El 6 de agosto de 2014, la nave espacial alcanzó el cometa y realizó una serie de maniobras para finalmente orbitar el cometa a distancias de 30 a 10 kilómetros (19 a 6 mi). [14] El 12 de noviembre, su módulo de aterrizaje Philae realizó el primer aterrizaje exitoso en un cometa, [15] aunque su batería se agotó dos días después. [16] Las comunicaciones con Philae se restablecieron brevemente en junio y julio de 2015, pero debido a la disminución de la energía solar, el módulo de comunicaciones de Rosetta con el módulo de aterrizaje se apagó el 27 de julio de 2016. [17] El 30 de septiembre de 2016, la nave espacial Rosetta terminó su misión al aterrizar de manera forzada en el cometa en su región Ma'at. [18] [19]
La sonda recibió su nombre de la Piedra Rosetta , una estela de origen egipcio que contiene un decreto escrito en tres escrituras. El módulo de aterrizaje recibió su nombre del obelisco de Philae , que lleva una inscripción jeroglífica bilingüe en griego y egipcio.
Rosetta fue lanzada el 2 de marzo de 2004 desde el Centro Espacial Guayanés en Kourou , Guayana Francesa , en un cohete Ariane 5 y alcanzó el cometa Churyumov–Gerasimenko el 7 de mayo de 2014. [20] Realizó una serie de maniobras para entrar en órbita entre esa fecha y el 6 de agosto de 2014, [21] cuando se convirtió en la primera nave espacial en orbitar un cometa. [22] [20] [23] ( Misiones anteriores habían realizado sobrevuelos exitosos de otros siete cometas). [24] Fue una de las misiones fundamentales de Horizonte 2000 de la ESA . [25] La nave espacial estaba compuesta por el orbitador Rosetta , que contaba con 12 instrumentos, y el módulo de aterrizaje Philae , con nueve instrumentos adicionales. [26] La misión Rosetta orbitó el cometa Churyumov–Gerasimenko durante 17 meses y fue diseñada para completar el estudio más detallado de un cometa jamás intentado. La nave espacial fue controlada desde el Centro Europeo de Operaciones Espaciales (ESOC), en Darmstadt , Alemania. [27] La planificación para la operación de la carga útil científica, junto con la recuperación de datos, calibración, archivo y distribución, se realizó desde el Centro Europeo de Astronomía Espacial (ESAC), en Villanueva de la Cañada , cerca de Madrid , España. [28] Se ha estimado que en la década anterior a 2014, unas 2.000 personas ayudaron en la misión de alguna manera. [29]
En 2007, Rosetta realizó un sobrevuelo gravitacional a Marte en su camino hacia el cometa Churyumov–Gerasimenko. [30] La nave espacial también realizó dos sobrevuelos de asteroides . [31] La nave completó su sobrevuelo del asteroide 2867 Šteins en septiembre de 2008 y de 21 Lutetia en julio de 2010. [32] Más tarde, el 20 de enero de 2014, Rosetta salió de un modo de hibernación de 31 meses mientras se aproximaba al cometa Churyumov–Gerasimenko. [33] [34]
El módulo de aterrizaje Philae de Rosetta realizó con éxito el primer aterrizaje suave en el núcleo de un cometa cuando aterrizó en el cometa Churyumov-Gerasimenko el 12 de noviembre de 2014. [35] [36] [37] El 5 de septiembre de 2016, la ESA anunció que el módulo de aterrizaje fue descubierto por la cámara de ángulo estrecho a bordo de Rosetta cuando el orbitador realizó un paso bajo de 2,7 km (1,7 mi) sobre el cometa. El módulo de aterrizaje se encuentra de lado encajado en una grieta oscura del cometa, lo que explica la falta de energía eléctrica para establecer una comunicación adecuada con el orbitador. [38]
Historia
Fondo
Durante la aproximación del cometa Halley en 1986 , se enviaron sondas espaciales internacionales para explorar el cometa, siendo la más destacada de ellas la Giotto de la ESA . [39] Después de que las sondas devolvieran información científica valiosa, se hizo evidente que se necesitaban seguimientos que arrojaran más luz sobre la composición del cometa y respondieran nuevas preguntas. [40]
Tanto la ESA como la NASA comenzaron a desarrollar conjuntamente nuevas sondas. El proyecto de la NASA fue la misión Comet Rendezvous Asteroid Flyby (CRAF). [41] El proyecto de la ESA fue la misión Comet Nucleus Sample Return (CNSR). [42] Ambas misiones iban a compartir el diseño de la nave espacial Mariner Mark II , minimizando así los costes. En 1992, después de que la NASA cancelara la CRAF debido a limitaciones presupuestarias, la ESA decidió desarrollar un proyecto de estilo CRAF por su cuenta. [43] En 1993 era evidente que la ambiciosa misión de retorno de muestras era inviable con el presupuesto existente de la ESA, por lo que la misión fue rediseñada y posteriormente aprobada por la ESA, con un plan de vuelo final similar al de la misión CRAF cancelada: un sobrevuelo de asteroides seguido de un encuentro con un cometa con examen in situ, incluido un módulo de aterrizaje. [43] Después del lanzamiento de la nave espacial, Gerhard Schwehm fue nombrado director de la misión; se jubiló en marzo de 2014. [29]
La misión Rosetta incluyó una gestión del equipo por generaciones, lo que permitió la continuidad de la misión durante el largo período de la misma y la conservación y transmisión de conocimientos especiales a los futuros miembros del equipo. En particular, se incorporaron varios científicos jóvenes como investigadores científicos principales y se llevaron a cabo sesiones de capacitación periódicas. [14]
Nombramiento
La sonda recibió su nombre de la Piedra Rosetta , [44] una estela de origen egipcio que presenta un decreto en tres escrituras. El módulo de aterrizaje recibió su nombre del obelisco de Philae , que lleva una inscripción jeroglífica bilingüe en griego y egipcio. Una comparación de sus jeroglíficos con los de la Piedra Rosetta catalizó el desciframiento del sistema de escritura egipcio. De manera similar, se esperaba que estas naves espaciales resultaran en una mejor comprensión de los cometas y del Sistema Solar primitivo . [45] [46] En una analogía más directa con su homónimo, la nave espacial Rosetta también llevaba un prototipo de níquel puro micrograbado del disco Rosetta donado por la Fundación Long Now . El disco estaba inscrito con 6.500 páginas de traducciones de idiomas. [47] [48]
Primeros pasos en la misión
Ilustración de Rosetta y Philae en el cometa
La misión Rosetta logró muchos hitos históricos. [49]
En su camino hacia el cometa 67P, Rosetta atravesó el cinturón principal de asteroides y realizó el primer encuentro cercano europeo con varios de estos objetos primitivos. Rosetta fue la primera nave espacial en volar cerca de la órbita de Júpiter utilizando células solares como su principal fuente de energía. [50]
Rosetta fue la primera nave espacial en orbitar el núcleo de un cometa , [51] y fue la primera nave espacial en volar junto a un cometa mientras se dirigía hacia el Sistema Solar interior . Se convirtió en la primera nave espacial en examinar de cerca la actividad de un cometa congelado mientras es calentado por el Sol . Poco después de su llegada a 67P, el orbitador Rosetta envió el módulo de aterrizaje Philae para el primer aterrizaje controlado en el núcleo de un cometa. Los instrumentos del módulo de aterrizaje robótico obtuvieron las primeras imágenes de la superficie de un cometa y realizaron el primer análisis in situ de su composición.
