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Rosetta (sonda espacial)

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Rosetta (sonda espacial)
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Presentación

Sonda espacial Rosetta

Rosetta es una sonda espacial de la Agencia Espacial Europea (ESA) que fue lanzada el 2 de marzo de 2004. La misión de la sonda es la de orbitar alrededor del cometa 67P/Churyumov-Gerasimenko en 2014 y 2015, enviando un módulo de aterrizaje, Philae, que se situará en la superficie del cometa.

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Contenido

Tanto el orbitador como el aterrizador tienen numerosos instrumentos científicos que analizarán minuciosamente el cometa y sus características, uno de los cuales incluso perforará la superficie en busca de muestras internas. Los instrumentos científicos incluyen diversos espectrómetros especializados en diferentes aspectos, que analizarán la superficie del cometa, la coma y los gases expulsados. Se harán recuentos y estadísticas de las formas, colores, velocidades, etc., de las partículas expulsadas. También incluye la medición del núcleo por ondas de radio. Oli El ahorro de combustible obligó a planificar una compleja trayectoria de vuelo que incluyó tres sobrevuelos a la Tierra y uno a Marte para obtener una asistencia gravitatoria, en cuatro vueltas al Sol en las cercanías de la órbita terrestre, lo que permitió en cada uno ir ganando velocidad para poder alcanzar la alejada órbita del cometa de destino. Sin esta trayectoria y las asistencias gravitatorias, el combustible necesario para alcanzar la órbita del cometa habría hecho impensable la misión.

Tras suspenderse por problemas técnicos en dos ocasiones,4 la misión comenzó el 2 de marzo de 2004 a las 7:17 UTC cuando la sonda fue lanzada con un cohete Ariane 5 desde la base de lanzamiento de Kourou en la Guayana Francesa. El cohete Ariane ubicó exitosamente en una órbita elíptica (de 200 X 400 km) la etapa superior y su carga. Cerca de dos horas después, a las 9:14 UTC, la etapa superior se encendió para alcanzar la velocidad de escape necesaria para vencer la atracción terrestre y entrar en una órbita heliocéntrica. 18 minutos después, la sonda Rosetta fue liberada.

Los cometas reflejan la forma en que era primitivamente nuestro sistema solar, y han sufrido muy pocas modificaciones desde hace más de 4000 millones de años. Por eso estudiarlos es una tarea prioritaria para la ciencia. Hasta antes de esta sonda, solamente se realizaron sobrevuelos a los cometas, y esta es la primera sonda que estudiará detalladamente un cometa, tanto orbitando alrededor de él, como llegando a la superficie, lo que incluye la toma de muestras directamente5 y hacer estudios de forma coordinada entre la sonda madre y su módulo. Después de comenzar a orbitar el cometa, se desprenderá un módulo, llamado Philae, que se posará sobre su superficie.

El nombre de la sonda está inspirado en la Piedra de Rosetta, y nombres egipcios en general, ya que, también, el nombre del módulo de aterrizaje, Philae, está inspirado en la antigua ciudad egipcia del mismo nombre (en la actualidad sumergida), donde existió un obelisco imprescindible y complementario en el descifrado del texto de la piedra Rosetta. Al igual que la Piedra de Rosetta sirvió para desvelar los misterios de la escritura jeroglífica egipcia, se espera que la sonda Rosetta desvele muchos misterios del sistema solar.

Campaña "Despierta Rosetta" de la ESA

Harald Krueger

Luego de 31 meses de hibernación completa de la sonda Rosetta, tiempo en el que su trayectoria fue de acercamiento al cometa, la sonda salió de su hibernación el 20 de enero de 2014 para comenzar la toma de las fotografías a distancia del cometa y hacer las correcciones orbitales necesarias.

Para el evento, el 10 de diciembre de 2013 la ESA lanzó una campaña propagandística con el título "Despierta Rosetta". A tono informal (y jocoso), la ESA indica que es muy difícil despertar sin café, y muy lejos del Sol, por lo que solicitó ayuda a la ciudadanía para que mucha gente gritara "despierta Rosetta" el día 20 de enero, y que Rosetta pudiera despertarse. La campaña se basó en un concurso de videos en los que se debió incluir el grito de "Despierta Rosetta". Los videos ganadores serán acreedores a algunos premios, entre los que se incluye la asistencia a la celebración oficial que se llevará a cabo cuando Philae (el aterrizador) descienda sobre el cometa. Adicionalmente, el video ganador será transmitido a la sonda el día 20 de enero, por medio de las antenas de la ESA.

Hibernación y despertar en enero de 2014

Instrumentos de Philae

La sonda estaba programada para entrar en hibernación durante muchos meses, mientras se acercaba al afelio de la órbita del cometa y lentamente le daba alcance, justamente cuando se encontraba a la mayor distancia del Sol en toda su trayectoria.

