Kujutise krediit: ESA
Euroopa Kosmoseagentuuri Rosetta missioon on esimene kosmoselaev, mis kunagi orbiidil orbiidile astub ja seejärel maandub kaugele komeedile. Käivitamisega seoses on teatav ebakindlus, kuna eelmisel kuul sai täiustatud Ariane-5 võimendusõnnetus. Kosmoselaev peab Wirtaneniga kohtumiseks minema jaanuari lõpuks; vastasel juhul tuleb valida uus eesmärk.
ESA Rosetta on esimene missioon orbiidile tõusmiseks ja komeedile maandumiseks. Komeedid on jäised kehad, mis liiguvad läbi Päikesesüsteemi ja arendavad Päikesele lähenedes iseloomuliku saba. Rosetta kavatsetakse raketi Ariane-5 pardal lasta 2003. aasta jaanuaris Prantsuse Guajaanas Kourou linnast.
Otsus turuletoomise kuupäeva kohta tehakse teisipäeval, 14. jaanuaril 2003 (vt Arianspace'i 7. jaanuari 2003. aasta pressiteate numbrit 03/02 või veebisaiti http://www.arianespace.com). Missiooni sihtmärk on komeet Wirtanen ja kohtumine toimub 2011. aastal. Rosetta nimi pärineb kuulsast Rosetta kivist, mis viis peaaegu 200 aastat tagasi Egiptuse hieroglüüfide dešifreerimiseni. Sarnasel viisil loodavad teadlased, et kosmoselaev Rosetta avab Päikesesüsteemi saladused.
Komeedid on teadlaste jaoks väga huvitavad objektid, kuna nende koostis peegeldab seda, kuidas päikesesüsteem oli, kui see oli väga noor ja veel lõpetamata, enam kui 4600 miljonit aastat tagasi. Komeedid pole pärast seda palju muutunud. Komeet Wirtaneni orbiidil ja sellele maandudes kogub Rosetta olulist teavet meie päikesesüsteemi päritolu ja arengu mõistmiseks. See aitab ka teada saada, kas komeedid aitasid kaasa elu algusele Maal. Komeedid on keerukate orgaaniliste molekulide kandjad, mis kokkupõrke kaudu Maale jõudmisel mängisid võib-olla rolli elusate vormide päritolus. Lisaks võisid komeetide poolt kantavad "lenduvad" valguselemendid mängida olulist rolli Maa ookeanide ja atmosfääri kujundamisel.
"Rosetta on üks keerulisemaid missioone, mida siiani läbi viidud," ütleb ESA teadusdirektor prof David Southwood. "Keegi pole varem proovinud simulaarset missiooni, ainulaadset nii teaduslike tähenduste kui ka keerukate ja suurejooneliste planeetidevaheliste kosmosemanöövrite poolest." Enne eesmärgi saavutamist 2011. aastal tiirleb Rosetta Päikesesüsteemi päikesesüsteemi laiustel ahelatel Päikest peaaegu neli korda. Pika matka ajal peavad kosmoseaparaadid taluma ekstreemseid termilisi tingimusi. Kui see on komeet Wirtanenile lähedal, viivad teadlased selle läbi delikaatsel pidurdusmanöövril; siis tiirleb kosmoseaparaat komeedil tihedalt ja kukub sellele maanduri ettevaatlikult alla. See on nagu maandumine väikesele kiiresti liikuvale kosmilisele kuulile, millel on praegu peaaegu tundmatu geograafia.
Hämmastav 8-aastane planeetidevaheline trek
Rosetta on umbes 3 meetri kõrgune 3-tonnine kasti tüüpi kosmoselaev, millel on kaks 14-meetrist pikkust päikesepaneeli. See koosneb orbiidist ja maandurist. Lander on umbes 1 meetri laiune ja 80 sentimeetri kõrgune. See kinnitatakse komeet Wirtaneni sõitmise ajal Rosetta orbiidi küljele. Rosetta viib kokku 21 katset, neist 10 maa peal. Enamiku 8-aastase Wirtaneni poole suunduva matka ajal hoitakse neid talveunes.
Mis muudab Rosetta kruiisi nii pikaks? Kohtumispaiga ajal on komeet Wirtanen Päikesest nii kaugel kui Jupiter. Ükski kanderakett ei pääseks Rosettaga otse sinna. ESA kosmoselaevad koguvad kiirust gravitatsioonilistest "löökidest", mida pakuvad kolm planeedi lendu: üks Marsist 2005. aastal ja kaks Maale aastatel 2005 ja 2007. Reisi ajal külastab Rosetta ka kahte asteroidi, Otawarat (2006. aastal) ja Siwa. (aastal 2008). Nende kohtumiste ajal lülitavad teadlased Rosetta mõõteriistad sisse kalibreerimiseks ja teaduslikeks uuringuteks.
Pikad väljasõidud sügavasse kosmosesse hõlmavad paljusid ohtusid, näiteks äärmuslikke temperatuurimuutusi. Rosetta jätab Maa lähedal asuva kosmose healoomulises keskkonnas asteroidivööst kaugemate pimedate ja külmade piirkondade jaoks. Nende termiliste koormuste juhtimiseks on eksperdid Rosetta vastupidavuse uurimiseks teinud väga rasked käivituseelsed testid. Näiteks on nad kuumutanud selle välispindu rohkem kui 150 kraadini ja jahutanud seejärel järgmisel katsel kiiresti temperatuurini -180 kraadi.
