Rosetta (sonda espacial)

Rosetta (sonda espacial)
Rosetta
Rosetta philae.jpg
Recreación artística de la sonda Rosetta y el módulo de aterrizaje Philae
Organización ESA
Estado Activo
Fecha de lanzamiento 2 de marzo de 2004
Aplicación Sonda de cometa
Masa 3000 Kg
Elementos orbitales
Tipo de órbita Heliocéntrica

Rosetta es una sonda espacial de la Agencia Espacial Europea (ESA) que fue lanzada el 2 de marzo de 2004. La tarea de la sonda será la de orbitar alrededor del cometa 67P/Churyumov-Gerasimenko. Debido a la elevada velocidad necesaria, la sonda Rosetta requerirá del impulso gravitacional proporcionado por la Tierra y Marte para que de esa manera pueda adquirir el impulso suficiente hasta alcanzar a 67P/Churyumov-Gerasimenko para el año 2014.

La misión comenzó el 2 de marzo de 2004 a las 7:17 UTC cuando la sonda fue lanzada con un cohete Ariane 5 desde la base de lanzamiento de Kourou en la Guayana Francesa. El cohete Ariane ubicó exitosamente en una órbita excéntrica (de 200 X 400 km) a la etapa superior y su carga. Cerca de dos horas después, a las 9:14 UTC, la etapa superior se encendió para alcanzar la velocidad de escape necesaria para escapar de la atracción terrestre y entrar en una órbita heliocéntrica. 18 minutos después, la sonda Rosetta fue liberada.

El Centro de Operaciones de la ESA en Darmstadt, Alemania estableció contacto con la sonda a medida que ésta se alejaba de la Tierra a una velocidad relativa de 3,4 km/s. Por los siguientes 8 meses se controlarán e inspeccionarán todos los sistemas de a bordo.

Contenido

Trayectoria de vuelo

La nave pasará tres veces cerca de la Tierra y una vez por Marte para que diez años después logre el encuentro con el cometa. Lejos del Sol, Rosetta hibernará en diferentes periodos, completando un tiempo de hibernación igual a 80 meses del total de 115 que durará la misión. La misión sólo recibirá órdenes desde Darmstadt para las maniobras de corrección orbital y para sus inspecciones de al menos un asteroide que encontrará en su camino.

El primer encuentro planetario de Rosetta tuvo lugar en 2005, cuando se acercó a la Tierra, que le proporcionó el impulso gravitacional necesario para que la sonda tome una trayectoria que la llevará a alcanzar Marte dos años más tarde.

En febrero de 2007 Rosetta tendrá su primer encuentro con Marte. El vuelo de reconocimiento la acercará a unos 200 km de la superficie desde donde realizará observaciones científicas. Después del sobrevuelo sobre Marte, Rosetta se dirigirá a su segundo encuentro con la Tierra en noviembre del mismo año. Ambos encuentros planetarios proporcionarán el impulso orbital necesario para que Rosetta pueda adentrarse en el cinturón de asteroides.

La sonda estará expuesta a un factor de variación de luz solar de 40. Como Rosetta viajará más allá de la órbita de Marte, dependerá de paneles solares especialmente diseñados por la ESA para poder lidiar con la baja recepción de energía proveniente del Sol.

El tercer y último encuentro con la Tierra en noviembre de 2009 enviará a Rosetta hacia la órbita de 67P/Churyumov-Gerasimenko.

A mediados de 2011, cuando esté ubicada a unos 800 millones de kilómetros del Sol, la sonda encenderá su motor principal para ubicarla en una trayectoria de intersección con la órbita del cometa. A principios de enero de 2014, Rosetta será activada y se preparará para una fase de acercamiento que durará seis meses.

Sobrevuelos de asteroides

El 5 de septiembre de 2008, Rosetta sobrevoló el asteroide (2867) Šteins, un asteroide irregular de tipo E, de unos 4,6 km de diámetro, a una distancia mínima de unos 800 km. El encuentro tuvo lugar a 360 millones de kilómetros de la Tierra y una velocidad relativa de 8,62 km/s.

