Vela solar

IKAROS

Representación artística de la vela solar IKAROS.

IKAROS es una sonda espacial experimental, impulsada parcialmente mediante una vela solar. Fue lanzada por la agencia espacial japonesa JAXA el 20 de mayo de 2010 junto a la sonda PLANET-C. El destino de ambas sondas es el planeta Venus. IKAROS es la primera sonda interplanetaria que se impulsa con una vela solar.¹​

El nombre “IKAROS” pretende ser un acrónimo de “Kite-Accelerated Interplanetary spacecraft by Radiation from the Sun”,²​ cuya traducción aproximada podría ser “Nave-Vela Interplanetaria Acelerada por la Radiación del Sol”.³​ Aunque también hace referencia a Ícaro, el personaje mitológico que intentó volar hasta el Sol.

Para verificar el correcto despliegue de la vela solar, la sonda contaba con dos pequeñas subsondas llamdas DCAM1 y DCAM2 que cuentan con una cámara, utilizadas para fotografiar el despliegue de las velas y que se compruebe si lo hicieron correctamente.⁴​

Características

La sonda, construida por Mitsubishi Heavy Industries Ltd.,⁵​ está impulsada por una vela cuadrada de 20 m de lado, que incorpora unas células solares para generar la energía necesaria para los equipos.²​

La vela tiene 20 m de lado, y un espesor de 32.5 micras.⁵​ Su diseño, denominado “thin-film solar”, por su capacidad para generar energía eléctrica además de captar impulso,⁵​ pretende sustituir a los paneles solares espaciales en el futuro. Las velas se desplegarán por fuerza centrífuga, aprovechando la rotación de la nave, mediante la liberación de unos pesos en los extremos de las láminas.³​

La sonda ha costado 1.500 millones de yenes⁶​ (unos 13 millones de €)

Misión

Su lanzamiento se produjo el 20 de mayo de 2010, desde el Complejo de lanzamiento Yoshinobu del Centro Espacial de Tanegashima, mediante un cohete H-IIA.⁷​

La sonda viajó a Venus, siendo la primera sonda impulsada parcialmente mediante esta tecnología.³​ Se pretende que esta prueba permita demostrar la viabilidad de un motor híbrido, que combine el impulso de la vela solar con el motor de iones, generados mediante la energía captada por finos paneles solares insertados en la propia vela.³​

El 8 de diciembre de 2010, IKAROS pasó a 80.000 km de Venus.⁸​⁹​¹⁰​¹¹​

Apariciones en otros medios

La sonda hizo un cameo en un episodio del anime Sora no Otoshimono en el ending 6 de la segunda temporada, encontrándose irónicamente con otro personaje basado en el ser mitológico Ícaro.

Un modelo a escala 1:64 de la nave espacial IKAROS.

Operator               JAXA^[1][2][3][4]

COSPAR ID         2010-020E

SATCAT no.        36577

Website                  global.jaxa.jp/projects/sat/ikaros

Mission duration  ~0.5 years, elapsed: 8 years, 6 months and 19 days

Spacecraft properties

Launch mass         315 kg (694 lb)

Dimensions            Solar sail: 14 m × 14 m (46 ft × 46 ft) (area: 196 m² (2,110 sq ft))^[5]

Start of mission

Launch date          21:58:22, 20 May 2010 (UTC)

Rocket                   H-IIA 202

Launch site           Tanegashima, LA-Y

End of mission

Last contact          23 April 2015

Orbital parameters

Reference system  Heliocentric orbit

Flyby of Venus

Closest approach  8 December 2010

Distance                 80,800 kilometers (50,200 mi)

Diagrama esquemático de la vela IKAROS:

(cuadrado azul en una línea) Masa de la punta 0.5 kg (1.1 lb), 1 de 4.
(Rectángulo naranja) Dispositivo de cristal líquido, 1 de 80.
(cuadrado azul) Membrana de 7.5 μm (0.00030 pulg.) de espesor, 20 metros (66 pies) en diagonal.
(rectángulo negro) Células solares de 25 μm (0.00098 in) de espesor.
(líneas amarillas y azules) Tethers.
(disco azul) Cuerpo principal.
(puntos amarillos) Instrumentos.

IKAROS funciona

La sonda japonesa IKAROS (Small Power Solar Sail Demonstrator) sigue viento solar en popa a toda vela, aunque no es el flujo de partículas cargadas procedente del Sol lo que impulsa a la nave, sino la presión de radiación. El caso es que la JAXA ha confirmado el impulso generado por la luz en la vela. Cierto es que estamos hablando de una fuerza casi despreciable, de sólo 1,12 mN, pero no olvidemos que actúa continuamente sobre la nave, lo que permitirá realizar maniobras de elevada Delta V.

Una magnífica noticia para la JAXA, que ahora deberá utilizar los paneles de cristal líquido de la vela para maniobrar la sonda jugando con el par de fuerzas que se crea al cambiar la reflectividad de la superficie. La sonda IKAROS (イカロス) es la primera vela solar interplanetaria de la historia.

Gráfica que relaciona el porcentaje de luz solar reflejada por la vela (eje X) con la eficiencia de la misma según la sección aparente de la vela. Los datos corresponden a partir del 9 de junio. El cuadro rosa corresponde a la predicción antes de la misión (JAXA).

IKAROS en el espacio interplanetario rumbo a Venus (JAXA).

Cómo maniobrar en el espacio con la presión de radiación de la luz (JAXA).

Detalles de la vela solar, incluyendo los paneles solares flexibles y el control de actitud por LCD (JAXA).

IKAROS desplegada

Ahora sí. Después de varios días de incertidumbre y cierta opacidad informativa, la agencia espacial japonesa JAXA confirma el despliegue exitoso de la vela solar IKAROS (イカロス). La maniobra de despliegue comenzó el pasado día tres de junio y sufrió algunos retrasos debidos a ciertas complicaciones técnicas que aún no están del todo claras. Ayer día diez se completó la operación con la sonda situada a 7,7 millones de kilómetros de la Tierra en una órbita con rumbo a Venus. IKAROS fue lanzada el pasado 21 de mayo junto con la sonda Akatsuki.

Para desplegar la vela, la nave giró primero a cinco revoluciones por minuto para que se pudiesen separar cuatro contrapesos de 0,5 kg cada uno encargados de “tirar” de la lámina. Debido a la conservación del momento angular, la rotación de la sonda se fue frenando con el despliegue hasta alcanzar las 2 rpm, momento en el que entraron en acción los impulsores de la nave para asegurar un giro de 25 rpm. En las fases finales de la operación, la velocidad de la sonda alcanzó las 5-6 rpm, momento en el cual tuvo lugar el despliegue total de la vela.

A partir de ahora, comienza la fase más importante de la misión -de seis meses de duración- en la que se verificará el funcionamiento de los paneles solares flexibles de la vela y el ingenioso sistema de control de actitud mediante LCD. Gracias a este mecanismo, al oscurecer las pantallas de cristal líquido se podrá modificar el empuje proporcionado por la presión de radiación de la luz solar en los extremos de la membrana, generando un par de fuerzas que permita maniobrar la vela.

Debemos recordar que, pese a su nombre, la vela solar no basa su funcionamiento en la acción del viento solar, sino en la presión de la luz. Cambiando el ángulo de la vela respecto a la dirección de avance en su órbita, IKAROS puede cambiar sus parámetros orbitales sin necesidad de usar propulsión química.

IKAROS se convierte así en la primera vela solar interplanetaria y en la pionera de una nueva generación de sondas que podría revolucionar el estudio del Sistema Solar interior. ¡Felicidades, JAXA!

Método de despliegue de la vela IKAROS (JAXA).

Comienzo del despliegue visto por una de las cámaras a bordo de IKAROS (arriba). Campo de visión de la cámara (abajo) (JAXA).

Despliegue finalizado (JAXA).

Datos técnicos de IKAROS (JAXA).

Historia

Representación de la NanoSail-D, desplegada con éxito por la NASA en enero de 2011.

El efecto de la presión solar fue señalado por vez primera en el siglo XVII por el astrónomo Johannes Kepler, al observar que la cola de los cometas siempre apuntaba en la dirección opuesta al Sol, deduciendo que éste debía generar algún tipo de fuerza de repulsión.⁷​ Tal fuerza fue calculada en 1873 por James C. Maxwell³​ en su teoría del electromagnetismo, según la cual, la luz debía ejercer una presión sobre los objetos. Esta predicción fue confirmada experimentalmente en 1899 por Piotr Lébedev.⁸​

Fue el propio Kepler el primero en sugerir la idea de diseñar naves espaciales para aprovechar esta energía,³​ pero hubo que esperar hasta el siglo XX para que la comunidad científica retomase el concepto de vela solar. Los primeros en hacerlo fueron soviéticos,⁹​ concretamente el físico ruso Konstantín Tsiolkovski, y en especial el ingeniero lituano Friedrich Zander, que ya en 1924 estudió la posibilidad de realizar viajes interplanetarios mediante velas solares.⁹​ El concepto se fue refinando gradualmente durante las siguientes décadas, y en 1951 se publicó el primer artículo técnico sobre velas solares: “Clipper Ships of Space” (veleros del espacio), firmado bajo seudónimo por el ingeniero aeronáutico Carl A. Wiley.⁹​ Transcurrirían todavía 7 años más hasta que un trabajo sobre velas solares apareciese en una revista científica, lo que sucedió finalmente en 1958 en la revista “Jet Propulsion”. El artículo fue escrito por el Dr. Richard Gamin, consultor del Departamento de Defensa de los Estados Unidos.⁹​ A mediados de los años 60 la NASA empezó a investigar en el campo de las velas solares,⁹​ y desde entonces el avance tecnológico y la aparición de materiales ultraligeros como el PET de orientación biaxial (boPET) han reavivado el interés por esta tecnología.

En 1960 la presión solar demostró por primera vez su influencia real sobre los objetos en el espacio “jugando al fútbol”³​ con el satélite Echo 1: un gran globo metalizado de gran área y poco peso al que empujó hasta destrozar su fina tela, dispersando los restos por el espacio.¹⁰​

En 1974, el objetivo de la sonda Mariner 10 corría peligro por la falta de propelente. Como medida desesperada, se decidió direccionar adecuadamente los paneles solares para que sean utilizados a manera de vela solar, lo que proporcionaría el empuje necesario para reemplazar algunas de las maniobras que requerirían gasto adicional de propelente.¹¹​ De esta manera, aunque en forma accidental, se utilizó por primera vez la presión de la luz (en las cercanías del sol) a manera de vela solar, lo que en este caso produjo que se salvara la continuidad de los objetivos de la misión.¹¹​ Después de 30 años de esta experiencia, para la sonda MESSENGER se planificó utilizar la presión de la luz solar como empuje para el frenado y posterior captura de Mercurio, de forma que pudiese entrar en órbita. Se realizaron esas maniobras según lo planificado, utilizando los paneles solares a manera de vela solar.¹²​ Sin este apoyo, además de las asistencias gravitatorias, se hubiese necesitado una cantidad muchísimo mayor de propelente, lo que hubiese subido el costo más allá del presupuesto.¹²​

Lanzamientos orbitales

Despliegue

El 4 de febrero de 1993, la Agencia Espacial Rusa consiguió desplegar con éxito desde la estación MIR el Znamya 2, un reflector de boPET aluminizado de 20 metros de anchura. No obstante, el experimento sólo consistió en probar el despliegue, y no la propulsión, por lo que el reflector, incapaz de controlar su dirección, se quemó en la atmósfera. Un segundo ensayo posterior, denominado Znamaya 2.5, finalizó en fracaso, y en 1999 la agencia rusa abandonó el programa.³​

Más recientemente, el 9 de agosto de 2004 la Agencia Japonesa de Exploración Aeroespacial desplegó con éxito dos prototipos de vela solar desde un cohete: una vela con forma de trébol a 122 km de altura, y una desplegada en abanico a 169 km. Ambas velas utilizaron una lámina de 7,5 micras de espesor. Al igual que en el caso ruso, el experimento fue sólo un ensayo de despliegue, y no una prueba de propulsión.²​

El 21 de febrero de 2006, la JAXA lanzó en un cohete Mu-5, juntamente con el satélite ASTRO-F, una vela solar de 15 metros de diámetro llamada SSSat 1 (Solarsail Subpayload Satellite) o SPP, que sólo se desplegó parcialmente.¹⁶​ El 22 de septiembre de 2006, de nuevo la JAXA lanzó, juntamente con el satélite SOLAR-B, una vela solar gemela de la anterior, la SSSat 2, con los mismos resultados negativos.¹⁶​ Posteriormente, el 20 de mayo de 2010,¹⁷​ lanzó juntamente con el satélite PLANET-C una nueva vela, de 20 m de diámetro,¹⁸​ ¹⁹​ llamada IKAROS, que se desplegó correctamente.

En enero de 2011 la NASA consiguió por primera vez desplegar con éxito una vela solar en órbita con el segundo minisatélite NanoSail-D,²⁰​ también denominado “NanoSail-D2”.

