Resim kredisi: ESA
Avrupa Uzay Ajansı’nın Rosetta misyonu, yörüngede dönen ve ardından uzak bir kuyruklu yıldıza inen ilk uzay aracı olacak. Ancak, geçen ay Ariane-5'in artmış bir güçlendirici kazası nedeniyle lansman hakkında bazı belirsizlikler var. Uzay aracının Wirtanen ile buluşması için Ocak ayı sonuna kadar fırlatılması gerekiyor; aksi takdirde yeni bir hedef seçilmelidir.
ESA’nın Rosetta, bir kuyruklu yıldızın yörüngesinde ve inişinde ilk görev olacak. Kuyruklu yıldızlar, Güneş Sistemi boyunca seyahat eden ve Güneş'e yaklaştıklarında karakteristik bir kuyruk geliştiren buzlu cisimlerdir. Rosetta'nın Ocak 2003'te Fransız Guyanası Kourou'dan Ariane-5 roketinde fırlatılması planlanıyor.
Lansman tarihi ile ilgili karar 14 Ocak 2003 Salı günü alınacak (Bkz. Arianspace’in 7 Ocak 2003 tarihli 03/02 basın bültenine bakın veya http://www.arianespace.com web sitesine bakın). Görev hedefi Kuyruklu Yıldız Wirtanen ve karşılaşma 2011'de gerçekleşecek. Rosetta’nın adı, yaklaşık 200 yıl önce Mısır hiyerogliflerinin deşifre edilmesine yol açan ünlü Rosetta Taşı'ndan geliyor. Benzer şekilde, bilim adamları Rosetta uzay aracının Güneş Sistemi'nin gizemlerini açacağını umuyor.
Kuyruklu yıldızlar bilim adamları için çok ilginç nesnelerdir, çünkü kompozisyonları Güneş Sisteminin çok gençken ve hala 'bitmemiş', 4600 milyon yıl önce nasıl olduğunu yansıtır. Kuyrukluyıldızlar o zamandan beri pek değişmedi. Wirtanen Kuyruklu Yıldızı'nın etrafında dönerek ve üzerine inerek Rosetta, Güneş Sistemimizin kökenini ve evrimini anlamak için gerekli bilgileri toplayacak. Ayrıca kuyruklu yıldızların Dünya'daki yaşamın başlangıcına katkıda bulunup bulunmadığını keşfetmeye yardımcı olacaktır. Kuyrukluyıldızlar, Dünya'ya etkiler yoluyla teslim edildiğinde, belki de canlı formların kökeninde rol oynayan karmaşık organik moleküllerin taşıyıcılarıdır. Dahası, kuyruklu yıldızların taşıdığı “uçucu” hafif elementler de Dünya'nın okyanuslarını ve atmosferini oluşturmada önemli bir rol oynamış olabilir.
ESA Bilim Direktörü Prof. David Southwood, “Rosetta şimdiye kadar yapılmış en zorlu görevlerden biri. "Daha önce hiç kimse, bilimsel sonuçları ve karmaşık ve muhteşem gezegenler arası uzay manevraları için benzersiz olan simüler bir misyon girişiminde bulunmadı." 2011'de hedefine ulaşmadan önce, Rosetta Güneş'i iç Güneş Sistemindeki geniş döngülerde neredeyse dört kez daire içine alacaktır. Uzun trek boyunca, uzay aracı bazı aşırı termal koşullara dayanmak zorunda kalacak. Wirtanen Kuyruklu Yıldızı'na yaklaştığında, bilim adamları bunu hassas bir fren manevrasından geçirecekler; uzay aracı kuyrukluyıldızın yörüngesinde dönecek ve yavaşça üzerine bir iniş bırakacaktır. Şu anda neredeyse bilinmeyen bir 'coğrafyası' olan küçük, hızlı hareket eden bir kozmik mermiye inmek gibi olacak.
