로제타 호 : 67P/추류모프-게라시멘코 혜성의 근일점 통과를 준비하다.

 

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표1> 67P/추류모프-게라시멘코 혜성의 공전궤도와 근일점 도달 지점.

행성들의 위치는 2015년 8월 13일 시점에 맞춰 표시되어 있다.

 

로제타 호 : 67P/추류모프-게라시멘코 혜성의 근일점 통과를 준비하다.

 

로제타 호의 혜성탐사가 계속되면서 로제타 미션 팀은 혜성의 공전 궤도가 태양으로부터 가장 가까운 지점인 근일점 통과를 준비하고 있다.
이때 혜성의 활동은 최고조에 달할 것으로 보인다.

 

로제타호는 67P/추류모프-게라시멘코 혜성에 접근하기 시작한 2014년 3월 관측을 시작한 이래 1년 이상 이 혜성을 연구해오고 있다.

이와중에 로제타 호는 2014년 4월 하순 67P/추류모프-게라시멘코 혜성에서의 폭발을 목격하기도 하였으며 2014년 7월 초에는 이 혜성의 흥미로운 외형을 알려주기도 하였다.

 

2014년 8월 6일, 이 이구체 혜성으로부터 100킬로미터 거리까지 접어든 이후 로제타 호는 이 혜성의 내외부 구조와 혜성을 둘러싸고 있는 먼지와 가스, 그리고 플라즈마에 대한 분석으로 바쁜 일년을 보냈다.

 

혜성은 일반적으로 먼지와 얼어붙은 얼음으로 만들어져 있는 것으로 알려져 있다.

이 얼음들이 태양에 의해 가열되면서 바로 수증기로 변하게 되고 이 수증기는 혜성의 먼지들을 끌고나오는 가스들과 함께 흘러나오게 된다.

이 가스와 먼지가 혜성의 성긴 대기인 코마를 만들게 되고, 우주공간으로 수십만 킬로미터에 걸쳐 뻗어나가는 장대한 꼬리를 곧잘 연출하게 된다.

 

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사진 1> 로제타 네비게이션 카메라가 한 컷으로 잡아낸 67P/추류모프-게라시멘코 혜성의 모습.

이 사진은 2015년 6월 25일 168킬로미터 거리에서 촬영된 것이다.

사진의 폭은 14.6킬로미터를 담고 있으며 해상도는 픽셀당 14.3미터이다.

 

지상의 관측기구들은 멀리서 이러한 코마와 꼬리의 발달 양상을 모니터링하는데 반해 로제타 호는 바로 앞에서 혜성 핵으로부터 발생하는 변화의 원인을 직접적으로 관측할 수 있다.

로제타호의 장기간에 걸친 연구에서 중요한 임무 중 하나는 바로 이러한 혜성의 활동양상이 궤도를 따라 어떻게 증가되었다가 다시 줄어들게 되는지를 관측하는데 있다.

 

67P/추류모프-게라시멘코 혜성은 6.5년을 주기로 태양 주위를 돌며 태양으로부터 가장 멀리 떨어졌을 때는 목성 너머를 지나고, 가장 가까워졌을 때는 지구와 화성 사이를 통과한다.
 
로제타 호가 67P/추류모프-게라시멘코 혜성에 도착한 것은 이 혜성이 태양으로부터 5억 4천만 킬로미터 지점에 있을 때였다.
근일점 통과를 한 달 앞둔 7월 13일 67P/추류모프-게라시멘코 혜성은 태양으로부터 1억 9500만 킬로미터 거리에 위치하고 있다.

현재 시속 12만 킬로미터로 움직이고 있는 로제타호와 67P/추류모프-게라시멘코 혜성은 8월 13일 태양으로부터 1억 8600만 킬로미터까지 접근하게 된다.

 

ESA 로제타 프로젝트 과학자인 맷 테일러(Matt Taylor)의 설명은 다음과 같다.
"모든 혜성들에게 있어 근일점은 대단히 중요한 이정표입니다. 로제타 임무에 있어서는 더더욱 그렇죠.
왜냐하면 이번 사건은 태양계를 여행하는 천체가 태양으로부터 가장 가까운 지점을 통과하는 부분을 우주선을 통해 빠짐없이 추적 관찰할 수 있는 최초의 사례이기 때문입니다.
우리는 67P/추류모프-게라시멘코 혜성의 근일점 통과를  간절히 기다려 왔습니다. 
근일점을 통과한 후 1년동안 우리는 혜성의 핵에서 그 활동성 및 플라즈마를 둘러싸인 환경이 어떻게 변화되어가는지를 계속 관찰할 것입니다."
 

