Főmenü megnyitása

Philae (űrszonda)

a Rosetta űrszonda leszállóegysége

A Philae (régebbi nevén RoLand) az Európai Űrügynökség Rosetta űrszondájának leszállóegysége, amelynek fedélzeti vezérlő és adatgyűjtő számítógépének szoftverét magyar fejlesztők készítették.[1] 2014. november 12-én megérkezett a 67P/Csurjumov–Geraszimenko üstökösre, ezzel az első ember által alkotott eszköz lett, amely leszállt egy üstökösön és fényképeket küldött a felszínéről.[2]

Philae
Bundeskunsthalle - OuterSpace - Impressionen-0284.jpg
Űrügynökség Európai Űrügynökség Európai Űrügynökség
Küldetés típusa Leszállóegység
A Wikimédia Commons tartalmaz Philae témájú médiaállományokat.
A Philae leszállóegység felülnézete

A leszállóegység a nevét a Nílus Philae nevű szigetéről kapta, ahol egy obeliszket találtak, melyet a Rosette-i kővel együtt az egyiptomi hieroglifák megfejtéséhez használtak.

Tartalomjegyzék

A küldetésSzerkesztés

A szonda eredetileg a 46P/Wirtanen üstökössel találkozott volna. Az Ariane 5 hordozórakéta egyik sikertelen indítása miatt vált szükségessé, hogy a kitűzött célt a 67P/Csurjumov–Geraszimenko üstökösre módosítsák. Az üstökös tömegéből adódó nagyobb ütközési sebesség miatt a leszállító szerkezetet (landing gear) módosítani kellett. A felbocsátási időpont és a cél módosításán kívül a misszió menete változatlan maradt.

A Philae küldetése, hogy leszálljon az üstökösmag felszínén, és adatokat küldjön az üstökös összetételéről. A Deep Impact szondától eltérően ez nem becsapódó egység. 2006-os ellenőrzés szerint a műszerekkel komoly probléma nem merült fel. A leszállóegység és néhány műszere a 2007. február 25-i Mars-megközelítés során működött először autonóm módon. A CIVA kamerarendszer néhány képet készített, miközben a többi műszer ki volt kapcsolva; a ROMAP méréseket végzett a Mars magnetoszférájában. A többi műszernek az elemzéshez közvetlen felszíni kontaktusra van szüksége, így ekkor ki voltak kapcsolva.

FelépítéseSzerkesztés

A fő szerkezeti egység szénszál erősítésű műanyagból készült lemez, amely a mechanikai stabilitást szolgálja, melyhez egy hatszög alakú „szendviccsel” van rögzítve a műszerek elhelyezésére szolgáló platform. Teljes tömege kb. 100 kg. A külső burkolatot energiatermelő napelemek borítják.

MűszerekSzerkesztés

A leszállóegység hasznos terhe 10 tudományos műszer, melyek kb 26,7 kg-nyi össztömeggel a leszállóegység teljes tömegének csaknem harmadát teszik ki.

  • APXS (Alpha Proton X-ray Spectrometer = Alfa proton röntgen spektrométer): Az APXS a leszállóegység alatti felszín vegyi összetételét elemzi. A műszer a Mars Pathfinder APXS műszerének egy javított változata.
  • COSAC (The COmetary SAmpling and Composition ~ üstökös mintavevő és elemző): A kombinált gázkromatográf és repülési időben működő tömegspektrométer elvégzi a felszíni minták elemzését, és meghatározza az illékony komponensek összetételét.
  • Ptolemy (az üstökösmag illanó anyagainak összetételét vizsgáló műszer)
  • CIVA (Comet Nucleus Infrared and Visible Analyzer = üstökösmag infravörös és látható tartomány analizátor)
  • ROLIS (Rosetta Lander Imaging System = Rosetta leszállóegység kamera - a leszállóegység alatti üstökösfelszín közeli "mikroszkópos" vizsgálatára)
  • CONSERT (COmet Nucleus Sounding Experiment by Radiowave Transmission ~ üstökösmag rádióhullám-terjedési kísérlet). A Consert radarja a Philae és a keringő egység által kibocsátott elektromágneses hullámok magon keresztüli terjedésének a vizsgálatával végzi a mag tomográfiáját, mellyel meghatározható az üstökösmag belső szerkezete és következtethetünk összetételére.
  • MUPUS (MUlti-PUrpose Sensors for Surface and Sub-Surface Science = többcélú tudományos műszer az üstökös felszíni és felszín alatti tulajdonságainak vizsgálatára)
  • ROMAP (Rosetta Lander Magnetometer and Plasma Monitor = Rosetta leszállóegység magnetométer és plazmamonitor)
  • SESAME (Surface Electric Sounding and Acoustic Monitoring Experiment = felszíni elektromos, hang- és akusztikus monitorozó kísérlet)
  • SD2 (The sampling, drilling and distribution subsystem = Mintavevő, fúró és elosztó alrendszer)

