Philae (űrszonda)

A Wikipédiából, a szabad enciklopédiából
A Philae leszállóegység felülnézete

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]

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.

A küldetés[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

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.

Felépítése[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

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.

Műszerek[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

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]

Történet[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

Leszállás[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

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.

Üzenet[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

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 adatai[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

COSAC[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

Érzékelte legalább 3 szénatomot tartalmazó molekula jelenlétét.

MUPUS[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

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.

SD2[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

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

SESAME-CASSE[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

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

CONSERT[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

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

ROMAP[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

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

Kényszerpihenés[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

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]

Fordítás[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

  • 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.

Források[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

További információk[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

Commons
A Wikimédia Commons tartalmaz Philae (űrszonda) témájú médiaállományokat.

Jegyzetek[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

  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