Diseño y construcción
El bus de Rosetta era un armazón central de 2,8 × 2,1 × 2,0 m (9,2 × 6,9 × 6,6 pies) y una plataforma de panal de aluminio. Su masa total era de aproximadamente 3000 kg (6600 libras), que incluía el módulo de aterrizaje Philae de 100 kg (220 libras) y 165 kg (364 libras) de instrumentos científicos. [52] El módulo de soporte de carga útil estaba montado en la parte superior de la nave espacial y albergaba los instrumentos científicos, mientras que el módulo de soporte del bus estaba en la parte inferior y contenía los subsistemas de soporte de la nave espacial. Los calentadores colocados alrededor de la nave espacial mantenían sus sistemas calientes mientras estaba lejos del Sol. El conjunto de comunicaciones de Rosetta incluía una antena parabólica de alta ganancia orientable de 2,2 m (7,2 pies), una antena de ganancia media de posición fija de 0,8 m (2,6 pies) y dos antenas omnidireccionales de baja ganancia. [53]
La energía eléctrica para la nave espacial provenía de dos paneles solares que sumaban un total de 64 metros cuadrados (690 pies cuadrados). [54] Cada panel solar estaba subdividido en cinco paneles solares, cada uno de los cuales tenía 2,25 × 2,736 m (7,38 × 8,98 pies). Las células solares individuales estaban hechas de silicio, con un espesor de 200 μm y 61,95 × 37,75 mm (2,44 × 1,49 pulgadas). [55] Los paneles solares generaban un máximo de aproximadamente 1500 vatios en el perihelio , [55] un mínimo de 400 vatios en modo de hibernación a 5,2 UA y 850 vatios cuando las operaciones en el cometa comenzaban a 3,4 UA. [53] La energía de la nave espacial estaba controlada por un módulo de energía Terma redundante también utilizado en la nave espacial Mars Express , [56] [57] y se almacenaba en cuatro baterías de 10 A·h [Li-ion] que suministraban 28 voltios al bus. [53]
La propulsión principal estaba compuesta por 24 pares de propulsores bipropulsantes de 10 N , [54] con cuatro pares de propulsores utilizados para las quemas delta- v . La nave espacial transportaba 1.719,1 kg (3.790 lb) de propulsor en el lanzamiento: 659,6 kg (1.454 lb) de combustible de monometilhidrazina y 1.059,5 kg (2.336 lb) de oxidante de tetróxido de dinitrógeno , contenidos en dos tanques de aleación de titanio de grado 5 de 1.108 litros (244 gal imp; 293 gal EE.UU.) y que proporcionaban un delta -v de al menos 2.300 metros por segundo (7.500 ft/s) durante el transcurso de la misión. La presurización del propulsor estaba a cargo de dos tanques de helio de alta presión de 68 litros (15 gal imp; 18 gal EE.UU.). [58]
Rosetta fue construida en una sala limpia según las reglas COSPAR , pero " la esterilización [era] generalmente no crucial ya que los cometas son considerados generalmente como objetos donde se pueden encontrar moléculas prebióticas , es decir, moléculas que son precursoras de la vida, pero no microorganismos vivos ", según Gerhard Schwehm, científico del proyecto Rosetta . [59] El costo total de la misión fue de aproximadamente 1.300 millones de euros (1.800 millones de dólares estadounidenses). [60]
El lanzamiento de Rosetta estaba previsto para el 12 de enero de 2003 para encontrarse con el cometa 46P/Wirtanen en 2011. [40] Este plan fue abandonado tras el fallo de un cohete portador Ariane 5 ECA durante el lanzamiento del Hot Bird 7 el 11 de diciembre de 2002, dejándolo en tierra hasta que se pudiera determinar la causa del fallo. [61] En mayo de 2003, se formó un nuevo plan para apuntar al cometa 67P/Churyumov–Gerasimenko, con una fecha de lanzamiento revisada del 26 de febrero de 2004 y un encuentro con el cometa en 2014. [62] [63] La mayor masa y la consiguiente mayor velocidad de impacto hicieron necesaria la modificación del tren de aterrizaje. [64]
Después de dos intentos de lanzamiento frustrados, Rosetta fue lanzada el 2 de marzo de 2004 a las 07:17 UTC desde el Centro Espacial de Guayana en la Guayana Francesa, utilizando el cohete portador Ariane 5 G+ . [3] Aparte de los cambios realizados en la hora y el objetivo del lanzamiento, el perfil de la misión permaneció casi idéntico. Ambos codescubridores del cometa, Klim Churyumov y Svetlana Gerasimenko , estuvieron presentes en el puerto espacial durante el lanzamiento. [65] [66]
Maniobras en el espacio profundo
Para alcanzar la velocidad necesaria para encontrarse con 67P, Rosetta utilizó maniobras de asistencia gravitatoria para acelerar a lo largo del Sistema Solar interior. [14] La órbita del cometa se conocía antes del lanzamiento de Rosetta , a partir de mediciones terrestres, con una precisión de aproximadamente 100 km (62 mi). La información recopilada por las cámaras a bordo a partir de una distancia de 24 millones de kilómetros (15.000.000 mi) se procesó en el Centro de Operaciones de la ESA para refinar la posición del cometa en su órbita a unos pocos kilómetros. [ cita requerida ]
El primer sobrevuelo de la Tierra tuvo lugar el 4 de marzo de 2005. [67]
El 25 de febrero de 2007, la nave tenía previsto realizar un sobrevuelo a baja altitud de Marte para corregir la trayectoria. Esto no estuvo exento de riesgos, ya que la altitud estimada del sobrevuelo era de apenas 250 kilómetros (160 millas). [68] Durante ese encuentro, los paneles solares no se pudieron utilizar porque la nave estaba a la sombra del planeta, donde no recibiría luz solar durante 15 minutos, lo que provocaría una peligrosa escasez de energía. Por lo tanto, la nave se puso en modo de espera, sin posibilidad de comunicarse, volando con baterías que originalmente no estaban diseñadas para esta tarea. [69] Por lo tanto, esta maniobra en Marte recibió el apodo de "La apuesta de los mil millones de euros". [70] El sobrevuelo fue un éxito, Rosetta incluso envió imágenes detalladas de la superficie y la atmósfera del planeta, y la misión continuó según lo planeado. [11] [30]
