Исследовательская работа по астрономии «Космический проект современности «Чу — Ге — Завр» или комета 67Р/Чурюмова — Герасименко»


Министерство образования, науки и молодежи Республики Крым
Малая академия наук «Искатель»
Направление: астрономия, космонавтика
Космический проект современности
«Чу - Ге - Завр» или комета 67Р/Чурюмова - Герасименко
Работу выполнила:
Ермакова Полина Анатольевна,
ученица 8 класса муниципального общеобразовательного учреждения «Стальновская школа» Джанкойского района
Научный руководитель:
Ермакова Марина Сергеевна,
учитель физики муниципального общеобразовательного учреждения «Стальновская школа» Джанкойского района

.
Джанкойский район – 2016
СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ……………………………………………………………………3
ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ
РАЗДЕЛ 1
1.1. Кометы - «капсула времени»……………………………………..5
1.2. История кометы 67Р/Чурюмова – Герасименко…………………7
РАЗДЕЛ 2
2.1. Цели и задачи проекта……………………………………………..9
2.2. Программа и длительность проекта……………………………...12
2.3. Техническое обеспечение проекта……………………………….14
2.4. Реализация проекта ………………………………………………..18
РАЗДЕЛ 3
3.1. Достижения и результаты проекта………………………………...25
ВЫВОДЫ………………………………………………………………………28
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ…………………………30
ПРИЛОЖЕНИЯ………………………………………………………………..33
ВВЕДЕНИЕ
Комета «Чу –Ге – Завр»
Величественная, таинственная, музыкальная
Путешествует, светится, тает
Есть ли на комете вода и жизнь?
Космическая миссия
Объект исследования: комета 67Р/Чурюмова – Герасименко
Предмет исследования: химический состав, активность ядра кометы
Цель данной работы: исследовать и рассказать о космическом проекте, целью которого является проверка гипотезы происхождения и эволюции Солнечной системы, происхождение жизни на Земле
Задачи исследования: проанализировать имеющуюся информацию о комете 67Р/Чурюмова – Герасименко, собрать и обобщить информацию о ходе и результатах космической миссии «Rosetta» с помощью информационной системы космических сайтов Национального управления по аэронавтике и изучению космического пространства (NASA) и Европейского космического агентства ЕКА, Роскосмоса, DLR , европейского космического центра ESOC (European Space Operations Centre) в Дармштадте
Гипотеза: кометы занесли на Землю воду и жизнь.
Актуальность: космический проект находится на стадии завершения. Посадка на комету считается «третьим эпохальным событием» в освоении космоса после полета Юрия Гагарина и высадки астронавтов США на поверхности Луны.
Методы исследования: сбор, анализ, систематизация, обобщение информации о ходе и результатах космической миссии «Rosetta» с помощью информационной системы космических сайтов Национального управления по аэронавтике и изучению космического пространства (NASA) и Европейского космического агентства ЕКА, Роскосмоса, ESOC (European Space Operations Centre) в Дармштадте
Практическая значимость исследования: благодаря спуску на поверхность ядра кометы будет получен доступ к реликтовому веществу Солнечной системы, что позволит проверить гипотезу о возможности переноса кометами воды и макромолекул органики.
Исследования дадут возможность пролить свет на то, как зарождалась жизнь во Вселенной.
РАЗДЕЛ 1
1.1. Кометы - «капсула времени»
По мнению учёных, ядра комет несут в своём составе «исходное вещество» в том виде, в котором оно находилось при возникновении Солнечной системы. Есть основания считать, что кометы являются самыми старыми её объектами — они формировались на периферии протопланетного облака и могли занести на древнюю Землю воду и органические соединения, из которых впоследствии образовалась жизнь. Множество фундаментальных вопросов о возникновении и эволюции комет до сих пор не имеют ответа, поэтому данная экспедиция крайне важна. В том числе и потому, что помогает раскрыть тайны прошлого нашего собственного дома.
Вещество кометы — первичное, из него 4,5 млрд. лет назад образовалась Солнечная система, образовались планеты. А кометы сохранили это вещество в первозданном виде. Планеты его переработали, потому что из-за силы тяжести это вещество сжималось. Солнце тоже из первичного вещества. Но термоядерные реакции в недрах Солнца изменили это вещество до неузнаваемости, и там мы видим в основном водород и гелий.
Есть и другие малые примеси.А в кометах ничего не изменилось, там, как в холодильнике, сохранилось вещество в замороженном виде. Что дали Земле кометы? Они принесли на Землю воду, ведь 3–4 млрд. лет назад была мощная бомбардировка планеты кометами. Они сыпались как из рога изобилия. А в кометах около 80% — это лед. Кое-что испарялось, а кое-что заполняло впадины на планете, и на Земле образовались океаны. То, что источником воды на Земле были кометы, подтверждается изотопным составом воды в ядрах комет и воды на нашей планете.
Кометы имеют сложную органику. Например, глицин — это аминокислота. А без нее ни одно живое существо не обходится. Осталось найти аминокислоты, из которых образуется ДНК-аденин (A), гуанин (G), цитозин (C) и тимин (T) — и из которых состоят спирали наших молекул ДНК. Это спираль, т. е. периодическая структура, и когда она делится, то любая часть этой спирали воспроизводится, и она бессмертна, пока есть на Земле вода, кислород, тепло. Так на Земле зародилась жизнь. Трудно сказать, как это произошло, вероятность очень маленькая, но, тем не менее, это случилось. И кометное вещество стало источником жизни на Земле. [3]

