12-09-2023
«Филы» | |
Посадка аппарата «Филы» на комету (кадр из фильма Chasing a Comet — The Rosetta Mission). |
|
Заказчик | |
---|---|
Производитель | |
Задачи |
посадка на комету 67P/Чурюмова — Герасименко и проведение исследований |
Запуск |
2 марта 2004, 07:17:00 UTC |
Ракета-носитель | |
Стартовая площадка | |
Длительность полёта |
2 месяца, 24 дня |
Технические характеристики | |
Масса |
100 кг |
Размеры |
1×1×0,8 м |
Мощность |
32 Вт (в 3 а. е. от Солнца) |
Источники питания |
одноразовая батарея для первых дней; аккумулятор, заряжаемый от солнечных батарей, для дальнейшей работы |
Посадка на небесное тело |
12 ноября 2014, 17:32 UTC |
«Филы» на Викискладе |
«Фи́лы» (англ. Philae lander) — спускаемый аппарат, предназначенный для посадки на комету. Аппарат разработан и изготовлен Европейским космическим агентством.
«Филы», размещённый на космическом аппарате «Розетта», был запущен 2 марта 2004 года к комете 67P/Чурюмова — Герасименко.
Отделение аппарата «Филы» от «Розетты» произошло 12 ноября 2014 года, в 9:35 UTC. За этим последовало 7-часовое снижение на поверхность кометы. Посадка проходила в незапланированном режиме. С 15:34 UTC до 17:32 UTC произошло три касания с двумя отскоками между ними (сигналы об этом достигли Земли спустя почти полчаса)[1]. Это первая в истории в целом успешная посадка на комету[2][3].
Название спускаемого аппарата связано с расшифровкой древнеегипетских надписей. На острове Филы на реке Нил был найден обелиск с иероглифической надписью, упоминающей царя Птолемея VIII и цариц Клеопатру II и Клеопатру III. Надпись, в которой ученые распознали имена «Птолемей» и «Клеопатра», помогла расшифровать древнеегипетские иероглифы.
В свою очередь, название «Розетты» происходит от знаменитого Розеттского камня — каменной плиты с выбитыми на ней тремя идентичными по смыслу текстами, два из которых написаны на древнеегипетском языке (один — иероглифами, другой — демотическим письмом), а третий написан на древнегреческом языке. Сравнивая тексты Розеттского камня, учёные смогли расшифровать древнеегипетские иероглифы; с помощью космического аппарата «Розетта» ученые надеются узнать, как выглядела Солнечная система до того, как сформировались планеты.
Масса спускаемого аппарата — 100 кг. Полезная нагрузка аппарата составляет 26,7 кг и состоит из десяти научных приборов[4]:
В создании аппарата и его оборудования приняли участие Австрия, Финляндия, Франция, Германия, Венгрия, Италия, Ирландия, Польша и Великобритания.
2 марта 2004 года «Розетта» с аппаратом «Филы» была успешно запущена с космодрома Куру во Французской Гвиане ракетой Ариан 5G+.
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 «Филы» с расстояния в 1000 км была проведена съёмка планеты, получены данные о магнитном поле Марса[16].
6 августа 2014 года «Розетта» с аппаратом приблизились к комете на расстояние 100 км[17]. Специалисты ЕКА определили 5 потенциально подходящих мест для посадки, из которых самым приемлемым считался «участок А» на большей части кометы, с которого хорошо видна и её меньшая часть[18].
15 октября специалисты ЕКА подтвердили основное место посадки аппарата «Филы» — «участок J». «Розетта» в этот день находилась на круговой орбите (с точки зрения наблюдателя, находящегося на комете)[19], в 10 км от центра четырёхкилометрового ядра кометы. Это позволило более детально осмотреть основное — «участок J» и резервное — «участок С» места посадки, чтобы окончательно оценить опасности (включая ограничения, вызванные наличием валунов)[20]. Приземление на валун либо вблизи него (когда посадочная опора или корпус касаются валуна) может вызвать опрокидывание или повреждение аппарата; даже булыжники размером менее метра являются опасными. На снимках основного и запасного мест посадки видны тысячи крупных камней. Специалисты группы динамики полёта оценили риск, обусловленный наличием валунов, в несколько десятков процентов[21].
