Philae (móvil)

Philae ( eng.  Philae lander ) es un módulo de aterrizaje diseñado para aterrizar en el núcleo de un cometa . Diseñado y fabricado por la Agencia Espacial Europea .

Philae, alojado por la nave espacial Rosetta , fue lanzado el 2 de marzo de 2004 al cometa 67P/Churyumov-Gerasimenko .

La separación del aparato Philae del Rosetta ocurrió el 12 de noviembre de 2014, a las 09:35  UTC . Esto fue seguido por un descenso de 7 horas a la superficie del cometa. El aterrizaje tuvo lugar en un modo no planificado. Desde las 15:34 UTC hasta las 17:32 UTC, hubo tres touchdowns con dos rebotes entre ellos (las señales de esto llegaron a la Tierra después de casi media hora) [2] . Este es el primer aterrizaje (y generalmente exitoso) en un cometa [3] [4] .

Origen de los nombres

El nombre del dispositivo fue elegido como resultado de un concurso realizado en 2004 entre los residentes de los países participantes en el proyecto de 12 a 25 años. La ganadora fue Serena Olga Vismara , de 15 años, de Arluno , cerca de Milán (Italia).

El nombre del vehículo de descenso está asociado con la decodificación de las antiguas inscripciones egipcias. En la isla de Philae en el río Nilo, se encontró un obelisco con una inscripción jeroglífica que menciona al rey Ptolomeo VIII y las reinas Cleopatra II y Cleopatra III . La inscripción, en la que los científicos reconocieron los nombres "Ptolomeo" y "Cleopatra", ayudó a descifrar los antiguos jeroglíficos egipcios.

A su vez, el nombre "Rosetta" proviene de la famosa Piedra de Rosetta  - una losa de piedra con tres textos grabados en significado idéntico, dos de los cuales están escritos en egipcio antiguo (uno en jeroglíficos , el otro en escritura demótica ), y el el tercero está escrito en griego antiguo . Al comparar los textos de la Piedra de Rosetta, los científicos han podido descifrar los antiguos jeroglíficos egipcios; Con la ayuda de la nave espacial Rosetta, los científicos esperan saber cómo era el sistema solar antes de que se formaran los planetas.

Equipo científico

La masa del vehículo de descenso es de 100 kg . La carga útil del dispositivo es de 26,7 kg y consta de diez instrumentos científicos [5] :

• APXS ( Espectrómetro de rayos X de protones alfa ) es un espectrómetro de partículas alfa y rayos X [6] . Es una versión mejorada del APXS instalado en el Mars Pathfinder . El emisor alfa fue fabricado en el Instituto Ruso de Investigación de Reactores Atómicos (NIIAR); [7]
• COSAC ( COmetary Sampling and Composition ) es un cromatógrafo de gases y un espectrómetro de masas combinados para analizar muestras de rocas y evaluar su contenido de componentes volátiles [8] .
• Ptolomeo  es un instrumento para medir la proporción de fracciones de isótopos estables en componentes volátiles clave del núcleo de un cometa [9] .
• ÇIVA ( Comet Nucleus Infrared and Visible Analyzer ) : 6 microcámaras idénticas para el estudio panorámico de la superficie, con matrices de 1024 × 1024 píxeles cada una [10] .
• ROLIS ( Rosetta Lander Imaging System ) es una cámara CCD para filmar durante el descenso, con una resolución de 1024 × 1024 píxeles [11] [12] .
• CONSERT (COmet Nucleus Sounding Experiment by Radiowave Transmission) es un radar diseñado para realizartomografíasdel núcleo del cometa midiendo la propagación de ondas electromagnéticas en él desde Rosetta para determinar su estructura interna [13] .
• MUPUS ( Sensores multipropósito para la ciencia de la superficie y el subsuelo ): sensores para medir la densidad, la temperatura y las propiedades mecánicas de la superficie [14] .
• ROMAP ( Rosetta Lander Magnetometer and Plasma Monitor ) es un magnetómetro y detector de plasma para estudiar el campo magnético del núcleo de un cometa y su interacción con el viento solar [15] .
• SESAME ( Surface Electric Sounding and Acoustic Monitoring Experiments ) - 3 instrumentos para medir las propiedades de las capas externas de un cometa: CASSE ( Cometary Acoustic Sounding Surface Experiment ) - un experimento sobre el estudio acústico de la superficie de un cometa, PP ( Permistivity Probe ) - un estudio de sus características eléctricas, y DIM ( Dust Impact Monitor ) - medición de la sedimentación de polvo en la superficie [16] .
• SD2 ( subsistema Drill, Sample, and Distribution ) es un taladro para extraer muestras de roca de profundidades de 0 a 230 mm y enviarlas para su análisis a los subsistemas Ptolomeo, COSAC y ÇIVA [17] .

