画像クレジット：ESA
欧州宇宙機関のロゼッタミッションは、これまでに軌道を回って遠くの彗星に着陸する最初の宇宙船になります。しかし、先月のAriane-5の強化によるブースター事故のため、打ち上げには多少の不確実性があります。ウィルタネンと会うには、1月末までに宇宙船が打ち上げられる必要があります。それ以外の場合は、新しい目標を選択する必要があります。
ESAのロゼッタは、彗星を軌道に乗って着陸する最初のミッションになります。彗星は、太陽系全体を移動する氷のような天体で、太陽に近づくと特徴的な尾を作ります。ロゼッタは、フランス領ギアナのクールーから2003年1月にAriane-5ロケットに搭載される予定です。
発売日の決定は2003年1月14日火曜日までに行われます（2003年1月7日のArianspaceのプレスリリース番号03/02を参照するか、Webサイトhttp://www.arianespace.comをご覧ください）。ミッションのターゲットはウィルタネン彗星であり、遭遇は2011年に発生します。ロゼッタの名前は、エジプトの象形文字の解読に至った約200年前の有名なロゼッタストーンに由来しています。同様に、科学者たちはロゼッタ宇宙船が太陽系の謎を解き放つことを望んでいます。
彗星は、その組成が4億6千万年以上前の非常に若く、まだ「未完成」であった太陽系の状態を反映しているため、科学者にとって非常に興味深いオブジェクトです。それ以来、彗星はそれほど変わっていません。ウィルタネン彗星を軌道に乗って着陸することにより、ロゼッタは太陽系の起源と進化を理解するための重要な情報を収集します。また、彗星が地球の生命の始まりに貢献したかどうかを発見するのにも役立ちます。彗星は、複雑な有機分子のキャリアであり、衝撃によって地球に運ばれると、おそらく生物の起源に役割を果たしました。さらに、彗星が運ぶ「揮発性」の軽元素も、地球の海と大気の形成に重要な役割を果たした可能性があります。
「ロゼッタは、これまでに行われた最も困難な任務の1つです」とESAの科学部長であるデイビッドサウスウッド教授は言います。 「その科学的意味合いとその複雑で壮観な惑星間空間操作のために独特の模擬任務をこれまで試みたことはありません。」 2011年に目標を達成する前に、ロゼッタは内部の太陽系の広いループで太陽をほぼ4回回ります。その長いトレッキングの間、宇宙船はいくつかの極端な熱条件に耐えなければなりません。ウィルタネン彗星に近づくと、科学者たちはそれを繊細なブレーキ操作に通します。その後、宇宙船は彗星の近くを周回し、着陸船をそっと落とします。それは、現在ほとんど未知の「地理」を持っている、小さく動きの速い宇宙弾に着陸するようなものです。
驚くべき8年間の惑星間トレッキング
ロゼッタは、高さ約3メートルの3トンボックス型宇宙船で、長さ14メートルのソーラーパネルが2つあります。それはオービターとランダーで構成されています。着陸船は、幅約1メートル、高さ80センチです。ウィルタネン彗星への旅の途中でロゼッタ軌道の側面に取り付けられます。ロゼッタは合計21の実験を行い、そのうちの10は着陸船で行われます。ウィルタネンに向かう8年間のトレッキングの間、ほとんど冬眠します。
ロゼッタのクルーズをそんなに長くするのは何ですか？ランデブー時には、ウィルタネン彗星は木星と同じくらい太陽から遠くなります。ランチャーはおそらくロゼッタを直接そこに入れることができませんでした。 ESAの宇宙船は、3つの惑星のフライバイ（2005年の火星の1つと2005年と2007年の地球の2つ）によって提供される重力の「キック」から速度を収集します。 （2008年に）。これらの出会いの間に、科学者はロゼッタの機器を較正および科学的研究のためにオンにします。
深宇宙での長い旅行には、極端な温度変化などの多くの危険が含まれます。ロゼッタは、小惑星帯を越えて暗くて極寒の地域のために地球に近い空間の良性の環境を残します。これらの熱負荷を管理するために、専門家はロゼッタの耐久性を研究するために非常に厳しい発売前テストを実施しました。たとえば、彼らは外面を摂氏150度以上に加熱し、次のテストで摂氏-180度に急速に冷却しました。
