Rosetta (ruimtesonde)

Uit Wikipedia, de vrije encyclopedie
Ga naar: navigatie, zoeken
Computermodel
Baan van de Rosetta ruimtesonde
foto van komeet 67P/Churyumov-Gerasimenko gemaakt door Rosetta op 8 augustus 2014

Rosetta is een ruimtesonde die wordt gefinancierd door de ESA. Rosetta heeft zich in 2014 in een baan om de komeet 67P/Churyumov-Gerasimenko geplaatst om haar te bestuderen. In de eerste jaren na de lancering in 2004 is Rosetta een aantal keren rond de zon gevlogen. Daarbij passeerde ze een aantal keren de Aarde en Mars en maakte bij het passeren gebruik van de zwaartekracht om snelheid te winnen. Daarna ging de ruimtesonde enkele jaren in "winterslaap" tot enkele maanden voor het bereiken van de eindbestemming.

Een kruising met Mars, waarbij geen zonlicht opgevangen kon worden, was niet voorzien maar werd eind februari 2007 onvermijdelijk toen de geplande lancering moest worden uitgesteld. Hierdoor hebben batterijen de systemen van energie moeten voorzien terwijl ze daarvoor niet ontworpen waren. Een kwartier lang was er geen contact tussen de sonde en de Aarde. De sonde bevond zich tijdens de passage op zo'n 250 kilometer boven de rode planeet.

Rosetta heeft zich in in 2014 in een baan om de komeet geplaatst en zal ruim een jaar onderzoek verrichten. Tevens bestudeert de sonde hoe de coma (de "staart") van de komeet zich ontwikkelt terwijl de komeet de Zon nadert. Op 12 november maakte zich van de ruimtesonde een lander los, Philae genaamd, het doel een landing op de komeet te maken. Even na 16:30 uur Midden-Europese Tijd landde Philae op de komeet en stuurde een bevestigingsbericht dat een half uur later op aarde werd ontvangen. Om te voorkomen dat de lander vanwege de zeer geringe zwaartekracht van de komeet na de landing weer terug de ruimte in zou stuiteren, was het de bedoeling dat Philae zich direct na de landing met drie ijsschroeven en twee harpoenen aan de bodem zou verankeren. Maar de Philae stuiterde twee keer terug en de derde keer kon hij zich pas vasthechten. Het is nog onduidelijk of die harpoenen correct werden afgevuurd[1].

Wijziging van bestemming, lancering en kosten[bewerken]

Rosetta zou oorspronkelijk met een Ariane V-raket worden gelanceerd op 12 januari 2003 en in 2011 aankomen bij de komeet 46P/Wirtanen. Deze lancering werd geschrapt nadat op 11 december 2002 een lancering met een Ariane-V mislukte. Toen eenmaal vaststond wat er was misgegaan en de nodige maatregelen waren genomen was het al te laat om Rosetta te lanceren naar de beoogde komeet. De kosten vielen hierdoor een stuk hoger uit. Die besloegen, tot het onverwachte uitstel, 900 miljoen dollar. Door de problemen met de draagraket kwam daar nog eens 70 à 80 miljoen dollar bij. Omgerekend naar bedragen in 2014 bedragen de totale begrote kosten bijna 1,4 miljard euro, waarvan 220 miljoen voor de ontwikkeling van de lander Philae (inclusief de gemaakte kosten voor het uitstellen van de lancering). Dit omvat de periode van 1996 tot 2015 en dekt de kosten voor ontwikkeling, bouw, lancering en volgen van het vaartuig. ESA heeft trouwens de gewoonte om hun ruimtevaartuigen niet te verzekeren. Rosetta's missie loopt, na twaalf jaar in de ruimte, in december 2015 af (in augustus 2015 bereikt 67P/Churyumov-Gerasimenko perihelium). Eventueel kan deze missie met een half jaar worden verlengd, afhankelijk van de resterende hoeveelheid brandstof. Wél is in dit geval aanvullende financiering noodzakelijk, omdat het oorspronkelijke vluchtplan hier niet vanuit gaat. Bovendien kan Rosetta, als er toch niets meer op het spel staat, gevaarlijke manoeuvres uitvoeren. Een beslissing hierover valt op z'n vroegst eind 2014.