Рис. 1.1. Кометы - первичное вещество строения Солнечной системы
1.2. История кометы 67Р/Чурюмова – Герасименко

Рис. 1.2. Комета 67Р/Чурюмова – Герасименко
Комета Чурюмова — Герасименко была открыта 23 октября  1969 года советским астрономом Климом Чурюмовым в Киеве на фотопластинках другой кометы — 32P/Комас Сола, снятых Светланой Герасименко в сентябре в Алма-Атинской обсерватории (первый снимок, на котором видна комета, был сделан 20 сентября 1969 года). Он обнаружил ещё одну комету возле края фотоснимка, однако вначале посчитал её фрагментом кометы Комас Сола. При изучении последующих фотоснимков было выяснено, что этот объект двигался по иной траектории и таким образом является самостоятельной кометой.
Индекс 67P означает, что это 67-я открытая короткопериодическая комета.[3]
Она относится к группе короткопериодических (ее период обращения равен 6,6 года), размеры большой полуоси орбиты составляют немногим более 3,5 астрономических единиц, линейные размеры ядра имеют порядок нескольких километров.

Рис. 1.3. Клим Чурюмов и Светлана Герасименко, 1975 год
Комета 67Р относится к периодическим, к семейству Юпитера
 При расчётах траектории кометы Чурюмова — Герасименко было выявлено, что её орбита менялась. До 1959 года перигелий кометы находился на расстоянии около 2,7 а. e. от Солнца. Затем, в результате гравитационного воздействия Юпитера это расстояние сократилось до 1,29 а. е., каковым и остаётся по сей день. [3]

РАЗДЕЛ 2
2.1 Цели и задачи проекта «Розетта»
Главной целью миссии является изучение кометы Чурюмова — Герасименко для сбора информации о том, как зарождалась и эволюционировала Солнечная система.
Проект Rosetta — плод работы над новыми направлениями исследований, проводимой совместно Национальным управлением по аэронавтике и изучению космического пространства (NASA) и Европейским космическим агентством ЕКА в конце 1980-х — начале 1990-х годов. Американцы планировали выполнить пролёт астероида и встречу с кометой, европейцы прорабатывали аппарат для возвращения на Землю образцов ядра.
Проект, утверждённый Комитетом научных программ ЕКА 4—5 ноября 1993 года, получил название Rosetta в честь Розеттского камня — плиты, найденной в Египте в 1799 году солдатом армии Наполеона. На плите обнаружились три идентичных по смыслу текста, два на древнеегипетском языке (один — иероглифами, другой — демотическим письмом), а третий — на древнегреческом. Насколько трёхъязычная надпись позволила основателю египтологии Жану-Франсуа Шампольону (Jean-Francois Champollion) проникнуть в тайну древнеегипетской письменности, настолько данные, принесённые зондом Rosetta, должны были помочь раскрыть историю происхождения Солнечной системы.[14]
12 марта 2003 года, в рамках подготовки миссии ЕКА  «Розетта», с помощью космического телескопа «Хаббл» были сделаны фотоснимки кометы, по которым было построено её трёхмерное изображение. Были определены размеры ядра кометы — 3×5 км.
Космический аппарат «Розетта» стартовал 2 марта 2004 года. Главной целью миссии является изучение кометы Чурюмова — Герасименко для сбора информации о том, как зарождалась и эволюционировала Солнечная система. «Розетта» достигла кометы летом 2014 года, став первым космическим аппаратом, который вышел на орбиту кометы.
Место посадки зонда на «голове» кометы, утверждённое 14 октября 2014 года, получило название «Агилкия» (лат. Agilkia) — по названию острова на Ниле, на который были перенесены культовые древнеегипетские сооружения с острова Филы  перед затоплением последнего при строительстве Асуанской плотины. [3]
Основной целью экспедиции, которая планировалась на 2003 год, назначалась комета 46P/Виртанена, открытая 17 января 1948 года американцем Карлом Виртаненом (Carl Alvar Wirtanen) на снимке, сделанном в Ликской обсерватории. Однако по причинам, связанным с сомнениями в надёжности ракеты-носителя, запуск отложили. К комете Виртанена зонд уже не успевал, и его переориентировали на комету 67P/Чурюмова — Герасименко, а время старта перенесли на 2004 год. Цели и задачи программы в общем не изменились: зонд сближается с кометой и высаживает на её ядро посадочный аппарат. Последний определяет параметры и исследует химический состав ядра, а также вместе с обращающимся неподалёку пролётным зондом изучает изменения активности кометы со временем.
Когда надёжность носителя была подтверждена, в марте 2004 года Rosetta стартовала. За месяц до этого, 5 февраля, посадочный зонд получил новое имя «Филы» (Philae) — так называется остров на Ниле вблизи города Розетта, где был найден обелиск с иероглифической надписью, упоминающей царя Птолемея VIII и цариц Клеопатру II и Клеопатру III. Эти имена стали для Шампольона ключом к расшифровке иероглифов. Хотя латинское название острова звучит как «Фила́е», участники программы произносят имя посадочного аппарата как «Филе́й». [3]

