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La scienza di Philae: le prime pubblicazioni su dati rilevati dal lander

Philae #CometLanding: rappresentazione artistica ottenuta con le immagini della NavCam e di OSIRIS a bordo della sonda dell'ESA Rosetta (https://flic.kr/p/pMiTGQ).
Philae #CometLanding: rappresentazione artistica ottenuta con le immagini della NavCam e di OSIRIS a bordo della sonda dell'ESA Rosetta (https://flic.kr/p/pMiTGQ). Image: ESA/Rosetta/NAVCAM, CC BY-SA IGO 3.0 / OSIRIS/MPS/UPD/LAM/IAA/SSO - Processing: 2di7 & titanio44, CC BY-SA IGO 3.0

Con un comunicato, l'ESA ha fatto il punto sui primi risultati salienti dei dati ottenuti da Philae nel corso del #CometLanding del 12 novembre 2014.

I diversi studi, a cui la rivista Science ha dedicato uno speciale, riguardano le sette ore di discesa del lander verso la cometa 67P/Churyumov–Gerasimenko e il primo touchdown sul sito di atterraggio Agilkia, il quale ha poi innescato una serie di rimbalzi durante i quali Philae ha preso misurazioni "al volo" (è proprio il caso di dirlo!), fino a fermarsi nel sito di atterraggio definitivo, Abydos, tuttora sconosciuto.

Nonostante le peripezie, prima di cadere in letargo, il lander era riuscito a completare circa l'80% della sequenza di scienza programmata nell'arco delle 64 ore seguenti alla separazione da Rosetta.

Philae #CometLanding

Questo filmato mostra la sequenza di atterraggio, verso il primo touchdown, con le immagini riprese dal ROsetta Lander Imaging System (ROLIS). Nel primo frame, scattato a poco più di 3 chilometri dalla cometa, è indicata la posizione del sito Agilkia, l'area coperta dall'immagine successiva della sequenza scattata da 67 metri di quota. Le sei immagini seguenti sono state riprese a distanza di 10 secondi l'una dall'altra negli istanti prima del touchdown. Il frame finale è stato acquisito a 9 metri di altezza su Agilkia.
I singoli scatti sono disponibili ai seguenti link: Comet from 3.1 km, Comet from 67.4 m, Comet from 57.9 m, Comet from 48.5 m, Comet from 38.6 m, Comet from 28.9 m, Comet from 18.8 m, Comet from 9 m
Credits: ESA/Rosetta/Philae/ROLIS/DLR

Timeline delle ore di scienza di Philae

Timeline delle ore di scienza di Philae

In volo

Dopo il primo touchdown, gli strumenti di "gas-sniffing", Ptolemy e COSAC, hanno analizzato i campioni di gas e di polvere cometaria entrati nel lander, determinandone la composizione chimica.

COSAC (COmetary SAmpling and Composition) ha studiato gli ingredienti volatili dei grani di polvere della cometa rivelando una serie di 16 composti organici ricchi di carbonio e azoto, tra cui isocianato di metile, acetone, propionaldeide, e acetammide, che finora non erano mai stati osservati nelle comete.
Ptolemy si è invece concentrato sui principali gas della chioma: vapore acqueo, monossido di carbonio e biossido di carbonio, insieme alle piccole quantità di composti organici contenenti carbonio, tra cui la formaldeide.

È importante sottolineare che alcuni di questi elementi rilevati da Ptolemy e COSAC svolgono un ruolo chiave nella sintesi prebiotica di aminoacidi, zuccheri e basi azotate: gli ingredienti per la vita.

Le rispettive pubblicazioni sono disponibili qui:


In superficie

Grazie alle riprese di ROLIS durante la fase di discesa e alle immagini catturate da CIVA nel sito definitivo Abydos, il team ha potuto confrontare la topografia di queste due zone.

