Scritto: Mercoledì, 17 Giugno 2015 08:33 Ultima modifica: Giovedì, 18 Giugno 2015 00:05

Philae update


Le ultime novità sul lander, specialmente quelle riportate stamane al Paris Air Show

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Dettagli della superficie cometaria con riflessi "speculari" sulle rocce Dettagli della superficie cometaria con riflessi "speculari" sulle rocce credit CIVA team - ESA

Nota: alcune informazioni sono state aggiunte nelle ultime ore e non erano riportate nell'articolo originale di ieri. Le trovate evidenziate in verde.

  Come già illustrato in un precedente articolo, Rosetta ha ristabilito i contatti con Philae lo scorso 13 Giugno, dopo 211 giorni di "letargo" sulla superficie della cometa. In quella occasione, una prima connessione radio debole ma stabile è durata 85 secondi, durante i quali sono state ricevuti oltre 300 'pacchetti' di telemetria (663 kbit); queste informazioni erano rimaste immagazzinate nella memoria di bordo per un periodo di tempo ancora incerto (da alcuni giorni ad alcune settimane), quindi non necessariamente rispecchiano lo stato attuale del lander. In ogni caso, è stato possibile constatare che la potenza erogata dai pannelli solari aumenta durante il locale 'giorno cometa' (che dura circa 12 ore) all'aumentare dell'irraggiamento solare, passando da 13 W all'alba a 24 Watt a mezzogiorno locale (si tenga presente che Rosetta ha bisogno di almeno 19 W per accendere il trasmettitore). I pannelli solari sembrano essere alimentati per oltre 135 minuti in ogni periodo di illuminazione, a conferma del fatto che il lander è inclinato e posto in una regione accidentata e piuttosto "in ombra". L'immagine sottostante mostra l'illuminazione tipica sui pannelli solari, così come è stata stabilita dai dati telemetrici prima del letargo.

ESA Rosetta Philae 053335 20141213

Illuminazione dei pannelli solari di Philae (in azzurro), poco dopo l'atterraggio sulla cometa. Credits: ESA

  Un secondo contatto radio, è avvenuto Domenica 14 giugno, verso le 21:26 GMT, ed è durato solo pochi secondi. Questi dati hanno dato comunque conferma sullo stato attuale del Lander, che mostra la temperatura interna già salita a -5ºC contro i -35°C delle letture precedenti. La memoria di Philae ha memorizzato più di 8000 pacchetti di dati di stato supplementari, ma non è chiaro quando ono stati registrati.

 Fino a ieri, questo era l'ultimo contatto con Philae. Questo black-out nelle comunicazioni, dicono all'ESA, era prevedibile: dato che, tra due "slot" temporali di comunicazione previsti, Rosetta ha effettuato osservazioni scientifiche pre-programmate, con una serie di puntamenti in una direzione diversa dal nucleo della cometa. Sembra che i tempi di comunicazione non siano stati previsti correttamente e forse Philae non è nel punto in cui si prevedeva che fosse.

 Lunedi 15 giugno i teams ESA, DLR e CNES hanno convenuto su una nuova traiettoria dell' orbiter che ottimizzerà le opportunità di comunicazione; essa include una modifica all'orientamento del nadir (la sonda cioè punta direttamente al nucleo della cometa) nelle fasce di comunicazione quotidiana; la nuova strategia sta entrando in vigore proprio stamattina, insieme con il nuovo cambio traiettoria, e le indagini scientifiche di Rosetta saranno regolate per adattarsi alla nuova situazione. I comandi per regolare la traiettoria sono stati caricati nella memoria di Rosetta con successo Lunedi sera; ulteriori comandi saranno trasmessi Giovedi sera. La navicella eseguirà due manovre, una stamattina e la secondo nella mattinata di Sabato. L'effetto delle due accensioni sarà una traiettoria a "zampa di cane", ovvero una deviazione o "scarto" per portare l'orbiter ad una distanza di 180 km dalla cometa, riproducendo la geometria orbiter-cometa del primo contatto.  Questo abbassamento dell' orbita era stato pianificato in precedenza, con l'obiettivo di garantire la massima sicurezza, dal momento che non sono stati rilevati problemi di Star Tracker (si veda l'articolo precedente sull'argomento) mentre Rosetta vola nel piano del terminatore a 200 km di altitudine, ma ora offre anche il vantaggio di migliorare le possibilità di comunicazione con Philae. Ieri mattina, 16 giugno, il veicolo spaziale era a circa 224 km e si è poi allontanato a circa 235 km dalla cometa sulla sua traiettoria pre-programmata. Quando il segnale di Philae è stato ricevuto il 13 giugno la separazione navicella-cometa era di 200 km; il 14 giugno era 206 km e il segnale era debole.