Er werd een nieuw doel uitgezocht. Het moest een komeet zijn die in een zodanige baan om de zon vloog dat hij voor Rosetta binnen een redelijk afzienbaar aantal jaren te bereiken zou zijn, en zodanig dat het voor Rosetta mogelijk was om zich in een baan om de komeet te plaatsen. De keuze viel uiteindelijk op komeet 67P/Churyumov-Gerasimenko. De ruimtesonde werd op 2 maart 2004 gelanceerd.

Naamgeving[bewerken]

De ruimtesonde Rosetta is genoemd naar de Steen van Rosetta, die in 1799 gevonden werd in de buurt van de Egyptische plaats Rosetta. Deze steen vormde een belangrijke sleutel in het ontcijferen van Egyptische Hiërogliefen.

De lander Philae is genoemd naar het eiland Philae in de Nijl, waar een obelisk werd gevonden die een rol speelde in het ontcijferen van de Steen van Rosetta.

2007 VN84[bewerken]

In november 2007 werd Rosetta door de astronoom Richard Kowalski abusievelijk aangezien voor een planetoïde van ongeveer twintig meter in diameter die recht op Aarde afstevende. Kowalski gaf de planetoïde de voorlopige aanduiding 2007 VN84. Op 13 november 2007 zou het object de aarde op een in astronomische termen extreem korte afstand van 5700 km naderen. Denis Denisenko van het Russische instituut voor ruimteonderzoek bekeek het veronderstelde traject en zag in dat het overeenkwam met het parcours van de Europese komeetverkenner Rosetta. Het Minor Planet Center bevestigde later in een communiqué dat 2007 VN84 het ruimtevaartuig is.

Opbouw[bewerken]

Afmetingen en gewicht[bewerken]

Rosetta is opgebouwd uit een doosvormig frame van 2,80 m lengte, 2,10 m breedte en heeft een hoogte van 2,00 m. Het toestel is opgebouwd uit aluminium honingraatpanelen. Afgetankt heeft het ruimtevaartuig inclusief de lander een totaalgewicht van 3000 kg, zonder de lander 2900 kg; leeggewicht bedraagt 1200 kg. Deze verkenner beschikt over twee gedeelten. De BSM (Bus Support Module) aan de onderkant die de vluchtinstrumenten herbergt en de PSM (Payload Support Module) boven waarin de wetenschappelijke instrumenten zijn ondergebracht (met onder andere een camera met een resolutie van 5 cm per pixel). De PSM heeft twee uitklapbare armen en blijft tijdens omwenteling voortdurend op de komeet gericht, terwijl de zonnepanelen en antenne richting Zon en Aarde blijven wijzen. Het gewicht van de wetenschappelijke lading is ± 150 kg.

Temperatuurregeling[bewerken]

Om de warmte in het vaartuig te houden is Rosetta onder meer uitgerust met persiennes over de radiatoren. Daarnaast verwarmen hitte-elementen het instrumentarium op grote afstand van de Zon. De radiatoren en persiennes bevinden zich aan de zijden die van de Zon en komeet zijn afgekeerd. Thermostatische controle is gedurende deze vlucht erg belangrijk. Daarom werd de buitenkant van Rosetta tijdens proeven verhit tot 150° C alvorens tot -180° C te worden afgekoeld. De instrumenten kwamen hier in ongeschonden staat doorheen.

Communicatie[bewerken]

Deze komeetverkenner onderhoudt radiocontact middels vier antennes. Twee laaggevoelige, een vaste middelgevoelige van 0,8 m diameter en een richtbare schotelantenne met een diameter van 2,20 m. De snelheid waarmee Rosetta gegevens doorzendt, varieert tussen 5 à 20 kbit/s. Naast twee 5 W transponders (op S- en X-band) is Rosetta uitgerust met een 28 W lopende-golfbuis op de X-band.

