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Qualche aggiornamento su 67P, Rosetta e Phlae

Rosetta NavCam 67P 20 November 2014 (virtual color)
Rosetta NavCam 67P 20 November 2014 (virtual color) Image credit: ESA/Rosetta/NAVCAM, CC BY-SA IGO 3.0 - Processing: 2di7 & titanio44, CC BY-SA IGO 3.0

Ho iniziato a scrivere questo post con l'intenzione di raccontare qualche novità su Rosetta e Philae, recentemente discussa in rete ma ieri sul blog di missione è stato pubblicato un nuovo mosaico della NavCam che merita decisamente la precedenza. Per cui, alla fine, seguirò una scaletta un po' diversa rispetto a quella che avevo programmato ma, tranquilli, troverete anche gli aggiornamenti, saranno solo un po' più giù!

La nuova incredibile sequenza di 4 immagini è stata ripresa dalla NavCam di Rosetta il 20 novembre 2014, da una distanza di 30,8 chilometri dal centro della cometa 67P.

La risoluzione è di circa 2,6 metri per pixel, quindi ogni quadrante di 1024 x 1024 pixel copre un'area di circa 2,7 chilometri.

Come tutte le foto scattate dalla NavCam, divise in 4 frame ripresi in successione, prospettiva, luci ed ombre cambiano sensibilmente tra un'immagine e l'altra. Per cui noi, come abbiamo raccontato più volte, preferiamo procedere manualmente, invece di lasciar decide ad un software l'allineamento e, soprattutto, il blending. Questa funzione, infatti, non riesce a lavorare efficacemente con le foto di 67P, dove zone con contrasto elevato e deboli sfumature devono convivere. I programmi tendono generalmente ad uniformare i toni, a discapito dei dettagli e in favore di nuovi artefatti.
Gli scatti presentano anche molto rumore che, in parte, potrebbe essere reale, causato da particelle in movimento intorno al nucleo (un punto in particolare, al centro dell'immagine, subito a destra del collo, ha tutta l'aria di esserlo!).
In ogni caso, è necessario cercare un compromesso e decidere se si preferisce dare risalto alla cometa o valorizzare la chioma.

Il mosaico in apertura, disponibile sul nostro album di Flickr in dimensione originale, è una nostra elaborazione, dove i colori virtuali ottenuti aiutano ad esaltare sia il profilo del nucleo che i getti.
Nella composizione seguente, invece, sono stati assemblati i frame originali, regolando toni e contrasto.

Rosetta NavCam 67P  20 November 2014

Rosetta NavCam 67P  20 November 2014
Image credit: ESA/Rosetta/NAVCAM, CC BY-SA IGO 3.0 - Processing: 2di7 & titanio44, CC BY-SA IGO 3.0

Rispetto alle foto precedenti della NavCam, queste mostrano vaste aree di deflusso di gas e polveri, che fino ad ora solo OSIRS era riuscito a vedere così nitidamente, segno di un chiaro incremento dell'attività cometaria.

D'altra parte, lavorando le ultime immagini, si ha la sensazione di non riuscire ad ottenere dettagli nitidi senza esagerare con il processing, come se la superficie fosse velatamente avvolta da una leggera nebbia.

In effetti, Rosetta ora si trova all'incirca al confine o poco oltre la chioma della cometa.

Recentemente sono state rilasciate le osservazioni del telescopio Gemini Sud, in Cile, ottenute nell'arco di 26 minuti, solo 9 ore prima dello storico atterraggio di Philae il 12 novembre.
Il Gemini Multi-Object Spectrograph (GMOS) montato sul telescopio aveva rivelato una chioma di almeno 12.000 chilometri di diametro in cui, quel giorno, Rosetta e Philae erano completamente immersi.

Telescopio Gemini - 67P

In questo stack, ottenuto impilando 15 scatti, ogni pixel corrisponde a 400 chilometri alla distanza della cometa da Terra e il nucleo di 67P è di appena 0,0001 pixel.

In quel momento, 67P si trovava a 3,4 Unità Astronomiche (UA) dalla Terra (circa 500 milioni di chilometri) e 3 UA dal Sole, tra le orbite di Marte e Giove, alla stessa distanza del bordo esterno della cintura di asteroidi. Un'osservazione non semplice anche per i potenti telescopi terrestri.

I getti, prima concentrati solo nella zona del collo, ora interessano aree più ampie del nucleo.
Di seguito un immagine ed un video che mettono in risalto l'attività cometaria.

