Los resultados científicos de Philae (Bitácora de Rosetta 18)

Después de resucitar el pasado 13 de junio contra todo pronóstico, la pequeña sonda Philae sigue sin lograr establecer un enlace estable con Rosetta. La última vez que se recibió una señal de la sonda fue el 9 de julio y desde entonces Rosetta se ha retirado a una órbita más lejana alrededor del cometa Churyumov-Gerasimenko para evitar que la creciente actividad del núcleo ahora que se acerca al perihelio pueda dañar la nave o afectar a los sensores estelares como ya ha ocurrido en el pasado. No obstante, y pese a su silencio, tenemos novedades de Philae, porque la revista Science ha dedicado un número especial con los resultados científicos de la misión. Ocho meses después del aterrizaje forzoso sobre Chury podemos saber qué pasó exactamente con el pequeño explorador y qué es lo que descubrió durante sus 63 horas de trabajo contrarreloj antes de que se agotasen las baterías.

Philae y sus instrumentos (ESA/Philae).
Philae y sus instrumentos (ESA/Philae).

Como ya sabíamos, Philae se separó de Rosetta el 12 de noviembre de 2014 y siete horas más tarde alcanzó la superficie en la región de Agilkia, tal y como estaba planeado. Lamentablemente, los arpones y el sistema de gas que debían garantizar un agarre firme fallaron y la sonda rebotó dos veces. Después de volver a ascender hasta más de cien metros y recorrer casi un kilómetro de distancia, la nave cayó dos horas después en una zona bautizada como Abydos (longitud 358,2º, latitud 8,2º sur). Philae acabó de lado y con los paneles solares parcialmente en sombra, lo que terminaría por condenarla. Sin embargo, una ventaja inesperada del doble aterrizaje ha sido que la sonda fue capaz de comparar en detalle dos zonas muy distintas de la superficie del cometa. A pesar de su corta vida, la ESA considera que Philae cumplió el 80% de sus objetivos científicos.

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Funcionamiento de los instrumentos de Philae desde el 12 al 14 de noviembre (ESA/Philae).
Posición final de PHILAE triangulada gracias al instrumento CONSERT (ESA/Rosetta/Philae/CONSERT).
Posición final de PHILAE triangulada gracias al instrumento CONSERT (ESA/Rosetta/Philae/CONSERT).
Región de Agilkia grabada por ROLIS ().
Región de Agilkia grabada por ROLIS tras la separación de Rosetta (ESA/Philae/ROLIS).
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Trayectoria de Philae (ESA/Philae/OSIRIS/Science).

No cabe duda de que los resultados más esperados eran los obtenidos por los instrumentos COSAC y Ptolemy, destinados a estudiar la composición de Chury. En su momento hubo muchos rumores sobre si los dos instrumentos habían tenido éxito o no, ya que eran claves para la misión. Finalmente podemos decir que ambos cumplieron con creces su función a pesar de no poder usar el taladro. COSAC (Cometary Sampling and Composition) fue capaz de analizar fortuitamente muestras del polvo de la región de Agilkia levantado por la sonda durante su aterrizaje fallido y pudo encontrar hasta 16 compuestos orgánicos y compuestos de nitrógeno distintos, incluyendo cuatro -acetamida, isocianato de metilo, propanal y acetona- que no habían sido detectados en un cometa con anterioridad.

Moléculas detectadas por COSAC ().
Moléculas orgánicas detectadas por COSAC (ESA/Philae/COSAC/Science).

Por otro lado, Ptolemy estudió el gas ambiente de la coma -la atmósfera del cometa- y detectó vapor de agua, monóxido de carbono, dióxido de carbono y varias sustancias orgánicas como el formaldehído. Ya se sabía que los cometas son extremadamente ricos en compuestos orgánicos, algunos de ellos esenciales para la vida, pero nunca está de más confirmarlo. Los dos instrumentos no lograron detectar ningún compuesto con azufre en la superficie de Chury, toda una sorpresa teniendo en cuenta que Rosetta los ha detectado a distancia. Otro misterio es la ausencia de amoniaco o dióxido de carbono, dos de los compuestos más abundantes en los cometas, una ausencia que quizá puede explicarse porque se trata de sustancias muy volátiles.

