Intentando establecer una comunicación estable con Philae y el origen de los chorros del cometa 67P (Bitácora de Rosetta 17)

Desde que el pasado 13 de junio Philae resucitase después de siete meses de hibernación todos los esfuerzos del equipo de la misión se han concentrado en establecer un enlace estable con la sonda, pero por ahora todo ha sido en vano. ¿Qué es lo que ha pasado?

Imagen del cometa 67P del 30 de junio tomada por la cámara Navcam. Se aprecian los chorros de polvo del cometa (ESA/Rosetta/NavCam).
Imagen del cometa 67P del 30 de junio tomada por la cámara Navcam. Se aprecian los chorros de polvo del cometa (ESA/Rosetta/NavCam).

Entre el 13 y el 26 de junio Philae se comunicó siete veces con la sonda Rosetta, sin embargo, todas las sesiones se han prolongado por espacio de unos pocos minutos, a diferencia de las tres horas que llegaron a durar durante el pasado noviembre. ¿Por qué? La raíz del problema subyace en la geometría de la posición de Philae con respecto a Rosetta. El cometa 67P/Churyumov-Gerasimenko gira con un periodo de 12,4 horas, así que teóricamente la sonda Rosetta debería ser capaz de comunicarse con Philae dos veces por día. Lamentablemente, no todas estas sesiones son posibles. Primero, los paneles solares de Philae deben generar la suficiente potencia eléctrica como para permitir las comunicaciones y esto no siempre se cumple. Recordemos que la pequeña sonda aterrizó de costado frente a un pequeño acantilado y la iluminación que reciben los paneles no es precisamente óptima. Segundo, Philae no transmite en todas direcciones, sino en un haz con forma de cono y, naturalmente, Rosetta debe atravesarlo si quiere ‘hablar’ con su hermana pequeña. Para complicar las cosas, la posición exacta de Philae y su orientación -y, por tanto, la del haz de transmisiones- no se conoce con total precisión.

Simulación del cono de comunicaciones de Philae (Mattias Malmer).
Simulación del cono de comunicaciones de Philae. Pincha en la imagen para ver la animación (Mattias Malmer).

Una solución consiste en reducir la órbita de Rosetta para aumentar la intensidad de la señal, pero hay que tener en cuenta que Chury se está acercando al perihelio y cada vez emite más polvo, piedras y gases. Y acercar una delicada sonda espacial a un cometa activo no parece ser una buena idea. De hecho, en marzo de 2015 los sensores estelares de Rosetta confundieron las partículas de hielo emitidas por el cometa con estrellas y durante un tiempo la sonda fue incapaz de orientarse. En aquella ocasión la nave entró en modo seguro y, siguiendo su programación, automáticamente se alejó del núcleo antes de volver a ponerse en contacto con la Tierra. Evidentemente, nadie quiere que se repita una situación así.

Una solución de compromiso es disminuir la altura de la órbita, pero no tanto como para que la misión corra peligro. Inicialmente la ESA redujo la órbita de los 200 kilómetros hasta los 180 kilómetros para mejorar las comunicaciones, pero en vista del fracaso, la semana pasada la sonda inició las maniobras necesarias para reducir su altitud nuevamente hasta llegar a los 160 kilómetros, una altura que se alcanzó el 30 de junio. Al mismo tiempo el 26 de junio se cambió la órbita de Rosetta de tal forma que sobrevuele las regiones con una latitud de -8º en vez de los 55º para favorecer las comunicaciones. Durante esta semana la latitud se incrementará nuevamente hasta los 50º para comprobar cómo varía la intensidad de la señal y determinar así la mejor trayectoria para recibir las comunicaciones de la sonda. Lo que por ahora resulta innegociable es mover el plano de la órbita, actualmente coincidente con el terminador para reducir el riesgo de colisión con partículas emitidas por Chury. En los próximos días veremos si esta estrategia tiene o no éxito. De no ser así, Rosetta podría retirarse por seguridad a una órbita más alta hasta septiembre. Para entonces la actividad de Chury se habrá reducido nuevamente a niveles más aceptables.

Philae (ESA).
Philae (ESA).