科学者は、2011年にランデブー彗星の操縦の前に宇宙船を完全に再起動します。次に、ロゼッタは、わずか1.2 kmの幅の物体である彗星を1時間あたり135 000キロで内部太陽系を巡航しながら軌道を回ります。ランデブーの時に、太陽から約6億7500万キロ離れたウィルタネンは、表面活動をほとんど見せません。特徴的なコマ（彗星の「大気」）と尾は、太陽からの距離が長いため、まだ形成されていません。彗星の尾は、太陽の熱で蒸発する彗星の表面からのダスト粒子と凍結ガスで構成されています。
6か月間、着陸地点を選択する前に、ロゼッタは彗星表面を広範囲にマッピングします。 2012年7月、着陸船は、わずか1 kmの高さから宇宙船から自己排出します。タッチダウンは、1秒あたり1メートル未満の歩行速度で行われます。着陸直後、着陸船は地面にモリを放ち、地表から跳ね返って宇宙に戻るのを防ぎます。これは、彗星の非常に弱い重力だけでは着陸機を保持しないためです。彗星表面での運用と科学的観測は最低でも65時間続きますが、何ヶ月も続く可能性があります。
着陸機の運用中および運用後、ロゼッタは彗星の周回と研究を続けます。ロゼッタは、彗星が太陽に近づき、コマと尾が成長するときに、彗星で起こっている変化を近い四半期に目撃する最初の宇宙船になります。旅行は、彗星が太陽に最も近い10.5年の冒険の後、2013年7月に終了します。
彗星をその場で学ぶ
ロゼッタの目標は、彗星を非常に詳しく調べることです。ロゼッタのオービターの計器には、いくつかのカメラ、分光計、およびさまざまな波長（赤外線、紫外線、マイクロ波、ラジオ）で機能する実験、および多数のセンサーが含まれています。それらはとりわけ、非常に高解像度の画像と、彗星の形状、密度、温度、および化学組成に関する情報を提供します。ロゼッタの機器は、彗星が活動的になるときに形成されるいわゆるコマのガスや塵の粒子、および太陽風との相互作用を分析します。
着陸船に搭載されている10個の計器は、彗星の表面と表面下の物質の組成と構造をその場で分析します。掘削システムは、地表から30センチメートル下までサンプルを採取し、それらを「組成分析装置」に供給します。その他の機器は、表面近くの強度、密度、テクスチャ、多孔度、氷相、熱特性などの特性を測定します。個々の穀物の顕微鏡研究は、テクスチャーについて教えてくれます。さらに、着陸機の計器は、彗星が昼夜のサイクルの間に、そして太陽に接近している間にどのように変化するかを研究します。
地上操作
着陸船からのデータはオービターに中継され、オービターは次の地上局連絡先で地球へのダウンリンクのためにそれらを保存します。 ESAは、西オーストラリアのパース近郊のニューノルチャに、宇宙船とドイツのダルムシュタットにあるESOCミッションコントロールの間の主要な通信リンクとして、新しい深宇宙アンテナを設置しました。この直径35メートルのパラボラアンテナにより、無線信号は地球から100万キロ以上の距離に到達できます。光速で移動する無線信号は、宇宙船と地球の間の距離をカバーするのに最大50分かかります。
科学データの収集と配布を担当するロゼッタのサイエンスオペレーションセンターは、オランダのノールドワイクにあるESOCとESTECの場所を共有します。ランダーコントロールセンターは、ドイツのケルンにあるDLRとフランスのトゥールーズにあるCNESのランダーサイエンスセンターにあります。
ロゼッタの構築
ロゼッタは1993年に使命として選ばれました。宇宙船はドイツのアストリアムによって主契約者として建設されました。主要な下請業者は、Astrium UK（宇宙船プラットフォーム）、Astrium France（宇宙船アビオニクス）、およびAlenia Spazio（組み立て、統合、検証）です。ロゼッタの産業チームには、ヨーロッパの14か国と米国の50社以上の請負業者が関与しています。
欧米の研究所からの科学的コンソーシアムがオービターに機器を提供しました。着陸船は、ドイツ航空宇宙研究所（DLR）が主導するヨーロッパのコンソーシアムが提供しています。ロゼッタは2000年の経済状況でESAユーロ7億1100万を要しました。この金額には、打上げと、1996年から2013年までの開発およびミッション運用の全期間が含まれます。着陸船と実験、いわゆる「ペイロード」は、科学機関を通じて加盟国から資金提供を受けているため含まれていません。
