ईएसए ने घोषणा की है कि 15 सितंबर को रोसेटा मिशन की टीम फिलै लैंडर के लिए लैंडिंग साइट का खुलासा करेगी। 10 साल, 6.4 बिलियन किलोमीटर की यात्रा पर यात्रा करने के बाद, रोसेटा को धूमकेतु 67P / Churyumov-Gerasimenko, एक अजीब आकार और रहस्यमय दो-पैर वाले धूमकेतु द्वारा धीरे से पकड़ लिया गया है। फिर भी, छोटी फीलिया कैसे उतरने का प्रयास करेगी? बहुत सावधानी से, क्योंकि दूसरा मौका संभव नहीं है। Philae ऊपर नहीं खींच सकता और पुनः प्रयास कर सकता है।
के विपरीत नासा का डीप इम्पैक्ट मिशन जिसने टेम्पल 1 धूमकेतु की सतह पर एक उच्च गति प्रभावक को निर्देशित किया, ईएसए के फिलै लैंडर को पहली सॉफ्ट लैंडिंग निष्पादित करने के लिए डिज़ाइन किया गया है। लैंडिंग किसी भी लैंडिंग की तरह कोमल होनी चाहिए जो एक सम्मानित पक्षी पूरा कर सकता है। Philae की नॉमिनल लैंडिंग स्पीड करीब 1.0 मीटर/सेकंड यानी 2.2 मील प्रति घंटे है। लेकिन डीप इम्पैक्ट इफ़ेक्टर की तरह, फिलै एकल उड़ान भर रहा है। ऑनबोर्ड सॉफ्टवेयर जमीनी नियंत्रण की सहायता के बिना अकेले काम करेगा।
इस महत्वपूर्ण घटना के आसपास की परिस्थितियों - धूमकेतु पर पहली लैंडिंग - का इतिहास और भूगोल काफी अद्भुत है। Philae वास्तव में एक यूरोपीय संघ मिशन है जिसका डिज़ाइन पूरे यूरोप में वितरित किया गया है, हंगरी से फ़िनलैंड तक स्पेन, आयरलैंड से इटली तक और यूके और जर्मनी सहित।
जैसा कि सामान्य है, परियोजना का विकास कई वर्षों तक चला। एक नमूना वापसी मिशन को ईएसए के गियट्टो मिशन के बाद अगला कदम माना जाता था जिसने हैली के धूमकेतु का अध्ययन किया था, लेकिन रोसेटा रद्द किए गए से विकसित हुआ नासा मिशन धूमकेतु मिलन स्थल क्षुद्रग्रह फ्लाईबाई (CRAF) . ईएसए अपने आप में एक नमूना वापसी मिशन का खर्च नहीं उठा सकता था, इसलिए रोसेटा ने सीआरएएफ डिजाइन का इस्तेमाल किया लेकिन नमूना वापसी के बिना। इसके बजाय यह एक धूमकेतु की परिक्रमा और परिक्रमा करेगा और एक लैंडर को शामिल करेगा।
रोसेटा का मिशन 2 मार्च 2004 को फ्रेंच गयाना के गुयाना स्पेस सेंटर से शुरू हुआ था और अब यह पृथ्वी से 400 मिलियन किलोमीटर दूर धूमकेतु के साथ चुपचाप उड़ान भरता है। 67p सूर्य की ओर गिर रहा है और 13 अगस्त 2015 को पेरिहेलियन होगा।
डेविल्स आइलैंड से पलायन, गयाना स्पेस सेंटर से तट से 14 किमी दूर अब दक्षिण अमेरिका के जंगलों से नहीं है। रोसेटा के लिए, यह सीधे ऊपर था, फिर पूर्व की ओर और फिर अंत में 67P/Churyumov-Gerasimenko को पकड़ने के लिए एक सौर कक्षा में। (फोटो क्रेडिट: ईएसए)
एक हास्य सतह पर फिलै का चित्रण। 67P/Churyumov-Gerasimenko की वास्तविक सतह वास्तव में एक बारबेक्यू ब्रिकेट के रूप में अंधेरा है। (क्रेडिट: ईएसए)
