Con l'arrivo storico della navicella spaziale Rosetta dell'Agenzia spaziale europea (ESA) a destinazione Comet 67P / Churyumov-Gerasimenko, compiuta in modo impeccabile il 6 agosto 2014 dopo un decennio di viaggio, sono iniziate le scoperte scientifiche in questo bizzarro mondo mentre la squadra si diligentemente e contemporaneamente cerca un sito di atterraggio per il lander della cometa Philae allegato.
Rosetta ha iniziato a raccogliere polvere di comete dal coma che circonda il nucleo della cometa con lo strumento COSIMA di bordo domenica 10 agosto 2014 mentre l'astronave orbita intorno e davanti al vagabondo ghiacciato da una distanza di circa 100 chilometri (62 miglia). Vedi l'immagine del coma di seguito.
Le speranze sono alte che le scoperte scientifiche senza precedenti attendono in questo mondo alieno descritto come una "Disneyland scientifica", di Mark McCaughrean, consulente scientifico senior della direzione scientifica dell'ESA, durante il webcast del giorno dell'arrivo live dell'ESA. "È semplicemente sorprendente."
COSIMA è l'acronimo di Cometary Secondary Ion Mass Analyzer ed è una delle suite di Rosetta di 11 strumenti scientifici all'avanguardia con una massa combinata di 165 kg.
Il suo scopo è quello di condurre la prima analisi "in situ" dei granelli di particelle di polvere emesse dal nucleo delle comete e determinare le loro caratteristiche fisiche e chimiche, incluso se sono organiche o inorganiche - in sostanza di cosa è fatto il materiale delle polveri cometarie e come differisce dalla composizione superficiale.
COSIMA raccoglierà la polvere di coma utilizzando 24 "detentori" appositamente progettati, il primo dei quali è stato aperto per studiare l'ambiente delle comete il 10 agosto. Poiché la cometa non è particolarmente attiva in questo momento, il team prevede di tenere aperto il detentore del bersaglio per almeno un mese e controlla lo stato di avanzamento di eventuali raccolte di particelle su base settimanale.
In effetti, il team afferma che l'ambiente del coma "è ancora paragonabile a una camera bianca di alta qualità" in questo momento.
Ma tutti si aspettano che cambi radicalmente mentre Rosetta continua a scortare la Cometa 67P mentre gira intorno al sole, avvicinandosi e riscaldando la superficie ogni giorno e fino a raggiungere il perielio nell'agosto 2015.
COSIMA è gestito dall'Istituto Max Planck per la ricerca del sistema solare (Max-Planck-Institut für Sonnensystemforschung) a Katlenburg-Lindau, in Germania, con il principale investigatore Martin Hilchenbach.
Ci sono anche contributi sostanziali dall'Institut d'Astrophysique Spatiale in Francia, dall'Istituto meteorologico finlandese, dall'Osterreichisches Forschungszentrum Seibersdorf e altro.
I titolari di target misurano circa un centimetro quadrato e sono stati sviluppati dall'Universität der Bundeswehr in Germania.
Ognuno di questi obiettivi misura un centimetro quadrato ed è composto da una placca d'oro coperta da un sottile strato di 30 µm di nanoparticelle d'oro ("oro nero") che il team dice che dovrebbe "rallentare e catturare particelle di polvere cometaria che incidono con velocità di ~ 100 m /S."
Il bersaglio sarà illuminato da una coppia di LED per trovare le particelle di polvere. Le particelle saranno analizzate dallo spettrometro di massa incorporato in COSIMA dopo essere state posizionate sul supporto del bersaglio dalla telecamera microscopica COSISCOPE fornita in Francia e ionizzate da un fascio di ioni di indio.
Il team si aspetta che i grani trovati sul primo obiettivo vengano analizzati entro la metà di settembre 2014.
“COSIMA utilizza il metodo della spettrometria di massa di ioni secondari. Saranno sparati con un raggio di ioni di indio. Questo farà scattare singoli ioni (diciamo ioni secondari) dalle loro superfici, che saranno poi analizzati con lo spettrometro di massa di COSIMA ", secondo una descrizione del team COSIMA.
Le specifiche di massa hanno la capacità di analizzare la composizione elementale in un intervallo di massa atomica da 1 a 4000 unità di massa atomica, determinare l'abbondanza isotopica di alcuni elementi chiave, caratterizzare componenti organici e gruppi funzionali e condurre la caratterizzazione minerale e petrografica delle fasi inorganiche, tutto ciò informerà come mai prima sulla chimica del sistema solare.
Le comete sono residui della formazione del sistema solare. Gli scienziati ritengono di aver fornito una grande quantità di acqua sulla Terra. Potrebbero anche aver seminato la Terra con molecole organiche - i mattoni della vita come la conosciamo.
Qualsiasi scoperta di molecole organiche e la loro identificazione da parte di COSIMA sarà una grande scoperta per Rosetta ed ESA e ci informerà sull'origine della vita sulla Terra.
I dati ottenuti finora dallo strumento VIRTIS di Rosetta indicano che la superficie delle comete è troppo calda per essere coperta di ghiaccio e deve invece presentare una crosta scura e polverosa.
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