근일점 통과 및 근일점 통과시의 관측 계획에 대해 보다 궁금한 사항은 아래 FAQ를 참고하라.

 

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표2> 67P/추류모프-게라시멘코 혜성은 목성족 혜성이다.

목성 바로 너머 지점에서 지구와 화성 사이 지점까지를 공전궤도로 하는 이 혜성은 6.5년을 주기로 공전한다.

이 혜성은 원래 카이퍼 벨트의 천체였는데, 중력 섭동에 의해 태양을 향해 추락하기 시작했으며 목성 중력의 영향을 받아 오늘날과 같은 공전궤도를 갖추게 되었다.

 

근일점에 대한 기초 상식

 

근일점의 의미가 정확히 무엇인가요?

 

근일점은 태양계의 천체가 공전궤도 상에서 태양에 가장 가깝게 다가간 지점을 말합니다.
그 반대로 원일점(aphelion)은 가장 멀리 떨어진 지점입니다.

근일점을 의미하는 영어 단어 'Perihelion'은 고대 그리스어에서 유래한 것으로 'peri'는 '가까운'이라는 의미를 담고 있으며 'helios'는 태양을 뜻합니다.

 

67P/추류모프-게라시멘코 혜성은 근일점에서 태양과 얼마나 가까워지나요?

 

67P/추류모프-게라시멘코 혜성은 6.5년 주기의 타원형 궤도를 가지고 있으며 태양에서 가장 멀리 떨어졌을 때의 거리는 8억 5천만 킬로미터(5.68 AU) 지점인 목성 바로 바깥지점이며 가장 가까이 다가섰을 때의 거리는 1억 8600만 킬로미터(1.24AU)로서 이는 지구와 화성 사이 지점입니다.

지구의 경우 태양까지의 평균 거리는 1억 4900만 킬로미터로서 이는 천문단위 AU의 기준인 1AU입니다.

 

67P/추류모프-게라시멘코 혜성은 언제 근일점에 다다르게 되나요?

 

67P/추류모프-게라시멘코 혜성은 세계표준시 2015년 8월 13일 오전 2시 3분 (한국시간 기준 8월 13일 오전 9시 3분)에 근일점에 다다르게 됩니다.

이 혜성이 이전에 근일점에 도달한 때는 2009년 2월 28일이었습니다. 

 

Copyright ESA/Rosetta/NAVCAM - CC BY-SA IGO 3.0

 

사진 2> 2015년 8월 13일, 67P/추류모프-게라시멘코 혜성은 공전궤도 상에서 태양과 가장 가까운 지점인 근일점을 통과하게 된다.

근일점에서 67P/추류모프-게라시멘코 혜성의 태양과의 거리는 1억 8500만 킬로미터로서 지구와 화성 사이지점이다.

로제타 호는 2014년 8월, 67P/추류모프-게라시멘코 혜성에 도착한 이래 혜성의 공전궤도를 따라 혜성의 점진적인 변화양상을 관측해오고 있다.

혜성의 표면이 서서이 데워지면서 얼음이 기화되고 있다.

혜성으로부터 탈출하는 가스들이 우주공간으로 먼지를 실어나르는 기류를 만들고 있으며 가스와 먼지가 함께 67P/추류모프-게라시멘코 혜성의 성긴 대기인 코마를 만들고 서서이 팽창시키고 있다.

혜성이 태양에 점점 가까이 다가가면 갈수록 혜성은 지속적으로 데워지고 활동성이 증가한다. 

또한 증가된 태양풍의 압력에 의해 물질들이 밀려나가면서 가스와 먼지로 구성된 기다란 꼬리가 만들어지게 된다.

혜성의 코마는 결국 수만 킬로미터까지 팽창하게 될 것이고 혜성의 꼬리는 수십만 킬로미터까지 펼쳐지게 되면서 지구에 위치한 거대 망원경들에 의해 그 모습이 관측될 것이다.

그러나 로제타 호는 혜성으로부터 수십 킬로미터 떨어진 지점에서 혜성을 연구하면서 혜성의 활동성을 촉발시키는 원천을 보다 세밀하게 연구하게 되고, 이로부터 훨씬 멀리, 지상에서 관측한 데이터에 보다 풍성한 내용을 얹어주게 될 것이다.