Philae लैंडिंग गतिकी के तत्वों का एक उदाहरण। (क्रेडिट: 'धूमकेतु 67P पर रोसेटा फिलै की लैंडिंग का अनुकरण', एम। हिलचेनबैक, एट अल।, मैक्स प्लैंक संस्थान)
Philae की तकनीक 1990 के दशक की तकनीक है. हालांकि, आज डिजाइन किए जाने पर लैंडिंग तंत्र बहुत भिन्न नहीं हो सकता है। गौर करें कि 7 मिनट का आतंक - मंगल रोवर्स (एमईआर) का प्रवेश, अवतरण और लैंडिंग भी 1990 के कंप्यूटर हार्डवेयर के साथ पूरा किया गया था और आप कुछ राहत और आश्वासन व्यक्त कर सकते हैं कि ऐसी तकनीक धूमकेतु पर उतरने के कार्य पर निर्भर है।
फिलै पेंडुलम टेस्ट का चित्रण और फोटो। दीवार पर प्रभाव का बल अवरोही वेग, धूमकेतु के गुरुत्वाकर्षण और टचडाउन पर ठंडे थ्रस्टर्स के कारण बल का अनुकरण करता है। (क्रेडिट: कॉमेट 67पी पर रोसेटा फिलै की लैंडिंग का अनुकरण, एम. हिलचेनबैक, एट अल।, मैक्स प्लैंक इंस्टीट्यूट)
टीम अपनी पसंद के लैंडिंग स्पॉट कैसे बनाएगी? लैंडर के प्रदर्शन विनिर्देश और सतह से जुड़ने के लिए इसे नियोजित करने वाले तंत्र लैंडिंग स्थान की पसंद पर निश्चित बाधाएं सेट करते हैं।
लैंडिंग तंत्र हैं: बर्फ के शिकंजे, प्रणोदन प्रणाली और हापून के साथ लैंडिंग पैर। पैरों को धीरे से उतरने के इरादे से डिजाइन किया गया था। हापून को फिलै को सतह पर सुरक्षित करने के लिए डिज़ाइन किया गया है। धूमकेतु का गुरुत्वाकर्षण इतना कमजोर है कि फिला सतह से उछल सकता है या लुढ़क सकता है। हापून का उद्देश्य - संपर्क के क्षण में निकाल दिया जाना - सतह से उछलने या पलटने से रोकना है। लैंडिंग साइट पर गुरुत्वाकर्षण की दिशा और ताकत का पूरी तरह से पता नहीं चलेगा, इसलिए लैंडिंग के बाद लुढ़कने का जोखिम है, हालांकि बहुत धीमी गति से। लैंडिंग के तुरंत बाद सतह में घुसने के लिए फ़ुटपैड के नीचे शिकंजा द्वारा टिपिंग को कम किया जाता है।
फिलै लैंडर एकीकृत एमयूपस-एक्सेलेरोमीटर और तापमान सेंसर के साथ हार्पून एंकरिंग करता है। (क्रेडिट: 'फिला लैंडर फैक्ट शीट', ईएसए)
Philae में वंश और लैंडिंग के दौरान स्थिरीकरण के लिए एक चक्का भी है और लैंडिंग पैरों की गाड़ी और जांच के शरीर के बीच एक नम प्रणाली है। डैम्पनर लैंडिंग को अकुशल बनाने के लिए है - जिसका अर्थ है कोई उछलना नहीं। हालाँकि, सतह के संपर्क में आने पर जांच का शरीर कितना झुक सकता है (या मुड़ सकता है) इसकी एक निर्धारित सीमा है। कोई भी झुकाव जांच पर एक घूर्णन बल लगाएगा जिसे प्रणोदन द्वारा नीचे धकेलने और हापून द्वारा काउंटर करने की आवश्यकता होगी। फिलै बबल गम की एक छड़ी या कोई डक्ट टेप नहीं ले जाता है, जिसे पृथ्वी के लोगों द्वारा चुटकी में काम आने के लिए जाना जाता है।
