Kako sleteti na kometu

Rukovodilac misije Rozeta, Fred Jansen je odgovoran za uspešno spuštanje svemirske sonde na kometu poznatu pod nazivom 67P/Čurjumov-Gerasimenko, 2014. godine. U ovom fascinantnom i zabavnom govoru Jansen otkriva neke od složenih proračuna koji su doveli do spuštanja modula File na kometu, 500km udaljenu od Zemlje - i pokazuje neke neverovatne fotografije snimljene na tom putu.

Želeo bih da vas povedem u epsku avanturu
svemirske letelice Rozeta.

Praćenje komete i spuštanje
svemirske sonde na nju

bila je moja strast
u poslednje dve godine.

Da bih to uradio,

treba da vam objasnim nešto
o postanku Sunčevog sistema.

Ako se vratimo unazad
4,5 milijarde godina,

postojao je oblak gasa i prašine.

U središtu ovog oblaka, nastalo je
i upalilo se naše sunce.

Uz to nastalo je i ono što znamo
kao planete, komete i asteroide.

Zatim, prema teoriji,

pošto se Zemlja ohladila
nedugo posle svog nastanka,

komete su je žestoko udarale
i donele vodu na Zemlju.

One su verovatno donele
i složeni organski materijal

i to je možda pokrenulo nastanak života.

To možete uporediti sa
rešavanjem slagalice od 250 delova,

a ne od 2.000 delova.

Zatim, velike planete kao Jupiter i Saturn

nisu se nalazile tamo gde su sada

i u međusobnoj gravitacionoj interakciji

počistile su celu unutrašnjost
Sunčevog sistema,

a ono što sada znamo kao komete

završilo je u nečemu što se zove
Kajperov pojas,

što je naziv za pojas objekata
iza Neptunove orbite.

Ponekad ovi objekti naleću jedni na druge

i gravitaciono se odbijaju,

a onda ih Jupiterova gravitacija
privlači nazad u Sunčev sistem.

I onda postaju one komete
kakve vidimo na nebu.

Ovde je važno primetiti
da su u međuvremenu,

tokom 4,5 milijarde godina,

ove komete stajale na spoljnom rubu
Sunčevog sistema

i nisu se promenile -

daleke, smrznute verzije
našeg sunčevog sistema.

Na nebu, one izgledaju ovako.

Prepoznajemo ih po repu.

U stvari, postoje dva repa.

Jedan je rep od prašine
koju raznosi solarni vetar.

Drugi je rep od jona,
naelektrisanih čestica,

i oni prate magnetno polje
u sunčevom sistemu.

Tu je još koma

i tu je nukleus, koji je
ovde premali da be se video,

i morate imati na umu
da je u slučaju Rozete

svemirska letelica
u tom središnjem pikselu.

Udaljeni smo samo
20, 30, 40 km od komete.

Dakle, šta je važno zapamtiti?

Komete sadrže originalni materijal
od koga je nastao naš sunčev sistem,

tako da su one idealne
za proučavanje komponenti

koje su bile prisutne
kada su Zemlja i život nastajali.

Za komete se takođe sumnja

da su donele elemente
koji su možda pokrenuli život.

Godine 1983, ESA je pokrenula
dugoročni program "Horajzon 2000",

čiji je ključni element bila
misija na kometu.

Paralelno je pokrenuta manja misija
na kometu letelicom Đoto koju vidite ovde

i koja je 1986. proletela pored
Halejeve komete sa grupom letelica.

Iz rezultata te misije
postalo je odmah jasno

da su komete idealna tela za proučavanje
da bi se razumeo naš sunčev sistem.

Tako da je misija Rozeta odobrena 1993.

i prvobitno je trebalo da krene 2003,

ali iskrsao je problem sa raketom Arijana.

Ipak, naše odeljenje za odnose s javnošću
je u svom entuzijazmu

već napravilo 1.000 Delft tanjira

sa imenom pogrešne komete.

Od tad više nisam morao da kupujem
porcelan. To je dobra strana.

(Smeh)

Čim je problem rešen,

poleteli smo sa Zemlje 2004. godine

na novoizabranu kometu
Čurjumov-Gerasimenko.

Ova kometa je specijalno izabrana jer:

pod A, treba da budete u stanju
da stignete do nje,

a pod B, ne treba da se zadržava
predugo u Sunčevom sistemu.

Ova kometa se nalazi
u Sunčevom sistemu od 1959.

Tada ju je prvi put skrenuo Jupiter

i došla je dovoljno blizu Sunca
da bi počela da se menja.

Tako da je to vrlo sveža kometa.

