Francis en #rosavientos: El primer aterrizaje en un cometa

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Ya puedes escuchar el podcast de mi sección Eureka en La Rosa de los Vientos de Onda Cero. Como siempre una transcripción, algunos enlaces y algunas imágenes.

El próximo miércoles de 12 de noviembre, si todo va bien, asistiremos a un hito en la historia espacial de la humanidad. Una sonda espacial aterrizará en un cometa. La misión de la sonda europea Rosetta nos depara muchas sorpresas. ¿Cuál es el objetivo de esta misión espacial? Rosetta es una sonda espacial de la ESA (Agencia Europea del Espacio) cuyo objetivo es explorar el cometa 67P/Churyumov-Gerasimenko (más conocido popularmente como «Chury»). El nombre Rosetta proviene de la famosa Piedra de Rosetta, que mostraba en tres lenguas diferentes un decreto del año 196 a.C. del faraón Ptolomeo V. El decreto estaba escrito en jeroglíficos egipcios, demótico y griego, siendo la clave para descifrar el significado de los jeroglíficos egipcios. La sonda Rosetta enviará a la superficie del cometa el un módulo de aterrizaje llamado Filé (Philae)*, cuyo nombre está inspirado en la antigua ciudad egipcia del mismo nombre donde existió un obelisco que fue clave para descifrar el texto de la piedra Rosetta. Se espera que la sonda Rosetta y el módulo de aterrizaje Filé desvelen muchos misterios del sistema solar primitivo. Se cree que los cometas están hechos de hielo y polvo interestelar con una composición muy parecida a la que tenía la nebulosa planetaria que dio origen al disco protoplanetario en el que se condensaron todos los planetas del sistema solar, incluida la Tierra. Por ello, estudiar en detalle un cometa como Chury es hacer arqueología del sistema solar.

* Philae es el nombre en inglés y latín de una ciudad que tiene nombre en español, Filé. En español el DRAE recomienda traducir los nombres de ciudades. He abusado de dicha norma para traducir el nombre del módulo de aterrizaje de Rosetta.

Más información en la «Bitácora de Rosetta» de Daniel Marín: «Todo listo para el encuentro,» Eureka, 03 Aug 2014; «¡Rosetta ha llegado a su destino!,» Eureka, 06 Aug 2014; «Oteando el paisaje,» Eureka, 19 Aug 2014; «Alcanzando la órbita del cometa,» Eureka, 10 Sep 2014; «Philae ya sabe dónde aterrizar en un cometa,» Eureka, 15 Sep 2014; «Todo listo para el aterrizaje de Philae en Agilkia,» Eureka 04 Nov 2014.

También recomiendo Teresa Guerrero, «Objetivo: Aterrizar en un cometa,» El Mundo, 09 Nov 2014; Alicia Rivera, «La sonda ‘Philae’ recibe las órdenes de descenso al cometa,» El País, 08 Nov 2014; y muchas otras fuentes.

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Rosetta es una misión de la ESA (Agencia Europea del Espacio). ¿Cuándo se lanzó al espacio y qué hemos descubierto gracia a ella desde entonces? La misión Rosetta fue lanza por el cohete Arianne 5 el 2 de marzo de 2004 y ha recorrido unos 400 6.500 millones de kilómetros desde la Tierra para alcanzar el cometa Chury el 6 de agosto de 2014, momento en el que se situó en órbita alrededor del cometa a una distancia de unos 100 km de distancia. Se han enviado sondas espaciales a siete cometas, pero ninguna ha obtenido imágenes tan detalladas y cercanas a un cometa como Rosetta. Despertada en enero tras 10 años de viaje nos ha estado enviando imágenes espectaculares del núcleo del cometa Chury desde el 27 de junio de 2014.  La forma de este cometa es muy curiosa, parecida a la de una bota (aunque algunos ven desde ciertos ángulos un patito de goma), con dos grandes lóbulos unidos por un cuello más delgado. Muchos cometas tienen dos lóbulos, incluido el famoso cometa Halley, pero en ninguno conocido están tan marcados como Chury. La gravedad en la superficie del cometa Churyumov-Gerasimenko varía mucho por culpa de su forma irregular; la aceleración media en la superficie es del orden de 1 mm/s² (en la superficie de la Tierra son 9,8 m/s²). El núcleo del cometa Chury rota cada 12,4 horas, pero la fuerza gravitatoria es mucho mayor que la fuerza centrípeta y no hay peligro de que se fragmente en dos trozos. La temperatura media en la superficie de Chury es de -70 ºC (variando entre -68 ºC y -73 ºC). El cometa Chury tiene una masa de diez billones de kilogramos (10^13 kg), un volumen de 25 km^3 y una densidad de unos 0,4 g/cm^3. Gracias a Rosetta tenemos un mapa muy detallado de la superficie del cometa Chury y de las partículas que abandonan su superficie en forma de chorros. Pero para saber tenemos que analizar muestras de su superficie.

