4 марта 2005 года европейская межпланетная станция Rosetta в первый раз вернулась к Земле, которую покинула 2 марта 2004 г. В 22:09:14 UTC аппарат прошел на минимальной высоте 1954.74 км над Тихим океаном, немного западнее побережья Мексики, с относительной скоростью около 10.5 км/с.
    Так, во всяком случае, утверждается в официальном пресс-релизе ЕКА.
    Цель гравитационного маневра была обычная - 'позаимствовать' маленькую долю энергии орбитального движения Земли и за счет ее существенно увеличить скорость движения станции. 'Розетте' предстоят еще три подобных маневра - один у Марса и два у Земли. В результате аппарат выйдет на околосолнечную орбиту, близкую к орбите кометы 67P (Чурюмова-Герасименко), и в 2014 г. сблизится с ее ядром для длительного детального исследования с орбитального и посадочного аппарата.
    Если бы станция после отлета от Земли полагалась исключительно 'на собственные силы', ей бы потребовалось выполнить серию маневров с суммарным приращением скорости в несколько километров в секунду, а кроме того, при запуске нужно было бы иметь достаточно большую скорость, для чего потребовался бы исключительно грузоподъемный и дорогой носитель. В данном же случае трехтонный аппарат получил при запуске на РН Ariane 5 скорость лишь чуть-чуть выше второй космической. Именно поэтому весь первый год он двигался по гелиоцентрической орбите, близкой к орбите самой Земли, и по той же причине вновь сблизился с ней через год после старта.
    Во время пролета на борту станции работали УФ-спектрометр ALICE, картирующий спектрометр видимого и ИК-диапазона VIRTIS и микроволновой инструмент MIRO, а в течение трех часов после сближения с Землей - еще и камеры CIVA на посадочном зонде. Это была первая возможность опробовать и прокалибровать аппаратуру на реальных целях с известными характеристиками. Первые результаты измерений были приняты на Земле 5 марта, последние - 10 марта. Но уже 8-9 марта руководители экспериментов подвели предварительные итоги работы. В целом научная аппаратура функционировала нормально.
    До подхода к Земле на минимальное расстояние и после него, вплоть до 250000 км, был сделан ряд снимков Земли и Луны с помощью двух навигационных камер. Правда, как потом выяснилось, данные с камеры B не поступали в бортовое записывающее устройство и были потеряны.
    Во время отлета от Земли операторы станции промоделировали предстоящие встречи 'Розетты' с астероидами 2867 Штейнс и 21 Лютеция. В роли астероида выступала Луна, а суть теста состояла в сопровождении ее с помощью навигационных камер и ориентации станции на Луну. Этот эксперимент был начат 5 марта в 01:00 UTC и продолжался девять часов (по другому сообщению ЕКА, он начался 4 марта в 23:01 UTC и продолжался 9 минут).


    А теперь вернемся на год назад и расскажем о полете станции 'от Земли до Земли'. Через месяц после запуска основное внимание наземной станции ЕКА Нью-Норсия в Австралии было переключено на работу спутника Марса Mars Express, а продолжительность сеансов с 'Розеттой' сократилась с 11 до 7 часов в сутки. В первых числах апреля 2004 г. был закончен первый цикл проверки научной аппаратуры 'Розетты'. Последними прошли тестирование анализатор кометной пыли GIADA и датчик пылевой обстановки MIDAS, причем к работе MIDAS появились замечания.

Наземная станция ЕКА Нью-Норсия в Австралии (во время монтажа)

Rosetta: первая встреча с Землей

    Второй цикл проверок научной аппаратуры занял время с 16 апреля и до 27 мая. 17 апреля после выдачи команды не произошло открытие крышки детектора УФ-спектрометра ALICE - основной пирозаряд не сработал. После анализа ситуации 21 апреля была выдана команда на дублирующий пирозаряд, который сработал успешно. Дополнительный тест датчика MIDAS состоялся 12 мая, но не принес успеха.
    9-15 апреля состоялся второй цикл испытаний аппаратуры посадочного зонда Philae, а 13-21 мая - третий. В ходе этого третьего цикла одна из камер CIVA на зонде сфотографировала длинную и блестящую солнечную батарею станции.

