Rosetta (vaisseau spatial) - Rosetta (spacecraft)

Rosette
Vaisseau spatial Rosetta
Illustration d'artiste de Rosetta
Type de mission Orbiteur/atterrisseur comète
Opérateur ESA
Identifiant COSPAR 2004-006A
SATCAT 28169
Site Internet esa .int /rosetta
Durée de la mission Finale : 12 ans, 6 mois, 28 jours
Propriétés du vaisseau spatial
Fabricant Astrium
Lancer la masse Orbiteur :  2 900 kg (6 400 lb)
Atterrisseur :  100 kg (220 lb)
Masse sèche Orbiteur :  1 230 kg (2 710 lb)
Masse de la charge utile Orbiteur :  165 kg (364 lb)
Atterrisseur :  27 kg (60 lb)
Dimensions 2,8 × 2,1 × 2 m (9,2 × 6,9 × 6,6 pi)
Puissance 850 watts à 3,4 UA
Début de mission
Date de lancement 2 mars 2004, 07:17:51 UTC ( 2004-03-02UTC07:17:51 ) 
Fusée Ariane 5 R+ V-158
Site de lancement Kourou ELA-3
Prestataire Arianespace
Fin de mission
Disposition Désorbité
Dernier contact 30 septembre 2016, 10:39:28 UTC SCET ( 2016-09-30UTC10:39:29 )  
Site d'atterrissage Sais, région de Maat
2 ans, 55 jours d'opérations à la comète
Survol de la Terre
Approche la plus proche 4 mars 2005
Distance 1 954 km (1 214 mi)
Survol de Mars
Approche la plus proche 25 février 2007
Distance 250 km (160 mi)
Survol de la Terre
Approche la plus proche 13 novembre 2007
Distance 5 700 km (3 500 mi)
Survol de 2867 teins
Approche la plus proche 5 septembre 2008
Distance 800 km (500 mi)
Survol de la Terre
Approche la plus proche 12 novembre 2009
Distance 2 481 km (1 542 mi)
Survol du 21 Lutetia
Approche la plus proche 10 juillet 2010
Distance 3 162 km (1 965 mi)
67P / Churyumov-Gerasimenko orbiteur
Insertion orbitale 6 août 2014, 09:06 UTC
Paramètres orbitaux
Altitude de périapse 29 km (18 milles)
Transpondeurs
Bande Bande S (antenne à faible gain)
Bande X (antenne à gain élevé)
Bande passante de 7,8 bit/s (bande S)
à 91 kbit/s (bande X)
Insigne de mission Rosetta
Insigne du système solaire de l'ESA pour Rosetta
←  INTEGRAL
Herschel  →
 

Rosetta était une sonde spatiale construite par l' Agence spatiale européenne lancée le 2 mars 2004. Avec Philae , son module d'atterrissage, Rosetta a réalisé une étude détaillée de la comète 67P/Churyumov-Gerasimenko (67P). Au cours de son voyage vers la comète, le vaisseau spatial a effectué des survols de la Terre , de Mars et des astéroïdes 21 Lutetia et 2867 Šteins . Il a été lancé comme la troisième mission phare duprogramme Horizon 2000 de l'ESA, après SOHO  / Cluster et XMM-Newton .

Le 6 août 2014, le vaisseau spatial a atteint la comète et a effectué une série de manœuvres pour finalement orbiter autour de la comète à des distances de 30 à 10 kilomètres (19 à 6 mi). Le 12 novembre, son module d'atterrisseur Philae a effectué le premier atterrissage réussi sur une comète, bien que sa batterie se soit épuisée deux jours plus tard. Les communications avec Philae ont été brièvement rétablies en juin et juillet 2015, mais en raison de la diminution de l'énergie solaire, le module de communication de Rosetta avec l'atterrisseur a été éteint le 27 juillet 2016. Le 30 septembre 2016, le vaisseau spatial Rosetta a terminé sa mission par un atterrissage dur. sur la comète dans sa région de Maat.

La sonde a été nommée d'après la pierre de Rosette , une stèle d' origine égyptienne comportant un décret en trois écritures. L'atterrisseur a été nommé d'après l' obélisque de Philae , qui porte une inscription hiéroglyphique bilingue grecque et égyptienne.

Aperçu de la mission

La comète Churyumov-Gerasimenko en septembre 2014, photographiée par Rosetta

Rosetta a été lancée le 2 mars 2004 depuis le Centre spatial guyanais de Kourou , en Guyane française , sur une fusée Ariane 5 et a atteint la comète Churyumov-Gerasimenko le 7 mai 2014. Elle a effectué une série de manœuvres pour entrer en orbite entre cette date et le 6 août 2014, quand il est devenu le premier vaisseau spatial à orbiter autour d'une comète. ( Les missions précédentes avaient effectué des survols réussis de sept autres comètes.) C'était l'une des missions phares d' Horizon 2000 de l'ESA . Le vaisseau spatial se composait de l' orbiteur Rosetta , qui comportait 12 instruments, et de l' atterrisseur Philae , avec neuf instruments supplémentaires. La mission Rosetta a mis en orbite la comète Churyumov-Gerasimenko pendant 17 mois et a été conçue pour compléter l'étude la plus détaillée d'une comète jamais tentée. Le vaisseau spatial était contrôlé depuis le Centre européen d'opérations spatiales (ESOC), à Darmstadt , en Allemagne. La planification de l'exploitation de la charge utile scientifique, ainsi que la récupération, l'étalonnage, l'archivage et la distribution des données, ont été réalisées depuis le Centre européen d'astronomie spatiale (ESAC), à Villanueva de la Cañada , près de Madrid , en Espagne. Il a été estimé qu'au cours de la décennie précédant 2014, quelque 2 000 personnes ont participé à la mission dans une certaine mesure.

En 2007, Rosetta a effectué une assistance gravitationnelle sur Mars (survol) en route vers la comète Churyumov-Gerasimenko. Le vaisseau spatial a également effectué deux survols d' astéroïdes . L'engin a terminé son survol de l'astéroïde 2867 Šteins en septembre 2008 et de 21 Lutetia en juillet 2010. Plus tard, le 20 janvier 2014, Rosetta a été sortie d'un mode d'hibernation de 31 mois à l'approche de la comète Churyumov-Gerasimenko.