Satélite a planeta eneno Ceres y asteroide Vesta

Dawn (sonda espacial)

Representación artística de la sonda Dawn

Información general

Organización: NASA

Estado: Activo

Fecha de lanzamiento: 27 de septiembre de 2007

Aplicación: Sonda de asteroides

Configuración: Cilíndrica

Masa: 1237 Kg

Propulsión: Iónica

Elementos orbitales

Tipo de órbita: Heliocéntrica

Dawn es una sonda espacial lanzada por la NASA y dirigida por el Laboratorio de Propulsión a Chorro (JPL, Estados Unidos), cuya finalidad es examinar el planeta enano Ceres y el asteroide Vesta, localizados en el cinturón de asteroides situado entre Marte y Júpiter. Fue lanzada el 27 de septiembre de 2007, exploró Vesta entre 2011 y 2012 y se encuentra orbitando Ceres desde 2015. En octubre de 2017, la NASA anunció que la misión sería extendida hasta agotar el combustible de la sonda, posiblemente en la segunda mitad de 2018.¹​

La misión Dawn

Trayectoria prevista inicialmente para la sonda Dawn.

Los paneles solares fotovoltaicos de la sonda Dawn completamente extendidos, durante la fase de ensamblaje de la nave.

Observaciones desde la Tierra de los dos cuerpos objeto de estudio por parte de la sonda, indican que tienen una composición bastante diferente uno del otro y que permanecen intactos desde su formación 4600 millones de años atrás.

La nave espacial Dawn interceptó y orbitó el asteroide Vesta durante ocho meses. Actualmente la sonda se encuentra en órbita de Ceres.

La sonda Dawn es la primera sonda espacial estadounidense propulsada por un propulsor de iones, considerado el más avanzado y eficiente sistema de propulsión en el espacio.

La nave

La nave espacial Dawn tiene forma de caja (1,64 x 1,27 x 1,77 m) hecha de aluminio y grafito compuesto con un peso seco de 747,1 kg y una masa de lanzamiento de combustible 1217,7 kg. El núcleo de la nave es un cilindro de grafito compuesto, con la hidracina y los tanques de titanio montado en el interior del xenón. El montaje, el acceso, y otros grupos son núcleo del aluminio con caras de aluminio. Dos alas de paneles fotovoltaicos con una superficie de 19,7 m están montados en los lados opuestos de la nave. Una antena parabólica de alta ganancia de 1,52 m está montada en el frente de la nave en el mismo plano que los paneles solares. Tres antenas de baja ganancia también están montadas en la nave espacial. Un brazo largo de 5 m lleva el magnetómetro desde el panel superior de la nave. También, en la parte superior lleva los instrumentos científicos (La cámara, el espectrómetro de cartografía, altímetro láser, rastreadores de estrellas, un espectrómetro de rayos Gamma y otro de neutrones).

La nave es alimentada mediante energía solar fotovoltaica. Dos paneles solares de 2,3 x 8,3, con células de triple unión InGaP / InGaAs / Ge, proporcionan 10 000 W a una distancia de 150 millones de kilómetros (1 UA) y 1000 W al final de su vida a una distancia de 450 millones de kilómetros (3 UA) para alimentar la nave (22-35 V) y el sistema de propulsión solar eléctrica de iones (80-140 V). La energía se almacena en una batería de 35 A/h de NiH2. La propulsión de iones se compone de tres propulsores de iones y se basa en la nave Deep Space 1, que usa xenón ionizado y acelerado por los electrodos. Los motores de iones de xenón tienen un empuje máximo de 92 mN y una potencia de entrada de 2,6 kW, con un impulso específico de 3200 a 1900 s. Los propulsores de 30 cm de diámetro, son de dos ejes cardán montados en la base de la nave. El tanque de xenón tiene 425 kg de combustible en el lanzamiento.

Diagrama de la sonda Dawn.

El control de actitud se mantiene por las ruedas de reacción y doce motores de 0,9 N de hidracina colocados alrededor de la nave espacial. El tanque de hidracina tiene 45,6 kg de propelente en el lanzamiento. Los propulsores de hidracina también se usan para las maniobras de inserción orbital. La actitud usa rastreadores de estrellas y giroscopios. El control térmico usa tubos de calor de amoniaco y persianas, y requiere de aproximadamente 200 W a 3 UA. Las comunicaciones son en banda X, y usa antenas de baja, media y alta ganancia y una antena omnidireccional, utilizando un amplificador de 100 W con tubo de ondas. El control y el manejo de datos utiliza un procesador de RAD6000, con 8 Gb de memoria principal, y un bus de datos Mil-STD-1553B. El envío de datos es de 7,8 b/s a 2,0 kb/s y recepción de 10 b/s a 124 kb/s.

Lanzamiento

La sonda fue programada para su lanzamiento mediante un cohete Delta 7925-H desde la plataforma de lanzamiento 17-B de Cabo Cañaveral. El 10 de abril de 2007, la sonda llegó a Titusville, Florida, donde fue preparada para su lanzamiento en las instalaciones de SPACEHAB Inc. El lanzamiento, programado para el 20 de junio, se retrasó hasta el día 30 por diversos problemas. La rotura de una grúa en la zona de lanzamiento retrasó una semana más el lanzamiento, hasta el 7 de julio. Más problemas y el mal tiempo provocaron sucesivos retrasos hasta el 8 de julio, luego el 15 y finalmente hasta el 26 de septiembre, para evitar la coincidencia con el lanzamiento de la misión Phoenix a Marte.

Un nuevo retraso por el mal tiempo situó la fecha en el 27 de septiembre. Finalmente la sonda fue lanzada, no sin antes sufrir un nuevo susto causado por un barco que invadió la zona de exclusión poco antes del lanzamiento. La sonda abandonó la rampa de lanzamiento a las 11:34 GMT.

Primera etapa

Después del lanzamiento la nave espacial realizó un encendido inicial de su propulsor de iones durante 11 días. Dawn comenzó la propulsión de crucero el 17 de diciembre de 2007. El 31 de octubre de 2008, Dawn completó la primera etapa de propulsión para el recorrido hacia Marte donde realizó un sobrevuelo para una asistencia gravitatoria en febrero de 2009. Durante esta fase de primer crucero interplanetario, Dawn pasó 270 días, u 85 % del tiempo de esta etapa, con sus propulsores encendidos. Se gastaron menos de 72 kilogramos del xenón propulsor para un cambio total de la velocidad de 1,81 kilómetros por segundo. El 20 de noviembre de 2008, Dawn realizó su primera maniobra de corrección de trayectoria (TCM-1), disparando su propulsor durante 2 horas, 11 minutos. Después de la conjunción solar de Dawn, se determinó que no era necesaria una maniobra de corrección de curso originalmente programada para enero de 2009.

Sobrevuelo de Marte

Imagen de Tempe Terra, en Marte, tomada por la sonda Dawn durante su sobrevuelo.

La sonda sobrevoló Marte a las 00:28 GMT del 18 de febrero de 2009, a una distancia mínima de 549 km.²​ El cambio de velocidad producido en el sobrevuelo fue de 9330 km/h, un cambio equivalente al uso de 104 kg de propelente xenón.³​ Ese día la nave paso a modo seguro, lo que resultó en una pérdida de adquisición de datos. La nave espacial reportó estar de nuevo en pleno funcionamiento dos días más tarde, sin ningún impacto posterior en la misión. La causa del evento se reportó como causado por un error de programación de software.

Durante el encuentro se activaron una de las cámaras y el instrumento GRaND de medición de partículas y rayos gamma para realizar medidas de Marte en conjunto con las naves que orbitan el planeta.

Aproximación a Vesta

El 3 de mayo de 2011, Dawn tomó su primera imagen de Vesta a una distancia de 1 200 000 kilómetros, y comenzó su fase de aproximación al asteroide. El 12 de junio Dawn realizó un frenado de su velocidad relativa con respecto a Vesta para su inserción orbital 34 días después.

Estaba prevista la inserción orbital de Dawn a las 05:00 UTC del 16 de julio después de un período empuje con sus motores de iones. Debido a que su antena estaba apuntando lejos de la Tierra durante la propulsión, los científicos no pudieron confirmar de inmediato el éxito de la maniobra de Dawn. La nave espacial entonces comenzó a reorientarse y tenía previsto hacer una transmisión a las 06:30 UTC del 17 de julio. NASA confirmó más tarde que recibió la telemetría de Dawn que indicaba que la nave entró exitosamente en órbita alrededor de Vesta.

Investigación en Vesta

Dawn durante su misión ha confirmado que Vesta es un protoplaneta con una estructura interna diferenciada, el principal descubrimiento ha sido la enorme cuenca de impacto situada en el polo sur.⁴​ Denominada Rheasilvia, esta cuenca de 500 kilómetros de diámetro se formó durante el impacto de un asteroide de gran tamaño que casi despedaza a Vesta durante la colisión. En el centro de Rheasilvia se eleva el pico del cráter de impacto, una enorme montaña de 20 km de altura donde las paredes exteriores de Rheasilva tienen una altura absoluta mayor que la del pico central. Por otro lado, el conteo del número de cráteres ha permitido estimar la edad de Rheasilva en unos mil o dos mil millones de años, mientras que el hemisferio norte sería mucho más antiguo (unos cuatro mil millones de años).⁵​ Esta dicotomía norte-sur se traduce también en una diferencia en la composición. Mientras que el sur está formado principalmente por basalto, el norte presenta una composición más compleja.

El primer mapa topográfico detallado de Vesta determinó que el diámetro medio del asteroide es de 525 kilómetros (es decir, éste sería el tamaño que tendría el asteroide si fuese perfectamente esférico) y que su densidad es de 3,34 g/cm3.⁶​ El desnivel entre los puntos más altos y bajos alcanza los 60 kilómetros, lo que influye en la irregularidad de su campo gravitatorio. Igualmente, en esta fase se ha descartado que Vesta posea lunas con un tamaño superior a los 10 metros. Según el nuevo sistema de coordenadas confeccionado para este asteroide, el meridiano cero pasa ahora por un pequeño cráter de 500 metros de diámetro denominado Claudia.

Vesta puede presumir de tener la segunda montaña más alta del sistema solar después del imponente Monte Olimpo (Marte), en el planeta rojo.

Programa de vuelo previsto

• Lanzamiento: 27 de septiembre de 2007
• Asistencia gravitacional en Marte: 17 de febrero de 2009
• Llegada a Vesta: 16 de julio de 2011
• Partida de Vesta: Julio de 2012
• Llegada a Ceres: Marzo de 2015
• Fin de la misión: Julio de 2016

Véase también

• Anexo:Misiones espaciales

Referencias

1. Landau, Elizabeth (19 de octubre de 2017). «Dawn Mission Extended at Ceres». NASA. Consultado el 19 de octubre de 2017.
2. Asteroid-Bound Probe Zooms Past Mars
3. NASA Spacecraft Falling For Mars
4. NASA’s Dawn Spacecraft Begins Science Orbits of Vesta
5. Vesta’s Dark Materials in Dawn’s View
6. Vesta Topography Map

Enlaces externos

• Wikimedia Commons alberga una categoría multimedia sobre Dawn.

• Página oficial de la misión Dawn (en inglés)
• University of California – UCLA, sobre la sonda Dawn (en inglés)
• Dawn news coverage. (en inglés)
• Dawn Otras Naves Espaciales.
• Crónica de la misión de Dawn en el asteroide Vesta.

Sobrevuelo Plutón, sus satélites, y cinturón de Kuiper

New Horizons

Imagen artística de la sonda New Horizons.

Organización: NASA

Contratistas: Applied Physics Laboratory SwRI

Tipo de misión: Sonda no tripulada

Sobrevuelo de: Plutón, satélites de Plutón, cinturón de Kuiper.

Inserción orbital: Sobrevuelo: 14 de julio de 2015

Lanzamiento: 19 de enero de 2006

Cohete: Atlas V-551

Duración: Unos 10 años

NSSDC ID: 2006-001A

Masa: 478 kg

Web: http://pluto.jhuapl.edu/

La misión New Horizons (Nuevos Horizontes en español) es una misión espacial no tripulada de la agencia espacial estadounidense (NASA) destinada a explorar Plutón, sus satélites y probablemente el cinturón de Kuiper. La sonda se lanzó desde Cabo Cañaveral el 19 de enero de 2006 tras posponerse por mal tiempo la fecha original de lanzamiento. New Horizons viajó primero hacia Júpiter, donde llegó en febrero-marzo de 2007. A su paso por Júpiter aprovechó la asistencia gravitatoria del planeta para adquirir una diferencia de velocidad de unos 4 023.36 m/s (14 482.8 km/h). Llegó al punto más cercano a Plutón el 14 de julio de 2015, a las 11:49:04 UTC. Tras dejar atrás Plutón, la sonda probablemente sobrevuele uno o dos objetos del cinturón de Kuiper.

Después de la Rosetta, que viajó a unos 108 000 Km/h entre noviembre de 2009 y agosto de 2014, gracias a las asistencias gravitacionales de la Tierra (tres veces) y de Marte (una), y de la Voyager 1 y justo por delante de la Voyager 2 es la sonda espacial con mayor velocidad, alcanzando respecto al Sol una diferencia máxima entre las velocidades inicial y final de 15,1 km/s. (54 000 km/h aproximadamente)¹​

Antecedentes

Esta sonda es la primera misión del proyecto de New Frontiers de la NASA (Sondas de medio coste, más caras que las de tipo Discovery, y más baratas que las Flagship); el costo total de la misión es del orden de 650 millones de dólares en un periodo de 15 años (2001 a 2016).

