Rosetta trova Philae tramite Osiris
Le foto dell'Agenzia Spaziale Europea (ESA)
21 novembre 2014 (MoviSol) - Con il permesso della redazione del sito diregiovani.it pubblichiamo un articolo del 17 novembre scorso, sulla missione Rosetta dell'Agenzia Spaziale Europea. L'articolo completo di approfondimenti è disponibile nella pagina originale.
OSIRIS/WAC (Optical, Spectroscopic, and Infrared Remote Imaging System): OSIRIS è lo strumento principale della missione Rosetta per la raccolta delle immagini della cometa. È composto da due canali: NAC (Narrow Angle Camera), ottimizzato per ottenere mappe ad alta risoluzione del nucleo della cometa, fino a 2cm per pixel, con una capacità di messa a fuoco da 2 km a infinito e da 1 a 2 km; WAC (Wide Angle Camera), ottimizzato per ottenere una mappa panoramica ad alta risoluzione del materiale gassoso e delle polveri nei dintorni del nucleo della cometa. Il canale WAC di OSIRIS è di responsabilità italiana ed è progettato per lo studio accurato delle emissioni gassose della cometa sia nel visibile che nella banda UV. Le immagini acquisite da questo canale, saranno utilizzati per selezionare la zona in cui si dovrà posare il lander.
I DATI DI PHILAE
ASI - L’ardita missione di Philae, il lander di Rosetta è già un immenso successo. Philae ha svolto egregiamente la prima parte della sua missione sulla superficie del nucleo di 67P/Churyumov Gerasimenko e riposa in attesa di riacquisire l’energia necessaria per rimettersi al lavoro.
Ma dove esattamente si trova Philae? Ha toccato il suolo nel luogo in cui avrebbe dovuto, con una precisione esaltante, il cui merito va attribuito al gruppo di dinamica del volo dello Space Operations Centre dell’ESA. Ma non è riuscito ad ancorarsi al suolo, ha rimbalzato riprendendo il volo verso una destinazione ignota, ha ritoccato il suolo una seconda volta e poi subito dopo una terza in cui ha trovato finalmente riposo.
L’esperimento di radioscienza CONSERT a bordo di entrambi i veicoli è stato fatto operare in una modalità messa appunto nell’immediato, non prevista prima: ha cercato di misurare la distanza tra Rosetta e Philae per tre volte, in maniera di poter triangolare le misure e restringere notevolmente il campo di ricerca.
Parallelamente, il team di OSIRIS ha cercato di avvistare Philae sulle immagini scattate dall’orbita subito dopo il touch down, avvenuto alle ore 16:34:06 ora italiana. I dati sono arrivati a terra e sono stati processati.
Nell'immagine in alto a sinstra e in alllegato in alta definizione, scattata 9 minuti dopo il touch down, (Credits: ESA/Rosetta/MPS for OSIRIS Team MPS/UPD/LAM/IAA/SSO/INTA/UPM/DASP/IDA) si vede il luogo dove le immagini scattare da ROLIS durante la discesa avevano mostrato si sarebbe atterrati: si vedono chiaramente i segni di due piedi, forse anche quello del terzo! Philae è stato lì. Ma dove sarà andato? Scorrendo l’immagine più in là, proiettato su un “masso” di notevoli dimensioni, ecco il nostro Philae in volo.
Ora si conosce la direzione verso cui si è diretto. Non resta che cercare lì, nelle immagini scattate successivamente.
Rosetta è una missione dell’ESA con contributi dei suoi stati membri e della NASA. Il lander Philae è stato sviluppato da un consorzio internazionale a guida di DLR, MPS, CNES e ASI. La partecipazione italiana alla missione consiste in tre strumenti scientifici a bordo dell’orbiter: VIRTIS (Visual InfraRed and Thermal Imaging Spectrometer) sotto la responsabilità scientifica dell’IAPS (INAF Roma), GIADA (Grain Impact Analyser and Dust Accumulator) sotto la responsabilità scientifica dell’Università Parthenope di Napoli, e la WAC (Wide Angle Camera) di OSIRIS (Optical Spectroscopic and Infrared Remote Imaging System) sotto la responsabilità scientifica dell'Università di Padova e del CISAS.
A bordo del lander, è italiano il sistema di acquisizione e distribuzione dei campioni SD2 (Sampler Drill & Distribution), sotto la responsabilità scientifica del Politecnico di Milano, ed il sottosistema dei pannelli solari.
ESA - Il lander Philae ha cominciato la perforazione della cometa che ha raggiunto mercoledì scorso. Lo rendono noto gli scienziati dell'Agenzia Spaziale europea, ma non ci sono ancora dati scientifici.
“Abbiamo attivato il trapano”, ha detto uno dei responsabili delle operazioni.
Il modulo si trova in una posizione precaria.Nella notte è stato utilizzato un braccio meccanico per riposizionarlo: si trova accanto a una parete rocciosa, situazione che rende difficile l’azionamento dei pannelli solari che dovrebbero garantire energia al lander. Sta funzionando anche il braccio meccanico Mupus, attivato per aiutare il lander della missione Rosetta a modificare la scomoda posizione nella quale si trova. «Stanno arrivando di dati, ma bisognerà analizzarli per capire se il lander Philae ha cambiato posizione», ha detto all'Ansa il coordinatore scientifico dell'Agenzia Spaziale Italiana (Asi) dal centro di controllo di Colonia.
