INDUSTRIA AERONÁUTICA

Misión Rosetta: El gran logro tecnológico de haber llegado al encuentro de un cometa

Por qué Rosetta:

En 1799, en la región del delta del río Nilo, mientras soldados franceses demolían una pared en la ciudad de Rashid (Rosetta), encontraron una piedra basáltica inscrita con un Decreto del año 196 A.C., que establecía el culto divino al recién coronado Faraón Ptolomeo V. El texto aparecía en tres lenguajes distintos: jeroglí­ficos egipcios, escritura demótica egipcia y griego antiguo.

Este hallazgo permitió, en los años siguientes, descifrar finalmente la hasta entonces ininteligible escritura egipcia, abriendo las puertas a la comprensión de los secretos y las maravillas de esta antigua civilización, desarrollada en el África por más de 3.000 años.

Veinte décadas después de ese histórico hallazgo, la Agencia Espacial Europea (ESA) resolvió utilizar el nombre dado a la famosa Piedra Rosetta para su primera misión "cometaria". Ello, por cuanto se espera que los hallazgos derivados de este proyecto permitan revelar los misterios de la formación del Universo al visitar un cometa formado hace 4600 millones de años, cuando aún no se formaban los planetas de nuestro Sistema Solar.

La misión "Rosetta" fue lanzada el 2 de marzo del año 2004.

Exploración de cometas

Ya en 1978, la NASA había lanzado la primera misión cometaria, con el International Cometary Explorer, ICE, cuya misión principal fue la exploración Solar. Lanzado en agosto de ese año, una vez que el originalmente llamado "International Sun-Earth Explorer" hubo completado su misión primaria, fue recomisionado como ICE para atravesar la cola del cometa "Giacobini-Zinner, pasando a 7.860 kilómetros de ese cuerpo celeste en 1985. Luego atravesó la cola del cometa Halley en 1986, a una distancia de 31 millones de kilómetros de su núcleo.

Luego de éste, sucesivos programas se han acercado a otros cometas, con el propósito de descifrar su composición y estructura:

cuadro cometas inv

La navegación

Uno de los logros tecnológicos más importantes de la misión Rosetta es, sin duda, el haber llegado al encuentro del cometa, conforme a lo planificado, y en condiciones de desplegar el módulo de acometizaje "Philae".

Se requirieron cuatro órbitas en torno al Sol y 6.555.221.000 [km] (seis mil quinientos cincuenta y cinco millones, doscientos veintiún mil kilómetros) de viaje para alcanzar al cometa 67P/Churyumov-Geramisenko, a más de 500 millones de kilómetros de distancia de la Tierra y posicionarse su lado, acompañándolo en su órbita alrededor del Sol, a una velocidad de aproximadamente 18.5 [km/s]. Es decir, a unos 66.600 [km/h] al momento del encuentro.

Si bien las cifras son impresionantes, la tecnología y la precisión que hay detrás de este logro lo son más aún.

Recordemos que, a diferencia de cualquier vehículo tripulado, estas sondas son robóticas y actúan conforme a programaciones de detalle que han sido incluidas en sus memorias de programación. Gran parte de su operación responde a la lectura de sus sensores, con respuestas pre-definidas de acuerdo a la planificación y a la programación del viaje.

Dada su lejanía de la Tierra, las comunicaciones directas son poco útiles para atender una emergencia ya que, aun viajando a cerca 300 mil [km/h], un mensaje puede tardar media hora en recorrer los 500 millones de kilómetros que separaban la Tierra de la sonda al momento de su encuentro con el cometa. Es decir, cada comando desde Tierra llegaría con una hora de atraso a atender una pregunta o situación de emergencia informada por la sonda "en vivo".

Por ello es que se deben prever todas las posibilidades y combinaciones de respuestas durante la programación de la sonda, lo que se hizo adecuadamente por parte del personal que estuvo a cargo hace ya casi 11 años.

Durante su viaje, Rosetta aprovechó los intercambios entre energía cinética y energía potencial para lograr alcanzar al cometa en una zona donde la elipse de su órbita, siguiendo las Leyes de Kepler, le hace reducir su velocidad tangencial, lejos del Sol y de las perturbaciones que provocan las altas temperaturas en su superficie.

A un año de su lanzamiento volvió a pasar cerca de la Tierra, obteniendo un impulso gravitacional que le permitió ampliar su órbita. Lo mismo se hizo con el planeta Marte y de nuevo con la Tierra en dos ocasiones más.

Una vez encauzada en su órbita de interceptación, Rosetta apagó sus sistemas para entrar en un "sueño" forzado entre junio del 2011 y enero del 2014, activándose nuevamente cuando se encontraba apenas a 9 millones de kilómetros del cometa.

En estos períodos de hibernación, es importante considerar que hay sistemas que deben permanecer funcionando, tales como los receptores de comunicaciones, los software que permiten descifrar los comandos que pudieran enviarse desde la Estación de Control y la alimentación eléctrica para estos sistemas.

Seis meses después  de despertarse, Rosetta llegó a las inmediaciones del cometa, procediendo a seleccionar un sitio para hacer acometizar a Philae lo que se hizo, finalmente, el 13 de noviembre de 2014.

El acometizaje

Una de las fases complicadas de la misión es el acometizaje. Lo primero fue  acercarse en una órbita tangencial a la del cometa y frenar para ajustarse a ella. En este caso se consideró una velocidad de acercamiento inicial entre la nave y el cuerpo celeste de alrededor de 25 [m/s], unos 90 [km/h].