मैक्स-प्लैंक-इंस्टीट्यूट फॉर एरोनॉमी के निदेशक, प्रधान अन्वेषक डॉ। हेल्मुट रोसेनबाउर के साथ फिलै की क्लीन रूम फोटो। फिलै का द्रव्यमान 100 किलोग्राम है जिसमें 21 किलोग्राम उपकरण पेलोड शामिल है। इसका आयाम 1 × 1 × 0.8 मीटर (3.3 × 3.3 × 2.6 फीट) है। फोटो क्रेडिट: मैक्स प्लैंक इंस्टीट्यूट, फिल्सर)
Philae डिजाइन वास्तव में एक अलग धूमकेतु को ध्यान में रखते हुए विकसित किया गया था, 46P/Wirtanen, जो 67P से छोटा (~.5 से 1 मील) है। तो सतह पर उतरने की गति नाममात्र 0.5 मीटर/सेकंड थी, हालांकि, अब बड़े 67P/Churyumov-Gerasimenko के साथ, लैंडिंग गति 2 या 3 गुना अधिक हो सकती है। दिसंबर 2002 में, रोसेटा और फिला को धूमकेतु विरटेनन के प्रक्षेपण से एक महीने पहले, एरियान 5 लॉन्च विफलता थी। आवश्यक विफलता जांच के कारण, लॉन्च को साफ़ कर दिया गया था और विरटेनन के लिए प्रक्षेपवक्र शुरू करने के लिए एकमात्र लॉन्च विंडो खो गई थी। वर्तमान धूमकेतु 67P को तब चुना गया था। मिशन इंजीनियरों को बड़े पैमाने पर अंतर के बारे में पता था और इसके परिणामस्वरूप 67P/चुरीयूमोव-गेरासिमेंको पर उतरने पर अधिक ताकतों का सामना करने के लिए फिला के लैंडिंग गियर को संशोधित करना पड़ा।
फिला चित्रण लैंडिंग पैर बर्फ के शिकंजे और दो हापून (नीला), केंद्र पेडस्टल (डैम्पनर) के नीचे (क्रेडिट: ईएसए) दिखा रहा है
धूमकेतु के गुरुत्वाकर्षण, घूर्णन अक्ष और अवधि को जानना महत्वपूर्ण है। संभावित लैंडिंग स्थलों पर गुरुत्वाकर्षण की दिशा निर्धारित करने के लिए रोसेटा मिशन योजनाकार तेजी से काम कर रहे हैं।
Philae एक सरल है ठंडी गैस प्रणोदन प्रणाली और इसका उद्देश्य वंश को धीमा करना नहीं है, जैसा कि हम अक्सर लैंडर्स के लिए कल्पना करते हैं, बल्कि लैंडर को सतह पर धकेलना है। रोसेटा लैंडिंग स्थान तक पहुंचने के लिए सही समय, गति और दिशा में फिला को सटीक रूप से धक्का देगी।
तो सोचिए अगर आप करेंगे कि यह 1990 के दशक के मध्य का है और आप एक लैंडर डिजाइन कर रहे हैं। इसे पृथ्वी की मदद के बिना, अपने आप ही लैंडिंग को पूरा करना होगा - सिवाय इसके कि तंत्र और सॉफ्टवेयर में क्या बनाया गया है। फिलै का सॉफ्टवेयर हंगरी में संयुक्त रूप से विकसित और परीक्षण किए गए कमांड, डेटा और मैनेजमेंट सिस्टम (सीडीएमएस) में एक साधारण कंप्यूटर चिप पर काम करता है - कण और परमाणु भौतिकी संस्थान , विग्नर रिसर्च सेंटर फॉर फिजिक्स, हंगेरियन एकेडमी ऑफ साइंसेज और जर्मनी - the मैक्स प्लैंक संस्थान . हंगेरियन इंस्टीट्यूट ने पावर सबसिस्टम (PSS) का भी निर्माण किया, जो कि Philae की सफलता के लिए महत्वपूर्ण है। पीएसएस को तापमान में चरम सीमा और बिना धूप की अवधि के दौरान बिजली का उत्पादन और भंडारण करना चाहिए।
