Rosetta (Sond)

Rosetta
Eng Maquette vun der Rosetta
Typ	Fuerschungssatellit
Missiounszil	Koméit 67P Tschurjumow-Gerassimenko
Land	Europa
Agentur	ESA
Startmass	ronn 3000 kg
Start	2. Mäerz 2004 um 08:17 MEZ
Startplaz	Weltraumzentrum Kourou
Drorakéit	Ariane 5
Status	30. September 2016: geziilten Opschlag um Koméit

D'Rosetta ass eng Raumsond vun der ESA, déi den 2. Mäerz 2004 mat enger Ariane 5 G+ gestart gouf. Si ass zanter dem August 2014 ronderëm de Koméit 67P/Tschurjumow-Gerassimenko gekreest. Well se net méi genuch Energie hat, gouf decidéiert, se op de Koméit falen ze loossen, fir sou bis de leschten Ablack Donnéeë vun deem senger Beschafenheet ze sammelen.

Den 30. September 2016 war et sou wäit, an d'Rosetta ass kontroléiert op de Koméit 67P/Tschurjumow-Gerassimenko erofstierze gelooss ginn. Bis fënnef Sekonne virum Opschlag huet si nach Fotoe vun der Koméitenuewerfläch op d'Äerd geschéckt.^[1]

D'Rosetta, déi vun EADS Astrium vu Friedrichshafen gebaut gouf, war deen éischte Koméitenorbiter. Beim Fluch dohin hat d'Rosetta an de Joren 2008 respektiv 2010 d'Asteroiden (2867) Šteins an (21) Lutetia passéiert an erfuerscht.

Missioun

U Bord vun der Rosetta ass den 100 kg schwéiere Lander Philae. Dee soll um Koméit opsetzen an Experimenter maachen, déi Réckschlëss op d'Beschafenheet vum Koméit zouloossen. D'Donnéeë ginn op d'Rosettasond gesent, déi de Koméit weider ëmkreest, a gi vun do op d'Äerd geschéckt. Well d'Beschafenheet vum Koméit virum Opsetze vun der Sond net bekannt ass, kartographéiert an analyséiert d'Rosetta ufanks d'Uewerfläch, ier sech de Philae vun der Sond lassléist. Sou hofft een, eng gëeegent Landeplaz ze fannen, och wann am Virfeld iwwer hir noutwendeg Beschafenheet keng sécher Erfarunge virleien.

Ufanks war de Start vun der Rosetta schonn den 13. Januar 2003 geplangt an als Zil war de Koméit 46P/Wirtanen virgesinn. Wéinst Schwieregkeete mam Ariane-5-Rakéiteprogramm gouf de Start ëm e Joer verréckelt.

Och den nächste Starttermin de 26. Februar 2004 konnt wéinst schlechtem Wieder net plangméisseg agehale ginn an huet missen 20 Minutte virum Start ofgebrach ginn. De Start gouf dunn ëm en Dag verréckelt. De 27. Februar 2004 gouf dunn de Start wéinst engem Defekt um Hëtztschutz op Ufank Mäerz versat. Mat fënnef Deeg Verspéidung ass d'Rosetta schliisslech den 2. Mäerz 2004 vum Weltraumzentrum Kourou an der franséischer Guyane gestart. D'Drorakéit vum Typ Ariane 5 G+ ass um 08:17 Auer MEZ mat der dräi Tonne schwéierer Sond u Bord gestart.

Den Numm Rosetta bezitt sech op de Stee vu Rosetta, mat deem senger Hëllef d'Egyptesch Hieroglyphen entziffert konnte ginn. Op déi selwecht Aart a Weis soll d'Rosetta dozou hëllefen, d'Geheechnes ze lëften, wéi d'Sonnesystem wärend senger Genesis beschafe war. Den Numm vum Lander Philae bezitt sech op eng Insel am Nil, op där en Obelisk fonnt gouf, dee bei der Entzifferung vum Stee vu Rosetta gehollef hat. U Bord ass e Prototyp vum sougenannte Rosetta Disk, enger ongeféier fënnef Zentimeter grousser Scheif aus engem Néckelalliage, op där ongeféier 15.000 Säiten Text mat Informatioune fir iwwer 2.500 Sproochen a mikroskopescher Gréisst agebrannt sinn.