El segundo paso por la Tierra se produjo el 13 de noviembre de 2007 a una distancia de 5.700 km (3.500 mi). [71] [72] En las observaciones realizadas el 7 y el 8 de noviembre, Rosetta fue confundida brevemente con un asteroide cercano a la Tierra de unos 20 m (66 pies) de diámetro por un astrónomo del Catalina Sky Survey y se le dio la designación provisional 2007 VN 84. [73] Los cálculos mostraron que pasaría muy cerca de la Tierra, lo que llevó a la especulación de que podría impactar con la Tierra. [74] Sin embargo, el astrónomo Denis Denisenko reconoció que la trayectoria coincidía con la de Rosetta , lo que el Minor Planet Center confirmó en un comunicado editorial el 9 de noviembre. [75] [76]
El 5 de septiembre de 2008, la sonda sobrevoló el asteroide 2867 Šteins. Las cámaras de a bordo se utilizaron para ajustar la trayectoria, logrando una separación mínima de menos de 800 km (500 mi). Los instrumentos a bordo midieron el asteroide del 4 de agosto al 10 de septiembre. La velocidad relativa máxima entre los dos objetos durante el sobrevuelo fue de 8,6 km/s (19 000 mph; 31 000 km/h). [77]
El tercer y último sobrevuelo de Rosetta sobre la Tierra ocurrió el 12 de noviembre de 2009 a una distancia de 2.481 km (1.542 mi). [78]
El 10 de julio de 2010, Rosetta sobrevoló 21 Lutetia , un gran asteroide del cinturón principal , a una distancia mínima de3.168 ± 7,5 kilómetros (1.969 ± 4,7 mi) a una velocidad de 15 kilómetros por segundo (9,3 mi/s). [13] El sobrevuelo proporcionó imágenes de hasta 60 metros (200 pies) de resolución por píxel y cubrió alrededor del 50% de la superficie, principalmente en el hemisferio norte. [32] [79] Las 462 imágenes se obtuvieron en 21 filtros de banda estrecha y ancha que se extendían desde 0,24 a 1 μm. [32] Lutetia también fue observada por el espectrómetro de imágenes visible-infrarrojo cercano VIRTIS, y también se tomaron mediciones del campo magnético y del entorno de plasma. [32] [79]
Señal de Rosetta recibida en el ESOC en Darmstadt , Alemania, el 20 de enero de 2014La Tierra desde Rosetta durante el último vuelo
Después de salir de su modo de hibernación en enero de 2014 y acercarse al cometa, Rosetta comenzó una serie de ocho encendidos en mayo de 2014. Estos redujeron la velocidad relativa entre la nave espacial y 67P de 775 a 7,9 m/s (2543 a 26 pies/s). [21]
Problemas del sistema de control de reacción
En 2006, Rosetta sufrió una fuga en su sistema de control de reacción (RCS). [14] El sistema, que consta de 24 propulsores bipropulsados de 10 newtons , [21] era responsable de ajustar con precisión la trayectoria de Rosetta durante su viaje. El RCS funcionó a una presión menor que la diseñada debido a la fuga. Si bien esto puede haber causado que los propulsores no se mezclaran por completo y se quemaran de manera "más sucia" y menos eficiente, los ingenieros de la ESA confiaban en que la nave espacial tendría suficientes reservas de combustible para permitir la finalización exitosa de la misión. [80]
Antes del período de hibernación en el espacio profundo de Rosetta , dos de las cuatro ruedas de reacción de la nave espacial comenzaron a exhibir mayores niveles de "ruido de fricción de cojinetes". Se notaron mayores niveles de fricción en el conjunto de rueda de reacción (RWA) B después de su encuentro en septiembre de 2008 con el asteroide Šteins. Se hicieron dos intentos de relubricar el RWA utilizando un depósito de aceite a bordo, pero en cada caso los niveles de ruido solo se redujeron temporalmente, y el RWA se apagó a mediados de 2010 después del sobrevuelo del asteroide Lutetia para evitar una posible falla. Poco después de esto, el RWA C también comenzó a mostrar evidencia de fricción elevada. También se realizó una relubricación en este RWA, y se encontraron métodos para aumentar temporalmente su temperatura de funcionamiento para mejorar mejor la transferencia de aceite desde su depósito. Además, se redujo el rango de velocidad de la rueda de reacción para limitar las rotaciones acumuladas durante la vida útil. Estos cambios dieron como resultado la estabilización del rendimiento del RWA C. [81]
Durante la fase de vuelo de hibernación en el espacio profundo de la nave espacial, los ingenieros realizaron pruebas en tierra en un RWA de repuesto de vuelo en el Centro Europeo de Operaciones Espaciales . Después de que Rosetta saliera de la hibernación en enero de 2014, las lecciones aprendidas de las pruebas en tierra se aplicaron a los cuatro RWA, como aumentar sus temperaturas de funcionamiento y limitar las velocidades de sus ruedas a menos de 1000 rpm. Después de estas correcciones, los RWA mostraron datos de rendimiento casi idénticos. [81] Tres RWA se mantuvieron operativos, mientras que uno de los RWA que funcionaba mal se mantuvo en reserva. Además, se desarrolló un nuevo software de a bordo para permitir que Rosetta operara con solo dos RWA activos si fuera necesario. [14] [82] Estos cambios permitieron que los cuatro RWA operaran durante toda la misión de Rosetta en 67P/Churyumov–Gerasimenko a pesar de las anomalías ocasionales en sus gráficos de fricción y una gran carga de trabajo impuesta por numerosos cambios orbitales. [81]
Órbita alrededor de 67P
