Europa w pogoni za kometą

Sonda, wystrzelona z Ziemi w marcu 2004 roku na pokładzie rakiety Ariane 5, w sierpniu ma dotrzeć na orbitę komety 67P/Czuriumow-Gierasimienko. Kontrolerzy lotu Europejskiej Agencji Kosmicznej (ESA) w Darmstadt w Niemczech odetchnęli z ulgą, kiedy 20 stycznia udało się wybudzić sondę ze stanu uśpienia.

Naukowcy musieli przestawić Rosettę w stan hibernacji w czerwcu 2011 roku, aby oszczędzić energię. Przez kilka najbliższych tygodni będzie trwało uruchamianie i sprawdzanie wszystkich podzespołów sondy. Proces zbliżania się satelity do pędzącej przez Układ Słoneczny komety rozpocznie się w maju. W sierpniu Rosetta ma znaleźć się na jej orbicie.

Polscy specjaliści zbudowali urządzenie, które wbije się w powierzchnię jądra komety i pomoże wydobyć próbki

Główny element sondy – orbiter wyposażony w 12 instrumentów badawczych – pozostanie na orbicie komety przez 17 miesięcy. Przez ten czas instrumenty pokładowe będą stale obserwowały jądro komety.

Najbardziej spektakularna faza misji rozpocznie się w listopadzie. Wtedy drugi element Rosetty – lądownik o nazwie Philae – osiądzie na powierzchni jej jądra. Po raz pierwszy wykonane ludzką ręką urządzenie opuści się na powierzchnię takiego ciała niebieskiego i przystąpi do badania próbek pobranych z powierzchni zamrożonej skały.

– Będziemy przeżywać cztery godziny horroru, kiedy Philae odłączy się od sondy i zbliży do powierzchni jądra komety – przyznał Jean-Jacques Dordain, dyrektor ESA, wspominając  „siedem minut horroru"  jakie przeżywali kontrolerzy amerykańskiej NASA podczas lądowania  łazika Curiosity na Marsie w  sierpniu 2012 roku.

Jeśli wszystko pójdzie zgodnie z planem, zbadane na miejscu próbki przyniosą niezwykle cenną wiedzę dla astrofizyków i astrobiologów. Naukowcy mają nadzieję, że kilkanaście miesięcy obserwacji przez instrumenty orbitera i analiza materiału z powierzchni pozwoli poznać budowę komety i odsłonić tajemnice powstania Układu Słonecznego.

Badacze sądzą, że w kometach zwanych przez niektórych badaczy „brudnymi śnieżkami" pozostała nietknięta pierwotna materia, która pozostała po formowaniu się Układu Słonecznego, które miało miejsce 4,6 miliarda lat temu.

Dane, jakie uzyska Rosetta, powinny utworzyć coś w rodzaju „wehikułu czasu" i umożliwić naukowcom badanie, jak nasze kosmiczne środowisko zmieniło się od powstania układu planetarnego.

– Będziemy próbować opisać fizyczne właściwości komety i jej skład chemiczny – powiedział Matt Taylor z zespołu naukowego projektu Rosetta. – Dowiemy się, jak i gdzie kometa została utworzona, a także losy jej późniejszej podróży w trakcie ewolucji Układu Słonecznego. Można będzie też dowiedzieć się czegoś więcej o utworzeniu samych planet, a nawet odkryć, jakie procesy zachodzą wewnątrz naszego Słońca.

– Ogólnie rzecz ujmując, mamy nadzieję znaleźć odpowiedzi na podstawowe pytania, jakie nas nurtują od wieków: skąd pochodzimy, jaki będzie nasz los i jak długo utrzymamy się na tej planecie – tłumaczy Thomas Reiter, dyrektor ESA ds. załogowych lotów i operacji kosmicznych.

Kometa 67P/Czuriumow-Gierasimienko jest drugim wyborem europejskich naukowców. Pierwotnie Rosetta miała wystartować w styczniu 2003 roku i dotrzeć do niewielkiej komety 46P/Wirtanen.

Plan ten musiał zostać zmieniony po awarii rakiety Ariane 5 w grudniu 2002 roku. Spóźniona Rosetta nie dogoniłaby komety. Tak więc 46P/ Wirtanen musi poczekać na zbadanie jeszcze kilkanaście lat. Po rezygnacji ESA ekspedycję do tej komety planuje NASA. Będzie prawdopodobnie celem sondy Comet Hopper, która ma wystartować w 2016 roku.

Opóźnienie początku misji zmusiło dyrekcję ESA do zmiany planowanego celu. Została nim kometa okresowa 67P/Czuriumow-Gierasimienko mająca nieco dłuższy okres obiegu Słońca niż Wirtanen. Wynosi on 6,45 roku. Dotrzeć do niej trudniej, jednak jest bardzo interesująca.

Jak wiele komet czasami zmienia swoją trasę. W 1959 roku zacieśniła orbitę w wyniku zbliżenia się do Jowisza. Do zmiany trasy komety przyczyniła się olbrzymia siła grawitacji gazowego giganta.

Po dwóch odwołanych startach Rosettę ostatecznie wysłano w kosmos 2 marca 2004 roku. Instrumenty sondy zostały już wypróbowane. W kilkuletniej drodze w kierunku ostatecznego celu Rosetta wykonała badania dwóch planetoid: (2867) Šteins i (21) Lutetia, które minęła w niewielkiej odległości.

Kiedy Rosetta dotrze do celu w listopadzie, Czuriumow-Gierasimienko będzie się znajdować ok. 790 mln km od Słońca. Jądro komety ?– nieregularna bryła wielkości ok. 4 km – powinno ?być wtedy spokojne, co ?daje spore szanse małemu próbnikowi na pomyślne lądowanie.

To będzie bardzo trudna operacja. Kształt jądra komety jest właściwie hipotetyczny. Został odtworzony przez komputer na podstawie wielokrotnych obserwacji dokonywanych przez Kosmiczny Teleskop Hubble'a.

– Rosetta to wyjątkowa misja – uważa Jean-Jacques Dordain. – Wyjątkowa ze względu na technologię i cel naukowy i unikalna z filozoficznego punktu widzenia.

Pionierski charakter misji podkreśla nawet jej nazwa – pochodzi od słynnego kamienia z Rosetty – zabytku piśmiennictwa staroegipskiego, którego odkrycie w 1799 roku umożliwiło odczytanie egipskich hieroglifów.

Śmiała podróż Rosetty jest także próbą dla polskich naukowców. Specjaliści z Centrum Badań Kosmicznych PAN (CBK) przygotowali mechanizm penetratora, który wbije się w powierzchnię jądra komety. To największe wyzwanie, przed którymi stanęli dotąd inżynierowie z CBK. Penetrator ma bowiem działać po dziesięciu latach podróży w przestrzeni kosmicznej.

Jego zadaniem będzie uderzenie w zamarzniętą powierzchnię komety o temperaturze ok. -160 st. C. Urządzenie ma pobrać próbki materii do analizy. Szczególną trudnością jest stworzenie takiego układu mechanicznego, który wykonałby to zadanie w warunkach minimalnej grawitacji jądra komety.