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Ahí es donde entra Filé (Philae), la nave de la ESA que realizará el primer aterrizaje sobre la superficie de un cometa el próximo miércoles 12 de noviembre, si todo sale bien. ¿Dónde aterrizará Filé y qué nos permitirá descubrir? El núcleo doble del cometa Chury tiene muchos paisajes extraños y fascinantes. Zonas suaves y otras de perfil abrupto (como los grandes «acantilados» del «cuello» del cometa). En la superficie hay sedimentos y grandes rocas con dimensiones de decenas de metros. El 25 de agosto de 2014 se anunciaron cinco lugares candidatos para el aterrizaje de la sonda Filé. Se buscaba una zona segura, pero al mismo tiempo interesante que permitiera estudiar las variaciones en la actividad del cometa durante el día, cuando lo ilumina el Sol, y durante la noche, cuando está en sombra. El 15 de septiembre se anunció la región elegida, bautizada como Agilkia, el nombre de una isla situada en el cauce del río Nilo, al sur de Egipto. Filé aterrizará en Agilkia, una pequeña región que se encuentra en el lóbulo más pequeño del cometa Chury (67P/Churyumov-Guerasimenko). Quizás es un sitio un tanto «aburrido» pero es idóneo para estudiar las propiedades del núcleo del cometa en colaboración con el orbitador Rosetta, siendo el punto de aterrizaje más seguro según los expertos.

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El módulo de aterrizaje Filé (Philae) será el primer artefacto humano diseñado para posarse sobre la superficie de un cometa. ¿Cómo es esta sonda espacial que aterrizará en Chury? La pequeña sonda Filé (Philae) tiene 98 kg de peso y tiene una forma hexagonal de 0,85 x 0,85 metros, con tres patas que anclarán la sonda a la superficie del cometa. La sonda espacial Rosetta cuenta con once instrumentos científicos, mientra que Filé (Philae) lleva diez. Entre ellos destacan las 7 microcámaras del instrumento CIVA (Comet Infrared and Visible Analyser) que proporcionan una vista de 360º del lugar de aterrizaje. Durante el descenso se tomarán fotos con una cámara a color llamada ROLIS (Rosetta Lander Imaging System). Todos los instrumentos de Filé funcionarán gracias a sus paneles solares apoyados con baterías.

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El miércoles 12 de noviembre será el día clave. ¿Qué podemos esperar dicho día? Filé será lanzado hacia el cometa como una bala. Rosetta se ha alejado del cometa y el día 12 de noviembre se acercará al cometa con sus propulsores en marcha. Cuando se encuentre a unos 22,5 km de la superficie y haya alcanzado una velocidad entre 1,8 y 1,9 km/h, Filé se separará de Rosetta y se dirigirá hacia la superficie del cometa; mientras tanto Rosetta corregirá su trayectoria para ponerse de nuevo en órbita del cometa. Toda la maniobra será automática. Todo ha sido diseñado para garantizar un aterrizaje en firme y evitar que Filé rebote en la superficie tras el primer contacto (se calcula que Filé alcanzará la superficie a 3,6 km/h, es decir, 1 m/s). Para agarrarse a la superficie, Filé lleva dos arpones que lo anclarán a la superficie del cometa. Mediante un sistema pirotécnico estos arpones serán lanzados a 324 km/h en cuanto las patas entren en contacto con la superficie. Las tres patas se adaptarán a la pendiente del terreno y actuarán como amortiguadores del golpe. Los arpones y las patas de Filé incluyen instrumentos científicos (acelerómetros y sensores de temperatura).