Rosetta NavCam 67P 20 November 2014

Rosetta NavCam 67P  20 November 2014
Image credit: ESA/Rosetta/NAVCAM, CC BY-SA IGO 3.0 - Processing: 2di7 & titanio44, CC BY-SA IGO 3.0

Ieri si è anche svolta una sessione AMA su reddit, durante la quale un team di scienziati ed ingegneri che lavora su Philae e Rosetta, presso il Centro Aerospaziale Tedesco DLR, ha risposto ad un'infinità di domande.

Ecco alcuni dei punti più interessanti:

  • Ci aspettiamo di avere energia sufficiente per l'avvio intorno a marzo del prossimo anno. Philae dovrà essere riscaldato prima di iniziare a caricare la batteria e quindi, non possiamo aspettarci potenza a sufficienza per attivare i sistemi, calore ed energia prima dell'inizio dell'estate.
    (Michael Maibaum - Philae System Engineer and Deputy Operations Manager at DLR/Cologne)

  • Non è colpa delle batterie! Le batterie sono nate per essere ricaricate con pannelli solari ma Philae, saltando un paio di volte dopo il primo touchdown, è finito in ombra per quasi tutto il tempo (circa un'ora di luce solare ogni 12 ore-giorno sulla cometa). E' come cercare di alimentare la vostra casa con i pannelli solari quando si vive in Alaska, appena sotto il circolo polare artico, durante l'inverno. Non siamo ancora sicuri di dove si trovi Philae ma se il luogo ipotizzato è corretto, il cambio stagionale verso la primavera nell'emisfero di Philae, dovrebbe portare molta più la luce del Sole su una scala temporale di mesi. Questo, insieme al fatto che la cometa si avvicina al Sole, dovrebbe riscaldare le batterie sufficientemente, caricandole e mantenendole in carica.
    (Michael F. A'Hearn - Astronomy Professor (emeritus) and Principal Investigator of the Deep Impact mission)

  • La più grande sorpresa per me è stato il percorso di Philae dopo il primo touchdown. E' stato completamente inaspettato
    (Michael F. A'Hearn - Astronomy Professor (emeritus) and Principal Investigator of the Deep Impact mission)

  • Penso che si possa fare di nuovo un atterraggio come previsto. Se gli arpioni e l'ADS [Tank - Active Descent System, ossia il jet che avrebbe dovuto spingere il lander verso la superficie della cometa] avessero funzionato, avremmo avuto una missione perfetta, su un ottimo sito di atterraggio ed un sacco di enrgia per una missione scientifica a lungo termine.
    (Michael Maibaum - Philae System Engineer and Deputy Operations Manager at DLR/Cologne)

  • OSIRIS ha scattato foto dall'orbiter per cercare il lander ma quelle immagini sono ancora a bordo della sonda, in attesa del loro turno per il downlink.
    Ci sono stati diversi luoghi proposti per il punto di atterraggio definitivo nelle immagini di OSIRIS ma nessuno è abbastanza sicuro. Relazionare le immagini con l'esperimento CONCERT può aiutare.
    (Michael F. A'Hearn - Astronomy Professor (emeritus) and Principal Investigator of the Deep Impact mission)

  • Attualmente la zona di atterraggio sospettata è stata ripresa da OSIRIS da una distanza di circa 30 km, appena sufficiente per risolvere il lander. il prossimo fine settimana è prevista un'orbita più stretta.
    (Horst Uwe Keller - Comet Scientist (emeritus), DLR-PF/Berlin and IGEP TU Braunschweig)

  • Apparentemente Philae [durante i rimbalzi e il volo] ha ruotato solo quasi verticalmente. In caso contrario lo avremmo perso.
    (Stephan Ulamec - Manager of the Philae Lander project at DLR/Cologne)

Anche io ho fatto due domande: una relativa alle tracce sul suolo lasciate durante il primo touchdwn.