L' atterrisseur Philae de Rosetta a réussi le premier atterrissage en douceur sur un noyau de comète lorsqu'il a touché la comète Churyumov-Gerasimenko le 12 novembre 2014. Le 5 septembre 2016, l'ESA a annoncé que l'atterrisseur avait été découvert par la caméra à angle étroit à bord de Rosetta comme l'orbiteur a effectué un passage bas de 2,7 km (1,7 mi) au-dessus de la comète. L'atterrisseur est assis sur le côté coincé dans une crevasse sombre de la comète, expliquant le manque d'alimentation électrique pour établir une bonne communication avec l'orbiteur.

Histoire

Fond

Au cours de l'approche 1986 de la comète de Halley , des sondes spatiales internationales ont été envoyées pour explorer la comète, le plus important d' entre eux étant l' ESA de Giotto . Une fois que les sondes ont renvoyé des informations scientifiques précieuses, il est devenu évident que des suites étaient nécessaires pour faire la lumière sur la composition cométaire et répondre à de nouvelles questions.

L'ESA et la NASA ont commencé à développer en coopération de nouvelles sondes. Le projet de la NASA était la mission Comet Rendezvous Asteroid Flyby (CRAF). Le projet de l'ESA était le suivi de la mission Comet Nucleus Sample Return (CNSR). Les deux missions devaient partager la conception du vaisseau spatial Mariner Mark II , minimisant ainsi les coûts. En 1992, après que la NASA ait annulé CRAF en raison de limitations budgétaires, l'ESA a décidé de développer elle-même un projet de type CRAF. En 1993, il était évident que l'ambitieuse mission de retour d'échantillons était infaisable avec le budget existant de l'ESA. avec examen in situ, y compris un atterrisseur. Après le lancement du vaisseau spatial, Gerhard Schwehm a été nommé chef de mission ; il a pris sa retraite en mars 2014.

La mission Rosetta comprenait la gestion d'une équipe générationnelle; cela a permis la continuité de la mission sur la longue période de la mission et de maintenir des connaissances particulières et de les transmettre aux futurs membres de l'équipe. En particulier, plusieurs jeunes scientifiques ont été recrutés en tant que chercheurs scientifiques principaux et des sessions de formation régulières ont été organisées.

Appellation

La sonde a été nommée d'après la pierre de Rosette , une stèle d' origine égyptienne comportant un décret en trois écritures. L'atterrisseur a été nommé d'après l' obélisque de Philae , qui porte une inscription hiéroglyphique bilingue grecque et égyptienne. Une comparaison de ses hiéroglyphes avec ceux de la pierre de Rosette a catalysé le déchiffrement du système d'écriture égyptien. De même, on espérait que ces engins spatiaux permettraient de mieux comprendre les comètes et le système solaire primitif . Dans une analogie plus directe avec son homonyme, le vaisseau spatial Rosetta transportait également un prototype en nickel pur micro-gravé du disque Rosetta offert par la Long Now Foundation . Le disque était gravé de 6 500 pages de traductions linguistiques.

Premières missions

Illustration de Rosetta et Philae à la comète

La mission Rosetta a réalisé de nombreuses premières historiques.

En route vers la comète 67P, Rosetta a traversé la ceinture principale d'astéroïdes et a fait la première rencontre rapprochée européenne avec plusieurs de ces objets primitifs. Rosetta a été le premier vaisseau spatial à voler près de l'orbite de Jupiter en utilisant des cellules solaires comme principale source d'alimentation.

Rosetta a été le premier vaisseau spatial à orbiter autour d'un noyau de comète , et a été le premier vaisseau spatial à voler le long d'une comète alors qu'elle se dirigeait vers le système solaire interne . Il est devenu le premier vaisseau spatial à examiner de près l'activité d'une comète gelée lorsqu'elle est réchauffée par le Soleil . Peu de temps après son arrivée à 67P, l' orbiteur Rosetta a envoyé l' atterrisseur Philae pour le premier atterrissage contrôlé sur un noyau cométaire. Les instruments de l'atterrisseur robotique ont obtenu les premières images de la surface d'une comète et effectué la première analyse in situ de sa composition.

Conception et construction

Le bus Rosetta était un cadre central de 2,8 × 2,1 × 2,0 m (9,2 × 6,9 × 6,6 pi) et une plate-forme en nid d'abeille en aluminium. Sa masse totale était d'environ 3 000 kg (6 600 lb), qui comprenait l' atterrisseur Philae de 100 kg (220 lb) et 165 kg (364 lb) d'instruments scientifiques. Le module de support de charge utile était monté sur le dessus du vaisseau spatial et abritait les instruments scientifiques, tandis que le module de support de bus était en bas et contenait des sous-systèmes de support de vaisseau spatial. Des radiateurs placés autour du vaisseau spatial maintenaient ses systèmes au chaud alors qu'il était éloigné du Soleil. La suite de communications de Rosetta comprenait une antenne parabolique à gain élevé orientable de 2,2 m (7,2 pi), une antenne à gain moyen à position fixe de 0,8 m (2,6 pi) et deux antennes omnidirectionnelles à faible gain.

L'alimentation électrique du vaisseau spatial provenait de deux panneaux solaires totalisant 64 mètres carrés (690 pieds carrés). Chaque panneau solaire a été subdivisé en cinq panneaux solaires, chaque panneau mesurant 2,25 × 2,736 m (7,38 × 8,98 pi). Les cellules solaires individuelles étaient en silicium, d'une épaisseur de 200 m et de 61,95 × 37,75 mm (2,44 × 1,49 in). Les panneaux solaires ont généré un maximum d'environ 1 500 watts au périhélie , un minimum de 400 watts en mode hibernation à 5,2 UA et 850 watts lorsque les opérations de la comète commencent à 3,4 UA. La puissance de l' engin spatial est commandé par une redondance Terma module de puissance également utilisé dans le Mars Express engin spatial, et a été stocké dans quatre 10 A · h batteries [Li-ion] fournissant 28 volts au bus.

La propulsion principale comprenait 24 paires de propulseurs biergols 10  N , avec quatre paires de propulseurs utilisés pour les brûlages delta- v . Le vaisseau spatial transportait 1 719,1 kg (3 790 lb) de propergol au lancement : 659,6 kg (1 454 lb) de carburant monométhylhydrazine et 1 059,5 kg (2 336 lb) d' oxydant tétroxyde de diazote , contenus dans deux 1 108 litres (244 imp gal; 293 US gal) réservoirs en alliage de titane de grade 5 et fournissant un delta- v d'au moins 2 300 mètres par seconde (7 500 pieds/s) au cours de la mission. La pressurisation du propergol était assurée par deux réservoirs d'hélium haute pression de 68 litres (15 imp gal; 18 US gal).