कंप्यूटर प्रसंस्करण शक्ति लगभग 1990 के हाथ कैलकुलेटर के समान है, हालांकि, इस्तेमाल किए गए चिप्स अंतरिक्ष की स्थिति में जीवित रहने के लिए विकिरण कठोर थे। Philae के सिस्टम पूरे वंश में नेविगेशन सुधार देख रहे होंगे और कर रहे होंगे। कुछ भी फैंसी नहीं है, यह बोर्ड पर एक मामूली नियंत्रण प्रणाली के साथ एक सरल और सीधा निष्पादन है। फिर भी, इसमें धूमकेतु पर सॉफ्ट लैंडिंग को पूरा करने के लिए आवश्यक सभी चीजें हैं।
डिजाइन का अध्ययन करते समय, मैंने पहली बार कल्पना की थी कि फिला एक लंबा उतरेगा और धूमकेतु एक पूर्ण चक्कर लगाएगा। लेकिन इसके बजाय, रोसेटा को धूमकेतु की सतह से 2 से 10 किमी के बीच कहीं नेविगेट किया जाएगा और फिर फिलै को छोड़ दिया जाएगा। धूमकेतु के विषम आकार के कारण, धूमकेतु के घूमने के कारण जांच एक समय में सतह से 4 किमी ऊपर और फिर दूसरे पर सिर्फ 2 किमी हो सकती है। विषम घूर्णन आकार का अर्थ है कि अवतरण को प्रभावित करने वाला गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र लगातार बदलता रहेगा। फिला पर 67P के गुरुत्वाकर्षण के प्रभाव की तुलना एक अच्छी तरह से फेंके गए नॉकबॉल की गति के समान हो सकती है (जैसे, वेकफील्ड , विल्हेम ) पकड़ने वाले बड़े कैचर्स मिट का उपयोग करते हैं और इसी तरह, लैंडिंग ज़ोन (या दीर्घवृत्त) 1 वर्ग किलोमीटर है, 67P के आयामों को देखते हुए बड़े आकार का आकार 3.5 × 4 किमी (2.2 × 2.5 मील) है।
67पी पर पांच उम्मीदवार लैंडिंग साइट जैसा कि तीन दृष्टिकोणों से देखा गया है। 10 से 5 तक डाउन सेलेक्शन की घोषणा 25 अगस्त को की गई थी। 11 नवंबर को निर्धारित लैंडिंग के लिए 14 सितंबर तक अंतिम चयन की घोषणा की जानी है। (फोटो क्रेडिट: ईएसए)
मिशन योजनाकारों और शोधकर्ताओं के बीच मामूली रस्साकशी भी चल रही है। किसी भी मिशन के लिए जो सतह पर उतरता है, उदाहरण के लिए, मंगल ग्रह पर लैंडर, निवेश पर प्रतिफल के खिलाफ सुरक्षा को तौलना आवश्यक है। उत्तरार्द्ध के लिए, वापसी वैज्ञानिक वापसी है: सबसे अविश्वसनीय रूप से आकर्षक स्थानों की माप और अवलोकन जिनकी आप कल्पना कर सकते हैं। फिलै के लिए, इसे लैंड करने का एक मौका मिलता है और एक स्थान का अध्ययन करने के लिए, मार्स रोवर्स के विपरीत, जो अपने लैंडिंग साइट से दूर विविध इलाकों को पार कर चुके हैं।