ESA - Philae sta trapanando la cometa 67P/Churyumov-Gerasimenko. La conferma dal DLR (German Aerospace Center). I tecnici hanno preso questa decisione per i problemi segnalati già ieri durante la conferenza ufficiale dell'ESA: la durata delle batterie di Philae e la sua posizione.
Il giorno più lungo di Rosetta termina con un'esplosione di gioia alle 17.03 ora italiana. Urla, abbracci e qualche lacrima per dare l'annuncio storico che tutti aspettavano: “Siamo scesi su una cometa”. Per la prima volta uno strumento costruito dall'uomo tocca la superficie di uno di questi corpi celesti, lontano da noi 511 milioni di chilometri e che viaggia a una velocità di 18 chilometri al secondo. Tutti col fiato sospeso, a partire dalla mattina del 12 novembre, quando l'Esa ha dato l'ok al distacco del lander Philae dalla sonda Rosetta malgrado fossero stati riscontrati problemi al sistema di ancoraggio che lo avrebbe dovuto tenere saldo alla superficie sconosciuta di 67P/Churyuomov-Gerasimenko.
Obiettivi Scientifici
Il principale obiettivo scientifico della missione è la comprensione dell’origine delle comete e delle relazioni tra la loro composizione e la materia interstellare quali elementi fondamentali per potere risalire alle origini del Sistema Solare. La ricerca di materiali inalterati si ottiene tramite l’esplorazione cometaria poiché le zone esterne del Sistema Solare contengono materiale ricco di sostanze volatili che non è stato processato nelle zone interne caratterizzate da alte temperature.
L’esplorazione della cometa consiste nella caratterizzazione del suo nucleo e della chioma, la determinazione delle loro proprietà dinamiche, lo studio della morfologia e della composizione. In particolare, lo studio della mineralogia e dei rapporti isotopici degli elementi volatili e refrattari del nucleo fornirà informazioni preziose sulla composizione della nebulosa che, nei modelli correnti, si pensa sia stata all’origine del Sistema Solare.
Per raggiungere questi obiettivi la navicella orbiterà a lungo attorno alla cometa, seguendola nel suo viaggio verso l’interno del sistema planetario, mentre il lander Philae permetterà di effettuare misure in-situ e di campionare del materiale alla superficie del nucleo per una analisi chimico-mineralogica dettagliata.
Una collaborazione internazionale ricchissima, in cui c'è anche tanta Italia. A partire dai due dell'Esa, Andrea Accomazzo, direttore di volo di Rosetta, e Paolo Ferri, responsabile delle operazioni. Ma soprattutto ci sono loro, gli strumenti. SD2, il trapano di Philae che scalfirà l'ignoto perforando la cometa, realizzato da Galileo Avionica. E poi Giada e Virtis, realizzati sotto la guida di Finmeccanica Selex ES. Di responsabilità italiana anche la Wide Angle Camera (Wac) dello strumento Osiris e , naturalmente, il complesso sistema di pannelli solari che ha permesso a Rosetta di arrivare fin laggiù, così lontana da noi, in un viaggio durato 10 anni.
Contributo Italiano
La partecipazione italiana alla missione ROSETTA consiste di tre strumenti scientifici dell’orbiter: VIRTIS (Visual InfraRed and Thermal Imaging Spectrometer) il cui PI è il dott. Fabrizio Capaccioni dell’IAPS (INAF Roma), GIADA (Grain Impact Analyser and Dust Accumulator) il cui PI è il dott. Luigi Colangeli dell’INAF-OAC (Napoli), e la WAC (Wide Angle Camera) di OSIRIS del prof. Cesare Barbieri dell’università di Padova (PI dr. Uwe Keller, MPInstitute fur Sonnensystem). A bordo del lander, è italiano il sistema di acquisizione e distribuzione dei campioni (SD2), realizzato da Galileo Avionica ed il cui PI è la prof.sa Amalia Ercoli Finzi del Politecnico di Milano, ed il sottosistema dei pannelli solari (Politecnico di Milano). L’Italia ha anche fornito Manpower al Lander Project Team.
VIRTIS (Visible and Infrared Thermal Imaging Spectrometer): combina 3 canali di osservazione in un unico strumento, due dei quali saranno utilizzati nella ricostruzione della mappa spettrale del nucleo. Il terzo canale è dedicato alla spettroscopia ad alta risoluzione. Con queste osservazioni si cercherà di risalire alla natura delle parti solide che compongono il nucleo della cometa e tracciare le sue caratteristiche termiche. I dati ottenuti, combinati con i dati acquisiti da altri strumenti, saranno utilizzati per selezionare la zona sulla quale far posare il lander.
GIADA (Grain Impact Analyser and Dust Accumulator) è uno strumento in grado di analizzare le polveri e piccoli grani di materiale presente nella chioma della cometa misurandone le proprietà fisiche e dinamiche, tra le quali la dimensione, il rapporto tra materiale granuloso e quello gassoso, la velocità delle particelle.