Rosetta a été construite dans une salle blanche selon les règles du COSPAR , mais « la stérilisation [n'était] généralement pas cruciale puisque les comètes sont généralement considérées comme des objets où l'on peut trouver des molécules prébiotiques , c'est-à-dire des molécules précurseurs de la vie, mais pas des micro-organismes vivants ». , selon Gerhard Schwehm, le scientifique du projet Rosetta . Le coût total de la mission était d'environ 1,3 milliard d'euros (1,8 milliard de dollars).

Lancer

Animation de la trajectoire de Rosetta du 2 mars 2004 au 9 septembre 2016
  Rosette  ·   67P/Churyumov–Gerasimenko  ·   Terre  ·   Mars  ·   21 Lutèce  ·   2867 teins
Trajectoire de la sonde spatiale Rosetta

Rosetta devait être lancé le 12 janvier 2003 pour rejoindre la comète 46P/Wirtanen en 2011. Ce plan a été abandonné après l'échec d'une fusée porteuse Ariane 5 ECA lors du lancement de Hot Bird 7 le 11 décembre 2002, l'immobilisant jusqu'au la cause de la panne a pu être déterminée. En mai 2003, un nouveau plan a été élaboré pour cibler la comète 67P/Churyumov-Gerasimenko, avec une date de lancement révisée du 26 février 2004 et un rendez-vous de la comète en 2014. La masse plus importante et la vitesse d'impact accrue qui en a résulté ont rendu nécessaire la modification du train d'atterrissage. .

Après deux tentatives de lancement ratées, Rosetta a été lancée le 2 mars 2004 à 07h17  UTC depuis le Centre spatial guyanais en Guyane française, à l'aide de la fusée porteuse Ariane 5 G+ . Mis à part les modifications apportées à l'heure de lancement et à la cible, le profil de la mission est resté presque identique. Les deux co-découvreurs de la comète, Klim Churyumov et Svetlana Gerasimenko , étaient présents au spatioport lors du lancement.

Manœuvres dans l'espace lointain

Pour atteindre la vitesse requise pour rejoindre 67P, Rosetta a utilisé des manœuvres d' assistance gravitationnelle pour accélérer dans tout le système solaire interne. L'orbite de la comète était connue avant le lancement de Rosetta , à partir de mesures au sol, avec une précision d'environ 100 km (62 mi). Les informations recueillies par les caméras embarquées commençant à une distance de 24 millions de kilomètres (15 000 000 mi) ont été traitées au centre d'opérations de l'ESA pour affiner la position de la comète sur son orbite à quelques kilomètres.

Le premier survol de la Terre a eu lieu le 4 mars 2005.

Le 25 février 2007, l'engin était programmé pour un survol de Mars à basse altitude , afin de corriger la trajectoire. Ce n'était pas sans risque, car l'altitude estimée du survol n'était que de 250 kilomètres (160 mi). Au cours de cette rencontre, les panneaux solaires n'ont pas pu être utilisés car l'engin se trouvait dans l'ombre de la planète, où il ne recevrait aucune lumière solaire pendant 15 minutes, provoquant une dangereuse pénurie d'électricité. L'engin a donc été mis en mode veille, sans possibilité de communiquer, volant sur des batteries qui n'étaient pas conçues à l'origine pour cette tâche. Cette manœuvre martienne a donc été surnommée « The Billion Euro Gamble ». Le survol a été un succès, Rosetta a même renvoyé des images détaillées de la surface et de l'atmosphère de la planète, et la mission s'est poursuivie comme prévu.

Le deuxième survol de la Terre a eu lieu le 13 novembre 2007 à une distance de 5 700 km (3 500 mi). Dans des observations faites les 7 et 8 novembre, Rosetta a été brièvement confondue avec un astéroïde proche de la Terre d' environ 20 m (66 pieds) de diamètre par un astronome du Catalina Sky Survey et a reçu la désignation provisoire 2007 VN 84 . Les calculs ont montré qu'il passerait très près de la Terre, ce qui a conduit à penser qu'il pourrait avoir un impact sur la Terre. Cependant, l'astronome Denis Denisenko a reconnu que la trajectoire correspondait à celle de Rosetta , ce que le Minor Planet Center a confirmé dans un communiqué de presse le 9 novembre.

Le vaisseau spatial a effectué un survol rapproché de l'astéroïde 2867 Šteins le 5 septembre 2008. Ses caméras embarquées ont été utilisées pour affiner la trajectoire, atteignant une séparation minimale de moins de 800 km (500 mi). Les instruments de bord ont mesuré l'astéroïde du 4 août au 10 septembre. La vitesse relative maximale entre les deux objets pendant le survol était de 8,6 km/s (19 000 mph; 31 000 km/h).

Le troisième et dernier survol de la Terre par Rosetta a eu lieu le 12 novembre 2009 à une distance de 2 481 km (1 542 mi).

Le 10 juillet 2010, Rosetta a survolé 21 Lutetia , un gros astéroïde de la ceinture principale , à une distance minimale de3 168 ± 7,5  km (1969 ± 4,7  mi) à une vitesse de 15 kilomètres par seconde (9,3 mi/s). Le survol a fourni des images d'une résolution allant jusqu'à 60 mètres (200 pieds) par pixel et couvrait environ 50 % de la surface, principalement dans l'hémisphère nord. Les 462 images ont été obtenues dans 21 filtres à bande étroite et large s'étendant de 0,24 à 1 µm. Lutetia a également été observé par le spectromètre d'imagerie visible-proche infrarouge VIRTIS, et des mesures du champ magnétique et de l'environnement plasma ont également été prises.

Le signal de Rosetta reçu à l' ESOC à Darmstadt , en Allemagne, le 20 janvier 2014
Terre de Rosetta lors du dernier survol

Après avoir quitté son mode d'hibernation en janvier 2014 et s'être rapproché de la comète, Rosetta a commencé une série de huit brûlures en mai 2014. Celles-ci ont réduit la vitesse relative entre le vaisseau spatial et 67P de 775 m/s (2 540 ft/s) à 7,9 m /s (26 pieds/s).