Rozeta je prva u istoriji
u nekoliko stvari.

To je prvi satelit
koji je orbitirao oko komete

i pratio je na celom putu
kroz Sunčev sistem -

najbliži prilazak Suncu,
kao što ćemo videti u avgustu,

i onda nazad ka spoljašnjosti.

To je prvo sletanje na kometu ikada.

Mi u stvari orbitiramo
oko komete pomoću nečega

što se obično ne radi letelicom.

Obično pogledate na nebo
i znate gde ciljate i gde se nalazite.

U ovom slučaju, to nije dovoljno.

Upravljali smo gledajući
obeležja na kometi.

Prepoznali smo fizionomiju -
stene, kratere -

i tako smo znali gde smo
u odnosu na kometu.

I naravno, to je prvi satelit koji je
stigao izvan Jupiterove orbite

pomoću solarnog pogona.

Ovo zvuči herojskije
nego što zaista jeste,

jer tehnologija koja koristi
radioizotopne termoelektrične generatore

tada nije bila dostupna u Evropi,
tako da nije bilo izbora.

Ali ovi solarni paneli su veliki.

Ovo je jedno krilo, a ovo nisu
specijalno odabrani mali ljudi.

Oni su isti kao vi i ja.

(Smeh)

Imamo dva ovakva krila
od 65 kvadratnih metara.

Kasnije, naravno,
kad smo stigli do komete,

shvatili smo da 65 kvadratnih metara jedra

blizu trupa koji emituje gas
nije uvek baš zgodan izbor.

Kako smo stigli do komete?

Zato što je trebalo da odemo tamo
zbog Rosetinih naučnih ciljeva

vrlo daleko - kao četiri razdaljine
od Zemlje do Sunca -

i takođe, mnogo većom brzinom
nego što smo mogli postići s gorivom,

jer bi nam trebalo goriva
šest puta više od težine letelice.

I šta radite onda?

Koristite gravitacione manevre

u kojima prolazite pored planete
veoma nisko,

nekoliko stotina kilometara,

i onda dobijate besplatno ubrzanje
oko Sunca od te planete.

Nekoliko puta smo to uradili:

Sa Zemljom, sa Marsom,
pa opet dvaput sa Zemljom

i proleteli smo i pored dva asteroida,
Lutecije i Stajnsa.

Zatim, 2011, otišli smo toliko daleko
od Sunca, da se letelica našla u nevolji

i nismo više mogli da je spasemo,

pa smo je stavili u hibernaciju.

Sve smo isključili, osim jednog sata.

Ovde vidite njenu putanju
i kako to funkcioniše.

Vidite da je od početnog kruga

bela linija postajala sve više eliptična

i onda smo konačno došli do komete

u maju 2014. i morali smo da počnemo
sa manevrima za susret.

Usput smo prošli pored Zemlje
i napravili nekoliko slika

da bismo testirali kamere.

Ovo je izlazak Meseca iza Zemlje,

a ovo je ono što sada zovemo "selfi",

reč koja tada nije postojala.
(Smeh)

To je na Marsu. Snimljeno je kamerom CIVA.

To je jedna od kamera na lenderu

i nalazi se ispod solarnih ploča

i na slici vidite planetu Mars
i solarnu ploču.

Kad smo izašli iz hibernacije,
u januaru 2014,

približavali smo se udaljenosti

od 2 miliona kilometara od komete u maju.

Ali, brzina letelice je bila prevelika.

Išli smo 2.800 km na sat brže od komete,
pa smo morali da kočimo.

Morali smo da napravimo 8 manevara

i vidite ovde da su neki od njih
bili zaista veliki.

Prvo smo morali da usporimo
za nekoliko stotina kilometara na čas

i to je trajalo sedam sati

i potrošilo je 218 kilograma goriva

i to je bilo sedam stresnih sati,
jer 2007. godine

desilo se curenje
u pogonskom sistemu Rozete

i morali smo da zatvorimo granu,

tako da je sistem radio pod pritiskom

za koji nije bio napravljen ni spreman.

Onda smo stigli u blizinu komete
i ovo su bile prve slike koje smo videli.

Realno vreme rotacije
komete je 12 i po sati,

tako da je ovo ubrzano,

ali razumećete da su naši
inženjeri dinamike leta pomislili

da ovde neće biti lako sleteti.

Nadali smo se nekom krompirastom obliku

gde bi moglo lako da se sleti.

Ali ostala nam je jedna nada:
možda je glatko.

Ne, nije bilo.
(Smeh)

U tom momentu bilo je očigledno da moramo

da napravimo najdetaljniju moguću
mapu ovog tela,

jer smo morali da nađemo
ravnu površinu od 500m u prečniku.