Austria , Finlandia , Francia , Alemania , Hungría , Italia , Irlanda , Polonia , Gran Bretaña y Rusia participaron en la creación del dispositivo y su equipamiento .

Crónica de vuelo

El 2 de marzo de 2004, Rosetta con la nave espacial Philae fue lanzada con éxito desde el sitio de lanzamiento de Kourou en la Guayana Francesa por un cohete Ariane 5G+ .

El 25 de febrero de 2007, Rosetta voló cerca de Marte . Durante el sobrevuelo, el vehículo de descenso Fila operó por primera vez de forma autónoma, alimentado por sus propias baterías. Los instrumentos del vehículo de descenso desde una distancia de 1000 km inspeccionaron el planeta, obtuvieron datos sobre el campo magnético de Marte [18] .

Acercamiento del cometa (2014)

El 6 de agosto de 2014, Rosetta con el aparato se acercó al cometa a una distancia de 100 km [19] . Los especialistas de la ESA identificaron 5 sitios de aterrizaje potencialmente adecuados, de los cuales se consideró que el más aceptable era el "sitio A" en la mayor parte del cometa, desde el cual su parte más pequeña también es claramente visible [20] .

El 15 de octubre, los especialistas de la ESA confirmaron el lugar de aterrizaje principal del aparato Philae: el "sitio J". "Rosetta" ese día estaba en una órbita circular (desde el punto de vista de un observador ubicado en el cometa) [21] , a 10 km del centro del núcleo de cuatro kilómetros del cometa. Esto permitió una mirada más cercana al sitio de aterrizaje principal ("Sitio J") y de respaldo ("Sitio C") para finalmente evaluar los peligros (incluidas las limitaciones causadas por la presencia de cantos rodados) [22] . Aterrizar sobre o cerca de un canto rodado (cuando la pata de aterrizaje o el casco toca el canto rodado) puede hacer que el vehículo vuelque o se dañe; incluso las rocas de menos de un metro de tamaño son peligrosas. Miles de piedras grandes son visibles en las imágenes de los sitios de aterrizaje principal y alternativo. Los especialistas del grupo de dinámica de vuelo estimaron el riesgo debido a la presencia de cantos rodados en varias decenas de por ciento [23] .

El 10 de noviembre, Rosetta se encontraba en la trayectoria de preparación para el lanzamiento de la nave espacial Philae (que no tiene un sistema de navegación ni un motor a bordo para dirigirse activamente al lugar de aterrizaje deseado), a una velocidad de 0,19 m/s relativa a el núcleo del cometa [ 24] .

El 12 de noviembre, a las 12:35 hora de Moscú, a una distancia de aproximadamente 22,5 km del centro del núcleo del cometa, Rosetta envió el módulo de aterrizaje Fila en vuelo libre.

En la superficie de un cometa (12 al 15 de noviembre de 2014)

Como estaba previsto, la sonda aterrizó en el "sitio J", ubicado en la parte más pequeña del cometa [25] . El 12 de noviembre a las 17:32 UTC recibió la confirmación del aterrizaje exitoso del Philae [2] .