OSIRIS/WAC (Optical, Spectroscopic, and Infrared Remote Imaging System): OSIRIS è lo strumento principale della missione Rosetta per la raccolta delle immagini della cometa. È composto da due canali: NAC (Narrow Angle Camera), ottimizzato per ottenere mappe ad alta risoluzione del nucleo della cometa, fino a 2cm per pixel, con una capacità di messa a fuoco da 2 km a infinito e da 1 a 2 km; WAC (Wide Angle Camera), ottimizzato per ottenere una mappa panoramica ad alta risoluzione del materiale gassoso e delle polveri nei dintorni del nucleo della cometa.
Il canale WAC di OSIRIS è di responsabilità italiana ed è progettato per lo studio accurato delle emissioni gassose della cometa sia nel visibile che nella banda UV. Le immagini acquisite da questo canale, saranno utilizzati per selezionare la zona in cui si dovrà posare il lander.
A bordo del lander di Rosetta sono presenti i seguenti sistemi italiani:
SD2 – Sample Drill&Distribution: SD2 rappresenta un elemento di elevata miniaturizzazione, condensando in appena 4Kg tecnologie ad altissime prestazioni. SD2 è in grado di resistere alle condizioni ambientali proibitive in cui si troverà ad operare mentre cercherà di penetrare il nucleo della cometa sino a 20 cm di profondità. Un meccanismo sofisticato consentirà di distribuire i campioni prelevati (diametro di circa 2,5mm) in appositi contenitori in modo da rendere possibile lo studio delle proprietà mediante alcuni degli strumenti a bordo del lander. Il funzionamento del sistema SD2 è regolato da un software sofisticato, installato nel computer di bordo del lander.
Un altro elemento “made in Italy” è il Solar Array costituito da celle solari ad alta efficienza in grado di garantire la potenza elettrica necessaria anche a distanze dal Sole superiori a 2 AU.
Accordi Internazionali
Per quanto concerne il lander Philae, è stato costituito un Consorzio Internazionale di cui l’ASI fa parte; oltre alla realizzazione di SD2 e dei Solar Array (SA), l’ASI ha cogestito il progetto attraverso un Project Manager Deputy, ha partecipato allo Steering Committee e fornisce supporto per le attività sul lander a livello di sistema e di sottosistemi. [
ASI]
Rosetta è una scatola in alluminio con dimensioni 2.8 x 2.1 x 2.0 metri. E' composta da un
orbiter e da un
lander. A bordo ha due strumenti scientifici:
Module Support Payload e Module Support Bus. Ha un'antenna orientabile ad alto guadagno. Due enormi ali costituite da pannelli solari che si estendono sui lati con una superficie di 32 metri quadrati. Ciascuna di esse comprende cinque pannelli, ed entrambi possono essere ruotato di +/- 180 gradi per catturare la massima quantità di luce solare. Al contrario, i pannelli laterali e posteriori dell'orbiter sono in ombra per gran parte della missione. Dal momento che questi pannelli ricevono poca luce solare, sono il luogo ideale per radiatori e griglie della navicella.
OGGI ANALIZZIAMO in DETTAGLIO il LANDER
APXS (Alpha X-ray Spectrometer) entrando nel sottosuolo per 4 centimetri, rileva le particelle alfa e raggi X, che forniscono informazioni sulla composizione elementare della superficie della cometa.
ÇIVA sei micro-telecamere per scattare foto panoramiche della superficie. Uno spettrometro che studia la composizione e la struttura di campioni prelevati dalla superficie.
CONSERT (Comet Nucleus Sounding Experiment by Radiowave Transmission) analizza la struttura interna del nucleo.
COSAC (Cometary Sampling and Composition experiment) è uno dei uno dei due analizzatori di gas evoluti, rileva e identifica le molecole organiche complesse nella loro composizione elementare e molecolare.
MODULUS PTOLEMY è un analizzatore di gas evoluto, che ottiene misure accurate di rapporti isotopici degli elementi leggeri.
MUPUS (Multi-Purpose Sensors for Surface and Subsurface Science) utilizza dei sensori sul Lander e una sonda posta all'esterno per misurare la densità e le proprietà termiche e meccaniche della superficie.
ROLIS (Rosetta Lander Imaging System) è una fotocamera CCD per ottenere immagini ad alta risoluzione durante la discesa e immagini panoramiche stereo di aree campionate da altri strumenti.
ROMAP (Rosetta Lander Magnetometro e Plasma Monitor) è un magnetometro per lo studio del campo magnetico locale e l'interazione cometa/vento-solare.
SD2 (Sample and Distribution Device) un trapano che arriva a 20 centimetri dalla superficie, raccoglie campioni e li consegna a diversi forni o per l'ispezione al microscopio.
SESAME (Surface Electrical, Seismic and Acoustic Monitoring Experiments) tre strumenti di misura per gli strati esterni della cometa. L'esperimento Surface Acoustic Sounding Cometary misura il modo in cui il suono viaggia attraverso la superficie e indaga le sue caratteristiche elettriche.
