Cómo aterrizará Philae en el cometa Churyumov-Gerasimenko (Bitácora de Rosetta 7)

Mañana a estas horas sabremos si el primer aterrizaje de la humanidad en un cometa ha sido un éxito o no. En estos momentos la pequeña Philae ultima los preparativos para separarse de Rosetta y comenzar su pequeña aventura en solitario. Pero descender sobre la superficie de una bola de nieve sucia de unos pocos kilómetros de diámetro no es una tarea sencilla. Philae usará una combinación de arpones, tornillos y chorros de gas para asegurarse de que no rebotará y saldrá despedida al espacio.

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Aterrizaje de Philae (DLR).

Philae es una pequeña sonda de 98 kg y sus dimensiones son de 0,85 x 0,85 metros, aunque con las tres patas del tren de aterrizaje desplegadas alcanza 1,3 metros de alto y 1,46 metros de ancho. A pesar de su tamaño incluye diez instrumentos científicos con una masa total de 26,7 kg. Los instrumentos incluyen aparatos que van desde cámaras y taladros hasta espectrómetros. Todo ello diseñado para desentrañar los misterios del cometa Churyumov-Gerasimenko.

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Instrumentos de Philae (ESA).
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Chury comparado con Madrid (ESA).

Antes de soltar a Philae, paradójicamente Rosetta ha tenido que alejarse primero del cometa Churyumov-Gerasimenko para situarse en una órbita más amplia y luego hacer ‘un picado’ hacia el núcleo con el objetivo de soltar a Philae. Puesto que la pequeña sonda no tiene sistema de propulsión propio, es Rosetta la que debe lanzar a Philae hacia el cometa.

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Órbitas de Rosetta antes de solara a Philae (ESA).
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Zona de aterrizaje de Philae: Agilkia (ESA/NAVCAM).

La secuencia de aterrizaje es ciertamente espectacular, como podemos ver en este vídeo:

[youtube]https://www.youtube.com/watch?v=u6UNbqq7hEY[/youtube]

Secuencia de descenso de Philae (las horas son en tiempo terrestre. Añadir una hora para obtener la hora peninsular en España):

11 de novembre

  • 14:00 UTC: el equipo de dinámica de vuelo de la sonda en el ESOC ajusta la trayectoria de Rosetta para liberar a Philae.
  • 18:33 UTC: Philae es activado.
  • 19:05 UTC: se calientan las baterías de Philae. Se abre el tanque del sistema ADS de propulsión para el descenso. El ADS se activará durante el contacto con la superficie para evitar que la sonda rebote.
  • 19:30 UTC: primer punto de decisión (Go/NO GO 1). El equipo del ESOC confirma que la trayectoria de Rosetta es la correcta.
  • 20:30 UTC: Rosetta maniobra para ajustar su posición de cara a la maniobra de separación.
  • 20:52 UTC: el volante de inercia de Philae se activa para estabilizar la sonda durante el descenso. Puesto que carece de un sistema de propulsión propio, este volante es el único sistema que posee la sonda para orientarse.

12 de noviembre

  • 00:00 UTC: segundo punto de decisión (GO/NO GO 2). Se confirman que las órdenes para la separación de Philae son correctas. El ESOC confirma que Rosetta está lista.
  • 01:00 UTC: el ESOC envía las últimas órdenes a Rosetta.
  • 01:35 UTC: tercer punto de decisión (GO/NO GO 3). Se confirma que Philae está preparada para el aterrizaje.
  • 04:03 UTC: comienza la secuencia de separación, descenso y aterrizaje (SDL) de Philae con la activación de los instrumentos científicos (el primero es ROMAP, que estudiará los campos magnéticos alrededor de Chury).
  • 04:34 UTC: Philae calienta sus baterías.
  • 06:03 UTC: Rosetta enciende sus motores durante seis minutos para cambiar su velocidad en 0,46 m/s.
  • 06:35 UTC: primera parte del cuarto punto de decisión (GO/NO GO 4). Se toma la decisión final para autorizar el aterrizaje.
  • 07:03 UTC: última maniobra de Rosetta antes de la separación.
  • 07:35 UTC: segunda parte del cuarto punto de decisión (GO/NO GO 4). Se toma la decisión final para autorizar el aterrizaje.
  • 07:49 UTC: se activa el instrumento MUPUS en Philae, que incluye los arpones para asegurar el anclaje con la superficie del cometa.
  • 07:52 UTC: comienzan las operaciones de MUPUS y se activa la cámara ROLIS (Rosetta Lander Imaging System), del instrumento CIVA. ROLIS filmará el descenso hacia el cometa.
  • 07:55 UTC: comienzan las operaciones de ROLIS y se activa el detector de polvo SESAME (Surface Electric Sounding and Acoustic Monitoring Experiment).
  • 08:04 UTC: comienzan las operaciones de SESAME. SESAME incorpora los tornillos que fijarán a Philae contra la superficie.
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Experimentos de Philae. Se aprecian los tornillos de SESAME (ESA).
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Detalle de uno de los tornillos (DLR).
  • 08:46 UTC: se activa el sistema MSS (Mechanical Support System) para separar a Philae de Rosetta.
  • 08:46 UTC: se activan los motores de separación.
  • 08:49 UTC: se activa el instrumento CONSERT de Rosetta para estudiar el interior del núcleo.
  • 08:50 UTC: se activa el instrumento CONSERT de Philae.
  • 08:51 UTC: comienza la secuencia automática de separación.
  • 08:53 UTC: Philae pasa a alimentación interna.
  • Los tornillos en los motores de separación comienzan a rotar, imprimiendo una velocidad retrógada de 0,21 m/s a Philae.
  • 09:03 UTC: Philae se separa de Rosetta. La distancia del núcleo es de unos 22,5 kilómetros.