Asteroiden-Fly-bys

D'Sond Rosetta kënnt op hirem Kurs duerch d'Asteroidenceinture no bei zwéin Asteroiden Šteins an Lutetia. Déi definitiv Entscheedung iwwer dee Kurs war nom Start vum 11. Mäerz 2004 gefall, well eréischt do eng Ofschätzung vum Dreifstoffverbrauch fir d'Swing-bys méiglech war.

Fly-by beim Šteins-

De 5. September 2008 war d'Rosetta wärend dem éischte Passage vun der Asteroidenceinture laanscht de 4,6 Kilometer groussen (2867) Šteins op enger Distanz vun 800 km geflunn. Den Asteroid konnt duerch eng optesch Navigatiounsmethod déi vun der d'ESA fir d'éischt agesat gouf, op engem exakt geplangten Ofstand passéiert ginn. Dofir goufen déi béid Navigatiounskameraen an déi wëssenschaftlech Kamera OSIRIS gebraucht, fir reegelméisseg Biller vum Asteroid ze maachen. Wat d'Sond méi no un de Šteins koum, ëmsou méi genee konnt deem seng Bunn relativ zu der Sond bestëmmt ginn. Wärend d'Sond Giotto am Joer 1986 einfach op den Zilobjet geriicht konnt ginn, fir méiglechst no laanscht ze fléien, hätt bei der Genauegkeet vun der Navigatioun wärend dem Šteins-Fly-by d'Gefor bestanen, mat him ze kollidéieren.

De Vitessënnerscheed tëscht béiden Objete war mat 8,6 km/s relativ kleng. Fir de Laanschtfluch, deen éischte vun dëser Aart fir d'ESA, hat d'Sond sou gedréint misse ginn, datt d'Kommunikatiounsantenn fir 90 Minutten net op d'Äerd geriicht war. Déi éischt Telemetriedate vun der Rosetta hunn d'ESA um 22:23 Auer erreecht. Si hunn den Erfolleg vum Manöver bestätegt.

Déi dorophi publizéiert Biller weisen en diamantfërmege Kierper mat vill Impaktkrateren, wat op en héijen Alter vum Šteins hiweist. Wärend dem Laanschtfluch goufen Date mat der optescher Kamera wéi och mam Spektrometer VIRTIS gesammelt. Hir Auswäertung kann dobäi hëllefen, d'Zesummesetzung an d'Genesisgeschicht vum Šteins besser ze verstoen.

Lutetia-Fly-by

Dee ronn 100 km groussen Asteroid (21) Lutetia gouf wärend dem zweete Passage vun der Asteroidenceinture den 10. Juli 2010 op enger Distanz vun 3.162 km mat enger Relativvitess vu 15 km/s passéiert.^[2] Wärend dem Laanschtfluch war (21) Lutetia 455 Millioune km vun der Äerd oder 407 Millioune km vun der Sonn ewech. Um 18:10 Auer gouf et eng Liveiwwerdroung vum Manöver am Kontrollzentrum ESOC vun der ESA zu Darmstadt. Éischt Biller vum Laanschtfluch gouf et géint 23 Auer.

Den Asteroid gouf mat der OSIRIS-Kamera wéi och mat dem VIRTIS-Spektrometer ënnersicht. Zwou Stonne virum noosten Ofstand hat d'Kamera mam Fotograféieren ugefaangen. Och nom Passage goufen nach Biller opgeholl. Éischt Auswäertunge vun de Biller an der Nuecht vum 10. op den 11. Juli 2010 haten erginn, datt (21) Lutetia mat risege Krater iwwerséit ass. Op eng zimmlech beweegt Geschicht loossen ënner anerem och zougespëtzt Biergrécker, Äerdrutscher an honnert Meter grouss Fielsen hindeiten.