Рис.2.1. Миссия « Rosetta»
2.2. Программа и длительность проекта
2.2.1. Программа проекта : Программа полёта:
Запуск (март 2004)
Первый пролёт мимо Земли (март 2005);
Пролёт мимо Марса (февраль 2007);
Второй пролёт мимо Земли (ноябрь 2007);
Встреча с астероидом Штейнс  (5 сентября 2008);
Третий пролёт мимо Земли (13 ноября 2009);
Встреча с астероидом Лютеция (10 июля 2010);
Бездействие (май 2011 — январь 2014);
Приближение к комете Чурюмова — Герасименко (январь — май 2014);
Картографирование кометы (август 2014);
Посадка спускаемого аппарата (12 ноября 2014);
Исследование кометы (ноябрь 2014 — декабрь 2015);
Прохождение перигелия (август 2015);
Окончание миссии (декабрь 2015).
Задачи Розетты:
Пролет планеты Марс, астероидов, спутник кометы, посадка на ее поверхность (19)
Запуск:
2 марта 2004 года 07:17:00 UMC
Пролет : планеты Марс, астероидов Лютеция и Штейнс.
Стартовая площадка: космодром Куру, Франция, Гвиана
Ракета – носитель: Ариан – 5
Длительность полета: 12 лет, 2 месяца и 22дня
Технические характеристики: масса 3000 кг, мощность 850 Вт. 192.2.2. Схема программы проекта "Розетты"
1 – март 2004 года: запуск КА
2- март 2005 года: первый пролет у Земли
3 – февраль 2007 года: пролет у Марса
4 – ноябрь 2007 года: второй пролет у Земли
5 – сентябрь 2008 года: сближение с астероидом Штейнс6 – ноябрь 2009 года: третий пролет у Земли
7 – июль 2010 года: сближение с астероидом Лютеция
8 – июль 2011 года: перевод КА в режим сна
9 – январь 2014 года: пробуждение КА
10 – август 2014 года: выход на орбиту кометы
11 – ноябрь 2014 года: посадка спускаемого аппарата на поверхность кометы
12 – декабрь 2016года: завершение проекта. 19
Рис.2. 2. Схема программы проекта "Розетты"
2.2.3. Миссия Rosetta по изучению кометы Чурюмова-Герасименко продлена до сентября 2016 года.
Европейское космическое агентство (ЕКА) в июне 2016 года приняло решение продлить миссию Rosetta по изучению кометы Чурюмова-Герасименко ещё на девять месяцев.
Запуск Rosetta состоялся более 10 лет назад — 2 марта 2004 года. А летом 2014-го аппарат достиг намеченной цели — кометы 67P/Чурюмова-Герасименко. В ноябре на поверхность космического объекта был сброшен зонд Philae, но из-за неудачной посадки он оказался в тени и за 57 часов исчерпал запас энергии, перейдя в спящий режим. Однако около полутора недель назад Philae подал признаки жизни, связавшись со станцией Rosetta. Это вселило в специалистов ЕКА надежду на возможность проведения новых экспериментов. Программа Rosetta продлена до сентября 2016 года. Ранее завершить миссию планировалось в декабре 2015 года.
2.3. Техническое обеспечение проекта
2.3.1. Конструкция и дизайн
«Розетта» была собрана в чистой комнате в соответствии с требованиями COSPAR. Стерилизация была не так важна, так как кометы не рассматриваются в качестве объектов, где можно найти живые микроорганизмы, зато на них надеются найти молекулы-предшественники жизни.
Электрическую энергию аппарат получает от двух солнечных батарей общей площадью 64 м² и мощностью 1500 Вт (400 Вт в спящем режиме).
Главная двигательная установка состоит из 24 двухкомпонентных двигателей с тягой в 10 Н. Аппарат имел на старте 1670 кг двухкомпонентного топлива, состоящего из  монометилгидразинаа (горючего) и тетраоксида азота (окислителя).
Корпус из ячеистого алюминия и разводку электрического питания по борту изготовила финская компания Patria. Финский метеорологический институт  изготовил приборы зонда и спускаемого аппарата: COSIMA, MIP (Mutual Impedance Probe), LAP (Langmuir Probe), ICA (Ion Composition Analyzer), прибор поиска воды (Permittivity Probe) и модули памяти (CDMS/MEM).