A tíz leszálló műszer, a tizenegy tudományos műszer tervezéséhez, fejlesztéséhez, valamint megépítéséhez magyar szakértők is hozzájárultak:[3]

  • KFKI RMKI és SGF Kft: a Philae leszállóegység hibatűrő fedélzeti vezérlő és adatgyűjtő számítógépének (CDMS) fejlesztése
  • KFKI RMKI: öt különböző mérőberendezést tartalmazó plazma-mérőrendszer (RPC) fejlesztésében való részvétel, amely a Rosetta orbiter műszere
  • KFKI AEKI: a Philae leszállóegység két tudományos műszerének tervezése és elkészítése
  • Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem: Philae leszállóegység fedélzeti energiaellátó és -elosztó rendszer (PSS) tervezése[4]

TörténetSzerkesztés

LeszállásSzerkesztés

2014. november 12-én a felélesztést követő működtetési próba azt mutatta, hogy a Philae tetejére épített és annak elsődleges rögzítésére szolgáló kilövő berendezés (ADS) nem működött. Mivel ennek kijavítására nem volt lehetőség és a két másik, felszínfogásra szolgáló eszköz (LG és horgonyok) hibátlanul szerepelt, az ESA a Philae-nek az üstökösre való leszállása mellett döntött.

A leszállóegység a hordozó szondáról leválás után 7 órás „szabadeséssel”, ballisztikus pályán közelítette meg üstököst, majd látszólag sikeresen landolt.

Philae felszínre érkezése során (a leszállási ütközés meglepő enyhesége miatt) a lehorgonyzásra szánt szigonyok nem működtek, emiatt kétszer is felpattant a felszínről. Az első felpattanás 38 cm/s sebességgel történt, ami szerencsére nem haladta meg az üstököstől való 44 cm/s-os szökési sebességet. A Philae kb. 1 km-re elemelkedett, ezt követően 1 óra 50 percig szabadeséssel mozgott a felszín felé, majd beleütközve újból eltávolodott tőle – ezúttal 7 perc alatt kisebb távolságra –, végül az üstökös jeges, poros talaján való több méteres megcsuszamlás után, az eredetileg kijelölt leszállási helytől kb. 1 km-re, egy durva, kissé sziklás talajú, árnyékos helyen, a háromból két horgonyra támaszkodva, a függőlegestől 30°-kal megdőlve, de működő műszerekkel megállt.[5] A harmadik rögzítőelem hiányában a mintavételre tervezett talajfúrás kényesebb feladat. Az irányítócsoport a kiküldetést úttörő feladatnak tekinti; még a landolóeszköz hiányosságait is számításba véve, mert a műszerek feladatuk 80%-át nem nagy késedelemmel a landolás után energiapótlás nélkül is sikeresen elvégezték.

Első üzenetSzerkesztés

Philae a következő Twitter üzenetet küldte a Földre: "Philae Lander@Philae2014: Touchdown! My new address: 67P! #CometLanding".[6] A Twitter üzenetet minden európai nyelven elküldte a szonda, így magyar nyelven is "Philae Lander@Philae2014: Landoltam! Az új címem: 67P! #CometLanding".[7] A leszállás idején a rádióüzenet 28 perc alatt ért a Földhöz. Néhány órával később a CIVA elküldte az első néhány panoráma fényképet a Philae közvetlen környezetéről az üstökös felszínéről.[8]

A műszerek első adataiSzerkesztés

COSACSzerkesztés

Érzékelte legalább 3 szénatomot tartalmazó molekula jelenlétét.