El aterrizaje tuvo lugar en un modo no planificado.

"Fila", acelerado por el campo gravitatorio del núcleo del cometa, voló hacia él a una velocidad de 1 m/s . Para evitar el rebote y asegurar la sonda a la superficie, había varios sistemas en ella. El impacto de tocar las patas de aterrizaje extinguió el amortiguador; en el momento del contacto, el motor del cohete tuvo que presionar el aparato contra la superficie durante varios segundos. Durante el funcionamiento del motor, se suponía que el dispositivo introduciría en el suelo dos arpones del tamaño de un lápiz en cables de dos metros, y se suponía que tres taladros colocados en soportes de aterrizaje penetrarían profundamente en el suelo [26] .

Después de aterrizar, los perforadores se adentraron 4 cm en el suelo del núcleo del cometa , sin embargo, el motor del cohete para presionar el dispositivo contra la superficie no funcionó y los arpones a las 17:23 UTC aún no se lanzaron por una razón desconocida. , por lo que la posición del dispositivo en la superficie en ese momento no era fuerte [4] [27] .

El procesamiento de la información telemétrica mostró que, en realidad, Philae hizo tres touchdowns, a las 15:34, 17:25 y 17:32 UTC, con dos rebotes entre ellos. El primer aterrizaje fue dentro de la elipse de aterrizaje ("sitio J"). Esto lo confirman las imágenes de la cámara ROLIS colocada en la nave espacial Philae y dirigida hacia abajo. La unión de estas imágenes a los detalles del relieve se realizó según las imágenes del dispositivo OSIRIS instalado en la Rosetta. Pero luego el módulo de aterrizaje rebotó en la superficie durante 1 hora y 50 minutos . Durante este tiempo, se movió aproximadamente 1 km desde el lugar del primer toque. Luego, el dispositivo volvió a tocar la superficie, rebotó nuevamente durante 7 minutos y aterrizó [2] .

El núcleo del cometa gira, y el sol ilumina periódicamente el área en la que aterrizó el aparato; sin embargo, la mayor parte de este tiempo, "Fila" estuvo a la sombra de un acantilado escarpado [3] . Durante tres días, el dispositivo funcionó con energía prealmacenada de baterías que pueden cargarse con paneles solares; sin embargo, debido a la sombra, la iluminación de los paneles solares (y, en consecuencia, la energía generada por ellos) era demasiado baja para cargar las pilas y seguir trabajando [28] .

Del 12 al 14 de noviembre, Philae descubrió compuestos orgánicos en los gases emitidos por el cometa [29] [30] .

El 15 de noviembre, después de trabajar durante unas 60 horas y enviar los resultados de los análisis [30] , el módulo de aterrizaje Philae pasó al modo de espera (todos los instrumentos científicos y la mayoría de los sistemas a bordo estaban apagados) debido al agotamiento de las baterías a bordo ( comunicación por radio con el Rosetta perdida a las 00:36 UTC). Se esperaba que a medida que el cometa se acercara al Sol, la iluminación y, en consecuencia, la temperatura del aparato y la potencia generada por los paneles solares aumentarían tanto que el Philae podría volver a encenderse. Sin embargo, no se sabía exactamente cuándo podría suceder esto.

After Awakening (13 de junio - 9 de julio de 2015)

El 13 de junio a las 20:28 UTC, 7 meses después de la última sesión de comunicación, el módulo de aterrizaje Philae salió de su modo de bajo consumo. En 85 segundos , el vehículo de descenso transmitió 300 paquetes de datos de los 8000 disponibles  a través de Rosetta a la Tierra (la tasa de generación de información sobre el estado del dispositivo es de 52 bps ; se generan aproximadamente 150 paquetes de datos por día de cometa [1] ). De acuerdo con los datos obtenidos, la temperatura del dispositivo fue de -35 °C , y la potencia generada fue de 24 W (la potencia mínima requerida para encender el transmisor es de 19 W [31] ). La información recibida reflejaba el estado pasado del aparato en un momento que aún no se ha determinado.  

