Rosetta foi uma sonda espacial construída e lançada pela Agência Espacial Europeia (ESA) com a missão de encontrar-se no espaço e fazer um estudo detalhado do cometa 67P/Churyumov-Gerasimenko, que viaja entre as órbitas da Terra e de Júpiter. Ela integrava o conjunto de missões Horizon 2000 da agência espacial e foi a primeira sonda construída para orbitar e pousar num cometa.
Lançada em 2 de março de 2004 da base de Kourou, na Guiana Francesa, no topo de um foguete Ariane 5 G+, a sonda atingiu seu alvo na metade de 2014. A nave compreendia duas partes, a sonda espacial Rosetta, que carregava 11 instrumentos, e o pousador-robótico Philae, que transportava mais dez. A sonda tinha como objetivo orbitar o cometa 67P por 17 meses e foi construída para fazer o mais detalhado estudo de um cometa até então.
A sonda recebeu este nome em homenagem à Pedra da Roseta, que após sua descoberta em 1799 auxiliou no entendimento dos hieróglifos egípcios. O módulo pousador foi batizado com o nome da ilha de Filas, no rio Nilo, onde foi descoberto um obelisco que também contribuiu para decifrar os hieróglifos de Rosetta.
Após seu lançamento, a espaçonave orbitou o Sol cinco vezes, realizou dois sobrevoos de asteroides e um sobrevoo de Marte, enviando dados e imagens. Depois do sobrevoo do planeta vermelho em 2007, em setembro de 2008 ela sobrevoou o asteroide 2867 Šteins e em julho de 2010 o asteroide 21 Lutetia. Depois de passar 31 meses em estado de "hibernação" no espaço, num modo de rotação estabilizada com todos os equipamentos desligados, à exceção do computador de bordo, numa órbita a caminho de seu encontro final, ela foi religada com sucesso em 20 de janeiro de 2014 pelos cientistas da ESA a partir do Centro Europeu de Operações Espaciais (ESOC), em Darmstadt, Alemanha, enviando de volta seu primeiro sinal após mais de dois anos e meio.
Em 6 de agosto de 2014, ela tornou-se a primeira sonda espacial na história a acompanhar a órbita de um cometa. Em 12 de novembro, o módulo pousador Philae separou-se da nave e pousou no Churyumov-Gerasimenko depois de sete horas de manobras de aproximação no espaço, às 16h03 UTC, tornando-se o primeiro objeto artificial a pousar na superfície de um cometa.
As comunicações entre a sonda e o aterrissador foram cessadas em 27 de julho de 2016, e em 30 de setembro do mesmo ano a missão foi finalizada com a sonda sendo então impactada contra a superfície do cometa, na região conhecida como Ma'at.
Visão geral Em 1986, durante a aparição do cometa de Halley, várias sondas foram enviadas ao espaço para explorar o sistema do cometa, sendo a Giotto, da ESA, a mais bem sucedida delas. Depois das sondas retornarem um tesouro científico de grande valor, se tornou claro que missões a outros cometas deveriam sucedê-la, de maneira a lançar mais luzes sobre a complexa composição destes corpos celestes e responder questões então abertas.
Em consequência, a NASA e a ESA começaram a desenvolver sondas conjuntamente. O projeto da agência americana chamou-se missão Comet Rendezvous Asteroid Flyby (CRAF); o da ESA, missão Comet Nucleus Sample Return (CNSR). Os dois projetos deveriam dividir o desenvolvimento da espaçonave Mariner Mark II, diminuindo custos. Em 1992, quando a NASA interrompeu o CRAF por questões de orçamento, a ESA decidiu levar o projeto adiante sozinha. Em 1993, ficou evidente que o ambicioso plano de coletar amostras nos cometas e trazê-las de volta ficou impraticável devido às limitações de orçamento da agência europeia; o projeto foi então reestruturado, com o plano final se assemelhando ao finado CRAF: um sobrevoo de asteroide seguido de um pouso.
Rosetta foi construída numa "sala limpa", de acordo com as regras do Comitê de Pesquisa Espacial, mas a esterilização neste caso não era crucial, porque cometas são considerados corpos celestes onde se pode encontrar moléculas prebióticas mas não micro-organismos vivos.