Рис.2.3.Схема космического зонда Rosetta
Внешне Rosetta похожа на обычный геостационарный спутник связи: характерный «ящик» размером 2,8 × 2,1 × 2,0 м с двумя панелями солнечных батарей (их размах в раскрытом состоянии достигает 32 м). Межпланетная станция стартовой массой 3065 кг оснащена двигательной установкой с запасом топлива 1719 кг, которая обеспечивала все манёвры на траектории и выход на орбиту вокруг ядра кометы.
Научная аппаратура массой 165 кг включает 11 приборов и инструментов:
комплекс OSIRIS (Optical, Spectroscopic, and Infrared Remote Imaging System) для детальной съёмки ядра и газопылевой оболочки кометы, а также астероидов;
видовой ультрафиолетовый (УФ) спектрометр ALICE для анализа газового состава комы (части головы кометы) и хвоста, включая нахождение скорости образования H2O, CO и CO2;
картирующий спектрометр видимого и теплового инфракрасного (ИК) диапазона VIRTIS (Visible and Infrared Thermal Imaging Spectrometer) для исследования свойств грунта и выделяющихся газов;
микроволновой зонд MIRO (Microwave Instrument for the Rosetta Orbiter) для определения подповерхностной температуры ядра кометы и астероидов, а также измерения газовых компонентов комы (H2O, CO, NH3, CH3OH) и скорости их образования;
спектрометр ионов и нейтральных атомов ROSINA (Rosetta Orbiter Spectrometer for Ion and Neutral Analysis) для определения элементного, изотопного и молекулярного состава комы;
масс-спектрометр вторичных ионов COSIMA (Cometary Secondary Ion Mass Analyser) для определения элементного и изотопного состава пылинок, происходящих из ядра кометы, анализа неорганической и органической фазы в них;
датчик пылевой обстановки MIDAS (Micro-Imaging Dust Analysis System) для определения плотности пыли, размера и формы пылинок;
анализатор кометной пыли GIADA (Grain Impact Analyser and Dust Accumulator);
плазменный комплекс PRC (Rosetta Plasma Consortium) для определения свойств ядра и внутренней части комы, мониторинга активности и изучения взаимодействия с солнечным ветром;
излучатель радиозонда CONSERT (Comet Nucleus Sounding Experiment by Radiowave Transmission) для изучения крупномасштабной структуры ядра;
аппаратура точного радиоконтроля орбиты RSI (Radio Science Investigation) для навигации вблизи кометы, определения массы и плотности ядра, зондирования комы и солнечной короны методом радиозатмения.[14]
2.3.2. Научное оборудование спускаемого аппарата
Общая масса спускаемого аппарата — 100 кг. Полезная нагрузка массой 26,7 кг состоит из десяти научных приборов. Спускаемый аппарат спроектирован для в общей сложности 10 экспериментов по изучению структурных, морфологических, микробиологических и других свойств ядра кометы. Основу аналитической лаборатории спускаемого аппарата составляют пиролизёры (для исследования химического и изотопного состава ядра кометы «Филы» ), газовый хроматограф (способных анализировать различные смеси органических и неорганических веществ) и масс-спектрометр (для анализа и идентификации газообразных продуктов пиролиза ). 19
Рис.2.4.Схема лендера Philae
Маленький шестигранный посадочный аппарат Philae размерами
1,0 × 1,0 × 0,8 м имел массу 100 кг, из которых 21 кг приходится на 10 научных приборов:
спектрометр альфа-частиц и рентгеновского излучения APXS (Alpha Proton X-ray Spectrometer) для определения элементного состава грунта;
комбинированный газовый хроматограф и масс-спектрометр COSAC (COmetary SAmpling and Composition) для анализа образцов горных пород и оценки содержания в них летучих компонентов;
газовый хроматограф Ptolemy для измерения соотношения долей стабильных изотопов в ключевых летучих компонентах ядра кометы;
комплекс из шести микрокамер CIVA для панорамной съёмки поверхности и спектрометр для изучения образцов грунта;
камера ROLIS (Rosetta Lander Imaging System) для съёмок во время спуска, с разрешением 1024 × 1024 пикселя;
приёмник и ретранслятор радиозонда CONSERT для изучения крупномасштабной структуры ядра;
датчики MUPUS (MUlti-PUrpose Sensors for Surface and Sub-Surface Science) для измерения плотности, температурных и механических свойств поверхности;