Ne avevo parlato in un paio di post, avanzando anche qualche speculazione.
Riassumento, Emily Lakdawalla aveva pubblicato sul suo blog un'interessante animazione in cui venivano sovrapposte e comparate due immagini riprese prima e dopo il primo touchdown, rispettivamente da ROLIS ed OSIRIS. Da un primo confronto sembrava che sul suolo di 67P ci fossero più tracce rispetto a quelle che avrebbero dovuto lasciare i tre piedi del lander. Anche il file audio registrato da Cometary Acoustic Surface Sounding Experiment (CASSE) durante il primo touchdown, presenta quattro curiosi "tonfi", invece di 3, in analogia con le immagini.
La nostra ipotesi era che Philae avesse toccato il suolo la prima volta solo con un piede e poi, poco più in là, con tutti e tre in successione; oppure, fosse atterrato appoggiando tutti e tre i piedi, per poi "saltellare" solamente su uno, generando la quarta impronta, prima di rimbalzare nello spazio.

Ma Stubbe Hviid (Co-Investigator of the OSIRIS camera on Rosetta at DLR-PF/Berlin) ha così risposto:

Risulta che soltanto uno degli spots sulla superficie, è imputabile al sito effettivo di atterraggio.
La gente è stata un po' frettolosa nell'interpretare i tre punti come l'impronta del piede della gamba.
Le macchie sono lontani le une dalle altri per essere le gambe lander.
Un punto è il sito del touchdown. Un altro punto è probabilmente un'ombra del pennacchio di polvere sollevata dal touchdown.

Quindi, a quanto pare, l'ipotesi del "salto sul posto" è da escludere.

Io ancora non mi ero impegnata a ricostruire personalmente la scena.
Sono partita adattando la scala del lander sul mosaico di OSIRIS in cui è stata ripresa l'intera sequenza di atterraggio. Quei scatti hanno una risoluzione è di 28 cm per pixel, quindi, Philae, che è quasi 1 x 1 metro, misura poco meno di 4 pixel (il dettaglio del riquadro scattato dopo l'atterraggio, alle 15:43, è posizionato in alto a sinistra nella composizione qui sotto).
Successivamente ho adattato questo frame all'immagine di ROLIS ripresa durante la discesa a soli 40 metri dal suolo, appena 39 secondi prima del touchdown (grazie a Marco di Lorenzo per aver calcolato l'ora dello scatto!).
Arrivata a questo punto, mi sono resa conto che potevano esserci diverse interpretazioni.
Philae, approssimativamente in scala, ad esempio, è posizionato con i piedi, in due diversi modi possibili, in quelle che potrebbero essere le tracce lasciate sulla superficie. I cerchi bianchi rappresentano i punti più coerenti con la dimensione del lander, il cerchio giallo indica, invece, quello incriminato, in effetti un po' troppo in là per essere direttamente relazionato con l'atterraggio; mentre la freccia rossa è la direzione verso la quale è rimbalzato Philae.

Philae scena del primo touchdown

Credit: ESA / Rosetta / Philae / ROLIS / DLR; ESA / Rosetta / MPS for OSIRIS-Team MPS / UPD / LAM / IAA / SSO / INTA / UPM / DASP / IDA; Elisabetta Bonora
(elaborazione originale Emily Lakdawalla)

Tuttavia, questo è quello che i nostri occhi cercano di ricostruire perché come indicato da Stubbe Hviid, uno dei segni, o forse più di uno, potrebbe essere semplicemente l'ombra della nuvola di polvere alzata al touchdown. Anche la NavCam l'aveva ripresa ma alle 15:35, subito dopo il landing, ossia 8 minuti prima dello scatto di OSIRIS utilizzato per il confronto. In tal caso, la nube sarebbe rimasta un bel po' di tempo sopra il sito di atterraggio prima di dissiparsi.

Ammetto che io stessa faccio fatica ad associare quei segni ad ombre o sbuffi di polvere (fatta eccezione, forse, per quello in alto a sinistra) ma d'altra parte è bene tenere a mente anche qualche altro aspetto:

  1. stiamo basando le nostre considerazioni solo su due immagini;
  2. la foto di OSIRIS adagiata sopra a quella di ROLIS è stata ingrandita molto per raggiungere la stessa scala. Molte caratteristiche di superficie sono acora percepibili ma con una scarsa definizione;
  3. grazie alle immagini della NavCam abbiamo imparato quanto la morfologia possa apparire diversa, se vista da un'altra prospettiva e con altre condizioni di luce, anche a distanza di pochi minuti.

Quindi, mi sento di dire che il primo touchdown è destinato a rimanere ancora uno dei momenti più intriganti dell'atterraggio così come il landing definitivo. Anche in questo caso ho visto molte persone indaffarate nel cercare di individuare Philae nelle immagini della NavCam, senza tener conto che ad una risoluzione di circa 2,5 metri per pixel, Philae misurerebbe meno di mezzo pixel. Praticamente impossibile da scovare, soprattutto nella zona buia dove è finito.

