CONSERT

CONSERT (COвстретил N ядро ​​S обнаружение E эксперимент с помощью R радиоволны T передачи) является научным экспериментом на борту миссии Rosetta Европейского космического агентства, запущенной в 2004 г., чтобы получить информацию о глубоких недрах кометы 67P / Чурюмов-Герасименко во время встречи зонда с кометой в 2014 году.

Радар CONSERT должен был выполнить томографию ядра путем измерения распространения электромагнитных волн. от посадочного модуля Philae и орбитального аппарата Rosetta по всему ядру кометы, чтобы определить ее внутреннюю структуру и получить информацию о ее составе. Соответствующая электроника посадочного модуля и орбитального корабля была предоставлена ​​Францией, и обе антенны были построены в Германии. Эксперимент был спроектирован и построен во Франции Лабораторией планетологии Гренобля (LPG теперь IPAG) и Service d'Aéronomie в Париже (SA теперь LATMOS) в Германии Институтом исследования солнечной системы им. Макса Планка (MPS) в Геттингене. Главным исследователем CONSERT является д-р Влодек Кофман (IPAG), директор по исследованиям CNRS.

13 ноября 2014 года эксперимент неожиданно предоставил информацию для определения местонахождения Philae после того, как он отскочил в неизвестное место.

Научные цели эксперимента CONSERT заключаются в следующем. определение основных диэлектрических свойств и посредством моделирования установить ограничения на состав кометы (материалы, пористость и т. д.), обнаруживать крупногабаритные структуры (несколько десятков метров) и стратификацию, обнаруживать и характеризовать мелкомасштабные неоднородности внутри ядра.

Детальный анализ радиоволн, прошедших через все или части ядра, наложит реальные ограничения на материалы и неоднородности и поможет идентифицировать блоки, зазоры или пустоты. На основе этой информации ученые попытаются ответить на некоторые фундаментальные вопросы физики комет. Как устроено ядро? Он однородный, слоистый или состоит из сросшихся блоков (кометезимали, валуны)? Какова природа тугоплавкого компонента? Является ли он хондритовым, как обычно ожидается, или содержит включения неожиданных электромагнитных свойств?

Более подробно, цель эксперимента CONSERT состоит в измерении следующих величин:

• Средняя диэлектрическая проницаемость ядра кометы выводится из групповой задержки основного пути, возникающего, когда комета вставляется в путь распространения. Диэлектрическая проницаемость позволяет идентифицировать электрические свойства материала, обнаруженного в ядре кометы.
• Среднее поглощение ядра кометы выводится из потерь на пути радиоволн, когда сигнал распространяется через ядро ​​кометы. Поглощение определяет класс материалов, обнаруженных в ядре кометы.
• Структура принятого сигнала, количество различных путей и их изменение в зависимости от пути распространения связаны с размером кометезималей и отражением коэффициент на внутренних границах раздела.
• Корреляционная длина измеренного сигнала как функция положения орбиты связана с размером неровностей или небольших структур внутри кометы.
• Коэффициент объемного рассеяния выводится из характера наблюдаемого сигнала. Коэффициент объемного рассеяния измеряет однородность внутренней части ядра кометы.

Основной принцип эксперимента заключается в использовании распространения электромагнитного излучения (УКВ-радио 90 МГц) через кометный интерьер. Фронт электромагнитной волны распространяется через ядро ​​кометы с меньшей скоростью, чем в свободном пространстве, и при этом теряет энергию. И изменение скорости, и потеря энергии зависят от комплексной диэлектрической проницаемости кометных материалов. Они также зависят от отношения используемой длины волны к размеру любых присутствующих неоднородностей. Таким образом, любой сигнал, распространяющийся через среду, содержит информацию об этой среде. Изменение скорости электромагнитной волны, вызванное распространением через материал кометы, рассчитывается на основе времени, затрачиваемого волной на прохождение между орбитальным аппаратом и посадочным модулем, в то время как потери энергии выводятся из изменения амплитуды сигнала.

Орбитальный аппарат отправит сигнал, который будет захвачен посадочным модулем. По мере того как орбитальный аппарат движется по своей орбите, путь между ним и посадочным модулем будет изменяться, и поэтому он будет проходить через разные части кометы. Кроме того, вращение ядра кометы также изменит относительное положение посадочного модуля и орбитального аппарата. Следовательно, по нескольким орбитам будет получено много разных путей.

Посадочный модуль снова связался с орбитальным аппаратом Rosetta 9 июля 2015 года и передал данные измерений с прибора CONSERT.

Эта статья включает общедоступные материалы из документ Национального управления по аэронавтике и исследованию космического пространства : «Эксперимент по зондированию ядра кометы с помощью передачи радиоволн (CONSERT)».