El 8 de junio de 2011 se terminaron de apagar todos los instrumentos (antes ya se habían apagado algunos) y la sonda entró en hibernación completa durante 957 días (cerca de dos años y medio). Durante el periodo de hibernación, la sonda se puso en movimiento de rotación para evitar que se calentara más un lado que otro.

El 20 de enero de 2014, a las 10 de la mañana (hora UTC) -obedeciendo a la programación preestablecida-, se reactivó y encendió sus sistemas, encendió su propulsor para eliminar el movimiento de rotación, calentó los instrumentos y sensores, y orientó su antena hacia la Tierra para enviar su señal de confirmación de despertado. Este proceso tardó varias horas, y a las 18:18 UTC la sonda envió su señal de confirmación, lo que causó alegría entre los técnicos y cientos de seguidores del proyecto.

Luego de la comprobación de todos los sistemas, los técnicos concluyeron que todo está según lo esperado: la temperatura, energía almacenada, generación de energía por los paneles solares y otros datos generales están dentro de los parámetros normales y esperados, por lo que en general la sonda seguirá su misión con normalidad.

Como dato anecdótico queda el hecho de que el puesto de control de la ESA no fue el único en captar la señal del despertar de Rosetta. Lo hizo también un radioaficionado con sus propios medios.

Despertar de Philae

Dos meses después del despertar de la sonda, el módulo Philae fue despertado el día 28 de marzo de 2014. Como era de esperar, después de una hora y cuarenta minutos que tarda la señal en llegar desde la sonda, apareció el mensaje de Philae indicando que todo estaba en orden.

Descenso sobre el cometa

Emplazamiento

Rosetta en su separación

En agosto de 201412 Rosetta empezó a acompañar al núcleo del cometa para producir un detallado mapa que permitió seleccionar un sitio de aterrizaje para el módulo de aterrizaje Philae.37 Después de muchos estudios y consideraciones de los científicos encargados, se seleccionó el lugar de aterrizaje, ubicado en el extremo exterior del lóbulo menor del cometa.38 Inicialmente se llamó "J" al sitio (debido a que había muchas alternativas de identificación, cada una con una letra) y se confirmó esta elección el 15 de octubre. No obstante, decidió hacerse un concurso público para buscar un nombre más adecuado.

El 5 de noviembre, el director del proyecto, Fred Jansen, declaraba que el nombre del emplazamiento cambiaba por "Agilkia", por la analogía con otro ambicioso esfuerzo técnico de traslado de un templo egipcio desde la isla Philae a la isla egipcia homónima (para salvarlo de la inundación de la presa de Asuán en su creación). Como premio del concurso, el comité invitó al autor de esta propuesta, el francés Alexandre Brouste, a seguir en directo la misión desde el mismo Centro Europeo de Operaciones Espaciales (ESOC) en Darmstadt (Alemania).

Desacoplamiento y aterrizaje

Imagen del cometa 67P/Churyumov-Gerasimenko

El 12 de noviembre de 2014 a las 8:35 UTC, Rosetta liberará a Philae y descenderá a 22,5 km desde el centro del cometa, con un aterrizaje programado para siete horas más tarde en Agilkia.

La aceleración de la gravedad en la superficie del cometa se ha estimado para la simulación a 10-3 m/s2, es decir, una diezmilésima parte de la de la Tierra. Debido al tenue campo gravitatorio del cometa, Philae, que tiene una masa de 110 kg, tendrá una levísima atracción, hasta que finalmente llegue a posarse en la superficie del cometa. Sin embargo, no es despreciable la pequeña fuerza del impacto, por lo que sin duda será el momento más crítico de la misión.42 Gerhard Schwehm (científico del proyecto Rosetta ) en tono de broma indicó:

*Será como darte un coscorrón contra un muro mientras andas despacito, es decir, nada de lo que no podamos recuperarnos.

Para fijarse a la superficie y evitar rebotar en el aterrizaje, la sonda lanzará dos arpones que pretenderán anclarla a la superficie.37 Teniendo en cuenta el tiempo de viaje de la señal de Rosetta, hasta las 16:00 UTC no habrá confirmación del éxito de la misión. Rosetta continuará sus observaciones del núcleo del cometa hasta diciembre de 2015 y tendrá un lugar privilegiado de observación cuando el cometa entre en un período de actividad al aproximarse al Sol en su perihelio en octubre de 2015.

Características técnicas de la sonda

La masa total de la sonda (al momento del lanzamiento) es de aproximadamente 3000 kilogramos, de los cuales 1670 kilogramos es el propelente de cohetes; es decir, algo más de la mitad. El aterrizador Philae tiene una masa de 100 kilogramos y todos los instrumentos científicos del orbitador 165 kilogramos.