İnanılmaz bir 8 yıllık gezegenler arası yürüyüş
Rosetta, 14 metre uzunluğunda iki güneş paneli ile 3 metre yüksekliğinde, 3 tonluk bir kutu tipi uzay aracıdır. Bir yörünge ve bir inişten oluşur. İniş yaklaşık 1 metre çapında ve 80 santimetre yüksekliğindedir. Wirtanen Kuyruklu Yıldızı'na yolculuk sırasında Rosetta yörüngesinin yanına bağlanacaktır. Rosetta, 10'u lander'da olmak üzere toplam 21 deney gerçekleştiriyor. Wirtanen'e yönelik 8 yıllık yolculuğunun çoğu sırasında kış uykusunda tutulacaklar.
Rosetta’nın seyirini bu kadar uzun yapan nedir? Randevu zamanında, Wirtanen Kuyruklu Yıldızı Jüpiter kadar Güneş'ten uzak olacak. Hiçbir fırlatıcı Rosetta'yı doğrudan oraya getiremezdi. ESA'nın uzay aracı, üç gezegensel uçuş tarafından sağlanan yerçekimi 'tekmelerinden' hız toplayacak: 2005'te Mars'tan biri ve 2005 ve 2007'de Dünya'dan ikisi. Rosetta da yolculuk sırasında iki asteroid, Otawara (2006'da) ve Siwa'yı ziyaret edecek (2008 yılında). Bu karşılaşmalar sırasında bilim adamları, kalibrasyon ve bilimsel çalışmalar için Rosetta’nın araçlarını açacaklar.
Derin uzayda uzun yolculuklar, aşırı sıcaklık değişiklikleri gibi birçok tehlikeyi içerir. Rosetta, asteroit kuşağının ötesindeki karanlık, donuk bölgeler için Dünya'ya yakın alanın iyi huylu ortamını bırakacak. Bu termal yükleri yönetmek için uzmanlar, Rosetta’nın dayanıklılığını incelemek için çok zorlu fırlatma öncesi testler yaptılar. Örneğin, dış yüzeylerini 150 santigrat dereceden fazla ısıtıp, bir sonraki testte hızla -180 santigrat dereceye kadar soğutdular.
Bilim adamları 2011'de kuyruklu yıldız buluşma manevrasından önce uzay aracını tam olarak yeniden etkinleştirecekler. Daha sonra Rosetta, sadece 1.2 kilometre genişliğindeki bir nesneyi, saatte 135.000 kilometre hızla iç Güneş Sistemi'nde seyrederken kuyruklu yıldızın yörüngesinde dönecek. Randevu zamanında, Güneş'ten yaklaşık 675 milyon kilometre uzakta, Wirtanen herhangi bir yüzey faaliyeti göstermeyecek. Karakteristik koma (kuyruklu yıldızın 'atmosferi') ve kuyruk henüz Güneş'e olan uzak mesafe nedeniyle oluşmamış olacaktır. Kuyruklu yıldızın kuyruğu, kuyruklu yıldızın yüzeyindeki Güneş'in sıcaklığı nedeniyle buharlaşan toz taneleri ve donmuş gazlardan oluşur.
Altı ay boyunca, Rosetta bir iniş yeri seçmeden önce kuyruklu yıldız yüzeyini kapsamlı bir şekilde eşleyecektir. Temmuz 2012'de, kara gemisi sadece bir kilometrelik bir yükseklikten uzay aracından kendini çıkaracak. Konma, yürüyüş hızında gerçekleşir - saniyede 1 metreden az. Konma işleminden hemen sonra, iniş yüzeyi tekrar uzaya fırlatmamak için zıpkınları toprağa ateşleyecektir. Bunu yapmak zorunda çünkü kuyruklu yıldızın tek başına son derece zayıf yerçekimi inişe tutunmayacak. Kuyruklu yıldız yüzeyindeki operasyon ve bilimsel gözlemler en az 65 saat sürecek, ancak aylarca sürebilir.
İniş operasyonları sırasında ve sonrasında Rosetta, kuyrukluyıldızın yörüngesinde ve üzerinde çalışmaya devam edecektir. Rosetta, kuyruklu yıldız Güneş'e yaklaşıp koma ve kuyruğunu büyüttüğünde bir kuyrukluyıldızda meydana gelen değişimlere yakın mesafelerde tanıklık eden ilk uzay aracı olacak. Yolculuk, kuyruklu yıldızın Güneş'e en yakın olduğu 10.5 yıllık maceradan sonra Temmuz 2013'te sona erecek.