Rosetta: первая встреча с Землей

Rosetta подходила к Земле со стороны созвездия Льва, т.е. с 'антисолнечного' направления. Это гарантировало наилучшие условия визуальных наблюдений станции на подлете, а в момент непосредственно перед пролетом условия наблюдения были наилучшими в Европе. Для привлечения внимания общественности к своему проекту 25 февраля ЕКА объявило среди астрономов-любителей конкурс снимков аппарата во время пролета.     'Первооткрывателем' станции на подлете стал англичанин Дэвид Бриггс, наблюдавший из Клэнфилда в 60-см телескоп Newton. Ему удалось обнаружить и заснять аппарат в движении еще 27 февраля в 21:28 UTC с расстояния 1.795 млн км. Rosetta имела звездную величину 18m и была значительно ярче, чем предсказывалось. Очевидно, при такой геометрии подхода солнечный свет отражал не только двухметровый корпус аппарата, но и 32-метровые панели солнечных батарей.     В день пролета успеха добились наблюдатели из Австрии, Британии, Германии, Испании, Италии, Канады, Франции, Чили, Швейцарии, Швеции, Южной Африки. Имя победителя еще не объявлено, но известно, что он будет присутствовать в Европейском центре космических операций в Ноордвейке во время запуска с Байконура АМС Venus Express.

Rosetta: первая встреча с Землей

    23 и 24 апреля состоялась калибровка микроволнового зонда MIRO и спектрометра VIRTIS по Земле. 30 апреля и 1 мая аппарат выполнил первые наблюдения по научной программе. Целью для четырех приборов станции (OSIRIS, MIRO, VIRTIS и ALICE) была комета C/2002 T7 (LINEAR), удаленная на 95 млн км от станции. 17 мая Rosetta еще раз была ориентирована осью +Z на комету и в течение нескольких часов вела наблюдения приборами ALICE и MIRO.

Комета C/2002 T7 'глазами' прибора OSIRIS

Rosetta: первая встреча с Землей

    (Отметим в скобках, что комета эта была открыта не человеком, а автоматическим телескопом LINEAR, и комет с именем LINEAR уже довольно много. По одной из них недавно получен чрезвычайно интересный результат на наземном телескопе: изотопный состав кометного льда оказался таким же, как и у воды земных океанов. Если это наблюдение удастся подтвердить при исследовании кометы Чурюмова-Герасименко масс-спектрометрами MODULUS на орбитальном аппарате Rosetta и посадочном Philae, станет ясно, что вода на Землю занесена именно кометами.)

Траектория 'Розетты' при облете Земли 4 марта

Rosetta: первая встреча с Землей

    Как и когда была выявлена неисправность камеры OSIRIS, из полетных общений ЕКА не ясно. Второй тест ее проводился с 25 по 30 апреля, и поначалу было объявлено, что он прошел успешно, за исключением съемки системы Земля - Луна, которая была отменена из-за высокой температуры двигателей, отмеченной при съемке Земли прибором MIRO. Известно также, что 30 апреля камера успешно снимала комету LINEAR в синем диапазоне спектра. 10 мая было объявлено, что некоторые данные потеряны из-за предполагаемого сбоя программного обеспечения (ПО) камеры в конце периода проверок, и поэтому запланировано дополнительное двухдневное тестирование OSIRIS. Эта работа в действительности заняла 4 дня, с 3 по 5 и 7 июня, и была названа успешной.
    6 мая в порядке подготовки к большой коррекции был выполнен наддув двигательной установки RCS. Для этого были использованы 12 пироклапанов на трубопроводах от бака наддува (гелий) к топливным бакам. Давление наддува установилось на запланированном уровне - 17 атм.
    Большая коррекция была проведена 10 мая. Четыре осевых двигателя малой тяги системы RCS были включены около 3.5 часов (!) и отработали заданное приращение скорости в 152.8 м/с с погрешностью менее 0.05%. Эту погрешность устранили второй коррекцией, которая состоялась 16 мая. Двигатели были включены примерно на 17 мин; расчетное приращение скорости составило 4.989 м/с, а отклонение - около 5 мм/с. Для обеспечения этих коррекций (расчет данных на импульсы, оценка результатов) были привлечены американские наземные станции Сети дальней связи DSN.
    24 мая в 17:00 UTC Rosetta достигла перигелия своего первого витка вокруг Солнца и находилась в 132.6 млн км (0.8864 а.е.) от светила. Из-за близости к Солнцу температура двигателей ориентации на стороне +X аппарата достигла +65њC, однако не превысила допустимой. Температура баков топлива и окислителя поддерживалась на уровне +20њC.
    27 мая были внесены небольшие коррекции в бортовое ПО, которые позволили снимать питание привода остронаправленной антенны, если он не используется.
    30 мая впервые с начала полета Земля не входила в связь с аппаратом, и Rosetta работала автономно в течение 42 часов. Это означало, что тестирование КА закончено и станцию переводят в режим перелета.