El sistema de propulsión es la parte vital de la sonda. En el centro de la sonda se encuentran dos tanques largos de propelente. El superior contiene el combustible y el inferior el oxidante. Como sistema de propulsión fue seleccionado un estándar de 10 Newtons de fuerza, que utiliza monometilhidracina como combustible y tetróxido de dinitrógeno como oxidante. Tanto la recámara de combustión como las toberas están fabricadas con una aleación de platino sin recubrimiento, y preparada para calentarse a 1500 °C, que es la temperatura óptima de trabajo, y preparada también para soportar la presión (en la recámara), que será de entre 900 y 2300 kPa[1].

La humanidad ha aterrizado por primera vez en un cometa

Philae, el explorador de la sonda Rosetta

Después de más de siete horas de que inició su descenso de la sonda Rosetta, el robot explorador Philae logró aterrizar sobre un cometa.

A finales del año pasado, la Agencia Espacial Europea (ESA, por sus siglas en inglés) anunció que la misión Rosetta buscaría ser la primera en llevar un aparato diseñado por el hombre a la superficie de un cometa, el ahora famoso 67P/Churyumov-Gesasimenko.

Luego de múltiples preparativos y de salir de su periodo de hibernación a principios de año, la nave Rosetta emprendió su camino rumbo al cometa 67P hasta que consiguió colocarse detrás de la roca en el mes de septiembre. Desde entonces, los científicos de la ESA habían estado preparando todos los detalles del salto del robot Philae a bordo de la nave hacia el cometa.

Hoy, luego de meses de preparación llegó el día histórico, cuando Rosetta lanzó al explorador alrededor de las 3:00 de la mañana hacia su destino. Después de poco más de siete horas de que inicio el descenso, Philae aterrizó en 67P/Churyumov-Gesasimenko poco después de las 10:00 de la mañana.

Todos los involucrados en el proyecto celebraron el suceso, y lo calificaron como un hito en la historia de la exploración espacial. Incluso Roger-Maurice Bonnet, uno de los principales impulsores del acto, lo comparó con la llegada de Cristobal Colón a América. El motivo por el que se le ha dado tanta difusión a este hecho, se debe a que la misión de Rosetta y Philae es determinar si se puede formar agua sobre un cuerpo estelar, pues de obtener resultados positivos se daría un paso más hacía comprobar la teoría que sostiene que la vida se originó más allá de nuestro planeta. Además, el explorador tomará fotos en primer plano de la superficie del cometa, analizará sus gases y su estructura interna. También se mantendrá sobre el astro en su travesía hasta aproximarse al Sol y documentará sus transformaciones, algo nunca antes logrado, hasta ahora.

Actualización (11:58 hrs): Esta es la primer imagen que manda el robot Philae luego de comenzar su descenso rumbo al cometa. La foto muestra el lugar de aterrizaje a una distancia de 3 kilómetros.

Actualización (10:46 hrs): La ESA informó que los arpones de Philae no se dispararon como se tenía previsto. Este mecanismo es el que permite que el robot se mantenga fijo sobre la superficie del cometa. Ahora el equipo intentará relanzarlos.

Malas noticias: el robot Philae se queda sin batería

  • 14 nov 2014

Luego de hacer historia y convertirse en el primer objeto en aterrizar sobre un cometa, el robot Philae no ha podido continuar con su trabajo de exploración al quedarse sin batería. Así lo ha confirmado la propia Agencia Espacial Europea (ESA, por sus siglas en inglés), que de momento ha perdido toda comunicación con el explorador.

A pesar de que apenas ayer pudimos ver las primeras imágenes tomadas por el robot desde la superficie del cometa 67P/Churyumov-Gerasimenko, la realidad es que su descenso a la roca espacial fue más accidentado de lo que en un inicio se pensaba. Y es que tras una falla en su sistema de propulsión, Philae rebotó tres veces en la superficie del cometa, dejándolo en una posición complicada y en un lugar de difícil acceso para la luz solar.

El problema es que el explorador funciona con baterías, las cuales son alimentadas por medio de paneles solares, por lo que rápidamente se ha quedado sin energía suficiente para seguir funcionando.

Sin embargo, antes de que Philae cayera en un profundo sueño estelar, el equipo responsable de la misión se dedicó a descargar la mayor cantidad de datos posible. La ESA confirmó desde la sala de control que se logró recibir la transmisión completa del módulo PTOLEMY, además de tomar otra fotografía de la superficie con el instrumento ROLIS.

Pero no todo está perdido. Todavía queda la posibilidad de que en algún punto el cometa rote de tal forma que el Sol ilumine el oscuro lugar en el que se encuentra Philae, logrando recargar la batería del robot que en estos momentos se encuentra en modo de espera.