En cuanto al resto de instrumentos, las cámaras de Philae nos han permitido explorar por primera vez la superficie de un cometa en detalle. La cámara ROLIS (Rosetta Lander Imaging System), destinada a obtener imágenes del descenso de la sonda, obtuvo fotografías de la región de Agilkia con una resolución de 1 centímetro por píxel. En las imágenes se pueden ver varios bloques con un diámetro de un metro aproximadamente y regolito grueso, con algunos ‘granos’ de 10 a 50 centímetros de diámetro. El regolito se cree que tiene una profundidad máxima de dos metros, pero llama la atención la casi total ausencia de polvo o granos muy finos.

La zona de Agilkia vista por ROLIS a 67,4 metros de la superficie (ESA/Philae).
La zona de Agilkia vista por ROLIS a 67,4 metros de altura (ESA/Philae).
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Posición de Philae durante el primer aterrizaje en Agilkia (ESA/Philae/ROLIS).

Una vez en Abydos, las siete cámaras panorámicas CIVA (Comet Infrared and Visible Analyser) obtuvieron imágenes con una resolución de milímetros, demostrando que el material que rodea la sonda es de color negro -por culpa de su abundancia en sustancias orgánicas-, pero presenta zonas más brillantes ricas en hielo. Tanto en Agilkia como en Abydos destaca la ausencia de zonas de tamaño considerable ricas en hielo, algo que predecían los modelos teóricos.

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Imágenes de la región de Abydos tomadas por las cámaras CIVA. A alta resolución se aprecian las zonas más claras, probablemente ricas en hielo. En la imagen de la derecha se puede ver una de las antenas del instrumento CONSERT (ESA/Rosetta/Philae/CIVA).
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Imagen de la cámara 7 CIVA tomada el 13 de noviembre. La zona inferior izquierda estaba a 0,8-1,2 metros de distancia, mientras que la superior derecha estaba a 1,2-2 metros (ESA/Rosetta/Philae/CIVA).

El experimento MUPUS (Multi-Purpose Sensors for Surface and Subsurface Science) detectó que la temperatura de la superficie oscilaba entre los -145º C y los -180º C a lo largo del día de 12,4 horas de Chury. El martillo penetrador de este instrumento intentó perforar la superficie y, tras avanzar 27 mm se encontró con un material extremadamente duro. El martillo golpeó repetidamente más o menos en una zona -no necesariamente la misma- con idénticos resultados. Estos datos, sumados a la temperatura medida, sugieren que la superficie de Abydos está cubierta por una fina capa de polvo de 3 cm de espesor sobre una corteza formada por una mezcla de hielo de agua y polvo. En Agilkia esta corteza de hielo debe encontrarse a mayor profundidad que en Abydos.

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Resultados del experimento MUPUS. Arriba las temperaturas medidas en Abydos. Abajo, la profundidad alcanzada por el penetrador (ESA/ATG medialab, Spohn et al, 2015).

El instrumento CONSERT (COmet Nucleus Sounding Experiment by Radiowave Transmission), estudió el interior del núcleo cometario mediante el análisis de la propagación de las ondas de radio trabajando conjuntamente con la sonda Rosetta. Aunque desgraciadamente no hubo tiempo para analizar todo el cometa, al menos sabemos que el lóbulo de menor tamaño es altamente poroso (75-85%) y que está formado por una mezcla de polvo y hielo. Estos resultados concuerdan con los modelos teóricos, así que no son especialmente sorprendentes.

Propagación de las señales del instrumento CONSERT a través del cometa (ESA/Rosetta/Philae/CONSERT).
Propagación de las señales del instrumento CONSERT a través del cometa (ESA/Rosetta/Philae/CONSERT).

