Las primeras 63 horas de Philae en el cometa 67P/Churyumov-Gerasimenko

Dibujo20150731 science cover - philae on 67p comet - artist impression - science mag

El 12 de noviembre de 2014 el módulo de aterrizaje Philae de la ESA tomó tierra en la superficie del cometa 67P/Churyumov-Gerasimenko (67P), casi tres décadas tras los sobrevuelos pioneros al cometa 1P/Halley en 1986. Hoy se publica un número especial de la revista Science sobre los resultados que Philae obtuvo en sus primeras 63 horas, desde que se separó de Rosetta, descendió, tocó tierra en 67P en un lugar llamado Agilkia y, tras varios rebotes, acabó en reposo en otro sitio llamado Abydos.

Lo más relevante a nivel de noticias en prensa han sido los resultados de los instrumentos COSAC y Ptolemy, que analizaron el polvo levantado por Philae tras aterrizar y rebotar en el cometa. Han observado 16 moléculas orgánicas, incluyendo algunas relacionadas con la vida. Muchos medios destacan que este resultado apoya la hipótesis de que los ingredientes de la vida llegaron a la Tierra en un cometa hace más de 3.800 millones de años. Por supuesto, todavía es muy pronto para extraer este tipo de conclusiones a partir de los datos de Philae sobre un único cometa.

Otros instrumentos Philae también nos han dado información muy interesante. ROLIS nos ha mostrado la superficie del cometa cercana a Agilkia con una resolución de 1 cm por pixel. CIVA nos ha mostrado la superficie en Abydos con una resolución de 1 mm por pixel. MUPUS ha mostrado que en Abydos la superficie es un polvo rico en hielo duro sinterizado, cubierto por una capa de polvo fino. CONSERT mostró que el interior de 67P es similar a la de los meteoritos carbonosos condríticos.

Nos resumen este número especial de Science en J.-P. Bibring et al., “Philae’s First Days on the Comet,” Science 349: 493, 31 Jul 2015, doi: 10.1126/science.aac5116. Recomiendo consultarlo a todos los que tengan acceso a esta revista.

Dibujo20150731 rolis image - another image from altitude of 67 m - science mag

A la izquierda una imagen del instrumento ROLIS tomada durante el descenso a unos 3,1 km sobre la superficie. El pequeño cuadrado blanco es la región ampliada a la derecha, imagen obtenida por ROLIS a una altura de 67,4 m sobre la región Agilkia.

Dibujo20150731 rolis image - from altitude of 9 m - particle diameter - science mag

Esta imagen obtenida a 9 m sobre la superficie por ROLIS muestra en detalle la estructura granular del regolito de la superficie de 67P. La figura muestra la distribución estadística de diámetros de las partículas observadas, con tamaños desde pocos centímetros hasta 5 metros. La profundidad de la capa regolito de estima entre 0 y 2 metros, según las zonas de la superficie. Más información en S. Mottola et al., “The structure of the regolith on 67P/Churyumov-Gerasimenko from ROLIS descent imaging,” Science 349, 31 Jul 2015, doi: 10.1126/science.aab0232.

Dibujo20150731 Elements of the MUPUS package on the Rosetta lander Philae - science mag

MUPUS (Multipurpose Sensors for Surface and Sub-Surface Science) son varios instrumentos que han medido la temperatura de 67P entre el 12 y el 14 de noviembre de 2014, así como las propiedades mecánicas de la superficie del cometa en la región Abydos tras el aterrizaje. En esta imagen se muestran los diferentes instrumentos y se destaca MUPUS-PEN (a la derecha).

Dibujo20150731 MUPUS surface temperature 67p comet package on the Rosetta lander Philae - science mag

La temperatura diurna de 67P variaba en noviembre de 2014 entre 90 y 130 K. La emisividad superficial era de 0,97 y la inercia térmica local era de 85 ± 35 tiu (referencia). El sensor térmico de MUPUS que debía penetrar en el terreno no pudo hacerlo, lo que permite estimar la resistencia local a la penetración en mayor de 4 megapascales. Se estima que la superficie es de un polvo de hielo sinterizado con una porosidad entre el 30% y el 65%. Más información en T. Spohn et al., “Thermal and mechanical properties of the near-surface layers of comet 67P/Churyumov-Gerasimenko,” Science 349, 31 Jul 2015, doi: 10.1126/science.aab0464.

Dibujo20150731 philae - x leg on floor - Philae - science mag

Esta imagen muestra que la pata +X de Philae parece haber tocado suelo en la región de Abydos. El instrumento CIVA (Comet Infrared and Visible Analyser) ha tomado imágenes de la región Agilkia (primer rebote con el cometa) con una resolución de 1 cm por pixel y de la región Abydos (ya en reposo) con una resolución de 1 mm por pixel.

