Philae

[Scorus]

Odbył się już trening dwóch dalszych etapów selekcji miejsca lądowania.

[kanarkusmaximus]

Odbył się już trening dwóch dalszych etapów selekcji miejsca lądowania.

Chodzi tu o procedury wyboru miejsca, gdzie Philae wyląduje?

[Scorus]

Tak, opis na blogu zalinkowanym w poprzednim poście.

[Scorus]

Z bloga w DLR.

Science during separation, descent and landing
10 July, 2014

Separation, descent and landing will be the time, when the first real lander science is performed. In our lander jargon, it is called 'the SDL sequence'.

The descent will provide a few hours for scientific measurements when the 100 kilogram spacecraft Philae descents from about 2.5 kilometers above the surface to the surface itself. Right after separation and after the lander has unfolded its legs and antennae, the camera CIVA intends to take fare-well images of the orbiter. Well, these are not science images per se, but we hope that they will contribute to the illustration of the landing event and they are expected to provide the first and the last view of the Rosetta orbiter in full extent in space. Two instruments, MUPUS and the PP unit of SESAME, will take the unique opportunity to collect some calibration measurements in free space which were neither possible while the lander was attached to the orbiter, nor can they be performed in a proper way after PHILAE has landed. For exactly these reasons, these instrument activities have high priority.

Real scientific measurements are planned for the ROLIS camera, which is meant to take images of the surface area that is covered during the descent. Just before the expected touch-down of the lander at the surface, ROLIS will switch optics for close-field observations from a few meters distance which will provide high spatial resolution images of the touch-down area on the ground resolving the surface by far better than would be possible with the orbiter cameras. The ROLIS images during descent and before touch-down serve also an operational task: they are used to track the descent trajectory through landmarks on the ground and to identify the landing area for instance through the terrain model compiled before from the OSIRIS orbiter camera images. For this reason, the ROLIS exposures are foreseen to be uplinked to the orbiter and from there to Earth during descent or right after touch-down.

The radio sounder CONSERT, a two-part instrument with components onboard the orbiter and others onboard the lander, will sound the surface layers during descent through direct reflection of the CONSERT signal from the orbiter at the nucleus. There is also a direct signal between the two CONSERT units without reflection at the surface. This communication between the orbiter and lander units of CONSERT will provide information on the distance between ROSETTA and PHILAE, in this way providing an independent means to track the descent trajectory of the lander. Since the orbiter unit of the CONSERT instrument emits and receives the signals directly, results can be transmitted to Earth without further delay.

The ROMAP magnetometer will be switched on during descent in order to monitor the magnetic field in the cometary plasma and, when getting close to the surface, to sense any magnetic disturbances from the nucleus itself. Nothing is known on intrinsic magnetic fields of cometary nuclei. The spacecraft GIOTTO detected a magnetic cavity around the nucleus of comet Halley during its flyby in 1986. This showed that for high density of nucleus activity material the solar magnetic field cannot penetrate deep into the cometary atmosphere and does not reach the surface of the nucleus. These conditions, however, may not apply for the PHILAE descent and the magnetic field from the solar wind may be measureable with ROMAP all the way during the descent. Nonetheless, ROMAP may be exposed to small magnetic disturbances close to the surface, which could indicate cometary magnetism. Such a detection would be with consequences for our understanding of cometary formation: given a positive detection by ROMAP, magnetic forces would have played a role.

At touch-down, two harpoons will be shot into the cometary surface in order to anchor the spacecraft to the nucleus. This is required since the gravity of the comet is so small (example: PHILAE weighs about 100 kilograms on Earth, but only a few grams on the comet). The harpoons contain accelerometer sensors that report to MUPUS the deceleration of the shot devices during penetration and anchoring in the ground. This in turn, allows to conclude the strength of the cometary material. The harpoons also contain temperature sensors which allow measurements of the subsurface temperature up to a few meters below the cometary surface.

The scientific measurements of the lander instruments that are collected during descent and at touch-down are transmitted to the orbiter after landing, if they are not sent already during the descent. Of course, descent and landing is a risky undertaking – more about that during a later blog contribution. Moreover, it is performed under tight resource constraints, one of which is electric power. During SDL, the electric power is drawn from batteries and whatever is used during SDL will not be available for the next mission phase of the lander, which is scientifically even more important than all that was done earlier by the PHILAE instruments.

