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10 cose straordinarie che abbiamo imparato dalla cometa che abbiamo conquistato
La navicella spaziale Rosetta è un'assoluta meraviglia. Commissionato e lanciato dall'Agenzia spaziale europea (ESA), la sonda coraggiosa ha completato il viaggio più incredibile di qualsiasi oggetto creato dall'uomo.
Il touchdown di Philae sulla cometa Churyumov-Gerasimenko è stato il culmine di oltre 40 anni di pianificazione e 10 anni di viaggi spaziali perfettamente coreografati ma ancora incredibilmente tesi. L'imbarcazione ha volato intorno alla Terra per tre volte, ha arrotondato Marte una volta, ibernato per 31 mesi e alla fine è sceso su una roccia di 4 chilometri di larghezza che spara attraverso lo spazio a una velocità di fino a 135.000 chilometri (83.000 miglia) all'ora . I supereroi esistono e lavorano all'ESA.
10CG mostra Giove in azione
Giove è un pianeta gigante e la sua influenza gravitazionale colpisce l'intero sistema solare. Il gigante gassoso perturba costantemente le orbite delle comete, mandandole a sfrecciare verso il Sole, nello spazio o, talvolta, persino contro di noi.
La fascia di Kuiper, un grande insieme di rocce ghiacciate oltre Nettuno, fornisce a Giove molte munizioni. Si ritiene che Churyumov-Gerasimenko sia nato all'interno di questa cintura, quindi CG e i suoi fratelli sono noti come comete della famiglia di Giove. Queste comete di breve periodo hanno periodi orbitali di circa 20 anni (il periodo orbitale della CG è di 6,6 anni). E fanno incursioni regolari al sistema solare interno, rendendoli obiettivi perfetti per l'esplorazione.
La saturazione delle comete all'interno del sistema solare li rende in qualche modo intercambiabili e l'attuale missione CG è in realtà un piano di riserva. Rosetta era destinata al rendez-vous con una simile cometa chiamata 46 / P Wirtanen, ma i ritardi del programma costrinsero a cambiare i piani mentre Wirtanen passava.
E mentre sappiamo che Jupiter ama i ragazzini prepotenti, la cometa CG ci ha permesso di vederlo accadere con dettagli senza precedenti. Uscendo lontano dal sole, CG è rimasto frigido inerte e quindi invisibile per noi. Ma il suo piano di volo è stato pesantemente alterato dalla forza di Giove, ed è stato inviato a disagio vicino al Sole. Nei prossimi mesi inizierà a evaporare quando raggiunge il perielio.
9 La cometa canta
A Churyumov-Gerasimenko accadono eventi inquietanti. Mentre Rosetta si avvicinava alla CG in agosto per il suo meet-and-greet inaugurale, il suo magnetometro raccolse una cacofonia di strani rumori provenienti dalla cometa. Oltre il limite dell'udito umano, una gamma di strumenti noti come il Consorzio Plasma Rosetta misurava la discordanza ad una frequenza di 40-50 megahertz.
Gli astronomi sono stati piacevolmente sorpresi dalla canzone di CG, dal momento che non si aspettavano di trovare la cometa che suonava melodie. La causa esatta non è ancora chiara, anche se sembra essere il risultato di interazioni magnetiche tra la cometa, il gas e il sole.
Innanzitutto, il ghiaccio vaporizzato che scorre dalla cometa viene ionizzato dalle radiazioni UV del Sole. La nuvola ionizzata, ora piena di particelle cariche, forma una barriera contro la pioggia di granate solari radioattive che è il vento solare. Queste oscillazioni, causate dall'attrito magnetico ed elettrico all'interno dell'atmosfera quasi inesistente della cometa, potrebbero causare i rumori strani osservati da Rosetta.
8 Il salto più lungo di sempre
Grazie a un atterraggio parzialmente guasto e alle carenze gravitazionali del piccolo CG, il lander Philae ha completato il salto più lungo e più lento della storia. Non riuscendo ad arpionare in posizione dopo aver baciato la superficie, rimbalzò dalla cometa quasi indietro nello spazio, evitando per un pelo i destini più duri dopo il suo storico viaggio di 10 anni attorno ai pianeti interni.
