Se espera que la nave acompañe al cometa hasta finales de 2015 y que el módulo se plante en la superficie del cometa y la estudie por alrededor de cinco meses, mientras dure el combustible que contrarrestará las temperaturas gélidas para que funcionen bien los sistemas electrónicos.
Ciudad de México.- La nave Rosetta fue lanzada en 2004 con un cohete Arianne desde Kourou, Guayana Francesa. La misión es esencialmente europea, pero tiene una contribución menor, aunque importante, de la NASA. Su nombre proviene de la famosa Piedra de Rosetta, que fue fundamental para descifrar la antigua escritura jeroglífica egipcia en el siglo XIX.
De la Rosetta moderna se espera que ayude a descifrar algunas de las incógnitas que guardan los cometas. Es una misión ambiciosa, pues tratará de lograr algo que nunca se ha intentado: colocar un módulo en la superficie de un cometa.
El objetivo de Rosetta es el cometa 67P/Churyumov-Gerasimenko (67P), descubierto en 1969 por dos investigadores de la Universidad de Kiev, Ucrania. El 67P se mueve alrededor del Sol, entre la Tierra y Júpiter, con un periodo relativamente corto de seis años y medio, y pertenece a los llamados cometas jovianos. Tiene un diámetro de unos cuatro kilómetros y una forma parecida a la de un carambolo, o fruta estrella, como muestran las observaciones del Telescopio Espacial Hubble.
El objetivo original de la nave Rosetta era 46P/Wirtanen, otro cometa de la familia joviana con características orbitales similares. El cambio se debió a una falla de última hora en el cohete Arianne, que obligó a retrasar el lanzamiento dos años.
Actualmente, la nave va en su quinta órbita alrededor del Sol. En sus primeras cuatro pasó tres veces cerca de la Tierra y una cerca de Marte. Con cada acercamiento, la gravedad de estos planetas le impartió impulso para ir haciendo más elípticas las órbitas posteriores y así coincidir con la del cometa 67P. Cuando Rosetta lo alcance, se pondrá en órbita a su alrededor y más tarde liberará el módulo Philae para que éste se pose en la superficie.
Cazando cometas
Han habido varias misiones de exploración de cometas. En 1986 la nave Giotto pasó a unos 600 kilómetros del cometa Halley. En 2001 la Deep Space 1 pasó cerca del cometa Borrelly (o 19P). La nave Deep Impact visitó el cometa 9P/ Temple 1 en 2005 y lanzó un proyectil de media tonelada contra su superficie para estudiarla. El proyectil chocó con el núcleo del cometa a unos 10 kilómetros por segundo y expulsó miles de toneladas de polvo de la superficie, dejando un cráter de 150 metros de diámetro que pudo fotografiarse seis años después con las cámaras de la sonda Stardust, cuando ésta se acercó al mismo cometa.
En 2004 la propia Stardust se sumergió en la cola de polvo del cometa 81P/ Wild 2 y no sólo capturó algunas partículas de polvo de su cola, sino que pudo traerlas a la Tierra para su análisis posterior. Para tal fin se desarrollaron trampas de polvo a base de una espuma sintética muy ligera llamada aerogel.
En su siguiente etapa de investigación, la nave Deep Impact fue rebautizada como Epoxi y se redirigió al cometa 103P/Hartley, al que pudo acercarse a menos de 700 km a finales de 2010.
Considerando que los diseñadores y controladores de las misiones espaciales recientes habían demostrado una habilidad extraordinaria para dirigir las naves en trayectorias muy precisas, el paso más natural era plantar una sonda o módulo en la superficie de un cometa.
Rosetta y Philae
La sonda Rosetta es de tamaño mediano, con una forma cúbica de poco más de dos metros de lado. Al momento del lanzamiento, su masa era de casi tres toneladas, de la cual más de la mitad era combustible para los 24 propulsores que se requieren para maniobrarla. Cien kilogramos de la masa total corresponden al módulo de aterrizaje Philae.
Parte de la energía que consumen los sistemas de Rosetta proviene del Sol. La nave lleva dos paneles solares de 32 metros de longitud y paneles adicionales que cubren el cuerpo de Philae. Estas celdas le suministran una potencia promedio de 500 watts. El conjunto está diseñado para durar unos 12 años a partir de la fecha de lanzamiento.
La misión lleva en total 10 instrumentos de investigación. Los instrumentos de Rosetta analizarán con precisión el gas, el plasma, el polvo y la radiación de la coma y las colas del cometa. También medirán los campos magnéticos del ambiente y claro, tomarán imágenes de alta resolución del núcleo del cometa, como hicieron con los asteroides.
De forma similar, los instrumentos de Philae analizarán el gas, el plasma, el polvo y la radiación en la superficie del cometa. Sus cámaras están preparadas para filmar con detalle el aterrizaje y obtener vistas panorámicas del paisaje cometario y microfotografías del terreno. La base de Philae cuenta también con taladros para perforar la superficie y tomar muestras. Cuenta además con escáneres que sondearán las capas profundas del núcleo con ondas de radio.
Los instrumentos de las naves espaciales deben ser lo más simples posible, consumir poca energía, ser muy eficientes y resistir las condiciones extremas del espacio exterior, lo que es un reto a la creatividad de los diseñadores. La nave Rosetta y el módulo Philae llevan algunos instrumentos muy complejos, pero también otros muy sencillos e ingeniosos, como uno de los monitores de polvo de Philae.
El monitor DIM (siglas en inglés de “monitor de impacto de polvo”) es un pequeño cubo de unos siete centímetros de lado instalado en uno de los bordes superiores del módulo. Tres de sus lados (dos laterales y el superior) están cubiertos de cristales piezoeléctricos, que son muy sensibles a los cambios de presión en su superficie; cada impacto de partículas de hielo de tamaño milimétrico o un poco menor de la superficie del cometa producirá una señal eléctrica de la que se puede inferir el tamaño, densidad y velocidad de la partícula. Esto permitirá caracterizar la actividad del cometa a medida que se acerca al Sol.
El despertar de Rosetta está programado para este mes. La nave ya está a sólo un par de meses de su aproximación máxima al cometa 67P. Durante este corto periodo se harán las últimas pruebas de la respuesta de la nave y de su electrónica. Se espera que entre en órbita alrededor del cometa en mayo. Para entonces, los instrumentos de la nave principal ya estarán estudiando el núcleo del cometa en busca del sitio más apropiado para el aterrizaje del módulo Philae, que debe liberarse y aterrizar alrededor de noviembre de 2014.
La maniobra de aterrizaje es delicada. El sitio debe elegirse con cuidado, porque una vez liberado el Philae, no podrá maniobrar. El módulo descenderá con su propio impulso inicial y atraído por la débil gravedad del cometa. Hay poco margen para errores. La única ayuda que tendrá Philae será un conjunto de propulsores que se activarán al momento que sus patas toquen la superficie cometaria, para ayudar a anclarlo. La gran preocupación es que el punto de aterrizaje esté cubierto de material muy suelto y Philae no logre aferrarse firmemente.
Con información de la Revista de divulgación de la Ciencia de la UNAM