A missão foi planejada para ser lançada em 12 de janeiro de 2003, para um encontro com o cometa 46P/ Wirtanen em 2011. O plano porém foi abandonado após uma falha do foguete Ariane 5, em 11 de dezembro de 2002. Um novo plano então foi feito, com o novo alvo sendo o cometa Churyumov–Gerasimenko, com um lançamento em 26 de fevereiro de 2004 para o encontro em 2014. A massa maior deste cometa com o resultante maior velocidade de impacto, tornou necessário que fossem feitas modificações no pousador. Após duas tentativas canceladas de lançamento, devido ao mau tempo e a problemas técnicos, Rosetta foi finalmente lançada da Guiana Francesa por um Ariane 5 às 07h17 UTC de 2 de março de 2004.
Em 25 de fevereiro de 2005, a nave fez um sobrevoo em baixa altitude do planeta Marte, para corrigir problemas da trajetória após o primeiro lançamento de 2003 ter sido adiado por quase um ano. Isto não foi feito sem riscos, já que a altitude estimada para as manobras era de meros 250 km acima da superfície do planeta. Durante este encontro, os painéis solares não puderam ser usados já que o encontro se deu na face escura de Marte, onde ela não receberia luz solar por quinze minutos, causando uma perigosa perda de energia. A nave foi então colocada em modo de espera, sem possibilidade de comunicação, voando com baterias que não haviam sido desenvolvidas para esta tarefa. Esta manobra em Marte seria depois apelidada de "O Jogo de Um Bilhão de Euros". A manobra de empuxo foi felizmente bem sucedida e a missão pôde continuar como planejada.
Em 5 de setembro de 2008, Rosetta teve um encontro com o asteroide 2867 Šteins, fazendo um sobrevoo muito próximo ao objeto, a 800 km de distância. Os instrumentos a bordo fizeram medições do asteroide desde 4 de agosto, no período de aproximação orbital, até 10 de setembro, após o sobrevoo a curta distância. A velocidade relativa máxima entre os dois objetos durante o sobrevoo foi de 8,6 km/s.Aviation Week & Space Technology, Vol.169 No. 10, "First Asteroid", p. 18
A sonda O corpo principal da nave espacial media 2,8 x 2,1 x 2,0 metros, onde estavam dispostos todos os seus subsistemas e demais equipamentos. A sonda tinha dois painéis solares de 14 metros de comprimento, perfazendo uma área total de 64 metros quadrados. Ela possuía uma massa total de de 2 900 kg, e mais de 50% de sua massa era de propelente.
Em uma das faces do orbitador existia uma antena de alto-ganho em forma de prato de 2,2 metros do diâmetro móvel. Do lado oposto da sonda estava o módulo de aterrissagem. Como ela deveria operar a uma distância de 720 milhões de km do Sol, onde o nível de luz era de apenas de 4% do nível de iluminação da Terra, a sonda estava equipada com grandes painéis solares.
Massa total da sonda: 1 230 kg (aproximadamente); Propelente: 1.670 kg (aproximadamente); Massa total dos instrumentos: 165 kg; Massa do módulo aterrissador: 100 kg; Potência dos painéis solares: 850 Watts a 3,4 UA, e 395 Watts a 5,25 UA; Sistema de propulsão: 24 propulsores a bipropelente com força de 10 N;
Propulsão No centro do orbitador estava localizado o sistema de propulsão. Montados em volta do tubo de exaustão estavam os dois grandes tanques de propelente. No tanque superior continha o combustível e no inferior continha o oxidante. O orbitador transportava 24 propulsores para a correção da trajetória e para o controle de atitude. Cada um destes propulsores aplica uma força de 10 N.
