Imaginează-ţi următoarea provocare: să lansezi o sondă spaţială într-o misiune în sistemul solar, cu obiectivul de a plasa echipament pe o cometă aflată la 600 de milioane de kilometri de Terra, ştiind că nu există posibilitatea de a realiza reparaţii fizice pe timpul misiunii. Este o adevărată provocare inginerească, nu? Asta şi-a propus Agenţia Spaţială Europeană (ESA - European Space Agency).



Ştim astăzi că plasarea robotului Philae, purtat de Rosetta, a fost cel puţin parţial un succes. Semnalul radio care a confirmat plasarea robotului pe cometa Ciurimov-Gherasimenko a ajuns pe Terra la ora 16.03 GMT, după ce a călătorit (cu viteza luminii) circa 30 de minute prin spaţiul enorm dintre cometă şi Pământ.

 

 



Săpând pe o cometă...

Acestă misiune extraordinară speră să îmbunătăţească cunoştinţele noastre privind originea sistemului solar, prin realizarea unor măsurători directe pe suprafaţa stâncoasă, îngheţată a cometei 67P/Churyumov-Gerasimenko, care obitează Soarele între Terra şi Jupiter.

Ca să ajungă la cometă, sonda Rosetta a călătorit 6,4 miliarde kilometri, obţinând viteza necesară deplasării cu ajutorul câmpului gravitaţional al Pământului (în trei ocazii) şi al planetei Marte (o dată). Rosetta a ajuns în proximitatea cometei în august 2014, intrând uşor într-o orbitarea complexă a acesteia.

 


Prima imagine captată de Philae a cometei Ciurimov-Gherasimenko



Rosetta a lansat landerul Philae (lander - sondă spaţială destinată plasării pe un corp ceresc) în dimineaţa zilei de 12 noiembrie. După o coborâre de şapte ore şi o aşteptare încordată în camera de control a ESA, Philae a atins suprafaţa cometei şi a confirmat succesul prin radio. Cum semnalul are nevoie de o jumătate de oră pentru a călători între cometă şi Pământ, separarea, coborârea şi plasarea pe cometă s-au desfăşurat într-un regim semi-autonom.

Landerul de 100 de kilograme are 10 instrumente ştiinţifice principale la bord, incluzând senzori magnetici, acustici şi de gaze, două camere şi trei spectrometre, acoperind o plajă largă de lungimi de undă şi compoziţii.

Rosetta şi Philae au supravieţuit 10 ani în spaţiu, călătorind la viteze de până la 50 de mii de km/h, fără mentenanţă ori reparaţii. Este rar ca un dispozitiv tehnologic de asemenea complexitate să funcţioneze fără mentenanţă atâta vreme, chiar şi pe Pământ; în spaţiu, provocările sunt mai mari.

 


Comparaţie între cometă şi oraşul Paris




Fiabilitate cosmică

Pentru a garanta fiabilitatea în condiţiile spaţiului cosmic, sonda Rosetta a fost subiectul unor teste extinse pe Pământ, atât din punct de vedere a robusteţii, cât şi al funcţionării prelungite fără defecţiuni. Cu ajutorul unor echipamente de test din Olanda (numite Multishaker) şi al Simulatorului Spaţial de mari dimensiuni al ESA, care reprezintă cea mai mare cameră cu vid din Europa, Rosetta a fost supusă unor teste de vibraţie, teste termale şi în condiţii de vid. De asemenea, testele s-au efectuat într-o plajă de temperaturi între -180 şi 150°C.

 



În ciuda acestor eforturi de pregătire a misiunii, au apărut totuşi dificultăţi neaşteptate pe timpul misiunii. În 2006 au apărut probleme la sistemul de navigaţie şi orientare, inclusiv o scurgere de combustibil şi frecări anormale.

Aceste probleme au fost considerate motive de îngrijorarea, dar nu catastrofice. Cu puţin timp înainte de începerea coborârii pe cometă s-a descoperit că propulsorul cu gaz răcit utilizat pentru a împinge landerul către suprafaţa cometei s-a defectat, impunându-se o coborâre prin cădere liberă.

După plasarea pe cometă, Philae trebuia să utilizeze un sistem de harpoane pentru a se ancora, asigurându-şi stabilitatea într-un mediu cu gravitate mică, aşa cum este cel al cometei, dar acest sistem se pare că nu a funcţionat.

Acum Philae se ţine agăţat de cometă printr-un sistem mult mai puţin complicat: trei tije filetate înşurubate în suprafaţa corpului ceresc.

Philae se va baza pe bateriile cu care este echipat pentru a completa prima parte a experimentelor. Apoi, un al doilea set de baterii, reîncărcate cu ajutorul unor panouri solare, vor asigura energia necesară pentru câteva luni de cercetări.

Această perioadă petrecută pe cometă va fi una fascinantă, căci Philae va merge, pe suprafaţa în încălzire a cometei, către Soare. Cât timp va supravieţui? În bună parte răspunsul la întrebare e în strânsă legătură cu cantitatea de praf care se va aşeza pe panourile solare. Cercetările arată că praful poate reduce drastic eficienţa panourilor solare, chiar dacă panourile sunt perpendiculare pe suprafaţa cometei, pentru a permite unei cantităţi cât mai mici de praf să se aşeze pe ele.

 



În drum către Soare

Parte din incertitudine vine de la faptul că este dificil de prezis cât praf există în regiunea cometei în care se află landerul şi cum condiţiile locale afectează transportul acestuia. În cazul roverului Spirit al NASA, durata misiunii a fost extinsă considerabil peste cele trei luni planificate de vântul care elimină din când în când praful de pe panourile solare.

Panourile solare nu doar asigură energie necesară operării Philae pe cometă, dar şi permite cercetătorilor ESA să determine orientarea cometei, imediat după atingerea suprafeţei acesteia. Examinând distribuţia puterii generate, cercetătorii pot determina poziţia acestora faţă de Soare, putându-se astfel determina şi orientarea landerului. Astfel Philae poate fi orientat pentru optimiza orientarea panourilor solare şi a alimenta laboratorul mobil într-un mod cât mai eficient.



Un model al sondei Rosetta supus testelor în Simulatorului Spaţial de mari dimensiuni al ESA


Misiunea Rosetta va dura până martie 2015, cel mai târziu, când cometa va fi în punctul cel mai apropiat de Soare, iar condiţiile de temperatură nu vor mai permite operarea echipamentelor. Dar Philae va fi probabil deja pierdut la acea dată. Pe măsură ce cometa 67P se apropie de Soare, interiorul său se încălzeşte, eliberând praf şi gaz în formă de geyser şi este posibil ca Philae să fie lovit de aceste resturi şi să ajungă în spaţiu.

Natura ambiţioasă a misiunii Rosetta a captat imaginaţia a milioane de oameni din întreaga lume. Atunci când privim uimiţi cerul este recomandat să ne amintim de contribuţia multi-disciplinară a inginerilor şi cercetătorilor care au proiectat şi construit instrumentele necesare succesului unei misiuni atât de spectaculoase şi importante cum este cea despre care am scris în acest articol.



Traducere după Rosetta epic journey