Vídeo de la separación:

[youtube]https://www.youtube.com/watch?v=RzNT1kJ8_ho[/youtube]

  • 09:04 UTC: las cámaras CIVA de Philae fotografían a Rosetta.
  • 09:12 UTC: se despliega el tren de aterrizaje de Philae a cien metros de distancia de Rosetta.
  • 09:25 UTC: Philae rota 14º para alcanzar una orientación estable durante el aterrizaje.
  • 09:43 UTC: Rosetta maniobra para esquivar el cometa.
  • 09:47 UTC: se activan los arpones y la cámara ROLIS.
  • 15:01 UTC: Se activa el sistema de gas ADS.
  • 15:07 UTC: ROLIS comienza a grabar el descenso hacia el núcleo. ROLIS está compuesto por una cámara a color (con un campo de visión de 57,7º) que apuntará hacia la superficie del cometa.
  • 15:22 UTC: se abre la ventana de aterrizaje de Philae.
  • 16:02 UTC: Philae aterriza en el cometa Churyumov-Gerasimenko (región de Agilkia). El momento preciso del contacto puede adelantarse o atrasarse unos 40 minutos.
  • En el momento del conetacto con la superficie, Philae activa el sistema ADS durante quince segundos para evitar rebotar. Al mismo tiempo se disparan los dos arpones para fijar la sonda y se apaga el volante de inercia.
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Localización de los arpones en el tren de aterrizaje (ESA).
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Detalle de uno de los arpones (ESA).
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El proyectil del arpón una vez en el interior de Chury (ESA).
  • 16:07 UTC: se encienden las cámaras panorámicas CIVA. Las siete microcámaras CIVA (Comet Infrared and Visible Analyser) nos proporcionarán una vista de 360º del lugar de aterrizaje, así como visión en estéreo en una dirección. Los instrumentos PTOLEMY y COSAC comienzan a obtener datos.
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Campo de visión de las siete cámaras CIVA-P (ESA).

Vídeo sobre el funcionamiento de las cámaras de Philae:

[youtube]http://youtu.be/k1IFU6kxcD8[/youtube]

Philae ha sido diseñada para que todos los instrumentos funcionen mediante paneles solares y con un rango de temperatura comprendido entre los -55º C y los 70º C. La sonda no lleva calefactores radiactivos (RHU), por lo que se ha puesto especial énfasis en aislar el tren de aterrizaje del cuerpo principal de la nave. Los paneles generan 11 W a 450 millones de kilómetros del sol y alimentan unas baterías primarias de 1000 Wh no recargables que deben asegurar el funcionamiento de la sonda durante los primeros cuatro o cinco días de la misión, independientemente de los niveles de iluminación. Además lleva baterías secundarias recargables de 130 Wh que, si todo va bien, serán alimentadas por los paneles solares y permitirán prolongar las operaciones de la sonda hasta que la creciente actividad del cometa impida proseguir con las mismas. Durante las primeras sesenta horas de sobre el cometa está previsto que todos los instrumentos hayan completado su misión primaria. La transmisión de información a Rosetta tendrá lugar a una velocidad de 16 kbits por segundo.

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Operaciones de Philae durante los 2,5 primeros días en la superficie (ESA).
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Separación y descenso de Philae (ESA).
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Secuencia de eventos antes del aterrizaje (ESA).
Secuencia de aterrizaje (DLR).
Secuencia de aterrizaje (DLR).