Animación de la trayectoria de Rosetta alrededor de 67P desde el 1 de agosto de 2014 hasta el 31 de marzo de 2015 Rosetta · 67P
En agosto de 2014, Rosetta se encontró con el cometa 67P/Churyumov–Gerasimenko (67P) y comenzó una serie de maniobras que la llevaron por dos trayectorias triangulares sucesivas, con un promedio de 100 y 50 kilómetros (62 y 31 millas) del núcleo, cuyos segmentos son trayectorias de escape hiperbólicas que se alternan con encendidos de los propulsores. [22] [20] Después de acercarse a unos 30 km (19 millas) del cometa el 10 de septiembre, la nave espacial entró en órbita real a su alrededor. [22] [20] [23] [ necesita actualización ]
La disposición superficial de 67P era desconocida antes de la llegada de Rosetta . El orbitador trazó un mapa del cometa en previsión del desprendimiento de su módulo de aterrizaje. [83] Para el 25 de agosto de 2014, se habían determinado cinco posibles lugares de aterrizaje. [84] El 15 de septiembre de 2014, la ESA anunció el Sitio J, llamado Agilkia en honor a la Isla Agilkia por un concurso público de la ESA y ubicado en la "cabeza" del cometa, [85] como el destino del módulo de aterrizaje. [86]
Filaemódulo de aterrizaje
Rosetta y Philae
Philae se desprendió de Rosetta el 12 de noviembre de 2014 a las 08:35 UTC y se acercó a 67P a una velocidad relativa de aproximadamente 1 m/s (3,6 km/h; 2,2 mph). [87] Inicialmente aterrizó en 67P a las 15:33 UTC, pero rebotó dos veces, quedando en reposo a las 17:33 UTC. [15] [88] La confirmación del contacto con 67P llegó a la Tierra a las 16:03 UTC. [89]
Estudio de las actividades de los cometas y su evolución a lo largo del tiempo.
Después de rebotar, Philae se posó en la sombra de un acantilado, [38] inclinado en un ángulo de alrededor de 30 grados. Esto le impidió recolectar energía solar adecuadamente, y perdió contacto con Rosetta cuando sus baterías se agotaron después de tres días, mucho antes de que se pudieran intentar muchos de los objetivos científicos planeados. [38] [16] El contacto se restableció brevemente e intermitentemente varios meses después en varias ocasiones entre el 13 de junio y el 9 de julio, antes de que se perdiera nuevamente. No hubo comunicación después, [93] y el transmisor para comunicarse con Philae se apagó en julio de 2016 para reducir el consumo de energía de la sonda. [17] La ubicación precisa del módulo de aterrizaje se descubrió en septiembre de 2016 cuando Rosetta se acercó al cometa y tomó fotografías de alta resolución de su superficie. [38] Conocer su ubicación exacta proporciona la información necesaria para poner los dos días de ciencia de Philae en el contexto adecuado. [38]
Resultados notables
El cometa en enero de 2015 visto por la cámara NAVCAM de Rosetta
Los investigadores esperan que el estudio de los datos recopilados continúe durante las próximas décadas. Uno de los primeros descubrimientos fue que el campo magnético de 67P oscilaba a 40-50 milihertzios . Un compositor y diseñador de sonido alemán creó una interpretación artística a partir de los datos medidos para hacerlos audibles. [94] Aunque es un fenómeno natural, se ha descrito como una "canción" [95] y se ha comparado con Continuum para clavicémbalo de György Ligeti . [96] Sin embargo, los resultados del aterrizaje de Philae muestran que el núcleo del cometa no tiene campo magnético, y que el campo detectado originalmente por Rosetta probablemente sea causado por el viento solar . [97] [98]
La firma isotópica del vapor de agua del cometa 67P, determinada por la sonda espacial Rosetta , es sustancialmente diferente de la encontrada en la Tierra. Es decir, se determinó que la proporción de deuterio a hidrógeno en el agua del cometa era tres veces mayor que la encontrada para el agua terrestre. Esto hace que sea muy improbable que el agua encontrada en la Tierra provenga de cometas como el cometa 67P, según los científicos. [99] [100] [101] El 22 de enero de 2015, la NASA informó que, entre junio y agosto de 2014, la velocidad a la que el cometa liberó vapor de agua aumentó hasta diez veces. [102]
El 2 de junio de 2015, la NASA informó que el espectrógrafo Alice de Rosetta determinó que los electrones a 1 km (0,6 mi) por encima del núcleo del cometa (producidos a partir de la fotoionización de las moléculas de agua , y no fotones directos del Sol como se pensaba anteriormente) son responsables de la degradación de las moléculas de agua y dióxido de carbono liberadas desde el núcleo del cometa hacia su coma . [103] [104]
Fin de la misión
Encuentro de Rosetta con un cometa
A medida que la órbita del cometa 67P se alejaba del Sol, la cantidad de luz solar que llegaba a los paneles solares de Rosetta disminuía. Si bien habría sido posible poner a Rosetta en una segunda fase de hibernación durante el afelio del cometa, no había garantía de que hubiera suficiente energía disponible para hacer funcionar los calentadores de la nave espacial para evitar que se congelara. Para garantizar un máximo rendimiento científico, los administradores de la misión tomaron la decisión de guiar a Rosetta hasta la superficie del cometa y finalizar la misión en el momento del impacto, recopilando fotografías y lecturas de los instrumentos a lo largo del camino. [105] El 23 de junio de 2015, al mismo tiempo que se confirmaba una extensión de la misión, la ESA anunció que el final de la misión se produciría a fines de septiembre de 2016 después de dos años de operaciones en el cometa. [106]