En concreto se ha usado CIVA-P (CIVA-Panorama) compuesto de 5+2 microcámaras idénticas que permiten obtener imágenes estereoscópicas de tipo panorámico (con un campo de visión de ~360°). La resolución en frecuencia cubre desde el rango visible (a partir de 400 nm) hasta el infrarrojo cercano (hasta 1100 nm).

Dibujo20150731 civa - mm per pixel image - Philae - science mag

Los píxeles brillantes en esta imagen tienen un tamaño milimétrico. Realmente es increíble que podamos ver detalles tan pequeños en la superficie de cometa que entonces estaba a unos 515 millones de kilómetros de la Tierra y a unas 3 unidades astronómicas del Sol. Las imágenes revelan una superficie fracturada con muchos detalles, gran variedad en el tamaño de los granos de regolito y grandes variaciones en su albedo. Más información en J.-P. Bibring et al., “67P/Churyumov-Gerasimenko surface properties as derived from CIVA panoramic images,” Science 349, 31 Jul 2015, doi: 10.1126/science.aab0671.

Dibujo20150731 Idealized polyoxymethylene chains - philae 67p - science mag

Los espectros de masa tomados por Ptolemy unos 20 minutos tras la primera toma de tierra muestran la presencia de polioximetilenos (polímeros orgánicos formados por grupos CH2 y O, con cocientes masa/carga de 14 y 16, respectivamente). Resultados similares fueron observados en el cometa Halley en 1986, lo que parece indicar que su formación está inducida por la irradiación solar.

Dibujo20150731 Proposed polyoxymethylene fit to the Ptolemy spectra - philae 67p - science mag

Por supuesto, se trata de una hipótesis razonable, ya que el espectrómetro de masas Ptolemy cuenta el número de iones en función de su cociente masa/carga (cociente m/z). Más información en I. P. Wright et al., “CHO-bearing organic compounds at the surface of 67P/Churyumov-Gerasimenko revealed by Ptolemy,” Science 349, 31 Jul 2015, doi: 10.1126/science.aab0673.

Dibujo20150731 the 16 molecules used to fit the cosac mass spectrum - philae 67p - science mag

El analizador de gases COSAC (Cometary Sampling and Composition), unos 25 minutos después del aterrizaje inicial en el cometa, observó las 16 moléculas orgánicas que se muestran en esta tabla. Se han encontrado moléculas con nitrógeno, pero no con azufre, lo que ha sido una sorpresa para algunos expertos. No se ha observado amoníaco (NH3), ni HCNO, ni tampoco CO2, otra gran sorpresa para los expertos. Se cree que podría haber pequeñas cantidades de amoníaco (pero tan pequeñas que por ello no se han detectado).

Dibujo20150731 Possible formation pathways of COSAC compounds - philae 67p - science mag

Esta figura ilustra un posible mecanismo para la formación de los 16 compuestos orgánicos encontrados (en rojo moléculas que no se han observado y en verde las cuatro moléculas que se han observado por primera vez en un cometa). Queda mucho trabajo para entender los detalles de la formación de estas moléculas en el cometa 67P. Más información en Fred Goesmann et al., “Organic compounds on comet 67P/Churyumov-Gerasimenko revealed by COSAC mass spectrometry,” Science 349, 31 Jul 2015, doi: 10.1126/science.aab0689.

Dibujo20150731 Philae preliminary trajectory - philae 67p - science mag

Esta figura reconstruye la trayectoria de vuelo balístico de Philae sobre el cometa 67P el 14 de noviembre. Arriba se muestra dicha trayectoria sobre un mosaico de imágenes de OSIRIS. Durante el descenso de Philae y durante estos rebotes se ha medido el campo magnético del núcleo del cometa 67P mediante el instrumento ROMAP (Rosetta Magnetometer and Plasma Monitor).

Dibujo20150731 main events of philae landings - romap - mupus - philae 67p - science mag

No se ha observado campo magnético (si existe es menor de 2 nanoteslas). Hay que recordar que el núcleo del cometa 1P/Halley tampoco presentó campo magnético (no mayor de 50 picoteslas), pero estas medidas fueron obtenidas mediante sobrevuelos distantes. Las nuevas medidas cercanas a la superficie son mucho más fiables, indicando que los cometas no tienen campo magnético. Más información en Hans-Ulrich Auster et al., “The nonmagnetic nucleus of comet 67P/Churyumov-Gerasimenko,” Science 349, 31 Jul 2015, doi: 10.1126/science.aaa5102.