De cualquier forma, lo conseguido por la sonda Rosetta y el explorador Philae ya ha pasado a la historia, marcando un evento sin precedentes en la exploración espacial. Que no quepa duda de que la misión ha sido un éxito, pues el valor de los datos obtenidos es invaluable. Ahora sólo habrá que esperar a ver si Philae puede regalarnos una sorpresa más y despertar de su letargo.

Resumen de la misión

  • 13 noviembre 2009

Rosetta es la primera misión diseñada para orbitar y aterrizar sobre un cometa. Está compuesta por el módulo orbitador, que lleva 11 experimentos científicos, y por un módulo de aterrizaje, bautizado como ‘Philae’, con 10 experimentos adicionales, con los que se desarrollará el estudio más detallado jamás realizado sobre un cometa.

Rosetta toma su nombre de la famosa piedra Rosetta que permitió descifrar los jeroglíficos egipcios hace unos 200 años. De forma similar, los científicos esperan que Rosetta desvele los misterios de cómo evolucionó nuestro Sistema Solar.

El lanzamiento de Rosetta estaba inicialmente previsto para Enero de 2003 a bordo de un cohete Ariane-5. El objetivo de Rosetta por aquel entonces era el cometa 46P/Wirtanen, con el que se encontraría en el año 2011. Sin embargo, tras el fallo del primer Ariane 5 ECA, en Diciembre de 2002, la ESA y Arianespace tomaron la decisión conjunta de no lanzar a Rosetta durante la oportunidad de Enero de 2003. Esto supuso tener que abandonar la misión inicial al cometa 46P/Wirtanen.

En Mayo de 2003, se eligió una nueva fecha de lanzamiento y un nuevo cometa para Rosetta: la sonda espacial fue lanzada finalmente en Marzo de 2004 para encontrarse con su nuevo objetivo, el cometa 67P/Churyumov-Gerasimenko, en 2014.

El ‘cazador’ de cometas de la ESA será la primera misión en explorar de cerca y a largo plazo un cometa. Tras ponerse en órbita entorno al cometa 67P/Churyumov-Gerasimenko en 2014, Rosetta liberará al módulo de aterrizaje ‘Philae’ para que se pose sobre su núcleo de hielo.

Rosetta se mantendrá en órbita entorno al cometa durante un año mientras los dos se encaminan hacia el Sol. Una vez que hayan pasado el perihelio (el punto más cercano al Sol), Rosetta permanecerá junto al cometa durante seis meses más.

Los cometas son los objetos más primitivos del Sistema Solar, y como tales contienen información esencial sobre nuestros orígenes. Su composición química se ha mantenido prácticamente inalterada desde su formación, por lo que reflejan la composición de nuestro Sistema Solar cuando aún era muy joven y todavía no estaba ‘terminado’, hace más de 4600 millones de años. Al ponerse en órbita entorno al cometa 67P/Churyumov-Gerasimenko y al aterrizar en él, Rosetta nos permitirá reconstruir la historia de nuestra región en el espacio.

Rosetta también nos ayudará a descubrir si los cometas intervinieron en la formación de vida en la Tierra. Los cometas transportan moléculas orgánicas complejas, que trajeron a la Tierra a través de numerosos impactos, y que quizás hayan tenido alguna función en el origen de la vida. Además, los elementos ligeros y volátiles que transportan los cometas también podría haber jugado un papel importante en la formación de los océanos y de la atmósfera de la Tierra.

Durante su viaje hacia el cometa 67P/Churyumov-Gerasimenko, Rosetta hará dos excursiones al gran cinturón de asteroides que se extiende entre las órbitas de Júpiter y de Marte. Los científicos han marcado como objetivo dos asteroides a lo largo de la trayectoria de Rosetta: (2867) Steins y (21) Lutetia. Rosetta ya ha tomado imágenes desde lejos de Steins el 11 de Marzo de 2006 y de Lutetia el 2 y el 3 de Enero de 2007, y realizó una intensiva campaña de observación desde cerca del primero el 5 de Septiembre de 2008. Está previsto que Rosetta se acerque al asteroide Lutetia el 10 de Junio de 2010.

Coste

El coste total de la misión ronda los mil millones de euros. Esto incluye el lanzamiento, el satélite, la carga útil científica (instrumentos y módulo de aterrizaje) y las operaciones científicas y de la misión. El retraso en la fecha del lanzamiento aumentó el coste en 70 millones de euros.

Lanzamiento

Rosetta fue lanzado el 2 de marzo de 2004 a bordo de un Ariane-5 desde el Puerto Espacial Europeo en Kourou, en la Guayana Francesa.

Fuentes y Enlaces de Interés

  1. esa.int/Resumen de la misión/Cons.12nov 2014

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