ROLIS ha mostrato una superficie composta da blocchi di diversi metri di varie forme, regolite a grana grossa con granulometria di 10-50 centimetri e granuli con diametri inferiori ai 10 centimetri.
La regolite in Agilkia potrebbe estendersi fino a 2 metri di profondità in alcuni punti ma sembra priva di depositi a grana fine.
Il masso più grande entrato nel campo visivo della fotocamera misura 5 metri di altezza: presenta una struttura irregolare e linee di frattura trasversali, segno che sta lavorando qualche processo di erosione e frammentazione.

Vista 3D di un masso in Agilkia

Credits: ESA/Rosetta/Philae/ROLIS/DLR

Il sistema di imaging CIVA, invece, ha ripreso la zona di atterraggio definitiva, Abydos, e contribuito a determinare la posizione del lander.
Le immagini mostrano fratture a tutte le scale sulle pareti rocciose intorno a Philae. Il materiale è dominato da agglomerati scuri, forse ricchi di composti organici, mentre le macchie più chiare potrebbero rappresentare zone con una differente composizione minerale o la presenza di ghiaccio.

Le rispettive pubblicazioni sono disponibili qui:


In profondità

La suite di strumenti MUPUS ha fornito informazioni sulle proprietà fisiche di Abydos. I suoi sensori non furono in grado di penetrare la superficie, mostrando un terreno molto più duro di quanto era stato previsto per il sito di atterraggio originale Agilkia.
I risultati indicano un sottile strato di polvere inferiore ai 3 centimetri, sopra una miscela compatta di polvere e ghiaccio.

Il sensore termico di MUPUS ha rilevato una variazione della temperatura locale tra circa -180ºC e -145ºC, in sincronia con il giorno cometario di 12,4 ore. L'inerzia termica del terreno, ossia la sua capacità di variare la temperatura in base a sollecitazioni esterne, conferma un sottile strato di polvere compatta in cima ad una crosta di polvere e ghiaccio, con una porosità che va dal 30 al 65%.

MUPUS: dati rilevati in Abydos

Credits: Spacecraft graphic: ESA/ATG medialab; data from Spohn et al (2015)

CONSERT (Comet Nucleus Sounding Experiment by Radiowave Transmission), invece, ha fornito le informazioni sulla struttura interna globale della cometa, trasmettendo onde radio tra lander e orbiter, attraverso il nucleo di 67P.
I segnali mostrano che il piccolo lobo della cometa è coerente con una miscela poco compatta di polvere e ghiaccio (in rapporto polvere/ghiaccio tra 0.4 e 2.6), con una porosità del 75-85%, abbastanza omogenea su una scala di una decina di metri.

CONSERT

Questo diagramma mostra la propagazione di segnali tra Rosetta e Philae attraverso il nucleo della cometa, tra il 12 e il 13 novembre 2014.
Il verde rappresenta la migliore qualità del segnale, che diminuisce verso il rosso.
Il tempo necessario al segnale per viaggiare tra gli strumenti e l'ampiezza del segnale ricevuto permettono di studiare la struttura interna del nucleo.
Credits: ESA/Rosetta/Philae/CONSERT

Inoltre, CONCERT è stato utilizzato per triangolare la posizione di Philae sulla cometa e recentemente sfruttato per tentare di ristabile un collegamento con il lander dopo l'eccitante risveglio di sabato 13 giugno.

Philae: sito di atterraggio

In base alle misurazioni più recenti, l'area di atterraggio definitiva di Philae è stata circoscritta in una zona di 34 x 21 metri.
In rosso, la probabilità più alta, fino al bianco che è quella inferiore. In base a queste considerazione, il "Philae candidato" recentemente proposto dal team non è più valido.

Le rispettive pubblicazioni sono disponibili qui:

 

Ora, nonostante le comunicazioni ballerine e tante incertezze, il team spera ancora di poter azionare tutti gli strumenti di Philae per continuare l'avventura:
"Con il perielio che si avvicina rapidamente, siamo impegnati a monitorare dell'attività della cometa da una distanza di sicurezza, alla ricerca di eventuali modifiche delle caratteristiche della superficie, e ci auguriamo che Philae sarà in grado di inviare i rapporti complementari dalla sua posizione in superficie", ha detto Nicolas Altobelli, scienziato della missione Rosetta.

Altre info su questo post:

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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!

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