Philae (sonda spaziale): differenze tra le versioni

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'''Philae''' è il [[lander]] trasportato dalla [[sonda spaziale]] [[Rosetta (sonda spaziale)|Rosetta]]. È stato sviluppato dalla [[Agenzia Spaziale Europea]] per effettuare un [[atterraggio]] sulla [[cometa]] [[67P/Churyumov-Gerasimenko]]. L'atterraggio è stato realizzato il [[12 novembre]] [[2014]], rendendo il lander il primo manufatto umano ad eseguire un atterraggio controllato sul nucleo di una cometa (o accometaggio).
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Il ''lander'' era originalmente indicato come '''RoLand'''.
Il ''lander'' era originalmente indicato come '''RoLand'''.

== Missione ==
[[File:Rosetta's Philae on Comet 67P Churyumov-Gerasimenko.jpg|thumb|left|Rappresentazione artistica di ''Philae'' sulla superficie della cometa.]]

''Philae'' è stato sviluppato nell'ambito della missione ''[[Rosetta (sonda spaziale)|Rosetta]]'' per eseguire osservazioni ''in situ'' del [[nucleo (cometa)|nucleo]] della [[cometa]] [[67P/Churyumov-Gerasimenko]], obiettivo della missione. Trasportato a destinazione a bordo della sonda madre, è stato progettato affinché fosse rilasciato da una quota di {{M|22,5|k|m}} dalla superficie ed immesso direttamente su una traiettoria in [[caduta libera]],<ref name="bbcnews20140926">{{cita news |lingua=en |titolo=Rosetta: Date fixed for historic comet landing attempt |autore=Jonathan Amos |data=26 settembre 2014 |opera=BBC News |editore=BBC.com |url=http://www.bbc.com/news/science-environment-29380448 |accesso=17 novembre 2014}}</ref> al termine della quale avrebbe toccato il suolo ad una velocità di {{M|1|-|m/s}}.<ref name="bbcnews20140825">{{cita news |lingua=en |titolo=Rosetta mission: Potential comet landing sites chosen |opera=BBC News |editore=BBC.com |autore=Jonathan Amos |data=25 agosto 2014 |url=http://www.bbc.com/news/science-environment-28923010 |accesso=17 novembre 2014}}</ref> Gli [[ammortizzatore|ammortizzatori]] presenti nelle gambe avrebbero avuto il compito di smorzare l'impatto ed impedire un rimbalzo che avrebbe potuto determninare la perdita nello spazio della sonda, considerando che la [[velocità di fuga]] dal nucleo della cometa è solo di circa 0,5 m/s.<ref name="astrowatch">{{cite web |url=http://www.astrowatch.net/2014/09/the-analysis-of-comet-67pchuryumov.html |title=The Analysis of Comet 67P/Churyumov-Gerasimenko |work=Astrowatch.net |first=Giuseppe |last=Conzo |date=2 September 2014 |accessdate=4 October 2014}}</ref> Il lancio di due [[arpione|arpioni]]<ref name="Biele2009">{{cita libro |lingua=en |capitolo=The Strength of Cometary Surface Material: Relevance of Deep Impact Results for Philae Landing on a Comet |titolo=Deep Impact as a World Observatory Event: Synergies in Space, Time, and Wavelength |editore=Springer |autore=J. Biele |coautori=''et al.'' |curatore=Hans U. Käufl, Christiaan Sterken |p=297 |anno=2009 |isbn=9783540769583 |doi=10.1007/978-3-540-76959-0_38 |url_capitolo=http://books.google.com/books?id=5YIPCbnTCeMC&pg=PA297&lpg=PA297 }}</ref><ref name="Biele2013">{{cita conferenza |lingua=en |titolo=Preparing for Landing on a Comet – The Rosetta Lander Philae |conferenza=44th Lunar and Planetary Science Conference. 18–22 Marzo 2013. The Woodlands, Texas. |autore=Jens Biele |coautori=Stephan Ulamec |anno=2013 |id=LPI Contribution No. 1719 |url=http://www.lpi.usra.edu/meetings/lpsc2013/pdf/1392.pdf |accesso=17 novembre 2014}}</ref> e l'accensione di un razzo per ostacolare il [[rinculo]]<ref name=CS1>{{cite news |title=Will Philae successfully land on comet? Thruster trouble heightens drama. |author= |url= http://www.csmonitor.com/Science/2014/1112/Will-Philae-successfully-land-on-comet-Thruster-trouble-heightens-drama|newspaper=Christian Science Monitor |work= |date=12 November 2014}}</ref> avrebbero completato la sequenza ed assicurato ''Philae'' alla superficie.