Energievoorziening[bewerken]

Rosetta is uitgerust met twee zonnepanelen aan weerszijden, die elk een oppervlak van 32 m² beslaan. De spanwijdte inclusief zonnepanelen bedraagt 32 m. Deze zonnepanelen openen technologisch gezien nieuwe perspectieven voor toekomstige missies, ook wat betreft kosten en besmettingsgevaar bij lancering. Voorgaande missies naar de buitenplaneten (voorbij de asteroïdengordel) waren voor hun energie aangewezen op nucleaire generatoren. Dit nieuwe type gallium/arseen (Ga/As) of silicium (Si) zonnecel stelt ruimtevaartuigen in staat om tot 800 miljoen km van de Zon stroom op te wekken. Dit is ruwweg even ver als de afstand van de Zon tot Jupiter; in deze omgeving bedraagt de kracht van de zonnestraling slechts 4% van die op Aarde. Uiteraard zijn zonnepanelen niet alleen goedkoper, maar er bestaat tevens een kleine kans dat in geval van een mislukte lancering met een RTG een gebied radioactief wordt besmet. De zonnepanelen leveren 400 W op 5,2 AU en 850 W op 3,4 AU (op deze afstand bereikt Rosetta zijn doel). De sonde functioneert op een voltage van 28 V, afkomstig uit vier nikkel/cadmium (Ni/Cd) accu's.

Voortstuwing en standregeling[bewerken]

Rosetta is uitgerust met twee voortstuwingssystemen, een voor de snelheid een de ander voor standregeling. Deze nemen een groot deel van de nuttige lading in beslag. Daar het een langdurige ruimtevlucht betreft, beschikt Rosetta over twee brandstoftanks, elk met een inhoud van 1106 l, die echter niet geheel zijn gevuld. Deze geven Rosetta de mogelijkheid tot een Δν van maximaal 2200 m/sec. De bovenste bevat 660 kg methylhydrazine brandstof, de onderste 1060 kg distikstoftetraoxide oxidatiemiddel. Vier tanks van 35 l zorgen voor druk in het systeem. De gegolfde, met ringen versterkte, aluminium uitlaat steekt uit het midden van het vaartuig. De 24 stuurraketjes leveren ieder een stuwkracht van 10 N. Het standregelsysteem bestaat verder uit een zonnezoeker, twee sterrenzoekers, navigatiecamera's en drie lasergyroscopen. In september 2006 merkte de vluchtleiding een lek op, waardoor de bedrijfsdruk in het voortstuwingssysteem afnam.

Instrumenten[bewerken]

Rosetta bevat 21 wetenschappelijke instrumenten. Zeven van deze instrumenten worden ondersteund door de NASA. De NASA heeft daarvoor een interdisciplinaire wetenschapper ingeschakeld. Zij ondersteunt ook de grondstations van de ESA met zijn Deep Space Network voor geleiding van Rosetta. Drie belangrijke instrumenten zijn:

  • Ultraviolet beeldspectrograaf: dit instrument wordt ALICE genoemd. Het onderzoekt de gassen in de coma en de staart van de komeet. De coma is een wazig omhulsel van de komeet. Het ontstaat wanneer de komeet de zon nadert. Alice onderzoekt ook de productie van water, koolstofmonoxide en koolstofdioxide. Deze metingen verschaffen waardevolle informatie over de kern van de komeet. Alice meet ook de argonproductie die informatie geeft over de temperatuur van het zonnestelsel op het ogenblik van de vorming van de komeet, 4,6 miljard jaren geleden.
  • Microgolf thermometer: analyseert chemische stoffen op of nabij het oppervlak van de komeet en de temperatuur van het stof en het ijs dat door de komeet uitgestoten wordt. De ionen- en elektronensensor is een van de vijf instrumenten die het plasma rond de komeet analyseren. Het instrument zal de interactie meten van de geladen deeltjes van de zonnewind met de gassen die uit de komeet stromen.
  • massaspectrometer: De NASA leverde dit instrument samen met Zwitserland. Dit experiment wordt ROSINA (Rosetta Orbiter Spectrometer for Ion and Neutral Analysis) genoemd. Dit is het eerste instrument dat twee molecules met ongeveer dezelfde massa met voldoende nauwkeurigheid zal kunnen onderscheiden, namelijk moleculair stikstof en koolstofmonoxide. Een nauwkeurige meting van de stikstof geeft inzicht in de omstandigheden waarin het zonnestelsel ontstaan is.

Rosetta neemt van dichtbij waar hoe een komeet verandert als zij in de omgeving van de zon komt.

Tijdschema[bewerken]

Externe link[bewerken]

Bronnen, noten en/of referenties
Bronnen