Todas las estaciones y la sala de reuniones, acabamos de sufrir una pérdida de señal en el momento previsto. Este es otro desempeño sobresaliente de la dinámica de vuelo. Así que estaremos escuchando la señal de Rosetta durante otras 24 horas, pero no esperamos ninguna. Este es el final de la misión Rosetta. Gracias y adiós. —Sylvain Lodiot, director de operaciones de la nave espacial Rosetta , Centro Europeo de Operaciones Espaciales [107]
Rosetta inició un descenso de 19 km (12 mi) con una quema de propulsor de 208 segundos ejecutada el 29 de septiembre de 2016 aproximadamente a las 20:50 UTC . [108] [109] [107] Su trayectoria apuntó a un sitio en la región de Ma'at cerca de un área de fosas activas productoras de polvo y gas. [110]
El impacto en la superficie del cometa se produjo 14,5 horas después de su maniobra de descenso; el paquete de datos final de Rosetta fue transmitido a las 10:39:28.895 UTC ( SCET ) por el instrumento OSIRIS y fue recibido en el Centro Europeo de Operaciones Espaciales en Darmstadt, Alemania, a las 11:19:36.541 UTC. [108] [109] [111] La velocidad estimada de la nave espacial en el momento del impacto fue de 3,2 km/h (2,0 mph; 89 cm/s), [19] y se cree que su lugar de aterrizaje, llamado Sais por el equipo de operaciones en honor al templo original de la Piedra Rosetta, está a solo 40 m (130 pies) del objetivo. [110] La imagen final completa transmitida por la nave espacial del cometa fue tomada por su instrumento OSIRIS a una altitud de 23,3–26,2 m (76–86 pies) unos 10 segundos antes del impacto, mostrando un área de 0,96 m (3,1 pies) de ancho. [110] [112] La computadora de Rosetta incluía comandos para enviarla a modo seguro al detectar que había golpeado la superficie del cometa, apagando su transmisor de radio y dejándola inerte de acuerdo con las reglas de la Unión Internacional de Telecomunicaciones . [107]
El 28 de septiembre de 2017 se informó de una imagen no recuperada anteriormente tomada por la nave espacial. Esta imagen se recuperó de tres paquetes de datos descubiertos en un servidor después de completar la misión. Si bien está borrosa debido a la pérdida de datos, muestra un área de la superficie del cometa de aproximadamente un metro cuadrado de tamaño tomada desde una altitud de 17,9 a 21,0 m (58,7 a 68,9 pies), y representa la imagen más cercana de la superficie de Rosetta . [112] [113]
Alice (un espectrógrafo de imágenes ultravioleta). El espectrógrafo ultravioleta buscó y cuantificó el contenido de gas noble en el núcleo del cometa, a partir del cual se pudo estimar la temperatura durante la creación del cometa. La detección se realizó mediante una matriz de fotocátodos de bromuro de potasio y yoduro de cesio . El instrumento de 3,1 kg (6,8 lb) utilizó 2,9 vatios, con una versión mejorada a bordo de New Horizons . Operó en el espectro ultravioleta extremo y lejano, de 700 a 2050 Å (70 a 205 nm). [114] [115] ALICE fue construido y operado por el Instituto de Investigación del Suroeste para el Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA. [116]
VIRTIS (espectrómetro de imágenes térmicas en el infrarrojo y visible). El espectrómetro de infrarrojos y visibles fue capaz de tomar imágenes del núcleo en el infrarrojo y también buscar espectros de infrarrojos de moléculas en la coma . La detección se realizó mediante un conjunto de telururo de mercurio y cadmio para el infrarrojo y con un chip CCD para el rango de longitud de onda visible . El instrumento se fabricó en Italia y se utilizaron versiones mejoradas para Dawn y Venus Express . [118]
MIRO (instrumento de microondas para el orbitador Rosetta). El MIRO podría detectar la abundancia y la temperatura de sustancias volátiles como el agua, el amoníaco y el dióxido de carbono a través de sus emisiones de microondas . La antena de radio de 30 cm (12 pulgadas) junto con el resto del instrumento de 18,5 kg (41 libras) fue construida por el Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA con contribuciones internacionales del Instituto Max Planck para la Investigación del Sistema Solar (MPS), entre otros. [119]
CONSERT (Experimento de sondeo del núcleo del cometa mediante transmisión de ondas de radio). El experimento CONSERT proporcionó información sobre el interior profundo del cometa mediante un radar . El radar realizó una tomografía del núcleo midiendo la propagación de ondas electromagnéticas entre el módulo de aterrizaje Philae y el orbitador Rosetta a través del núcleo del cometa. Esto le permitió determinar la estructura interna del cometa y deducir información sobre su composición. La electrónica fue desarrollada por Francia y ambas antenas se construyeron en Alemania. El desarrollo fue dirigido por el Laboratoire de Planétologie de Grenoble con contribuciones de la Ruhr-Universität Boch y el Instituto Max Planck para la Investigación del Sistema Solar (MPS). [120] [121]
RSI (Investigación científica por radio). RSI utilizó el sistema de comunicación de la sonda para la investigación física del núcleo y la coma interna del cometa. [122]
Gas y partículas
ROSINA (espectrómetro orbital Rosetta para análisis de iones y neutros). El instrumento constaba de un espectrómetro de masas magnético de doble foco (DFMS) y un espectrómetro de masas de tiempo de vuelo (RTOF) de tipo reflectrón . El DFMS tenía una alta resolución (podía separar N 2 de CO ) para moléculas de hasta 300 uma . El RTOF era muy sensible para moléculas neutras y para iones. El Instituto Max Planck para la Investigación del Sistema Solar (MPS) ha contribuido al desarrollo y construcción del instrumento. [123] ROSINA se desarrolló en la Universidad de Berna en Suiza.
