Credito d'immagine: ESA
La missione Rosetta dell'Agenzia spaziale europea sarà la prima navicella spaziale ad orbitare mai prima di atterrare su una cometa lontana. C'è qualche incertezza sul lancio, tuttavia, a causa di un incidente di richiamo con un Ariane-5 potenziato il mese scorso. L'astronave deve essere lanciata entro la fine di gennaio se vuole incontrarsi con Wirtanen; in caso contrario, sarà necessario selezionare un nuovo obiettivo.
La Rosetta dell'ESA sarà la prima missione in orbita e atterrare su una cometa. Le comete sono corpi ghiacciati che viaggiano attraverso il Sistema Solare e sviluppano una coda caratteristica quando si avvicinano al Sole. Rosetta dovrebbe essere lanciato a bordo di un razzo Ariane-5 nel gennaio 2003 da Kourou, nella Guyana francese.
La decisione sulla data di lancio verrà presa martedì 14 gennaio 2003 (vedere il comunicato stampa di Arianspace numero 03/02 del 7 gennaio 2003 o consultare il sito Web http://www.arianespace.com). L'obiettivo della missione è la cometa Wirtanen e l'incontro avverrà nel 2011. Il nome di Rosetta deriva dalla famosa pietra di Rosetta che, quasi 200 anni fa, ha portato alla decifrazione dei geroglifici egiziani. In modo simile, gli scienziati sperano che l'astronave Rosetta svelerà i misteri del Sistema Solare.
Le comete sono oggetti molto interessanti per gli scienziati poiché la loro composizione riflette come era il Sistema Solare quando era molto giovane e ancora "incompiuto", oltre 4600 milioni di anni fa. Le comete non sono cambiate molto da allora. Orbitando attorno alla cometa Wirtanen e atterrando su di essa, Rosetta raccoglierà informazioni essenziali per comprendere l'origine e l'evoluzione del nostro Sistema Solare. Aiuterà anche a scoprire se le comete hanno contribuito agli inizi della vita sulla Terra. Le comete sono portatrici di molecole organiche complesse che, quando vengono trasportate sulla Terra attraverso gli impatti, forse hanno avuto un ruolo nell'origine delle forme viventi. Inoltre, anche gli elementi di luce "volatili" trasportati dalle comete possono aver svolto un ruolo importante nella formazione degli oceani e dell'atmosfera terrestri.
"Rosetta è una delle missioni più impegnative mai intraprese finora", afferma il prof. David Southwood, direttore scientifico dell'ESA. "Nessuno prima ha tentato una missione semplice, unica per le sue implicazioni scientifiche, nonché per le sue complesse e spettacolari manovre spaziali interplanetarie." Prima di raggiungere il suo obiettivo nel 2011, Rosetta farà il giro del Sole quasi quattro volte su ampi anelli nel Sistema Solare interno. Durante il suo lungo viaggio, il veicolo spaziale dovrà subire alcune condizioni termiche estreme. Una volta che è vicino alla cometa Wirtanen, gli scienziati lo faranno attraverso una delicata manovra di frenata; quindi l'astronave orbiterà da vicino la cometa e lascerà cadere delicatamente un lander su di essa. Sarà come atterrare su un piccolo proiettile cosmico in rapido movimento che attualmente presenta una "geografia" quasi sconosciuta.
Un incredibile trekking interplanetario di 8 anni
Rosetta è una navicella spaziale da 3 tonnellate di circa 3 metri di altezza, con due pannelli solari lunghi 14 metri. Consiste in un orbiter e un lander. Il lander è largo circa 1 metro e alto 80 centimetri. Sarà attaccato al lato dell'orbita Rosetta durante il viaggio verso la cometa Wirtanen. Rosetta effettua 21 esperimenti in totale, 10 dei quali sul lander. Saranno tenuti in letargo durante la maggior parte del suo viaggio di 8 anni verso Wirtanen.
Cosa rende la crociera di Rosetta così lunga? Al momento dell'appuntamento, la cometa Wirtanen sarà lontana dal Sole come lo è Giove. Nessun lanciatore potrebbe portare Rosetta direttamente lì. La navicella spaziale dell'ESA raccoglierà velocità dai "calci" gravitazionali forniti da tre sorvoli planetari: uno su Marte nel 2005 e due sulla Terra nel 2005 e 2007. Durante il viaggio, Rosetta visiterà anche due asteroidi, Otawara (nel 2006) e Siwa (nel 2008). Durante questi incontri, gli scienziati accenderanno gli strumenti di Rosetta per la calibrazione e gli studi scientifici.
I lunghi viaggi nello spazio profondo includono molti pericoli, come i cambiamenti estremi della temperatura. Rosetta lascerà l'ambiente benigno dello spazio vicino alla Terra per le regioni scure e gelide oltre la fascia degli asteroidi. Per gestire questi carichi termici, gli esperti hanno eseguito test pre-lancio molto difficili per studiare la resistenza di Rosetta. Ad esempio, hanno riscaldato le sue superfici esterne a oltre 150 gradi Celsius, quindi rapidamente raffreddato a -180 gradi Celsius nel test successivo.