Más llamativo ha sido saber que el interior del cometa debe ser homogéneo hasta una escala de decenas de metros como mínimo, un dato que resulta muy difícil de casar con los resultados de Rosetta, que indican que Chury es en la superficie muy poco uniforme en cuanto a composición se refiere, con algunas zonas ricas en hielo de agua y otras en dióxido de carbono, por ejemplo. De paso, también contradicen los modelos teóricos sobre el origen de los cometas y la formación del sistema solar. Naturalmente, es posible que los resultados de CONSERT no sean representativos y quizá el lóbulo mayor sea muy heterogéneo. O quizá el que no sea representativo sea el propio cometa 67P, a saber.

Sea como sea, gracias precisamente a CONSERT se ha logrado triangular la posición de Philae en un área de 21 x 34 metros, aunque la cámara OSIRIS todavía no ha identificado la sonda en la superficie (que sepamos) y, por lo tanto, seguimos sin conocer las coordenadas precisas de Abydos. Por último, vale la pena destacar que Philae no ha podido detectar ningún campo magnético apreciable -por encima de dos nanoteslas- en la superficie del cometa, lo que concuerda con las predicciones teóricas y los resultados de otras misiones espaciales.

Los resultados científicos de Philae son sorprendentes y obligarán a que nos replanteemos las teorías sobre el origen del sistema solar. Desgraciadamente, hay que lamentar que en esta ocasión los artículos de Science, a diferencia de otros papers de la misión Rosetta, no se han publicado de forma gratuita (te recomiendo esta excelente entrada de Francis si quieres leer un resumen más que exhaustivo). Tampoco se entiende que hayamos tenido que esperar ocho meses para ver algunas imágenes de Philae en alta resolución. Está visto que la política de divulgación oscurantista no es exclusiva del equipo de la cámara OSIRIS. El contraste con el tratamiento de las imágenes durante el reciente sobrevuelo de Plutón por parte de la New Horizons es más que evidente y deja en muy mal lugar a la ESA al compararla con la NASA.

47 Comentarios

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AlcalinoAlcalino

Que problema tiene la esa en divulgar fotos, durante la ultima semana del sobrevuelo de pluton, NASA bombardeaba de fotos y datos del planeta enano, aqui a cuenta gotas, que triste.

apalankatorapalankator

¿Puede ser que los arpones de Philae no clavaran en el cometa por encontrar un material inesperadamente duro y el retroceso fue lo que impulsó a Philae a dar los rebotes hasta que aterrizó? Espero que alguien mejor informado que yo me conteste, saludos.

AstroBoyAstroBoy

apalankator si mal no recuerdo el problema fué que no llegaron a dispararse los arpones.
Tanto oscurantismo se vuelve caldo de cultivo para las conspiraciones, menos mal que Daniel hace un gran trabajo y nos ofrece mucha información (al menos toda la disponible).

TxemaryTxemary

El tema del retroceso ya lo tenían controlado para que no enviase la sonda en sentido contrario, de hecho podrían haberla sacado de la órbita del cometa, así que no debe ser ese el problema. Ahora lo de que no se clavasen por encontrar un material más duro de lo esperado, es muy posible (aunque los disparadores debían de enviar los arpones con una energía de lo más interesante), tal vez no ya tanto por el material, si no por el ángulo de penetración, que no fuese el indicado para el material en concreto. Obviamente, es muy fácil decir esto ahora, pero cuando se diseñó el sistema, con la nula información sobre cómo iba a ser el terreno de aterrizaje, poco mas se podía hacer…

danieldaniel

Ni ángulo de penetración ni gaitas, como ya se ha dijo en este blog los arpones no se llegaron a disparar y el sistema de gas que debía fijar la sonda a la superficie tampoco se activó.

javierjavier

Y si ocurríó a la inversa…. si la sonda golpeó una piedra pero los arpones nunca llegaron al suelo? es posible?.

JordiJordi

Y si fué a la reinversa, que salió un goblin de un agujero y le propinó una patada a la sonda para que siguiera volando?

