Atsisveikinimas su Rosetta

Penktadienį, rugsėjo 30-ą dieną, misiją baigė zondas Rosetta, dvejus metus sukęs ratus aplink kometą 67P/Čuriumov-Gerasimenko. Pačią šią naujieną jau pristatė daugybė naujienų kanalų, taigi aš geriau trumpai paminėsiu keletą įdomių atradimų, kuriuos zondas padarė, ir su misija susijusių įvykių.

Šeimos nuotrauka: Rosetta, Philae ir kometa 67P/Čuriumov-Gerasimenko. ©ESA/Rosetta

– Kelionė. Rosettos misija prasidėjo dar 1993-aisiais metais – tada Europos kosmoso agentūra patvirtino šį projektą. Dešimt metų truko pasirengimo darbai; zondas pakilti turėjo 2003-ųjų sausį, bet dėl raketos-nešėjos avarijos 2002-ųjų gruodį misija buvo atidėta. Galiausiai Rosetta iš Žemės išskrido 2004-ųjų metų kovo 2 dieną. Daugiau nei dešimt metų trukusios kelionės metu ji praskrido netoli Marso ir dviejų asteroidų – 21 Lutecijos ir 2867 Šteino (asteroidai numeruojami pagal atradimo eilę). Ji buvo pirmasis Europos erdvėlaivis, praskridęs arti asteroido, taip pat apskritai pirmasis erdvėlaivis, pasiekęs beveik Jupiterio orbitą, naudodamasis Saulės baterijomis kaip pagrindiniu energijos šaltiniu. Susitikimas su kometa 67P įvyko 2014 metų rugpjūčio 6 dieną.

– Orbita. Pasiekusi kometą, Rosetta turėjo atlikti keletą manevrų, kad pradėtų suktis aplink ją. Bet orbitos koregavimą reikėjo daryti nuolatos, nes kometos gravitacija yra per silpna, kad išlaikytų zondą besisukantį aplink ją. Taigi Rosettos judėjimą aplink kometą galima būtų palyginti su ratais zujančiu smalsiu šunimi, o ne su gravitacine virvute pririštu kamuoliuku. Iš pradžių Rosetta skraidė 100, vėliau 50 km atstumu nuo kometos. Paskui buvo priskridusi ir 10 km atstumu, bet didžiąją laiko dalį laikėsi 20-30 km nuotolyje. Daugiau apie zondo orbitą pamatyti galite šiame filmuke. Rosetta – pirmasis erdvėlaivis, skridęs orbita aplink kometą.

– Philae. 2014 metų lapkričio 12 dieną nuo zondo atsiskyrė kitas, mažesnis zondas – Philae. Jis buvo paleistas tiksliai taip, kad kometos atžvilgiu neturėtų jokio greičio, taigi po truputį, per septynias valandas, nukrito ant kometos paviršiaus. Nukritęs turėjo prisitvirtinti pirmiausia harpūnais, paskui varžtais, ir keletą mėnesių tyrinėti kometą iš arti. Deja, misija nepavyko taip, kaip planuota: harpūnas kažkodėl nesuveikė ir Philae atšoko nuo paviršiaus bei nulėkė į šoną. Galiausiai jam pavyko nutūpti ant kometos ir sustoti, tačiau jis nukrito į šešėlyje esančią uolos pašonę, kur Saulės šviesa nebeapšvietė jo kolektorių. Trumpai padirbęs naudodamas akumuliatoriuje sukauptą energiją, Philae užmigo iki 2015-ųjų metų birželio. Tada, kometai priartėjus prie Saulės, zondas gavo šiek tiek energijos ir trumpam atsibudo bei pabandė susisiekti su Žeme. Signalą misijos prižiūrėtojai gavo, tačiau nurodymų perduoti nepavyko, ir kontaktas vėl nutrūko pernai liepą. Dar metus buvo bandoma ir tikimasi, kad pavyks ryšį atkurti, bet šių metų liepos mėnesį Philae oficialiai paskelbtas mirusiu ir išjungta retransliavimo stotis Rosettoje. Rugsėjo pradžioje Rosetta pagaliau padarė nuotrauką, kurioje matyti Philae amžino poilsio vieta.