Sul lato positivo, Philae riuscì a ottenere un grosso rimbalzo d'aria fino a 1 chilometro (0,6 mi) dalla superficie, o circa il 25 percento della lunghezza della cometa. Questo salto fu seguito da un secondo, più piccolo salto prima che il lander finalmente si fermasse in una regione oscura ai piedi di un affioramento roccioso. Governato dalla debole gravità della CG, Philae è rimasto bloccato in questo transito involontario per quasi due ore prima di stabilirsi definitivamente.
Indipendentemente da ciò che può sembrare una complicazione catastrofica, gli strumenti di Philae non hanno subito danni significativi e il lander ha completato circa il 90% dei suoi obiettivi di missione. Se mai, il salto non pianificato era una benedizione sotto mentite spoglie.
In primo luogo, gli astronomi sono stati in grado di assistere a un pennacchio di polvere suscitato dall'impatto. Questo ci ha guadagnato ulteriori dati sulla composizione della superficie.
Inoltre, il salto potrebbe aver assicurato la sopravvivenza a lungo termine di Philae. Se fosse atterrato nominalmente e si fosse assicurato al sito previsto, un'esposizione solare costante avrebbe potuto frizionare i suoi circuiti nel corso di molti mesi. Tuttavia, essendo giunto a riposare in ombra, potrebbe essere in grado di attingere solo abbastanza energia solare per rianimarsi mentre la cometa si avvicina al Sole, possibilmente entro la primavera del 2015. E poiché Philae ha solo bisogno dell'equivalente di diverse batterie AA, vale la pena di succo per riaccendersi, abbiamo tutti i motivi per rimanere ottimisti.
7 scogliere enormi
CG ha delle gigantesche scogliere. Come accennato in precedenza, il CG è solo un paio di miglia forte in lunghezza e larghezza, quindi la scogliera alta 1 chilometro (0.6 mi) nel mirino di Rosetta è circa un quarto delle dimensioni dell'intera cometa. Per fare un confronto, immagina le catene montuose terrestri che raggiungono migliaia di miglia nello spazio e considera che l'Everest sia relativamente insignificante a soli 29 km (5,5 mi) di altezza.
Notando le maestose cime mentre si esploravano le immagini rilasciate dall'ESA, l'astronomo dilettante Stuart Atkinson ritagliava un'immagine delle caratteristiche montuose della CG per evidenziare una parete rocciosa a picco vertiginoso, impressionante come qualsiasi nube nebulosa policromatica. E la NASA ha debitamente concordato, premiando il duro lavoro di Atkinson con gli onori dell'Annonomy Picture of the Day del 23 dicembre.
L'istantanea originale è un composito di quattro immagini diverse prese dal NAVCAM di Rosetta da una distanza di 20 chilometri (12 miglia). Dopo lo zoom e un po 'di lavoro sul campo, Atkinson ha isolato la scogliera in tutta la sua gloria aspra, apparentemente resa più grande dal contrasto con un nero senza stelle.
La raccolta di massi ai piedi della scogliera è altrettanto impressionante. Sono anche proporzionalmente massicci, in quanto alcune delle pietre hanno una lunghezza di oltre 18 metri, sebbene solo leggermente ancorate da una debole gravità e che pesino molto meno di quanto si possa immaginare. In effetti, potresti saltare da quella scogliera alta chilometri e atterrare tranquillamente sul fondo con una distorsione alla caviglia.
6 Sembra un'anatra
Non sappiamo perché la cometa assomigli ad una papera di gomma. E potrebbe sembrare difficile da credere, ma gli astronomi non sapevano nemmeno che aspetto avesse la CG fino a un mese prima del contatto con la cometa. Immaginate quindi la sorpresa del controllo delle missioni quando hanno visto un'anatra di gomma sfocata che li fissava a luglio, quando Rosetta si è avvicinata abbastanza da scattare alcune foto del suo compagno d'accordo.
Molto meglio che trovare una cometa rotonda e noiosa, la configurazione a doppio lobi del CG offre agli astronomi molte più cose su cui riflettere. Ad esempio, come si è formata? Non è sicuro, ma qui ci sono alcuni scenari probabili.