Que los arpones no se dispararon y siguen en su sitio, demonios.

dingasodingaso

¿ pregunto , si tal vez , el protocolo de disparo de los arpones estuviese condicionado al apoyo simultaneo de las tres patas con sus sensores , y que esto último no ocurriera en ningún momento del “aterrizaje” , .. pobre bicho entonces no tuvo oportunidad !!

Gabriel DomínguezGabriel Domínguez

Ni se dispararon los arpones que debían anclar el aterrizador al suelo ni funcionó el propulsor a gas que debía contrarrestar el retroceso (por el disparo de los arpones). Pero, como el suelo resultó ser mucho más duro de lo que se suponía, quizás si los arpones se hubieran disparado no hubieran podido penetrar el suelo y el propulsor a gas no hubiera podido contrarrestar el retroceso… y el aterrizador se habría perdido sin remedio.

PacoPaco

Magnífico artículo pero parece haber una pequeña contradicción relativa a la ausencia (o presencia) de dióxido de carbono.

SergioSergio

Como siempre un artículo genial. Ya teníamos ganas de saber algo más de Chury. Una pena que la ESA tengan esa absurda actitud de desinformación.

Gracias Daniel por el artículo.

AntonioAntonio

Miedo me da saber qué tipo de información tendremos con JUICE cuando llegue a su destino. Espero que para entonces haya cambiado radicalmente la política de comunicación de la ESA. Menos mal que nos queda Europa Clipper.

YoniYoni

Pero bueno, ¿ la E.S.A. no se financia con fondos públicos? ¿con nuestros impuestos?. ¿A qué viene este oscurantismo?.
Gracias Daniel, descubri tu blog hace unos meses y estoy “enganchado”.
Saludos.

YAGYAG

Escrito por Julio Verne (un maestro en divulgación) en Viaje al Centro de la Tierra:

(Otto Lindenbrock) Era profesor
del Johannaeum, donde explicaba la cátedra de mineralogía, enfureciéndose, por regla general, una o dos veces en cada clase. Y no porque le preocupase el deseo de tener discípulos aplicados, ni el grado de atención que éstos prestasen a sus explicaciones, ni el éxito que como consecuencia de ella, pudiesen obtener en sus estudios; semejantes detalles teníanle sin cuidado. Enseñaba subjuntivamente, según una expresión de la filosofía alemana; enseñaba para él, y no para los otros. Era un sabio egoísta; un pozo de ciencia cuya polea rechinaba cuando de él se
quería sacar algo. Era, en una palabra, un avaro.
En Alemania hay algunos profesores de este género.

CarlosCarlos

Es vergonzoso que no publiquen todos los datos al instante. No estaría mal recordarles que todos y cada uno de los instrumentos, e incluso sus sueldos están pagados por los impuestos de todos las personas que forman parte de la UE. Por tanto esas imágenes son definitivamente de todos.

anónimoanónimo

Unos pagan más que otros, para la chusma las fotografías del NavCam y para los del Instituto Max Planck las fotografías del instrumento OSIRIS.

dingasodingaso

sugiero preguntar si las condiciones para el disparo de los arpones fuesen el apoyo simultaneo de las tres patas con sus sensores. Si eso no ocurrió, entonces Philae estuvo imposibilitada de anclarse .

Gabriel DomínguezGabriel Domínguez

Los pies del trípode de aterrizaje estaban diseñados para un contacto no simultáneo, sobre una superficie irregular, algo inclinada incluso. Cada pie llevaba unos tornillos para clavarse al suelo en el aterrizaje y así ayudar a fijar la sonda al suelo y evitar su movimiento lateral. La propia inercia del aterrizaje debía servir para producir energía eléctrica. Esto indicaría el touchdown de la sonda y accionaría el sistema de gas ADS que la empujaría contra la superficie durante unos 15 segundos. El sistema ADS se accionaría primero y seguiría funcionando después de ser disparados los arpones. Estos arpones, unidos a la sonda por cables que se recogerían una vez clavados, la anclarían firme y definitivamente al cometa. Este anclaje era importante también para el uso posterior de algunos instrumentos.