Instrumentos O orbitador dispunha de 11 instrumentos científicos. Eram estes:
ALICE - Ultraviolet Imaging Spectrometer CONSERT - Comet Nucleus Sounding COSIMA - Cometary Secondary Ion Mass Analyser GIADA - Grain Impact Analyser and Dust Accumulator MIDAS - Micro-Imaging Analysis System MIRO - Microwave Instrument for the Rosetta Orbiter OSIRIS - Rosetta Orbiter Imaging System ROSINA - Rosetta Orbiter Spectrometer for Ion and Neutral Analysis RPC - Rosetta Plasma Consortium RSI - Radio Science Investigation VIRTIS - Visible and Infrared Mapping Spectrometer
O módulo aterrissador
Após 21 dias de seu lançamento, o módulo de aterrissagem da sonda Rosetta recebeu o nome de Philae, reportando ao obelisco de Philae onde foi encontrada uma inscrição bilíngue, que incluía os nomes de Cleópatra e de Ptolomeu em hieróglifos egípcios. Esta inscrição forneceu ao historiador francês Jean-François Champollion informações importantes que lhe permitiram decifrar a antiga escrita egípcia que estava escrita na Pedra de Rosetta.
O módulo tinha uma massa de 100 kg e foi construído através de um consórcio europeu liderado pela German Aerospace Research Institute (DLR). Outros membros deste consórcio são a ESA e institutos da Áustria, Finlândia, França, Hungria, Irlanda, Itália e a Inglaterra.
Instrumentos O módulo aterrissador transportava dez instrumentos científicos, que pesam um total de 26,7 kg, quase um terço da massa total da sonda. Eram estes:
APXS - Alpha Proton X-ray Spectrometer CIVA - Comet Nucleus Infrared and Visible Analyzer ROLIS - Rosetta Lander Imaging System CONSERT - Comet Nucleus Sounding COSAC - Cometary Sampling and Composition experiment MODULUS PTOLEMY - Evolved Gas Analyser MUPUS - Multi-Purpose Sensor for Surface and Subsurface Science ROMAP - RoLand Magnetometer and Plasma Monitor SD2 - Sample and Distribution Device SESAME - Surface Electrical and Acoustic Monitoring Experiment, Dust Impact Monitor
A missão Para estudar as origens dos cometas e as relações entre os cometas e o material interestelar e suas implicações com as origens do Sistema Solar; uma série de medições deveriam ser feitas.
Caracterização global do núcleo do cometa, determinação de suas propriedades dinâmicas e de sua composição e de sua morfologia. Determinação de suas características químicas, mineralógicas e isotópicas das composições voláteis e refratárias do núcleo do cometa. Determinação das propriedades físicas e a inter-relação entre as substâncias voláteis e refratárias do núcleo do cometa. O estudo do desenvolvimento da atividade do cometa e os processos que envolvem a sua camada superficial com o interior de sua cauda (analisar a interação entre a poeira e o gás). O estudo das características globais deste cometa, suas propriedades dinâmicas, morfologia e a composição de sua superfície.
Cronograma
Lançamento da sonda: 2 de março de 2004; Primeiro sobrevoo em torno da Terra: novembro de 2005; Sobrevoo em torno de Marte: fevereiro de 2007; Segundo sobrevoo em torno da Terra: novembro de 2007; Terceiro sobrevoo em torno da Terra: novembro de 2009; Hibernação no espaço profundo: de maio de 2011 até janeiro de 2014; Reativação da sonda: 20 de janeiro de 2014; Aproximação do cometa 67P/Churyumov-Gerasimenko: de janeiro a maio de 2014; Inserção orbital no cometa: 6 de agosto de 2014; Pouso do aterrissador Philae no cometa: 12 de novembro 2014; Escoltando o cometa em torno do Sol: de novembro de 2014 até setembro de 2016;
Lutetia e Šteins A sonda Rosetta, como missão secundária, passou pelos asteroides 2867 Šteins e 21 Lutetia, a caminho do cometa 67P/Churyumov-Gerasimenko. A aproximação aconteceu em 5 de setembro de 2008 e 10 de julho de 2010, respectivamente.
O asteroide 21 Lutetia foi descoberto em 15 de novembro de 1852 por Hermann Goldschmidt. Ele tem aproximadamente 100 km de diâmetro. O asteroide 2867 Steins foi descoberto em 4 de novembro de 1969 por Nikolai Stepanovich Chernykh. Ele tem cerca de 10 km de diâmetro.
Identificação errônea como um asteroide