Nieft der Erfuerschung vu Lutetia hat de Laanschtfluch och dem Test vun den Instrumenter vun der Rosetta gedéngt souwéi den Experimenter vum Lander Philae. Et war déi lescht Testméiglechkeet, ier d'Rosetta nom 8. Juni 2011 an e ronn zweeanhallefjärege „Wanterschlof“ (Deep Space Hibernation) goung. Den 19. Januar 2014 gouf d'Rosetta nees erfollegräich aktivéiert Si gëtt elo fir de Rendez-vous mat hirem eigentlechen Zil, dem Koméit 67P/Tschurjumow-Gerasimenko, virbereet.

Tschurjumow-Gerassimenko-Missioun

Méi Informatioun doriwwer am Artikel: Observatioune mat der Rosetta-Sond

Technik

Technesch Daten

D'Grondstruktur vum Rosetta besteet aus enger Këscht aus enger Aluminiumlegierung mat enger Gréisst vun 2,8 × 2,1 × 2,0 Meter. Déi wëssenschaftlech Instrumenter (ongeféier 165 kg) sinn op der ieweschter Säit vun der Box an de Bus Support Module un der Basis fixéiert. Un der Säit sinn eng 2,2 Meter Antenn fir d'Kommunikatioun (S-Band an X-Band mat 10 bis 22.000 Bits pro Sekonn) ubruecht.

Bordinstrumenter

U Bord vun der Rosetta waren eelef Instrumenter:

Den Ultraviolett-Spektrometer ALICE huet no verschiddenen Edelgase gesicht, deenen hir Verdeelung eppes iwwer d'Temperatur wärend der Genesis viru 4,5 Milliarde Joer aussoe soll. Dëst ass dat eenzegt US-Instrument vun der Rosetta-Sond. Eng weiderentwéckelt Versioun vun Alice ass an der Sond New Horizons agebaut.
D'Kamera OSIRIS (Optical, Spectroscopic and InfraRed Remote Imaging System) huet de Koméitekär an héijer Opléisung am visuellen an am noen infraroude Spektralberäich fotograféieren. Scho virum Antreffen beim Zilkoméit konnt d'Osiris staark vergréissert Fotoe schéissen.
De VIRTIS (Visible and Infrared Thermal Imaging Spectrometer) huet mëttel bis kleng opgeléiste Biller vum Koméitekär gemaach, aus deene sech op déi raimlech Verdeelung vu gefonnten Elemente schléisse léisst.
D'Instrument MIRO (Microwave Spectrometer for the Rosetta Orbiter) huet no extreem volatillen Elementer gesicht an hir Verdämpungsquot gemooss. Doriwwer goufen Informatioune iwwer d'Zesummesetzung vum Kär a vun der Koma, iwwer d'kometar Aktivitéit an d'physikalesch Eegenschafte vun der Käruewerfläch a vun de Komamoleküle gewonnen.
ROSINA (Rosetta Orbiter Spectrometer for Ion and Neutral Analysis) besteet aus emgem Magnéit-DFMS an engem Fluchzäit-Massespektrometer RTOF, déi Ione an Neutralgasdeelercher noweise kënnen. Doduerch léisst sech zum Beispill d'Zesummesetzung vun de kaum disponibeler Koméitenatmosphär an de Wiesselwierkunge vun der Deelercher bestëmmen.
Fir d'Ënnersich vum Koméitestëbs gëtt de COSIMA (Cometary Secondary Ion Mass Spectrometer) och mat engem Massespektrometer déi Heefegkeete vun Elemente, Isotope a Moleküle bestëmmen.
Dat héichopléisend Rastersondemikroskop MIDAS (Micro-Imaging Dust Analysis System) kann d'Fäinstruktur vun eenzele Stëbsdeelercher duerstellen.
Den RPC (Rosetta Plasma Consortium) besëtzt Ionen- an Elektronendetektore an e Magnetometer. Si moosse physikalesch Eegenschafte vum Kär a vun der Koma, souwéi d'Wiesselwierkunge tëscht Koma a Sonnewand.
D'CONSERT-Experiment (Comet Nucleus Sounding Experiment by Radio wave Transmission) fuerscht d'Struktur vum Koméitekär.
De GIADA (Grain Impact Analyser) ënnersicht d'Koma a bestëmmt d'Zuell, d'Gréisst an d'Vitess vun de Stëbskären déi dra sinn.
Duerch Notzung vum Kommunikatiounssystem bestëmmt den RSI (Radio Science Investigation) d'Gravitatiounsfeld vum Koméit souwéi Gréisst, Mass, Form a Struktur vum Koméitekär

Déi wëssenschaftlech Donneeë ginn op engem Solid-state-Späicher mat 25 GBit Capacitéit gespäichert. Weider zéng Instrumenter sinn u Bord vum Lander.

