jueves, noviembre 13, 2014

Philae, una hazaña a 500 millones de kilómetros

Así veía Philae el cometa según se aproximaba a él. Credits:ESA
Hace más de diez años, en Marzo de 2004, un cohete Ariane-5 despegaba desde la Guayana Francesa. A bordo del mismo una carga muy especial, la nave Rosetta y su pequeña compañera, el módulo Philae. El destino de estas naves hermanas no era otro que alcanzar al cometa 67P/Churyumov-Gerasimenko, y no solo eso sino que además la pequeña Philae tenía una misión más increíble aun, separarse de su hermana mayor y conseguir aterrizar sobre la superficie del cometa, algo que pasaría a ser historia, sería una de las grandes proezas realizadas por la humanidad. Y ayer se hizo historia, Philae conseguía agarrarse a la superficie del cometa aunque no sin problemas, pero lo consiguió. Aproximadamente medio millón de personas lo seguimos en directo gracias al streaming de la ESA.

El viaje desde la Guayana Francesa hasta el cometa 67P no ha sido, ni sencillo, ni corto. Los viajes no se planifican para hacerlos en línea recta sería demasiado costoso energéticamente, así que en realidad, Rosetta y su hermana pequeña, han ido describiendo órbitas hasta conseguir alcanzar al cometa.

El cometa 67P visto desde la Rosetta. Credits:ESA
La técnica que se usa para este tipo de navegación se conoce con el nombre de gravedad asistida. La idea es usar la gravedad de distintos astros, la Tierra y Marte en este caso, para acelerar y modificar la trayectoria de la nave. Podemos hacernos una idea de cómo funciona con la siguiente analogía. Imagina que vas andando por la calle, a poca distancia hay una farola, cuando estás cerca de ella estiras el brazo y agarras la farola de tal forma que empiezas a girar alrededor de ella. mientras se produce el giro sentirás una aceleración. Si te sueltas tu dirección habría cambiado y de seguir andando tal y como has quedado colocado lo estarías haciendo en una dirección distinta a la que llevabas cuando llegaste a la altura de la farola. En esta analogía, tú serias la nave espacial, la farola sería el astro, un planeta por ejemplo, y tu brazo simula la atracción gravitatoria entre ambos. La nave Rosetta en su viaje por el Sistema Solar ha usado esta técnica varias veces. Con ello consiguió acelerar y cambiar su trayectoria pudiendo así poner rumbo al cometa 67P. Los objetos que se han usado para realizar las maniobras de gravedad asistida han sido la Tierra(3 veces) y Marte. Podemos visualizar todo esto con la animación que ha hecho la ESA representando el viaje de Rosetta:



Tras todo este billar planetario, el 6 de Agosto de 2014, Rosetta conseguía alcanzar su objetivo. Rosetta llegaba al cometa 67P/Churyumov-Gerasimenko y comenzaba a orbitarlo.

El cometa 67P fue descubierto el 20 de septiembre de 1969. El descubrimiento fue gracias a Klim Churyumov, el cual se encontraba examinando la placa fotográfica que había tomado Svetlana Gerasimenko del cometa 32P/Comas Solá. A Churyumov le pareció vislumbrar que en esa misma placa había otro cometa, tras realizar varios análisis de la imagen pudo llegar a la conclusión de que, efectivamente, había descubierto un nuevo cometa.

El cometa 67P es un cometa de período corto, tarda 6 años y medio en completar una de sus órbitas. Los cometas tienen una actividad variable. En principio, y de forma muy aproximada, se puede decir que los cometas están hechos de hielo sucio, es decir, hielo mezclado con otras sustancias. Según se acercan al Sol, los rayos de luz calientan el hielo y hacen que este se sublime, esto es, que pase del estado solido al gaseoso, y ese hielo subliminado es lo que forma la cola de los cometas. Así pues, los cometas empiezan a generar cola cuando se van acercando al Sol y empiezan a perderla según se van alejando del mismo, esto implica un claro cambio en al actividad del cometa. Ahora, gracias a Rosetta tenemos un asiento de primera fila para ver la actividad del cometa 67P, podremos analizar las partículas de gas y polvo que se vayan desprendiendo al formarse la cola, podremos ver que partes del cometa son más activas que otras, en definitiva, vamos a ser capaces de entender mucho mejor qué son y como funcionan los cometas.

