Rosetta ve 67P: bir kuyruklu yıldıza iniş

Rosetta, Avrupa Uzay Ajansı'nın (ESA) bir kuyruklu yıldızın yörüngesine giren ve yüzeyine bir araç indiren ilk görevidir. Hedefi 67P/Churyumov-Gerasimenko adlı Jüpiter ailesi kuyruklu yıldızıydı. Görev, bir cismin yanından hızla geçip birkaç saat veri toplamak yerine, iki yıl boyunca onunla birlikte yol alarak kuyruklu yıldızın Güneş'e yaklaşırken nasıl canlandığını adım adım izledi.

Adı Rosetta Taşı'ndan gelir: mısır hiyeroglifinin çözülmesini sağlayan üç dilli yazıt gibi, görevin de Güneş Sistemi'nin ilk kimyasını okumayı mümkün kılması umuluyordu. İnek aracın adı Philae ise, aynı çözümlemeye katkı sunan Philae dikilitaşından gelir.

On yıllık yolculuk

Rosetta 2 Mart 2004'te 07:17 UTC'de Fransız Guyanası'ndaki Kourou'dan Ariane 5 G+ roketiyle fırlatıldı. Hedefe doğrudan gitmek için gerekli hız elde edilemediği için araç, gezegenlerden hız alarak (kütleçekim sapanı) yolunu uzattı:

Tarih	Olay	Uzaklık
4 Mart 2005	Dünya geçişi	1.954 km
25 Şubat 2007	Mars geçişi	250 km
13 Kasım 2007	Dünya geçişi	5.700 km
5 Eylül 2008	2867 Šteins asteroiti	800 km
12 Kasım 2009	Dünya geçişi	2.481 km
10 Temmuz 2010	21 Lutetia asteroiti	3.162 km

Mars geçişi ESA içinde "Milyar Euroluk Kumar" diye anıldı: araç gezegenin gölgesinde kalacak, güneş panelleri çalışmayacak ve pillerle hayatta kalmaya çalışacaktı. Manevra başarılı oldu.

Güneş'ten uzaklaştıkça güneş panellerinin ürettiği güç azaldığı için araç 8 Haziran 2011'de kış uykusuna alındı. Neredeyse bütün sistemler kapatıldı; otuz bir ay boyunca Dünya'yla hiç iletişim kurulmadı. Ocak 2014'teki uyanma anı görevin en gergin dakikalarıydı: araç kendi iç saatiyle uyanacak, kendini ısıtacak, yönelimini bulacak ve Dünya'yı aramak zorundaydı. Sinyal geldi.

67P/Churyumov-Gerasimenko

Hedef cisim 20 Eylül 1969'da Klim İvanoviç Churyumov ve Svetlana İvanovna Gerasimenko tarafından bulundu. Jüpiter ailesinden bir kuyruklu yıldızdır: Güneş çevresinde 6,43 yılda bir tur atar, günberide 1,210 AB'ye yaklaşır, günötesinde 5,704 AB'ye uzaklaşır.

Yörüngesi bugünkü hâline yakın geçmişte geldi. 4 Şubat 1959'da Jüpiter'e 0,0515 AB uzaklıkta yaptığı yakın geçiş, günberisini 2,7 AB'den 1,28 AB'ye çekti. Yani 67P'nin Güneş'e bu kadar yaklaşması, insanlık tarihi ölçeğinde yeni bir durumdur — cismin yüzeyi hâlâ görece bozulmamış olabilir.

Rosetta yaklaştıkça beklenmedik bir biçim ortaya çıktı: cisim tek parça değil, birbirine ince bir "boyun"la bağlı iki lobdan oluşuyordu. Basında "lastik ördek" diye anıldı. Ölçümler şunları verdi: büyük lob 4,1 × 3,3 × 1,8 km, küçük lob 2,6 × 2,3 × 1,8 km. Toplam hacim 18,7 km³, kütle 9,982×10¹² kg, yoğunluk yalnızca 0,533 g/cm³ — suyun yarısından az. Cisim kendi çevresinde 12,4043 saatte döner. Albedosu 0,06: çok karanlık. Yüzey sıcaklığı −93 ile −43 °C arasında ölçüldü.