Erausfuerderungen a Besonnesches vun der Missioun

Mat der d'Rosettamissioun stéisst d'Weltraumfuerschung an e puer Beräicher op Neiland. De Missiounsprofil huet en ettlech besonnesch Eegenschaften.

Energieversuergung

Fir d'Energieversuergung gouf bei dëser Missioun fir d'éischt op Solarzellen, bei enger Missioun déi Säit der Marsëmlafbunn, gesat. Well d'Stralungsintensitéit vum Sonneliicht mam Quadrat vum Ofstand ofhëlt, geet och d'elektresch Leeschtung vun de Solarzellen a groussen Ofstänn zu der Sonn of. Fir trotzdeem eng ausreechend elektresch Leeschtung fir de Betrib vun der Sond zur Dispositioun ze stellen, huet d'Missiounsprofil engersäits eng „Schlofphas“ bei grousse Sonnenofstänn, an där nëmme minimal Leeschtung fir Liewenserhalung (Bordcomputer an e puer Heizelementer) gebraucht gëtt. Anerersäits goufe ganz grouss Solarzellen agesat, fir an dësen Ofstänn genuch elektresch Leeschtung ze hunn. Aktive Betrib vun der Sond oder Funkverkéier ass an dësem Deel vum Fluch net virgesinn.

Stéierungsaflëss am Orbit ëm de Koméit

Fir d'Fuerschung vum Koméit soll an e stabillen Orbit ëm hien ageschwenkt ginn. Ënner anerem gëtt do d'Gravitatiounspotential vum Koméit vermooss. Well d'Zentralmass vum Koméit relativ kleng ass, hunn Stéierkraaften op d'Ëmlafunn e staarken Afloss. Follgend Stéieraflëss si beim Plange vun der Ëmlafbunn ze beuechten:^[3]

Stralungsdrock: De stännege Photonestroum vun der Sonn ass an Interaktioun mat der Uewerfläch vun der Sond. Et resultéiert eng no baussen (vun der Sonn ewech) geriichte Kraaft.
Sonnewand: De stännegen Deelchestroum vun der Sonn trëfft op d'Sonduewerfläch an iwwerdréit en Impuls. Et entsteet eng vun der Sonn ewech geriichte Kraaft.
Koma vum Koméit: D'Koma vum Koméit entsteet duerch seng Ausgasunge. D'Ausgasunge trieden iwwer aktiv Fläche vum Koméit op. De Koméit gëtt eréischt bei enger bestëmmter Distanz zu der Sonn aktiv. Den Deelchestroum vun der Ausgasung produzéiert eng Kraaft vum Koméit ewech. Geneesou kann duerch d'(stationär) Deelchewollek ëm de Koméit eng Ofbremsung vun der Sond optrieden.
Sonnegravitatioun: D'Sonn übt als Kierper mat der gréisste Mass vum Sonnesystem eng Stéierkraaft op d'Sond aus.
Ellipsoid Form vum Koméit: Duerch d'Ofwäichung vum Koméit vun der idealer Kugelform huet säi Gravitatiounspotential net d'Form vun engem Zentralpotential. D'Unzéiung déi entsteet, wäicht vun der idealer zentraler Unzéiung of.

Bei den éischten dräi vun den uewe genannte Stéieraflëss stellt d'Uewerfläch vun der Sond eng wichteg Gréisst duer, well iwwer si d'Wiesselwierkung produzéiert gëtt. Dat heescht, datt déi grouss Solarzellen den Afloss vun de Stéierkraafte vergréisseren. Dëst huet Auswierkungen op d'Stabilitéit vum Sondenorbit.