El 14 de junio tuvo lugar otra sesión de comunicación, que duró solo unos segundos. De los nuevos datos se desprende que la temperatura del dispositivo ha subido a -5°C , y se confirmó que estos datos reflejan el estado actual del dispositivo. Según el líder del proyecto, Stefan Ulamek: "El dispositivo está listo para seguir trabajando" [32] .

El 19 de junio, a las 13:37 y 13:54  UTC , se realizaron dos sesiones de comunicación con la sonda Philae de 2 minutos cada una. Se recibieron un total de 185 paquetes de datos de telemetría. No se esperaba obtener datos científicos. Se enviaron comandos a Rosetta para ajustar aún más la órbita del vehículo a fin de garantizar la mejor conexión con la sonda de descenso [1] .

El 5 de julio se envió un comando de radar CONSERT , pero la respuesta no se recibió hasta el 9 de julio, cuando el módulo de aterrizaje envió mediciones de radar [33] .

Después del 9 de julio de 2015, se perdió la comunicación con el aparato Fila [34] . Philae ya no respondió a los comandos y, en enero de 2016, el líder del proyecto, Stefan Ulamek, admitió que las posibilidades de establecer una conexión en el futuro son extremadamente pequeñas [35] .

Descubrimiento de Philae

El 2 de septiembre de 2016, la cámara de alta resolución del aparato de Rosetta recibió imágenes de Phila. El vehículo de descenso cayó en la grieta oscura del cometa. Desde una altura de 2,7 km, la resolución de la cámara de ángulo estrecho de OSIRIS es de unos 5 cm por píxel. Esta resolución es suficiente para mostrar los rasgos característicos del diseño del cuerpo y las patas de 1 metro del aparato Fila en la imagen. Las imágenes también confirmaron que Fila estaba acostada de lado. La orientación anormal en la superficie del cometa dejó en claro por qué fue tan difícil establecer contacto con el módulo de aterrizaje después de aterrizar el 12 de noviembre de 2014. [36]

Aterrizaje forzoso de la sonda Rosetta

El 30 de septiembre de 2016, la sonda Rosetta fue desorbitada y dirigida deliberadamente a la colisión de un cometa [37] . Después de 14 horas, la sonda chocó con la superficie a una velocidad de 3 km/h. El programa de investigación de cometas de 1.400 millones de euros ha finalizado, según la ESA [38] .