Sulla superficie, ''Philae'' avrebbe caratterizzato «la composizione [[elemento (chimica)|elementare]], [[isotopo|isotopica]], [[molecola|molecolare]] e [[mineralogia|mineralogica]] del suolo; avrebbe caratterizzato le proprietà fisiche della superficie e del materiale al di sotto di essa, cercato indizi sulla struttura del nucleo e condotto misurazioni del [[campo magnetico]] e delle caratteristiche del [[plasma (fisica)|plasma]]».<ref name="Bibring2007">{{cita pubblicazione |titolo=The Rosetta Lander ("Philae") Investigations |rivista=Space Science Reviews |autore=J.-P. Bibring |coautori=''et al.'' |volume=128 |numero=1–4 |pp=205–220 |anno=2007 |doi=10.1007/s11214-006-9138-2 |citazione=The scientific goals of its experiments focus on elemental, isotopic, molecular and mineralogical composition of the cometary material, the characterization of physical properties of the surface and subsurface material, the large-scale structure and the magnetic and plasma environment of the nucleus. |lingua=en}}</ref>

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== Caratteristiche tecniche ==
== Caratteristiche tecniche ==

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Abbozzo astronautica
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Philae
Immagine del veicolo
Dati della missione
OperatoreESA
NSSDC ID2004-006C
Destinazione67P/Churyumov-Gerasimenko
EsitoMissione primaria conclusa
in ibernazione
VettoreAriane 5G+ V-158
Lancio2 marzo 2004, 07:17 UTC
Luogo lancioCentre spatial guyanais, Kourou
Inizio operatività12 novembre 2014, 8:35 UTC
Fine operatività15 novembre 2014, 0:36 UTC
Atterraggio12 novembre 2014 e 12 novembre 2014
Sito atterraggioAgilkia, Abydos
Durata2 giorni, 7 ore, 4 minuti
Proprietà del veicolo spaziale
PotenzaErrore in {{M}}: parametro 3 non è un numero valido. a 3 UA[1]
MassaErrore in {{M}}: parametro 2 non è un numero valido.
Carico21 kg
Strumentazione
  • APX
  • CIVA
  • CONSERT
  • COSAC
  • MUPUS
  • PTOLEMY
  • ROLIS
  • ROMAP
  • SD2
  • SESAME
Sito ufficiale
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Philae è il lander trasportato dalla sonda spaziale Rosetta. È stato sviluppato dalla Agenzia Spaziale Europea per effettuare un atterraggio sulla cometa 67P/Churyumov-Gerasimenko. L'atterraggio è stato realizzato il 12 novembre 2014, rendendo il lander il primo manufatto umano ad eseguire un atterraggio controllato sul nucleo di una cometa (o accometaggio). Il lander era originalmente indicato come RoLand.

Missione

Rappresentazione artistica di Philae sulla superficie della cometa.