In tutto questo c'è anche un altro mistero che attende di essere risolto: il trapano SD2 (Sample and Distribution Device) è riuscito realmente a perforare la cometa e a raccogliere campioni?
A questo dedicherò un post ad hoc, ma ecco una piccola anticipazione.
Al momento ci sono alcune immagini di ROLIS sotto esame che potrebbero quantomeno chiarire se la punta ha lasciato un segno sulla dura superficie di 67P.
Dato che si era accennato anche della possibilità che l'azione del trapano avesse spostato il lander, non ancorato, senza perforare, ho chiesto se c'era qualche notizia in merito.
Alla mia domanda ha risposto Ivanka Pelivan (MUPUS Co-Investigator and ROLIS team member (operations) at DLR-PF/Berlin):

Dalle immagini di ROLIS sembra che il trapano non abbia spostato il lander.

E come sempre... stay tuned!

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Elisabetta Bonora

Sono una image processor e science blogger appassionata di astronomia, spazio, fisica e tecnologia, affascinata fin da bambina dal passato e dal futuro.
In cerca di una nuova occupazione, negli ultimi anni mi sono occupata di digital advertising, web e video analytics.
Dedico il tempo libero alla mia dolcissima bimba Sofia Vega, a questo sito (creato nel 2012 in occasione dello sbarco del rover Curiosity su Marte) ed al processing delle immagini raw scattate dalle sonde e dai rover inviati nel nostro Sistema Solare "per esplorare nuovi mondi, alla ricerca di nuove forme di vita, per arrivare là dove nessuno è mai giunto prima!" ...Ovviamente, è chiaro, sono una fan di Star Trek!

Sito web: https://twitter.com/EliBonora
Email Questo indirizzo email è protetto dagli spambots. È necessario abilitare JavaScript per vederlo.

5 commenti

  • Link al commento Anakin Lunedì, 01 Dicembre 2014 09:10 inviato da Anakin

    Il lander non è minimamente stabile. Non si può nemmeno definire "atterrato": sta praticamente orbitando a zero km di altezza![/quote]

    Molto bella questa definizione: orbitando a zero km di altezza

  • Link al commento jumpjack Venerdì, 28 Novembre 2014 21:15 inviato da jumpjack

    Il lander non è minimamente stabile. Non si può nemmeno definire "atterrato": sta praticamente orbitando a zero km di altezza!

  • Link al commento Anakin Venerdì, 28 Novembre 2014 17:54 inviato da Anakin

    Hanno detto che ha fatto 3 rimbalzi coprendo la distanza di almeno 1 km
    Anche per me il touchdown è stato molto più complicato.

  • Link al commento jumpjack Venerdì, 28 Novembre 2014 11:47 inviato da jumpjack

    Non è proprio possibile che la quarta traccia sia una "nuvola di polvere".
    Primo perchè senza atmosfera non si creano nubi di polvere.
    Secondo perchè ha la stessa ombreggiatura delle tracce dei piedi, che sono concave.

    Chissà che Philae non si sia ribaltato e abbia dato una "capocciata", visto che hanno spento immediatamente lo stabilizzatore.... Spiegherebbe anche il fatto che l'impronta è più grande.

    Comunque il primo touchdown è stato MOLTO MOLTO più complicato di quanto si dice, a giudicare dalle immagini in questo post!
    http://forum.nasaspaceflight.com/index.php?topic=35353.msg1290960#msg1290960

    Si registrano ben OTTO punti di impatto e due "qualcosa" che potrebbero essere nuvole di polvere... che come detto sono impossibili, semmai nel vuoto si creano dei coni di polvere.

    Chissà se qualcuno ha mai provato a simulare il comportamento della sabbia nel vuoto!

  • Link al commento Anakin Venerdì, 28 Novembre 2014 09:38 inviato da Anakin

    Grazie Eleonora.
    A me sembra (ma forse sbaglio) che la posizione esatta di Philae non sia ben chiara a nessuno di loro e si sttia tentando di andare ad intuizione. Hanno sbagliato i calcoli tra gravità della cometa e tempi di ancoraggio su un corpo più duro del diamante. Del resto nessuno era mai atterrato prima su una cometa. Non so quanto sia stabile il Lander.
    Grazie. Otitmo articolo come sempre

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