Bir kuyruklu yıldızın yerinde incelenmesi
Rosetta’nın amacı kuyrukluyıldızı ayrıntılı olarak incelemektir. Rosetta’nın yörüngesindeki enstrümanlar, farklı dalga boylarında (kızılötesi, ultraviyole, mikrodalga, radyo) ve birkaç sensörde çalışan birkaç kamera, spektrometre ve deney içerir. Diğer şeylerin yanı sıra, kuyruklu yıldızın şekli, yoğunluğu, sıcaklığı ve kimyasal bileşimi hakkında çok yüksek çözünürlüklü görüntüler ve bilgiler sağlayacaktır. Rosetta’nın aletleri, kuyruklu yıldız aktif hale geldiğinde oluşan komada gazları ve toz taneleri ve güneş rüzgarı ile etkileşimi analiz edecek.
İnişteki 10 enstrüman kuyruklu yıldızın yüzeyinin ve yeraltı malzemesinin kompozisyonunun ve yapısının yerinde analizini yapacaktır. Bir delme sistemi numuneleri yüzeyin 30 santimetreden daha altına alacak ve bunları 'bileşim analizörlerine' besleyecektir. Diğer enstrümanlar, yüzeye yakın kuvvet, yoğunluk, doku, gözeneklilik, buz fazları ve termal özellikler gibi özellikleri ölçecektir. Bireysel tanelerin mikroskobik çalışmaları bize doku hakkında bilgi verecektir. Buna ek olarak, iniş üzerindeki aletler kuyruklu yıldızın gündüz-gece döngüsü sırasında ve Güneş'e yaklaşırken nasıl değiştiğini inceleyecek.
Zemin işlemleri
İnişten gelen veriler, onları bir sonraki yer istasyonu kontağında Dünya'ya aşağı bağlantı için saklayan yörüngeye iletilir. ESA, Batı Avustralya'daki Perth yakınlarındaki New Norcia'da uzay aracı ve Almanya'nın Darmstadt kentindeki ESOC Görev Kontrolü arasındaki ana iletişim bağlantısı olarak yeni bir derin uzay anteni kurdu. Bu 35 metrelik parabolik anten, radyo sinyalinin Dünya'dan 1 milyon kilometreden daha uzun mesafelere ulaşmasını sağlar. Işık hızında seyahat eden radyo sinyallerinin uzay aracı ile Dünya arasındaki mesafeyi katlaması 50 dakika kadar sürebilir.
Bilimsel verilerin toplanmasından ve dağıtılmasından sorumlu olan Rosetta’nın Bilim Operasyon Merkezi, Hollanda Noordwijk'teki ESOC ve ESTEC'te bir yeri paylaşacak. Lander Kontrol Merkezi, Almanya'nın Köln kentindeki DLR'de ve Fransa'nın Toulouse kentindeki CNES'deki Lander Bilim Merkezinde bulunmaktadır.
Yapı Rosetta
Rosetta 1993 yılında bir misyon olarak seçildi. Uzay aracı Astrium Almanya tarafından ana yüklenici olarak inşa edildi. Başlıca alt yükleniciler Astrium UK (uzay aracı platformu), Astrium Fransa (uzay aracı aviyoniği) ve Alenia Spazio'dur (montaj, entegrasyon ve doğrulama). Rosetta’nın sanayi ekibi 14 Avrupa ülkesinden ve ABD’den 50’den fazla yükleniciden oluşuyor.
Avrupa ve Amerika Birleşik Devletleri'ndeki enstitülerden bilimsel konsorsiyumlar, yörüngedeki enstrümanları sağlamıştır. Alman Havacılık ve Uzay Araştırma Enstitüsü'nün (DLR) önderliğinde bir Avrupa konsorsiyumu, inişi sağladı. Rosetta, 2000 ekonomik koşulda ESA 701 milyon Euro'ya mal oldu. Bu miktar, lansmanı ve 1996-2013 yılları arasındaki tüm kalkınma ve misyon operasyonları dönemini kapsamaktadır. Lander ve 'faydalı yük' adı verilen deneyler, üye devletler tarafından bilimsel enstitüler aracılığıyla finanse edildikleri için dahil edilmemiştir.