 Nella conferenza di stamattina a Parigi (rivedibile a questo link) si è confermato che non ci sono stati contatti nè ieri nè stamane (come del resto era stato previsto) ma si è fiduciosi nella possibilità di ristabilire le comunicazioni e iniziare presto a fare scienza con Philae.

 Il collegamento di Domenica è durato complessivamente 4 minuti e non pochi secondi, tuttavia il segnale era instabile e pochi pacchetti sono stati ricevuti; stavolta però si trattava di dati telemetrici in tempo reale. Dai dati ricevuti, entrambi i processori (DPU) funzionano bene, come pure il software di bordo (CDMS) che distingue bene tra le ore notturne e diurne. L'interno del lander ha una temperatura "confortevole" per l'elettronica (la temperatura minima di -36°C si registra all'alba, mentre la minima temperatura operativa è -45°C). Tuttavia, prima di procedere a fare nuove attività scientifiche, è necessario da un lato acquisire ancora più informazioni di telemetria per conoscere bene lo stato del lander e, soprattutto, è necessario stabilire delle finestre di comunicazione più lunghe e meglio prevedibili tra Rosetta e Philae.

 La strategia operativa a lungo periodo consisterà nel preparare una catena di "slot" di istruzioni (uno per ciascun giorno cometario di circa 12 ore) da eseguire autonomamente. Bisognerà dedicare alcuni di questi slot al caricamento delle batterie, che sono necessarie per fornire un extra di energia necessario per effettuare alcune operazioni (come la trivellazione della cometa). Non sarà necessario effettuare un uplink con Rosetta ad ogni slot perchè i dati verranno salvati nella memoria EPROM.

 E' stata presentata anche la identificazione più accreditata sulla posizione del lander, anche sulla base degli ultimi contatti radio: è evidenziata in rosso nel collage di slides qui sotto, che mostrano anche una simulazione dell'assetto di Philae e della morfologia del terreno visto da CIVA; come si vede, il lander dovrebbe trovarsi poco sotto l'equatore e in prossimità del meridiano fondamentale.

metaslide

credits: ESA/CNES

 Dal grafico sottostante, presentato durante la conferenza, si vede come, rispetto a Novembre scorso, l'avvicinamento al Sole dovrebbe già produrre un incremento superiore a un fattore 4 nell'output dei pannelli solari mentre un altro fattore 2 viene dal raddoppio della durata del "giorno" locale, che adesso è oltre 2 ore; complessivamente, dunque, già ora l'energia disponibile dovrebbe essere circa 8.5 volte quella che c'era prima dell'ingresso nel letargo e dovrebbe raggiungere un massimo pari quasi a 20 volte intorno a ferragosto. Il termine "dovrebbe" deriva dal fatto che qui non stiamo considerando il degrado delle batterie e delle celle solari, però J.P. Bibring è intervenuto a tal proposito facendo notare che la cometa "sta collaborando" e non si nota un apprezzabile degrado dovuto al deposito di materiale espulso all'attività cometaria (ad esempio una condensa di sostanze volatili oppure un accumulo di dipolvere).

energy

Miglioramento dell'output energetico (prendendo come unità l'energia al momento del landing) dovuto sia all'avvicinamento al sole (curva rossa) che all'aumento del tempo di insolazione (curva blu)

Credit: ESA/CNES

 La strategia sarà quella di iniziare a fare prima le misure "meno rischiose e meno costose" e lasciare per ultime quelle che coinvolgono un movimento del lander; perciò, nella prima fase, si useranno SESAME/ROMAP/MUPUS, nella seconda fase CONSERT/CIVA-P/ROLIS/SESAME, infine APXS, Ptolemy/Cosac e soprattutto il trapano SD2 (figura qui sotto), che a Novembre non si erano potuti utilizzare. Da quello che sappiamo in base alle immagini del sistema CIVA, Philae ha un piede sollevato e quindi il terzo punto di appoggio sulla superficie dovrebbe essere costituito proprio dal corpo del lander; questa è l'unica parte che siamo in grado di muovere facendola ruotare attorno al suo asse e sollevandola leggermente rispetto ai piedi; in effetti, già a Novembre fu effettuata una rotazione di 22° il cui effetto fu un piccolo incremento dell'output energetico, come evidenziato dalla curva azzurra nel grafico precedente.