Philae è stato sviluppato nell'ambito della missione Rosetta per eseguire osservazioni in situ del nucleo della cometa 67P/Churyumov-Gerasimenko, obiettivo della missione. Trasportato a destinazione a bordo della sonda madre, è stato progettato affinché fosse rilasciato da una quota di Errore in {{M}}: parametro 2 non è un numero valido. dalla superficie ed immesso direttamente su una traiettoria in caduta libera,[2] al termine della quale avrebbe toccato il suolo ad una velocità di Errore in {{M}}: parametro 3 non è un numero valido..[3] Gli ammortizzatori presenti nelle gambe avrebbero avuto il compito di smorzare l'impatto ed impedire un rimbalzo che avrebbe potuto determninare la perdita nello spazio della sonda, considerando che la velocità di fuga dal nucleo della cometa è solo di circa 0,5 m/s.[4] Il lancio di due arpioni[5][6] e l'accensione di un razzo per ostacolare il rinculo[7] avrebbero completato la sequenza ed assicurato Philae alla superficie.

Sulla superficie, Philae avrebbe caratterizzato «la composizione elementare, isotopica, molecolare e mineralogica del suolo; avrebbe caratterizzato le proprietà fisiche della superficie e del materiale al di sotto di essa, cercato indizi sulla struttura del nucleo e condotto misurazioni del campo magnetico e delle caratteristiche del plasma».[8]

Era stata prevista una vita nominale di tre mesi,[6] con stime ottimistiche di quattro o cinque mesi.[9]

Caratteristiche tecniche

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Strumentazione

APXS
Spettrometro per analizzare la composizione chimica della superficie sotto il lander e le sue possibili alterazioni durante l'avvicinamento al Sole.
COSAC
Trova e identifica le molecole organiche complesse. Fondamentale per la ricerca di vita.
PTOLEMY
Mini-laboratorio, costituito da un Cromatografo dei gas e spettrometro di massa con risoluzione media, per la ricerca delle componenti chimiche più complesse.
CIVA
Microcamere per foto panoramiche e spettrometro per studiare composizione, struttura e albedo della superficie.
ROLIS
Fornisce immagini e dati durante la discesa e foto ad alta risoluzione del luogo di atterraggio.
CONSERT
Una radio sonda per studiare la struttura interna del nucleo della cometa.
MUPUS
Misura densità e proprietà termiche e meccaniche della superficie e della immediata sotto superficie della cometa.Deriva dall'astrologo Alexander Mupo
ROMAP
Magnetometro per lo studio del campo magnetico della cometa e dell'interazione cometa/vento solare.
SESAME
Tre strumenti per misurare le proprietà elettriche e meccaniche della cometa. Misura le polveri rilasciate dalla cometa.
SD2
Trivella fino a 23 cm di profondità e trasporta i campioni trovati nel sottosuolo a bordo di Philae per le analisi successive.

Denominazione

Il nome Philae è stato scelto attraverso una competizione indetta nel 2004 dall'Agenzia Spaziale Europea in Francia, Germania, Italia e Ungherita - i paesi che hanno contribuito maggiormente alla missione - e rivolta a ragazzi di età compresa tra 12 e 25 anni, che fu vinto dall'alunna delle scuole medie superiori Serena Olga Vismara, allora quindicenne. Il nome richiama lo stesso episodio da cui deriva quello della sonda madre, Rosetta, che fa riferimento alla stele che permise a Jean-François Champollion di comprendere i geroglifici egizi. Egli, per poter completare la traduzione, ebbe la necessità di usare anche gli obelischi sull'isola di File; in similitudine il lander Philae aiuterà l'orbiter Rosetta a completare lo studio della cometa.[10][11]

Durante la fase di sviluppo, Philae era indicato come RoLand, abbreviazione di Rosetta Lander.[12]

Operazioni

Crociera

Rappresentazione grafica del lander agganciato alla sonda Rosetta

Philae ha volato agganciato alla sonda Rosetta per 10 anni, decollando nel 2004 dal Centre spatial guyanais a Kourou, Guyana francese. Il lander è stato sganciato[13] dalla sonda Rosetta il 12 novembre 2014 alle 10:05 ora italiana, rispetto alle 10:03 previste. Il volo di discesa è durato circa 7 ore, ad una velocità relativa alla cometa di circa 1; alle 17:03 ora italiana (16:03 GMT) il lander ha toccato la superficie della cometa correttamente e in maniera morbida[14]. Gli arpioni, diversamente da quanto programmato, non si sono attivati [15], lasciando incertezze sulla posizione e stabilità del lander.