магнитометр и детектор плазмы ROMAP (Rosetta Lander Magnetometer and Plasma Monitor) для изучения магнитного поля ядра кометы и его взаимодействия с солнечным ветром;
комплект из трёх приборов SESAME (Surface Electric Sounding and Acoustic Monitoring Experiments) для анализа физических и электрических свойств грунта, акустического зондирования и измерения оседающей пыли;
подсистема SD2 (Drill, Sample, and Distribution subsystem) для бурения, забора и распределения грунта [14]
2.4. Реализация проекта
2.4.1. Полет
25 февраля 2007 года «Розетта» пролетала вблизи Марса. Во время пролёта спускаемый аппарат «Филы» впервые работал в автономном режиме, с питанием от собственных аккумуляторов. Приборами спускаемого аппарата с расстояния в1000 км была проведена съёмка планеты, получены данные о магнитном поле Марса.
8 ноября 2007 года  обнаружен «астероид» 2007 VN84, который, вероятно, способен столкнуться с Землёй. Астроном Денис Денисенко первым сообщил, что тревога ложная: это всего лишь «Розетта» готовится к гравитационному манёвру близ Земли.
4 августа 2008 года астероид Штейнс  попал в зону видимости космического аппарата. 14 августа 2008 года была произведена коррекция траектории полёта, что обеспечило 5 сентября пролёт в 800 км от астероида Штейнс.
6 сентября «Розетта» передала снимки астероида с близкого расстояния. На его поверхности обнаружены 23 кратера диаметром более 200 метров. Узкоугольная камера NAC (Narrow-Angle Camera) переключилась в безопасный режим за несколько минут до сближения, и съёмка была проведена широкоугольной камерой WAC (Wide-Angle Camera), что существенно ухудшило разрешение снимков.
Вечером 10 июля 2010 года космический аппарат сблизился с астероидом Лютеция. «Розетта» сделала множество снимков астероида.
10:00 по UTC (11:00 CET) 20 января 2014 года космический аппарат «Розетта» «проснулся» от внутреннего таймера. Сигнал от аппарата был принят в 18:17 UTC (19:17 CET). Началась подготовка к встрече с кометой Чурюмова — Герасименко.
2.4.2. Работа аппарата близ кометы
В июле 2014 года «Розетта» получила первые данные о состоянии кометы Чурюмова — Герасименко. Аппарат определил, что ядро кометы, которое имеет «неправильную» форму, ежесекундно выпускает в окружающее пространство около 300 миллилитров воды.. 3 августа 2014 года с расстояния в 285 км было получено изображение с разрешением 5,3 метра/пиксель.
7 августа 2014 года «Розетта» приблизилась к ядру кометы на расстояние около 100 км.
2.4.2.1. «Успешная посадка»
Изображения поверхности кометы получены при помощи системы OSIRIS (научной системы обработки изображений, установленной на «Розетте»). В начале сентября 2014 года после анализа снимков была составлена карта поверхности с выделением нескольких областей, каждая из которых характеризуется особой морфологией. 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 коме кометы.
Принято решение осуществить посадку на поверхность ядра кометы 12 ноября 2014 года . Местом посадки выбрана область Агилкия .
15 октября 2014 года специалисты ЕКА подтвердили основное место посадки аппарата «Филы». «Розетта» находилась на круговой орбите, в 10 км от центра четырёхкилометрового ядра кометы. Это позволило более детально осмотреть основное и резервное места посадки, чтобы закончить оценку опасностей (включая ограничения, вызванные наличием валунов).
12 ноября 2014 года ЕКА сообщило об отстыковке аппарата «Филы» от зонда «Розетта», сигнал об этом поступил в 10:03 по местному времени в Европейский центр управления космическими полетами в Дармштадте. Спуск на поверхность ядра кометы занял у него около семи часов. На протяжении этого времени аппарат делал снимки как самой кометы, так и зонда «Розетта». Посадка модуля осложнялась отказом ракетного 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.
14 ноября 2014 года 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. Кроме этого, аппарат был приподнят на 4 см и повёрнут на 35° в попытке увеличить освещённость солнечных батарей.