Gli scienziati riattiveranno completamente l'astronave prima della manovra di incontro della cometa nel 2011. Quindi, Rosetta orbiterà attorno alla cometa, un oggetto largo solo 1,2 chilometri, mentre naviga attraverso il Sistema Solare interno a 135000 chilometri all'ora. Al momento dell'appuntamento, a circa 675 milioni di chilometri dal Sole, Wirtanen difficilmente mostrerà alcuna attività di superficie. Il coma caratteristico (l '"atmosfera" della cometa) e la coda non si saranno ancora formati a causa della grande distanza dal Sole. La coda della cometa è formata da granelli di polvere e gas congelati dalla superficie della cometa che vaporizzano a causa del calore del sole.
Per sei mesi, Rosetta mapperà ampiamente la superficie della cometa, prima di selezionare un sito di atterraggio. Nel luglio 2012, il lander verrà espulso automaticamente dal veicolo spaziale da un'altezza di appena un chilometro. Il touchdown avverrà a velocità di camminata - meno di 1 metro al secondo. Immediatamente dopo l'atterraggio, il lander spara un arpione nel terreno per evitare di rimbalzare dalla superficie nello spazio. Deve farlo perché la gravità estremamente debole della cometa da sola non si attaccherà al lander. Le operazioni e le osservazioni scientifiche sulla superficie della cometa dureranno almeno 65 ore, ma potrebbero continuare per molti mesi.
Durante e dopo le operazioni del lander, Rosetta continuerà a orbitare e studiare la cometa. Rosetta sarà la prima navicella spaziale a testimoniare da vicino i cambiamenti in atto in una cometa quando la cometa si avvicina al Sole e fa crescere il suo coma e la coda. Il viaggio terminerà a luglio 2013, dopo 10,5 anni di avventura, quando la cometa è più vicina al Sole.
Studiare una cometa sul posto
L'obiettivo di Rosetta è quello di esaminare una cometa in modo molto dettagliato. Gli strumenti sull'orbita di Rosetta includono diverse telecamere, spettrometri ed esperimenti che funzionano a diverse lunghezze d'onda - infrarossi, ultravioletti, microonde, radio - e una serie di sensori. Forniranno, tra le altre cose, immagini e informazioni ad altissima risoluzione su forma, densità, temperatura e composizione chimica della cometa. Gli strumenti di Rosetta analizzeranno i gas e i granelli di polvere nel cosiddetto coma che si forma quando la cometa diventa attiva, nonché l'interazione con il vento solare.
I 10 strumenti a bordo del lander effettueranno un'analisi in loco della composizione e della struttura del materiale della superficie e del sottosuolo della cometa. Un sistema di perforazione porterà i campioni fino a 30 centimetri sotto la superficie e li alimenterà agli "analizzatori di composizione". Altri strumenti misureranno proprietà come la resistenza vicino alla superficie, la densità, la consistenza, la porosità, le fasi del ghiaccio e le proprietà termiche. Studi microscopici di singoli grani ci parleranno della trama. Inoltre, gli strumenti sul lander studieranno come la cometa cambia durante il ciclo diurno e notturno e mentre si avvicina al Sole.
Operazioni a terra
I dati del lander vengono trasmessi all'orbita, che li memorizza per il downlink verso la Terra al successivo contatto della stazione di terra. L'ESA ha installato una nuova antenna nello spazio profondo a New Norcia, vicino a Perth, nell'Australia occidentale, come principale collegamento di comunicazione tra l'astronave e il controllo della missione ESOC a Darmstadt, in Germania. Questa antenna parabolica di 35 metri di diametro consente al segnale radio di raggiungere distanze superiori a 1 milione di chilometri dalla Terra. I segnali radio, viaggiando alla velocità della luce, impiegheranno fino a 50 minuti per coprire la distanza tra il veicolo spaziale e la Terra.
Il Centro operativo scientifico di Rosetta, responsabile della raccolta e della distribuzione dei dati scientifici, condividerà una sede presso ESOC ed ESTEC a Noordwijk, nei Paesi Bassi. Il Lander Control Center si trova nel DLR a Colonia, in Germania, e il Lander Science Center nel CNES a Tolosa, in Francia.
Edificio Rosetta
Rosetta è stata selezionata come missione nel 1993. L'astronave è stata costruita dall'Astrium Germany come appaltatore principale. I principali subappaltatori sono Astrium UK (piattaforma per veicoli spaziali), Astrium France (veicoli spaziali per avionica) e Alenia Spazio (assemblaggio, integrazione e verifica). Il team industriale di Rosetta coinvolge più di 50 appaltatori provenienti da 14 paesi europei e dagli Stati Uniti.
I consorzi scientifici di istituti di tutta Europa e degli Stati Uniti hanno fornito gli strumenti all'orbita. Un consorzio europeo sotto la guida del German Aerospace Research Institute (DLR) ha fornito il lander. Rosetta è costata all'ESA 701 milioni di euro a 2000 condizioni economiche. Questo importo include il lancio e l'intero periodo di sviluppo e operazioni di missione dal 1996 al 2013. Il lander e gli esperimenti, il cosiddetto "payload", non sono inclusi poiché sono finanziati dagli Stati membri attraverso gli istituti scientifici.