MUPUSSzerkesztés

Megmérte az üstökös belsejében uralkodó hőmérsékletet (-150 °C), de a szigony csak néhány centiméterre tudott a 10–20 cm vastag porral takart, nagy keménységű jégfelszínbe behatolni.

SD2Szerkesztés

Ez a fúró még nem működött az energiaszolgáltatás hiányában, és Philae egyik tartólábának lazasága miatt. Az akkumulátorok feltöltött állapota kell hozzá.

SESAME-CASSESzerkesztés

A tartólábak végére erősített akusztikus érzékelőműszer rögzítette a leszállás által keltett lökésből származó rezgés lefolyását.

CONSERTSzerkesztés

Ennek segítségével lehetett megállapítani a robot helyzetét, ami landolási helyén nem volt látható.

ROMAPSzerkesztés

Ennek a magnetométernek a segítségével tudta a kutatócsoport megállapítani a szonda landolás utáni helyzetét.

KényszerpihenésSzerkesztés

Földi kommunikációra az elektromosenergia-igény csökkentésére átjátszóállomásként a keringő űrszondát használja.

A felszíni működés időtartamát egy hétre tervezték, de a lehetőségektől függő több hónapos kibővített misszióra is fel volt készítve. Mivel a leszállóegység nem a kiválasztott helyen, hanem a tervezettől egy kilométerre távolabb, részben árnyékos helyen landolt, ezért a napelemből történő energiaellátása nem elégséges (az üstökös forgásából adódó 12,4 órás periódus alatt a számított 6-7 órás napsütés helyett csak 1,5 óráig éri a Nap), így a beépített akkumulátorai energiáját használta, amik azonban összesen csak legfeljebb 2,5 napos működést tettek lehetővé. A tervek szerint az üstökös fúrását ennek az időszaknak a vége felé kísérlik meg, mert fennáll a veszélye annak, hogy ekkor elszakad a felszíntől és az a küldetés végét jelenti.[9]

Az árnyékban pihenő űreszköz hibernált, alvó állapotba került, és sokáig így is marad, újraélesztésére akkor lesz esély, amikor az üstökös a pályáján újra napközelbe ér és a leszállóegység napelemei feltölthetik az akkumulátorokat.[10]

Második üzenetSzerkesztés

„Hello Earth! Can you hear me?”[11]

2015. június 13-án a leszállóegység 85 másodpercre kapcsolatba lépett a Rosetta szondával. A Földre továbbított üzenet szerint az egység jó állapotban van, üzemi hőmérséklete -35˚C, és 24 watt áll a rendelkezésére.[12]

FordításSzerkesztés

  • Ez a szócikk részben vagy egészben a Philae_(spacecraft) című angol Wikipédia-szócikk ezen változatának fordításán alapul. Az eredeti cikk szerkesztőit annak laptörténete sorolja fel.

ForrásokSzerkesztés

További információkSzerkesztés

JegyzetekSzerkesztés

  1. Magyarok fejlesztették ki az üstökösre leszállt Philae agyát, hvg.hu
  2. Rosetta comet landing event Photos, flickr.com
  3. SURE on the road update - Hungary. ESA, 2006. március 10. (Hozzáférés: 2010. december 7.)
  4. Jéki, László: Magyarok az üstökösvadászatban. [Origo] Világűr, 2004. február 24. (Hozzáférés: 2008. június 9.)
  5. Francia nyelven: Philae, un atterrissage à rebondissements (Philae, visszaugrásos landolás) Sciences et Avenir, 815sz. 2015. Jan. 36-39o; Audrey Boehley
  6. Philae Lander@, twitter.com
  7. Háromszor landolt, fotót küldött, twittelt az űrszonda az üstökösről, eletmod.transindex.ro
  8. Brief Philae "Morning After" update: First ÇIVA panorama from the surface, planetary.org
  9. Rosetta mission outlines Philae lander’s predicaments 2014-11-13
  10. Lemerültek a tápegységek az üstökösön 2014-11-15
  11. A Philae twitter-üzenete
  12. BBC Philae comet lander wakes up 2015-06-14