La sonda fue construida por el Instituto de Desarrollo Southwest (SwRI) y por el Laboratorio Johns Hopkins. Además de sus instrumentos científicos, la sonda lleva una colección de 434 738 nombres recopilados por el sitio web de la misión y guardados en un disco compacto, una pieza de la SpaceShipOne y una bandera de Estados Unidos,²​ así como una moneda de 25 centavos de Florida y cenizas del descubridor de Plutón, el astrónomo Clyde Tombaugh.³​

Objetivos

Trayectoria de la New Horizons’, en rojo la órbita de 2014 MU69.

El objetivo de la misión es estudiar como se formó el sistema de Plutón, el cinturón de Kuiper y la transformación del sistema solar primitivo.⁴​ La nave espacial recopiló datos sobre las atmósferas, superficies, interiores y entornos de Plutón y sus lunas. También estudiará otros objetos del cinturón de Kuiper.⁵​ “A modo de comparación, New Horizons reunió 5,000 veces más datos en Plutón que Mariner en el Planeta Rojo“.”⁶​

Algunas de las preguntas que la misión intenta responder son: ¿De qué está hecha la atmósfera de Plutón y cómo se comporta? ¿Cómo se ve su superficie? ¿Hay grandes estructuras geológicas? ¿Cómo interactúan las partículas del viento solar con la atmósfera de Plutón?⁷​

Específicamente, los objetivos de la misión son:⁸​

• mapear la composición de la superficie de Plutón y Caronte
• caracterizar la geología y la morfología de Plutón y Caronte
• caracterizar la atmósfera neutral de Plutón y su tasa de escape
• encontrar atmósfera alrededor de Caronte
• mapear las temperaturas de la superficie en Plutón y Caronte
• obtener imágenes de Plutón y Caronte en alta resolución
• buscar anillos y más satélites adicionales alrededor de Plutón
• realizar investigaciones similares de uno o más objetos del cinturón de Kuiper

El 28 de agosto de 2015 la NASA anunció que el siguiente objetivo de la sonda será el sobrevuelo del objeto transneptuniano 2014 MU69 a principios de 2019.⁹​

Lanzamiento

Lanzamiento de la sonda New Horizons.

Su lanzamiento fue programado originalmente el 17 de enero de 2006 para permitir una inspección más exhaustiva de los propulsores de queroseno del cohete Atlas, y por retrasos menores el lanzamiento se trasladó al 19 de enero de 2006 despegando desde la Base de la Fuerza Aérea en Cabo Cañaveral.

Para su lanzamiento fue usado un cohete Atlas V, con una tercera etapa de combustible sólido Star 48b para aumentar su velocidad de escape, dándole al cohete un empuje total de 9 MN y una masa total de 726 000 kg.¹⁰​

La ventana de lanzamiento en enero de 2006 y tras un breve encuentro con el asteroide (132524) APL, le permitió alcanzar Júpiter, el 28 de febrero de 2007 tuvo su máximo acercamiento al planeta a una distancia de 2.3 millones de kilómetros (1.4 millones de millas), realizando a continuación una maniobra de asistencia gravitatoria, permitiendo ahorrar 3 años de viaje para llegar a Plutón, durante el sobrevuelo de Júpiter se pudieron realizar test de los instrumentos y posibilidades de la sonda, remitiendo información sobre la atmósfera, sus lunas y su magnetosfera. Tras la visita a Júpiter la sonda fue puesta en estado de hibernación para preservar todos los instrumentos de a bordo, salvo un pequeño chequeo anual que había que hacerle.¹¹​ La sonda tiene el récord de la velocidad más alta con respecto a la Tierra y, por ahora, única que ha alcanzado la velocidad de escape del Sol, sin maniobras de asistencia gravitatoria.

Instrumentos

Instrumentos de la sonda New Horizons

Los instrumentos en la sonda están diseñados para que en el breve paso sobre Plutón y Caronte se obtenga la mayor información posible, como por ejemplo la composición y comportamiento de la atmósfera, la forma en que el viento solar interactúa con la misma, los elementos geográficos.¹²​

Características técnicas

La nave fue construida en aluminio, con forma de triángulo, con 0.70 m de alto, 2.1 m de largo y 2.7 m de ancho, y pesaba en el lanzamiento 478 kg, 77 kg de los cuales corresponden al combustible y 30 kg a los instrumentos científicos. Cuando llegó a Plutón pesó sólo 445 kg.¹³​ Posee una antena parabólica de alta ganancia de 2.1 m de diámetro, montada en la parte superior del triángulo. El triángulo contiene los equipos electrónicos, cableado y los sistemas de propulsión. En el centro del triángulo hay un adaptador de separación. En la punta del mismo, está montado el generador termoeléctrico de radioisótopos (RTG, por sus siglas en inglés) para reducir la interferencia con los equipos. No hay baterías a bordo, por lo que toda la electricidad es producida por el RTG con pastillas de plutonio-238, recubiertas con iridio y envueltas en grafito. Los RTG generan 240 W de 30 V en el lanzamiento, y se reducirá a 200 W a la llegada a Plutón. El control de temperatura se consigue con pintura negra térmica, mantas térmicas, el calor que produce la RTG, radiadores, persianas y calentadores eléctricos.

La nave tiene tres ejes estabilizados, usando como propulsión un tanque de hidracina hecho de titanio con 77 kg de propelente montado en el centro del triángulo que la impulsa a una velocidad de 290 m/s (1 044 km/h). El tanque impulsa 16 motores de hidracina: 4 de 4,4 N de empuje para correcciones de trayectoria y doce de 0,9 N, usados para correcciones de actitud y otras maniobras. En cuanto a la navegación y la orientación de la sonda, la actitud se determina usando dos cámaras de seguimiento de estrellas (Star Trackers) con sensores CCD y un catálogo de estrellas. También se usa una doble unidad de medición inercial (MIMU) conteniendo cada una tres giroscopios y tres acelerómetros que mantienen estable el vehículo espacial. La nave es controlada mediante cuatro ordenadores: un sistema de comandos, gestión de datos, orientación, y el procesador. El procesador es un Mongoose-V de 12 MHz (una versión mejorada y preparada para soportar la radiación del MIPS R3000). También se usan relojes de tiempo, además de software. Estos equipos se encuentran en un IEM (Integrated Electronics Module); hay dos de ellos. Los datos se registran en dos grabadoras de estado sólido de baja potencia con capacidad de 8 Gb cada una.

Comunicaciones

Antena de la sonda.

Las comunicaciones con la Tierra se realizan por medio de la banda X. Cuanto mayor sea la distancia, menor será el caudal de comunicación. Por ejemplo, estaba previsto que desde Júpiter, la velocidad de comunicación sea de 38 kilobit por segundo. Sin embargo, desde la distancia de Plutón, mucho mayor, está previsto que el caudal de comunicación sea de tan solo de 600 a 1200 bits por segundo.¹⁴​

Esta baja velocidad significa que para enviar las fotografías de Plutón se tardará mucho tiempo, y habrá que esperar varios meses hasta tenerlas todas (se prevén 9 meses de espera). Por ejemplo, para el envío de una fotografía, a la velocidad de 1000 bit/s, aproximadamente se tardará 12 horas continuas. La cantidad aproximada de datos en fotografías de Plutón y Caronte se estima en 10 GB, y son previstos 9 meses en total debido a que no existe la capacidad de recepción de datos en forma permanente, pues las antenas de recepción (red DSN) deben ocuparse también de muchas otras sondas espaciales.¹⁵​

Para las comunicaciones, la sonda cuenta con 2 transmisores y 2 receptores, también se usan 2 amplificadores de 12 W. La nave usa la antena parabólica de 2,1 m de diámetro de 48 dB y una antena de baja ganancia para comunicaciones de emergencia.

Imágenes de Plutón

Plutón a larga distancia, en septiembre de 2006.

La primera animación en color de la misión de la NASA muestra a Plutón y su gran luna Caronte y la compleja órbita de los dos cuerpos danzando, conocida como «sistema binario».

Las primeras imágenes de Plutón hechas por la sonda fueron tomadas entre el 21 al 24 de septiembre de 2006, para probar el instrumento de Reconocimiento de Imágenes de Largo Alcance (LORRI) y fueron dadas a conocer por la NASA en noviembre de 2006.¹⁶​ Fueron tomadas a una distancia de 4200 millones de kilómetros de distancia; con esto quedó probado con éxito la habilidad de la sonda para rastrear objetos a una gran distancia.

New Horizons deberá pasar a menos de 10 000 km cuando llegue a Plutón; actualmente tiene una velocidad relativa de 13,78 km/s y deberá acercarse a 27 000 km al encontrarse a Caronte.

En julio de 2013 la sonda envió las primeras imágenes en las que se pueden distinguir como cuerpos separados a Plutón y a su satélite más grande, Caronte.¹⁷​

Secuencia de imágenes tomadas por la sonda New Horizons donde se observa la nube de dióxido de azufre volcánica producida por el volcán Tvashtar en la luna Ío de Júpiter, alcanzando los 330 km de altura.

Fechas clave

• 11 de enero de 2006: comienzan las labores de prelanzamiento en Cabo Cañaveral. Lanzamiento retrasado para realizar más pruebas.
• 16 de enero de 2006: montaje del cohete Atlas V en la torre de lanzamiento.
• 17 de enero de 2006: retrasado el primer lanzamiento debido a las malas condiciones atmosféricas.
• 18 de enero de 2006: retrasado el segundo intento de lanzamiento por una pérdida de electricidad en los laboratorios de Física Aplicada de la Universidad Johns Hopkins.
• 19 de enero de 2006: lanzamiento exitoso a las 14:00 (hora local, 19:00 UTC) tras un breve retraso debido a la nubosidad presente.
• 19 de enero de 2006: (19:30 UTC), inserción trans-joviana (TJI, trans-jovian insertion), la sonda queda en trayectoria de escape con respecto a la Tierra y el Sol.
• 19 de enero de 2006: tras solo nueve horas de viaje, la nave traspasa la órbita de la Luna.
• 7 de abril de 2006: La sonda atraviesa la órbita de Marte.
• 24 de agosto de 2006: Plutón pasa a ser considerado un planeta enano.
• 8 de enero de 2007: inicio del acercamiento a Júpiter.
• 10 de enero de 2007: observaciones de la luna joviana Calírroe.
• 28 de febrero de 2007: sobrevuelo de Júpiter, ocurrido hacia las 05:43:40 UTC a 2 305 000 km de distancia, con el objeto de alcanzar la velocidad de 21,219 km/s (76 388 km/h).
• 5 de marzo de 2007: finaliza la fase de encuentro con Júpiter.
• 8 de junio de 2008: en estado de hibernación electrónica, la nave llegó a una distancia de 10,06 unidades astronómicas (aproximadamente 1500 millones de km) del Sol, cruzando la órbita de Saturno, después del último paso, hace casi 27 años, realizado por la Voyager 2.
• 25 de febrero de 2010: New Horizons atravesó el punto medio de distancia en su camino entre la Tierra y Plutón.
• 17 de octubre de 2010: la nave llega a la mitad de su tiempo de vuelo a Plutón.
• 18 de marzo de 2011: New Horizons cruzó la órbita de Urano.¹⁸​
• 24 de agosto de 2014: New Horizons cruzó la órbita de Neptuno; exactamente 25 años después de que la Voyager 2 sobrevolara a este gigante gaseoso.¹⁸​
• Marzo de 2015 comenzaron las observaciones iniciales de Plutón y continúan las observaciones hasta la máxima aproximación.
• 3 de julio de 2015, se publican imágenes con detalles de la superficie de Plutón, en las que se muestran dos caras diferenciadas.
• 4 de julio de 2015: sufre una anomalía que forzó a una transición a modo seguro.
• 7 de julio de 2015, la sonda recuperó la operatividad científica y su rumbo a Plutón. [6]

La llegada de la sonda a Plutón se vivió en todo el mundo. En la imagen el evento en la Facultad de Ciencias Astronómicas y Geofísicas (UNLP)

• 14 de julio de 2015, martes, a las 07:49 EDT, hora del este de los Estados Unidos 11:49 UTC: Máxima aproximación a 12 450 km de Plutón y posterior sobrevuelo de Caronte.
• 1 de enero de 2019, sobrevuelo del objeto transneptuniano 2014 MU69.⁹​

Videos

Sobrevolando Plutón (14 de julio de 2015)

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(00:30; 18 de septiembre de 2015)

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(00:50; 5 de diciembre de 2015)

La sonda New Horizons llama a la Tierra: Madrid recibe la señal de que ha llegado a Última Thule

• 1 ene. 2019 16:39

Imagen compuesta a partir de dos fotos tomadas por el instrumento LORRI de ‘New Horizons’. Foto: NASA

La señal ha llegado a Madrid. A las 16.29 de este martes (hora peninsular española), la nave espacial New Horizons, la misma que en 2015 se acercó a Plutón, ha llamado a la Tierra, lo que significa que ha sobrevivido al sobrevuelo del asteroide Ultima Thule, un lejano minimundo helado situado a unos 6.400 millones de kilómetros de distancia. En la localidad madrileña de Robledo de Chavela se encuentra una de las tres estaciones que conforman la Red del Espacio Profundo de la NASA. A través de sus antenas, los ingenieros de la agencia espacial se comunican con todas sus naves.

Las operaciones están siendo dirigidas desde el Laboratorio de Física Aplicada de la Universidad Johns Hopkins, en Maryland (EEUU), y han tenido su primer punto culminante a las 6.33 del 1 de enero (hora peninsular española). En ese momento, New Horizons debía posicionarse a sólo 3.500 kilómetros de distancia de este mundo en miniatura. Es decir, tres veces más cerca de lo que se aproximó a Plutón.