El 10 de julio de 2010, Rosetta sobrevoló un segundo asteroide, (21) Lutetia. La máxima aproximación fue de 3162 km, y a una velocidad relativa de 15 km/s.[1]

Descenso sobre 67P/Churyumov-Gerasimenko

El objetivo inicial de la Misión Rosetta era el cometa 46P/Wirtanen, pero debido al retraso del lanzamiento original en enero de 2003, Churyumov-Gerasimenko fue seleccionado como el cometa de reemplazo.

Churyumov-Gerasimenko es un cometa periódico que se encuentra atrapado en las proximidades del Sol, después de haber sido impulsado por Júpiter.

El cometa fue descubierto en 1969 por el Instituto Astrofísico Almaty en Kazajistán. El cometa fue detectado por el astrónomo Klim Churyumov de la Universidad de Kiev, Ucrania, gracias a imágenes captadas por su colega Svetlana Gerasimenko, del Instituto de Astrofísica de Dushanbe, Tayikistán.

En agosto de 2014 Rosetta empezará a acompañar al núcleo del cometa para producir un detallado mapa que permitirá seleccionar un sitio de aterrizaje para Philae, el aterrizador (o módulo de aterrizaje).

Philae, con un peso de 100 kg, será soltado a una altura de 1 km. Debido al tenue campo gravitacional del cometa, el aterrizador se posará suavemente. Para fijarse a la superficie y evitar rebotar en el aterrizaje, la sonda lanzará dos arpones que permitirán que quede anclada a la superficie. Philae operará por varias semanas y transmitirá los datos a Tierra a través de su orbitador.

Rosetta continuará sus observaciones del núcleo cometario hasta diciembre de 2015 y tendrá un lugar privilegiado de observación cuando el cometa entre en un período de actividad al aproximarse al Sol en su perihelio (octubre de 2015).

Descripción

El diseño de Rosetta se basa en una caja central en forma de marco, 2,8 mx 2,1 mx 2,0 m con un panal de aluminio plataforma principal. De masa total de lanzamiento es de 3000 kg, incluyendo el módulo de aterrizaje de 100 kg y 165 kg de instrumentos científicos. De dos paneles solares de 32 metros cuadrados cada uno, se extienden hacia fuera desde los lados opuestos de la caja, que abarca 32 m de punta a punta. La nave consta de dos módulos principales, el módulo de carga útil de apoyo (PSM), que posee la instrumentación científica y dos mecanismos de despliegue de carga útil auge en la parte superior del marco, y el apoyo de autobuses Module (BSM), que tiene el subsistemas de la nave en la parte inferior. Un dirigible 2,2 m de diámetro de alta ganancia de la antena parabólica está unida a un lado, y el módulo de aterrizaje se montará en el lado opuesto. El panel de instrumentos, la ciencia está montado en la parte superior y diseñada para ser frente a la cometa de manera continua durante la órbita, mientras que la antena y los paneles solares frente a la Tierra y dom. Los radiadores y persianas están montados en la parte posterior y los paneles laterales que se enfrentan a distancia desde el Sol y la cometa. En el centro de la nave espacial que sobresale de la parte inferior es un tubo de empuje vertical de aluminio corrugado con anillos de refuerzo.

El tubo de empuje proporciona la propulsión de las maniobras de primaria y consta de dos tanques de 1.106 litros de carburante, el carburante que contengan superior y la inferior oxidante. Un total de 660 kg de propelente (Monometilhidracina bipropellant) y 1060 kg de oxidante (tetróxido de nitrógeno) es necesario para proporcionar 2200 m / s delta-V en el transcurso de la misión. La masa de lanzamiento de la nave, incluido el combustible es 2900 kg. También hay cuatro tanques de 35 litros presionizante. La nave espacial será de tres ejes estabilizado y controlado por la orientación 24 10-N propulsores. Actitud se mantiene con dos rastreadores de estrellas, un sensor solar, cámaras de navegación, y tres paquetes de giroscopio láser. La energía es suministrada por los paneles solares, que estará compuesto de baja intensidad, baja temperatura o de GaAs Si las células solares. Esto proporcionará 400 W a 5,2 UA y 850 W a 3,4 UA, cuando las operaciones de cometa comenzar. Power se almacenan en cuatro Ahr, 10 baterías de NiCd, que suministrará la energía del bus V 28. Las comunicaciones serán a través de la antena de alta ganancia, un 0,8 fijos a medio metro de ganancia de la antena, y dos antenas de baja ganancia omnidireccional. Rosetta utilizará un S-banda de enlace ascendente de telemando y S y X-telemetría de banda y la ciencia de datos de enlaces descendentes, con tasas de transmisión de datos 5 a 20 kbits / s. Equipos de comunicación incluye un 28 W RF de banda X TWTA y un doble 5 vatios RF S / transpondedores de banda X. El calentamiento de la Junta mantendrá la instrumentación de la congelación durante el período de la nave espacial está muy lejos del sol. Total de la masa de carga útil científica es de aproximadamente de 150 kg.[2]