이 멋진 18장의 사진은 2015년 1월 31일 (상단 왼쪽)부터 3월 25일(하단 우측)까지 혜성으로부터 30킬로미터 ~ 100킬로미터의 거리를 두고 서로 다른 각도로 바라본 혜성의 모습을 모아놓은 것이다.

사진이 촬영될 당시 67P/추류모프-게라시멘코 혜성의 태양으로부터의 거리는 3억 6300만 킬로미터에서 3억 킬로미터 사이였다.

근일점을 통과한 이후에도 로제타호는 혜성의 추적을 계속하면서 태양에서 멀어저 외태양계로 향하는 혜성의 활동성이 어떻게 잠잠해지게 되는지를 관측할 것이다.

이 사진을 구성하고 있는 주요 사진들은 이미 이전에 공개된 바 있지만 이를 한데모아놓은 이 사진은 2015년 4월 13일 로제타 블로그(http://blogs.esa.int/rosetta/)에 처음으로 공개되었다.

 

근일점을 지날 때 혜성에 대해

 

근일점을 지날 때 67P/추류모프-게라시멘코 혜성에는 어떤 일이 일어나게 되나요?

근일점에 다가가는 몇 주동안 혜성에 큰 변화가 있게 되나요?

 

로제타 호가 67P/추류모프-게라시멘코 혜성을 방문한 이래 혜성의 활동은 지속적으로 증가되어왔습니다.

혜성에 유입되는 태양 에너지의 증가로 얼어붙은 혜성이 데워지고 기화되면서 활동성의 증가가 계속되어 오고 있습니다.

로제타 호는 이러한 점진적인 활동성의 증가 양상을 관측해왔으며 과학자들은 이러한 활동성이 8월과 9월 중 절정에 도달할 것으로 예측하고 있습니다.

이 와중에 폭발 현상도 발생할 수 있지만 꼭 발생하리라고 보장할 수는 없습니다.

 

어떤 혜성들은 근일점에서 태양으로 추락하기도 했습니다. 67P/추류모프-게라시멘코 혜성도 태양으로 추락하게 될까요?

 

67P/추류모프-게라시멘코 혜성은 태양에 의해 파괴될만큼 가까운 거리를 지나지는 않습니다.

67P/추류모프-게라시멘코 혜성의 근일점은 지구보다도 멀 뿐 아니라 이 혜성은 이미 여러차례 근일점을 통과하였으며서도 아직까지 생명을 유지하고 있습니다.

예를 들어 2013년 11월 근일점 통과 와중에 산산이 깨져버린 C/2012 S1 아이손 혜성은 태양근접 혜성(Sungrazer)으로 분류됩니다.
그러나 67P/추류모프-게라시멘코 혜성은 이와는 다른 혜성입니다.

 

67P/추류모프-게라시멘코 혜성이 근일점 통과시 해체될 가능성은 없는건가요?

 

67P/추류모프-게라시멘코 혜성은 이미 수차례 근일점을 통과하면서 여지껏 깨지지 않았습니다.

따라서 이번에도 깨지는 일은 없을거라 예상되지만 그렇다고 그 가능성을 완전히 배제할 수는 없습니다.

과학자들은 67P/추류모프-게라시멘코 혜성의 활동성이 최고조에 달했을 때 이 혜성의 목 부분을 가로지르고 있는 500미터 길이의 균열이 어떻게 변화하게 될지를 보기 위한 준비중에 있습니다.

 

근일점을 통과한 67P/추류모프-게라시멘코 혜성에는 어떤 일이 일어나게 되나요?

 

근일점 통과 관측 후 우리는  67P/추류모프-게라시멘코 혜성이 정상적인 궤도를 계속 유지하며 외태양계로 돌아갈 것이라고 생각하고 있습니다.

근일점 통과 중에 태양의 열기를 머금게되면서, 애초에 혜성에서 목격되었던 일반적인 수준의 활동으로 돌아가기 전까지 대략 두 달 동안 혜성의 활동성은 최대기에 머물게 될 것으로 생각됩니다.

그리고 혜성의 활동수준이 다시 일반적인 수준으로 돌아가게 되면 로제타 호 역시 혜성의 핵에 다시 가깝게 접근하게 될 것입니다.