Con el fin de descargar los datos almacenados en las dos memorias de Philae se necesitan sesiones de al menos unos cincuenta minutos de duración. Naturalmente, es posible que el problema sea que el equipo de comunicaciones de la sonda haya sufrido algún daño durante la hibernación. En ese caso habrá que adaptar las operaciones científicas a la nueva situación. Por ahora los instrumentos parecen estar en buenas condiciones y si pueden volver a funcionar las principales esperanzas están puestas en el instrumento de radar CONSERT, que, trabajando conjuntamente con un instrumento similar que se halla en Rosetta, debe determinar la estructura interna de Chury y, de paso, la posición precisa de Philae en la superficie. Otro instrumento fundamental es COSAC, el espectrómetro destinado a estudiar la composición de la superficie gracias al análisis de las muestras del taladro.

Pero mientras se desarrolla el drama de Philae, Rosetta sigue a lo suyo. Si el otro día hablábamos de que la misión había identificado zonas de hielo de agua puro, ahora parece haber descubierto las zonas activas en las que se originan los característicos chorros de polvo de Chury.

Usando, como no, la potente y exclusiva cámara OSIRIS, el equipo de Rosetta ha determinado que las depresiones superficiales del cometa son la fuente de la mayoría de los chorros. Las observaciones se realizaron en septiembre de 2014 cuando la nave orbitó el cometa a una altitud rasante de unos treinta kilómetros, lo que permitió tomar imágenes a altísima resolución (30 cm/píxel). Los núcleos cometarios explorados hasta la fecha están repletos de estos curiosos pozos, que en el caso del cometa 67P alcanzan profundidades superiores a los 200 metros y tienen un diámetro equivalente. En un principio se pensó que eran cráteres de impacto erosionados, pero poco a poco los investigadores desecharon esta hipótesis. Ahora Rosetta ha estudiado 18 cavidades situadas en el hemisferio norte de Chury -la parte iluminada- y ha establecido una conexión directa entre las mismas y las zonas activas del cometa.

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Las cavidades del cometa 67P y el posible mecanismo de formación (ESA).

Ahora bien, ¿cómo se forman estas estructuras? El mecanismo sería el siguiente: los hielos de dióxido de carbono y monóxido de carbono del interior del cometa se sublimarían en algunas regiones bajo la superficie a medida que el cometa se acerca al Sol, creando una bolsa repleta de gases. Si la bolsa se halla cerca de la superficie, el techo podría derrumbarse, creando un pozo con un suelo cubierto por polvo. Los hielos frescos de las paredes, ahora expuestos a la luz solar, también se sublimarían, arrastrando en el proceso al polvo y las sustancias orgánicas del interior. Con el tiempo las cavidades se irían haciendo más anchas y menos profundas. En cualquier caso, el origen de las bolsas iniciales no está nada claro y bien podría tratarse de formaciones primordiales. O quizá existen varios mecanismos distintos que expliquen su creación.

La cavidad Seth 01 posee 220 metros de diámetro y 185 metros de profundidad. Aquí la vemos en una imagen de OSIRIS del 20 de septiembre (ESA/Rosetta/MPS for OSIRIS Team MPS/UPD/LAM/IAA/SSO/INTA/UPM/DASP/IDA).
La cavidad Seth 01 posee 220 metros de diámetro y 185 metros de profundidad. Aquí la vemos en una imagen de OSIRIS del 20 de septiembre de 2014 (ESA/Rosetta/MPS for OSIRIS Team MPS/UPD/LAM/IAA/SSO/INTA/UPM/DASP/IDA).
Imagen de la región de Seth en la que se ven varias cavidades emitiendo chorros de polvo (parte inferior derecha) (ESA/Rosetta/MPS for OSIRIS Team MPS/UPD/LAM/IAA/SSO/INTA/UPM/DASP/IDA).
Imagen de la región de Seth en la que se ven varias cavidades emitiendo chorros de polvo (parte inferior derecha) (ESA/Rosetta/MPS for OSIRIS Team MPS/UPD/LAM/IAA/SSO/INTA/UPM/DASP/IDA).
Distintas cavidades en la región de Ma'at. De izqu (ESA/Rosetta/MPS for OSIRIS Team MPS/UPD/LAM/IAA/SSO/INTA/UPM/DASP/IDA).
Distintas cavidades en la región de Ma’at. De izquierda a derecha las cavidades son más antiguas y menos activas (ESA/Rosetta/MPS for OSIRIS Team MPS/UPD/LAM/IAA/SSO/INTA/UPM/DASP/IDA).