Pero la confirmación de que las cosas fueron según lo planeado tardó 10 horas en llegar debido a la gran distancia a la que se encuentra este cuerpo helado descubierto por el telescopio espacial Hubble en 2014. Hasta las 16.30 de la tarde no llegó la señal enviada por la nave indicando que se encontraba en buen estado y que había recopilado datos durante su aproximación.

“¡Confirmado! New Horizons ha sobrevolado el objeto celeste más lejano que ha sido visitado por una nave espacial. Enhorabuena al equipo”, ha declarado en un comunicado el director de la NASA, Jim Bridenstine.

“Los datos que hemos visto tienen una pinta fantástica y ya estamos averiguando cosas sobre Ultima Thule. De ahora en adelante, los datos que obtengamos van a ser cada vez mejores”, ha señalado Alan Stern, investigador principal de la misión, durante la rueda de prensa que la NASA ha ofrecido esta tarde. Stern, que aseguró haber dormido bien durante la noche anterior pese a los nervios, subrayó lo complejo que ha sido completar esta fase de misión y los años de intenso trabajo de su equipo que la han hecho posible.

“Lo hemos logrado de nuevo, y es fantástico”, resumió por su parte su colega Alice Bowman, jefa de operaciones de New Horizons.

Durante la crítica fase de aproximación a Ultima Thule, la nave estaba programada para viajar a una velocidad de 14 kilómetros por segundo, tomar fotografías, realizar mediciones y recopilar datos a partir de los cuales los científicos podrán hacerse una idea de la geología y las características de Ultima Thule, un nombre que hace referencia simbólicamente a la exploración de lo desconocido.

Sin embargo, las imágenes no llegarán de forma inmediata. La NASA espera recibir la primera fotografía tomada durante la aproximación el 2 de enero y las siguientes en los días sucesivos. Las imágenes con mejor calidad llegarán en febrero y la transmisión de todos los datos recogidos este martes no se completará hasta dentro de 20 meses.

12 años surcando el Sistema Solar

La nave New Horizons fue lanzada el 19 de enero de 2006. Tras pasar por Júpiter en febrero de 2007 para estudiarlo y coger impulso, puso rumbo a Plutón, donde llegó el 14 de julio de 2015. Allí tomó impactantes fotografías que han permitido investigar con bastante detalle este planeta enano. Tras su periplo por el Sistema Solar, la sonda de la NASA todavía se encontraba en buen estado así que, tras completar su trabajo en Plutón, los científicos buscaron un nuevo objetivo de exploración.

Los responsables de la misión, durante su comparecencia el 31 de diciembre. REUTERS

Eligieron Ultima Thule (oficialmente denominado 2014 MU69), uno de los objetos situados en el cinturón de Kuiper, una remota región con forma de disco situada más allá de Neptuno que alberga millones y millones de cuerpos celestes de tamaños muy variados, muchos de ellos extremadamente antiguos. Algunos son diminutos, con un diámetro de pocos kilómetros, y otros miden varios miles de kilómetros. El cinturón de Kuiper es, por ejemplo, el hogar de mundos enanos como Plutón, Makemake y Haumea.

Será la primera vez que los científicos puedan observar de cerca uno de ellos. Su interés radica en que, según creen, estos cuerpos conservan el material a partir del cual se formaron los planetas del Sistema Solar, por lo que investigarlos les dará pistas sobre el origen de la Tierra.

¿Un cuerpo o dos?

¿Qué se sabe hasta ahora de Ultima Thule? Realmente muy poco. Tal y como ha resumido Alan Stern, cómo es este cuerpo helado “es un misterio”. Las estimaciones realizadas apuntan a que mide 32×16 kilómetros (Plutón mide 2.370 km de diámetro). Respecto a su forma, las imágenes tomadas por la sonda sugieren que podría ser un único objeto alargado con forma de bolo o dos cuerpos unidos. “Mañana” [por el miércoles] lo sabremos”, ha dicho Stern.

El 1 de enero de 2019, la nave espacial New Horizons de la NASA se encuentra con el objeto del Cinturón de Kuiper apodado Ultima Thule. INSTITUTE OF PLANETARY RESEARCH

Ultima Thule no será el último destino de New Horizons, pues el plan es que siga trabajando hasta, al menos, 2021. Los científicos de la NASA se muestran confiados en que la nave pueda visitar otro de estos cuerpos celestes del cinturón de Kuiper antes de dar por finalizada la misión. Dentro de poco sabremos el elegido.

Una nave sobrevuela por primera vez el mundo más lejano del sistema solar que se ha visitado

La sonda de la NASA ‘New Horizons’ explora Ultima Thule a más de 6.000 millones de kilómetros de la Tierra

2 ENE 2019 – 09:56 CET

Reconstrucción del sobrevuelo de Ultima Thule.

La sonda espacial New Horizons ha sobrevolado con éxito Ultima Thule, el cuerpo celeste más lejano que se ha visitado nunca. Su encuentro con este objeto en las afueras del sistema solar se produjo al filo de la medianoche del 31 de diciembre. Unas horas después de la maniobra histórica, la nave envió sus primeras señales, que tardaron seis horas en recorrer a la velocidad de la luz los más de 6.600 millones de kilómetros que la separan de la Tierra. Finalmente el mensaje fue recibido por una antena de espacio profundo de la NASA en las afueras de Madrid pasadas las 16:30 de la tarde, hora española.

“La sonda está en perfectas condiciones. Acabamos de conseguir el sobrevuelo más lejano”, ha dicho Alice Bowman, jefa de operaciones de la misión, entre aplausos y gritos de júbilo en el Laboratorio de Física Aplicada de la Universidad Johns Hopkins (EE UU), donde está el centro de control. Ahora comenzarán a llegar los datos científicos “para entender el origen de nuestro sistema solar”, ha añadido.

Ultima Thule es un mundo en miniatura, el más lejano y el más antiguo que haya visitado una sonda espacial. Este alargado objeto descubierto en 2014 es uno de los miles de asteroides y hasta un billón de cometas que forman el cinturón de Kuiper.

La nave de la NASA —la más rápida jamás lanzada al espacio— ha pasado junto a Ultima a 18 kilómetros por segundo, un encuentro fugaz durante el que sus cámaras han intentado retratar los accidentes geográficos de este cuerpo desde una distancia de unos 2.000 kilómetros, tres veces más cerca de lo que pasó sobre Plutón obteniendo vistas espectaculares. Gracias a esta misión el planeta enano dejó de ser una pequeña bola borrosa observada por telescopios y pasó a ser un complejo mundo con glaciares, agua y compuestos orgánicos donde puede haber un océano bajo el hielo.

Imagen real de Ultima Thule (izquierda) y un diagrama con su eje de rotación. NASA

Las últimas imágenes disponibles, tomadas durante la aproximación a Ultima, muestran un cuerpo alargado, con forma de bolo, de “35 kilómetros de largo y 15 kilómetros de ancho”, ha explicado Alan Stern, jefe científico de la misión, durante una rueda de prensa esta tarde. Stern ha explicado que aún no se sabe si se trata de un solo cuerpo con dos lóbulos o dos objetos separados. “Mañana conoceremos la respuesta”, ha explicado Stern, ya que elequipo espera recibir las primeras imágenes del sobrevuelo esta noche, procesarlas y publicarlas mañana. La sonda tomó unas 900 imágenes de su encuentro y las enviará a la Tierra durante los próximos dos años, según ha explicado en un tuit Bowman, que es la primera mujer que ocupa el puesto de jefe de operaciones de una misión espacial en la Johns Hopkins. Las imágenes de mayor resolución llegarán en febrero.

Apenas unas horas después del sobrevuelo, New Horizons ya se encontraba a casi medio millón de kilómetros del pequeño mundo recién descubierto y se adentraba aún más en el cinturón de Kuiper, donde es posible que pueda visitar al menos un asteroide más en los próximos años.

Ultima Thule es una cápsula del tiempo. Está hecho de los materiales originales con los que comenzó a formarse el Sistema Solar hace más de 4.000 millones de años y apenas ha sido modificado desde entonces. Su estudio puede aclarar el origen de nuestro sistema estelar y esclarecer el papel que estos cuerpos del cinturón de Kuiper juegan al desviar cometas de sus trayectorias y hacen que se acerquen al núcleo del sistema solar, un proceso que pudo sembrar la vida en nuestro planeta por impactos de estos cuerpos, según explicó a este diario Adriana Ocampo, una de las responsables de la misión.

 

https://www.20minutos.es/noticia/2459298/0/new-horizons/primeras-imagenes/lunas-cerbero-estigia/

Misión New Horizons: El pequeño mundo Última Thule es plano y con forma de tortita

Imágenes del pequeño mundo Ultima Thule captadas por la sonda espacial ‘New Horizons’ el 1 de enero de 2019. NASA/JPL

Nuevas fotos de la sonda ‘New Horizons’ confirman que este pequeño mundo está formado por dos cuerpos, pero su forma es plana y distinta a lo que la NASA creía

Las primeras imágenes que la sonda espacial New Horizons tomó el pasado 1 de enero de Ultima Thule, el mundo más lejano que ha sido estudiado por una nave, mostraban un extraño cuerpo rocoso compuesto por dos partes esféricas cuya forma recordaba a un muñeco de nieve. Cinco semanas después de aquel histórico acercamiento, la NASA ha revelado su verdadera morfología, que es bastante distinta a lo que sus científicos pensaron cuando analizaron las primeras fotos que les llegaron.

Aunque estaban en lo cierto al afirmar que Ultima Thule está compuesto por dos cuerpos o lóbulos, éstos no tienen forma esférica y además, su forma es bastante más plana de lo que dedujeron observando las primeras imágenes. Siguiendo con las comparaciones, en vez de un muñeco de nieve, al investigador principal de la misión New Horizons, Alan Stern, le parece más acertado comparar al más plano de los lóbulos (apodado Ultima) con una tortita gigante y al otro (Thule) con una nuez. También hay a quien ahora Ultima Thule le recuerda a una galleta de jengibre, esos dulces anglosajones con forma de muñeco plano.

A partir de una decena de las imágenes que la nave tomó 10 minutos después de alcanzar su punto más cercano a este mundo en miniatura y, mientras viajaba a una velocidad de 50.000 kilómetros por hora, la NASA ha elaborado una secuencia en la que se aprecia mejor la forma del cuerpo celeste.

«Nunca se había captado algo así. Es una secuencia de imágenes increíble, tomadas por una nave espacial mientras exploraba un pequeño mundo situado a más de 6.600 millones de kilómetros de la Tierra», ha declarado Stern.

Sobre la interpretación errónea de la forma del mundo, ha explicado que ésta «se había basado en un número limitado de imágenes» que llegaron en los días siguientes al acercamiento: «A medida que hemos ido recibiendo más, ha cambiado significativamente lo que veíamos». Para el científico, lo más importante es que las nuevas fotos están permitiendo elaborar distintas teorías sobre cómo pudo haberse formado. «Nunca habíamos visto algo parecido a esto orbitando el Sol», ha asegurado.

Ultima Thule, o como se denomina oficialmente, 2014 MU69, es uno de los muchos objetos situados en el lejano y por tanto poco conocido cinturón de Kuiper, una región en la que se encuentran también Plutón y otros planetas enanos como Haumea y Makemake.

Los científicos creen que en los mundos como Ultima Thule, que fue descubierto por el telescopio espacial Hubble en junio de 2014, hay información clave para entender las primeras etapas de formación del Universo. Los dos lóbulos unidos que presenta este asteroide son uno de los aspectos que más intrigan a los astrofísicos, que intentarán determinar cómo se unieron.

De color rojizo

Los dos cuerpos tienen el mismo tono rojizo, como se determinó pocos días después del acercamiento. El más grande mide 19 kilómetros y el pequeño, unos 14 km.

Las operaciones de New Horizons, que fue lanzada al espacio en 2006, están siendo dirigidas desde el Laboratorio de Física Aplicada de la Universidad Johns Hopkins, en Maryland (EEUU). Según Stern, faltan muchas más imágenes por recibir. De hecho, se espera que la sonda tarde 20 meses en descargar todos los datos que recopiló el 1 de enero. Se trata de un proceso parecido al que la nave siguió cuando el 14 de julio de 2015 se acercó a Plutón.

Debido a que la nave se encuentra en buen estado, los científicos están buscando en el cinturón de Kuiper un nuevo destino para que sea explorado por la sonda.

Sonda en órbita de Mercurio

MESSENGER

Representación artística de la sonda MESSENGER en órbita de Mercurio

MESSENGER fue una sonda espacial no tripulada de la NASA, lanzada rumbo a Mercurio el 3 de agosto de 2004 y que entró en órbita alrededor de dicho planeta el 18 de marzo de 2011¹​ para iniciar un período de observación orbital de un año terrestre de duración. Durante su trayecto, la sonda ha sobrevolado la Tierra el 1 de agosto de 2005, y dos sobrevuelos a Venus (el 24 de octubre de 2006 y el 5 de junio de 2007) y tres a Mercurio (en 2008 y 2009) antes de la inserción orbital. La sonda consiguió sobrevivir cuatro años más hasta que la NASA decidió dar por terminado el proyecto y dejar que la sonda colisionara contra Mercurio el 30 de abril de 2015. Durante su misión consiguió datos muy valiosos sobre la superficie del planeta y descubrió la existencia de agua congelada en un resquicio donde nunca recibe el Sol.²​

El nombre MESSENGER es un acrónimo de MErcury Surface, Space ENvironment, GEochemistry and Ranging (Superficie, Ambiente Espacial, Geoquímica y Medición de Mercurio). Su nombre también significa “mensajero”, elegido porque Mercurio era el mensajero de los dioses en la mitología romana. Esta sonda ha sido la primera en colocarse en órbita de Mercurio, ya que hasta ahora el planeta sólo ha sido visitado por la Mariner 10, que realizó tres sobrevuelos en 1974 y 1975.