 

Copyright Spacecraft: ESA/ATG medialab; Comet image: ESA/Rosetta/NAVCAM

 

그림 1> 67P/추류모프-게라시멘코 혜성에 접근하는 로제타 호의 상상화

그림에서 67P/추류모프-게라시멘코 혜성은 2014년 8월 2일 네비게이션 카메라를 이용하여 500킬로미터 거리에서 촬영된 혜성의 모습이다.

그림에서 우주선과 혜성은 실제 크기를 반영하고 있지는 않다.

 

 

근일점을 지나는 동안의 로제타 호와 필레 호에 대해서.

 

로제타 호가 근일점 통과를 대비한 특별한 기동을 하게 되나요?

 

근일점은 로제타호가 지금까지 겪은 동면상태에서의 해제, 그리고 핵심적인 조작작업이 수행된 혜성 도착이나 착륙과는 완전히 다른 사건에 해당합니다.

로제타 호에게 근일점은 그저 특정 시점일 뿐입니다.

다른 말로 하면 그저 일상적인 관측 상황이기 때문에 특별기동과 같은 움직임은 필요하지 않습니다.

 

로제타 임무 팀은 혜성이 근일점을 통과하는 동안 우주선에 일체의 위험성 없이 관측을 수행할 수 있을만큼, 가능한 가까운 거리를 유지하기를 희망하고 있습니다.

그러나 혜성에 대한 로제타 호의 1주간의 거리는 이전 2주치의 거리를 기반으로 결정되기 때문에 현재로서는 근일점 통과시 로제타 호의 거리가 어떻게 될지 확실치는 않은 상태입니다.

지난 몇 개월동안 로제타 호는 혜성 주위를 감싸고 있는 방대한 양의 먼지로 인해, 운용상에 아무런 곤란없이 혜성으로부터 150킬로미터 이내 지점까지 다가서는 것은 불가능했습니다.

 

근일점에 특별히 수행예정인 관측계획이 있나요?

 

로제타 호의 운용이라는 측면에 있어서 혜성 및 먼지와 가스 플라즈마로 뒤덮힌 환경을 지속적으로 관측하는 활동은 평소와 다를바가 없을 것입니다.

과학자들은 특별히 혜성의 남반구에 주목하고 있긴 한데 이곳은 지난 5월 이후 온종일 햇빛을 받고 있는 상황입니다.

 

8월 13일 로제타 호가 지구와 통신하는데는 얼마나 오래 걸리게 되나요?

 

8월 13일에 로제타 호의 신호가 지구까지 도달하는 데는 14분 44초가 걸리게 될 것입니다.

 

우리는 언제 근일점의 관측 사진을 볼 수 있게 되나요?

 

로제타 호의 네비게이션 카메라는 지구 시간으로 매 24시간 동안 항로 탐지의 목적으로 수차례 사진촬영을 계속하고 있습니다. 
반면 OSIRIS 카메라는 사진 촬영 전용으로 사용되고 있습니다.

근일점에서의 촬영 계획은 아직 확정되진 않았지만 과학자들은 네비게이션 카메라와 OSIRIS 모두 근일점을 지나는 8월 13일 오후 내내 촬영에 동원될 수 있기를 희망하고 있습니다.

이는 당일 OSIRIS 를 활용하여 촬영할 데이터의 우선순위에 따라 결정되며 촬영한 사진을 내려받는데 시간이 소요되기 때문에 근일점 통과시 OSIRIS를 내내 활용할 수 있을지 여부는 확실치 않습니다.

촬영된 사진을 점검하고 처리작업을 거치는데도 시간이 소요되죠.

아직은 확실치 않지만 관측 사진 발표 시점은 확정되는대로 공지할 예정입니다.

 

근일점을 통과하는 동안 로제타 호와 필레 호 모두 안전할까요?

 

근일점을 통과하는 동안 엄청난 양의 먼지 때문에 로제타호는 지속적으로 안전 거리를 유지하고 있게 될 것입니다.

우리로서는 갑작스런 활동성의 증가 양상을 미리 예측할 수는 없습니다.

그러나 언제나 그랬듯이 우주선의 안전을 최우선으로 둘 것입니다. 
필레는 아직까지 그 정확한 위치를 알 수는 없지만 여전히 혜성의 표면에 자리잡고 있습니다.

지난 6월 13일 로제타 호와의 교신이 재개되긴 했지만 연결상태는 여전히 예측불가능하고 수시로 끊어지는 상황입니다.

로제타 미션팀은 상황을 주위깊게 분석하고 있으며 근일점 통과시 필레가 작동할 수 있게 되기를 희망하고 있습니다.