Véase también

• Lista de primeros aterrizajes en cuerpos celestes

Notas

1. ↑ 1 2 3 Rosetta y Philae en contacto  nuevamente . Blog Roseta. ESA (19 de junio de 2015). Consultado el 6 de julio de 2015. Archivado desde el original el 20 de junio de 2015.
2. ↑ 1 2 3 Tres touchdowns para el módulo de aterrizaje  de Rosetta . ESA (14 de noviembre de 2014). Consultado el 13 de noviembre de 2014. Archivado desde el original el 25 de diciembre de 2018.
3. ↑ 1 2 Página del dispositivo Fila en Twitter . Consultado el 13 de noviembre de 2014. Archivado desde el original el 13 de noviembre de 2014. (indefinido)
4. ↑ 1 2 La sonda Philae se engancha a un cometa: "¡Toque! Mi nueva dirección: 67P!" . Consultado el 12 de noviembre de 2014. Archivado desde el original el 12 de noviembre de 2014. (indefinido)
5. ↑ Bibring, J.-P.; Rosenbauer, H.; Böhnhardt, H.; Ulamec, S.; Biele, J.; Espinasse, S.; Feuerbacher, B.; Gaudón, P.; Hemmerich, P. Las investigaciones de Rosetta Lander ("Philae") // Reseñas de ciencia espacial . - Springer , 2007. - T. 128 . - S. 205 . -doi : 10.1007 / s11214-006-9138-2 . - .  (Inglés)
6. ↑ APXS._  _ _ Agencia Espacial Europea. Consultado el 26 de agosto de 2014. Archivado desde el original el 11 de septiembre de 2014.
7. ↑ Mars rover Opportunity encuentra rastros de agua dulce . Consultado el 26 de junio de 2020. Archivado desde el original el 12 de abril de 2021. (indefinido)
8. ↑ COSAC._  _ _ Agencia Espacial Europea. Consultado el 26 de agosto de 2014. Archivado desde el original el 11 de septiembre de 2014.
9. ↑ Andrews, DJ; Barber, SJ; Morse, AD; Sheridan, S.; Wright, IP; et al. (2006).Ptolomeo : un instrumento a bordo del Rosetta Lander Philae, para desbloquear los secretos del sistema solar (PDF) . 37° Congreso de Ciencias Lunares y Planetarias. 13 al 17 de marzo de 2006. League City, Texas. Archivado (PDF) desde el original el 2014-09-02 . Consultado el 16 de septiembre de 2014 . Parámetro obsoleto utilizado |deadlink=( ayuda ) (Inglés)
10. ↑ ÇIVA._  _ _ Agencia Espacial Europea. Consultado el 26 de agosto de 2014. Archivado desde el original el 10 de septiembre de 2014.
11. ↑ ROLIS . Agencia Espacial Europea. Consultado el 26 de agosto de 2014. Archivado desde el original el 11 de septiembre de 2014.  (indefinido)  (Inglés)
12. ↑ Sistema de imágenes Rosetta Lander (ROLIS) . Centro Nacional de Datos de Ciencias Espaciales . Consultado el 28 de agosto de 2014. Archivado desde el original el 21 de septiembre de 2008.  (indefinido)  (Inglés)
13. ↑ CONCIERTO._  _ _ Agencia Espacial Europea. Consultado el 26 de agosto de 2014. Archivado desde el original el 11 de septiembre de 2014.
14. ↑ MUPUS._  _ _ Agencia Espacial Europea. Consultado el 26 de agosto de 2014. Archivado desde el original el 11 de septiembre de 2014.
15. ↑ ROMAP._  _ _ Agencia Espacial Europea. Consultado el 26 de agosto de 2014. Archivado desde el original el 11 de septiembre de 2014.
16. ↑ Seidensticker, K. J.; Möhlmann, D.; Apatía, I.; Schmidt, W.; Thiel, K.; Arnold, W.; Fischer, H.-H.; Kretschmer, M.; Madlener, D.; Pedro, A.; Trautner, R.; Schieke, S. Sesame: un experimento de Rosetta Lander Philae: objetivos y diseño general  // Space Science Reviews  : revista  . - Springer , 2007. - febrero ( vol. 128 , no. 1-4 ). - Pág. 301-337 . -doi : 10.1007 / s11214-006-9118-6 . - .  (Inglés)
17. ↑ SD2  . _ Agencia Espacial Europea. Consultado el 26 de agosto de 2014. Archivado desde el original el 11 de septiembre de 2014.
18. ↑ Módulo de aterrizaje Philae en primera operación autónoma . Archivado el 7 de noviembre de 2014 en Wayback Machine . 
19. ↑ La estación interplanetaria Rosetta entró en la órbita del cometa Churyumov-Gerasimenko . Consultado el 16 de agosto de 2014. Archivado desde el original el 8 de agosto de 2014. (indefinido)
