ROSETTA

Atterrare su una cometa per studiare l'origine del sistema solare

Linea Tematica: Corpi minori del Sistema Solare
Responsabilità Missione: ESA
Data Lancio: 02 Marzo 2004
Fine Missione: Settembre 2016
Siti Web:

 

Rosetta
VIRTIS
CISAS 
SD2
Giada

 


Lanciata il 2 marzo 2004, Rosetta è la missione Cornerstone del programma ESA Horizon 2000 per l’esplorazione dei corpi minori del Sistema Solare. Il suo obiettivo è studiare l'origine delle comete e le relazioni tra la loro composizione e la materia interstellare, quali elementi fondamentali per comprendere l'origine del sistema solare. Per questo ha come obiettivo effettuare una serie di indagini dettagliate sulle caratteristiche della cometa 67P/Churyumov-Gerasimenko, che scorterà nel suo transito vicino al Sole dopo essere entrata nella sua orbita e aver rilasciato un lander sulla sua superficie.

 

Dopo il lancio, Rosetta ha effettuato tre flyby della Terra (2005, 2007, 2009) e uno di Marte (2007). Ma ha anche messo a segno due sorvoli ravvicinati di asteroidi: Steins nel 2008 e Lutetia nel 2010. Subito dopo la sonda è entrata in stato di ibernazione: per la parte del viaggio più lontana dal Sole, infatti, i suoi pannelli non potevano garantire sufficiente energia agli strumenti e apparati di bordo. Il profondo letargo di Rosetta è durato 31 mesi; si è poi svegliata automaticamente, comandata da un suo orologio interno e senza segnali provenienti dalla Terra, il 20 gennaio 2014. Dopo il risveglio, Rosetta ha continuato l’avventura con un’altra tappa fondamentale: il rendez-vous del 6 agosto 2014 con la cometa 67P/Churyumov-Gerasimenko, che scorterà nel suo avvicinamento al Sole. Il termine nominale della missione era inizialmente programmato per dicembre 2015, ma lo Science Programme Commitee (SPC) dell’ESA ha approvato il prolungamento fino a settembre 2016 fino a quando, cioè, gli strumenti della sonda non potranno più essere sufficientemente alimentati dall’energia del Sole.

 

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La missione è composta da un orbiter, dove sono situati i sensori per gli esperimenti di remote sensing, e dal lander Philae, che è stato rilasciato sulla superficie della cometa il 12 novembre 2014 toccando il suolo per la prima volta alle 16 e 46 (ora italiana). Dopo aver completato la prima sequenza degli esperimenti scientifici a bordo e aver trasmesso tutti i dati raccolti al centro di controllo missione a terra, Philae ha esaurito le batterie entrando in modalità stand-by nella notte del 15 novembre.

Philae è uscito dallo stato di ibernazione  dopo sette mesi di silenzio e ripetuti tentativi di comunicare da parte dell’Orbiter Rosetta.  Il contatto è durato 85 secondi ed è avvenuto alle 22:28 di sabato 13 giugno 2015. Meno di 25 ore dopo, alle 23:22 (ora italiana) del 13 giugno , c'è stato un secondo contatto, più lungo del primo. Philae ha comunicato con Rosetta per circa 4 minuti. Benché in questo caso il collegamento sia stato meno stabile, e siano stati trasmessi pochi pacchetti di dati, risulta confermato che il lander gode di ottima salute. Il progressivo avvicinamento della cometa al Sole potrebbe far riprendere il suo funzionamento nel corso del 2015 e rendere possibile il completamento dei suoi compiti: effettuare una serie di misure delle caratteristiche fisiche della superficie, per studiare la struttura interna del nucleo della cometa.




Obiettivi Scientifici

Il principale obiettivo scientifico della missione è la comprensione dell’origine delle comete e delle relazioni tra la loro composizione e la materia interstellare quali elementi fondamentali per potere risalire alle origini del Sistema Solare. La ricerca di materiali inalterati si ottiene tramite l’esplorazione cometaria poiché le zone esterne del Sistema Solare contengono materiale ricco di sostanze volatili, che non è stato processato nelle zone interne caratterizzate da alte temperature. L’esplorazione della cometa consiste nella caratterizzazione del suo nucleo e della chioma, la determinazione delle loro proprietà dinamiche, lo studio della morfologia e della composizione. In particolare, lo studio della mineralogia e dei rapporti isotopici degli elementi volatili e refrattari del nucleo fornirà informazioni preziose sulla composizione della nebulosa che, nei modelli correnti, si pensa sia stata all’origine del Sistema Solare. Per raggiungere questi obiettivi la navicella orbiterà a lungo attorno alla cometa, seguendola nel suo viaggio di avvicinamento e poi di allontanamento dal Sole, mentre il lander Philae, atterrato sulla cometa, ha il compito di effettuare misure in-situ e di campionare del materiale alla superficie del nucleo per una analisi chimico-mineralogica dettagliata.