MIDAS (Sistema de análisis de polvo por microimágenes). El microscopio de fuerza atómica de alta resolución investigó varios aspectos físicos de las partículas de polvo que se depositan sobre una placa de silicio. [124]
COSIMA (Analizador de masas de iones secundarios cometarios). COSIMA analizó la composición de partículas de polvo mediante espectrometría de masas de iones secundarios , utilizando iones de indio . Podía detectar iones de hasta 6500 uma de masa. COSIMA fue construido por el Instituto Max Planck de Física Extraterrestre (MPE, Alemania) con contribuciones internacionales. El equipo COSIMA está dirigido por el Instituto Max Planck de Investigación del Sistema Solar (MPS, Alemania). [125]
GIADA (Analizador de Impacto de Granos y Acumulador de Polvo). GIADA analizó el entorno de polvo de la coma del cometa midiendo la sección transversal óptica, el momento, la velocidad y la masa de cada grano que entraba en el instrumento. [126] [127]
Interacción del viento solar
RPC (Consorcio de Plasma Rosetta). [128] [129]
Búsqueda de compuestos orgánicos
Observaciones anteriores han demostrado que los cometas contienen compuestos orgánicos complejos . [14] [130] [131] [132] Estos son los elementos que forman los ácidos nucleicos y aminoácidos , ingredientes esenciales para la vida tal como la conocemos. Se cree que los cometas han traído una gran cantidad de agua a la Tierra, y también pueden haber sembrado la Tierra con moléculas orgánicas . [133] Rosetta y Philae también buscaron moléculas orgánicas, ácidos nucleicos (los bloques de construcción del ADN y ARN ) y aminoácidos (los bloques de construcción de las proteínas) mediante el muestreo y análisis del núcleo del cometa y la nube de gas y polvo de la coma, [133] ayudando a evaluar la contribución de los cometas a los inicios de la vida en la Tierra. [14] Antes de sucumbir a la caída de los niveles de energía, el instrumento COSAC de Philae pudo detectar moléculas orgánicas en la atmósfera del cometa. [134]
Al aterrizar en el cometa, Philae también debería haber probado algunas hipótesis sobre por qué los aminoácidos esenciales son casi todos "zurdos", lo que se refiere a cómo se organizan los átomos en orientación en relación con el núcleo de carbono de la molécula. [135] La mayoría de las moléculas asimétricas están orientadas en un número aproximadamente igual de configuraciones zurdas y dextrógiras ( quiralidad ), y la estructura principalmente zurda de los aminoácidos esenciales utilizados por los organismos vivos es única. Una hipótesis que se pondrá a prueba fue propuesta en 1983 por William A. Bonner y Edward Rubenstein , profesores eméritos de química y medicina de la Universidad de Stanford respectivamente. Conjeturaron que cuando se genera radiación en espiral a partir de una supernova , la polarización circular de esa radiación podría destruir un tipo de moléculas "zurdas". La supernova podría eliminar un tipo de moléculas y al mismo tiempo arrojar las otras moléculas supervivientes al espacio, donde podrían acabar acabando en un planeta. [136]
Resultados preliminares
La misión ha producido un importante retorno científico, recogiendo una gran cantidad de datos del núcleo y su entorno en varios niveles de actividad cometaria. [137] El espectrómetro VIRTIS a bordo de la nave espacial Rosetta ha proporcionado evidencia de compuestos macromoleculares orgánicos no volátiles en todas partes de la superficie del cometa 67P con poco o ningún hielo de agua visible. [138] Los análisis preliminares sugieren firmemente que el carbono está presente como sólidos orgánicos poliaromáticos mezclados con sulfuros y aleaciones de hierro y níquel. [139] [140]
También se encontraron compuestos orgánicos sólidos en las partículas de polvo emitidas por el cometa; el carbono en este material orgánico está ligado en "compuestos macromoleculares muy grandes", análogos a los encontrados en los meteoritos de condritas carbonosas . [141] Sin embargo, no se detectaron minerales hidratados, lo que sugiere que no hay vínculo con las condritas carbonosas. [140]
A su vez, el instrumento COSAC del módulo de aterrizaje Philae detectó moléculas orgánicas en la atmósfera del cometa mientras descendía a su superficie. [142] [143] Las mediciones de los instrumentos COSAC y Ptolomeo en el módulo de aterrizaje Philae revelaron dieciséis compuestos orgánicos , cuatro de los cuales se observaron por primera vez en un cometa, incluidos acetamida , acetona , isocianato de metilo y propionaldehído . [144] [145] [146] El único aminoácido detectado hasta ahora en el cometa es la glicina , junto con las moléculas precursoras metilamina y etilamina . [147]
Uno de los descubrimientos más destacados de la misión fue la detección de grandes cantidades de gas de oxígeno molecular libre ( O2 ) alrededor del cometa. [148] [149] Se informó que la abundancia local de oxígeno estaba en el rango de 1% a 10% en relación con H2O . [ 148]
Cronología de los acontecimientos y descubrimientos más importantes
"Selfie" de Rosetta en Marte
2004
2 de marzo – Rosetta se lanzó con éxito a las 07:17 UTC (04:17 hora local) desde Kourou , Guayana Francesa.
