Cometas

El 3 de julio de 2002, EE. UU. lanzó una nave llamada CONTOUR (comet nucleus tour, «viaje al núcleo de cometa»). Su objetivo eran dos cometas muy distintos: 2P/Encke y 73P/Schwassmann-Wachmann. Con los sobrevuelos, acercándose a distancias hasta de 100 km, se buscaba capturar imágenes de alta resolución, realizar análisis detallados de composición de gas y polvo y determinar las órbitas precisas de estos cometas, lo que hubiese aportado un enorme conocimiento sobre los núcleos de los cometas y su diversidad.

Por desgracia mes y medio después del lanzamiento se perdió el contacto con la nave. Parece que debió fragmentarse por una explosión al realizar una maniobra de impulso fuera de la órbita terrestre hacia su órbita solar de caza de cometas. La evidencia limitada en tierra en ese momento sugería que la nave espacial se dividió en varias partes.

Dos años y medio después, a las 23:47:08 (hora peninsular de España) del 12 de enero de 2005, se lanzó desde Cabo Cañaveral (Florida, EE. UU.), con un cohete Delta, la sonda Deep Impact, la primera diseñada para estudiar la composición del interior de un cometa. Era la octava misión del programa Discovery de la NASA.

429 millones de kilómetros después llegó al cometa. El 03 julio de 2005 a las 12:00 (hora peninsular), la nave de la nasa Deep Impact lanzó un impactador en el cometa 90P/Tempel 1 para que chocase, de forma planificada, con el núcleo del cometa y, de esta forma, exponer materiales de debajo de la superficie.

Un día después, el día de la Independencia de los EE. UU., el impactador de Deep Impact alcanzó, a las 11:44:58 (hora de Madrid), la superficie del cometa Tempel 1, quedando vaporizado y generando un inmenso destello de luz en el punto donde golpeó el cometa, y un cráter de unos 150 metros de diámetro..

De camino a estrellarse contra la superficie, la cámara del impactador tomo imágenes del cometa con sumo detalle. Dos cámaras y un espectrómetro en la nave de aproximación grabaron, a una distancia de 500 km aproximadamente, el espectacular socavón que reveló la composición interna y la estructura del núcleo. El impacto fue seguido, a su vez, por observatorios terrestres y espaciales, incluido el Rosetta europeo (que estaba a unos 80 millones de kilómetros del cometa), y los telescopios Hubble, Spitzer, el Swift de rayos X y el XMM-Newton.

El impacto reveló una serie de nuevos hallazgos sobre los cometas y su composición. Así se constató que el cometa presentaba una estructura muy esponjosa (el cometa tenía aproximadamente un 75 % de espacio vacíocompuesta de un polvo fino más débil que la nieve en polvo, pero que se mantiene unido por la gravedad. Al analizar la pluma de eyección del cometa se detectó un gran aumento de materiales que contienen carbono, lo cual indica que los cometas contienen una cantidad sustancial de material orgánico y pueden haber traído ese material a la Tierra en algún momento. También se pudo saber que el interior del cometa está bien protegido del calor solar, lo que significa que el hielo y otros materiales del interior del núcleo pueden haberse mantenido sin cambios desde los primeros días del sistema solar.

Los científicos concluyeron que el cometa Tempel 1 probablemente se originó en la Nube de Oort. Los estudios llevados a cabo en febrero de 1986 revelaron, además, que en Tempel 1 hay hielo de agua.

La La sonda Deep Impact pesaba 601 kg y albergaba el instrumento de alta resolución (HRI) y el instrumento de resolución media (MRI). El primero de ellos fue uno de los instrumentos espaciales más grandes jamás construidos para la ciencia planetaria y combinaba una cámara CCD multiespectral de luz visible (con una rueda de filtros) y un espectrómetro infrarrojo de imágenes llamado módulo de imágenes espectrales (SIM). El impactador, de 372 kg, llevaba el sensor objetivo de impacto (ITS), casi idéntico al HRI pero sin rueda de filtros.

El impactador de la misión Deep Impact chocó contra el cometa 9P/Tempel1 hace XXX años, XXX días, XX horas, XX minutos, XX segundos.

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Después del logro conseguido, el 3 de julio de 2007 la NASA aprobó una nueva misión complementaria para Deep Impact, conocida como EPOXI, nombre se derivó de la combinación de los dos componentes de este vuelo extendido: observaciones de planetas extrasolares (EPOCh) e investigación extendida de impacto profundo (DIXI).

En un primer momento se planificó un sobrevuelo del cometa 85P/Boethin, pero desafortunadamente los científicos perdieron el rastro del cometa, posiblemente porque se había debido fragmentar. Entonces, Deep Impact fue redirigido hacia el cometa 103P/Hartley (o Hartley 2), con tres sobrevuelos de la Tierra. Antes del segundo sobrevuelo de la Tierra, Deep Impact realizó su misión EPOCh utilizando el instrumento HRI para llevar a cabo investigaciones fotométricas de planetas extrasolares alrededor de ocho estrellas distantes, devolviendo casi 200.000 imágenes. El 4 de noviembre de 2010 la sonda realizó su sobrevuelo más próximo a Hartley 2, a una distancia de unos 694 km.