Besileidžiančio Philae nuotraukos. ©ESA/Rosetta

– Kometos forma. Iki Rosettos atvykimo kometos forma nebuvo žinoma. Hablo teleskopo duomenų analizė rodė, kad kometa turbūt turi pagrindinį daugmaž elipsoidinį kūną ir kažkokį išsikišimą iš jo, bet nieko detalesnio iš Žemės pamatyti nebuvo įmanoma. Artėdama prie kometos, dar likus mėnesiui skrydžio iki tikslo, Rosetta atsiuntė pirmąsias nuotraukas, parodžiusias, kad kometos forma nėra tokia paprasta. Vėliau vaizdas tik ryškėjo ir netrukus pamatėme, jog kometa primena guminį ančiuką arba Firefly klasės erdvėlaivį. Vis geresnių nuotraukų seką pamatyti galite čia.

Kometos nuotrauka 2014 m. liepos 14 dieną, likus trims savaitėms iki atvykimo. ©ESA/Rosetta
Kometos nuotrauka 2014 m. rugpjūčio 3 dieną, atvykimo išvakarėse. ©ESA/Rosetta

– Kometos forma. Dvinarė kometos forma iškart uždavė klausimą – kaip ji tokia susiformavo? Netrukus iškeltos dvi hipotezės: arba kometą sudaranti medžiaga dėl kažkokių priežasčių sparčiau garavo ties viduriu, negu ties kraštais, ir laikui bėgant toje vietoje kometa pastebimai suplonėjo, arba kometą sudarė dvi kažkada susijungusios uolos. Vėlesni stebėjimai patvirtino antrąją hipotezę: nustatyta, kad dviejose kometos dalyse esančios erozijos atidengtos uolienos išsidėsčiusios skirtingomis kryptimis, taigi kažkada tos dalys buvo atskiri kūnai. Toks uolienų susijungimo į vieną objektą procesas paremia ir vieną iš planetų formavimosi modelių, kurio esminė ir daugiausiai klausimų kelianti dalis yra metrų-kilometrų eilės dydžio uolienų jungimasis tarpusavyje.

– Nevienodas paviršius. Kometos paviršius, pasirodo, yra labai nevienodas. Tą savo kojomis patyrė Philae: numatyta nusileidimo vieta pasirodė esanti padengta minkštomis dulkėmis, į kurias atsitrenkus nesuveikė harpūnai. Vėliau Philae nusileido ant gerokai kietesnio paviršiaus. Paviršiaus savybių skirtumai identifikuoti ir pagal tai, kaip nevienodai iš kometos veržiasi medžiaga, bei iš aukštos raiškos nuotraukų, kuriose matyti skirtinga paviršiaus tekstūra. Paviršiaus evoliuciją nulemia apšviestumas, erozija, dulkių kritimas ir panašūs efektai.

– Magnetinis laukas. Kometa, pasirodo, dar ir dainuoja. Na, „dainuoja“ yra gal kiek per stiprus žodis, bet garso bangos iš jos sklinda. Bangas Rosetta užfiksavo skrisdama pro kometos uodegą, kur iš kometos išlėkusios dalelės sąveikauja su kometos magnetiniu lauku ir kuria periodiškai pasikartojančius traškesius. Periodas trunka apie 25 sekundes – daug trumpiau, nei kitose kometose, kur panašios bangos užfiksuotos. Tai reiškia, kad bangas kuriantis mechanizmas irgi yra kitoks, nei kitose kometose. Kitur bangos atsiranda dėl elektringų dalelių (jonų ir elektronų) sukimosi aplink magnetinio lauko linijas. 67P atveju paaiškinimas greičiausiai yra toks: elektringų dalelių srautas, judėdamas pro magnetinį lauką, sukuria elektros srovę, kuri tą lauką ima tempti. Visa sistema niekada nėra absoliučiai stabili, todėl ir dalelių srautas, ir magnetinis laukas ima svyruoti pirmyn-atgal. Būtent tą svyravimą ir užfiksavo Rosettos prietaisai.

Iš kometos besivežianti čiurkšlė. ©ESA/Rosetta

– Kometos vanduo. Kometose yra vandens – tą žinome jau seniai. Manoma, kad kometos į Žemę atnešė didelę dalį čia esančio vandens. Bet kometoje 67P esantis vanduo yra tris kartus „sunkesnis“, nei Žemėje, t. y. jame yra tris kartus didesnė sunkiojo vandenilio izotopo deuterio koncentracija. Tiesa, kitose kometose vanduo būna ir panašesnis į žemiškąjį, taigi vien šis atradimas nepaneigia idėjos, kad Žemės vanduo atkeliavo būtent su kometomis. Visgi akivaizdu, kad paaiškinimas nėra toks paprastas, kaip buvo galima tikėtis.