    Официально он начался 7 июня, когда был начат разряд аккумуляторной батареи ?1 (10 июня - батареи ?2, 14 июня - ?3).
    8 и 9 июня проводилась проверка теплового режима при угле Солнца 50њ и 70њ относительно оси +X. Одновременно проверялся прием на Земле немодулированного сигнала диапазона S через малонаправленную антенну MGA.
    После этого настало время настройки бортовых систем. Были включены навигационные камеры, а 14-15 июня заданы 'пылевые' пороги для звездных датчиков: но неудачно. 17 июня они были отменены, и аппарат вернулся к стабилизации на трех маховиках.
    20 июня совместно с американской 70-метровой антенной сети DSN была проверена телеметрия через антенну MGA, и 24 июня этот режим был разрешен в случае перехода аппарата в режим выживания.
    25 июня таймер отсутствия контакта был выставлен на 7 суток, и за следующую неделю четыре из семи сеансов связи были отменены, а три остальных планировались только на прием. Однако 27 июня в телеметрии было замечено ненормальное поведение двух маховиков из трех (не влияющее, однако, на ход полета и ориентацию КА), и 29 июня пришлось провести дополнительный сброс данных.
    Датчик STR-B был вновь запрограммирован с 'пылевыми' порогами 24 июня, и 3-4 июля его работу протестировали при разных угловых скоростях аппарата. На 6-8 июля аппарат был введен в очень медленное вращение для тестирования маховиков системы ориентации.
    15 и 16 июля на борт была загружена 7-я версия бортового ПО, предварительно отработанная на наземном аналоге станции.
    После необходимой проверки 22 июля были даны команды на перезагрузку двух бортовых процессоров - системы ориентации и системы данных. Как следствие, станция в первый раз за полет вошла в защитный режим и в течение 6 часов в ручном режиме была возвращена в нормальное состояние. Сделать это было сравнительно несложно, потому что аппарат находился не очень далеко. По состоянию на 23 июля, Rosetta находилась в 69.7 млн км от Земли, и время прохождения сигнала в одну сторону было 3 мин 52 сек. Наибольшее же расстояние от Земли - 75.9 млн км - было отмечено 28 августа.
    В течение недели с 23 по 29 июля состояние КА контролировалось ежесуточно, и это позволило параллельно провести первую съемку Земли и Луны навигационными камерами, протестировать новую стратегию разгрузки маховиков с пониженным расходом топлива, продолжить проверку тепловых режимов станции и доработку звездных датчиков. Новое бортовое ПО работало без замечаний, и поэтому 2-3 августа 7-я версия была заложена в дублирующие процессоры.