Dibujo20150731 reconstruction of Philae orientation at touchdown td1 from ROLIS - philae 67p - science mag

Dibujo20150731 touchdown td1 image - philae 67p - science mag

Rosetta ha sido capaz de ver las huellas del primer contacto de Philae con la superficie (TD1 por TouchDown 1). Comparando las imágenes antes y después se ha podido estimar la profundidad de dichas huellas. También se ha podido reconstruir la orientación de Philae en dicho contacto. Estos datos son importantes para conocer las propiedades mecánicas de la superficie del cometa. Más información en Jens Biele et al., “The landing(s) of Philae and inferences about comet surface mechanical properties,” Science 349, 31 Jul 2015, doi: 10.1126/science.aaa9816.

Dibujo20150731 Expected landing site within the strip defined by CONSERT - philae 67p - science mag

No se sabe el punto exacto del comet 67P donde acabó parado Philae. Esta figura muestra las mejores estimaciones disponibles según los datos del instrumento CONSERT (Comet Nucleus Sounding Experiment by Radiowave Transmission). Una región de unos 21 × 34 metros cuadrados.

Dibujo20150731 consert ranging result final lander location - philae 67p - science mag

El instrumento CONSERT tiene como objetivo investigar la estructura interna del núcleo del cometa. La permeabilidad media de la zona de la “cabeza” del cometa, donde está Philae, es de 1,27, lo que sugiere que esta región tiene un cociente volumétrico polvo/hielo entre 0,4 y 2,6, con una porosidad entre el 75% y el 85%. Esta composición es similar a la de las condritas carbonáceas (los meteoritos más antiguos conocidos). Más información en Wlodek Kofman et al., “Properties of the 67P/Churyumov-Gerasimenko interior revealed by CONSERT radar,” Science 349, 31 Jul 2015, doi: 10.1126/science.aab0639.

Science Magazine

Como ya sabrás, el pasado 13 de junio, tras 7 meses de silencio, Philae envió un mensaje de 85 segundos a Rosetta. Desde entonces ha enviado varios, pero la calidad de la señal es muy pobre. Por desgracia desde el 9 de julio no se ha vuelto a oír a Philae. La luz que reciben sus paneles solares seguirá aumentando conforme el cometa se acerca al Sol (alcanzará su perihelio el 13 de agosto). Se ha reducido la distancia de la órbita de Rosetta con la esperanza de mejorar la comunicación con Philae, pero sin éxito. Más información en Eric Hand, “Comet lander’s scientific harvest may be its last,” Science 349: 459-460, 31 Jul 2015, doi: 10.1126/science.349.6247.459.

Durante agosto la sonda Rosetta de la ESA tendrá una misión científica más importante que oír a Philae, tendrá que explorar las regiones del cometa que hasta ahora eran oscuras y que están empezando a iluminarse. No sabemos si Philae volverá a ponerse en contacto, pero lo que está claro es que ha cumplido su misión con creces. Todo un éxito para la ESA del que todos nos alegramos.


6 Comentarios

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Santiago BaleaSantiago Balea

Ola, muy de agradecer este artículo.

Lo de las moléculas orgánicas podría ser, gracias a los cometas, como la saliba que cambia de boca…

Gabriela

Esta misión que lleva once años en espera de resultados, ha tenido altos y bajos, algunos sustos muy grandes también, porque después de tanta planificación, de tanta espera, de tanto seguimiento, una vez que lograron alcanzar al cometa, y Rosetta comenzó a rodearlo y seguirlo, había que bajar a Philae…y el módulo se pegó tres” cometizajes “y dos rebotes que pudieron haberlo lanzado directo al espacio…y ¡chao Philae! La verdad es que la cantidad de datos que hay para analizar, tendrá entretenidos a los científicos por harto tiempo…Ahora, tampoco se puede acercar mucho Rosetta, porque el calor del Sol hace que lance polvo y vapores que si la tocan, la pueden mandar lejos…

En el mundo, creo que somos muchos los que esperamos noticias y queremos saber lo que se descubra, ¿verdad? y se agradecen blogs como este.

dingasodingaso

Que susto con los rebotes, como se ve , no hay mal que por bien no venga, con un optimista 80%, … para la próxima habrá que pensarlo bien dada esta experiencia…

Ahora , viendo el presente, y recordando el pasado, allá por mitad del siglo 20, recuerdo en revistas infantiles nos contaban como se cazaban las ballenas,….primero, desde distancia prudencial se disparaba el arpón, con el cañón de proa, después tirando de la cuerda, se montaba sobre la “bestia”, y empezaba el destripe… Sugestivamente, el protocolo inverso.

…es impresionante el trabajo en equipo que se nota tan eficiente, y efectivo, ¡¡¡ como lo van a disfrutar nuestros nietos !!!

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