Zašto 500 metara? To je greška koju
možemo da napravimo pri sletanju sonde.

Prošli smo kroz ovaj proces
i napravili mapu komete.

Koristili smo tehniku
zvanu fotoklinometrija.

Tu se koriste senke koje pravi sunce.

Ovde vidite kamen na površini komete,

koji obasjava sunce odozgo.

Po senci možemo, pomoću našeg uma,

odmah utvrditi otprilike
kog je oblika taj kamen.

Možete uneti to u kompjuterski program,

zatim pokriti celu kometu
i napraviti mapu komete.

Za to smo leteli posebnim putanjama,
počevši od avgusta.

Prvo, trougaonom putanjom
od 100km sa strane,

na razdaljini od 100km,

a onda smo ponovili celu stvar na 50km.

Tada smo imali snimke
komete iz svih uglova

i mogli smo da upotrebimo ovu tehniku
da napravimo celu mapu.

Usledilo je biranje mesta za sletanje.

Ovaj ceo proces, od pravljenja mape komete

do nalaženja konačnog mesta
za sletanje, trajao je 60 dana.

Nismo imali više vremena.

Za poređenje, za prosečnu misiju na Mars

potrebne su godine
da se stotine naučnika složi

oko toga gde ćemo ići.

Mi smo imali 60 dana i to je bilo to.

Na kraju smo odabrali
konačno mesto za sletanje

i komande su bile spremne
za Rozetu da lansira File.

To funkcioniše tako što Rozeta treba da
bude na određenom mestu u svemiru

i da nacilja kometu,
jer je lender pasivan.

Onda se lender ispali
i krene prema kometi.

Rozeta mora da se okrene,

da bi kamere gledale File kako odlazi

i da bi mogla da komunicira s njim.

Celo sletanje je trajalo sedam sati.

Sada izračunajte jednostavno:

ako brzina Rozete odstupi
za jedan centimetar u sekundi,

sedam sati je 25.000 sekundi.

To znači da će promašiti cilj
za 252 metra.

Tako da smo morali znati brzinu Rozete

bez odstupanja većeg od 1cm u sekundi

i njen položaj u svemiru
s odstupanjem manjim od 100m

na razdaljini od 500 miliona km od Zemlje.

To je veliki podvig.

Da vam opišem ukratko
neke od instrumenata.

Neću vas gnjaviti s detaljima
o svim instrumentima,

ali imamo sve.

Možemo da pomirišemo gas,
da izmerimo čestice prašine,

njihov oblik, sastav,

postoje magnetometri, sve.

Ovo je jedan od rezultata sa instrumenta
koji meri gustinu gasa

na poziciji Rozete.

To je, znači, gas koji je došao s komete.

Donji grafikon je iz septembra
prošle godine.

Postoje varijacije u toku dugog perioda,
što samo po sebi nije iznenađujuće,

ali vidite oštre vrhove.

To je dan na kometi.

Možete videti uticaj Sunca
na isparavanje gasa

i na činjenicu da se kometa okreće.

Postoji jedno mesto

odakle dolazi mnogo toga,

ono se zagreva na suncu,
a onda se hladi sa druge strane.

I možemo videti varijacije u gustini.

Ovo su gasovi i organska jedinjenja

koja smo već izmerili.

Videćete da je lista impresivna

i biće još mnogo, mnogo toga,

jer ima još merenja.

Trenutno je u toku
konferencija u Hjustonu,

gde se predstavljaju
mnogi od ovih rezultata.

Izmerili smo i čestice prašine.

Ovo vam neće izgledati
naročito impresivno,

ali naučnici su bili oduševljeni
kad su to videli.

Dve čestice prašine:

desnu su nazvali Boris
i ubrizgali joj tantal

da bi mogli da je analiziraju.

Pronašli smo natrijum i magnezijum.

To vam govori da je to
koncentracija ta dva materijala

u vreme kada je nastao Sunčev sistem,

i tako smo saznali
koji materijali su bili tu

kad je nastala planeta.

Naravno, jedan od važnih
elemenata je slikanje.

Ovo je OZIRIS, jedna od kamera sa Rozete,

i to je naslovna strana časopisa Sajens

od 23. januara ove godine.

Niko nije očekivao da će ovo telo
izgledati ovako.

Stene i kamenje najviše liče
na granitnu kupolu

u nacionalnom parku Josemiti.

Takođe smo videli i ovako nešto:

dine i, sa desne strane, nešto
što liči na senke vetra.