Problèmes du système de contrôle de réaction

En 2006, Rosetta a subi une fuite dans son système de contrôle de réaction (RCS). Le système, qui se compose de 24 propulseurs bipropulseurs de 10 newtons , était chargé d'affiner la trajectoire de Rosetta tout au long de son voyage. Le RCS fonctionnait à une pression inférieure à celle prévue en raison de la fuite. Bien que cela ait pu entraîner un mélange incomplet des propulseurs et une combustion «plus sale» et moins efficace, les ingénieurs de l'ESA étaient convaincus que le vaisseau spatial aurait des réserves de carburant suffisantes pour permettre la réussite de la mission.

Avant Rosetta de période d'hibernation espace profond, deux des quatre du vaisseau spatial roues de réaction a commencé à exposer des niveaux accrus de « roulement bruit de friction ». Des niveaux de friction accrus dans l'assemblage de roue de réaction (RWA) B ont été notés après sa rencontre en septembre 2008 avec des teins d'astéroïdes. Deux tentatives ont été faites pour relubrifier le RWA à l'aide d'un réservoir d'huile embarqué, mais dans chaque cas, les niveaux de bruit n'ont été que temporairement abaissés et le RWA a été éteint à la mi-2010 après le survol de l'astéroïde Lutetia pour éviter une éventuelle défaillance. Peu de temps après, le RWA C a également commencé à montrer des signes de friction élevée. Une relubrification a également été effectuée sur ce RWA, mais des méthodes ont été trouvées pour augmenter temporairement sa température de fonctionnement afin de mieux améliorer le transfert d'huile de son réservoir. De plus, la plage de vitesse de la roue de réaction a été réduite pour limiter les rotations accumulées à vie. Ces changements ont entraîné RWA C de la performance de stabilisation.

Au cours de la phase de vol d'hibernation dans l'espace lointain du vaisseau spatial, les ingénieurs ont effectué des essais au sol sur un RWA de rechange de vol au Centre européen des opérations spatiales . Après la sortie de Rosetta de l'hibernation en janvier 2014, les enseignements tirés des essais au sol ont été appliqués aux quatre RWA, comme l'augmentation de leurs températures de fonctionnement et la limitation de la vitesse de leurs roues à moins de 1000 tr/min. Après ces correctifs, les RWA affichaient des données de performances presque identiques. Trois RWA ont été maintenus opérationnels, tandis qu'un des RWA défaillants a été mis en réserve. De plus, un nouveau logiciel embarqué a été développé pour permettre à Rosetta de fonctionner avec seulement deux RWA actifs si nécessaire. Ces changements ont permis aux quatre RWA de fonctionner tout au long de la mission de Rosetta à 67P/Churyumov-Gerasimenko malgré des anomalies occasionnelles dans leurs tracés de friction et une lourde charge de travail imposée par de nombreux changements orbitaux.

Orbite autour de 67P

Animation de la trajectoire de Rosetta autour de 67P du 1er août 2014 au 31 mars 2015
  Rosette  ·   67P

En août 2014, Rosetta a rencontré la comète 67P/Churyumov-Gerasimenko (67P) et a commencé une série de manœuvres qui l'ont amenée sur deux trajectoires triangulaires successives, à une moyenne de 100 et 50 kilomètres (62 et 31 mi) du noyau, dont les segments sont trajectoires de fuite hyperboliques alternant avec des brûlures de propulseur. Après s'être rapproché à environ 30 km (19 mi) de la comète le 10 septembre, le vaisseau spatial est entré en orbite réelle autour d'elle.

La disposition de surface de 67P était inconnue avant l' arrivée de Rosetta . L'orbiteur a cartographié la comète en prévision du détachement de son atterrisseur. Au 25 août 2014, cinq sites d'atterrissage potentiels avaient été déterminés. Le 15 septembre 2014, l'ESA a annoncé le site J, nommé Agilkia en l'honneur de l' île d'Agilkia par un concours public de l'ESA et situé sur la « tête » de la comète, comme destination de l'atterrisseur.

Philae atterrisseur

Rosette et Philae

Philae s'est détaché de Rosetta le 12 novembre 2014 à 08h35 UTC et s'est approché de 67P à une vitesse relative d'environ 1 m/s (3,6 km/h ; 2,2 mph). Il a initialement atterri sur 67P à 15:33 UTC, mais a rebondi deux fois, s'immobilisant à 17:33 UTC. La confirmation du contact avec 67P a atteint la Terre à 16h03 UTC.

Au contact de la surface, deux harpons devaient être tirés sur la comète pour empêcher l'atterrisseur de rebondir, car la vitesse de fuite de la comète n'est que d'environ 1 m/s (3,6 km/h ; 2,2 mph). L'analyse de la télémétrie a indiqué que la surface du site d'atterrissage initial est relativement molle, recouverte d'une couche de matériau granulaire d'environ 0,82 pied (0,25 mètre) de profondeur, et que les harpons n'avaient pas tiré lors de l'atterrissage. Après avoir atterri sur la comète, Philae devait commencer sa mission scientifique, qui comprenait :

  • Caractérisation du noyau
  • Détermination des composés chimiques présents, y compris les énantiomères d' acides aminés
  • Étude des activités et des développements des comètes dans le temps

Après avoir rebondi, Philae s'est installé à l'ombre d'une falaise, inclinée à un angle d'environ 30 degrés. Cela l'a rendu incapable de collecter adéquatement l'énergie solaire et il a perdu le contact avec Rosetta lorsque ses batteries se sont épuisées au bout de deux jours, bien avant qu'une grande partie des objectifs scientifiques prévus ne puissent être tentés. Le contact a été brièvement et par intermittence rétabli plusieurs mois plus tard à divers moments entre le 13 juin et le 9 juillet, avant que le contact ne soit à nouveau perdu. Il n'y a eu aucune communication par la suite, et l'émetteur pour communiquer avec Philae a été éteint en juillet 2016 pour réduire la consommation électrique de la sonde. L'emplacement précis de l'atterrisseur a été découvert en septembre 2016 lorsque Rosetta s'est approchée de la comète et a pris des photos haute résolution de sa surface. Connaître son emplacement exact fournit les informations nécessaires pour replacer les deux jours de science de Philae dans leur contexte.