L'accometaggio [16]

Rappresentazione artistica del contatto di Philae col suolo della cometa 67P/Churyumov-Gerasimenko.

Philae è dotato di un particolare carrello di atterraggio[17], equipaggiato con viti di ancoraggio sulle tre zampe e con due arpioni nella parte centrale, aventi il compito di trattenere il lander ed evitarne eventuali rimbalzi durante la procedura di atterraggio; più che di atterraggio vero e proprio, infatti, trattasi di un attracco o rendez-vous spaziale, considerato che la gravità della cometa 67P/Churyumov-Gerasimenko è circa 1/10 000 di quella terrestre.

Ogni arpione è costituito da un proiettile in rame-berillio, un sistema di espulsione pirotecnico, un rocchetto di cavo e un sistema di riavvolgimento del cavo basato su un motore brushless. Il lancio del primo arpione è comandato automaticamente al rilevamento del contatto di una delle tre zampe con il suolo: il proiettile viene espulso a una velocità di 90 Errore in {{M}}: parametro 1 non è un numero valido.) da un meccanismo a gas compresso a 300 bar, che permette fino a 10 000 g di accelerazione; lo sparo ha una durata di Errore in {{M}}: parametro 2 non è un numero valido. e il pistone una corsa di Errore in {{M}}: parametro 2 non è un numero valido.; subito dopo viene attivato il meccanismo di riavvolgimento per serrare la sonda alla cometa, richiamando il proiettile a sé alla velocità di 0,32 (1,1 km/h). La forza esercitata dal meccanismo di ritenuta è regolabile su 8 step tra 1 e 30.

In caso il primo arpione fallisca, viene lanciato un secondo arpione. L'arpione ha a disposizione 2,5 metri di cavo; se per qualche motivo non dovesse fare presa entro questa distanza, un apposito meccanismo provvede a dissipare l'energia cinetica in eccesso senza danneggiare il lander.

Sul proiettile dell'arpione è installato un accelerometro che misura accelerazione e decelerazione al momento dello sparo e dell'impatto; è presente anche un sensore di temperatura, che insieme agli accelerometri costituisce il sistema MUPUS. L'arpione è in grado di penetrare materiali che offrano una resistenza compresa tra Errore in {{M}}: parametro 2 non è un numero valido. e 5 MPa.

Il proiettile è dotato di due tipi di sporgenze e uncini, adatti a mantenere la presa sia su materiali duri che morbidi.

Il meccanismo di sparo dell'arpione è stato prodotto da Pyroglobe GmbH e Max Planck Institute for Extraterrestrial Physics (MPE).

Durante la giornata del 16 novembre 2014, Philae si spegne ed entra in ibernazione. Non avendo usufruito degli appositi arpioni, si è spostato di 1 km finendo in una zona d'ombra dove la luce del sole non raggiunge come dovrebbe i pannelli solari. Il futuro di Philae è incerto, forse si dovrà aspettare agosto 2015 quando la cometa sarà più esposta al sole.