Ya queda poco para el momento de la verdad. Y si quieres apoyar a Rosetta, lo ideal es usar estas herramientas de la misión para las redes sociales. Mientras, nos quedamos con estas bellas estampas de Chury obtenidas por la cámara Navcam a diez kilómetros de distancia:

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Vídeo sobre el aterrizaje:

[youtube]http://youtu.be/mggUVLFPkQg[/youtube]

Documental del DLR sobre Rosetta:

[youtube]https://www.youtube.com/watch?v=cArihDTnOZg[/youtube]

Referencias:



122 Comentarios

  1. Gracias por todo esto como siempre, Dani… Oye, has pensado alguna vez en hacer algún tipo de curso aquí por Las Palmas, no sé, algo así como algunas clases maestras sobre tecnología espacial aplicable a empresas de ingeniería… Con mi asistencia ya cuentas xD, saludos!

  2. Hola Daniel felicidades por este nuevo trabajo y lo bien explicado que esta, pero hay una cuestión que me ha generado una pregunta y es como puede ser posible que haya un margen de 40 minutos ¡¡ respecto a la hora del contacto con el cometa, no es mucho margen ese tiempo, no se a podido definir con los parámetros que ya se tiene la hora del contacto con mas exactitud ??

    Como ven son cuestiones importantes.

    Las horas de la ventana van desde las 17.02 horas a +40 minutos ó -40 minutos antes de las 17.02 horas.

    Saludos Jorge M.G.

  3. Gracias Daniel por todos estos post! Creo que hablo por muchos si te digo que lo que escribís ayuda un poco a calmar la ansiedad hasta que tengamos noticias mañana acerca de como fue todo.
    Saludos!

  4. Entonces por lo que veo habrá que adelantarse el sentarse delante del pc para evitar perderse el acontecimiento. No quiero que me pase lo de la change 3 que estaba prevista para una hora y la adelantaron una órbita el descenso y me lo perdi, se que no es lo mismo pero me imagino que cuando den los nuevos parámetros de la órbita de rosetta esa incertidumbre se hará mas pequeña.

    saludos Jorge m.g.

  5. Buenoooooo… «During checks on the lander’s health, it was discovered that the active descent system, which provides a thrust to avoid rebound at the moment of touchdown, cannot be activated.» ¡Txemary, a rezar ! 😉

  6. Y sigo: «“The cold gas thruster on top of the lander does not appear to be working so we will have to rely fully on the harpoons at touchdown,”says Stephan Ulamec, Philae Lander Manager at the DLR German Aerospace Center».

    1. Sí, hay problemas con el sistema antirebote:
      La Agencia Espacial Europea (ESA) ha informado de que la sonda Philae que aterrizará este miércoles sobre el cometa 67P, tiene un problema en el sistema de descenso. Sin embargo han decidido seguir adelante con la misión tal y como estaba programada.
      Según han explicado en un comunicado, durante los controles de salud del módulo de aterrizaje, que se han realizado durante la noche del martes, se descubrió que el sistema de descenso activo, que proporciona un empuje para evitar un rebote en el momento de toma de contacto con el cometa, no se puede activar.
      «El propulsor de gas frío en la parte superior del módulo de aterrizaje no parece estar funcionando, así que tendremos que confiar plenamente en los arpones que se aferrarán a la superficie» de 67P, ha explicado uno de los responsables de la misión, Stephan Ulamec. «Vamos a necesitar un poco de suerte, que no haya una roca o una pendiente pronunciada en el lugar de aterrizaje», ha reconocido.
      La ESA ha decidido seguir adelante con este histórico proyecto y, según han indicado, la separación se producirá en el momento previsto. Eso es a las 09.34 horas (hora peninsular), aunque la señal de confirmación de Philae, que confirmaría el éxito, no llegará hasta media hora más tarde.
      http://www.europapress.es/ciencia/misiones-espaciales/noticia-sonda-aterrizara-cometa-sufre-problema-20141112093554.html

      1. Todos tenemos una gran emoción por este evento! Te acuerdas Albert cuando en el año 2001 creo,de forma inverosímil la sonda Near-Shoemaker, logró posarse con una maniobra muy delicada y sin disponer de tren de aterrizaje,sobre el asteroide Eros ? La NASA o el JPL ,realizaron un gran trabajo. Así que ya hay algo de experiencia para este aterrizaje. Confiemos en ello y en el reporte de imformación que recibiera la ESA.
        Aunque Eros tiene una longitud 8 veces mayor que la de Chury
        será 8 veces más difícil aterrizar en el ? Ok…..

        De todas maneras la longitud de Eros es casi 8 veces mayor que la de Chury, será 8 veces más difícil aterrizar ? Ok….

          1. Entiendo Txemary,todo depende de la mínima velocidad lineal de Roseta, para soltar a nuestra Philae hacia Chury, y ahora nos fallan esos retro propulsores de gas,leches!,y es que la gravedad ha de ser mínima , vamos que podríamos poner en orbita una pelota de beisbol allí a mano, como decía el bueno de Sagan…. más café por favor!!