To nam je poznato s Marsa,
ali ova kometa nema atmosferu,

pa je malo teže da se napravi
senka od vetra.

Možda je to lokalno izbacivanje gasa,

koji ide nagore i vraća se.

Ne znamo to, tako da ima
puno toga za istraživanje.

Ovde vidite istu sliku dvaput.

S leve strane, vidite u sredini jamu.

S desne strane, ako pažljivo pogledate,

vide se tri mlaza koji izlaze s dna jame.

To je aktivnost komete.

Očigledno, na dnu ovih jama
se nalaze aktivne oblasti,

i tu materija isparava u svemir.

Jedna vrlo intrigantna pukotina
se nalazi na vratu komete.

Vidite je s desne strane.

Dugačka je kilometar
i široka dva i po metra.

Neki kažu da će se u stvari,

kada se približimo Suncu,

kometa možda rascepiti na dva dela,

i onda ćemo morati da izaberemo

koju ćemo kometu pratiti?

Lender - ponovo, mnogo instrumenata,

uglavnom sličnih, osim onih
koje udaraju u tlo, buše itd.

Ali vrlo je slično Rozeti,
zato što želite da uporedite

ono što nađete u svemiru
sa onim što nađete na kometi.

To se zovu apsolutno tačna merenja.

Ovo su slike spuštanja

koje je snimila kamera OZIRIS.

Vidite lender koji se udaljava od Rozete.

U gornjem desnom uglu, vidite sliku
koju je napravio lender na 60m ,

60 metara iznad površine komete.

Onaj kamen ima oko 10 metara.

Ovo je jedna od poslednjih slika
pre nego što smo sleteli na kometu.

Ovde vidite ponovo celu sekvencu,
ali iz druge perspektive

i vidite tri uvećane slike
od donjeg desnog ugla ka sredini lendera

koji putuje po površini komete.

A na vrhu su slike pre i posle spuštanja.

Jedini problem sa slikom posle spuštanja
je taj što nema lendera.

Ali ako pogledate pažljivo
desnu stranu ove slike,

videli smo da je lender još tu,
ali je poskočio.

Ponovo je uzleteo.

Komično je to što

je Rozeta prvobitno projektovana
da ima lender koji bi se odbijao.

To je odbačeno, jer je bilo preskupo.

Mi smo to zaboravili, ali lender nije.

(Smeh)

U toku prvog odbijanja, na magnetometrima,

vidite ovde podatke s njih
s tri ose: x, y i z.

Na polovini vidite crvenu liniju.

Na toj crvenoj liniji je promena.

Dogodilo se da smo
prilikom prvog odbijanja

nekako udarili u ivicu kratera
sa jednom nogom lendera

i brzina rotacije lendera se promenila.

Imali smo prilično sreće

da smo tu gde smo.

Ovo je jedan od antologijskih
snimaka Rozete.

Predmet koji su napravili ljudi,
noga lendera,

stoji na kometi.

Ovo je, za mene, jedna od
najboljih slika svemirske nauke ikada.

(Aplauz)

Jedna od stvari koje još moramo
da uradimo jeste da nađemo lender.

Plava površina je ono gde
znamo da mora da bude.

Nismo još uspeli da ga nađemo,
ali traženje se nastavlja,

kao i naši pokušaji
da ponovo osposobimo lender.

Slušamo svakog dana

i nadamo se da će se negde do aprila

leder ponovo pokrenuti.

Ono što smo otkrili na ovoj kometi je:

ova kometa bi plutala u vodi.

Ima upola manju gustinu od vode.

Samo izgleda kao
veoma veliki kamen, ali nije.

Povećanje aktivnosti koje smo videli
u junu, julu i avgustu prošle godine

bilo je četvorostruko.

Do trenutka kada budemo kod Sunca,

100 kilograma u sekundi
će odlaziti sa komete:

gasa, prašine, čega god.

To je 100 miliona kilograma dnevno.

Zatim, konačno, dan spuštanja.

Nikada to neću zaboraviti -
apsolutno ludilo, 250 TV ekipa u Nemačkoj.

BBC me je intervjuisao,

a druga TV ekipa,
koja me je pratila celog dana,

je snimala kako me intervjuišu

i tako se nastavilo celog dana.

Ekipa kanala Diskaveri

me je uhvatila kad sam napuštao
kontrolnu sobu

i postavili su mi pravo pitanje

i zaplakao sam i još uvek to osećam.

Mesec i po dana

nisam mogao da pomislim na spuštanje,
a da ne zaplačem

i još uvek imam tu emociju.

Završiću s ovom slikom komete.

Hvala vam.

(Aplauz)