A pesar de su escaso nivel propulsor, se planificó un nuevo objetivo para EPOXI: un sobrevuelo del NEA 2002 GT en 2020. Mientras, la nave espacial se utilizó para el estudio remoto de cometas lejanos como C/200P1 (Garradd), a principios de 2012, y C/2012 S1 (ISON), a principios de 2013.

Lamentablemente, a mediados de agosto de 2013 se perdieron las comunicaciones con la sonda, y el 20 de septiembre de 2013 la NASA dio por perdida a Deep Impact. La sonda había enviado durante su vida útil un total de medio millón de imágenes de objetos celestes.

La nave transportaba, además, una carga entonces inusual: un disco compacto con los nombres de 625.000 personas recopiladas como parte de la campaña «¡Envía tu nombre a un cometa!».

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Tras concluir la misión Stardust de recogida de muestas cometarias en enero de 2006, la NASA aprobó (en julio de 2007) un nuevo destino para la nave, pasando a denominar la nueva misión Stardust_NExT (NExT son las siglas, en inglés, de Nueva Exploración de Tempel 1). El objetivo, como se deduce del nombre, era el cometa 9P/Tempel (Tempel 1), con el fin de inspeccionar el cráter causado por Deep Impact en 2005.

A las 05:42 del 15 de febrero de 2011, Stardust_NExT sobrevolaba el cometa a una distancia de 181 kilómetros, enviando 72 fotografías de su núcleo. Se confirmaba de manera concluyente, en la que sería la primera vez que se revisaba un cometa, el cráter causado por la sonda de la misión Deep Impact.

Tras 12 años en el espacio, con el combustible agotado, a las 13:33 (hora peninsular) del 24 de marzo de 2011 envió su última transmisión, poniéndose fin a la misión.

En el vídeo incluido en el subapartado Stardust («Década 1990) se inlcuye esta misión extendida Stardust-NExT.

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La Agencia Espacial Europea procedió a desarrollar también una misión para el estudio de un cometa: el 46P/Wirtanen, al que llegaría en 2011. En esta misión, sin embargo, se daba un paso más respecto a misiones anteriores, ya que iba a ser la primera nave en orbitar y aterrizar sobre un cometa. La nave diseñada para llevarlo a cabo se llamó Rosetta, por la piedra que permitió descifrar los jeroglíficos egipcios, en analogía a la esperanza de desvelar los misterios de cómo evolucionó nuestro sistema solar. Incluia un módulo de aterrizaje, llamado Philae por la isla del Nilo en que fue hallado en 1815 un obelisco clave para comprender la piedra Rosetta y poder descifrar los jeroglíficos egipcios.

El lanzamiento previsto para enero de 2003 hubo de retrasarse por problemas con el cohete Arian 5, lo cual supuso perder la ventana y abandonar la misión inicial al cometa 46P/Wirtanen. En mayo de 2003 se eligió una nueva fecha de lanzamiento y un nuevo cometa para Rosetta: el Ariane 5 que elevó a Rosetta partió de la Guayana francesa el 2 de marzo de 2004 a las 8:17 (hora peninsular) con destino a su nuevo objetivo, el cometa 67P/Churyumov-Gerasimenko.

Tras tres sobrevuelos gravitacionales de la Tierra (en 2005, 2007 y 2009), uno a Marte (en 2007), sobrevuelos (planificados) de lo asteroides (2867) Steins (en 2008) y (21) Lutetia (en 2010), y una hibernación (entre junio de 2011 y enero de 2014), Rosetta llegaba a 67P/Churyumov-Gerasimenko el 6 de agosto de 2014, entrando en órbita a las 11:06:27 (hora de Madrid) e iniciando el cartografiado de su superficie, desconocida hasta entonces.

Después de completar el mapeado y estudiar las zonas más adecuadas para un aterrizaje, el 15 de septiembre de 2014, la ESA anunció que el lugar elegido para este aterrizaje era el «J» (a cada opción propuesta para el descenso se le asignó una letra y la de este lugar era la jota), localizado en la cabeza de 67P (considerando la forma de pato del cometa). El 5 de noviembre ese lugar «J» fue bautizado con el nombre de Agilkia¹ por medio de un concurso cuyo ganador fue Alexandre Brouste.

El 12 de noviembre de 2014, a 22,5 km del centro del cometa, Philae se desprendió de la sonda Rosetta, que se desplazaba sin propulsión ni guía, a una velocidad relativa máxima de 1,5 m/s. El descenso fue lento, de unas 7 horas de duración (la gravedad estimada del cometa es de una diezmilésima de la terrestre), hasta que, a una velocidad 1/ms, Philae tocó la superfice a las 16:34 (hora peninsular). La confirmación del aterrizaje llegaba a la Tierra a las a las 17:03 (hora peninsular) transmitida a la Tierra por el orbitador Rosetta simultáneamente a través de la estación de la ESA en Malargüe (Argentina) y la de la NASA en Madrid (España).