instr2

Gli strumenti a bordo di Philae (quelli contrassegnati dal numero 3 saranno quelli utilizzati per ultimi) - credit: ESA

 Rispetto a Novembre scorso, adesso sappiamo esattamente quale è la configurazione del terreno sotto Philae e quindi sappiamo bene come muovere il trapano per effettuare le perforazioni. Prima di tutto questo, però, si spera di poter fare delle analisi chimiche preliminari sulla polvere sollevata durante il primo impatto con la cometa, nella regione di Agilkia; infatti, una piccola quantità di materiale potrebbe essere finita per caso dentro uno dei piccoli forni a bordo. Perciò, se le immagini riprese dal microscopio CIVA confermeranno la presenza di questo materiale, nei primi giorni di attività si procederà a riscaldarlo e analizzarlo con gli strumenti Ptolemy/Consert.

  La parte più affascinante è stata quella in cui Jean-Pierre Bibring ha parlato di cosa stiamo imparando dallo studio di questa cometa; essenzialmente ci sono due aspetti, uno legato ai processi che hanno modellato la nascita e l'evoluzione del sistema solare, l'altro sugli ingredienti che lo costituiscono. Conoscere questi aspetti ci permette di capire meglio come si apparsa la vita sulla Terra e quanto peculiare questo processo sia rispetto a quello che avviene nel resto dell'universo. Già adesso, grazie a Rosetta e Philae, abbiamo capito che il modello "palla di neve sporca" è sbagliato poichè il nucleo della cometa 67P è estremamente scuro e non solo in superficie ma anche nelle regioni profonde come i crepacci. Piuttosto si tratta di materiale carbonaceo (il più abbondante) che tiene cementati i cristalli di ghiaccio, come si può intuire anche dalle foto scattate da Philae e riportate nell'immagine di apertura (anch'essa presentata poco fa a Parigi)

 In effetti, il rapporto polvere/ghiaccio misurato da COSIMA/GIADA e ROSINA/MIRO/ALICE è risultato decisamente alto, da 2 a 6; più specificamente, la superficie del nucleo appare coperta da grani ricchi di carbonio che sono probabilmente rappresentativi dei materiali organici sintetizzati all'interno della nube protosolare mentre stava collassando, 4.6 miliardi di anni fa. Questo materiale organico, responsabile appunto del colore scuro della cometa, potrebbe essere stato un "catalizzatore" per la nascita della vita negli oceani terrestri. Finora, solo la componente volatile della chioma e del nucleo sono stati caratterizzati con gli strumenti ROSINA, PTOLEMY e COSAC. L'analisi più importante che aspetta il trapano SD2 di Philae è invece quella di analizzare i grani organici. Il ricercatore francese ha concluso dicendo "se questo è un sogno, desidero non svegliarmi mai!"

 

Riferimenti:
- http://www.esa.int/spaceinvideos/Videos/2015/06/Replay_of_Rosetta_conference
-
http://blogs.esa.int/rosetta/2015/06/16/preparing_rosetta_to_listen/
-
http://www.esa.int/Our_Activities/Operations/Philae_wake-up_triggers_intense_planning

Read 1863 times Ultima modifica Giovedì, 18 Giugno 2015 00:05
Marco Di Lorenzo (DILO)

Sono laureato in Fisica e insegno questa materia nelle scuole superiori; in passato ho lavorato nel campo dei semiconduttori e dei sensori d'immagine. Appassionato di astronautica e astronomia fin da ragazzo, ho continuato a coltivare queste passioni sul web, elaborando e pubblicando numerose immagini insieme al collega Ken Kremer. E naturalmente amo la fantascienza e la fotografia!

https://www.facebook.com/marco.lorenzo.58 | Questo indirizzo email è protetto dagli spambots. È necessario abilitare JavaScript per vederlo.

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