Düşük yoğunluk, içinin gözeneklerle dolu olduğu anlamına gelir; gözeneklilik merkeze doğru artıyor görünüyor. İki lobun bileşimi ve katmanlı yapısı incelendiğinde sonuç açıktı: 67P bir temas ikilisidir — iki ayrı cismin düşük hızlı, yumuşak bir çarpışmayla birleşmesinden oluşmuştur. Yüzeydeki 26 ayrı bölgeye Mısır tanrılarının adları verildi.

Philae'nin inişi

Rosetta 6 Ağustos 2014'te 67P'nin çevresinde yörüngeye yerleşti ve aylarca iniş yeri aradı. Sorun şudur: 67P'nin kütleçekimi o kadar zayıftır ki "inmek" yerine "yavaşça değmek" gerekir; bir sıçrama cismi tümüyle terk etmeye yetebilir. Philae'ye bu yüzden zıpkınlar ve bir bastırma iticisi takılmıştı.

12 Kasım 2014'te Philae 08:35 UTC'de Rosetta'dan ayrıldı. Yedi saat süren serbest düşüşten sonra 15:33 UTC'de yüzeye ilk kez dokundu. Ama zıpkınlar ateşlenmedi ve bastırma iticisi çalışmadı. Araç yüzeyden sekti, kilometrelerce yükseldi, yaklaşık iki saat havada kaldı, bir kez daha sekti ve ancak 17:33 UTC'de Abydos adı verilen bölgede durdu.

Son konum planlanan yer değildi ve güneş ışığı almıyordu. Pillerin ömrü yaklaşık üç gün sürdü; bu sürede araç bilimsel programının büyük bölümünü tamamlamayı başardı. Sonra sustu.

Philae'nin kazanımı kısa ama kayda değerdi. Yüzey ve yüzeye yakın ortamda on altı organik molekül saptadı; bunların arasında asetamid, aseton, metil izosiyanat ve propiyonaldehit vardı. Bulunan tek amino asit glisindi. Ayrıca yüzeyin beklenenden sert olduğu, ince bir toz katmanının altında buzlu ve dirençli bir malzeme bulunduğu anlaşıldı.

Rosetta ne buldu

Asıl bilimsel hasat yörüngedeki Rosetta'dan geldi. Araç 67P'yi 2015'teki günberi geçişi boyunca izledi ve cismin Güneş'e yaklaşırken nasıl etkinleştiğini, hangi gazların hangi sırada salındığını, toz jetlerinin nerelerden çıktığını kaydetti.

Üç bulgu özellikle tartışma yarattı:

Suyun izotop oranı. ROSINA aygıtı 67P'nin suyundaki döteryum/hidrojen oranını ölçtü ve Dünya okyanuslarındakinin yaklaşık üç katı buldu. Bu, "Dünya'nın suyunu kuyruklu yıldızlar getirdi" savına önemli bir darbeydi: en azından Jüpiter ailesi kuyruklu yıldızları bu işi yapmış olamazdı. Ancak Kasım 2024'te yapılan yeniden analiz, komadaki toz taneciklerinin ölçüme karıştığını öne sürdü ve düzeltilmiş oranın Dünya'nınkine benzer olduğunu hesapladı. Tartışma kapanmadı; bu, bir ölçümün yıllar sonra yeniden yorumlanabildiğinin iyi bir örneğidir.