El módulo Philae en caída hacia el cometa 67P. Credits: ESA
Pero ¿por qué conformarnos con examinar el gas y el polvo de la cola o observar la superficie del cometa estando tan cerca? ¿Por qué no “bajar y tocarlo”? Y aquí es donde entra en escena el módulo Philae. Su misión, desengancharse de Rosetta y descender en un vuelo balístico hasta la superficie del cometa, para así poder analizar la superficie in situ. Ayer, 12 de Noviembre de 2014, era el gran día, era la fecha elegida, el momento de la verdad, el momento de poner a prueba la ciencia y la tecnología y ver de que éramos capaces, ayer, Philae se separó de Rosetta y comenzó su descenso hacia el cometa, un descenso de 7 horas, que durante momentos se nos hizo interminable. El momento más tenso fue el momento en que se sabe que Philae debería estar aterrizando, o al menos intentándolo. Para saber si todo había ido bien o no había que esperar casi media hora, esto es así por las grandes distancias que nos separan y porque la velocidad de la luz es finita. Podemos hacer unos pequeños cálculos para estimar ese retraso.

El cometa 67P se encontraba ayer a unos 500 millones de kilómetros, las señales de radio que envía Philae se mueven, como todas las ondas electromagnéticas, a la velocidad de la luz, que son unos 300000km/s. Si dividimos la distancia que nos separaba entre la velocidad del mensaje de radio, obtenemos que este tarda en llegarnos unos 1666 segundos, es decir, desde que Philae enviaba un mensaje hasta que nosotros lo recibíamos había que esperar unos 28 minutos. Y esos minutos de espera fueron tensos, al final, la señal llegó, Philae había conseguido aterrizar en el cometa, la hazaña se había logrado, se había conseguido lo impensable, la humanidad había conseguido aterrizar en un cometa.

Tras la alegría inicial no tardo en surgir la preocupación. La sonda Philae, tras tomar tierra, debería haber disparado un arpón para asegurar su posición, algo que nunca se produjo. La misión principal de este arpón es asegurarse de que Philae no escape de la débil gravedad del cometa. En realidad el aterrizaje no fue sencillo, Philae realizó tres intentos de aterrizaje, siendo el exitoso el tercero. Estos rebotes han llevado a Philae a aterrizar a un kilómetro de distancia del punto donde debería haberlo hecho. Gracias al análisis de los datos realizado por Doug Ellison(@doug_ellison) del JPL tenemos esta gráfica animada que nos resume como fueron los intentos de aterrizaje de Philae:


Ahora mismo se sigue trabajando para ver que ha sucedido y que medidas se pueden tomar, pero de momento parece que Philae, a pesar del fallo del arpón, está agarrada a la superficie del cometa de forma más o menos estable. Según las últimas fotografías parece razonable que de las tres patas de Philae solo dos estén ancladas al suelo y la tercera esté en alto. De momento 8 de los 10 instrumentos que lleva a bordo están funcionando, los dos que quedan no se activan por miedo a que se pueda mover la sonda. La ESA ha liberado esta imagen parcial donde podemos ver a Philae sobre el cometa, en concreto lo que se puede ver es una de sus patas posadas sobre la superficie del 67P.

Un viaje increíble, una hazaña sin precedente, y si me permiten que parafrasee al personaje de ficción Barry Allen(The Flash): toda mi vida soñando con lo imposible y ayer fui testigo de lo imposible. Ayer fue uno de esos extraños días en los que uno pudo sentirse orgulloso de pertenecer a esta especie.

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