In primo luogo, un impatto anticlimatico a bassa velocità ha visto due comete modellate in una super cometa bitorzoluta. Oppure, è possibile che il CG fosse una cometa inimmaginabile e la forza gravitazionale di un corpo immenso (come Giove) lo deformasse. O forse CG era un pezzo più grande di ghiaccio, e la maggior parte di essa era persa nello spazio, lasciando un nucleo di forma strana. Si spera che ulteriori analisi rivelino se il CG sia un corpo distorto o un miscuglio di detriti cosmici.
5On L'origine dell'acqua terrestre
Si ritiene che la cometa CG sia un residuo primordiale del gigantesco campo di detriti che alla fine si è fuso nel sole, nei pianeti e in noi. Quindi offre un'istantanea chimica del passato remoto, ei suoi materiali costitutivi sono indizi per la composizione del sistema proto-solare.
CG contiene anche acqua ghiacciata, che può aiutarci a rispondere a domande di lunga data sull'origine dell'acqua sulla Terra. Attraverso la spettrometria di massa, gli astronomi possono sbirciare nei corpi celesti per accertare i loro componenti chimici, e molte comete e asteroidi sono stati sottoposti a questo trattamento.
Esistono diversi tipi di idrogeno, diversi dal normale idrogeno, esiste il deuterio, un isotopo di idrogeno pesante con un neutrone in più. E analizzando il rapporto tra i due (il rapporto D / H) gli astronomi possono individuare l'origine dell'acqua campionata.
L'acqua presente sulla cometa CG non corrisponde alla roba sulla Terra. Abbastanza sorprendentemente, nemmeno la granita si trova sulla maggior parte delle altre comete. Solo 1 su un totale di 11 comete analizzate possedeva acqua simile a quella terrestre. D'altra parte, i membri della fascia degli asteroidi sono stati trovati ad ospitare l'acqua della Terra, anche se in piccole quantità. Ciò suggerisce che le Comete della famiglia di Giove (e le comete in generale) non sono responsabili per il contenuto di acqua della Terra. È anche possibile che il CG abbia un'origine più esotica di quanto pensassimo.
4CG ha un odore orribile
La maggior parte dei nostri sensi sono inutili nello spazio, quindi raramente ci fermiamo a chiederci che odore di pianeti e comete. Ma ora Rosetta può rispondere ad almeno una di queste domande dopo aver usato i suoi due spettrometri di massa come un olfatto per annusare il manto di gas che circonda il nucleo di Churyumov-Gerasimenko.
Dire che la CG della cometa puzza di immondizia sarebbe un complimento: i gas che filtrano dalla CG offrono un bouquet di quasi tutti i puzzi fondamentali conosciuti dall'uomo. L'idrogeno solforato conferisce alla CG la sfumatura delle uova marce. La formaldeide aggiunge l'odore della morte. Il metano e l'ammoniaca si combinano per i doppi odori della pipì di gatto e degli escrementi dei cavalli. L'anidride solforosa conferisce alla cometa un odore aceto di aceto, e molti altri composti assortiti contribuiscono anche all'essenza complessiva della sporcizia.
L'ESA è stata in qualche modo sorpresa dai risultati. Alla distanza attuale del CG dal Sole, si credeva che solo il monossido di carbonio e il biossido di carbonio sarebbero stati rilasciati, poiché tutto il resto sarebbe rimasto congelato fino a che il perielio si avvicinava. Oltre a farci schifo, la firma del profumo di CG (osservata attraverso l'analisi spettrale) potrebbe offrire indizi sull'origine della cometa.
3 Il colore sorprendente
Churyumov-Gerasimenko potrebbe apparire un grigio pallido e polveroso nella maggior parte delle immagini, ma è solo un'illusione. L'immagine mostrata sopra è una resa "a colori veri" della cometa in tutta la sua gloria bruno-rossastra. Ma aspetta, anche questo è illusorio, dal momento che il CG non apparirebbe da nessuna parte vicino a quello luminoso e colorato a chiunque si trovi nelle sue immediate vicinanze.
La tinta marrone sarebbe visibile solo se la cometa fosse illuminata da una luce bianca pura. In realtà, è solo una macchia scura contro uno sfondo più scuro dello spazio vuoto, fino a quando non si avvicina al Sole e si accresce una coda mentre getta i suoi strati. In questo momento, la cometa inerte senza coda è quasi invisibile.