D'Stéierung duerch dat ellipsoid Gravitatiounspotenzial vum Koméitekär gëtt benotzt fir déi genee Koméitestruktur an den Opbau ze bestëmmen. Et gëtt e mathematesche Modell entwéckelt, mat deem senger Hëllef en Orbit virausberechent gëtt. Duerno gëtt de realen Orbit observéiert. Aus den Ënnerscheeder tëscht Virausso an Observatioun (Vitessn an Acceleratioune) kënnen d'Konstante vum Modell bestëmmt a verbessert ginn. Sou kann de Modell schrëttweis ëmmer besser ginn. Iwwer d'Form vum Gravitatiounspotential kann dann op de bannenzegen Opbau (Form an Dicht) vum Kär geschloss ginn.

Orientéierung an Navigatioun an der Koméitegéigend

Duerch d'Distanz tëscht Raumsond an Äerd ass eng Steierung an Iwwerwaachung an Echtzäit net méiglech. D'Sond muss autonom hiren aktuelle Zoustand iwwerwaache kënnen. E wichtegt Element ass dobäi d'Bestëmmung vun der eegener Positioun am Raum. Dëst geschitt bei Raumsonden duerch sougenannt Stäresensore. Dës observéiere Stären a vergläichen aktuell opgeholle Stäre mat gespäicherten Daten zu de Stärepositioune, fir doraus déi eege Lag ze bestëmmen. Beim Antrëtt vun der Sond an d'Koma vum Koméit erschéngen och d'Stëbspartikel vun der Koma als hell Objete virun den Objektive vum Stäresensor. Dobäi ass et méiglech, datt d'Stären net méi opgefaasst kënne ginn, respektiv datt Stëbspartikel falsch interpretéiert ginn. Et ass also méiglech, datt d'Sond kuerzzäiteg d'Orientéierung verléiert.

Zäitoflaf vun der Missioun

02. Mäerz 2004 um 08:17 MEZ: Start
04. Mäerz 2005 Éischten Äerdlaanschtfluch (op enger Distanz vun 1.900 km)
04. Juli 2005 Rosetta observéiert den Aschlag vum Deep-Impact-Projektil um Koméit Tempel 1
25. Februar 2007 Marslaanschtfluch (op enger Distanz vun 250 km)
13. November 2007 Zweeten Äerdlaanschtfluch (op enger Distanz vu 5.295 km)
05. September 2008 Laanschtfluch beim Asteroid (2867) Šteins (op enger Distanz vun 800 km)
13. November 2009 Drëtten Äerdlaanschtfluch (op enger Distanz vun 2.481 km)
10. Juli 2010 Laanschtfluch beim Asteroid (21) Lutetia (op enger Distanz vun 3.162 km)
08. Juni 2011 bis 20. Januar 2014 Deep Space Hibernation
Januar bis Mee 2014 Erukommen un de Koméit
August 2014 Kartographéierung vum Koméit
November 2014 Landung um Koméit
November 2014 bis Dezember 2016 Begleedung vum Koméit ronderëm d'Sonn
30. September 2016: D'Rosetta gëtt op eng Kolisioun mam Koméit higesteiert, fir lescht Donnéeën ze sammelen.

Wat war nach?

De Minor Planet Center hat an enger Circulaire vum 8. November 2007 d'Entdeckung vun engem Objet publizéiert, dat ganz no laanscht d'Äerd fléie géif an hat him d'Katalogbezeechnung 2007VN84 ginn. Schnell hat sech erausgestallt, datt a Wierklechkeet d'Raumsond Rosetta op hirem Ufluch zum zweete Swing-by-Manöver ëm d'Äerd observéiert gouf. D'Bezeechnung gouf dofir nees zeréckgezunn.

Am November 2007 hat d'Fuerscherteam e Kierper entdeckt, deen hanner der Rosetta ze fléie geschéngt huet. Et gouf ugeholl, datt et en Äerdbunnkräizer en Apollo-Asteroid wier. Hie konnt bis zum Äerdlaanschtfluch den 13. November 2007 verfollegt ginn.