Si restringe la ricerca del landing site
di MIT Technology Review Italia
Questo fermo immagine proviene dalla simulazione delle fasi di separazione del lander Philae dall’orbiter Rosetta e discesa sulla superficie della cometa 67P/Churyumov-Gerasimenko, prevista per il novembre 2014. Fonte: ESA.
Utilizzando le dettagliate informazioni raccolte dal vascello Rosetta durante le sue prime due settimane di orbita attorno alla cometa 67P/ Churyumov-Gerasimenko, l’ESA ha identificato cinque potenziali siti per l’atterraggio del lander Philae, fissato per il mese di novembre – una impresa mai tentata prima.
La cometa 67P/C-G non era mai stata vista così da vicino, per cui la corsa per l’identificazione di un sito di atterraggio idoneo per il lander da 100 kg è iniziata solo il 6 agosto, quando Rosetta ha raggiunto la cometa.
L’atterraggio del lander è fissato per la metà di novembre, quando la cometa si troverà a circa 450 milioni di chilometri dal Sole, ovvero prima che le attività della cometa raggiungano livelli tali da compromettere il lancio e l’atterraggio di Philae e prima che il materiale sulla superficie della cometa venga modificato dal suo avvicinamento al Sole.
La cometa segue un’orbita di 6.5 anni attorno al Sole, ed oggi dista 522 milioni di chilometri da esso. Nel suo passaggio ravvicinato, previsto per il 14 agosto 2015, la cometa e Rosetta si troveranno a 185 milioni di chilometri dal Sole, che si traduce in un incremento di otto volte nella quantità di luce ricevuta dal Sole.
Mentre Rosetta osserverà gli effetti dell’innalzamento della temperatura sulla cometa e sulla sua scia, il lander Philae sarà responsabile delle misurazioni in situ della superficie. Il lander e l’orbiter collaboreranno inoltre nell’esperimento CONSERT per trasmettere e ricevere onde radio attraverso la cometa al fine di caratterizzarne la struttura interna.
La selezione del sito di atterraggio ideale è un processo complesso. Il sito deve rispondere ai requisiti tecnici dell’orbiter e del lander durante tutte le fasi di separazione, discesa e atterraggio, mentre nel corso delle operazioni sulla superficie dovrà rispondere ai requisiti scientifici dei 10 strumenti montati su Philae.
Uno dei problemi fondamentali deriva dall’incertezza nella navigazione del lander a una distanza tanto ridotta dalla cometa, per cui si può solamente determinare un sito di atterraggio seguendo una traiettoria ellittica – delle dimensioni di un chilometro quadrato – entro la quale fare atterrare il lander.
Ciascuno dei potenziali siti di atterraggio deve rispondere a importanti domande: Il lander riuscirà a mantenere comunicazioni regolari con Rosetta? Quanto sono diffusi i rischi di superficie, quali grandi pietre, profondi crepacci o pendenze ripide? Vi è un’illuminazione sufficiente a condurre le operazioni scientifiche e ricaricare le batterie del lander oltre le sue 64 ore di autonomia iniziale senza correre rischi di surriscaldamento?
Per rispondere a queste domande sono stati utilizzati i dati raccolti da Rosetta a una distanza di circa 100 km, incluse le immagini ad alta risoluzione della superficie, le misurazioni della temperatura superficiale della cometa e la pressione e densità dei gas che circondano il nucleo. In aggiunta a questi valori, sono stati calcolati anche l’orientamento della cometa rispetto al sole, la sua rotazione, massa e gravità superficiale. Tutti questi fattori influiscono sulla fattibilità tecnica di un atterraggio in ognuno dei siti identificati.
Lo scorso fine settimana, il Landing Site Selection Group (che comprende ingegneri e scienziati dello Science, Operations and Navigation Centre del CNES, il Lander Control Centre del DLR, e scienziati che rappresentano i team ESA responsabili delle strumentazioni di Philae e Rosetta) si sono incontrati al CNES per esaminare i dati disponibili e determinare una lista di cinque potenziali siti di atterraggio.
“è la prima volta che analizziamo siti per effettuare un atterraggio su una cometa”, dice Stephan Ulamec, Lander Manager di DLR. “Basandoci sulla particolare forma e sulla topografia complessiva della cometa, non c’è da rimanere sorpresi dall’eliminazione di tante aree. I siti candidati che abbiamo deciso di analizzare ulteriormente dovrebbero essere tecnicamente fattibili in base all’analisi preliminare delle dinamiche di volo e di altri aspetti, come ad esempio il fatto che garantiscano almeno sei ore di luce e offrano porzioni di terreno piano. Ovviamente, ciascun sito ha il potenziale per portare a scoperte scientifiche uniche”.
Come spiegatoci da Jean-Pierre Bibring, uno degli scienziati responsabili del lander e investigatore principale dello strumento CIVA, “la cometa è molto diversa da tutto quello che abbiamo osservato finora, e presenta aspetti spettacolari che devono ancora essere scoperti. I cinque siti identificati offrono le migliori probabilità di atterrare e studiare la composizione, la struttura interna e l’attività della cometa sfruttando i dieci esperimenti previsti per il lander”.
In queste immagini sono evidenziati i cinque potenziali punti di atterraggio. Fonte: ESA.
Dei cinque siti che sono stati selezionati da una lista di dieci siti potenziali, tre sono situati sul lobo inferiore della cometa, mentre gli altri due sono situati sul lobo maggiore. Il prossimo passaggio consiste nell’analisi comprensiva di ciascuno dei siti al fine di determinare le possibili strategie orbitali e operazionali che potrebbero essere utilizzate per trasportare il lander . Rosetta dovrà avvicinarsi a una distanza di 50 km dalla cometa per approfondire lo studio dei siti proposti.
Entro il 14 settembre, i cinque siti di atterraggio saranno stati esaminati e classificati e si potrà procedere con la selezione del sito primario e di uno secondario e alla definizione di una strategia dettagliata per le operazioni di atterraggio. Durante questa fase, Rosetta si porterà a una distanza di 20-30 km dalla cometa, permettendo la creazione di mappe ancora più dettagliate della distribuzione di massi nel sito primario e in quello secondario. Queste informazioni potrebbero rivelarsi fondamentali per un eventuale sostituzione fra il sito primario e quello secondario.
Il team della missione Rosetta sta lavorando per fissare la data dell’atterraggio all’11 di novembre, ma la conferma del sito primario e della data non arriveranno prima del 12 ottobre. A questa conferma seguirà l’autorizzazione (o meno) a procedere da parte dell’ESA, in accordo con il team del lander, dopo una revisione dello stato di preparazione, fissata per il 14 ottobre.
“Il processo di selezione di un sito per l’atterraggio è estremamente complesso e dinamico; avvicinandoci alla cometa potremo osservare sempre più dettagli che influiranno sulla decisione finale del luogo e del momento ideale per atterrare”, dice Fred Jansen, manager della missione Rosetta. “Abbiamo dovuto ultimare in fretta la nostra analisi preliminare dei potenziali siti, ed ora abbiamo appena qualche altra settimana per determinare il sito primario. L’orologio continua a ticchettare, e ora dobbiamo vincere la sfida e individuare il sito migliore per Philae”.