यदि कोई लैंडर सिमुलेशन को याद करता है जिसे कोई कंप्यूटर या यहां तक कि एक हाथ कैलकुलेटर पर भी खेल सकता है, तो फिला के लिए सिमुलेशन थोड़ा अधिक चुनौतीपूर्ण है। मिशन योजनाकारों को धूमकेतु के गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र का एक अच्छा अनुमान होना चाहिए, जितना कि यह अजीब है। उन्हें धूमकेतु के घूर्णन अक्ष और दर को सटीक रूप से जानना चाहिए, और वंश की शुरुआत में रोसेटा और फिला की सापेक्ष स्थिति को भी जानना चाहिए।
लैंडिंग के लिए कदम हैं: 1) फिला को धूमकेतु की ओर छोड़ना, 2) वंश: धूमकेतु घूम रहा है और इसका गुरुत्वाकर्षण अजीब तरह से वंश के दौरान छोटी जांच पर खींच रहा है। यह मजेदार लगता है और यह निश्चित हो सकता है कि मिशन योजनाकार इसे पसंद कर रहे हैं। जो डिसेंट किया जाता है वह लगभग 2 घंटे लंबा होने की संभावना है। 12.7 घंटे की रोटेशन अवधि के साथ, धूमकेतु लगभग 20% घूमेगा। लेकिन रुकिए, और भी बहुत कुछ है। रोसेटा भी गतिमान है और इसकी कक्षीय गति फिलै द्वारा की जाएगी। यह गति धूमकेतु के घूर्णन को कुछ हद तक ऑफसेट कर देगी।
टचडाउन पर फिलै का कलाकार का चित्रण। लैंडर 30 फीसदी ढलान पर उतरने में सक्षम है। (क्रेडिट: ईएसए)
3) टचडाउन तब होता है जब सीडीएमएस सम्मान का बैज अर्जित करेगा। टचडाउन पर, नियंत्रण प्रणाली फिला को सतह पर आराम से धकेलने के लिए कोल्ड थ्रस्टर्स को फायर करेगी। एक ही समय में, दो हापून को निकाल दिया जाएगा, उम्मीद है, छेद करें और हास्य सतह पर कुंडी लगाएँ। बाउंस या टिपिंग को और रोकने के लिए, डैम्पनर टचडाउन की ऊर्जा को अवशोषित करेगा। फिला के टचडाउन पर कुछ अनुप्रस्थ वेग होने की संभावना है और यह एक टॉर्क और एक टिपिंग एक्शन में तब्दील हो जाएगा, जिसे हार्पून और कोल्ड थ्रस्टर्स के साथ माना जाएगा।
तो कोई कल्पना कर सकता है कि मिशन योजनाकारों द्वारा सभी चर और संभावनाओं पर विचार किया गया है। लेकिन इतनी जल्दी नहीं। यह धूमकेतु की सतह पर मानवता की पहली यात्रा है। रोसेटा और फिलै नाम इसलिए चुना गया क्योंकि धूमकेतु एक जैसे होते हैं रॉसेटा स्टोन जो हमारी उत्पत्ति के रहस्यों को उजागर कर रहा है - ग्रहों का प्रारंभिक गठन। कार्ल सागन ने समझाया कि हम सभी स्टार स्टफ से बने हैं लेकिन हाल ही में, लगभग 4.3 बिलियन साल पहले, यह धूमकेतु का सामान था जिसने जीवन के निर्माण खंड और संभवतः हमारे महासागरों को भरने वाला पानी भी दिया होगा। हम निश्चित रूप से नहीं जानते हैं, लेकिन अध्ययन, उतरना, स्पर्श करना और विश्लेषण करना 67P/Churyumov–Gerasimenko धूमकेतु और पृथ्वी के बीच की कड़ी के बारे में हमारी समझ को बढ़ाएगा।
द जर्नी ऑफ द रोसेटा प्रोब टू कॉमेट 67पी/चुरीयूमोव-गेरासिमेंको। छवि, 10 साल की यात्रा के ईएसए एनिमेशन से जुड़ी हुई है। (क्रेडिट: ईएसए)