Kosmonautika XXV – První úkol pro Rosettu

Evropská sonda Rosetta již téměř čtyři a půl roku putuje meziplanetárním prostorem ke kometě 67P/Churyumov-Gerasimenko, k níž by měla doletět ve druhé polovině roku 2014. Do té doby ji čeká několik úkolů, které ji zpříjemní velmi dlouhou cestu k vytoužené kometě.

Obr. 1: Sonda Rosetta a přistávací modul Philae v představách animátora. [10]

Obr. 2: Přípravy sondy Rosetta v hale na kosmodromu Kourou. [11]

Obr. 3: Pohled na složený přistávací modul Philae. [12]

Obr. 4: Přípravy nosné rakety Ariane 5 ke startu se sondou Rosetta. [13]

Obr. 5: Země a Měsíc na snímku pořízeném navigační kamerou 4. března 2005. [14]

Obr. 6: Snímek Marsu, který pořídila sonda Rosetta 24. února 2007. Rozlišení originální fotografie dosahuje 2 kilometrů na jeden obrazový bod [15]

Obr. 7: Planetka Steins na snímku z navigační kamery pořízeném 4. srpna 2008. [16]

Původní cíl mise Rosetta byl ale úplně jiný. Sonda měla být vypuštěna 12. ledna 2003 z kosmodromu Kourou ve Francouzské Guayaně ke kometě 46P/Wirtanen. Jako nosná raketa byla vybrána evropská Ariane 5, jejíž nová verze ESC-A však několik měsíců před plánovaným startem fatálně selhala a byla zničena ve výšce 69 km nad Atlantským oceánem. Další starty byly až do vyšetření příčin havárie zastaveny a toto zdržení zasáhlo i sondu Rosetta [1]. Ta již nestihla být vypuštěna do konce ledna (kdy se uzavíralo startovací okno) a její mise tak musela být chtě nechtě odložena. Navíc se jistě nikomu nechtělo riskovat ztrátu zařízení v hodnotě přes jednu miliardu eur. Start sondy Rosetta byl tedy odložen. Vědecký tým se musel potýkat i s další nepříjemností – přepracováním celé mise. Buď mohla být sonda vyslána o rok později po jiné dráze nebo nasměrována ke kometě Churyumov-Gerasimenko. Jak již tušíte, rozhodnuto bylo pro druhou variantu.

Druhý pokus o start proběhl 26. února 2004, ale z důvodu špatného počasí a drobné technické závady na nosné raketě byl odložen o několik dní. Vypuštění sondy Rosetta nakonec úspěšně proběhlo z kosmodromu Kourou 2. března 2004 v 07:17:51 UT [2] pomocí standardní verze evropské nosné rakety Ariane 5. Po navedení sondy na meziplanetární dráhu byly vyklopeny panely slunečních baterií a orientovány na Slunce, činnost zahájily optické sledovače hvězd a gyroskopy systému stabilizace.

Samotná sonda Rosetta má výšku 2,8 metru a rozměry základny 2,1 x 2,0 metru. Hmotnost plně „natankované“ sondy je 3 065 kg, z čehož přibližně polovinu tvoří pohonné látky pro 24 raketových motorků sloužících ke korekcím dráhy. Dodávku elektrické energie zajišťují dva velké panely slunečních baterií, každý o délce 14 metrů a dodávaném výkonu až 850 W (ten je závislý na vzdálenosti sondy od Slunce). Komunikace se Zemí je zprostředkována dvoumetrovou parabolickou anténou, přičemž přenosová rychlost v ideálním případě dosahuje 20 kbps. Signály zpracovává sledovací stanice Evropské kosmické agentury ESA u australského městečka New Norcia vybavená radioteleskopem o průměru antény 35 metrů. Jedná se o první stanici ESA pro podporu misí do vzdálených končin sluneční soustavy, druhá sesterská stanice je poblíž španělského městečka Cebreros. Podobný systém má již dlouhou dobu v provozu americká NASA pod označením DSN (Deep Space Network).