2005
4 de marzo: Rosetta realizó su primer acercamiento planificado (pasaje asistido por gravedad) a la Tierra. La Luna y el campo magnético de la Tierra se utilizaron para probar y calibrar los instrumentos a bordo de la nave espacial. La altitud mínima sobre la superficie de la Tierra fue de 1.954,7 km (1.214,6 mi). [67]
4 de julio – Los instrumentos de imagen a bordo observaron la colisión entre el cometa Tempel 1 y el impactador de la misión Deep Impact . [150]
2007
25 de febrero – Vuelo sobre Marte. [30] [151]
8 de noviembre – La sonda Catalina Sky Survey identificó erróneamente durante un breve período a la nave espacial Rosetta , que se aproximaba para su segundo sobrevuelo de la Tierra, como un asteroide recién descubierto.
13 de noviembre: segundo paso por la Tierra a una altitud mínima de 5295 km (3290 mi), viajando a 45 000 km/h (28 000 mph). [152]
Imagen mejorada del asteroide Šteins por Rosetta
2008
5 de septiembre: sobrevuelo del asteroide 2867 Šteins . La sonda pasó por el asteroide del cinturón principal a una distancia de 800 km (500 mi) y a una velocidad relativamente lenta de 8,6 km/s (31.000 km/h; 19.000 mph). [153]
2009
13 de noviembre: Tercer y último paso por la Tierra a 48.024 km/h (29.841 mph). [154] [155]
2010
16 de marzo – Observación de la cola de polvo del asteroide P/2010 A2 . Gracias a las observaciones realizadas con el telescopio espacial Hubble, se ha podido confirmar que P/2010 A2 no es un cometa, sino un asteroide, y que lo más probable es que la cola esté formada por partículas procedentes del impacto de un asteroide más pequeño. [156]
10 de julio – Volamos y fotografiamos el asteroide 21 Lutetia . [157]
El cometa 67P visto a 10 km (6 mi)
2014
Mayo a julio: el 7 de mayo, Rosetta inició maniobras de corrección orbital para colocarse en órbita alrededor de 67P. En el momento del primer encendido de desaceleración, Rosetta se encontraba aproximadamente a 2.000.000 km (1.200.000 mi) de distancia de 67P y tenía una velocidad relativa de +775 m/s (2.540 ft/s); al final del último encendido, que tuvo lugar el 23 de julio, la distancia se había reducido a poco más de 4.000 km (2.500 mi) con una velocidad relativa de +7,9 m/s (18 mph). [21] [158] En total se utilizaron ocho quemas para alinear las trayectorias de Rosetta 67P y la mayor parte de la desaceleración se produjo durante tres quemas: Delta- v de 291 m/s (650 mph) el 21 de mayo, 271 m/s (610 mph) el 4 de junio y 91 m/s (200 mph) el 18 de junio. [21]
14 de julio – El sistema de imágenes a bordo OSIRIS envió imágenes del cometa 67P que confirmaron la forma irregular del cometa. [159] [160]
6 de agosto: Rosetta llega a 67P, se acerca a 100 km (62 mi) y realiza un encendido de propulsor que reduce su velocidad relativa a 1 m/s (3,3 ft/s). [161] [162] [163] Comienza el mapeo y caracterización del cometa para determinar una órbita estable y un lugar de aterrizaje viable para Philae . [164]
4 de septiembre: se publicaron los primeros datos científicos del instrumento Alice de Rosetta , que muestran que el cometa es inusualmente oscuro en longitudes de onda ultravioleta , que hay hidrógeno y oxígeno en la coma y que no se han encontrado áreas significativas de hielo de agua en la superficie del cometa. Se esperaba encontrar hielo de agua ya que el cometa está demasiado lejos del Sol para convertir el agua en vapor. [165]
10 de septiembre de 2014: Rosetta entra en la fase de mapeo global y orbita alrededor de 67P a una altitud de 29 km (18 mi). [6]
12 de noviembre de 2014 – Philae aterriza en la superficie de 67P. [15]
10 de diciembre de 2014 – Los datos de los espectrómetros de masas ROSINA muestran que la proporción de agua pesada y agua normal en el cometa 67P es más de tres veces mayor que en la Tierra. La proporción se considera una señal distintiva y el descubrimiento significa que es poco probable que el agua de la Tierra se haya originado en cometas como 67P. [99] [100] [101]
El cometa 67P con una cola de gas y polvo, visto desde 162 km (101 mi)
2015
14 de abril de 2015 – Los científicos informan que el núcleo del cometa no tiene campo magnético propio. [97]
11 de agosto de 2015 – Los científicos publican imágenes de la erupción de un cometa que ocurrió el 29 de julio de 2015. [168]
28 de octubre de 2015 – Los científicos publican un artículo en Nature que informa sobre altos niveles de oxígeno molecular alrededor del 67P. [148] [169]
Noviembre de 2014 a diciembre de 2015: Rosetta escoltó al cometa alrededor del Sol y realizó investigaciones más arriesgadas. [106]
2016
27 de julio de 2016 – La ESA apagó la unidad procesadora del sistema de soporte eléctrico (ESS) a bordo de Rosetta , desactivando así cualquier posibilidad de futuras comunicaciones con el módulo de aterrizaje Philae . [17]
2 de septiembre de 2016 – Rosetta fotografía el módulo de aterrizaje Philae por primera vez después de su aterrizaje y lo encuentra encajado contra un gran saliente. [170]
30 de septiembre de 2016: la misión finalizó con un intento de aterrizar lentamente en la superficie del cometa cerca de un pozo de 130 m (425 pies) de ancho llamado Deir el-Medina. Las paredes del pozo contienen lo que se conoce como "piel de gallina" de 0,91 m (3 pies) de ancho, que se cree que representan los componentes básicos del cometa. [18] [19] [171] Aunque Philae envió algunos datos durante su descenso, Rosetta tiene sensores e instrumentos más potentes y más variados, lo que ofrece la oportunidad de obtener datos científicos de muy cerca para complementar la teledetección más distante que ha estado haciendo. El orbitador descendió más lentamente que Philae . [172] [173]
Imagen pública
Érase una vez...dibujos animados
Versiones animadas de Rosetta y Philae tal como aparecen en la serie Érase una vez... de la ESA
