Come comincerà‘ ad operare il lander di Rosetta

Cosa aspettarsi quando Philae incontra 67P  che lascerà Rosetta - cacciatore di comete dell'ESA .

Quando Philae lander di Rosetta atterra sulla cometa 67P / Churyumov-Gerasimenko in due mesi , inizierà un nuovo capitolo per la missione. Al Planetary Science Congress europeo, i partecipanti hanno sentito dal team del lander sui prossimi piani scientifici.

Gli strumenti dell'orbite Rosetta stanno producendo i loro primi risultati scientifici preliminari e molti di questi sono stati presentati al congresso europeo di scienza planetaria (EPSC) che ha avuto luogo  a Lisbona, Portogallo. Mentre gli scienziati sono in trepidante attesa esaminando i dati e facendo i primi passi verso la caratterizzazione della cometa 67P / CG, c'è anche un'altro obiettivo nella loro mente: la scelta del sito di atterraggio primario e le prospettive scientifiche quando Philae arriverà in modo sicuro sulla cometa.

Le posizioni approssimative dei cinque siti di atterraggio candidato sono contrassegnati nelle immagini della telecamera ad angolo stretto OSIRIS scattate  da una distanza di circa 100 km. 

Durante la Sessione Speciale Rosetta a EPSC, il team scientifico del lander ha spiegato il processo di selezione del sito di atterraggio  iniziato non appena  Rosetta e' arrivata nei paraggi della cometa nel mese di agosto, e che si concluderà a metà ottobre con il formale Go per l'atterraggio da ESA.E' stato sottolineato l'importante ruolo svolto dagli strumenti Orbiter, in particolare ALICE, MIRO, OSIRIS, ROSINA e VIRTIS, nell' identificare i siti di atterraggio candidati come idonei. Philae quando arriverà sulla superficie cometa, fornirà misurazioni a terra-verità per gli strumenti di Orbiter.

Per il prossimo fine settimana, il sito di atterraggio principale sarà selezionato dalla rosa di cinque candidati.Il team ha spiegato che l' atterraggio sarà passivo, il che significa che la posizione esatta di sbarco sarà determinata dalla posizione relativa di Rosetta e della cometa al momento della distribuzione di Philae, e la velocità e la direzione della distribuzione: non c'è possibilità di variare attivamente la direzione verso il basso sulla superficie.

Poiché tutti questi parametri hanno incertezze associate con loro, i team operativi Rosetta e Philae possono prevedere solo il punto di approdo in anticipo entro un'ellisse tipicamente lunga 1 km sulla superficie di 67P / CG. Questo è la più grande di qualsiasi dei terreni apparentemente lisce sulle parti raggiungibili della superficie del nucleo, aggiungendo alla sfida di selezionare il miglior sito possibile.

Non appena Philae verrà rilasciato dall'orbiter, il lavoro degli scienzati del lander avrà inizio. Si suddivide in  separazione, discesa e atterraggio di fase (SDL) e durerà circa 5 a 10 ore - la durata dipende da quale sito di atterraggio e' stato selezionato e su quale traiettoria deve muoversi  il lander.

Durante la fase di SDL, molti degli strumenti del lander saranno attivi. Durante la separazione e la discesa di Philae:

• CIVA farà una immagine di 'Addio' dell'orbiter;
• Rolis prenderà immagini durante la discesa;
• COSAC e Tolomeo  assaggeranno il 'clima' della cometa come il lander si avvicina alla superficie;
• ROMAP misurerà l'interazione tra il vento solare e il plasma cometario;
• SESAME / DIM e SESAME / PP misureranno  rispettivamente la polvere e l'ambiente di plasma ;
• CONSERT, insieme ad altri esperimenti sulla orbiter e lander, misurerà la velocità di discesa e, al tempo stesso, rileverà gli strati superficiali più alti del nucleo della cometa.

Subito dopo l'atterraggio:

• CIVA farà una immagine panoramica del sito di atterraggio che verrà utilizzata insieme ad altre informazioni dal lander per determinare dove e come Philae è atterrato.
• MUPUS misurerà la decelerazione degli arpioni che vengono lanciati per ancorare Philae alla superficie;
• SESAME / CASSE misurerà le proprietà elastiche della superficie.

Con Philae in sicurezza in superficie, un'altra serie di misure inizieranno, per la cosiddetta prima sequenza scienza (FSS). Questa fase durerà per un massimo di 54 ore, e l'obiettivo principale è quello di garantire l' insieme dei più importanti misurazioni scientifiche sulla superficie della cometa. La FSS è suddiviso in più blocchi con gli obiettivi scientifici distinti.

