наличие обнаженного ледяного покрова на поверхности кометы, а также обнаружение аминокислоты глицина (часто встречается в белках) и фосфора (компонента ДНК и клеточных мембран) в комете.

"Розетта" и "Фила" завершили свою миссию в 2016 году, оставив после себя богатое наследие открытий. Их исследования помогли ученым лучше понять происхождение воды на Земле и роль комет в развитии нашей Солнечной системы.