Viaje

La sonda espacial fue lanzada usando un cohete Delta II desde Cabo Cañaveral el 3 de agosto de 2004. Una hora después la sonda se separó con éxito del propulsor y comenzó su larga travesía hacia Mercurio.

Alcanzar Mercurio requiere grandes cambios de velocidad debido a la alta velocidad orbital del planeta. Además el planeta no posee apenas atmósfera, por lo que no es posible realizar la maniobra de aerofrenado, con la que se ahorra combustible. Para llegar a su destino, la sonda MESSENGER tuvo que realizar varias maniobras de asistencia gravitatoria, que permiten cambios en la velocidad de la nave sin utilizar propelente.

Lanzamiento del MESSENGER.

La sonda sobrevoló la Tierra el 2 de agosto de 2005, con una aproximación máxima de 2347 km sobre Mongolia. Ha sobrevolado dos veces Venus, el 24 de octubre de 2006 a una altitud de 2992 km y el 5 de junio de 2007 a tan solo 338 km, poniendo a la sonda en ruta hacia Mercurio.³​

La sonda MESSENGER realizó 3 sobrevuelos de Mercurio, el primero el 14 de enero de 2008 y el segundo el 6 de octubre de ese mismo año. El tercero tuvo lugar el 29 de septiembre de 2009 para reducir gradualmente su velocidad y dirigir la nave hacia la inserción orbital, que tuvo lugar el 18 de marzo de 2011 y dar comienzo a su misión principal tras encender y comprobar los instrumentos.

Durante los acercamientos de MESSENGER a la Tierra y la Luna usó su espectrómetro para estudiar la atmósfera y superficie de ambos mundos. También realizó algunos análisis de la magnetosfera de la Tierra.

Trayectoria del MESSENGER.

Vela solar

Luego de la experiencia de la sonda Mariner 10, 30 años antes, que utilizó sus paneles como velas solares en forma no planificada para subsanar la falta de propelente, se planificó utilizar la presión de la luz solar como empuje para el frenado y posterior captura de Mercurio, de forma que pudiese entrar en órbita. Se realizaron esas maniobras según lo planificado, utilizando los paneles solares a manera de vela solar.⁴​

Sin este apoyo, además de las asistencias gravitatorias, se hubiese necesitado una cantidad muchísimo mayor de propelente, lo que hubiese subido el costo más allá del presupuesto.⁴​

Planes de observación

La misión principal tuvo una duración de un año terrestre. El objetivo de la misión era crear un mapa global de Mercurio, un modelo tridimensional de la magnetosfera y estudiar los elementos volátiles presentes en los cráteres.

Encuentro del 14 de enero de 2008

El 14 de enero de 2008 la sonda visitó por primera vez Mercurio, 33 años después del último sobrevuelo realizado por la Mariner 10. Fueron necesarios alrededor de 10 minutos para que las señales de radio llegaran al centro de control en la Universidad Johns Hopkins.

Las imágenes enviadas mostraron una superficie rugosa y repleta de cráteres, consecuencia del intenso bombardeo de meteoritos que ha sufrido el planeta. Algunas de las imágenes de alta resolución de la MESSENGER registran áreas nunca antes vistas de Mercurio y regiones que ya fueron fotografiadas por la sonda Mariner 10 en 1974. La máxima aproximación fue de 200 kilómetros de su superficie.

Energía

MESSENGER estaba equipada con dos paneles solares de Arseniuro de galio/germanio (GaAs/Ge) que proporcionaban a la sonda una media de 450 vatios en la órbita de Mercurio. Cada panel podía rotar para variar su posición e incluye reflectores ópticos para controlar la temperatura del sistema. La energía solar fotovoltaica así generada por los paneles se almacenaba en una batería de níquel e hidruro metálico de 23 amperios-hora.⁵​

Fin de la misión

MESSENGER concluyó su misión el 30 de abril de 2015. La NASA la estrelló contra el planeta Mercurio⁶​⁷​ a una velocidad de 3,91 kilómetros por segundo, dejando un cráter de unos 16 metros de diámetro. La nave, de unos 513 kilogramos, liberó la misma energía al estrellarse que la explosión de una tonelada de TNT.⁸​ En octubre de 2018 la Agencia Espacial Europea (ESA) en colaboración con la Agencia Japonesa de Exploración Aeroespacial (JAXA) lanzará la sonda BepiColombo,⁹​ que entre una de sus misiones, sería usar ese cráter para investigar el impacto de la MESSENGER sobre el planeta al dejar al descubierto parte del subsuelo con materiales más frescos y con menor exposición del exterior.⁸​

Durante su misión, MESSENGER tomó más de 250 000 fotografías, recopilando gran cantidad de información.

Para más información ver:

Página oficial de la misión

https://nssdc.gsfc.nasa.gov/nmc/spacecraftDisplay.do?id=2004-030A

Messenger se bloquea, sus resultados perduran

Por: Kelly Beatty | 1 de mayo de 2015

Después de cuatro años en Mercury, el orbitador Messenger de la NASA ha terminado su notable misión y se estrelló en el planeta.

Sabemos desde hace meses que la nave espacial Messenger de la NASA estaba operando en tiempo prestado. Sus tanques de combustible casi se vacían después de una década de maniobras interplanetarias, la nave espacial solo podía disparar su motor muchas veces antes de que la atracción de la gravedad de Mercurio, unida a la fuerza perturbadora del Sol, lo forzara a estrellarse contra el planeta. El final llegó ayer a las 19:26 hora universal (3:26 pm hora del este de verano).

En realidad, los ingenieros de misiones solo pueden suponer que la nave espacial se estrelló como se predijo porque el impacto ocurrió en el lado invisible del planeta. Es de suponer que pasó rozando el gran cráter Shakespeare antes de golpear una cresta sin nombre ubicada a 54.5 ° norte, 210.1 ° este.

La órbita polar inicial de Messenger alrededor de Mercurio variaba en altitud desde solo 120 millas (200 km) hasta aproximadamente 10,000 millas (15,000 km). Más tarde la órbita se ajustó para que la nave espacial pasara aún más cerca.

Unos minutos más tarde, cuando la nave espacial habría emergido desde atrás del planeta y desde la Tierra, no se recibió ninguna señal de radio. El estado de ánimo en el centro de control de la misión en el Laboratorio de Física Aplicada de la Universidad Johns Hopkins fue ” celebratorio y sombrío ” cuando los miembros del equipo vieron llegar las transmisiones finales después de 4,105 órbitas alrededor de Mercurio.

Lanzado en agosto de 2004, Messenger se familiarizó por primera vez con Mercury durante tres sobrevuelos estrechos en 2008-09. (El nombre de la nave espacial, por cierto, es una contracción para Mercury Surface, Space Environment, Geochemistry y Ranging.) Cuando Messenger finalmente se estableció alrededor del planeta para siempre, el 18 de marzo de 2011 (Tiempo universal), asumió una órbita elíptica que variaron en altitud de 15,000 km (9,300 millas) a tan cerca como 200 km (120 millas) cada 12 horas.

La misión nominal era solo de un año, pero con la nave espacial aún sana, los gerentes de la NASA optaron por continuar la misión y, en marzo de 2014, bajar el periapso (punto de cierre) de cada órbita a menos de 50 km. Estas extensiones de misión, en particular acercando la nave espacial, pagaron grandes dividendos en términos de fotografía de superficie y ensayos geoquímicos.

El impacto de Messenger en Mercurio tuvo lugar en el lado invisible del planeta el 30 de abril de 2015. El cráter en la parte superior izquierda, Janacek, tiene 48 km (30 millas) de ancho. El color indica la altitud del terreno, con las regiones más altas que se muestran en rojo.

NASA / JHU-APL / Carnegie Inst. de Washington

Pero también significaba disparos de propulsores más frecuentes para evitar que la nave espacial descendiera demasiado y golpeara a Mercury prematuramente. Los ingenieros ordeñaron hasta el último propulsor de caída, e incluso expulsaron el presurizado de helio de los tanques de combustible, para maniobrar la nave en las últimas semanas de la misión.

Durante una conferencia de prensa el 16 de abril, el científico del proyecto Sean Solomon revisó su lista de los “10 principales” resultados científicos. En lugar de detallarlos aquí, los invito a ver esa lista (junto con útiles animaciones) en el sitio web de la misión. Allí también encontrará las 10 innovaciones tecnológicas más importantes de la misión, presentadas por Daniel O’Shaughnessy (ingeniero de sistemas de la misión) y Helene Winters (gerente de proyectos).

¿Por qué Mercurio es tan oscuro?

Antes de que se estrellara contra Mercury el 30 de abril de 2015, la nave espacial Messenger transmitió esta instantánea del piso del cráter Jokai. Los detalles más pequeños tienen solo 2 metros (7 pies) de ancho.
NASA / JHU-APL / Carnegie Inst. de Washington

Uno de los resultados más inesperados de la misión es que las rocas y el polvo en la superficie de Mercurio contienen muy poco hierro. Es desconcertante, en realidad, porque este planeta tiene un enorme núcleo dominado por el hierro que ocupa las tres cuartas partes del diámetro del planeta y la mitad de su volumen . Así que los geoquímicos esperaban que la superficie del planeta contuviera una gran cantidad de minerales ricos en hierro.

Este hallazgo, curioso en sí mismo, tiene relación con otro misterio de Mercurio. La superficie del planeta es muy oscura, reflejando solo el 7% de la luz solar que la golpea. Eso es incluso más oscuro que la Luna. Los investigadores han sabido por mucho tiempo que la superficie lunar se vuelve menos reflectante con el tiempo debido a pequeños meteoritos que salpimentan el polvo lunar, derritiendo momentáneamente sus minerales de silicato que contienen hierro y creando pedazos submicroscópicos de hierro metálico. Estas partículas de hierro son las que hacen que la Luna parezca oscura. Pero dada la superficie pobre en hierro de Mercurio, se debe involucrar algún otro proceso.

En la edición del 31 de marzo de Nature Geoscience, un trío de investigadores dirigido por Megan Bruck Syal (Lawrence Livermore National Laboratory) ofrece una alternativa razonable. “Una cosa que no se ha tenido en cuenta es que Mercury es objeto de dumping por una gran cantidad de material derivado de los cometas”, señala Syal en un comunicado de prensa de la Universidad de Brown.

Ella y sus colegas primero estimaron que la entrada de cometas y polvo cometario en los últimos 200 millones de años podría haber infundido la capa superior de tierra de Mercurio con 3% a 6% de carbono. Luego llevaron a cabo simulaciones de impacto en el Ames Vertical Gun Range de la NASA para confirmar que el carbono transportado por el cometa en realidad se quedaría, en forma de diminutos cúmulos de partículas llamados aglutinados.

Además, la superficie resultante tendría un espectro muy insulso, exactamente lo que Messenger encontró. “Mostramos que el carbono actúa como un agente de oscurecimiento furtivo”, explica el miembro del equipo Peter Schultz (Brown University). “Desde el punto de vista del análisis espectral, es como una pintura invisible” que se ha estado acumulando en la superficie de Mercurio durante miles de millones de años.

Juego de Nombre del Messenger

A medida que la misión de Messenger disminuyó, su equipo se unió a la Carnegie Institution for Science y la International Astronomical Union para llevar a cabo un concurso de nomenclatura de cráteres. Las reglas de presentación fueron estrictas, por ejemplo, los nominados deben haber sido reconocidos como A-lister durante al menos 50 años y deben haber fallecido en 2011 o antes. Se concedió especial énfasis a las naciones y grupos culturales que han estado subrepresentados en otros cuerpos planetarios.

El concurso atrajo más de 3.600 entradas. Los cinco ganadores, anunciados el 29 de abril, son:

• Carolan (83.8 ° N, 31.7 ° E): llamado así por el músico y compositor irlandés Turlough O’Carolan (1670-1738)
• Enheduanna (48.3 ° N, 326.2 ° E): nombre del autor y poeta de la antigua Mesopotamia
• Karsh (35.6 ° S, 78.9 ° E): llamado así por Yousuf Karsh (1908-2002), fotógrafo de retrato armenio-canadiense
• Kulthum (50.7 ° N, 93.5 ° E): llamado así por Umm Kulthum (muerto en 1975), cantante, compositora y actriz egipcia
• Rivera (69.3 ° N, 32.4 ° E): nombre de Diego Rivera (1886-1957), pintor y muralista mexicano

Cinco cráteres en Mercurio ahora llevan nombres presentados por el público.
IAU / NASA / Messenger team

 

 

 

 

Sonda en superficie de cometa

Philae (sonda espacial)

Philae

Organización: Agencia Espacial Europea

Tipo de misión: Aterrizador

Fecha de lanzamiento: 2 de marzo de 2004

Lugar de lanzamiento: Kourou

Duración de la misión: misión finalizada 2014-2015

Página web: www.esa.int/rosetta

Masa: 100 kg

Energía: Energía solar fotovoltaica

Philae es el nombre del módulo de aterrizaje de la sonda espacial Rosetta, que el 12 de noviembre de 2014 se desprendió de la misma y descendió sobre el cometa 67P/Churiumov-Guerasimenko. Su descenso fue fallido ya que el sistema de gas a chorro que debía ser desplegado para evitar el rebote no funcionó, y tampoco se desplegaron los arpones de sus patas diseñados para un anclaje al cometa.¹​²​

Aunque abruptamente, es la primera nave que se posa sobre el núcleo de un cometa.