La sonda Philae llevaba dos acelerómetros para indicar el touchdown pero a mitad de camino los responsables de la misión se dieron cuenta que estos instrumentos sufrirían las interferencias del motor del tren de aterrizaje y accionarían el sistema ADS antes de tiempo, por lo que fueron desactivados. También sabemos que, una vez separada la Philae de la Rosetta, durante las pruebas, se detectó un fallo en el sistema ADS, pero se consideró que incluso sin este sistema se podría aterrizar con éxito. La mala suerte quiso que tampoco se dispararan los arpones.

Gabriel DomínguezGabriel Domínguez

Me corrijo: la detección de un fallo en el sistema ADS -concretamente falló la apertura del tanque de gas- ocurrió durante las pruebas PREVIAS a separar la Philae de la sonda Rosetta. En ese punto también falló el acondicionamiento de la batería principal, pero se le encontró solución.

XX

Los sensores de las patas funcionaron correctamente y mandaron la señal de disparo. Se ha determinado que la causa de que no se disparasen ha sido la degradación del material pirotécnico (nitrocelulosa) durante el viaje.

AndreaAndrea

Daniel sacanos de esta incertidumbre, la esa no lo hace. Creo recordar un comentario de la esa antes de desplegar a philae , en el que decían que habían detectado un problema en el sistema de gas, es decir en los retrochoetes. Por lo tanto si mi memoria no me falla, philae estaba sentenciada antes de aterrizar, porque sin sistema de retropropulsion no puede disparar los arpones, ya que la sacarían de orbita.

JordiJordi

Para el que no lo haya visto recomendo este video donde el team leader de Philae explica los instrumentos y elementos de la sonda. A mi entender, los arpones y el retroimpulsor (un pequeño agujero en la parte superior de la sonda) son elementos complementarios… y tuvieron la mala suerte que fallaron ambos .

https://www.youtube.com/watch?v=-77-Z_DHTlY

El hecho de que se supiera que el retroimpulsor no iba a funcionar antes de que Philae se hubiera separado de Rosetta hizo que al equipo de la misión le entraran dudas sobre si funcionaría lo demás, pero en ningún momento dieron por supuesto que los arpones fallarían, al menos que yo sepa.

XX

Son sistemas independientes y de características muy diferentes. El propulsor debía presurizarse rompiendo un sello de cera con unos pines que por alguna razón no funcionaron como se suponía. La telemetría muestra que los pines funcionaron, pero por alguna razón no aumentó la presión.

JuanchoJuancho

No hay incertidumbre. Son dos sistemas diferentes para eliminar el posible rebote en el aterrizaje.

Fallaron ambos y ya está.

apalankatorapalankator

Muchas gracias por las respuestas, no conocía que los arpones nunca se dispararon. Debe ser muy difícil o imposible conocer el motivo de este contratiempo, si fue por un fallo o porque no se dieron todas las condiciones necesarias para el disparo.

AgüimenseAgüimense

Entiendo que si los arpones no se dispararon ya era casi imposible anclar a nuestro amigo Philae. Únicamente si hubiera caído en terreno llano y las 3 patas se hubieran posado al mismo tiempo accionándose los tornillos que lo fijaran al suelo. Porque se posa 1º sólo una pata, pegan a levantarse las otras 2 y, o se partiría la pata fijada, o se saldría ¿no?. Saludos.

dingasodingaso

Jordi , gracias por tu respuesta , y todos aquí, perdón por la repetición de mi pregunta, ya que tenemos varios usos horarios de diferencia
…vi el video , vi el post de Francis, leo todo el blog que el dedicadisimo y , tal vez , nunca bien ponderado Daniél, que nos da estas oportunidades educativas (digo yo, que aprendo)…. y analicé una foto , la que dice ” Estimated lander position at touchdouwn 1″….. ahi veo lo indudable de la pata +Y (la que apunta al sud oeste en esa foto) , ( en el informe de Francis esta en otra posicion), … esa pata esta apoyada en el borde de una roca , en el medio de su extensión, que le imposibilita al sensor tocar la superficie…. y el rebote lógico
… éste es un punto de partida a sospechar, ahora con mas certidumbre, la causa de la falla de los disparadores para el anclaje. (es mi suposición por no haber podido leer nada sobre el programa o protocolo de acción)