    В августе аппарат по существу был законсервирован - Земля принимала данные с 'Розетты' всего раз в неделю. С 27 августа началась подготовка ко второй фазе 'приемки' станции. Операторы сделали проверку процессоров и датчиков системы ориентации и 2 сентября загрузили новое ПО для спектрометра ALICE. 3-5 сентября были переданы на борт исправления в ПО приборов COSIMA, ROSINA и OSIRIS.
    6 сентября приступили ко второй фазе приемки аппарата, и началась она с тестирования масс-спектрометра COSIMA и плазменного комплекса RPC. Одновременно 8-9 сентября работал и магнитометр зонда ROMAP; эти измерения были 'привязаны' к прохождению аппарата на расстоянии 0.0036 а.е. (0.54 млн км) от хвоста кометы Джакобини-Циннера. С 12 до 19 сентября проверялись приборы MIDAS, OSIRIS и ROSINA. Из двух датчиков спектрометра ROSINA (DFMS и RTOF) первый успешно прошел испытания при высоком потенциале, а второй постоянно выдавал сигнал ошибки и иногда самопроизвольно отключался.
    Тестирование камеры OSIRIS продолжалось с 14 до 17 сентября, но лишь 5 октября, нехотя и как бы вскользь, пресс-служба ЕКА сообщила об 'уже известных неисправностях камеры OSIRIS - отказе открытия крышки и неправильной работе затвора'. О серьезности этих неисправностей красноречивее всего говорит тот факт, что во время пролета Земли камера уже не использовалась:
    20-21 сентября проводился 'тест интерференции', когда включались в различные режимы все приборы и выяснялось, не влияют ли они друг на друга. 10-11 сентября и с 23 сентября по 1 октября проверялась работа аппаратуры при разных ориентациях аппарата, оценивалась интенсивность засветки от Солнца. 30 сентября была опробована передача изображения с навигационной камеры со сжатием на борту.
    В ходе этих испытаний выявились новые проблемы: отклонение оптической оси спектрометра ALICE от проектного направления (как следствие, прибор не был наведен на заданную звезду) и неполное прохождение команд на прибор LAP плазменного комплекса.
    5-8 октября состоялся цикл испытаний посадочного аппарата, во время которого было выявлено повышенное токопотребление магнитометра ROMAP.
    Приемка аппарата закончилась серией тестов 9-17 октября, которые велись круглосуточно: днем с использованием американских средств, ночью - через станцию Нью-Норсия. Операторы проверили ультрастабильный генератор USO, прибор LAP и эмиттеры масс-спектрометра COSIMA, из которых один (эмиттер C) работал нормально, а к другому (A) остались замечания.
    12-14 октября состоялся второй тест интерференции. Что касается служебных систем, то удалось наконец настроить оба звездных датчика и проверить обе антенны MGA при работе в диапазонах S и X. После этого аппарат был сориентирован осью +X на Землю и было выполнено тестирование антенны HGA.


    17 октября Rosetta была вновь переведена в режим перелета, т.е. по существу законсервирована. Когда был выключен один из четырех маховиков, из-за неверно заданных скоростей трех оставшихся произошла автоматическая разгрузка. Чтобы вернуться к требуемым начальным скоростям, 18 октября пришлось провести еще одну разгрузку.
    В режиме перелета работа с аппаратом была сведена к еженедельному сеансу приема телеметрии. Из всей аппаратуры работал лишь радиационный монитор SREM (с 21 октября). В сеансе 4 ноября включили для тестирования (вне контура управления) программу безгироскопной оценки ориентации КА. В сеансе 18 ноября на борт заложили углы разворота и другие данные для коррекции TCM-4.
    Этот незначительный маневр (приращение скорости всего 0.09 м/с) состоялся 25 ноября и прошел нештатно: из-за ошибки в бортовом ПО двигатели проработали дольше расчетного и были отключены по предельному времени. Через несколько часов аппарат удалось вернуть в нормальный режим полета, а 9 декабря была проведена новая коррекция на 0.11 м/с, которая скомпенсировала ошибку TCM-4.
    Обо всем этом ЕКА поведало задним числом, в сообщении, опубликованном аж 10 марта 2005 г. (!). В нем же были подведены итоги приемки аппарата в полете. Комиссия ЕКА на заседании 3 декабря 2004 г. зафиксировала, что почти все цели этапа приемки выполнены, за исключением теста интерференции, в котором из-за проблем с бортовым ПО не участвовал прибор ROSINA.
    Повторный тест запланировали на конец 2006 г., а управление миссией Rosetta было официально передано от Департамента научных проектов Департаменту научно-исследовательского обеспечения.
    Очередное же полетное сообщение вышло лишь 31 января, и о событиях ноября-декабря в нем не говорилось ничего.
    Зато сообщалось, что 17 января операторы тестировали ПЗС-матрицу звездного датчика B, в которой в декабре был найден 'горячий' пиксел. Программное обеспечение датчика воспринимает его как 'лишнюю' звезду, что не способствует правильному определению ориентации. В ходе проверки 'горячий' пиксел был найден и в матрице датчика A. Выключением и повторным включением питания от них удалось избавиться.