La masa total del módulo es de aproximadamente de 110 kg, de los cuales los instrumentos científicos en total tienen una masa de aproximadamente 27 kg.³​

El nombre de la sonda se debe a la isla Philae, donde se encontró un obelisco que sirvió, junto con la piedra Rosetta, para poder avanzar enormemente en el descifrado de los jeroglíficos egipcios. La isla Agilkia -que da nombre a la zona del cometa fijado para el aterrizaje de la sonda- es donde están una serie de templos antes situados en la isla Philae.⁴​

Objetivo

El objetivo de la sonda espacial Philae era aterrizar en la superficie de un cometa, fijarse en él y transmitir información sobre la composición del suelo. El sistema de cámaras a bordo de Philae, ÇIVA, mandó algunas imágenes antes de que los instrumentos fueran apagados por falta de energía; El sistema ROMAP tomó medidas de la magnetósfera marciana. La mayoría de los demás instrumentos necesitan contacto con la superficie para analizar y están ‘offline’ durante el vuelo. Se estimó inicialmente que el tiempo de la misión sería de cuatro a cinco meses.

Descenso

El 20 de enero de 2014 despertó del modo de hibernación en el que había permanecido 31 meses para prepararse para el tramo final de su viaje.⁵​ El 12 de noviembre de 2014, el módulo se desprendió de la sonda Rosetta para aterrizar en el punto seleccionado del cometa. Debido a que el módulo no posee propulsión propia ni sistemas de direccionamiento, la sonda Rosetta realizó una serie de complejos movimientos orbitales para finalmente ponerse en dirección de colisión con el cometa. En ese punto -estando a 22,5 km de la superficie- se desprendió Philae, y después Rosetta cambió su dirección para ponerse nuevamente en órbita.⁶​⁷​ Philae realizó un lento descenso que duró aproximadamente 7 horas.

Aterrizaje y actividad

Philae llegó a la superficie del cometa 67P/Churyumov-Gerasimenko, aproximadamente a las 17 horas (GMT) del 12 de noviembre de 2014 tras un descenso de siete horas.⁷​⁸​⁹​

Tras la maniobra de aterrizaje, los arpones de Philae no consiguieron anclarse a la superficie del cometa, lo cual provocó que saliese “rebotado” hasta situarse en otra zona (bautizada como Abydos) a algo más de un kilómetro de distancia de la zona inicial.

Este cambio en el lugar de aterrizaje, provocó que el módulo Philae no pudiese recargar sus baterías, al encontrarse en una zona con menor exposición a la luz solar, por lo que el módulo solo permaneció activo durante menos de dos días completos y para luego entrar en hibernación.

El 13 de junio de 2015, el módulo volvió a emitir señales; la Agencia Espacial Europea confirmó que se restableció el contacto al recibir la sonda Rosetta una señal durante 40 segundos, según informó el Centro Nacional de Estudios Espaciales de Francia. De esta manera el módulo recuperó su actividad tras un periodo de hibernación debido al agotamiento de sus baterías y su larga estancia en la sombra. Eso puede indicar que las baterías se reactivaron al exponerse al sol y que el aparato pudo resistir las condiciones climáticas y ambientales del cometa.¹⁰​¹¹​¹²​

Resultados científicos

En julio de 2015, científicos del Centro Aeroespacial Alemán (DLR), presentaron en la revista Science¹³​ los resultados de los estudios y hallazgos que confirman la presencia de compuestos orgánicos considerados precursores de la vida, que intervienen en la formación de aminoácidos esenciales o de bases nucleicas en la superficie del cometa. En uno de estos estudios han participado investigadores españoles del Centro de Astrobiología perteneciente al Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC), quienes explican que el Cometary Sampling and Composition (COSAC), uno de los principales instrumentos del módulo Philae, determinó la existencia de material orgánico en el cometa 67P.¹⁴​ Se encontraron, específicamente, 16 compuestos orgánicos, entre los que destacan acetamida, isocianato de metilo, propanal y acetona. Es la primera vez que se detectan estos compuestos en un cometa.²​

Galería

Representación del aterrizaje de Philae en el cometa. El aterrizaje real fue sobre una superficie mucho más escarpada.

Uno de los sistemas de anclaje sobre la superficie de Philae. En el aterrizaje real no funcionó.

Rosetta (sonda espacial)

Rosetta

Representación de la sonda espacial.

Información general

Organización: ESA

Estado: Finalizada

Fecha de lanzamiento: 2 de marzo de 2004¹​²​

Aplicación: Sonda de cometa

Masa: 3000 kg³​

Elementos orbitales

Tipo de órbita: Heliocéntrica²​

Rosetta fue una sonda espacial de la Agencia Espacial Europea (ESA) lanzada el 2 de marzo de 2004.¹​ La misión de la sonda fue la de orbitar alrededor del cometa 67P/Churiumov-Guerasimenko en 2014 y 2015, enviando un módulo de aterrizaje, Philae, a la superficie del cometa. Tanto el orbitador como el aterrizador disponían de numerosos instrumentos científicos para analizar minuciosamente el cometa y sus características, uno de los cuales contaba con una perforadora para tomar muestras internas. Los instrumentos científicos incluían diversos espectrómetros especializados en diferentes aspectos, que analizaban la superficie del cometa, la coma y los gases expulsados. Se hicieron recuentos y estadísticas de las formas, colores, velocidades etc, de las partículas expulsadas. También incluía la medición del núcleo por ondas de radio.

La necesidad de ahorro de combustible obligó a planificar una compleja trayectoria de vuelo que incluyó tres sobrevuelos a la Tierra y uno a Marte para obtener sendas asistencia gravitatorias en cuatro vueltas al Sol cerca de la órbita terrestre, lo que le permitió ir ganando velocidad en cada una de ellos y así poder alcanzar la alejada órbita del cometa de destino. Rosetta alcanzó unos 108.000Km/h para su viaje y los mantuvo entre noviembre de 2009 y agosto de 2014, colocándose muy por delante de las sondas Voyager 1, New Horizons y Voyager 2 en velocidad. Sin esta trayectoria y dichas asistencias gravitatorias, la cantidad de combustible necesario para alcanzar la órbita del cometa habría hecho impensable la misión.

Tras suspenderse por problemas técnicos en dos ocasiones,⁴​ la misión comenzó el 2 de marzo de 2004 a las 7:17 UTC cuando la sonda fue lanzada con un cohete Ariane 5 desde la base de lanzamiento de Kourou en la Guayana Francesa. El cohete Ariane ubicó exitosamente en una órbita elíptica (de 200 X 4000 km) la etapa superior y su carga. Cerca de dos horas después, a las 9:14 UTC, la etapa superior se encendió para alcanzar la velocidad de escape necesaria para vencer la atracción terrestre y entrar en una órbita heliocéntrica. 18 minutos después, la sonda Rosetta fue liberada.²​

Los cometas reflejan la forma en que era primitivamente nuestro sistema solar, y han sufrido muy pocas modificaciones desde hace más de 4000 millones de años.⁵​ Por eso estudiarlos es una tarea prioritaria para la ciencia. Hasta el proyecto de esta sonda, solamente se realizaron sobrevuelos a los cometas, y esta es la primera sonda que estudia detalladamente un cometa, tanto orbitando alrededor de él, como llegando a la superficie, lo que incluye la toma de muestras directamente⁵​ y hacer estudios de forma coordinada entre la sonda madre y su módulo. Después de comenzar a orbitar el cometa, se desprendió un módulo, llamado Philae, que se posó sobre su superficie.

El nombre de la sonda está inspirado en la piedra de Rosetta, y nombres egipcios en general, ya que, también, el nombre del módulo de aterrizaje, Philae, está inspirado en la antigua ciudad egipcia del mismo nombre (en la actualidad sumergida), donde existió un obelisco imprescindible y complementario en el descifrado del texto de la piedra Rosetta.⁵​¹​ Al igual que la Piedra de Rosetta sirvió para desvelar los misterios de la escritura jeroglífica egipcia, se espera que la sonda Rosetta desvele muchos misterios del sistema solar.¹​

El 12 de noviembre del 2014, el módulo de aterrizaje Philae se posó exitosamente sobre el cometa 67P;⁶​⁷​ pero dos días después debió pasar a estado de hibernación por disponer de escasa energía, en razón de la reducida cantidad de luz solar recibida en su posición de aterrizaje. El 13 de junio de 2015, la sonda Philae salió de hibernación luego de haber acumulado energía suficiente en sus baterías.⁸​

• El 30 de septiembre de 2016 a las 11:19 GMT, Rosseta llevó a cabo su última maniobra iniciando su trayecto para colisionar sobre el cometa desde una altitud de 19 km. El destino de Rosetta era un punto en el lóbulo inferior de 67P/Churyumov-Gerasimenko, cerca de una zona de fosas activas en la región de Ma’at. El descenso brindó a Rosetta la oportunidad de estudiar el entorno de gas, polvo y plasma más cercano a la superficie del cometa, así como de capturar imágenes de muy alta

Objetivos

El objetivo principal de la sonda es investigar la composición y características del cometa de destino, lo que puede dar información sobre la formación del sistema solar.¹⁰​ Existe una muy bien fundada suposición de que los cometas son los objetos menos modificados del sistema solar desde su formación hace 4600 millones de años.

Una hipótesis importante que puede ser confirmada es si el agua de la Tierra procede de los cometas que impactaron contra ella a partir de que se enfrió y la menor temperatura permitió retener el agua. Se cree que la mayor parte del agua de los océanos tiene esta procedencia, puesto que es difícil que esta agua sea un remanente de la formación original de la Tierra.¹⁰​

Otra pregunta crucial es si el agua de los cometas tiene materia orgánica y de qué clase.¹⁰​ La respuesta puede ayudar a entender el origen de la vida en la Tierra.

El cometa 67P/Churiumov-Guerasimenko

Artículo principal: 67P/Churiumov-Guerasimenko

El objetivo inicial de la Misión Rosetta era el cometa 46P/Wirtanen, pero debido al retraso del lanzamiento original en enero de 2003, 67P/Churiumov-Guerasimenko fue seleccionado como cometa de reemplazo.¹¹​

67P/Churiumov-Guerasimenko es un cometa periódico que se encuentra atrapado en las proximidades del Sol, después de haber sido impulsado por Júpiter.¹²​

El cometa fue detectado por el astrónomo Klim Churyumov, de la Universidad de Kiev, Ucrania, gracias a imágenes captadas por su colega Svetlana Gerasimenko, del Instituto de Astrofísica de Dushanbe, Tayikistán,¹³​ en una expedición a Alma Ata, usando telescopios de 50 cm¹⁴​

Después de la llegada de Rosetta al cometa en agosto de 2014, fue posible obtener datos muy precisos sobre el cometa. Este nivel de información no se posee de ningún otro cometa. Por ejemplo, se sabe su masa, densidad, forma, tamaño y datos orbitales.¹⁵​

Cronograma

Cronograma de actividades de la sonda:¹⁶​¹⁷​

• 2 de marzo de 2004, lanzamiento desde la Guayana Francesa.
• 4 de marzo de 2005, primera asistencia gravitacional de la Tierra (sobrevuelo a la Tierra).
• 25 de febrero de 2007, asistencia gravitacional de Marte (sobrevuelo a Marte, a 250 kilómetros de su superficie¹⁸​).
• 13 de noviembre de 2007, segunda asistencia gravitacional de la Tierra (sobrevuelo a la Tierra).
• 5 de septiembre de 2008, encuentro y fotografías del asteroide (2867) Šteins.
• 13 de noviembre de 2009, tercera asistencia gravitacional de la Tierra (sobrevuelo a la Tierra).
• 10 de julio de 2010, encuentro y fotografías del asteroide (21) Lutetia.
• 9 de junio de 2011, entra en hibernación completa.
• 20 de enero de 2014, sale de la hibernación para prepararse para el encuentro con el cometa.
• Mayo de 2014, mayor acercamiento al cometa y maniobra para preparar la puesta en órbita.
• Agosto de 2014, puesta en órbita alrededor del cometa y comienzo del cartografiado de su superficie.
• 12 de noviembre 2014, el módulo de aterrizaje Philae es lanzado desde Rosetta, para posarse sobre la superficie del cometa. Comienzan los estudios químicos y físicos del cometa.
• Agosto de 2015, mayor aproximación al Sol (perihelio de la órbita del cometa).
• Diciembre de 2015, final nominal de la misión.