Las cámaras cobraron especial importancia para actualizar y corregir la información previa que se tenía del cometa: estructura, forma, movimientos en torno a su eje, condiciones de iluminación, desprendimientos de polvo y/o rocas y sus datos orbitales. Mientras, la velocidad relativa se redujo a 2 [m/s], poco más de 7 [km/h], entre Enero y Junio.

Ya a unos 200 [km] de distancia, las imágenes permitían ver el "eje de spin" del cometa, su orientación y la velocidad angular del núcleo, así como detalles de la superficie.

Al acercarse a unos 25 [km] de la superficie, Rosetta entró en una órbita forzada al cometa, reduciendo la velocidad relativa a apenas algunos centímetros por segundo y tomando imágenes detalladas de su núcleo, para elegir el lugar de acometizaje.

Una vez seleccionado el lugar, el módulo Phileas se desprendió aproximadamente a 1 kilómetro de la superficie del núcleo, descendiendo hacia ella hasta contactarla a una velocidad menor a 1 [m/s], equivalente a la velocidad de una persona caminando.

Los datos obtenidos por Phileas son transmitidos ahora al orbitador Rosetta, el que los re-envía a la Tierra durante los períodos de contacto con la Estación de Control Terrena.

 Según lo planificado, el módulo Phileas debía anclarse a la superficie del cometa, para así asegurar su permanencia en ella durante el resto de la misión; sin embargo, debido a la baja atracción gravitatoria entre ambos, inicialmente el módulo tuvo problemas para hacerlo, desplazándose sobre el núcleo del cometa mientras intentaba fijarse sobre la capa de rocas y hielo. Lo anterior se habría debido principalmente, según versiones iniciales, a que el tren de aterrizaje del módulo incluye un sistema de suspensión para amortiguar el impacto, cuyo efecto habría superado las estimaciones iniciales, causando una suerte de "rebote" del módulo al hacer contacto con la superficie.

Finalmente, el módulo se habría fijado a la superficie; pero en una zona distinta de la planificada, con el agravante de que la topografía del lugar le impide recibir adecuadamente y por un tiempo razonable la luz solar, lo que afecta su sistema de recarga de baterías.

La carga inicial de las baterías aseguró su operación por las primeras 36 horas, luego de lo cual está dependiendo de la carga de una hora diaria de luz solar.

La misión científica

Misiones de esta envergadura son de alto costo y tiempo de ejecución, por lo que siempre se intenta obtener el máximo provecho de ellas.

Es así como el módulo de aterrizaje o acometizaje Phileas, durante el descenso, monitoreó y/o adquirió datos del cometa relativos a su campo gravitacional, la superficie y sus propiedades químicas y mecánicas, su campo magnético, mediciones de polvo y plasma e imágenes.

Una vez posado en la superficie tomó nuevamente los datos anteriores, agregando esta vez imágenes panorámicas y de detalle de la superficie, así como mediciones de gases y de composición del suelo y del subsuelo, incluyendo datos del esfuerzo requerido por los arpones de anclaje para su fijación.

Phileas posee una serie de instrumentos especializados para la adquisición de los datos mencionados, cada uno de los cuales corresponde a un proyecto específico y pueden ser revisados en el sitio de la ESA, www.esa.int.

Tanto el módulo Phileas como el orbitador Rosetta poseen la capacidad de efectuar espectrometría de masa, además de la espectroscopía de gases, pudiendo obtenerse mediciones más acuciosas y detalladas de la composición química del cometa.

Luego de obtener muestras y analizar el suelo del cometa 67P, desde noviembre de 2014 y hasta diciembre del 2015, Rosetta permanecerá en una órbita forzada (ya que no hay atracción gravitacional suficiente para tener una órbita natural) alrededor del cometa, observando su comportamiento a medida que se acerca en su órbita al Sol, monitoreando los cambios estructurales y físicos de su núcleo de hielo.

Los científicos de la misión Rosetta esperan obtener datos fundamentales para confirmar algunas teorías acerca del desarrollo de la vida en los planetas. Aun cuando aparece casi imposible encontrar vida celular en los cometas, existe evidencia de la presencia de moléculas orgánicas encontradas en algunos de ellos. Se trata de moléculas indispensables para el desarrollo de la vida orgánica, llamadas también los "ladrillo" estructurales sobre los que se sustenta el desarrollo de la vida.

Conclusiones

Si se llega a descubrir la presencia de moléculas orgánicas en el cometa 67P/Churyumov-Geramisenko, se estaría ante una prueba más para reforzar la teoría que indica que las opciones de la generación de vida han estado desde un principio repartidas por el espacio en los cometas, recorriéndolo incansablemente hasta lograr la coincidencia de que uno de ellos caiga en un planeta apropiado en temperatura, composición química, nutrientes, de tamaño apto para mantener atrapada una atmósfera apropiada, con un campo magnético protector de la radiación externa y demás condiciones para hacer surgir y prosperar la vida como la conocemos.

La Tierra es uno de estos lugares ideales para la proliferación de la vida; pero no tiene por qué ser considerada como el único. Ya se han descubierto planetas con algunas condiciones similares a las del nuestro, lo que indica que en la inmensidad del Universo podrían existir otros planetas capaces de albergar la vida.

Los resultados finales de la observación del cometa 67P podrían dar origen, no sólo a un nuevo entendimiento de nuestro lugar en el Universo, abriendo nuevos horizontes y planteando nuevos desafíos a la raza humana, sino que también podrían ayudarnos a comprender y descifrar los secretos de nuestro pasado, tal como lo hizo la Piedra Rosetta, encontrada dos siglos atrás.

Imagen: Â http://www.esa.int/spaceinimages/Images/2013/12/Rosetta_mission_poster

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