10 ноября «Розетта» находилась на траектории подготовки к запуску аппарата «Филы» (на борту которого нет навигационной системы и двигателя чтобы в активном режиме направиться к желаемому месту посадки), на скорости 19 см/с, к ядру кометы[22].
12 ноября, в 12:35 по московскому времени, на расстоянии приблизительно 22,5 км от центра ядра кометы, «Розетта» отправила посадочный аппарат «Филы» в свободный полёт.
Как и было запланировано, зонд сел на «участок J», расположенный на меньшей части кометы[23]. 12 ноября в 17:32 UTC получено подтверждение успешной поcадки аппарата «Филы»[1].
Посадка проходила в незапланированном режиме.
«Филы», ускорившись гравитационным полем ядра кометы, подлетел к нему на скорости 1 м/с. Для предотвращения отскока и закрепления на поверхности имелось несколько систем. Толчок при касании посадочных опор погасил амортизатор; в момент касания ракетный двигатель должен был на несколько секунд прижать аппарат к поверхности, во время работы двигателя аппарат должен был выбросить в грунт два гарпуна размером с карандаш на двухметровых тросах, а три бурава, размещённые на посадочных опорах, должны были углубиться в грунт[24].
Буравы после посадки углубились в грунт ядра кометы на 4 см, однако ракетный двигатель прижима аппарата к поверхности не сработал, а гарпуны на 17:23 UTC по неизвестной причине всё ещё не были выпущены, поэтому положение аппарата на поверхности на этот момент не было прочным[3][25].
Обработка телеметрической информации показала, что в действительности «Филы» совершил три касания поверхности — в 15:34, 17:25 и 17:32 UTC, с двумя отскоками между ними. Первое касание было в пределах посадочного эллипса («участка J»). Это подтверждено снимками камеры ROLIS, размещённой на аппарате Филы и направленной вниз. Привязка этих снимков к деталям рельефа осуществлялась по снимкам прибора OSIRIS, установленного на Розетте. Но затем спускаемый аппарат отскочил от поверхности на 1 час 50 минут. За это время он переместился примерно на 1 км от места первого касания. Затем аппарат повторно коснулся поверхности, снова отскочил на 7 минут и совершил посадку[1].
Ядро кометы вращается, и участок, на который сел аппарат, периодически освещается солнцем; однако большую часть этого освещённого времени «Филы» оказывается в тени отвесной скалы[2].
Три дня аппарат работал на заранее запасённой энергии аккумуляторов, которые могут заряжаться от солнечных батарей.
12-14 ноября «Филы» обнаружил в газах, которые выбрасывает комета, органические соединения[26][27].
15 ноября, проработав около 60 часов и отправив результаты проведённых анализов[27], спускаемый аппарат «Филы» переключился в режим ожидания (все научные приборы и большинство бортовых систем выключены) из-за исчерпания заряда батарей на борту (радиосвязь с Розеттой потеряна в 00:36 UTC). Освещённость солнечных батарей (и, соответственно, вырабатываемая ими мощность) слишком мала для зарядки аккумуляторов и продолжения работы, поэтому сеансы связи с аппаратом в ближайшее время маловероятны. Возможно, по мере приближения кометы к Солнцу количество вырабатываемой энергии возрастёт до величин, достаточных для включения аппарата — такое развитие событий учтено при его проектировании[28].
Средняя температура поверхности кометы в первое время после посадки составит около −70 °C. По мере приближения к Солнцу температура поверхности кометы и внутри аппарата будет повышаться.
Максимальное сближение кометы с Солнцем состоится в августе 2015 года, а окончание программы исследований предполагается в декабре 2015 года[29].
Филы (спускаемый аппарат).