2.4.2.2. «Связь утеряна…»
15 ноября 2014 года «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.
2.4.2.3. «Фили откликнулся…»
13 июня 2015 года «Филы» вышел из режима пониженного энергопотребления, была установлена связь с аппаратом. [19]
Семь месяцев спустя, 13 июня 2015-го, Philae подал признаки жизни: двустороннюю связь удалось установить на 78 секунд. Второй контакт с зондом был осуществлён 14 июня: в этот день сеанс общения длился около четырёх минут, постоянно прерываясь. Далее последовали контакты 19 июня (почти 19 минут с прерываниями), 20 июня (31 минута с многочисленными прерываниями) и 21 июня (примерно 11,5 минуты с длительным перерывом).
В последний раз сигнал от Philae удалось получить 24 июня: тогда «общение» продолжалось 17 минут и 11 секунд с многочисленными сбоями соединения. После этого зонд замолчал.
Попытки установить связь с зондом были совершены в конце октября, когда станция Rosetta приблизилась к комете Чурюмова–Герасименко. Однако шансы на то, что Philae восстановит работу, были не слишком велики. [6]
13 августа 2015 года, комета 67P/Чурюмова-Герасименко достигла перигелия — точки своего максимального сближения с Солнцем. Исследователям удалось провести несколько сеансов связи. Но впоследствии зонд снова замолчал, и пока никаких сигналов от него нет.
В точке максимального сближения с Солнцем комета и станция Rosetta оказались на удалении около 186 млн. км от нашего светила. В этой области космический объект оказывается раз в шесть с половиной лет — именно столько длится период обращения кометы вокруг Солнца.
Сейчас 67P/Чурюмова-Герасименко и Rosetta движутся со скоростью приблизительно 34,2 км/с. Пара находится на расстоянии около 265,1 млн. км от Земли.
Научная программа Rosetta продлится до сентября 2016-го. Это позволит собрать массу важной научной информации в дополнение к той, которая уже получена. [8]
Современное положение и траекторию движения кометы 67Р и космического модуля Rosetta можно увидеть на интерактивной карте:
интерактивная карта полета Розетты [24], интерактивная схема орбитального движения Розетты [25] .
2.4.2.4. «Philae умер, Rosetta жива!»
Попытки пробудить зонд Philae на комете Чурюмова-Герасименко прекращены.
Станция Rosetta будет разбита о комету Чурюмова-Герасименко.
Германский центр авиации и космонавтики (DLR) 12 февраля 2015 года , официально сообщил о прекращении попыток установления связи с зондом Philae на комете Чурюмова-Герасименко.
Комета отдаляется от нашего светила, из-за чего температура на ней опускается ниже минус 180 градусов Цельсия. Philae попросту не рассчитан на работу в таких условиях. К тому же за время пребывания на космическом теле солнечные панели зонда покрылись пылью, что затруднило и без того недостаточную выработку энергии.
«К сожалению, вероятность установления связи с Philae практически равна нолю, и мы больше не будем посылать аппарату какие-либо команды», — сообщили в DLR.
Что касается станции Rosetta, то она пока исправно функционирует. Но до завершения миссии осталось чуть больше полугода: в сентябре Rosetta будет спущена на поверхность кометы. [13]
Участники миссии Rosetta по изучению кометы Чурюмова-Герасименко определились с дальнейшей судьбой этого космического аппарата. Завершить миссию Rosetta изначально планировалось в декабре 2015-го, но затем научная программа была расширена до сентября 2016 года. После этой даты станция слишком сильно отдалится от Солнца и выработка энергии в нужном количестве станет невозможной.
После завершения миссии станция Rosetta будет разбита о поверхность кометы Чурюмова-Герасименко. Однако этому будет предшествовать длительный спуск, в течение которого бортовая аппаратура станции соберёт и передаст на Землю ряд научных показателей.
По сути, именно Rosetta выполнит часть задач, которые изначально возлагались на модуль Philae. Последний, подав признаки жизни минувшим летом, так и не смог восстановить работоспособность. [11]
Дополнительное время позволит провести ряд новых экспериментов, некоторые из которых окажутся довольно рискованными. Станции предстоит пролететь на расстоянии менее 10 км от поверхности кометы для получения детальных снимков, которые, возможно, помогут в установлении точного местоположения зонда Philae. [5]
13 августа комета окажется на минимальном расстоянии от Солнца, после чего начнёт удаляться. Это позволит Rosetta собрать информацию о постепенном затухании активности и изменении характера процессов, протекающих на комете. К концу сентября 2016-го станция окажется слишком далеко от нашего светила, из-за чего выработка энергии солнечными панелями в необходимом количестве станет невозможна. Предполагается, что после этого Rosetta будет спущена на поверхность кометы. Миссия станции Rosetta завершится в сентябре 2016-го, поскольку из-за удаления от Солнца выработка энергии в нужном количестве окажется невозможной. Финалом программы станет падение аппарата на поверхность кометы. [12]
РАЗДЕЛ 3
3.1. Достижения и результаты проекта
3.1.1. Химический состав газов, выбрасываемых из комы (облако, окружающее ядро)
Комета источает «ароматы» тухлых яиц (сероводород), конюшни (аммиак), формальдегида и синильной кислоты. Плюс к этому обнаружены следы метанола и сернистого газа.
Комета 67P/Чурюмова-Герасименко удивляет обилием различных «запахов». Изначально исследователи полагали, что по мере приближения объекта к Солнцу будут испускаться прежде всего наиболее летучие молекулы, в частности, двуокись углерода и окись углерода.[4]
Учёные Европейского космического агентства (ЕКА) обнаружили «высокое содержание» кислорода в облаке пыли и газа, окружающем комету Чурюмова-Герасименко (67P), однако пока не могут объяснить его происхождение. Вызвавшее удивление учёных присутствие молекул кислорода на ледяной комете, было обнаружено после получения данных, отправленных с зонда Розетта.
Ошеломлённые учёные не ожидали встретить на комете молекулы кислорода, так как, несмотря на то, что этот элемент находится на третьем месте по распространённости во Вселенной, его молекулы очень легко образуют соединения с другими элементами, в результате чего получается, например, вода или диоксид углерода.
ЕКА называет находку неожиданной, так как «не так уж и много на сегодняшний день имеется примеров обнаружения межзвёздного O2».
Катрин Альтвегг (Kathrin Altwegg) из Бернского университета, участник команды исследователей заявила, что кислород мог быть включён в комету в момент её формирования, возможно в результате столкновения, но эта теория идёт вразрез с существующей моделью формирования Солнечной системы. [10]
Выяснилось, «пещер» внутри 67P/Чурюмова- Герасименко нет. Комета имеет пористую структуру; она содержит в четыре раза больше пыли, нежели льда.
Ранее также было установлено, что 67P/Чурюмова-Герасименко является одним из самых тёмных объектов в Солнечной системе. Альбедо кометы составляет всего 6 %. Для сравнения: соответствующий показатель Луны равен 12 %, Земли — примерно 37 %.
«Розетта» записала колебания электромагнитного поля кометы, частота которого составляет от 40 до 50 мГц. Преобразованием частоты эти колебания были приведены в звуковой диапазон, который может воспринимать человеческое ухо – «голос кометы».[21]