Retraso en el lanzamiento

En el momento del planteamiento y diseño de la sonda, el objetivo era el estudio del cometa 46P/Wirtanen.¹⁹​

El lanzamiento estaba previsto para el 12 de enero de 2003, y después de las asistencias gravitacionales de la Tierra y Marte, maniobraría para llegar a la órbita del cometa el 29 de noviembre de 2011, para posteriormente, en agosto de 2012, hacer aterrizar al módulo Philae sobre el cometa y comenzar las mediciones y experimentos.¹⁹​

También estaba previsto originalmente el sobrevuelo a dos asteroides en el cinturón de asteroides: (4979) Otawara y (140) Siwa.²⁰​²¹​

Sin embargo, pocos días antes del lanzamiento, el 6 de enero de 2003 se anunció que se retrasaría dos días el lanzamiento de la sonda²²​ debido a la detección y estudio de una anomalía en el lanzamiento de Ariane 5 el 11 de diciembre de 2002.²³​

Posteriormente, la ESA anunció que no se lanzaría la sonda en enero, perdiendo la ventana de lanzamiento de enero para alcanzar al cometa 46P/Wirtanen, lo que obligó a buscar un nuevo objetivo para la sonda. Finalmente, en mayo de 2003, la ESA decidió que el nuevo objetivo sería el cometa 67P/Churiumov-Guerasimenko, y el lanzamiento sería postergado hasta marzo de 2004.¹¹​ El lanzamiento sería con otro cohete Ariane de mayor capacidad (10 toneladas),²⁴​ frente al cohete de 3 toneladas de la planificación original.²⁵​ Este cambio implicó también el aumento en el presupuesto de mil millones de dólares adicionales.²³​

Otro cambio importante debido a la modificación de la trayectoria de vuelo por el retraso, fue que se seleccionaron otros dos asteroides diferentes en el cinturón de asteroides para su sobrevuelo y estudio. Fueron (2867) Šteins y (21) Lutetia.²⁰​

Trayectoria de vuelo

Trayectoria de Rosetta.
1 – marzo de 2004: lanzamiento de Rosetta ✓
2 – marzo 2005: primera asistencia gravitacional de la Tierra ✓
3 – febrero 2007: asistencia gravitacional de Marte ✓
4 – noviembre 2007: segunda asistencia gravitacional de la Tierra ✓
5 – septiembre 2008: sobrevuelo del asteroide Steins ✓
6 – noviembre 2009: tercera y última asistencia gravitacional de la Tierra ✓
7 – julio 2010: cita con el asteroide 21 Lutecia ✓
8 – julio 2011: puesta en hibernación de la sonda ✓
9 – enero 2014: reactivación de la sonda ✓
10 – agosto 2014: puesta en órbita alrededor del cometa ✓
11 – 12 de noviembre 2014: aterrizaje de Philae en la superficie del cometa ✓
12 – diciembre 2015: fin previsto de la misión ✓

La nave pasó tres veces cerca de la Tierra y una vez cerca de Marte para lograr, diez años después, el encuentro con el cometa. En la última etapa, cuando la sonda alcanzó la órbita de Júpiter, la sonda hibernó durante 31 meses, el periodo en que más lejos del Sol se encontraría en toda su trayectoria.²⁶​

El primer encuentro de Rosetta con un planeta, después de su lanzamiento, tuvo lugar el 4 de marzo de 2005, cuando se acercó a la Tierra, que le proporcionó el impulso gravitacional necesario para que la sonda tomara una trayectoria que la llevara a alcanzar Marte dos años más tarde.¹⁶​ El vuelo de reconocimiento la acercó a unos 250 km de la superficie de Marte, desde donde realizó observaciones científicas.¹⁸​ Después del sobrevuelo a Marte, Rosetta se dirigió a su segundo encuentro con la Tierra el 13 de noviembre del mismo año.¹⁶​ Los tres encuentros planetarios proporcionaron el impulso orbital necesario para que Rosetta pudiese adentrarse en el cinturón de asteroides, donde tuvo un acercamiento al asteroide Šteins, a unos 800 km, del que obtuvo muchas fotografías.³​

La sonda estuvo expuesta a un factor de variación de luz solar de 40. Como Rosetta viaja más allá de la órbita de Marte, depende de paneles solares especialmente diseñados por la ESA para poder captar la baja cantidad de energía proveniente del Sol a esas distancias.

El tercer y último encuentro con la Tierra en noviembre de 2009 envió a Rosetta hacia la órbita de 67P/Churiumov-Guerasimenko.

A mediados de 2011, cuando estuvo ubicada a unos 800 millones de kilómetros del Sol, la sonda encendió su motor principal para ubicarse en una trayectoria de intersección con la órbita del cometa. El 20 de enero de 2014, Rosetta fue activada y se preparó para una fase de acercamiento que duraría seis meses.

Sobrevuelos de asteroides

Debido a la trayectoria de vuelo, en la que requirió más de una asistencia gravitacional de la Tierra y Marte, la sonda pasó dos veces por el cinturón de asteroides, teniendo dos encuentros relativamente cercanos con dos asteroides, de los cuales obtuvo muchas fotografías.

Sobrevuelo de Šteins

El 5 de septiembre de 2008, Rosetta sobrevoló el asteroide (2867) Šteins, un asteroide irregular de tipo E, de unos 4,6 km de diámetro, a una distancia mínima de unos 800 km. El encuentro tuvo lugar a 360 millones de kilómetros de la Tierra y a una velocidad relativa de 8,62 km/s.³​

Sobrevuelo de Lutetia

El 10 de julio de 2010, Rosetta sobrevoló un segundo asteroide, (21) Lutetia. La máxima aproximación fue de 3162 km, y a una velocidad relativa de 15 km/s. La sonda tomó numerosas fotografías en el lapso de un minuto que duró el sobrevuelo. Adicionalmente, hizo estudios durante el sobrevuelo sobre una posible atmósfera muy tenue, posible campo magnético y posibles fragmentos de polvo flotando cerca de la sonda.²⁷​ Para ello utilizó diversos instrumentos de la sonda, incluyendo algunos del módulo de aterrizaje Philae.²⁷​

Observación de los restos de una colisión de asteroides

El 10 de marzo de 2010, poco después de la cuarta y última asistencia gravitacional (que fue con la Tierra), se dirigió la cámara OSIRIS hacia los restos de una colisión entre asteroides.²⁸​²⁹​

Inicialmente, al observar desde la Tierra esos restos, se pensó que se trataba de un cometa que se designó con el nombre P/2010 A2, y se lo definió como un cometa periódico. Sin embargo, al observar mejor el supuesto cometa, se notaron anormalidades, algo así como un cometa sin núcleo. Entonces se dispuso que el Telescopio espacial Hubble tomara imágenes del cometa. Además, la sonda Rosetta se encontraba casualmente cerca del objetivo, por lo que también se dispuso que la cámara OSIRIS de la sonda tomara fotografías. Con las fotografías obtenidas por las dos partes, se determinó que el supuesto cometa era en realidad los restos de una colisión entre asteroides, que ocurrió aproximadamente el 10 de febrero de 2009. La colisión resultó, después de un año de ocurrida, por la gravedad del Sol y la presión del viento solar, en una gran área dispersa en el espacio de gas, polvo y fragmentos, lo que hacía que se viera como la coma de un cometa.²⁸​²⁹​

Etapa “Despierta Rosetta” y campaña popular

Luego de 31 meses de hibernación completa de la sonda Rosetta, tiempo en el que su trayectoria fue de acercamiento al cometa, la sonda salió de su hibernación el 20 de enero de 2014 para comenzar la toma de las fotografías a distancia del cometa y hacer las correcciones orbitales necesarias.

Para el evento, el 10 de diciembre de 2013 la ESA lanzó una campaña propagandística con el título “Despierta Rosetta”. A tono informal (y jocoso), la ESA indica que es muy difícil despertar sin café, y muy lejos del Sol, por lo que solicitó ayuda a la ciudadanía para que mucha gente gritara “despierta Rosetta” el día 20 de enero, y que Rosetta pudiera despertarse. La campaña se basó en un concurso de vídeos en los que se debía incluir las palabras “Despierta Rosetta”. Los vídeos ganadores se recompensaron con premios, entre los que se incluye la asistencia a la celebración oficial cuando Philae (el aterrizador) descendió sobre el cometa. Además, el vídeo ganador fue transmitido a la sonda el día 20 de enero, por medio de las antenas de la ESA.³⁰​³¹​

Hibernación y reactivación en enero de 2014

La sonda estaba programada para entrar en hibernación durante muchos meses, mientras se acercaba al afelio de la órbita del cometa y lentamente le daba alcance, justamente cuando se encontraba a la mayor distancia del Sol en toda su trayectoria.³²​

El 8 de junio de 2011 se terminaron de apagar todos los instrumentos (antes ya se habían apagado algunos) y la sonda entró en hibernación completa durante 957 días (cerca de dos años y medio). Durante el periodo de hibernación, la sonda se puso en movimiento de rotación para evitar que se calentara más un lado que otro.³²​

El 20 de enero de 2014, a las 10 de la mañana (hora UTC) -obedeciendo a la programación preestablecida-, se reactivó y encendió sus sistemas, encendió su propulsor para eliminar el movimiento de rotación, calentó los instrumentos y sensores, y orientó su antena hacia la Tierra para enviar su señal de confirmación de despertado. Este proceso tardó varias horas, y a las 18:18 UTC la sonda envió su señal de confirmación, lo que causó alegría entre los técnicos y cientos de seguidores del proyecto.³²​

Luego de la comprobación de todos los sistemas, los técnicos concluyeron que todo estaba según lo esperado: la temperatura, energía almacenada, generación de energía por los paneles solares y otros datos generales están dentro de los parámetros normales y esperados, por lo que en general la sonda seguirá su misión con normalidad.³³​

Como dato anecdótico queda el hecho de que el puesto de control de la ESA no fue el único en captar la señal del despertar de Rosetta. Lo hizo también un radioaficionado con sus propios medios.³⁴​

Despertar de Philae

Dos meses después del despertar de la sonda, el módulo Philae fue despertado el día 28 de marzo de 2014. Como era de esperar, después de una hora y cuarenta minutos que tarda la señal en llegar desde la sonda, apareció el mensaje de Philae indicando que todo estaba en orden.³⁵​

Críticas a la ESA por la escasa información publicada

Cuando la sonda se iba acercando al cometa, entre julio y agosto de 2014, muchas instituciones y redes sociales esperaban fotografías e información de cada vez mayor calidad. Sin embargo la ESA, siguiendo una política interna, no publica la información ni las fotografías, sólo indicando que lo harán cuando terminen de analizar todo (es decir, luego de muchos meses o años), y si es que lo ven conveniente.³⁶​

Esto produjo muchas críticas en diversos medios, aludiendo principalmente a que la ESA es una institución pública que funciona con fondos públicos, y que esa política de falta de información aleja a los aficionados en lugar de crear mayor expectación, algo tan necesario en el momento actual, en que a nivel mundial se le da baja prioridad a la investigación espacial.³⁷​³⁸​

Cartografiado del cometa

Vista cercana del relieve atormentado y de los chorros de gas y polvo expulsados por el núcleo del cometa, montaje realizado a partir de la NAVCAM a bordo de Rosetta.

El 6 de agosto de 2014, la sonda arribó a las inmediaciones del cometa, acercándose hasta 100 km, lo que permitió comenzar con una órbita forzada (sobre la base de impulsos de cohete de la propia nave). La órbita que describió fue una especie de triángulo alrededor del cometa, durante muchos días hasta estabilizar la órbita al acercarse más.³⁹​⁴⁰​ Ya a esa distancia se pudo empezar a conocer mucho mejor el cometa y la cartografía empezó a ser desarrollada.

Vista del cometa 67P/Churiumov-Guerasimenko tomada por Rosetta el 11 de agosto de 2014 a una distancia de unos 102 km del cometa.

Imágenes del cometa 67P/Churiumov-Guerasimenko tomadas por Rosetta a una distancia de 7,8 km de la superficie del cometa. El lóbulo superior (el más grande de este cometa semejante a un patito de goma), ocupa las imágenes superiores, mientras que el cuello es lo que aparece en las inferiores. El lóbulo pequeño queda fuera de la vista hacia la derecha. Montaje de cuatro imágenes.

Fecha	Distancia	Información
6 de agosto de 2014	100 km	Llegada de la sonda a las inmediaciones del cometa
10 de agosto de 2014		Segundo acercamiento a 100 km
13 de agosto de 2014		Tercer acercamiento a 100 km
20 de agosto de 2014	80 km
24 de agosto de 2014	50 km	Primer acercamiento a 50 km
27 de agosto de 2014		Segundo acercamiento a 50 km
31 de agosto de 2014		Tercer acercamiento a 50 km
3 de septiembre de 2014		Inicio del cartografiado global
10 de septiembre de 2014	30 km
24 de septiembre de 2014		Primera incursión en la parte oscura
29 de septiembre de 2014	20 km
10 de octubre de 2014	10 km
12 de noviembre de 2014		Philae aterriza en el cometa
Fuente: ESA39​

Descenso sobre el cometa

Emplazamiento

En agosto de 2014¹⁶​ Rosetta empezó a acompañar al núcleo del cometa para producir un detallado mapa que permitió seleccionar un sitio de aterrizaje para el módulo de aterrizaje Philae.⁴¹​ Después de muchos estudios y consideraciones de los científicos encargados, se seleccionó el lugar de aterrizaje, ubicado en el extremo exterior del lóbulo menor del cometa.⁴²​ Inicialmente se llamó “J” al sitio (debido a que había muchas alternativas de identificación, cada una con una letra) y se confirmó esta elección el 15 de octubre. No obstante, decidió hacerse un concurso público para buscar un nombre más adecuado.