Note

  1. ^ (EN) Philae lander fact sheet (PDF), su dlr.de, DLR. URL consultato il 28 gennaio 2014.
  2. ^ (EN) Jonathan Amos, Rosetta: Date fixed for historic comet landing attempt, in BBC News, BBC.com, 26 settembre 2014. URL consultato il 17 novembre 2014.
  3. ^ (EN) Jonathan Amos, Rosetta mission: Potential comet landing sites chosen, in BBC News, BBC.com, 25 agosto 2014. URL consultato il 17 novembre 2014.
  4. ^ Giuseppe Conzo, The Analysis of Comet 67P/Churyumov-Gerasimenko, in Astrowatch.net, 2 September 2014. URL consultato il 4 October 2014.
  5. ^ (EN) J. Biele, et al., The Strength of Cometary Surface Material: Relevance of Deep Impact Results for Philae Landing on a Comet, in Hans U. Käufl, Christiaan Sterken (a cura di), Deep Impact as a World Observatory Event: Synergies in Space, Time, and Wavelength, Springer, 2009, p. 297, DOI:10.1007/978-3-540-76959-0_38, ISBN 9783540769583.
  6. ^ a b (EN) Jens Biele, Stephan Ulamec, Preparing for Landing on a Comet – The Rosetta Lander Philae (PDF), 44th Lunar and Planetary Science Conference. 18–22 Marzo 2013. The Woodlands, Texas., 2013, LPI Contribution No. 1719. URL consultato il 17 novembre 2014.
  7. ^ Will Philae successfully land on comet? Thruster trouble heightens drama., 12 November 2014.
  8. ^ (EN) J.-P. Bibring, et al., The Rosetta Lander ("Philae") Investigations, in Space Science Reviews, vol. 128, 1–4, 2007, pp. 205–220, DOI:10.1007/s11214-006-9138-2.
    «The scientific goals of its experiments focus on elemental, isotopic, molecular and mineralogical composition of the cometary material, the characterization of physical properties of the surface and subsurface material, the large-scale structure and the magnetic and plasma environment of the nucleus.»
  9. ^ (em) Lyndsey Gilpin, The tech behind the Rosetta comet chaser: From 3D printing to solar power to complex mapping, in TechRepublic, 14 agosto 2014. URL consultato il 17 novembre 2014. Lingua sconosciuta: em (aiuto)
  10. ^ (EN) ESA Media Relations Service, Unlocking the secrets of the universe Rosetta lander named Philae, su esa.int, ESA, 5 febbraio 2004. URL consultato il 17 novembre 2014.
  11. ^ (EN) Claudia Mignone, Naming Philae – An interview with 2004 contest winner Serena Olga Vismara, in Rosetta Blog, ESA, 21 ottobre 2014. URL consultato il 17 novembre 2014.
  12. ^ Andrew J Ball, 1997.
  13. ^ Agenzia Spaziale Europea, SEPARATION CONFIRMED! Safe journey @Philae2014!, su mobile.twitter.com, Twitter, 12 novembre 2014. URL consultato il 14 novembre 2014.
  14. ^ (EN) Touchdown! Rosetta's Philae probe lands on comet, su esa.int, Agenzia Spaziale Europea, 12 novembre 2014. URL consultato il 14 novembre 2014.
  15. ^ Philae Lander, I’m on the surface but my harpoons did not fire. My team is hard at work now trying to determine why. #CometLanding, su twitter.com, Twitter, 12 novembre 2014. URL consultato il 14 novembre 2014.
  16. ^ Questo neologismo è tuttora molto dibattuto. Tra i tecnici italiani dell'ESA c'è una preferenza per il classico "atterraggio". Cfr. Radio3Scienza, 12 novembre 2014, ore 11:30.
  17. ^ (EN) Markus Thiel, Jakob Stocker, Christian Rohe, Norbert I. Komle, Gunter Kargl, Olaf Hillenmaier, The Rosetta Lander Anchoring System (PDF), su esmats.eu, European Space Mechanisms and Tribology Symposium, 2003. URL consultato il 13 novembre 2014.

Bibliografia

  • (EN) Andrew J Ball, Rosetta Lander, in CapCom, vol. 8, n. 2, novembre 1997. URL consultato il 17 novembre 2014.

Altri progetti

Collegamenti esterni

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