The current status of the SDL sequence preparation is such that its basic planning is completed and now the details of the commanding are compiled. Of course, an open parameter is the landing site that is currently unknown and that affects the duration and some other parameters of the descent. When completed, a realistic reference of the SDL sequence will be tested at the Ground Reference Model GRM at DLR Cologne. However, in-flight testing of the whole SDL sequence is not foreseen anymore, mostly because as long as the lander is attached to the orbiter most of the SDL operations are impossible or meaningless. Imagine, for example, trying to simulate the anchor shooting while still attached to the orbiter! If something went wrong, the harpoons would be lost  and might even damage the orbiter.

[kanarkusmaximus]

Mamy Rosettę na orbicie wokół 67P. Pojawiła się pierwsza analiza potencjalnych miejsc lądowania Philae.

[Scorus]

Czerwone pokazuje stałe oświetlenie (w strefach polarnych), niebieskie stałe zacienienie (topografia) a żółte - występowanie normalnych cykli dnia i nocy. Lądowanie powinno być wykonane w miejscu występowania dnia i nocy aby uzyskać miarodajne wyniki pomiarów naukowych.

[kanarkusmaximus]

Coś mi się wydaje, że wylądują na "głowie", albo ekhm, na końcu "kupra".

[station]

na to się zapowiada. Na pewno nie będą lądować w przewężeniu. Zdecydowanie najprostsze (jeśli wogóle możemy w tym przypadku mówić o "prostocie" manewru lądowania) było by wylądowanie na czubku "głowy" - teren tam chyba jest najbardziej płaski bądź właśnie na spodzie "kupra" ;-)

[Scorus]

Tak naprawdę lądowanie na takich ciałach jest dość łatwe, da się przeprowadzić nawet orbiterem (NEAR, Hayabusa). Philae będzie lądował z szybkością 1 m/s, ktoś powiedział, że z taką spada się z roweru. Powierzchnia jest luźna, więc ryzyka odbicia raczej nie będzie. Tak więc jeśli lądownik przypadkiem nie trafi w pionowe zbocze to będzie dobrze.

[station]

tylko, że Philae nie ma własnego napędu aby na bieżąco skorygować położenie względem powierzchni, NEAR'em chyba by można było manewrować niemal do ostatnich kilkunastu sekund przed "przyłożeniem".

[Scorus]

Takie rzeczy robiła jedynie Chang'e 3 (ale nie do kilkunastu sekund, to nie Star Treck), autonomiczne manewrowanie w lądowaniach bezzałogowych nigdy wcześniej nie było wykorzystywane. Tutaj to kwestia wyboru odpowiedniego terenu i trajektorii lotu. Zespół od dynamiki lotu musi wykonać odpowiednie symulacje a w wyprowadzonej z nich elipsy lądowania (3 sigma, gdzie prawdopodobieństwo lądowania wynosi 99,7%, jeszcze żaden lądownik nie ominął takiej elipsy) nie ma przeszkód.

[Scorus]

Do uzyskania panoramy miejsca lądowania posłużą kamery systemu CIVA. Ich rozdzielczość jest podobna do NavCam łazików MER i MSL, a perspektywa przypomina taką, gdy łazik wykonuje panoramę nawigacyjną na której widać jego panele słoneczne. Najlepiej można to sobie uświadomić oglądając poniższą animację:

[KonradL]

Strasznie nierownomiernie rozmieszczone sa te kamery, ciekawe jak to sie posklada tym bardziej ze ta "kwadratowa" czesc lazika ma mniej kamer (brakuje naroznych). Troche szkoda ze nie ma jakiegos wysuwanego masztu bo i perspektywa bylaby lepsza.

[Scorus]

Obrazy zachodzą na siebie, a lądownik może się obracać wokół swojej osi. Dwie kamery położone blisko siebie na przedzie po prostu tworzą parę stereoskopową obserwującą obszar roboczy instrumentów SD2 i MUPUS/PEN. Kiedyś w kompendium były obrazki do tego, ale wszystko się wywaliło po awanturze ze starym forum

[kanarkusmaximus]

Plotka z ESA:

5 sites selected and final preparations to be done overnight: stay tuned for the press release with all the information tomorrow!!

Jak na razie więcej informacji nie ma, ale mam nadzieję, że ta piątka miejsc jest naprawdę ciekawa!