Instrumentos científicos del orbitador

Los gases arrojados por 67P/Churyumov-Gerasimenko serán analizados por los instrumentos científicos a bordo de Rosetta permitiéndole examinar la exacta composición química y de esta manera determinar las condiciones existentes hace 4500 millones de años, cuando se formó el Sistema Solar.

Los instrumentos científicos a bordo del orbitador son los siguientes:

  1. ROSINA servirá para identificar átomos, moléculas e iones del vapor (estado) liberado por el cometa a través de espectrómetros de masa (República Checa).
  2. BERENICE identificará la presencia de isótopos de hidrógeno, carbono, nitrógeno y oxígeno gracias a la combinación de un cromatógrafo y un espectrómetro de masa (Gran Bretaña).
  3. COSIMA identificará los materiales rocosos y granulares del polvo expulsado por el cometa con un espectrómetro de masa (Alemania).
  4. MIDAS examinará los granos de polvo en gran detalle con la ayuda de un microscopio de fuerza atómica (Austria).
  5. GIADA medirá el momento, las velocidades y masas de los granos de polvo provenientes tanto del núcleo como de otras partes del espacio (Italia).
  6. OSIRIS permitirá mapear la superficie del cometa en gran detalle a través de cámaras de alta resolución (Alemania).
  7. ALICE analizará y mapeará los materiales de la superficie y vapor a través de las marcas del ultravioleta extremo (Estados Unidos).
  8. VIRTIS analizará y mapeará los materiales de la superficie y vapor a través de las marcas visibles e infrarrojas (Italia). Versiones mejoradas de este instrumento se han instalado en las misiones Dawn y Venus Express.#
  9. MIRO analizará el vapor a través de las marcas de microondas y sondeará algunos centímetros debajo de la superficie (Estados Unidos).
  10. CONSERT sondeará el interior a través de señales de radio en intercambio con el aterrizador a través del cometa (Francia).

Philae, el aterrizador

El Philae, aterrizador de la misión Rosetta, fue creado con la colaboración liderada por Alemania, Francia e Italia.

Gracias a las imágenes de alta resolución del orbitador, los científicos serán capaces de enviar el aterrizador para posarse en el núcleo del cometa. Este procedimiento se realizará a una velocidad de 5 km/h permitiendo al aterrizador anclarse sobre el núcleo, entonces varios instrumentos miniaturizados examinarán la superficie. El aterrizador también lleva una pequeña estación de radio para el experimento CONSERT con el orbitador.

Instrumentos del aterrizador

  1. APXS Espectrómetro de rayos X y alfa.
  2. SD2 Dispositivo de muestra y distribución.
  3. PTOLEMY Analizador de gas.
  4. CIVA/ROLIS Sistema de imágenes (cámaras panorámicas y visualizador de descenso).
  5. COSAC Experimento de Muestra cometaria y composición.
  6. SESAME Experimento para el monitoreo eléctrico y acústico de la superficie, monitor de impacto de polvo.
  7. MUPUS Sensor multiutilidad para ciencia superficial y subsuperficial.
  8. ROMAP Magnetómetro RoLand y monitoreo de plasma.
  9. CONSERT Sondeo de ondas de radio del núcleo del cometa.

Referencias

Fuentes

  • Póster: ROSETTA: For the closest inspection of a comet ever made / Une première dans l'histoire de l'exploration cométaire (2002).
  • Comunicado de Prensa de la Agencia Espacial Europea, N° 14-2004 (2 de marzo de 2004).
  • Página oficial de la misión

Enlaces externos


Wikimedia foundation. 2010.

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