Lo que sí parece claro es que las zonas jóvenes del cometa son las más activas y las que poseen un mayor número de pozos. Del mismo modo, cuanto más profundas y empinadas sean las paredes de las cavidades, más jóvenes y activas son estas. Es posible que la sonda Rosetta presenciase la formación de una de estas cavidades en abril de 2014, cuando todavía no estaba en órbita alrededor de Chury. Por entonces el cometa incrementó su actividad de forma considerable, un fenómeno que podría explicarse por el colapso del techo de una cavidad y la emisión de polvo posterior.

Mientras, los chorros del cometa 67P siguen cambiando. Los más grandes tienen un diámetro de varias decenas de metros y su origen ha ido desplazándose a latitudes situadas más al sur a medida que el Sol ilumina el hemisferio austral del cometa. El estudio de la evolución temporal de los chorros está limitado porque Rosetta solo puede tomar una fotografía de Chury cada veinte minutos. Además de los pozos, no olvidemos que los chorros también parecen originarse en las paredes de los acantilados.

Referencias:

  • http://www.nature.com/nature/journal/v523/n7558/full/nature14564.html
  • http://www.dlr.de/dlr/en/desktopdefault.aspx/tabid-10081/151_read-14019/#/gallery/311
  • https://rosetta.cnes.fr/fr/notre-priorite-est-lamelioration-des-contacts-avec-philae
  • http://blogs.esa.int/rosetta/2015/06/26/rosetta-and-philae-searching-for-a-good-signal/
  • http://blogs.esa.int/rosetta/2015/07/01/comet-sinkholes-generate-jets/
  • https://twitter.com/DLR_en
  • http://www.hou.usra.edu/meetings/lpsc2015/pdf/2041.pdf


13 Comentarios

  1. Que gozada leer estos artículos. A medida que más leo y me informo sobre este cometa me da que pensar en un sistema autodestructivo, es decir, que si no tuviera algún tropiezo por el camino, tendería a deshacerse. Igual es una burrada lo que pienso. Por otro lado, soy bastante negativo referente al resurgimiento de Philae. Esperemos, más que sea, conseguir recibir los datos que ya tiene. Incluso ésto, lo veo muy complicado. Un saludo.

  2. Mi pregunta es:
    ¿Cómo están los depósitos de combustible de Rosetta?
    ¿hay suficiente para que cuando la actividad cometaria retorne a niveles normales pueda establecer una órbita baja alrededor de Chury para intentar reestablecer plenamnete la operatividad de Philae?

    1. Normalmente hay combustible de sobra, piensa que actualmente no esta en ningun pozo gravitatorio (a excepcion del sol, claro), y los ingenieros de la ESA pueden literalmente jugar con Rosetta.
      El problema (si lo he entendido bien), es que los chorros de polvo con proporcionales a la actividad solar que recibe Churry, como lo es la operatibilidad de Philae.
      Es decir, cuando cesen los chorros, la temperatura sera mas baja , y por lo tanto, Philae no podra emitir nada ya.
      Aun asi, es posible que haya algun hueco donde la actividad solar no sea tan elevada para que Rosetta pueda acercarse y Philae gracias a la poca actividad solar o a sus pequeñas baterias (que durarian algunas horas sin sol como mucho) pueda enviar algo.

  3. ¿Alguien sabría decirme cual es la velocidad orbital de Rosetta respecto al cometa? Ya que su gravedad es prácticamente nula supongo que su velocidad será de apenas unos pocos metros por segundo.

  4. Oí por ahí que cuandp la Philae desperto de su letargo que los miembros del Control de Misión estaban barajando la idea de activar el taladro para perforar la superficie. Me imagino que hasta que no se establezca una comunicación estable, entonces no se podrá hacer.

  5. Yo tampoco arriesgaría mucho a Rosetta para intentar captar mejor a Philae, y por supuesto no la sacaría de su órbita en el terminador, no sea que Chury le meta una pedrada.

    Una pregunta, ¿porqué disminuirá la temperatura en setiembre? el perihelio cae en agosto?

    Por cierto las imagenes de Osiris de esos acantilados son impresionantes

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Por Daniel Marín
Publicado el ⌚ 2 julio, 2015
Categoría(s): ✓ Astronáutica • Astronomía • ESA • Rosetta • Sistema Solar