20. ↑ Cometa Churyumov - Gerasimenko: encuentro pronto . polit.ru (28 de agosto de 2014). Consultado el 26 de junio de 2020. Archivado desde el original el 1 de marzo de 2021. (indefinido)
21. ↑ Rosetta: órbitas cercanas al despliegue del módulo de aterrizaje . Consultado el 26 de octubre de 2014. Archivado desde el original el 26 de octubre de 2014. (indefinido)
22. ↑ La ESA confirma el sitio de aterrizaje principal de Rosetta . Archivado el 16 de octubre de 2014 en Wayback Machine . 
23. ↑ Selección del lugar de aterrizaje - ronda 3: GO for Site J Archivado el 15 de septiembre de 2014 en Wayback Machine . 
24. ↑ Acerca de la próxima separación, descenso y aterrizaje de Philae Archivado el 15 de septiembre de 2014 en Wayback Machine . 
25. ↑ http://maxpark.com/community/5255/content/2986657 Archivado el 29 de noviembre de 2014 en el sitio seleccionado de Wayback Machine Landing
26. ↑ Todo lo más importante sobre la misión histórica de Rosetta Copia de archivo del 29 de noviembre de 2014 en Wayback Machine // Popular Mechanics, octubre de 2014.
27. ↑ El módulo Fila aterrizó en la superficie de un cometa . Consultado el 12 de noviembre de 2014. Archivado desde el original el 15 de noviembre de 2014. (indefinido)
28. ↑ Nuestro módulo de aterrizaje está dormido  (  15 de noviembre de 2014). Archivado desde el original el 1 de enero de 2016. Consultado el 15 de noviembre de 2014.
29. ↑ Churyumov-Gerasimenko: hielo duro y moléculas orgánicas . Archivado el 19 de noviembre de 2014 en Wayback Machine . 
30. ↑ 1 2 Moléculas orgánicas descubiertas en el cometa Churyumov-Gerasimenko
31. ↑ El despertar de Philae  desencadena una planificación intensa . ESA (15 de junio de 2015). Consultado el 15 de junio de 2015. Archivado desde el original el 17 de junio de 2015.
32. ↑ El Lander Philae de Rosetta se despierta de la  hibernación . Blog Roseta. ESA (14 de junio de 2015). Consultado el 15 de junio de 2015. Archivado desde el original el 14 de junio de 2015.
33. ↑ Nueva comunicación con Philae: comandos ejecutados con éxito , Deutsches Zentrum für Luft-ind Raumfahrt (10 de julio de 2015). Archivado desde el original el 10 de marzo de 2016. Consultado el 6 de junio de 2016.
34. ↑ Actualización de estado de Baldwin, Emily Rosetta y Philae . Agencia Espacial Europea (20 de julio de 2015). Consultado el 6 de junio de 2016. Archivado desde el original el 10 de agosto de 2015. (indefinido)
35. ↑ Arón, Jacob . Philae lander no responde a los últimos esfuerzos para despertarlo , New Scientist  (11 de enero de 2016). Archivado desde el original el 15 de junio de 2016. Consultado el 6 de junio de 2016.
36. ↑ ¡Filae encontrado!  (inglés) (5 de septiembre de 2016). Consultado el 5 de septiembre de 2016. Archivado desde el original el 12 de mayo de 2019.
37. ↑ Slyusar, V. I. Métodos para transmitir imágenes de ultra alta definición. . Primera milla. última milla. - 2019, nº 2. C. 60. (2019). Consultado el 29 de noviembre de 2020. Archivado desde el original el 8 de mayo de 2019. (indefinido)
38. ↑ Rosetta completó su misión de 12 años . TASS (30 de septiembre de 2016). Archivado desde el original el 31 de agosto de 2020. (Ruso)

Enlaces

• El módulo de aterrizaje Rosetta // ESA  (Español)
• Philae // NASA  _
• Descripción del equipo "Fily"  (en alemán)
• Blog aparato "Fily"  (ing.)
• Nueva misión de la sonda espacial en el cometa Churyumov-Gerasimenko  (ruso)
• Video de la colisión del módulo Philae con el cometa Churyumov-Gerasimenko // 14 de noviembre de 2015; lo mismo en el sitio web de la ESA (película)  (ing.)

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