Home » rosetta

rosetta

Rosetta

bagrundshistrorien

I januar 1985 vedtog ministre fra ESAs medlemslande et program for udforskningen af verdensrummet kaldet HORIZON 2000. Programmet omfattede fire hjørnestensmissioner (eng.: „cornerstone missions”) samt et antal mindre mellemstørrelsemissioner. Blandt de fire hjørnestenmissioner var „a mission to primordial bodies including return of pristine material” dvs. en mission til oprindelige (himmel-) legemer, herunder at prøvetagning af uberørt materiale fra solsystemets dannelse. For at opnå dette mål iværksatte man arbejdet på en mission kaldet Rosetta. I sin oprindelige udgave indebar missionen et samarbejde med NASA og deres mission kaldet CRAF – Comet Rendezvous and Asteroid Flyby, dvs. en mission til en komet og en asteroide. Den kombinerede ESA/NASA-mission var den første udgave af Rosetta og dens plan var at hente prøver af kometen Schwassmann-Wachmann-2. Opsendelsen skulle have fundet sted i december 2002 og prøverne skulle hentes med et bor, der nåede mindst en meter ned under kometoverfladen.

Rosetta-rumsonden med landermodulet øverst til højre (Grafik: ESA)

Selve Rosetta-sonden består af en kasse på 2,8 × 2,1 × 2,0 meter, og den vejer omkring 2 tons, hvoraf 100 kg er landeren, mens 1,7 tons er brændstof og 165 kg er videnskabelige instrumenter. Hovedsonden medfører 11 instrumenter til at tage billeder og udføre en række forskellige målinger til bestemmelse af sammensætningen af kometen. Et af instrumenterne har fået et navn med relation til Rosettestenen nemlig OSIRIS. OSIRIS står for Optical, Spectroscopic, and Infrared Remote Imaging System og udgøres af to kameraer; et vidvinkelkamera og et smalvinkelkamera til at tage billeder af kometer og asteroider, som sonden vil passere. OSIRIS er samtidig navnet på den vigtigste dødsgud hos de gamle ægyptere, og dermed en hentydning til Rosettestenen og hieroglyffer.

Selve landingsdelen har 10 forskellige instrumenter, herunder udstyr til at udføre stofanalyser på overfladen. Et bor til at lave en boreprøve 20 centimeter ned i kometoverfladen. En gasanalysator kaldet MODULUS PTOLEMY. Det sidste en hentydning til Rosettestenen, hvor der optræder en kongenavn og et dronningenavn. Kongenavnet er netop PTOLEMY.

Rosetta-landeren på overfladen af en komet (Grafik: ESA)

De oprindelige planer for Rosetta og hentning af prøver af en komet led et alvorligt tilbageslag i starten af 1990’erne, da NASA besluttede at trække sig ud som følge af problemer med finansieringen. Rosetta måtte omdefineres som en ren ESA-mission med et deraf betydeligt mindre budget. Missionen skulle ikke længere hente prøver tilbage af en komet, nu skulle den blot gå i bane om en komet og lande på en komet. Missionen kom herefter til at bestå af en kredsløbsdel og et landingsmodul. Opsendelsen blev ændret til januar 2003 og en anden komet, Wirtanen, blev valgt.

Under et betydeligt tidspres blev Rosetta-sonden klargjort op til opsendelsesvinduet i januar 2003. Sonden skulle have været opsendt med en Ariane 5-raket, men i sidste øjeblik blev opsendelsen aflyst, fordi opgraderingen af Ariane 5 ikke havde udvist tilfredsstillende pålidelighed. Det blev derfor skønnet, at opsendelsen ville være for risikabel. Rosetta-missionen kommer aldrig til komet Wirtanen. Efter at Ariane 5 var blevet godkendt, valgte ESA kometen 67P/Tjurjumov-Gerasimenko som mål. Rosetta vil i 2014 mødes med Tjurjumov-Gerasimenko og landsætte Philae.

Rosetta-missionen var dog ikke ene om at udforske kometerne, idet NASA opsendte rumsonden Deep Impact med en Delta II-raket i 2005. Den 4. juli 2005 sendte Deep Impact et 370 kg projektil mod kometen Tempel 1. Kollisionen blev observeret af jordiske teleskoper og i 2011 skal NASA-sonden STARDUST inspicere krateret.