 

근일점 통과 이후 로제타 미션은 무슨 일을 하게 되나요?

 

로제타 호는 67P/추류모프-게라시멘코 혜성을 지속적으로 따라가면서 외태양계로 향하게 될 것입니다.
이 기간중 혜성에서 발생할 것으로 보이는 활동성의 감소나 또다른 변화양상을 지속적으로 관측하게 될 것입니다.

로제타 미션은 2016년 9월까지 지속될 예정입니다.
모든 계획이 예정대로 진행되면 로제타 호는 나선형 궤도를 그리며 혜성으로 접근해 내려가게 되고 그곳에서 최후를 맞게 될 것입니다.

 

 

Copyright Colin Snodgrass / Alan Fitzsimmons / ESO

 

사진 3> 천문학자들이 ESO의 초대형망원경(Very Large Telescope, VLT))을 이용하여 67P/추류모프-게라시멘코 혜성의 발달한 코마와 꼬리를 촬영하였다.

이 사진은 2015년 5월 22일에 취득한 데이터를 근거로 인화된 것이다.

혜성의 먼지 코마와 꼬리는 태양풍에 휩쓸려 왼쪽을 향하고 있다.

상대적으로 짧은 노출을 이용하여 촬영한 이 사진에서 최소 12만 킬로미터로 펼쳐진 꼬리를 볼 수 있다.

 

 

근일점 통과시 지구에서의 관측에 대해

 

천문학자들이 혜성의 근일점 통과에 흥미를 가지는 이유는 무엇인가요?

 

근일점에 다다르면서 혜성의 밝기는 최고조에 달하게 되고 엄청난 양의 가스와 먼지가 분출됩니다.

이 기간에는 폭발도 발생할 수 있고 또다른 예측치 못한 사건이 일어날 수도 있습니다.
따라서 바로 이 기간동안 가능한한 많은 관측이 시도되는 것이 매우 중요합니다.

 

지상에서의 관측 자료는 로제타의 측정자료에 대해 보다 거시적인 자료의 제공을 가능하게 해주며 로제타의 근접 관측 데이터는 반대로 지상에서 수행된 많은 관측에 대한 기준 자료로 사용될 수 있습니다.

또한 이번 기회를 통해 또다른 혜성들에 대한 지상에서의 관측 데이터를 해석하고 연구하는데 도움을 줄 수 있을 것입니다.

 

근일점 통과시 혜성은 지구와는 얼마나 떨어져 있게 되나요?

지구와도 가까운 거리를 유지하게 되는건가요?

 

67P/추류모프-게라시멘코 혜성은 근일점에 다다르는 동안은 계속 태양과의 거리를 좁혀나가게 되고, 원일점을 향해가는 동안은 반대로 계속 거리가 늘어나게 될 것입니다.
그러나 지구와의 거리는 태양계에서 양 천체간의 상대적인 위치에 따라 달라집니다.

67P/추류모프-게라시멘코 혜성이 근일점에 다다를 때, 혜성과 지구의 거리는 2억 6500만 킬로미터가 되는데  2016년 1~2월 중에 그 거리는 2억 2200만 킬로미터까지 가까워지게 됩니다.

태양계에서 로제타 호와 67P/추류모프-게라시멘코 혜성의 위치는 다음의 링크를 통해 언제든 확인할 수 있습니다.
http://sci.esa.int/where_is_rosetta/

 

천문학자들이 근일점의 혜성을 관측할 예정인가요?

 

물론입니다.

수많은 프로와 아마추어 천문학자들이 지난 몇 달 동안 지구촌 곳곳에서  67P/추류모프-게라시멘코 혜성을 관측해 왔습니다.

근일점을 전후하여 여러 지역에서 자동화 관측에 기반을 둔 전문 망원경의 관측이 계획되어 있으며 분광기를 이용한 관측 역시 한 주에 한 번 꼴로 실행될 것입니다.

근일점에서의 혜성을 어떻게 관측할 수 있나요?

 

불행히도 아무리 근일점이라도 67P/추류모프-게라시멘코 혜성을 맨눈으로 볼 수는 없습니다.

혜성을 관측하기 위해서는 최소 구경 20센티미터(8인치) 이상의 망원경이 필요합니다.