Ahora , viendo el presente, y recordando el pasado, allá por mitad del siglo 20, recuerdo en revistas infantiles nos contaban como se cazaban las ballenas,….primero, desde distancia prudencial se disparaba el arpón, con el cañón de proa, después tirando de la cuerda, se montaba sobre la “bestia”, y empezaba el destripe… Sugestivamente, el protocolo inverso.

Estoy fascinado con la “inmensidad” de este sitio, no os quejeis , quien podria imaginar de antemano lo que puede pasar, tan lejos en tiempo y espacio… y con un 80% de efectividad !!! , claro seria elegante haber puesto un “lander caminante”….ja ja ja

XX

Como comenté más arriba, los sensores de las patas funcionaron ok, y mandaron la señal de disparo. El problema es de degradación de los sistemas pirotécnicos.

Gabriel DomínguezGabriel Domínguez

La “degradación de los sistemas pirotécnicos” ¿es la explicación oficial? Porque yo leí rumores sobre la nitrocelulosa (que si es ineficiente en el vacío, a bajas temperaturas, etc), pero también sobre un fallo en el ‘cableado’ del sistema de encendido de los arpones. Pero eran rumores, ninguna conclusión y, menos, oficial.

XX

De momento oficial no hay nada, en pruebas posteriores al lanzamiento se comprobó en laboratorio que la nitrocelulosa se degrada en condiciones espaciales, de momento allá donde leo es la explicación más aceptada. No localizo nada en concreto de fallos del cableado, aunque tampoco es que haya mucha información.

dingasodingaso

Volviendo a los arpones, para el próximo anclaje de estas “dimensiones”, sugerible es el uso de cañones (descartables unos mili segundos antes del disparo?) con retroceso equilibrado , “a babor y estribor”, (dos o cuatro) con explosivos inocuos , por la contaminación.
Esto sería que, cuando la nave está en posición de disparo suelta el cañón y automáticamente se activa el percutor, así queda anulado el problema del retroceso. El cañón se pierde.

AndreaAndrea

Os dais cuenta que estamos dando vueltas sobre el mismo problema. Si hubiera sido una nave del JPL o del APL ya sabríamos exactamente detalles sobre el fallo. La ESA tiene que explicarlo en detalle, ya que toda la información disponible en la red contradictoria. Yo pago esa misión, con mis impuestos, y por lo tanto tengo derecho a saber.
Por otro lado, publicar los primeros resultados de la misión en una revista de pago.. una verguenza! y típico de una cuadrilla de mafiosos.
saludos

JordiJordi

Cambiando de tema, y volviendo a Abydos… como puede ser que siendo tan precisa la supuesta localización del destino final de Philae (gracias a CONSERT) aun no hayan sido capaces de fotografiarlo? No es que sirva de mucho tener la foto donde por fin se le vea… pero ganamos tenemos todos de ver donde fue a parar al fin.

JuanchoJuancho

1) Está en sombra durante buena parte del día.
2) Tiene que coincidir que pase “de día” Rosseta y en un ángulo adecuado para verla.
3) Es peligroso bajar la órbita para hacer fotos innecesarias.
4) Tienen cosas mejores que hacer. Ya saben dónde está con bastante exactitud y la inclinación y orientación de la misma. Una foto no aporta nada.

Gabriela

Yo creo que debe primar la felicidad por sobre los reclamos, porque después de todo esta misión ha sido todo un éxito a pesar de ese accidentado “cometizaje”, y anduvimos con suerte de no haber perdido al Philae con un salto que lo llevara al vacío…

ÁngelÁngel

La fecha en que despierta Philae es el 13 de Junio y no el 15, aunque ya que estoy, el día 13 puede comunicarse con Rosetta pero había despertado antes. Gracias por este estupendo blog, Dani.

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