– Vandens veržimasis. Iš kometų trykšta vandens fontanai – tai žinoma jau senokai. Tačiau kol kas nebuvo aišku, ar vanduo garuoja nuo kometos paviršiuje esančio ledo, ar ateina iš kažkur giliau. Rosettos surinkti duomenys atskleidė, kad ir vandens čiurkšlių intensyvumas, ir ledo kiekis paviršiuje svyruoja priklausomai nuo apšviestumo (insoliacijos). Iš svyravimų galima nustatyti, kad vanduo garuoja iš gilių kometos sluoksnių, bet į kosmosą išlekia tik dalis jo, tuo tarpu likusi dalis kondensuojasi paviršiuje. Taip paviršinis kometos sluoksnis pasipildo ledu, o kometa gali spjaudytis vandeniu ne vieną kartą skrisdama pro Saulę.

– Organiniai junginiai. Kometoje aptikta paprasčiausia aminorūgštis glicinas. Tai buvo pirmas šio gyvybei reikalingo ingrediento aptikimas kometoje, nors nepatvirtintų pėdsakų buvo rasta dar 2006-aisiais metais, Stardust misijos metu. Glicinas yra viena iš gyvybei reikalingų molekulių, ir gana sudėtinga, taigi jos aptikimas tokioje atšiaurioje aplinkoje, kaip kometa, rodo, jog kometos galėjo į Žemę atgabenti ne tik vandens, bet ir gyvybei reikalingų organinių junginių.

– Pabaiga. Visos misijos kažkada baigiasi, Rosetta – tikrai ne išimtis. Palikti zondą skrajoti tarpplanetinėje erdvėje nebuvo galima, nes jis nėra tinkamai sterilizuotas ir nukritęs kokiame nors Marse galėtų jį užkrėsti žemiška gyvybe, taigi zondas buvo numestas į kometą. Be to, taip pavyko gauti keletą kometos paviršiaus nuotraukų iš labai arti. Misija oficialiai užbaigta rugsėjo 30-ą dieną, bet Rosettos surinkti duomenys bus nagrinėjami dar ne vienerius metus.

Paskutinė Rosettos nuotrauka. Ji neryški, bet tą turėtų pavykti pataisyti skaitmeniškai. ©ESA/Rosetta

Daugiau misijos nuotraukų rasite, pavyzdžiui, šioje galerijoje.

Laiqualasse

4 komentarai

  1. Ančiuką matau, bet Serenity tai jau niekaip :D.

    O dabar klausimai:
    Iš kur kometa turi magnetinį lauką?
    Ar aplinkos poveikis po kometą pasiskirstęs homogeniškai? Akivaizdu, kad Saulės šviesa veikia apšviestą pusę, bet kadangi kometa visgi sukasi aplink save tai poveikiai turėtų su laiku susividurkinti?
    Ar Rosetos susidurimą stebėjo kokie nors prietaisai ir ar iš to bus galima padaryti dar mokslo? Panašiai kaip Indų Moon Impact Probe. Galų gale ir apie akmenų nukreipimą nuo Žemės kažką išmoksim gal :D

    1. Magnetinis laukas, sakyčiau, atsiranda iš geležies ir panašių dalykų, esančių kometoje. Bet dabar pagūglinęs radau tokį straipsnį: http://www.sciencealert.com/rosetta-s-67p-comet-doesn-t-have-a-magnetic-field . Tai atrodo, kad savojo magnetinio lauko neturi. Bet turbūt Saulės vėjas, sąveikaudamas su elektringomis dalelėmis, besiveržiančiomis iš kometos, kažką magnetiško sukuria.

      Dėl aplinkos poveikio – neįsivaizduoju (also, turbūt turi omeny izotropiškai, o ne homogeniškai?). Čiurkšlės tikrai veržiasi neizotropiškai, bet tai dėl pačios kometos netolygumų. Nemačiau jokių aiškių išvadų, kiek kometos netolygumai priklauso nuo skirtingo aplinkos poveikio skirtingoms jos dalims, o kiek – nuo formavimosi istorijos, kuri nulėmė nevienodą skirtingų vietų sandarą. Gali būti ir to, ir to. Tu teisus, kad aplinkos poveikis kažkiek vidurkinasi, nes kometa sukasi maždaug 12,5 valandų periodu.

      Apie mokslo darymą iš susidūrimo jau XKCD rašė: http://www.xkcd.com/1740/ Bet turbūt tą jau matei :) Rosetta labiau ne susidūrė, o nutūpė, tai nemanau, kad kas nors iš toli matėsi.

Leave a Reply

El. pašto adresas nebus skelbiamas. Būtini laukeliai pažymėti *