Автопортрет 'Розетты'

Rosetta: первая встреча с Землей

    20 января группа управления пыталась наладить работу камеры OSIRIS путем загрузки нового ПО. Для проверки была запланирована съемка кометы Мачхольца. Однако и новое ПО не решило проблемы с механизмом крышки; поиски продолжаются.


    14 февраля начались ежедневные сеансы связи с 'Розеттой' со станции Нью-Норсия и с использованием американских средств. (Продолжались они почти без перерывов до 18 марта.)
    17 февраля аппарат успешно выполнил коррекцию TCM-6, обеспечивающую пролет Земли на заданном расстоянии. Запасное 'окно' для коррекции 24 февраля не потребовалось.
    24 февраля Rosetta находилась всего в 2.76 млн км от Земли. Готовясь к пролету, 25 февраля операторы ввели в работу четвертый маховик, 27 февраля переключили радиопередатчик на диапазон S вместо X, а 2 марта перешли на ненаправленные антенны LGA. Радиационный монитор SREM работал с 13 января; 1 марта были включены плазменный комплекс RPC и магнитометр ROMAP, а 4 марта - микроволновой зонд MIRO и спектрометр VIRTIS.

Rosetta: первая встреча с Землей

    В результате сближения с Землей Rosetta оказалась 'выброшена' на траекторию полета к Марсу, которого она достигнет 26 февраля 2007 г. К 24 марта 2005 г. аппарат удалился от Земли на 6.73 млн км и имел следующие параметры гелиоцентрической орбиты:

    - наклонение - 1.416њ;
    - расстояние от Солнца в перигелии - 0.9904 а.е. (148.2 млн км);
    - расстояние от Солнца в афелии - 1.7588 а.е. (263.1 млн км);
    - период обращения - 588.6 суток.

    6 марта передатчик станции вновь переключили на антенну HGA, а 11 марта - на диапазон X. 17 марта после проверки системы ориентации аппарат был оставлен на трех маховиках с одним инерциальным измерительным блоком в качестве датчика.
    Спектрометр VIRTIS был выключен 5 марта, аппаратура MIRO, RPC и ROMAP - 7 марта. Что же касается ALICE, то этот спектрометр включали еще 8 и 9 марта, а последнее свое наблюдение Луны он произвел 26 марта.
    Между 15 и 23 марта операторы занимались решением проблем с двумя научными приборами. Перепрограммирование спектрометра ROSINA 15 марта как будто закончилось успехом, хотя подстройка параметров еще потребуется в дальнейшем. Что же касается канала высокого разрешения спектрометра VIRTIS, то и с третьей попытки 16 марта постановщикам не удалось уточнить ориентацию его оптической оси.

Луна с борта космического аппарата Rosetta

Rosetta: первая встреча с Землей

    24-25 марта были проверены режимы ориентации для предстоящего 'сна' станции, а в последние дни месяца проводился 'пассивный тест' научной аппаратуры.
    В ходе его было зафиксировано автоматическое отключение датчика MIDAS и выявлена его причина - неверное преобразование оперативных запросов в команды. Замечание анализируется.
    Всего через 4 месяца, 4 июля 2005 г., европейский аппарат будет участвовать в эксперименте по бомбардировке ядра кометы Темпеля-2 американским аппаратом Deep Impact. Особенно интересными и важными для американского проекта обещают быть измерения спектрометра ALICE.