Per le prime ore, una sequenza automatica pre-programmata di misure è fatta. In questa fase:

• Rolis prenderà immagini della superficie con risoluzione di micrometri;
• ROMAP misurerà le proprietà magnetiche e plasma dell'ambiente di superficie;
• MUPUS misurerà la superficie e la temperatura del sottosuolo presso il sito di atterraggio;
• CONSERT inizierà le operazioni per sondare l'interno della cometa attraverso un giro completo del nucleo.

Mentre questa sequenza automatizzata è in esecuzione, gli operatori lander determineranno come Philae è orientata esaminando i dati di telemetria per i pannelli solari - la distribuzione della potenza dei pannelli permetterà  di lavorare la posizione del Sole rispetto a Philae e, quindi, l'orientamento di Philae . Essi possono anche confrontare l'immagine panoramica dell'orizzonte presa dal CIVA-P con le immagini della superficie mappati su modelli digitali del terreno. Con il tempo e la sequenza automatica completata, gli operatori lander sapranno se Philae è orientata e possono comandare al lander di ruotare per metterlo nella posizione migliore per illuminare i pannelli solari - fondamentale per garantire che le batterie possono essere ricaricate nella migliore efficienza possibile.

Strumenti di Philae. ESA

La prossima sequenza di misurazioni durante la FSS è dedicata principalmente ad indagare la composizione del sottosuolo, così i costituenti più incontaminate.Durante questo periodo, SD2  forera' la superficie della cometa di prendere un campione di pochi millimetri cubi di materiale, da sotto la superficie.Mentre ci sara il lavoro di trapanazione di SD2, COSAC e Tolomeo percepiranno il rilascio di gas nei dintorni. SD2 sarà impegnata a  forare due volte durante questo blocco, con ciascun campione che verrà ulteriormente riscaldato in un forno per rilasciare le specie chimiche che altrimenti non sublimano da stato solido. Il primo campione andra' a Tolomeo per misurare quanto carbonio, idrogeno, ossigeno e azoto c'è, e per identificare la loro composizione isotopica, mentre il secondo campione andra' alla COSAC per identificare e caratterizzare i composti molecolari più pesanti. Le misurazioni della polvere nell'ambiente saranno effettuate con Sesamo.

Seguono alcuni esperimenti per studiare le proprietà superficiali. Il martello MUPUS viene rilasciato e si incorpora nel terreno in modo da poter misurare la temperatura a varie profondità nel sottosuolo. I segnali acustici delle vibrazioni dell'azione martello verranno rilevate da sensori acustici in piedi di SESAMO / CASSE e saranno utilizzati per misurare le proprietà meccaniche del nucleo. APXS verrà distribuito per misurare la composizione elementare del materiale di superficie. SESAMO / DIM indagherà ulteriormente l'impatto della polvere, e le proprietà dielettriche del terreno sarà misurato dal SESAMO / PP, che può fornire alcune indicazioni circa la presenza di ghiaccio d'acqua sotto la superficie.

Nel successivo blocco di misurazioni, un altro campione di trapanazione sarà preso da SD2 e consegnato ad un forno in cui CIVA-M acquisirà immagini microscopiche dei campioni, sia nel visibile e nell'infrarosso, per dedurre la loro composizione. Il campione verrà quindi analizzato con COSAC a temperature del forno inferiore rispetto a prima.

Alimentazione e ricarica delle batterie permettendo, è la prospettiva di continuare le operazioni scientifiche sulla superficie della cometa per la fase scientifica a lungo termine (LTS), che potrebbe funzionare da novembre fino a marzo 2015 .Durante questo periodo saranno di  studiare come varieranno le condizioni e ambiente al cambio di atterraggio e come la cometa si avvicina al Sole, e per fare alcuni studi supplementari che sono tra i più impegnativi degli obiettivi scientifici di Philae. Questi includono la ricerca di terremoti sulla cometa con Sesamo, utilizzare la COSAC per cercare le prove di aminoacidi in un campione forato, ed effettuare misurazioni tomografiche con CONSERT, trasmettendo segnali radio tra Philae e Rosetta in diverse parti degli interni della cometa per cercare eterogeneità su scale più piccole.

Tuttavia, si prevede che entro marzo 2015, le temperature dei vani sul lander avranno raggiunto livelli troppo elevati perche' Philae possa continuare a funzionare, e la missione degli scienziati del lander arriverà alla fine.