Poco tiempo después se constató que la maniobra de posado se había complicado, haciendo peligrar la misión. El propulsor había fallado y los arpones no se activaron, provocando que el aterrizador rebotase dos veces mientras giraba hasta posarse definitivamente. En su primer contacto, dentro de la elipse prevista, rozó con una de sus tres patas lo que sería el borde de un cráter, provocando que se tambalease, lo cual alteró aún más la rotación del módulo. Philae se elevó de la superficie durante 1 hora y 50 minutos, tiempo en el que viajó alrededor de 1 km a una velocidad de 38 cm/s.

El segundo contacto con la superficie, en una región apodada Skull-top Ridge («cresta de la parte superior del cráneo»², fue inicialmente con solo un pie, pero luego apoyó los tres, dando la característica señal de touchdown. Tras desplazarse algunos metros más, Philae encontró su posición de estacionamiento final, en la zona llamada Valle de Abydos, 2 horas después del primer contacto con el suelo del cometa.

Philae transmitió datos a la Tierra, por medio de la nave espacial, hasta que se agotó la batería. La última transmisión finalizó a las 01:36 (hora peninsular) del 15 de noviembre. En la zona sombreada donde aterrizó sus paneles solares no recibían suficiente energía, por lo que estuvo hibernando casi siete meses, hasta que despertó brevemente, en junio y julio de 2015, al acercarse de nuevo el cometa al Sol y recargar las baterias del módulo, comunicándose con la Tierra a través de Rosetta.

Casi dos años más tarde y a solo un mes para el fin de la misión, Rosetta encontró a Philae, enviando imágenes del módulo cuando el satélite se encontraba a 2,7 km de la superficie del cometa. En dichas fotografías se muestra claramente el cuerpo principal del módulo y dos de sus tres patas.

En el dúo de vídeos siguiente queda patente la diferencia entre la idea planificada, reflejada en el vídeo de la izquierda, y la realidad de los hechos que se observa en el de la derecha, lo cual evidencia la dificultad de la misión.

Rosetta se mantuvo en órbita alrededor del cometa más allá del perihelio, el 13 de agosto de 2015, y concluyó la misión el 30 de septiembre de 2016: su vida útil había terminado y se le hizo aterrizar, para lo cual no estaba preparada, sobre 67P, el cometa que llevaba estudiando una década. El descenso fue suave para lograr recopilar el máximo de información hasta el final. Tras el impacto controlado contra la superficie, a las 13:19 (hora de Madrid), se perdió todo contacto; en todo caso, desde la Tierra ya se habían propuesto suspender toda transmisión para cumplir con el Derecho Internacional, que estipula que los artefactos desechados deben detener sus transmisiones, con el fin de no interferir en las vías útiles de comunicación espacio-Tierra. 12 años y medio después de su lanzamiento, 7.900 millones de kilómetros recorridos, y con más de 100.000 fotografías y 220 GB enviadas, la misión había llegado a su final.

Rosetta tenía una forma de caja, con un tamaño de 2,8 m × 2,1 m × 2,0 m y tenía un peso de 100 kg (sin contar el de los instrumentos científicos, de 165 kg). Recibía energía de dos paneles solares, con un área combinada de 64 m², con 14 m de longitud cada uno. De punta a punta medía 32 m. El módulo de aterrizaje Philae, era un cubo de 1 m de lado (antes del despliegue de su tren de aterrizaje) y estaba conectado al lado de la nave espacial opuesto al que llevaba la antena orientable de alta ganancia de 2,2 m de diámetro.

Rosetta contaba con 11 instrumentos científicos (entre ellos OSIRIS —sistema de imágenes remotas ópticas, espectroscópicas e infrarrojas—, MIDAS —sistema de análisis de polvo por microimágenes—, MIRO —instrumento de microondas para el Rosetta Orbiter—, RPC —consorcio de plasma de Rosetta— y RSI —investigación científica radiofónica—) y 10 Philae (APXS —espectrómetro de rayos X Alpha Proton—, ÇIVA y ROLIS —sistema de imágenes panorámicas y microscópicas—, PTOLOMEO —analizador de gases evolucionados—, etc.).

Entre los descubrimientos y logros obtenidos por esta misión destacan ser la primera nave espacial en orbitar un cometa y aterrizar una sonda en su superficie, primera en volar cerca de la órbita de Júpiter utilizando únicamente energía solar como fuente principal, descubrir la causa de la forma del cometa y su influencia en su movimiento, variaciones estacionales, coma, etc, descubrir oxígeno y nitrógeno moleculares en el cometa y agua con un «sabor»³ diferente al de los océanos de la Tierra (añade fuerza a los modelos que dan a los asteroides, que sí tienen agua con igual «sabor», como el principal mecanismo de distribución de los océanos de la Tierra), etc..

Rosetta fue la primera nave en orbitar un cometa, hace XXX años, XXX días, XX horas, XX minutos, XX segundos

Rosetta fue la primera nave en aterrizar una sonda (Philae) sobre un cometa, hace XXX años, XXX días, XX horas, XX minutos, XX segundos (dos horas menos desde que estabilizó sobre la superficie).