Tuttavia, le foto recentemente pubblicate da OSIRIS, l'imager principale di Rosetta, mostrano la cometa nella sua piena gloria monocromatica. L'istantanea è stata prodotta unendo tre immagini scattate con filtri rossi, verdi e blu. Il risultato è una delle cose più grigie che abbiamo mai visto e non presenta quasi nessuna variazione di colore sulla sua superficie. Come altre comete della sua famiglia, la CG è profondamente oscura, quasi nera come il carbone secondo Holger Sierks, Principal Investigator di OSIRIS.
Nonostante tutti i dati raccolti su Churyumov-Gerasimenko, una grande parte di essa rimane un mistero.Anche se Rosetta è arrivata alla cometa in agosto, il suo emisfero sud è ancora inesplorato e molto probabilmente rimarrà tale finché non si avvicina molto al sole. Potrebbe sembrare improbabile, ma l'asse di rotazione della cometa è inclinato rispetto al suo piano orbitale, e così il polo sud è rimasto costantemente al buio per mesi.
Rosetta è riuscita a ottenere un colpo del lato oscurato della cometa, anche se solo da una luce retrodiffusa che danza su particelle di polvere provenienti dalla cometa. La luce solare sparsa rivela una piccola porzione del lato oscuro della cometa, anche se i paesaggi sono indistinguibili. L'ESA ritiene che questa parte nascosta sia la più interessante in quanto è stata pesantemente modellata dall'attività della cometa.
Più difficile del nostro pensiero
Il lander Philae dell'ESA è attrezzato per sporcarsi. L'entusiasmante sistema SD2 è responsabile della perforazione della pelle della cometa e della distribuzione dei campioni nella suite di laboratori chimici integrati e di oltre 20 forni. Usando un trapano 100 volte più efficiente di quello a casa tua fino a 23 centimetri nella crosta, si spera che produca un campione incontaminato di materiale cometario.
Purtroppo, poiché Philae ha avuto un atterraggio brusco e si è ritrovato nel posto sbagliato, la perforazione non è andata bene come sperava l'ESA. L'operazione è stata quasi scartata a causa della precaria posizione di Philae. Con una gamba in aria come un cane che segna un albero, era possibile che l'attivazione della fresa potesse spingerla in una posizione ancora peggiore.
Ma la perforazione è iniziata e, secondo un rapporto del Centro aerospaziale tedesco (DLR), la cometa era "un duro da spaccare". Non è ancora chiaro se il trapano è stato in grado di restituire un campione vitale, anche se sono state rilevate molecole organiche che circola nell'atmosfera sottovoce della CG.
Tuttavia, la procedura è ancora lontana da un fallimento in quanto ha prodotto alcuni risultati sorprendenti, tra cui la resilienza della crosta, dal momento che l'ESA si aspettava terreno morbido e soffice. La cometa si è anche rivelata ricca di contenuto di acqua, con un sacco di ghiaccio rinchiuso entro i suoi confini, al contrario di una miscela congelata, gas-pesante.
Immagina anche due asteroidi
Nel suo viaggio di 10 anni nella cometa Churyumov-Gerasimenko, la navicella spaziale Rosetta si imbatté in un paio di astronavi cosmiche. Il 5 settembre 2008 ha volato sull'asteroide Steins e ha catturato un'istantanea del corpo largo parecchi chilometri. Steins mostra molti segni di impatti del passato e presenta un cratere che copre quasi la metà della sua superficie. È così incredibilmente brillante che viene definito "un diamante nel cielo".
Il 10 luglio 2010, l'asteroide Lutetia (nella foto sopra) ronzava oltre la sonda ad una distanza di quasi 3.200 chilometri (2.000 mi). Lutetia ha oltre 100 chilometri (60 mi) di diametro e butterato con crateri. Il paesaggio fortemente segnato lascia pensare che Lutetia abbia oltre 3,4 miliardi di anni e potrebbe essere un pezzo avanzato dalla nascita del nostro sistema solare. Lutetia ospita anche centinaia di groove dispari sulla sua superficie, caratteristiche che erano state precedentemente individuate sul satellite Phobos di Marte, così come su altri due asteroidi.