Hvad har vi i dag af prøver fra rummet?
De første prøver af materiale fra et himmellegeme blev hentet med Apollo 11. Det var prøver af Månen. Siden hentede senere Apollo-missioner og Luna-missioner yderligere prøver af Månen. Misioner, der skal hente prøver af Mars har længe stået højt på NASAs ønskeseddel; men ind til videre er det blevet ved planerne. En mission der henter prøver af Mars vil nemlig være meget kostbar og besværlig.

Missionen STARDUST hentede prøver af solvinden og en komet – omend kun i størrelsesorden af brøkdele af et gram. STARDUST blev opsendt den 7. februar 1999 og passerede kometen Wild 2 i januar 2004. Under passagen opsamlede den støv fra kometens koma. I januar 2006 afleverede sonden prøverne i en kapsel, der landede med faldskærm i Utahs ørken.

I 1986 passerede rumsonden Giotto relativt tæt fordi komet Halley og tog billeder af kometkernen inden kameraet blev ramt og smadret af et støvkorn. Kometkernen viste sig at være mere mørk end oprindeligt ventet. Dette kunne fortolkes som resultat af kulstofforbindelser. I hvert fald syntes ESAs første og yderst vellykkede dybrumsonde at tilskynde yderligere udforskning af kometer.

Derudover har man prøver af ikke-jordisk materiale i form af meteoritter. I de senere år er det lykkedes at identificere oprindelsen til flere meteoritter, og man skulle herved have prøver af planeten Mars og asteroiden Vesta. For alle disse prøver gælder det, at de har været udsat for en kraftig opvarmning, der har fjernet alle spor af flygtige stoffer som f.eks. vand. Solsystemet menes imidlertid dannet udfra en sky af meget koldt stof. Så vil man studere stoffet før Solens dannelse, må man skaffe prøver af materiale, der ikke har været opvarmet så kraftigt siden Solsystemets dannelse.

Hvorfor er kometer så interessante?
På Jorden kendes vand normalt i tre tilstandsformer: normal is, med sekskantede krystaller, flydende vand og vanddamp. Vand har dog flere tilstandsformer, ikke mindst i form af flere krystalformer. Således findes der to yderligere krystalformer for is, der begge har et højere smeltepunkt end normal is og en større massefylde end flydende vand. Disse krystalformer kræver dog et højt tryk – flere gange trykket på de største havdybder på Jorden. En anden udsædvanlig tilstandsform for vand er glastilstanden. De fleste stoffer har udover den faste krystallinske tilstandsform også muligheden for en amorf ikke-krystallinsk fast tilstandsform ligesom glas. For vands vedkommende er denne tilstand vanskelig at danne, idet man ikke kan køle vand hurtigt nok til at is-glas-formen dannes. Dog kan man danne is-glas udfra vanddamp få grader over det absolutte numpunkt på −273°C. Is-glas omdannes ved cirka −140°C til en krystallinsk kubisk is-form, som ikke er identisk med den velkendte ved 0°C. Krystallinsk kubisk is omdannes til normal, sekskantet is ved cirka −70°C. Is-glas har den særlige egenskab, at hvis den er forurenet med kulstofsforbindelser kan de ved ultraviolet bestråling omdannes til organiske molekyler. Sådanne organiske molekyler vil dog ikke overleve i længere tid, hvis is-glassen omdannes til krystallinsk is. Isglas menes at være oprindelsen for de organiske molekyler, der er iagttaget i interstellare skyer.

Kometer indeholder muligvis mange spændende organiske forbindelser,
herunder måske nogle, som har haft betydning for livets opståen på Jorden
– Rosetta vil forhåbentlig give os ny viden om disse stoffer.
(Grafik: ESA)

I det indre solsystem består himmellegemerne mest af jern, tungtsmeltelige metaller og forskellige bjergarter såsom silikater. Som lidt af en undtagelse har Jorden store mængder vand på overfladen. Hvor er vandet kommet fra? En mulighed er, at det er frigjort fra Jordens klipper af varme generet af radioaktive stoffer i Jorden. En anden mulighed er, at kometer kan have bragt de flygtige stoffer til Jorden. I det sidste tilfælde får studiet af kometerne ikke blot relevans for oprindelsen af vandet på Jordens overflade, men bliver også en vigtig brik i forsøgene på at finde livets oprindelse. Kometer menes groft sagt at være en snavset snebold, men sneen i snebolden er sandsynligvis ikke sædvanlig hexagonal is, men derimod is-glas eller kubisk is.