Contributo Italiano

La partecipazione italiana alla missione Rosetta consiste di tre strumenti scientifici dell’orbiter: VIRTIS (Visual InfraRed and Thermal Imaging Spectrometer) il cui PI è Fabrizio Capaccioni dell’IAPS (INAF Roma); GIADA (Grain Impact Analyser and Dust Accumulator) il cui PI è Alessandra Rotundi dell’Università "Parthenope" di Napoli; infine la WAC (Wide Angle Camera) di OSIRIS, del professor Cesare Barbieri dell’Università di Padova (PI dell'intero strumento è invece Holger Sierks, MP Institute fur Sonnensystem).

A bordo del lander, sono italiani anche; il sistema di acquisizione e distribuzione dei campioni (SD2), realizzato da Galileo Avionica ed il cui PI è la prof.ssa Amalia Ercoli Finzi del Politecnico di Milano; il sottosistema dei pannelli solari (Politecnico di Milano). L’Italia ha anche fornito manpower al Lander Project Team.


VIRTIS (Visible and Infrared Thermal Imaging Spectrometer): combina 2 canali di osservazione in un unico strumento, uno utilizzato nella ricostruzione della mappa spettrale del nucleo, l’altro dedicato alla spettroscopia ad alta risoluzione. L'obbiettivo è risalire alla natura delle parti solide che compongono il nucleo della cometa e tracciare le sue caratteristiche termiche. I dati ottenuti, combinati con quelli acquisiti da altri strumenti, sono stati utilizzati per selezionare la zona sulla quale far posare il lander. 


GIADA (Grain Impact Analyser and Dust Accumulator) è uno strumento in grado di analizzare le polveri e piccoli grani di materiale presente nella chioma della cometa misurandone le proprietà fisiche e dinamiche, tra le quali la dimensione, il rapporto tra materiale granuloso e quello gassoso, la velocità delle particelle.

OSIRIS/WAC (Optical, Spectroscopic, and Infrared Remote Imaging System): OSIRIS è lo strumento principale della missione Rosetta per la raccolta delle immagini della cometa. È composto da due canali: NAC (Narrow Angle Camera), ottimizzato per ottenere mappe ad alta risoluzione del nucleo della cometa, fino a 2cm per pixel, con una capacità di messa a fuoco da 2 km a infinito e da 1 a 2 km; WAC (Wide Angle Camera), ottimizzato per ottenere una mappa panoramica ad alta risoluzione del materiale gassoso e delle polveri nei dintorni del nucleo della cometa. Il canale WAC di OSIRIS è di responsabilità italiana ed è progettato per lo studio accurato delle emissioni gassose della cometa sia nel visibile che nella banda UV. Le immagini acquisite da questo canale, sono state utilizzate per selezionare la zona in cui è atterrato il lander.

A bordo di Philae sono presenti i seguenti sistemi italiani: 

SD2 – Sample Drill&Distribution: SD2 rappresenta un elemento di elevata miniaturizzazione, condensando in appena 4Kg tecnologie ad altissime prestazioni. SD2 è in grado di resistere a condizioni ambientali proibitive, per penetrare il nucleo della cometa sino a 20 cm di profondità. Un meccanismo sofisticato consente di distribuire i campioni prelevati (diametro di circa 2,5mm) in appositi contenitori in modo da rendere possibile lo studio delle proprietà mediante alcuni degli strumenti a bordo del lander. Il funzionamento del sistema SD2 è regolato da un software sofisticato, installato nel computer di bordo del lander. 

Un altro elemento "made in Italy" è il Solar Array costituito da celle solari ad alta efficienza in grado di garantire la potenza elettrica necessaria anche a distanze dal Sole superiori a 2 AU.



Accordi Internazionali

Per quanto concerne il lander Philae, è stato costituito un Consorzio Internazionale di cui l’ASI fa parte; oltre alla realizzazione di SD2 e dei Solar Array (SA), l’ASI ha cogestito il progetto attraverso un Project Manager Deputy, ha partecipato allo Steering Committee e fornisce supporto per le attività sul lander a livello di sistema e di sottosistemi.