Como parte de la campaña mediática de la Agencia Espacial Europea en apoyo de la misión Rosetta , tanto la nave espacial Rosetta como la Philae recibieron personalidades antropomórficas en una serie web animada titulada Érase una vez... La serie describe varias etapas de la misión Rosetta , involucrando a Rosetta y Philae personificados en "una clásica historia de viaje por carretera a las profundidades de nuestro universo", complementada con varios gags visuales presentados en un contexto educativo. [174] Producida por el estudio de animación Design & Data GmbH, la serie fue concebida inicialmente por la ESA como una serie de cuatro partes de estilo fantástico con un tema de La Bella Durmiente que promovía la participación de la comunidad en el despertar de Rosetta de la hibernación en enero de 2014. Sin embargo, después del éxito de la serie, la ESA encargó al estudio que continuara produciendo nuevos episodios de la serie a lo largo de la misión. [174] Se produjeron un total de doce videos de la serie entre 2013 y 2016, y una compilación de 25 minutos de la serie se lanzó en diciembre de 2016, después del final de la misión. [175] En 2019, Design & Data adaptó la serie a un espectáculo planetario de 26 minutos que fue encargado por el Museo Suizo de Transporte y solicitado a dieciocho planetarios en toda Europa, con el objetivo de "inspirar a la generación joven a explorar el universo". [176]
Los personajes de Rosetta y Philae que aparecen en Érase una vez... , diseñados por el empleado de la ESA y dibujante Carlo Palazzari, se convirtieron en una parte central de la imagen pública de la misión Rosetta , apareciendo en material promocional de la misión, como carteles y productos, [177] y a menudo se les atribuye el mérito de ser un factor importante en la popularidad de la misión entre el público. [174] [178] Los empleados de la ESA también interpretaron a los personajes en Twitter durante el transcurso de la misión. [177] [179] Los personajes se inspiraron en los personajes "kawaii" de la JAXA , que retrataron varias de sus naves espaciales, como Hayabusa2 y Akatsuki , con personalidades distintivas de estilo anime . [180] El guion de cada episodio de la serie está escrito por comunicadores científicos del Centro Europeo de Investigación y Tecnología Espacial , que se mantuvieron en estrecha colaboración con los operadores de la misión y los productores de Design & Data. [180] Canónicamente, Rosetta y Philae son representados como hermanos, siendo Rosetta la hermana mayor, inspirada por el nombre femenino de la nave espacial, de Philae , su hermano menor. La nave espacial Giotto también es representada como el abuelo del dúo, mientras que otros en la Armada Halley, así como las naves espaciales Deep Impact y Stardust de la NASA , son representados como sus primos. [180]
Ambición
Para promocionar la llegada de la nave espacial al cometa 67P/Churyumov–Gerasimenko y el aterrizaje de Philae en 2014, la Agencia Espacial Europea produjo un cortometraje con la productora de efectos visuales polaca Platige Image . Titulada Ambition , la película, filmada en Islandia , está protagonizada por el actor irlandés Aidan Gillen , conocido por sus papeles en Game of Thrones y The Wire , y la actriz irlandesa Aisling Franciosi , también famosa por Game of Thrones , y fue dirigida por el director polaco nominado al Óscar Tomasz Bagiński . [181] [182] Ambientada en un futuro lejano, Ambition se centra en una discusión entre un maestro, interpretado por Gillen, que discute la importancia de la ambición con su aprendiz, interpretado por Franciosi, utilizando la misión Rosetta como ejemplo de ello. [183] [184] Ambition se estrenó en el festival de cine Sci-Fi: Days of Fear and Wonder del British Film Institute en Londres el 24 de octubre de 2014, tres semanas antes del aterrizaje de Philae en 67P/Churyumov–Gerasimenko. [185] El autor británico de ciencia ficción y ex empleado de la ESA Alastair Reynolds habló sobre el mensaje de la película en el estreno, afirmando a la audiencia que "nuestros descendientes lejanos pueden mirar hacia Rosetta con el mismo sentido de admiración que reservamos para, digamos, Colón o Magallanes ". [181] La concepción de la película fue el resultado de la consulta del BFI a la ESA para una contribución a su celebración de la ciencia ficción, y la ESA aprovechó la oportunidad para promover la misión Rosetta a través del festival. [181] [186]
La recepción crítica de la película en su estreno fue mayoritariamente positiva. Tim Reyes de Universe Today elogió el tema principal de la ambición en la película, afirmando que "nos muestra las fuerzas que actúan dentro y alrededor de la ESA", y que "podría lograr más en 7 minutos de lo que Gravedad logró en 90". [183] Ryan Wallace de The Science Times también elogió la película, escribiendo: "ya seas un fanático de la ciencia ficción o simplemente un humilde astrónomo interesado, el breve clip sin duda te dará una nueva visión de nuestro sistema solar y de la investigación que hay en el espacio hoy en día". [187]
Cobertura mediática
Toda la misión fue ampliamente difundida en las redes sociales, con una cuenta de Facebook para la misión y tanto el satélite como el módulo de aterrizaje tenían una cuenta oficial de Twitter que retrataba una personificación de ambas naves espaciales. El hashtag "#CometLanding" ganó una amplia popularidad. Se estableció una transmisión en vivo de los centros de control, al igual que múltiples eventos oficiales y no oficiales en todo el mundo para seguir el aterrizaje de Philae en 67P. [188] [189] El 23 de septiembre de 2016, Vangelis lanzó el álbum de estudio Rosetta en honor a la misión, [190] [191] que se usó el 30 de septiembre en el video en streaming "Rosetta's final hour" del evento de transmisión en vivo de la ESA "Rosetta Grand Finale". [192]
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Enlaces externos
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Medios de comunicación
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"El viaje de doce años de Rosetta en el espacio" en YouTube, por la ESA
"Rosetta: aterrizando en un cometa" de la ESA
"El viaje de Rosetta alrededor del cometa" en YouTube, por la ESA
Las últimas imágenes de Rosetta en YouTube, por la ESA
"Cómo aterrizar en un cometa", por Fred Jansen, en TED2015
Noticias y comentarios sobre el aterrizaje ( The New York Times ; 12 de noviembre de 2014)
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