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¿Cuáles serán los momentos clave de la maniobra espacial que hará que Filé aterrice en el cometa? Lo que sabemos a día de hoy podría cambiar en los próximos días. Las maniobras ocurrirá en el cometa a 28 minutos y 20 segundos de distancia de la Tierra, con lo que sabremos el resultado de todas las maniobras con dicho retraso. Se espera una amplia cobertura por la TV de la ESA (ESATV), mediante el blog de la ESA y vía las redes sociales. Se realizarán varios chequeos de Rosetta y Filé, que ante cualquier problema técnico harán que la operación de aterrizaje sea abortada y retrasada. Los chequeos serán el martes 11 de noviembre a las 20:30 horas de Madrid, el miércoles 12 de noviembre de madrugada a las 01:00, 02:35 y 07:03 de la mañana. La orden final de separación de Filé será recibida por Rosetta a las 08:35 hora de Madrid cuando la sonda debería estar a unos 22,5 km del cometa. Hasta las 09:03 no se recibirá la confirmación definitiva del éxito de la separación. El descenso durará unas 7 horas. Las primeras señales de Filé, a través de Rosetta, serán recibidas en la Tierra alrededor de las 11:53 hora de Madrid. Sabremos que el aterrizaje en el cometa ha sido todo un éxito sobre las 17:02 hora de Madrid. Todos cruzamos los dedos para que todo salga a las mil maravillas. Muchos estaremos muy atentos a los medios de la ESA para seguir todo el proceso en directo, o al menos lo más en directo posible.

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12 Comentarios

  1. Me pregunto si la sonda necesitará algún tipo de anclaje a la superficie del cometa, o si con le leve gravedad será suficiente. Teniendo en cuenta, además, que el cometa no es un cuerpo esférico por lo que la atracción gravitatoria difiere grandemente en según qué zona se pose.
    ¡Estaremos expectantes!

    1. No sólo los dos arpones; si no recuerdo mal, junto con un pequeño propulsor de hidrazina, es el sistema que le ayudará a «apretarse» contra el cometa mientras atornilla tres taladros que lleva en las esquinas de sus respectivas patas (y que se puede ver entre los sensores de cada uno de ellas).

      1. El propulsor de gas antirebote no responde y probablemente no funcionará:
        «La Agencia Espacial Europea (ESA) ha informado de que la sonda Philae que aterrizará este miércoles sobre el cometa 67P, tiene un problema en el sistema de descenso. Sin embargo han decidido seguir adelante con la misión tal y como estaba programada.
        Según han explicado en un comunicado, durante los controles de salud del módulo de aterrizaje, que se han realizado durante la noche del martes, se descubrió que el sistema de descenso activo, que proporciona un empuje para evitar un rebote en el momento de toma de contacto con el cometa, no se puede activar.
        “El propulsor de gas frío en la parte superior del módulo de aterrizaje no parece estar funcionando, así que tendremos que confiar plenamente en los arpones que se aferrarán a la superficie” de 67P, ha explicado uno de los responsables de la misión, Stephan Ulamec. “Vamos a necesitar un poco de suerte, que no haya una roca o una pendiente pronunciada en el lugar de aterrizaje”, ha reconocido.
        La ESA ha decidido seguir adelante con este histórico proyecto y, según han indicado, la separación se producirá en el momento previsto. Eso es a las 09.34 horas (hora peninsular), aunque la señal de confirmación de Philae, que confirmaría el éxito, no llegará hasta media hora más tarde.»
        http://www.europapress.es/ciencia/misiones-espaciales/noticia-sonda-aterrizara-cometa-sufre-problema-20141112093554.html

  2. Expectación…

    Se lee en cualquier medio que dejará -habrá dejado- «caer» la sonda: «La cadena de decisiones que condujeron a este hito empezaron a las 19:00 GMT / 20:00 CET del 11 de noviembre. La primera confirmó que Rosetta estaba en la órbita correcta para dejar caer a Philae hacia la superficie en el momento correcto.» http://noticiasdelaciencia.com/not/11931/la-philae-se-separo-de-la-sonda-rosetta-en-direccion-al-cometa/

    La acción de caer sólo se puede producir como consecuencia de la fuerza de la gravedad. Si en el cometa esta fuerza es ínfima, lo correcto sería decir que se hará dirigir la sonda hacia la superficie, ¿no?.

  3. La sonda -según leo- está orbitando alrededor del cometa. ¿Puede un objeto -la sonda-orbitar alrededor de un cuerpo celeste de escaso tamaño y peso y, por tanto, minúscula gravedad? Y si lo hace no por causa de la gravedad, ¿qué sentido tiene?

    1. Víctor, la sonda Rosetta no orbita el cometa porque la gravedad del cometa la atraiga, sino que acompaña al cometa (tiene la velocidad lineal adecuada). Desde el cometa parece que le orbita. Pero desde fuera los dos van hacia el Sol compartiendo una trayectoria común. Con pequeños motores se logra que Rosetta tenga una una trayectoria espiral que se asemeja a orbitar el cometa.

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Por Francisco R. Villatoro
Publicado el ⌚ 9 noviembre, 2014
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