Résultats notables

La comète en janvier 2015 vue par la NAVCAM de Rosetta

Les chercheurs s'attendent à ce que l'étude des données recueillies se poursuive pendant des décennies. L'une des premières découvertes fut que le champ magnétique du 67P oscillait à 40-50 millihertz . Un compositeur et concepteur sonore allemand a créé une interprétation artistique à partir des données mesurées pour les rendre audibles. Bien qu'il s'agisse d'un phénomène naturel, il a été décrit comme une « chanson » et a été comparé à Continuum pour clavecin par György Ligeti . Cependant, les résultats de l' atterrissage de Philae montrent que le noyau de la comète n'a pas de champ magnétique, et que le champ initialement détecté par Rosetta est probablement causé par le vent solaire .

La signature isotopique de la vapeur d'eau de la comète 67P, telle que déterminée par la sonde spatiale Rosetta , est sensiblement différente de celle trouvée sur Terre. C'est-à-dire que le rapport du deutérium à l' hydrogène dans l'eau de la comète a été déterminé à trois fois celui trouvé pour l'eau terrestre. Cela rend très peu probable que l'eau trouvée sur Terre provienne de comètes telles que la comète 67P, selon les scientifiques. Le 22 janvier 2015, la NASA a rapporté qu'entre juin et août 2014, la vitesse à laquelle la vapeur d'eau était libérée par la comète avait été multipliée par dix.

Le 2 juin 2015, la NASA a rapporté que le spectrographe Alice sur Rosetta a déterminé que les électrons à moins de 1 km (0,6 mi) au-dessus du noyau de la comète - produits à partir de la photoionisation des molécules d' eau par le rayonnement solaire , et non des photons du Soleil comme on le pensait plus tôt - sont responsables pour la dégradation des molécules d'eau et de dioxyde de carbone libérées du noyau de la comète dans sa coma .

Fin de mission

À mesure que l'orbite de la comète 67P s'éloignait du Soleil, la quantité de lumière solaire atteignant les panneaux solaires de Rosetta diminuait. Bien qu'il aurait été possible de mettre Rosetta dans une deuxième phase d'hibernation pendant l'aphélie de la comète, rien ne garantit qu'une puissance suffisante serait disponible pour faire fonctionner les radiateurs du vaisseau spatial afin de l'empêcher de geler. Pour garantir un rendement scientifique maximal, les chefs de mission ont plutôt décidé de guider Rosetta jusqu'à la surface de la comète et de terminer la mission à l'impact, en recueillant des photographies et des lectures d'instruments en cours de route. Le 23 juin 2015, en même temps qu'une prolongation de mission était confirmée, l'ESA a annoncé que la fin de mission interviendrait fin septembre 2016 après deux ans d'opérations sur la comète.

Toutes les stations et la salle de briefing, nous venons d'avoir une perte de signal à l'heure prévue. C'est une autre performance exceptionnelle par la dynamique de vol. Nous allons donc écouter le signal de Rosetta pendant encore 24 heures, mais nous n'en attendons pas. C'est la fin de la mission Rosetta. Merci et au revoir.
—Sylvain Lodiot, directeur des opérations du vaisseau spatial Rosetta , Centre européen des opérations spatiales

Rosetta a commencé une descente de 19 km (12 mi) avec une combustion du propulseur de 208 secondes exécutée le 29 septembre 2016 à environ 20:50  UTC . Sa trajectoire visait un site de la région de Maat à proximité d'une zone de fosses actives productrices de poussières et de gaz.

L'impact sur la surface de la comète s'est produit 14,5 heures après sa manœuvre de descente ; le dernier paquet de données de Rosetta a été transmis à 10:39:28,895 UTC ( SCET ) par l'instrument OSIRIS et a été reçu au Centre européen des opérations spatiales à Darmstadt, en Allemagne, à 11:19:36.541 UTC. La vitesse estimée du vaisseau spatial au moment de l'impact était de 3,2 km/h (2,0 mph; 89 cm/s), et son emplacement d'atterrissage, nommé Sais par l'équipe des opérations d'après la maison du temple d'origine de Rosetta Stone, serait à seulement 40 m (130 pi) hors cible. L'image complète finale transmise par le vaisseau spatial de la comète a été prise par son instrument OSIRIS à une altitude de 23,3 à 26,2 m (76 à 86 pieds) environ 10 secondes avant l'impact, montrant une zone de 0,96 m (3,1 pieds) de diamètre. L' ordinateur de Rosetta incluait des commandes pour l'envoyer en mode sans échec lorsqu'il avait détecté qu'il avait heurté la surface de la comète, éteignant son émetteur radio et le rendant inerte conformément aux règles de l' Union internationale des télécommunications .

Le 28 septembre 2017, une image précédemment non récupérée prise par le vaisseau spatial a été signalée. Cette image a été récupérée à partir de trois paquets de données découverts sur un serveur après la fin de la mission. Bien que floue en raison de la perte de données, il montre une zone de la surface de la comète environ un mètre carré de taille pris à partir d' une altitude de 17,9 à 21,0 m (58,7 à 68,9 ft), et représente Rosetta de l » image la plus proche de la surface.

Instruments

Inventaire des instruments Rosetta

Noyau

L'investigation du noyau a été effectuée par trois spectromètres optiques , une antenne radio micro- ondes et un radar :