아마추어 별지기들을 위한 혜성 관측 가이드는 다음을 참고하세요.

http://rosetta.jpl.nasa.gov/rosetta-ground-based-campaign

 

지구에서 67P/추류모프-게라시멘코 혜성을 볼 수 있는 때는 언제인가요?

 

현재 67P/추류모프-게라시멘코 혜성은 남반구에서 북반구를 향해 움직이고 있습니다.
따라서 67P/추류모프-게라시멘코 혜성의 관측은 당신이 어디에 있는지에 따라 달라집니다.

근일점에 다다랐을 때 67P/추류모프-게라시멘코 혜성은 이른 아침 해가 뜨기 바로 전에 관측 가능합니다.

67P/추류모프-게라시멘코 혜성은 하늘에서 당분간 태양과 가까운 거리를 유지하기 때문에 향후 몇달 동안 이른 아침에 관측이 가능할 것입니다.

그리고나서 2015년 12월부터 2016년 3월까지는 밤하늘에서 관측이 가능하게 되는데 이 때가 지상에서 관측할 수 있는 최적기가 됩니다.

2016년 중순이 되면 태양과 지구로부터 떨어져있는 엄청난 거리로 인해 거대 망원경이 아닌담에야는 관측이 불가능하게 됩니다.
또한 이 때가 되면 67P/추류모프-게라시멘코 혜성은 지구에서 봤을 때 태양 뒷편에 자리잡게 되죠.

 

 

미디어

 

67P/추류모프-게라시멘코 혜성의 근일점 통과를 기념하는 특별 이벤트가 계획되고 있나요?

 

일반인들과 미디어 종사자들은 8월 13일 구글플러스 온라인 행아웃을 통해 이벤트에 접속할 수 있습니다.
이때 우리는 지상에서 최소한 하나 이상의 근일점 사진을 볼 수 있게 되기를 희망하고 있습니다.

정확한 시간과 게스트들은 후에 공지될 예정입니다.

 

온라인상에서 소식은 어떻게 접할 수 있나요?

 

근일점을 지나는 로제타호에 대한 소식은 여러 방법으로 접할 수 있습니다.
@ESA_Rosetta 트위터에서는 #perihelion2015 라는 헤쉬태그를 이용하여 뉴스가 업데이트 될 것입니다.

로제타 블로그(http://blogs.esa.int/rosetta/)나 페이스북(https://www.facebook.com/RosettaMission)에서도 정보를 접할 수 있습니다.

근일점의 사진은 ESA 포털(http://www.esa.int/ESA)에서 공식적으로 발표될 것입니다.

 

출처 : ESA SPACE SIENCE 2015년 7월 13일 News
         http://www.esa.int/Our_Activities/Space_Science/Rosetta/Rosetta_preparing_for_perihelion

 

참고 : 67P/추류모프-게라시멘코 혜성을 비롯한 태양계의 다양한 작은 천체에 대한 포스팅은 아래 링크를 통해 조회할 수 있습니다.
          왜소행성 :  https://big-crunch.tistory.com/12346957
          소행성 :  https://big-crunch.tistory.com/12346956
          혜성 :  https://big-crunch.tistory.com/12346955
          유성 :  https://big-crunch.tistory.com/12346954

 

 

원문>

Rosetta: preparing for perihelion

13 July 2015 Rosetta’s investigations of its comet are continuing as the mission teams count down the last month to perihelion – the closest point to the Sun along the comet’s orbit – when the comet’s activity is expected to be at its highest.

Rosetta has been studying Comet 67P/Churyumov–Gerasimenko for over a year now, with observations beginning during the approach to the comet in March 2014. This included witnessing an outburst in late April 2014 and the revelation of the comet’s curious shape in early July.

After arriving at a distance of 100 km from the double-lobed comet on 6 August, Rosetta has spent an intense year analysing the properties of this intriguing body – the interior, surface and surrounding dust, gas and plasma.

Comets are known to be made of dust and frozen ices. As these ices are warmed by the Sun, they turn directly to vapour, with the gases dragging the comet’s dust along with it. Together, the gas and dust create a fuzzy atmosphere, or coma, and often-spectacular tails extend tens or hundreds of thousands of kilometres into space.

While ground-based observations can monitor the development of the coma and tail from afar, Rosetta has a ringside seat for studying the source of this activity directly from the nucleus. one important aspect of Rosetta’s long-term study is watching how the activity waxes and wanes along the comet’s orbit.

The comet has a 6.5 year commute around the Sun from just beyond the orbit of Jupiter at its furthest, to between the orbits of Earth and Mars at it closest.