Teadlased aktiveerivad kosmoselaeva täielikult uuesti enne komeedi kohtumismanöövrit 2011. aastal. Orienteerib Rosetta komeeti, mis on vaid 1,2 kilomeetri laiune objekt, samal ajal kui see rändab läbi sisemise päikesesüsteemi kiirusega 135 000 kilomeetrit tunnis. Kohtumispaiga ajal, Päikesest umbes 675 miljoni kilomeetri kaugusel, ei näita Wirtanen vaevalt pindaktiivsust. Iseloomulik kooma (komeedi atmosfäär) ja saba pole Päikesest suure vahemaa tõttu veel moodustunud. Komeedi saba koosneb tolmuteradest ja komeedi pinnalt külmunud gaasidest, mis aurustuvad Päikese kuumuse tõttu.
Kuue kuu jooksul kaardistab Rosetta enne maandumiskoha valimist ulatuslikult komeedi pinna. Juulis 2012 väljub maandur kosmoseaparaadist iseenesest vaid ühe kilomeetri kõrguselt. Puudutamine toimub jalgsi kiirusel - vähem kui 1 meeter sekundis. Vahetult pärast maandumist laseb maandur harpuuni maasse, et mitte pinnalt tagasi kosmosesse põrgata. Seda peab tegema, sest komeedi ülimalt nõrk raskusjõud üksi ei hoia maandurit. Operatsioon ja teaduslikud vaatlused komeedi pinnal kestavad vähemalt 65 tundi, kuid võivad kesta mitu kuud.
Maandumisoperatsioonide ajal ja pärast seda jätkab Rosetta komeedi tiirutamist ja uurimist. Rosetta on esimene kosmoseaparaat, kes on vahetult lähedal tunnistajaks komeedis toimuvatele muutustele, kui komeet läheneb Päikesele ja kasvab tema kooma ja saba. Reis lõpeb 2013. aasta juulis pärast 10,5-aastast seiklust, kui komeet on Päikesele kõige lähemal.
Komeedi õppimine kohapeal
Rosetta eesmärk on uurida komeeti väga detailselt. Rosetta orbiidil olevad instrumendid hõlmavad mitmeid kaameraid, spektromeetreid ja eksperimente, mis töötavad erinevatel lainepikkustel - infrapuna, ultraviolettkiirgus, mikrolaine, raadio - ja mitmeid andureid. Need pakuvad muu hulgas väga kõrge eraldusvõimega pilte ja teavet komeedi kuju, tiheduse, temperatuuri ja keemilise koostise kohta. Rosetta instrumendid analüüsivad gaasid ja tolmu terad niinimetatud koomas, mis moodustub komeedi aktiveerumisel, samuti koostoimet päikesetuulega.
Maanduri pardal olevad kümme instrumenti teevad komeedi pinna- ja alusmaterjali koostise ja struktuuri kohapealse analüüsi. Puurimissüsteem võtab proovid maapinnast 30 sentimeetri sügavuseni ja juhib neid kompositsioonianalüsaatoritesse. Muud instrumendid mõõdavad selliseid omadusi nagu pinna lähedal asuv tugevus, tihedus, tekstuur, poorsus, jääfaasid ja termilised omadused. Üksikute terade mikroskoopilised uuringud räägivad meile tekstuurist. Lisaks uurivad maanduril olevad instrumendid, kuidas komeet muutub öö-öötsükli ajal ja päikese lähenedes.
Maapealsed toimingud
Maanduri andmed edastatakse orbiidile, mis salvestab need Maale suunamiseks järgmisel maapealse jaama kontaktis. ESA on paigaldanud uue süvakosmoseantenni New Norciasse Perthi lähedale Lääne-Austraaliasse, mis on peamine sideühendus kosmoselaeva ja ESOC-i missiooni juhtimise vahel Saksamaal Darmstadtis. See 35-meetrise läbimõõduga paraboolantenn võimaldab raadiosignaalil jõuda Maast kaugemale kui miljon kilomeetrit. Valguskiirusel liikuvate raadiosignaalide kosmoseaparaadi ja Maa vahelise vahemaa katmiseks kulub kuni 50 minutit.
Teadusandmete kogumise ja levitamise eest vastutav Rosetta teadusoperatsioonide keskus jagab asukohta ESOC-is ja ESTEC-is Noordwijkis, Hollandis. Landeri juhtimiskeskus asub DLR-is Kölnis Saksamaal ja Landeri teaduskeskus CNES-is Toulouse'is Prantsusmaal.
Rosetta ehitamine
Rosetta valiti missiooniks 1993. aastal. Kosmoseaparaadi ehitas peatöövõtjaks Saksamaa Astrium. Suuremad alltöövõtjad on Astrium UK (kosmoselaevade platvorm), Astrium France (kosmoseaparaatide avioonika) ja Alenia Spazio (montaaž, integreerimine ja kontrollimine). Rosetta tööstusmeeskonda kuulub rohkem kui 50 töövõtjat 14-st Euroopa riigist ja USA-st.
Orbiidil olevad instrumendid on esitanud teaduslikud konsortsiumid instituutidest kogu Euroopas ja Ameerika Ühendriikides. Maaühenduse on pakkunud Saksamaa kosmose- ja kosmoseuuringute instituudi (DLR) juhtimisel asuv Euroopa konsortsium. Rosetta on maksnud ESA-le 2000. majandustingimustes 701 miljonit eurot. See summa sisaldab käivitamist ning kogu arendus- ja missioonioperatsioonide perioodi aastatel 1996 kuni 2013. Maa-ala ja katsetusi, nn kasulikku koormat, ei arvestata, kuna neid rahastavad liikmesriigid teadusinstituutide kaudu.