          2. Eeeexatacto… más café. Ahora mismo Philae es una pelota de 100 lanzada con todo el cariño y sabiduría de nuestra civilización.

      1. No Fer, la nomenclatura depende del estado del terreno. Líquido: amerizaje, sólido: aterrizaje. Lo demás son inventos, más o menos útiles y más o menos aceptados, pero amerizaje y aterrizaje sirven siempre.

  7. Dani y resto de compañeros que han publicado enlaces en esta entrada, muchas gracias… habéis contribuido a que mi estrés aumente… jejeje. Ojalá todos esos contratiempos se solventen y llegue a su destino… Vamos, Philae!!!!.

      1. Te ha faltado que aterrice detrás de Keops, en la zona de sombra que proyecta… ¡Que no hombre, que no! Por cierto: espero que al diseñador del Beagle 2 le tengan atado y amordazado a una silla, en un cuarto oscuro. ¡Por Dios, que ni mire a una pantalla! No, no ayudamos mucho, no… son los nervios.

  8. hahahah y yo me quejo de mi conexion banda ancha de 10 megas y ellos estan trabajando con velocidades pre-modemfax. Gracias por el articulo Daniel y a los que vais comentando por cumplimentarlo, crucemos los dedos y esperemos que hoy sea un gran dia :D. Por mi, si se estrella y almenos sobreviven las camaras para enviar algunas imagenes ya estaria satisfecho, aunque tendria poca validez cientifica el experimento, ya me daria una buena satisfaccion de espacio-trastornado.

  9. Bueno,un poco de paciencia aunque creo que la misión ya es un éxito por las alucinantes imagenes que nos ha proporcionado hasta ahora. Si logrará «acometar» y mandar datos con regularidad sería un hito histórico que pondría a la ESA a la altura de las mejores agencias espaciales.Suerte y a por el cometa.

  10. Venga vamos a matar la espera: http://www.esa.int/spaceinvideos/Videos/2014/10/Ambition_the_film
    Aunque ya se habló de él, muy recomendable para quien no lo haya visto. Por cierto, acabo de ver en la página de la ESA que el estado actual es «WAITING FOR CONFIRMATION OF LANDING. EXPECTED AT AROUND 16:00 UTC» Philae ya debe estar grabando… y las imágenes unas 2 horas después «Confirmation of a successful touchdown is expected in a one-hour window centred on 16:02 GMT / 17:02 CET. The first image from the surface is expected some two hours later.» Toroyd, por favor prepara más café, y de paso unos cuantos litros de tila. Dani, hoy me echan del trabajo. Productividad =0.

  11. Bien, bien… http://www.sondasespaciales.com/portada/2014/11/actualizaciones-en-directo-del-estado-de-philae/ Según la telemetría, quedan 4 horas 42 minutos ahora mismo. «¡¡CONFIRMADO!! ¡¡Philae ha hecho contacto con Rosetta!! El aterrizador ha establecido la señal de contacto con Rosetta y en unos minutos procederá a enviar la telemetría, datos y fotografías hasta el orbitador para que los reenvíe a La Tierra. Hemos vivido unos 10 minutos de tensión en la sala ya que no llegaba la señal desde Philae y por unos momentos se temía lo peor viendo las caras de los técnicos de la misión. Finalmente a las 12:07 se ha recibido la telemetría y la misión sigue adelante. Primero se descargará la telemetría y posteriormente los datos de ciencia y la fotografía. Seguramente en unas 2 horas tendremos fotos que mostrar desde Philae.»

  12. Hace 3 minutos, 12:26 h española
    «Stephan Ulamec: We received telemetry, we know the flywheel is still spinning, landing gear has been deployed, everything looks nominal»

      1. 12:58 horas. Pues agárrate, que según parece, ahora en la ESA dicen que quizás el problema no sea que el propulsor de gas no se haya activado correctamente. Según comentan, el problema quizás podría ser del sensor (que no ha hecho su trabajo afectado por las gélidas temperaturas), y el sistema de apoyo al aterrizaje pudiera hacer su trabajo perfectamente, aunque lo dicen con toda la precaución del mundo. Al menos, esto es lo que me ha parecido entender con mi inglés precario. ¿Alguien que pueda confirmar? Sea como sea, los Agilkianos parecen dispuestos a echar una mano, «sujetando ellos mismos a Philae, si fuera menester». En Twitter he leído que «Agilkians are ready an prepared an Insane Mega Welcome Party».

  13. Creo que lo siguiente que debería suceder es que se reciban las primeras imágenes de la cámara CIVA que lleva la Filae, ¿Lo podéis confirmar y sabéis la hora prevista?

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Por Daniel Marín
Publicado el ⌚ 11 noviembre, 2014
Categoría(s): ✓ Astronáutica • Astronomía • ESA • Rosetta • Sistema Solar