El 5 de noviembre, el director del proyecto, Fred Jansen, declaraba que el nombre del emplazamiento cambiaba por “Agilkia”, por la analogía con otro ambicioso esfuerzo técnico de traslado de un templo egipcio desde la isla Philae a la isla egipcia homónima (para salvarlo de la inundación de la presa de Asuán en su creación). Como premio del concurso, el comité invitó al autor de esta propuesta, el francés Alexandre Brouste, a seguir en directo la misión desde el mismo Centro Europeo de Operaciones Espaciales (ESOC) en Darmstadt (Alemania).⁴³​

Desacoplamiento y aterrizaje

El 12 de noviembre de 2014 a las 8:35 UTC, Rosetta liberó a Philae y descendió a 22,5 km desde el centro del cometa, con un aterrizaje programado para siete horas más tarde en Agilkia.⁴³​

La aceleración de la gravedad en la superficie del cometa se ha estimado para la simulación a 10^-3 m/s², es decir, una diezmilésima parte de la de la Tierra.⁴⁴​ Debido al tenue campo gravitatorio del cometa, Philae, que tiene una masa de 110 kg,⁴⁵​ tuvo una levísima atracción, hasta que finalmente llegó a posarse en la superficie del cometa. Sin embargo, no es despreciable la pequeña fuerza del impacto, por lo que sin duda fue el momento más crítico de la misión.⁴⁶​ Gerhard Schwehm (científico del proyecto Rosetta⁴⁷​) en tono de broma indicó:⁴⁶​

Será como darte un coscorrón contra un muro mientras andas despacito, es decir, nada de lo que no podamos recuperarnos.

Para fijarse a la superficie y evitar rebotar en el aterrizaje, la sonda debía lanzar dos arpones que pretendían anclarla a la superficie.⁴¹​ Sin embargo, los arpones no funcionaron y la sonda rebotó en el cometa. Teniendo en cuenta el tiempo de viaje de la señal de Rosetta hasta la Tierra, hasta las 16:00 UTC no hubo confirmación del aterrizaje.⁴³​ Rosetta continuó sus observaciones del núcleo del cometa hasta diciembre de 2015 y tuvo un lugar privilegiado de observación cuando el cometa entró en un período de actividad al aproximarse al Sol en su perihelio en octubre de 2015.

Resultados científicos

Muchos fueron los resultados científicos que arrojó la sonda, incluyendo algunos que desmoronaron teorías anteriormente completamente aceptadas.

Destaca el resultado que arrojó el instrumento Rosina, analizando el agua de la coma del cometa. La teoría generalmente aceptada hasta antes de estas mediciones era que el agua de la tierra proviene de los cometas, cuando cayeron sobre la tierra aportando el agua que contenían. Esta teoría fue desmentida al comprobarse que la composición de isótopos y otros elementos del agua del cometa es completamente diferente a la composición de los océanos de la tierra. Frente a estos resultados, y en forma preliminar, surgió la teoría de que el agua de los océanos fue aportado por los asteroides, al no haber sido por los cometas.⁴⁸​

Otro importante resultado fue conseguido al medir el magnetismo del cometa con el uso conjunto de un instrumento en Rosetta y otro en Philae. Mientras Philae descendía sobre el cometa, e incluso luego de los rebotes, el ascenso y el nuevo descenso, se midió el magnetismo tanto en Philae como en Rosetta.

Los resultados llevan a la conclusión de que el cometa carece de campo magnético.

En la sonda principal (Rosetta) la medición fue hecha por el sensor MAG del instrumento RPC, y en Philae por el instrumento ROMAP.

Si es que el cometa tuviese campo magnético, las mediciones de Philae al acercarse al cometa, tendrían que haber ido en aumento, y exactamente lo contrario al alejarse. Sin embargo, en todo momento, tanto Philae como Rosetta arrojaron el mismo magnetismo, lo que indica que se trata de un magnetismo general de la zona y no propio del cometa, seguramente causado por el viento solar.

Anteriormente estaba aceptada la hipótesis de que el campo magnético de pequeños objetos, al momento de la formación del sistema solar hace más de 4000 millones de años, jugaron un papel importante en los acontecimientos hasta llegar a la forma actual. Sin embargo, con este descubrimiento puede descartarse esa hipótesis.⁴⁹​

Por supuesto, si el cometa 67P/Churiumov-Guerasimenko es un cometa atípico, todos estos descubrimientos no pueden ser extrapolados a todo el sistema solar.

El 27 de mayo de 2016 se informó que Rosetta había encontrado en el cometa ingredientes considerados cruciales para el origen de la vida en la Tierra en concreto el aminoácido glicina, común en las proteínas, y el fósforo, un componente esencial del ADN y de las membranas celulares. ⁵⁰​ La glicina es el aminoácido más simple y pequeño y el único no quiral.

Características técnicas de la sonda

Estructura de la sonda Rosetta con la ubicación de sus instrumentos científicos

La masa total de la sonda (al momento del lanzamiento) es de aproximadamente 3000 kilogramos, de los cuales 1670 kilogramos es el propelente de cohetes; es decir, algo más de la mitad. El aterrizador Philae tiene una masa de 100 kilogramos y todos los instrumentos científicos del orbitador 165 kilogramos.⁵¹​

El sistema de propulsión es la parte vital de la sonda. En el centro de la sonda se encuentran dos tanques largos de propelente. El superior contiene el combustible y el inferior el oxidante.⁵¹​ Como sistema de propulsión fue seleccionado un estándar de 10 Newtons de fuerza, que utiliza monometilhidracina como combustible y tetróxido de dinitrógeno como oxidante.⁵²​ Tanto la recámara de combustión como las toberas están fabricadas con una aleación de platino sin recubrimiento, y preparada para resistir temperaturas de 1500 °C, que es la temperatura óptima de trabajo, y preparada también para soportar la presión (en la recámara), que será de entre 900 y 2300 kPa.⁵²​

Instrumentos científicos del orbitador

Los gases arrojados por 67P/Churiumov-Guerasimenko serán analizados por los instrumentos científicos a bordo de Rosetta, permitiéndole examinar su composición química exacta y de esta manera determinar las condiciones existentes hace 4500 millones de años, cuando se formó el Sistema Solar.

Los instrumentos científicos están agrupados en la parte superior de la sonda, mientras que los instrumentos de soporte se encuentran en la parte inferior.⁵¹​

Los instrumentos científicos a bordo del orbitador son los siguientes:

• ALICE analizará los gases de la coma y la cola, y medirá la cantidad de agua, monóxido de carbono y dióxido de carbono. (Investigador principal: Alan Stern, Southwest Research Institute, Estados Unidos).⁵³​
• CONCERT analizará la estructura interior del núcleo del cometa por medio del examen de la reflexión y difracción de ondas de radio que lo atravesarán. Parte de este instrumento se aloja también en el aterrizador Philae. (Investigador principal: Wlodek Kofman, Instituto de Paleontología y Astrofísica de Grenoble, Francia).⁵⁴​
• COSIMA analizará el polvo expulsado por el cometa, determinando si son compuestos orgánicos o inorgánicos, con un espectrómetro de masa. (Investigador principal: Martin Hilchenbach, Sociedad Max Planck, Alemania).⁵⁵​
• GIADA medirá el momento, las velocidades y masas de los granos de polvo provenientes tanto del núcleo como de otras partes del espacio. (Investigadora principal: Alessandra Rotundi, Universidad Parthenope, Italia).⁵⁶​
• MIDAS examinará los granos de polvo determinando la cantidad, tamaño, volumen y forma, con la ayuda de un microscopio de fuerza atómica. (Investigadores principales: Mark Bentley, instituto Weltraumforschung, Austria, Willi W. Riedler, Academia austriaca de ciencias, Austria).⁵⁷​⁵⁸​
• MIRO analizará el vapor a través de las marcas de microondas. Determinará la cantidad de los principales gases, la tasa de desgasificación del núcleo y la temperatura por debajo de la superficie. (Investigador principal: Samuel Gulkis, JPL, Estados Unidos).⁵⁹​
• OSIRIS permitirá cartografiar la superficie del cometa en gran detalle a través de cámaras de alta resolución. (Investigador principal: Holger Sierks, Sociedad Max Planck, Alemania).⁶⁰​
• ROSINA Por medio de dos espectrómetros se determinará la composición de la atmósfera e ionósfera del cometa, y la velocidad de las partículas cargadas. (Investigador principal: Kathrin Altwegg, Universidad de Berna, Suiza).⁶¹​⁶²​
• RPC analizará las propiedades físicas del núcleo y la estructura de la coma por medio de cinco sensores. También analizará la interacción con el viento solar. (Investigadores principales: Hans Nilsson, Instituto suizo de física del espacio, Suiza; James Burch, Instituto de Investigación del Suroeste, Estados Unidos; Anders Eriksson, Instituto suizo de física del espacio, Suiza; Karl-Heinz Glassmeier, Universidad Técnica de Brunswick, Alemania; Jean-Pierre Lebreton, Laboratorio de física y química del espacio, Francia; Christopher Carr, Escuela Imperial de Londres, Reino Unido).⁶³​
• RSI, usando las frecuencias de radio normales de transmisión de la sonda, medirá la masa y la gravedad del núcleo del cometa, y también deducirá la densidad y estructura interna del núcleo. (Investigador principal: Martin Pätzold, Universidad de Colonia, Alemania).⁶⁴​
• VIRTIS, por medio de un espectrómetro, anotará la temperatura de toda la superficie del cometa. También estudiará las características y las condiciones físicas de la coma. También se usarán estos datos para determinar el lugar del aterrizaje de Philae. (Investigador principal: Fabrizio Capaccioni, Instituto de astrofísica y planetología espacial, Italia).⁶⁵​

Philae, el módulo de aterrizaje

Maqueta del módulo Philae

Se verificó el mejor sitio para que el aterrizaje del módulo Philae mientras la sonda orbitaba; se desprendió y se posó en la superficie del cometa para quedar anclado en el mismo y empezar los experimentos y estudios científicos.

Philae fue diseñado por la ESA, en colaboración internacional liderada por Alemania, Francia e Italia.

La masa total del aterrizador es aproximadamente de 110 kg, de los cuales los instrumentos científicos en total tienen una masa de aproximadamente 27 kg.⁴⁵​

Gracias a las imágenes de alta resolución del orbitador, los operadores de la misión fueron capaces de enviar el módulo de aterrizaje a posarse en el núcleo del cometa. Este procedimiento se realizó a una velocidad de 5 km/h, permitiendo al módulo anclarse sobre el núcleo. Después, varios instrumentos miniaturizados examinaron la superficie. El módulo también lleva una pequeña estación de radio para el experimento CONSERT con el orbitador.

Instrumentos científicos del módulo de aterrizaje

• APXS Espectrómetro de rayos X y Rayos alfa que permitirá obtener información de la composición elemental de la superficie del cometa. (Investigador principal: Göstar Klingelhöfer, Universidad de Maguncia, Alemania).⁸³​
• ÇIVA Seis cámaras que aportarán imágenes panorámicas de las superficie.(Investigador principal: Jean-Pierre Bibring, Instituto de Astrofísica espacial, Francia).⁸⁴​
• CONCERT analizará la estructura interior del núcleo del cometa por medio del examen de la reflexión y difracción de ondas de radio que lo atravesarán. Parte de este instrumento se aloja también en el orbitador. (Investigador principal: Wlodek Kofman, Instituto de Paleontología y Astrofísica de Grenoble, Francia).⁵⁴​
• COSAC, al igual que PTOLEMY, es un analizador de gas. Detectará e identificará moléculas orgánicas complejas, además de analizar su composición molecular. (Investigador principal: Fred Goesmann, Instituto Max Planck para la investigación del Sistema Solar, Alemania).⁸⁵​
• PTOLEMY, al igual que COSAC, es un analizador de gas. Medirá con precisión la cantidad de isótopos presentes de las partículas ligeras. (Investigador principal: Ian Wright, Universidad Abierta del Reino Unido).⁸⁶​
• MUPUS Se trata de múltiples sensores en los arpones de sujeción de Philae, que medirán la densidad y las propiedades térmicas y mecánicas de la superficie del cometa. Adicionalmente consta de un martillo eléctrico para clavar los arpones a pequeños golpes.⁸⁷​ (Investigador principal: Tilman Spohn, Centro Aeroespacial Alemán).⁸⁸​⁸⁷​
• ROLIS Cámara de alta resolución, que obtendrá imágenes del descenso al cometa y -una vez en la superficie- obtendrá panorámicas estereoscópicas. (Investigador principal: Stefano Mottola, Centro Aeroespacial Alemán).⁸⁹​
• ROMAP Magnetómetro y monitoreo de plasma para estudiar el magnetismo local y el generado por la interacción con el viento solar. (Investigador principal: Hans-Ulrich Auster, Universidad Técnica de Braunschweig, Alemania; István Apáthy, Hungría).⁹⁰​
• SD2 Es un taladro que perforará la superficie del cometa hasta 20 centímetros. Colectará el material que se vaya extrayendo y lo enviará a los instrumentos COSAC, ÇIVA y PTOLEMY para su análisis. (Investigadora principal: Amalia Ercoli-Finzi, Politécnico de Milán, Italia).⁹¹​⁹²​
• SESAME Consta de tres instrumentos diferenciados que medirán las capas superiores del cometa: 1.- La forma en que se transmite el sonido (CASSE). 2.- las características eléctricas (PP). 3.- La caída de polvo (DIM). (Investigadores principales: CASSE: Klaus Seidensticker, Centro Aeroespacial Alemán. PP: Walter Schmidt, Instituto Meteorológico Finlandés. DIM: Harald Krueger, Instituto Max Planck para la investigación del Sistema Solar).⁹³​