Historisk baggrund
Ved overgangen fra middelalder til renæssancen i 1400-tallet voksede interessen for fortiden og ikke mindst antikken. De gamle grækere henviste ofte til de gamle ægyptere. I Ægypten var der også gamle templer, mumier, kister og papyrusruller oversået med skrifttegn. De overleverede vink om læsningen af disse hieroglyffer var uklare og til dels vildledende, hvilket betød at skriften ikke kunne tydes. I 1798 foretog Napoleon en militær ekspedition til Ægypten. Under arbejdet med at opføre forsvarsværker imod den britiske i byen Rosette fandt franske soldater en sten med inskriptioner på tre forskellige sprog, hvoraf et var hieroglyffer og et andet var oldgræsk. Stenen er siden blevet kendt som Rosettestenen. Rosette hed på engelsk „Rosetta” og heraf „The Rosetta Stone”. Rosette hedder på arabisk Rashid, som er byens officielle navn i dag.

Napoleon endte dog med at tabe ikke blot Ægypten, men også krigene i Europa. Ved fredslutningen endte Rosettestenen på British Museum i London. Alligevel lykkedes det franskmanden Jean-Francois Champollion (1790-1832) i 1822 at tyde hieroglyfferne. Den 29. september 1822 offentliggjorde han et brev, hvori han med eksempler forklarede, hvordan han mente, en række tekster kunne tydes. Hans tydning har senere vist sig at holde.

Ved kopiering i hånden af ældre værker, som igen var afskrifter af ældre værker, suppleret med oversættelser mellem forskellige sprog, er en righoldig litteratur overleveret helt tilbage fra de sidste årtusind før kristi fødsel. Stort set ingen fysiske eksemplarer er bevaret fra den tid og størstedelen af datidens værker er da også gået tabt. Det var de historiske kilder til oldtiden – før 1822. Med hieroglyffernes tydning kunne man pludselig læse, hvad de selv havde skrevet! En revolution for historieforskningen. Champollions tydning af hieroglyfferne blev fulgt af tydningen af en række andre oldtidsskriftsprog: oldbabylonernes kileskrift, minoernes linear B, mayaernes glyfer og en del flere. Men dels er der særligt meget bevaret fra det gamle ægypten, og dels var hieroglyfferne de første der blev tydet; og derfor står der en særlig glans om tydningen af hieroglyfferne. At navngive en rumsonde efter rosettestenen sender et klart signal: Her er tale om en mission med store ambitioner!

selve missionen

Rosetta-rumsonden blev opsendt den 2. marts 2004 med en Ariane 5 -raket fra ESAs opsendelssfacilitet  i Koroue.  den foretog en gravity-assist manøvre ved Jorden september 2005, Rosetta udførte  endnu en gravity-assist manøvre i den 13. november 2007 denne gang ved Mars.  Den 5. september 2008 passerede Rosetta asteroiden 2867 Steins.  Den 13. november 2009 udførte Rosetta en sidste gravity-assist-manøvre ved Jorden.  Den 10. juli 2010 passerede Rosetta asteroiden 21 Lutetia.  endelig den 6. august 2014 nåede Rosetta frem til sit mål komet p67/churyumov-gerasimenko. hvor den gik i bane om kometen.  den 12. november landede Rosetta-missionens lille lander kaldet Philae på overfladen af kometen.

ved landingen af Philae opstod der imidlertid et uventet problem, idet de sprængbolte, der skulle fastholde landeren til kometoverfladen ikke virkede. det anvendte sprængstof virkede ikke i vakuum.  Philae kom derfor til at hoppe og lande et sted der kom i skygge.  Philae havde kun batterikapacitet til 60 timer, så den fik problemer med strømforsyningen.  kometens rotation bragte dog Philae delvis tilbage i solen; men ikke nok til at den kunne operere så længe, som det var planlagt.

Omkredningsdelen af Rosetta fungerede til gengæld udmærket og skaffede omfattende viden om en komets opførsel ikke mindst ved turen ind tættere på Solen.  Rosetta-missionen sluttede ved at lade omkredsningsdelen gå i en stadig mindre bane om kometen, så den til sidst vil lande på kometens overfladen.  Den 30. september 2016 sluttede missionen