Ziemia do Rosetty: kurs na południe!

W ramach badań finansowanych przez UE naukowcy zalecili umieszczenie na południowej półkuli komety 67P/Czuriumow-Gierasimienko lądownika Philae sondy kosmicznej Rosetta Europejskiej Agencji Kosmicznej (European Space Agency, ESA). Działania zespołu były częściowo finansowane...

W ramach badań finansowanych przez UE naukowcy zalecili umieszczenie na południowej półkuli komety 67P/Czuriumow-Gierasimienko lądownika Philae sondy kosmicznej Rosetta Europejskiej Agencji Kosmicznej (European Space Agency, ESA).

Działania zespołu były częściowo finansowane ze środków UE w ramach programu wymiany naukowców EUROPLANET. Wyniki badań przedstawiono w Rzymie podczas zakończonego niedawno Europejskiego Kongresu Planetologicznego (European Planetary Science Congress, EPSC). Program EUROPLANET został sfinansowany w ramach pozycji budżetowej "Infrastruktury badawcze" unijnego Siódmego Programu Ramowego (7PR).

Sonda Rosetta, wystrzelona w przestrzeń kosmiczną w marcu 2004 roku, to pierwsza sonda kosmiczna użyta do długoterminowych badań komety. Ma ona dotrzeć do komety 67P/Czuriumow-Gierasimienko - kuli o średnicy 4 km, zbudowanej z odpadków, obiegającej Słońce co 6,6 roku. Komety należą do najbardziej pierwotnych obiektów w Układzie Słonecznym. Naukowcy mają nadzieję, że sonda Rosetta przyczyni się do poszerzenia wiedzy na temat warunków panujących w Układzie Słonecznym na wczesnym etapie jego istnienia.

"Kometa Czuriumow-Gierasimienko stanowi rodzaj kapsuły czasu. Zawiera materiały pochodzące z czasów narodzin Układu Słonecznego" - wyjaśnił Jeremie Lasue z amerykańskiego Narodowego Laboratorium Los Alamos, które uczestniczyło w badaniu.

Sonda Rosetta dotrze do komety Czuriumow-Gierasimienko w 2014 roku. Z sondy zostanie wtedy wysłany na powierzchnię komety lądownik Philae, który pobierze próbki materiału znajdującego się pod powierzchnią. W ciągu następnych 13 miesięcy lądownik Philae oraz pozostająca na orbicie sonda Rosetta zgromadzą szczegółowe informacje na temat komety podczas jej zbliżania się do Słońca, a następnie oddalania się od niego.

Wybór miejsca lądowania lądownika Philae zapewniający jego bezpieczne działanie i zarazem pozwalający na uzyskanie rzetelnych danych naukowych nie stanowi łatwego zadania. W najnowszym badaniu naukowcy doszli do wniosku, że najbardziej odpowiednia do tego celu będzie południowa półkula komety.

Według zespołu na półkuli południowej łatwiej będzie pobrać próbki interesujące pod względem naukowym. Kąt nachylenia jądra komety Czuriumow-Gierasimienko wynosi 45 stopni, w związku z czym w miarę zbliżania się do środka Układu Słonecznego półkula południowa zostanie wystawiona na intensywny wpływ promieni słonecznych. Symulacje wykazały, że na biegunie południowym wystąpi znacznie silniejsza erozja niż na biegunie północnym. Ułatwi to lądownikowi Philae wykonanie odwiertu i pobranie próbek gruntu komety.

Ważnym aspektem jest także stabilność. Wraz ze zbliżaniem się do Słońca komety ulegają nagrzewaniu, w związku z czym wydzielają duże ilości gazów i pyłów. Drobiny pyłów są wciągane do komy komety, natomiast cząstki o większych rozmiarach gromadzą się na powierzchni, tworząc warstwę pyłu nazywaną otoczką pyłową.

Obliczenia przeprowadzone przez zespół badawczy wskazują, że do czasu lądowania na półkuli południowej utworzy się powłoka o grubości 20 cm, podczas gdy grubość tej powłoki na półkuli północnej wyniesie jedynie kilka centymetrów. Ponadto półkula północna zostanie podczas lądowania poddana wpływowi promieni słonecznych, w wyniku czego wystąpi zjawisko gwałtownych emisji gazów i pyłów, które utrudniłoby lądowanie.

"Gdy lądownik Philae wyląduje na powierzchni, temperatura w okolicach równika może przewyższyć granicę zamarzania i oscylować wokół 150 stopni Celsjusza" - dodała współautorka badania, Maria Cristina De Sanctis z włoskiego Narodowego Instytutu Astrofizyki. "W przypadku regionów położonych w pobliżu bieguna południowego temperatura będzie bardziej stabilna" - wskazała badaczka.

"Dzięki temu mogliśmy dojść do wniosku [...] że południowa półkula jądra komety daje nadzieję na bezpieczne lądowanie (niska zmienność temperatury, niski przepływ gazów i pyłów oraz odpowiednia powłoka pyłu) i silną erozję terenu oraz obecność niezanieczyszczonych minerałów na niewielkiej głębokości" - stwierdzili naukowcy.

Astronomowie doszli do takich wniosków dzięki opracowaniu i wykorzystaniu trójwymiarowych modeli komputerowych umożliwiających prognozowanie poziomu aktywności jądra komety, począwszy od etapu zbliżania się sondy Rosetta do komety na początku 2014 roku, aż do sierpnia 2015 roku, gdy kometa znajdzie się najbliżej Słońca.

Dr De Sanctis powiedziała: "Dzięki większej ilości dostępnych danych na temat komety Czuriumow-Gierasimienko będziemy mogli dokonać lepszej oceny ilościowej osiągniętych wyników, co przyczyni się do uzyskania pełniejszego obrazu sytuacji i pomoże przygotować bezpieczne lądowanie lądownika Philae".

Zorganizowany w ramach inicjatywy EUROPLANET kongres EPSC stanowi najważniejsze europejskie forum planetologów. Celem inicjatywy EUROPLANET jest zbliżenie europejskiej społeczności planetologów poprzez rozwój sieci kontaktów zawodowych oraz wspólne działania badawcze, a także zapewnienie naukowcom dostępu do specjalistycznych laboratoriów i obiektów oraz danych planetologicznych, informacji i programów narzędziowych.

Kraje

Włochy, Stany Zjednoczone