Moleküler oksijen. Komada serbest O₂ saptandı — su miktarına göre yüzde 1 ile 10 arasında. Bu beklenmiyordu, çünkü oksijen molekülü çok tepkindir ve milyarlarca yıl boyunca donmuş hâlde kalması güçtür. Bulgu, 67P'nin malzemesinin Güneş Sistemi'nin oluşumundan önceki, çok soğuk bir ortamda bir araya geldiğine işaret eder. Görevin en çarpıcı sonuçlarından biri sayılır.

Temas ikilisi yapısı. İki lobun ayrı ayrı katmanlı olduğunun gösterilmesi, cismin tek bir gövdenin aşınmasıyla değil, iki cismin birleşmesiyle oluştuğunu kanıtladı. Bu, Kuiper kuşağında cisimlerin yumuşak çarpışmalarla büyüdüğü modelini destekler — aynı sonuç New Horizons'ın Arrokoth'ta gördüğüyle de örtüşür.

Görevin sonu

67P Güneş'ten uzaklaştıkça güneş panellerinin gücü yeniden azaldı. Aracı bir kez daha kış uykusuna almak yerine ESA farklı bir karar verdi: Rosetta kontrollü biçimde cismin yüzeyine indirilecekti. Böylece iniş sırasında, hiçbir yörüngeden elde edilemeyecek kadar yakından ölçüm yapılabilecekti.

30 Eylül 2016'da araç büyük lobun üzerindeki Ma'at bölgesine doğru yavaşça alçaldı. İniş noktasına Sais adı verildi. Son sinyal 10:39 UTC'de alındı. İniş sırasında çekilen görüntüler, bugüne kadar bir kuyruklu yıldız yüzeyinin en yakın çekimleridir.

Philae de yeniden bulundu: Rosetta'nın görev sonuna yakın çektiği görüntülerde, bir kaya çıkıntısının altına sıkışmış, yan yatmış durumda görüldü. Bu, aracın niçin güneş ışığı alamadığını açıkladı.

Rosetta'nın toplam kazanımı, bir kuyruklu yıldızın bütün bir etkinlik döngüsünü — uyanmasını, doruk noktasını ve yeniden sönmesini — tek bir cisimde izlemiş olmaktır. Bundan önce bu tür veriler yalnızca farklı cisimlerin farklı anlarından derleniyordu. Kuyruklu yıldızların genel özellikleri Kuyruklu yıldızlar sayfasındadır.

Verileri göster

Ariane 5 ile fırlatma	2004
Mars'tan kütleçekim sapanı	2007
21 Lutetia asteroiti geçişi	2010
Kış uykusuna alınma	2011
Uyanma, varış ve Philae'nin inişi	2014
67P'nin günberi geçişi	2015
Ma'at bölgesine kontrollü iniş	2016

Kısaca

• Rosetta 2 Mart 2004'te fırlatıldı; dört kütleçekim sapanı ve iki asteroit geçişiyle on yılda hedefine vardı.
• 8 Haziran 2011'den Ocak 2014'e kadar otuz bir ay kış uykusunda kaldı.
• 6 Ağustos 2014'te 67P/Churyumov-Gerasimenko'nun yörüngesine girdi — bir kuyruklu yıldızın yanında kalan ilk araç.
• 67P iki lobdan oluşan bir temas ikilisidir; yoğunluğu 0,533 g/cm³, dönme süresi 12,4 saat, yörünge süresi 6,43 yıldır.
• Philae 12 Kasım 2014'te indi, iki kez sekerek Abydos bölgesinde durdu ve pil ömrü boyunca yaklaşık üç gün çalıştı; on altı organik molekül ve glisin saptadı.
• ROSINA, 67P suyunun döteryum/hidrojen oranını Dünya'nınkinin üç katı ölçtü; Kasım 2024'teki yeniden analiz bu sonucu tartışmaya açtı.
• Komada su miktarının yüzde 1-10'u kadar moleküler oksijen bulundu; bu, malzemenin çok soğuk bir ortamda bir araya geldiğini gösterir.
• Görev 30 Eylül 2016'da Ma'at bölgesine kontrollü inişle sona erdi.