3.1.2.Характеристики кометы
Комета имеет пористую структуру и 75-85% её объема составляет пустота. Температура на освещённой стороне колеблется между −183 и −143 °C. Магнитное поле на комете отсутствует.
Сила тяжести на ядре примерно в 50 тысяч раз меньше, чем на Земле, и земные 100 кг превратились... в 2 г.. [15]
Ядро имеет неправильную форму, и в первом приближении может быть описано как состоящее из двух скреплённых между собою частей. Размеры этих фрагментов оцениваются как 4,1×3,2×1,3 км (бо́льшая часть) и 2,5×2,5×2,0 км (меньшая часть), объём — в 25 км³. Такая форма связана с происхождением кометы в результате слияния двух других небесных тел. Части кометы образовались по отдельности, после чего столкнулись между собой. По мнению учёных, столкновение произошло при небольшой относительной скорости двух тел — около 1,5 м/с.
В публикациях ЕКА форма ядра кометы сравнивалась с игрушечной резиновой уточкой. Согласно последним оценкам, масса кометы составляет 1013 кг (10 миллиардов тонн) с погрешностью 10 %, период вращения — 12 часов 24 минуты.
Южный полюс, который на протяжении большей части орбиты кометы (5,5 лет) находится в состоянии полярной ночи, богат водой и углекислым газом.
В 2014 году с помощью «Розетты» специалисты обнаружили на комете молекулы 16 органических соединений, в том числе угарный и углекислый газы в коме, четыре из которых — метилизоцианат, ацетон, пропаналь и ацетамид — ранее на кометах не встречались. Также «Розетта» показала наличие полимерных молекул на поверхности кометы, образовавшихся под действием радиации, и отсутствие ароматических соединений. На комете более сотни образований изо льда, который превращается в пар с частицами пыли при приближении кометы к Солнцу. В 2016 было объявлено, что на комете найден иней. Учёные, проанализировав свыше 3 тысяч образцов, захваченных в окрестностях кометы, пришли к выводу, что в коме кометы содержится молекулярный кислород.
Состав водяного пара на комете отличается от состава земного водяного пара. [4] В мае 2015 года учёные обнаружили на комете так называемые балансирующие скалы. Поверхность кометы разделена на 19 регионов, названных в честь древнеегипетских богов и богинь. [3]
3.1.3. Характеристики орбиты:
Эксцентриситет (е) – 0,64102
Большая полуось (а) – 3,4630 а.е.
Перигелий (q) -1,2432 а.е.
Афелий(Q) – 5,6829 а.е.
Период обращения (Р) – 6,44 лет
Наклонение орбиты – 7,0405''
3.1.4. Физические характеристики:
Масса - 10 13 кг Средняя плотность – 0,47гсм3 Размеры – 4,1 x3,2 x 1,3 км (большая часть)
2,5 x 2,5 x 2,0 км (меньшая часть) . [3]
ВЫВОДЫ
В результате полученных данных можно сделать следующие выводы:
Кометы — замороженный «строительный мусор», оставшийся после формирования Солнечной системы, в самом деле оказались смесью водяного льда и пыли. Если всё вещество ядра сжать, оно было бы плотнее воды, но в реальности Rosetta зарегистрировала гораздо меньшую плотность и заставила ведущих учёных задуматься: а не пронизана ли «капсула времени» пещерами и кавернами?
Теперь можно считать, что эта тайна раскрыта: комета 67P — не кубик льда, а, скорее, пирожное-безе, достаточно твёрдое, но в то же время очень лёгкое, склеенное из мириад порошкообразных пылинок.
Вычисленная масса кометы 67P/Чурюмова — Герасименко оказалась чуть меньше 10 млрд т. Для разработки математических моделей формы использовались изображения с камеры OSIRIS, которые позволили определить объём ядра примерно в 18,7 км3, а это означает, что плотность составляет 533 кг/м3 (примерно как у сухой древесины).
Анализ показал: по химическому составу кометная вода отличается от земной — это во многом противоречит гипотезе о том, что воду на Землю и другие планеты Солнечной системы доставили кометы.
Закрывать последнюю страницу грандиозной эпопеи Rosetta (общую стоимость миссии оценивают в 1,3 млрд евро) рано, но подвести промежуточные итоги стоит. Несомненным результатом полёта — и одним из величайших достижений космонавтики — стала первая мягкая посадка на столь специфическое небесное тело, как ядро кометы.
По мнению генерального директора ЕКА Жан-Жака Дордена (Jean-Jacques Dordain), научно-исследовательская программа Rosetta по изучению кометы 67Р/Чурюмова — Герасименко достойна Нобелевской премии. «Я надеюсь, что будут присуждены Нобелевские премии по результатам осуществления исследовательских программ космическими аппаратами Rosetta и Philae».