  • Alice (un spectrographe d'imagerie ultraviolette). Le spectrographe ultraviolet a recherché et quantifié lateneur en gaz noble dans le noyau de la comète, à partir de laquelle la température lors de la création de la comète a pu être estimée. La détection a été effectuée par un réseau de photocathodes au bromure de potassium et à l' iodure de césium . L'instrument de 3,1 kg (6,8 lb) utilisait 2,9 watts, avec une version améliorée à bord de New Horizons . Il fonctionnait dans le spectre ultraviolet extrême et lointain, de 700 à 2 050 Å (70 à 205 nm). ALICE a été construit et exploité par le Southwest Research Institute pour le Jet Propulsion Laboratory de la NASA.
  • OSIRIS (système d'imagerie à distance optique, spectroscopique et infrarouge). Le système de caméra avait unobjectif à angle étroit (700 mm) et un objectif à grand angle (140 mm), avec unepuce CCD de 2048 × 2048 pixels. L'instrument a été construit en Allemagne. Le développement et la construction de l'instrument ont été dirigés par le Max Planck Institute for Solar System Research (MPS).
  • VIRTIS (Spectromètre d'imagerie thermique visible et infrarouge). Le spectromètre Visible et IR a pu faire des images du noyau dans l'IR et également rechercher des spectres IR de molécules dans la coma . La détection a été effectuée par un réseau de tellurure de mercure et de cadmium pour l'IR et avec une puce CCD pour la gamme de longueur d'onde visible . L'instrument a été produit en Italie et des versions améliorées ont été utilisées pour Dawn et Venus Express .
  • MIRO (Instrument à micro-ondes pour l'orbiteur Rosetta). L'abondance et la température des substances volatiles comme l'eau, l'ammoniac et le dioxyde de carbone pourraient être détectées par MIRO via leurs émissions de micro-ondes . L'antenne radio de 30 cm (12 pouces) ainsi que le reste de l'instrument de 18,5 kg (41 lb) ont été construits par le Jet Propulsion Laboratory de la NASA avec des contributions internationales du Max Planck Institute for Solar System Research (MPS), entre autres.
  • CONSERT (Expérience de sondage du noyau de la comète par transmission par ondes radio). L'expérience CONSERT a fourni des informations sur l'intérieur profond de la comète à l'aide d'un radar . Le radar a effectué une tomographie du noyau en mesurant la propagation des ondes électromagnétiques entre l'atterrisseur Philae et l'orbiteur Rosetta à travers le noyau de la comète. Cela lui a permis de déterminer la structure interne de la comète et d'en déduire des informations sur sa composition. L'électronique a été développée par la France et les deux antennes ont été construites en Allemagne. Le développement a été mené par le Laboratoire de Planétologie de Grenoble avec des contributions de la Ruhr-Universität Boch et du Max Planck Institute for Solar System Research (MPS).
  • RSI (Radio Science Investigation). RSI a utilisé le système de communication de la sonde pour l'étude physique du noyau et de la coma interne de la comète.

Gaz et particules

  • ROSINA (Rosetta Orbiter Spectrometer for Ion and Neutral Analysis). L'instrument se composait d'un spectromètre de masse magnétique à double foyer (DFMS) et d'un spectromètre de masse à temps de vol de type réflectron (RTOF). Le DFMS avait une haute résolution (pouvait résoudre le N 2 du CO ) pour des molécules jusqu'à 300 amu . Le RTOF était très sensible aux molécules neutres et aux ions. L'Institut Max Planck de recherche sur le système solaire (MPS) a contribué au développement et à la construction de l'instrument. ROSINA a été développé à l'Université de Berne en Suisse.
  • MIDAS (Système d'analyse des poussières par micro-imagerie). Le microscope à force atomique à haute résolution aétudié plusieurs aspects physiques des particules de poussière qui se déposent sur une plaque de silicium.
  • COSIMA (Analyseur de masse d'ions secondaires cométaires). COSIMA a analysé la composition des particules de poussière par spectrométrie de masse à ions secondaires , en utilisant des ions indium . Il pourrait détecter des ions jusqu'à une masse de 6500 amu. COSIMA a été construit par le Max Planck Institute for Extraterrestrial Physics (MPE, Allemagne) avec des contributions internationales. L'équipe COSIMA est dirigée par le Max Planck Institute for Solar System Research (MPS, Allemagne).
  • GIADA (Analyseur d'Impact de Grain et Accumulateur de Poussière). GIADA a analysé l'environnement poussiéreux de la coma cométaire en mesurant la section transversale optique, la quantité de mouvement, la vitesse et la masse de chaque grain entrant à l'intérieur de l'instrument.

Interaction du vent solaire

  • RPC (Consortium Rosetta Plasma).

Recherche de composés organiques

Des observations antérieures ont montré que les comètes contiennent des composés organiques complexes . Ce sont les éléments qui composent les acides nucléiques et les acides aminés , ingrédients essentiels à la vie telle que nous la connaissons. On pense que les comètes ont livré une grande quantité d'eau à la Terre et qu'elles ont peut-être également ensemencé la Terre avec des molécules organiques . Rosetta et Philae ont également recherché des molécules organiques, des acides nucléiques (les éléments constitutifs de l' ADN et de l' ARN ) et des acides aminés (les éléments constitutifs des protéines) en échantillonnant et en analysant le noyau de la comète et le nuage de gaz et de poussière, aidant à évaluer la contribution des comètes. fait aux débuts de la vie sur Terre. Avant de succomber à des niveaux de puissance chute, Philae de » l'instrument de la COSAC a été en mesure de détecter des molécules organiques dans l'atmosphère de la comète.

Deux énantiomères d'un acide aminé générique . La mission étudiera pourquoi une chiralité de certains acides aminés semble être dominante dans l'univers.
Acides aminés

En atterrissant sur la comète, Philae aurait également dû tester quelques hypothèses expliquant pourquoi les acides aminés essentiels sont presque tous "gauchers", ce qui fait référence à la façon dont les atomes s'organisent en orientation par rapport au noyau de carbone de la molécule. La plupart des molécules asymétriques sont orientées dans un nombre approximativement égal de configurations gauchers et droitiers ( chiralité ), et la structure principalement gaucher des acides aminés essentiels utilisés par les organismes vivants est unique. Une hypothèse qui sera testée a été proposée en 1983 par William A. Bonner et Edward Rubenstein , respectivement professeurs émérites de chimie et de médecine à l'Université de Stanford . Ils ont conjecturé que lorsqu'un rayonnement en spirale est généré à partir d'une supernova , la polarisation circulaire de ce rayonnement pourrait alors détruire un type de molécules "à main". La supernova pourrait éliminer un type de molécules tout en jetant les autres molécules survivantes dans l'espace, où elles pourraient éventuellement se retrouver sur une planète.

Résultats préliminaires

La mission a produit un retour scientifique important, collectant une multitude de données sur le noyau et son environnement à différents niveaux d'activité cométaire. Le spectromètre VIRTIS à bord du vaisseau spatial Rosetta a fourni des preuves de composés macromoléculaires organiques non volatils partout à la surface de la comète 67P avec peu ou pas de glace d'eau visible. Les analyses préliminaires suggèrent fortement que le carbone est présent sous forme de solides organiques polyaromatiques mélangés avec des sulfures et des alliages fer-nickel.

Des composés organiques solides ont également été trouvés dans les particules de poussière émises par la comète ; le carbone de cette matière organique est lié à de "très gros composés macromoléculaires", analogues à ceux trouvés dans les météorites chondrites carbonées. Cependant, aucun minéral hydraté n'a été détecté, suggérant l'absence de lien avec les chondrites carbonées.