Vědecké vybavení sondy Rosetta tvoří velký soubor 11 experimentů pro výzkum kometárního jádra a jeho nejbližšího okolí. Jejich podrobný popis najdete v literatuře [3], český popis vědecké části mise pak například v odkazech [4] a [5]. Zajímavý je malý přistávací modul Philae, který má být po prozkoumání jádra komety Churyumov-Gerasimenko, orbitální částí sondy Rosetta, vysazen na vhodné místo jejího povrchu. Podobně jako mateřská sonda ponese i přistávací modul velké množství vědecké aparatury, mezi ní bude například vrtací souprava, která získá vzorky z hloubky až 25 centimetrů. S přistáním modulu Philae se počítá v listopadu 2014, sonda Rosetta se na oběžnou dráhu okolo komety dostane o několik měsíců dříve. Ukončení celé mise je zatím předběžně stanoveno na závěr roku 2015, ale při dobrém technickém stavu sondy a dostatečnému přísunu financí se dá očekávat její prodloužení (jak už bývá v kosmonautice dobrým zvykem).

Vraťme se ale do přítomnosti. Sondu Rosetta čeká první větší úkol na její dlouhé cestě meziplanetárním prostorem. V pátek 5. září 2008 prolétne Rosetta ve vzdálenosti 800 kilometrů kolem malé planetky 2867 Steins pohybující se v hlavním pásu planetek mezi Marsem a Jupiterem. Planetku objevil ruský astronom Nikolaj Stěponovič Černych na podzim roku 1969 a pojmenoval ji na počest lotyšského kolegy, dlouhodobého ředitele hvězdárny při Lotyšské univerzitě, Kārla Avgustoviče Šteinse [6]. Průměr planetky je odhadován na necelých 5 kilometrů a doba otočení kolem vlastní osy 6,049 hodiny [7].

Parametry dráhy planetky 2867 Steins [7]
Afélium	2,7096 AU
Perihélium	2,0179 AU
Velká poloosa	2,3637 AU
Excentricita	0,1463 AU
Sklon dráhy	9,9440°
Oběžná doba	3,63 roku
Perioda rotace	6,049 hodiny

Měsíc před příletem k planetce Steins začala sonda Rosetta s jejím sledováním pomocí navigačních kamer a vědecké kamerové sestavy OSIRIS. Hlavním účelem tohoto pozorování je zpřesnit dráhu planetky, která byla na počátku sledovací kampaně známa s chybou 100 kilometrů. Postupně by se měla přesnost zvýšit až na pouhé dva kilometry. Nejtěsnější přiblížení sondy k planetce Steins nastane v 18:37 UT a bude to velmi blesková návštěva. Vzájemná rychlost obou těles dosáhne 8,6 kilometrů za sekundu a na podrobný průzkum tak dostanou vědci pouze několik málo desítek minut. Mimo rozšíření znalostí o planetce se ověří činnost devíti vědeckých experimentů na palubě sondy Rosetta a jednoho přístroje (konkrétně magnetometru) na přistávacím modulu Philae. Hledat se bude přítomnost plynů a prachových částic v okolí 2867 Steins, zpřesňování rozměrů, periody rotace a rotační osy. Z pořízených fotografií bude analyzován povrch planetky a popsány nalezené morfologické útvary. Opomenuto nebude ani mineralogické sledování, které proběhne právě v okamžiku kolem největšího přiblížení [8]. Aby bylo dosaženo co nejpreciznějšího dodržení stanoveného průběhu přiblížení, bude poslední korekční manévr proveden pouhých 12 hodin před nejtěsnějším průletem.

Po úspěšném absolvování návštěvy u planetky Steins bude v listopadu 2009 následovat gravitační manévr u Země a poté se sonda Rosetta vydá ke stokilometrové planetce 21 Lutetia. Nejtěsnější přiblížení nastane 10. července 2010 a bude mít obdobný průběh jako v případě 2867 Steins. Po splnění i tohoto úkolu „upadne“ sonda do hibernace, ve které setrvá až do ledna 2014, kdy budou zahájeny přípravy pro přílet ke kometě Churyumov-Gerasimenko [9]. Do té doby se ale určitě o misi evropské sondy Rosetta bude ještě hodně mluvit.