Благодаря спуску на поверхность ядра получен доступ к реликтовому веществу Солнечной системы, что позволило проверить гипотезу о возможности переноса кометами воды и макромолекул органики. Исследования позволяли пролить свет на то, как зарождалась жизнь во Вселенной.
Учёные продолжают анализировать данные, полученные от посадочного модуля, в частности о температуре на поверхности кометы, о составе слагающих её материалов. Так выяснилось, что объект имеет пористую структуру, на поверхности и в газопылевом облаке вокруг ядра, называемом комой, наличествуют органические молекулы, вода, угарный и углекислый газы.
После анализа информации был сделан вывод о том, центральное тело является однородным, но весьма рыхлым. Учёные подсчитали, что оно на 75% состоит из частиц пыли и на 25% из водяного льда.
В целом миссия завершилась успешно.
За время пребывания исследовательских аппаратов на поверхности
и около кометы 67P/Чурюмова — Герасименко собран
огромный массив научных данных, анализ которых показал,
что ледяное тело кометы, являющееся остатками материала, из
которого сформировались объекты Солнечной системы, имеет
более разнообразную природу и более сложное строение,
нежели учёные считали ранее.
Понятно, что это далеко не все результаты миссии — на их полное изучение и анализ уйдут годы. Не исключено, что впереди — новые открытия, которые помогут лучше понять историю Солнечной системы и нашей планеты.[18]
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
1.Официальный сайт «Розетты»
1.http://rosetta.esa.int2.http://www.esa.int/spaceinvideos/content/search?SearchText=rosetta&SearchButton=Go2.Блог проекта
http://www.livejournal.com/magazine/478322.html3.Википедия
https://ru.wikipedia.org/wiki/67P/Чурюмова_—_Герасименко4.Новости проекта
http://www.3dnews.ru/9042185. Новости проекта
http://www.3dnews.ru/916101?from=related-grid&from-source=9185926. Новости проекта
http://www.3dnews.ru/9205487.Новости проекта
http://www.3dnews.ru/9068978.Новости проекта
http://www.3dnews.ru/subjects/kometachg9.Новости проекта
http://www.3dnews.ru/92161210.Новости проекта
http://www.3dnews.ru/92276311.Новости проекта
http://www.3dnews.ru/92308012.Новости проекта
http://www.3dnews.ru/92802513.Новости проекта
http://www.3dnews.ru/92833814.Новости Вскрытие «капсулы времени»
Игорь Афанасьев , Дмитрий Воронцов , Александр Ильинhttp://www.3dnews.ru/92840515.Новости Вскрытие «капсулы времени» Игорь Афанасьев , Дмитрий Воронцов , Александр Ильинhttp://www.3dnews.ru/928405/page-2.html16. Сайт - http://www.3dnews.ru http://www.3dnews.ru/offsyanka17.Новости проекта
http://www.3dnews.ru/92841118.Новости проекта
http://www.3dnews.ru/928411/page-2.html19. Космический аппарат Розетта https://ru.wikipedia.org/wiki/Розетта_(космический_аппарат)20. Сайт Розетты https://commons.wikimedia.org/wiki/Category:Rosetta_(spacecraft)21. Песня кометы http://astronews.ru/cgi-bin/mng.cgi?page=news&news=666322. Анимация движений кометы https://ru.wikipedia.org/wiki/67P/Чурюмова_—_Герасименко#/media/File:NavCam_Comet_67P_animation_20140806_(cropped).gif23. Видео о комете: https://www.youtube.com/watch?v=WORqSa1Dh_U&index=7&list=PLgx5PMpgonqUD1aO3g0bZ_a7VKg8VGTeS Посадка на комету https://www.youtube.com/watch?v=tya-Jc28Fj8Как это было https://www.youtube.com/watch?v=VV5gaTDvIe0 Басни и сказки о кометах https://www.youtube.com/watch?v=NGCQN6xVYbk24..Интерактивная карта полета Розетты http://sci.esa.int/where_is_rosetta/25. Интерактивная схема орбитального движения Розетты: http://wpc.50e6.edgecastcdn.net/8050E6/mmedia-http/download/public/videos/2014/08/006/1408_006_AR_EN.mp4http://wpc.50e6.edgecastcdn.net/8050E6/mmedia-http/download/public/videos/2014/10/013/1410_013_AR_EN.mp426.Сайт DLR
http://www.dlr.de/dlr/en/desktopdefault.aspx/tabid-10002/27. ESOC (European Space Operations Centre) в Дармштадте
http://www.esa.int/About_Us/ESOC ПРИЛОЖЕНИЯ

Ракета – носитель -42Р

Комета Виртанена – первоначальная цель проекта

Снимки астероида Штейнс, 4 августа 2008 год

Розетта вблизи Марса, 25 февраля 2007 год

Станция Нью – Норшия

Астероид Лютеция,10 июля 2010 год

Географическая карта кометы

3D – изображение кометы вблизи перигелия 12 августа 2015 года

Космический зонд Rosetta, посадочный модуль Philae и комета 67Р

Посадочный модуль Philae и комета 67Р

Комета 67Р/ Чурюмова - Герасименко

Приложенные файлы

  • docx file 13.doc
    Размер файла: 3 MB Загрузок: 12