À son tour, l' instrument COSAC de l'atterrisseur Philae a détecté des molécules organiques dans l'atmosphère de la comète alors qu'elle descendait à sa surface. Les mesures effectuées par les instruments COSAC et Ptolémée sur l' atterrisseur de Philae ont révélé seize composés organiques , dont quatre ont été observés pour la première fois sur une comète, dont l' acétamide , l' acétone , l'isocyanate de méthyle et le propionaldéhyde . Le seul acide aminé détecté jusqu'à présent sur la comète est la glycine , ainsi que les molécules précurseurs méthylamine et éthylamine .

L'une des découvertes les plus remarquables de la mission a été la détection de grandes quantités d' oxygène moléculaire libre ( O
2
) gaz entourant la comète.

Chronologie des événements majeurs et des découvertes

Rosetta "selfie" sur Mars
2004
  • 2 mars – Rosetta a été lancé avec succès à 07h17 UTC (04h17 heure locale) depuis Kourou , en Guyane française.
2005
  • 4 mars – Rosetta a exécuté son premier passage rapproché planifié (passage assisté par gravité) de la Terre. La Lune et le champ magnétique terrestre ont été utilisés pour tester et étalonner les instruments à bord du vaisseau spatial. L'altitude minimale au-dessus de la surface de la Terre était de 1 954,7 km (1 214,6 mi).
  • 4 juillet – Les instruments d'imagerie à bord ont observé la collision entre la comète Tempel 1 et l'impacteur de la mission Deep Impact .
2007
  • 25 février – Survol de Mars.
  • 8 novembre - Catalina Sky Survey a brièvement identifié à tort le vaisseau spatial Rosetta , approchant pour son deuxième survol de la Terre, comme un astéroïde nouvellement découvert.
  • 13 novembre - Deuxième passage de la Terre à une altitude minimale de 5 295 km (3 290 mi), voyageant à 45 000 km/h (28 000 mph).
Image améliorée de l'astéroïde teins par Rosetta
2008
2009
  • 13 novembre – Troisième et dernier passage de la Terre à 48 024 km/h (29 841 mph).
2010
  • 16 mars – Observation de la queue de poussière de l'astéroïde P/2010 A2 . Avec les observations du télescope spatial Hubble, il a pu être confirmé que P/2010 A2 n'est pas une comète, mais un astéroïde, et que la queue est très probablement constituée de particules provenant d'un impact d'un plus petit astéroïde.
  • 10 juillet - Survolé et photographié l'astéroïde 21 Lutetia .
Comète 67P vue à 10 km (6 mi)
2014
  • Mai à juillet – À partir du 7 mai, Rosetta a commencé des manœuvres de correction orbitale pour se mettre en orbite autour de 67P. Au moment du premier brûlage de décélération, Rosetta était à environ 2 000 000 km (1 200 000 mi) de 67P et avait une vitesse relative de +775 m/s (2 540 ft/s) ; à la fin du dernier brûlage, qui a eu lieu le 23 juillet, la distance avait été réduite à un peu plus de 4 000 km (2 500 mi) avec une vitesse relative de +7,9 m/s (18 mph). Au total , huit brûlures ont été utilisés pour aligner les trajectoires de Rosetta 67P avec la majorité de la décélération se produisant pendant trois brûlures: Delta- v « s de 291 m / s (650 mph) , le 21 mai 271 m / s (610 mph) le 4 juin, et 91 m/s (200 mph) le 18 juin.
  • 14 juillet - Le système d'imagerie embarqué OSIRIS a renvoyé des images de la comète 67P qui ont confirmé la forme irrégulière de la comète.
  • 6 août - Rosetta arrive à 67P, s'approchant de 100 km (62 mi) et effectuant une combustion du propulseur qui réduit sa vitesse relative à 1 m/s (3,3 ft/s). Commencer la cartographie et la caractérisation des comètes pour déterminer une orbite stable et un lieu d'atterrissage viable pour Philae .
  • 4 septembre - Les premières données scientifiques de l' instrument Alice de Rosetta ont été rapportées, montrant que la comète est inhabituellement sombre dans les longueurs d'onde ultraviolettes , que l' hydrogène et l' oxygène sont présents dans la coma et qu'aucune zone significative de glace d'eau n'a été trouvée sur la comète. surface. On s'attendait à trouver de la glace d'eau car la comète est trop éloignée du Soleil pour transformer l'eau en vapeur.
  • 10 septembre 2014 - Rosetta entre dans la phase de cartographie mondiale, en orbite autour de 67P à une altitude de 29 km (18 mi).
  • 12 novembre 2014 – Philae atterrit à la surface du 67P.
  • 10 décembre 2014 – Les données des spectromètres de masse ROSINA montrent que le rapport eau lourde/eau normale sur la comète 67P est plus de trois fois supérieur à celui sur Terre. Le rapport est considéré comme une signature distinctive, et la découverte signifie qu'il est peu probable que l'eau de la Terre provienne de comètes comme 67P.
Comète 67P avec une queue de gaz et de poussière, vue à 162 km (101 mi)
2015
  • 14 avril 2015 – Les scientifiques rapportent que le noyau de la comète n'a pas de champ magnétique propre.
  • 2 juillet 2015 – Les scientifiques rapportent que des fosses actives, liées à des effondrements de dolines et éventuellement associées à des explosions, ont été découvertes sur la comète.
L'explosion de la comète 67P/Churyumov-Gerasimenko le 12 septembre 2015, l'un des effondrements de falaise les plus spectaculaires capturés lors de la mission Rosetta.
  • 11 août 2015 - Les scientifiques publient des images d'une explosion de comète qui s'est produite le 29 juillet 2015.
  • 28 octobre 2015 – Des scientifiques publient un article dans Nature faisant état de niveaux élevés d' oxygène moléculaire autour du 67P.
  • De novembre 2014 à décembre 2015 – Rosetta a escorté la comète autour du Soleil et a mené des enquêtes plus risquées.
2016
  • 27 juillet 2016 - L'ESA a éteint l'unité de traitement du système de soutien électrique (ESS) à bord de Rosetta , désactivant toute possibilité de communication ultérieure avec l' atterrisseur Philae .
  • 2 septembre 2016 - Rosetta photographie l' atterrisseur Philae pour la première fois après son atterrissage, le trouvant coincé contre un grand surplomb.
  • 30 septembre 2016 - La mission s'est terminée par une tentative d'atterrissage sur la surface de la comète près d'une fosse de 130 m (425 pi) de large appelée Deir el-Medina. Les parois de la fosse contiennent 0,91 m (3 pi) de large, ce que l'on appelle la « chair de poule », censée représenter les éléments constitutifs de la comète. Bien que Philae ait renvoyé des données au cours de sa descente, Rosetta dispose de capteurs et d'instruments plus puissants et plus variés, offrant la possibilité d'obtenir une science très proche pour compléter la télédétection plus lointaine qu'elle a réalisée. L'orbiteur est descendu plus lentement que Philae .