Rosetta rendezvoused with the comet around 540 million km from the Sun. Today, 13 July, a month from perihelion, this distance is much smaller: 195 million km. Currently travelling at around 120 000 km/h around their orbit, Rosetta and the comet will be 186 million km from the Sun by 13 August.

 

“Perihelion is an important milestone in any comet’s calendar, and even more so for the Rosetta mission because this will be the first time a spacecraft has been following a comet from close quarters as it moves through this phase of its journey around the Solar System,” notes Matt Taylor, ESA’s Rosetta project scientist.

“We’re looking forward to reaching perihelion, after which we’ll be continuing to monitor how the comet’s nucleus, activity and plasma environment changes in the year after, as part of our long-term studies.”

See our FAQ below for more on what can you expect from perihelion and the activities planned around it.

Perihelion basics

What is perihelion exactly?
Perihelion is the closest point a Solar System object gets to the Sun along its orbit (aphelion is the term given to the most distant point). The term derives from ancient Greek, where ‘peri’ means near and ‘helios’ means Sun.

How close to the Sun will the comet be at perihelion?
Comet 67P/Churyumov–Gerasimenko is on a 6.5 year elliptical orbit around the Sun which takes it between 850 million km (5.68 AU) from the Sun at its most distant, just beyond the orbit of Jupiter, and 186 million km (1.24 AU) at its nearest, between the orbits of Earth and Mars. As a comparison, Earth orbits the Sun at an average distance of 149 million km (1 Astronomical Unit, or AU).

At what moment does perihelion occur?
For this comet, the upcoming perihelion occurs at 02:03 GMT on 13 August 2015. The previous perihelion took place on 28 February 2009.

The comet during perihelion

What happens to the comet during perihelion? Will there be a big difference in activity in the coming weeks?
The comet’s activity has been growing over the last year that Rosetta has been at the comet. This is an incremental process brought about by the increase in solar energy incident on the comet, warming up its frozen ices that subsequently sublimate. Rosetta has been witnessing this gradual rise, and scientists expect that this activity will reach a peak during August and September. Outbursts are possible, but unpredictable.

Other comets plunge into the Sun at perihelion, what about this one?
Comet 67P/Churyumov–Gerasimenko does not get close enough to the Sun to be destroyed by it; its closest point is actually further than Earth ever gets to the Sun and, furthermore, the comet has survived many previous orbits. It is not, for example, classed as a ‘sungrazer’ like Comet C/2012 S1 ISON, which broke apart during its perihelion passage in November 2013.

Will Comet 67P/C-G break apart during perihelion?
The comet has not broken apart during its many previous orbits, so it is not expected to do so this time, but it cannot be ruled out. Scientists are keen to watch the possible evolution of a 500 m-long fracture that runs along the surface of the neck on the comet during the peak activity.

What happens to the comet after perihelion?
As with the last observed perihelia, we expect the comet to continue on its orbit as normal, away from the Sun and back towards the outer Solar System again. Thanks to the heat absorbed during perihelion, the activity is expected to remain high for a couple of months before gently decreasing towards the moderate activity levels seen earlier in the mission, allowing Rosetta to get closer to the nucleus again.

Rosetta and Philae during perihelion

Does Rosetta have to do any special manoeuvres for perihelion?
Perihelion is a very different milestone to the other events such as waking up from hibernation, arriving at or landing on the comet where critical operations had to be carried out. Perihelion is simply a moment in time, and in terms of operations, it is business as usual – no special manoeuvres are required. The mission team hopes to have Rosetta as close as possible to the comet during perihelion to perform science observations without jeopardising the safety of the spacecraft, but this distance is currently decided on a twice-weekly basis for the week ahead, so the exact distance for perihelion is not currently known. During the last few months, it has not been possible to operate closer than 150 km without running into difficulties caused by the vast amounts of dust around the comet at the present time. 

Are there any special science observations that will be done at the time of perihelion?
As with operations, it is also business as usual for science observations – monitoring of the comet and its dust, gas and plasma environment will continue during perihelion. Scientists are particularly keen to study the southern hemisphere of the comet, which has been in full sunlight only since May.

How long will it take Rosetta to communicate with Earth on 13 August?
The one-way signal travel time on 13 August is 14 min 44 sec.