Image publique

Il était une fois... dessin animé

Versions dessinées de Rosetta et Philae telles qu'elles apparaissent dans la série Il était une fois... de l'ESA .

Dans le cadre de la campagne médiatique de l'Agence spatiale européenne en faveur de la mission Rosetta , les satellites Rosetta et Philae ont reçu des personnalités anthropomorphes dans une série Web animée intitulée Il était une fois... . La série dépeint différentes étapes de la mission Rosetta , impliquant Rosetta et Philae personnifiées dans "une histoire de road trip classique dans les profondeurs de notre univers", complétée par divers gags visuels présentés dans un contexte éducatif. Produite par le studio d'animation Design & Data GmbH, la série a été initialement conçue par l'ESA comme une série fantastique en quatre parties avec un thème de la Belle au bois dormant qui a promu l'implication de la communauté dans le réveil de Rosetta de l'hibernation en janvier 2014. Après le succès de la série, cependant, l'ESA a chargé le studio de continuer à produire de nouveaux épisodes de la série tout au long de la mission. Au total, douze vidéos de la série ont été produites de 2013 à 2016, avec une compilation de 25 minutes de la série sortie en décembre 2016, après la fin de la mission. En 2019, Design & Data a adapté la série en un spectacle de planétarium de 26 minutes commandé par le Musée suisse des transports et sollicité auprès de dix-huit planétariums à travers l'Europe, dans le but "d'inspirer la jeune génération à explorer l'univers".

Les personnages de Rosetta et Philae présentés dans Il était une fois... , conçu par l'employé et dessinateur de l'ESA Carlo Palazzari, sont devenus un élément central de l'image publique de la mission Rosetta , apparaissant dans le matériel promotionnel de la mission tel que des affiches et des marchandises, et souvent considéré comme un facteur majeur de la popularité de la mission auprès du public. Les employés de l'ESA ont également joué le rôle des personnages sur Twitter tout au long de la mission. Les personnages ont été inspirés par les personnages "kawaii" de la JAXA , qui ont représenté un certain nombre de leurs vaisseaux spatiaux, tels que Hayabusa2 et Akatsuki , avec des personnalités distinctes de type anime . Le scénario de chaque épisode de la série est écrit par des communicateurs scientifiques du Centre européen de recherche et de technologie spatiales , qui sont restés proches des opérateurs de mission et des producteurs de Design & Data. Canoniquement, Rosetta et Philae sont représentées comme des frères et sœurs, Rosetta étant la sœur aînée, inspirée du nom féminin du vaisseau spatial, de Philae , son frère cadet. Le Giotto vaisseau spatial est également décrit comme grand - père du duo, alors que d' autres dans la Halley Armada ainsi que la NASA de Deep Impact et Stardust vaisseau spatial sont dépeints comme leurs cousins.

Ambition

Pour promouvoir l'arrivée du vaisseau spatial sur la comète 67P/Churyumov-Gerasimenko et l'atterrissage de Philae en 2014, un court métrage a été produit par l'Agence spatiale européenne avec la société polonaise de production d' effets visuels Platige Image . Intitulé Ambition , le film, tourné en Islande , met en vedette l'acteur irlandais Aidan Gillen , connu pour ses rôles dans Game of Thrones et The Wire , et l'actrice irlandaise Aisling Franciosi , également connue pour Game of Thrones , et a été réalisé par le réalisateur polonais nominé aux Oscars . Tomasz Baginski . Situé dans un futur lointain, Ambition se concentre sur une discussion entre un maître, joué par Gillen, discutant de l'importance de l' ambition avec son apprenti, joué par Franciosi, en utilisant la mission Rosetta comme exemple. Ambition a été présenté en première au British Film Institute 's Sci-Fi: Days of Fear and Wonder film festival à Londres le 24 octobre 2014, trois semaines avant l'atterrissage de Philae sur 67P/Churyumov–Gerasimenko. L' auteur britannique de science-fiction et ancien employé de l'ESA Alastair Reynolds a parlé du message du film lors de la première, déclarant au public que "nos lointains descendants peuvent regarder Rosetta avec le même sentiment d'admiration que nous réservons, disons, à Columbus ou Magellan . " La conception du film est le résultat de l'enquête du BFI auprès de l'ESA pour une contribution à leur célébration de la science-fiction, l'ESA profitant de l'occasion pour promouvoir la mission Rosetta à travers le festival.

La réception critique du film lors de sa première a été majoritairement positive. Tim Reyes de Universe Today a complimenté le thème principal de l'ambition dans le film, déclarant qu'il "nous montre les forces à l'œuvre dans et autour de l'ESA", et qu'il "pourrait accomplir plus en 7 minutes que Gravity en 90". Ryan Wallace de The Science Times a également fait l'éloge du film, écrivant : « Que vous soyez un fanatique de science-fiction, ou simplement un humble astronome intéressé, le court clip vous donnera sans aucun doute une nouvelle vision de notre système solaire, et le recherche là-bas dans l'espace aujourd'hui."

Couverture médiatique

L'ensemble de la mission a été largement diffusé sur les réseaux sociaux, avec un compte Facebook pour la mission et le satellite et l'atterrisseur ayant un compte Twitter officiel représentant une personnification des deux engins spatiaux. Le hashtag "#CometLanding" a gagné en popularité. Un Livestream des centres de contrôle a été mis en place, ainsi que de multiples événements officiels et officieux à travers le monde pour suivre l' atterrissage de Philae sur 67P. Le 23 septembre 2016, Vangelis a sorti l'album studio Rosetta en l'honneur de la mission, qui a été utilisé le 30 septembre dans la vidéo en streaming « Rosetta's final hour » de l'événement ESA Livestream « Rosetta Grand Finale ».

Galerie

Voir également

Les références

Liens externes

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