When will we see an image from the moment of perihelion?
Rosetta’s Navigation Camera takes images several times during each 24 hour Earth day for navigation purposes, while the science camera OSIRIS has dedicated imaging slots. While the imaging schedule is not currently known for perihelion, we are hoping to be able to share both NavCam and OSIRIS image(s) with you from around the time of perihelion, during the afternoon of 13 August. Note that for OSIRIS this will depend on the data prioritisation on that day and the time it takes to downlink so this cannot be guaranteed. Time is also needed to check and process the images for release (for both NavCam and OSIRIS). We will update this section if/when more information about the timing of the image release(s) is known.

Will Rosetta and Philae be safe during perihelion?
Owing to the large amounts of dust, Rosetta will continue to operate at a safe distance from the comet throughout perihelion. We cannot predict any sudden increases in activity of the comet in advance, but the spacecraft safety remains – as always – a priority.

Philae is on the surface of the comet, although its exact location remains unknown. Having regained communications with Rosetta on 13 June the link has been unpredictable and intermittent. The mission teams are carefully analysing the situation and hope that Philae will be operational during perihelion (separate updates on Philae’s condition will be made via the Rosetta Blog).

What will happen to the mission after perihelion?
Rosetta will continue to follow the comet as it moves back towards the outer Solar System, watching how the activity decreases over time and monitoring any post-perihelion changes that may occur. The Rosetta mission is scheduled to continue until September 2016, when the nominal planning would see Rosetta spiral down to the surface of the comet, where operations would likely end.

Observing the comet from Earth during perihelion

Why is perihelion interesting for astronomers?
Near perihelion, comets reach their highest level of brightness, releasing large amounts of gas and dust. Possible outbursts and other unpredictable events might also take place around perihelion, so it is extremely important to obtain as many observations as possible during this period. While ground-based observations provide large-scale context for Rosetta’s measurements, Rosetta’s close-up data provide in turn the possibility to calibrate many of the observations made from the ground. This unique opportunity will also improve the study and interpretation of ground-based observations of other comets.

How close to Earth will the comet be at perihelion? Is this the closest it gets to Earth?
While the distance between the comet and the Sun decreases steadily until perihelion, before increasing again afterwards up to aphelion, the distance between Earth and the comet depends on their relative positions in the Solar System. At perihelion, the comet is 265 million km from Earth, but it will be closer (222 million km) during January–February 2016. Follow the positions of Rosetta and the comet through the Solar System using our Where is Rosetta? tool.

Will astronomers be observing the comet at perihelion?
Yes, a large network of professional and amateur astronomers has been observing the comet from across the globe in the past months. Observations with professional telescopes are planned every night around perihelion, relying on several robotic telescopes in many locations, and spectroscopic observations will be performed once a week. More details of the professional campaign are available here.

How can I observe the comet at perihelion?
Unfortunately, even at perihelion, the comet is too faint to be seen with the naked eye. To observe the comet, you will need a good telescope: a minimum of a 20 cm-aperture telescope is recommended. Guidance on how amateur astronomers can observe the comet is available here.

Until when is it possible to observe the comet from Earth?
The comet is currently passing from the southern sky to the northern sky, so its visibility depends on where you live. Around the time of perihelion, it can be observed from Earth in the early morning hours, just before sunrise. It will remain relatively close to the Sun in the sky, and thus observable in the early morning, for several months. Then, the comet will be in the night sky between December 2015 and March 2016, which will be the prime time for ground-based observations. By the middle of 2016 it will likely be too faint to see except by large telescopes owing to its distance from the Sun and Earth, and it will also start moving behind the Sun as seen from Earth.

Media

Will there be any special events to mark the occasion of perihelion?
Members of the public and media are invited to join an online Google+ Hangout on 13 August, during which we hope to have one or more images on the ground from around the time of perihelion. Time and guests to be announced nearer the time.

How can I follow online?
You can follow the mission in a number of ways (see esa.int/rosetta for an overview). on Twitter, official updates will be made by @ESA_Rosetta using the hashtag #perihelion2015. Information will also be provided by the Rosetta blog and on the Rosetta Mission Facebook page. The image(s) from perihelion will be published on our main ESA web portal, esa.int, in an official press release. The Google+ Hangout will also be advertised on esa.int and will be available to watch live via ESA’s G+ page and later as a replay on G+ and ESA’s YouTube channel.

 

About Rosetta

Rosetta is an ESA mission with contributions from its Member States and NASA. Rosetta's Philae lander is contributed by a consortium led by DLR, MPS, CNES and ASI.