Rosetta inizia il suo viaggio lungo 10 anni verso le origini del Sistema solare

Il lancio
2 Marzo 2004

ESA PR 14-2004. Rosetta, la sonda europea per le studio delle comete, è stata lanciata con successo in orbita attorno al Sole; da questa posizione potrà raggiungere la cometa 67P/Churyumov-Gerasimenko nel 2014, dopo tre passaggi attorno alla Terra e uno attorno a Marte. Durante questi 10 anni di viaggio la sonda passerà accanto ad almeno un asteroide.

Rosetta è la prima sonda mai progettata a entrare in orbita attorno al nucleo di una cometa e a rilasciare un lander sulla sua superficie. Per oltre un anno condurrà uno studio approfondito di questi resti della nebulosa primitiva che ha dato origine al nostro Sistema solare circa 5 miliardi di anni fa.

La missione Rosetta è iniziata alle 08.17 CET (07.17 GMT) del 2 marzo quando un veicolo di lancio europeo Ariane 5 si è staccato dal suolo del Centro Spaziale della Guyana, lo spazioporto europeo a Kourou, Guyana francese. Il vettore è riuscito a posizionare il suo stadio più elevato e il carico utile che trasportava in un’orbita eccentrica senza propulsione (200 x 4000 km). Circa due ore dopo, alle 10.14 CET (9.14 GMT), lo stadio superiore ha acceso il proprio motore per raggiungere una velocità di fuga che gli consentisse di lasciare il campo di gravità della Terra ed entrare in un’orbita eliocentrica. La sonda Rosetta è stata rilasciata 18 minuti più tardi.

“Dopo il recente successo di Mars Express, l’Europa si dirige ora verso lo spazio profondo con un’altra fantastica missione. Dovremo essere pazienti poiché l’appuntamento con la cometa non avrà luogo che tra dieci anni ma credo valga la pena di aspettare” ha dichiarato Jean-Jacques Dordain, Direttore Generale dell'ESA, dopo aver assistito al lancio da Kourou.

Il Centro di Controllo dell’ESA (ESOC) a Darmstadt in Germania ha stabilito i contatti con la sonda mentre si stava allontanando dalla Terra a una velocità relativa di circa 3,4 km/s. Il Centro ESOC sarà responsabile delle attività di Rosetta e della definizione dell’orbita per tutta la durata della missione. Durante i prossimi otto mesi verranno tenuti sotto controllo i sistemi a bordo del veicolo spaziale mentre verrà collaudato il suo carico utile. Poi, verrà posta in ibernazione per la maggior parte dei dieci anni del suo viaggio attraverso il Sistema solare.

Un’odissea di 10 anni

Earth fly-bys
Passaggi intorno alla Terra: marzo 2005, Novembre 2007 e Novembre 2009

Rosetta verrà riattivata in corrispondenza dei passaggi planetari, che saranno sfruttati per modificare la sua traiettoria tramite manovre a effetto fionda, oppure in corrispondenza dei passaggi di asteroidi, dato che la loro osservazione è uno degli obiettivi secondari della missione.

Il primo incontro planetario è previsto per marzo 2005 mentre Rosetta sarà in orbita intorno alla Terra per la prima volta. La manovra a effetto fionda lancerà Rosetta in un’orbita che le permetterà di raggiungere Marte due anni più tardi.

Durante il suo incontro ravvicinato con Marte a febbraio del 2007, Rosetta si avvicinerà a una distanza di circa 200 km ed effettuerà osservazioni scientifiche. Questo passaggio marziano sarà seguito da un altro terrestre a novembre dello stesso anno. Entrambi gli incontri planetari incrementeranno l’energia orbitale della sonda e la accelereranno nella cintura degli asteroidi.

Un terzo e ultimo passaggio intorno alla Terra a novembre 2009 invierà Rosetta verso l’orbita della cometa Churyumov-Gerasimenko.

Poi, a metà del 2011, quando si troverà a circa 800 milioni di km dal Sole, Rosetta accenderà il suo motore primario per un’importante manovra nello spazio profondo che la posizionerà su di una traiettoria di intercettazione della cometa che verrà raggiunta dopo tre anni.

La sonda verrà riattivata a gennaio inoltrato del 2014, quando entrerà in una fase di avvicinamento di sei mesi, avvicinandosi lentamente al nucleo della cometa Churyumov-Gerasimenko. La cometa sarà ancora lontana dal Sole e il suo nucleo dovrebbe essere quiescente.

Incontro con una cometa

Come la cometa 46P/Wirtanen, che è stato l’obiettivo programmato per Rosetta fino alla posticipazione del suo lancio all’inizio del 2003, la cometa 67P/Churyumov-Gerasimenko è una delle comete periodiche che sono state “intrappolate” nella parte interna del Sistema solare dopo essere giunte troppo vicino a Giove. Questa cometa è stata scoperta nel settembre del 1969, all’Istituto di Astrofisica di Almaty, in Kazakhstan dall’astronomo Klim Churyumov, dell’Università di Kiev, Ucraina, sulla base delle fotografie scattate dalla sua collega, Svetlana Gerasimenko, dell’Istituto di Astrofisica di Dushanbe, in Tagikistan.

Lo studio della sua orbita rivela che è stata catturata piuttosto di recente, dopo incontri troppo ravvicinati con Giove nel 1840 e nel 1959. La cometa ora sta compiendo la rivoluzione intorno al Sole ogni 6,6 anni, percorrendo un’orbita ellittica con un’inclinazione bassa rispetto a quella della Terra. Il suo perielio (il punto dell’orbita più vicino al Sole) si trova tra le orbite della Terra e di Marte, mentre il suo afelio (il punto più lontano) si trova oltre Giove. In preparazione alla missione Rosetta, il nucleo della cometa è stato osservato con il telescopio spaziale Hubble, che ha rivelato un corpo irregolare con un diametro di circa 4 km. Dato che si tratta di una cometa relativamente “fresca” nella parte interna del Sistema solare, 67P/Churyumov-Gerasimenko è un obiettivo promettente per lo studio del materiale primitivo del Sistema solare.

Rosetta entrerà in orbita a circa 25 km sopra il nucleo nell’agosto del 2014. Condurrà poi una mappatura dettagliata della sua superficie e verrà scelto un sito di atterraggio per Philae, il suo lander di 100 kg. Philae verrà rilasciato da un’altitudine di circa 1000 metri e, data la scarsa gravità del nucleo, toccherà il suolo alla velocità di una camminata. Il lander dovrà persino ancorarsi alla superficie con un arpione per evitare di rimbalzare. Philae sarà operativo sulla superficie per almeno una settimana, rinviando immagini a risoluzione molto elevata e informazioni sulla crosta superiore del nucleo. Questi dati verranno ritrasmessi alla Terra dall’orbiter.

Rosetta continuerà le sue osservazioni del nucleo della cometa per oltre un anno, almeno fino a dicembre 2015 e occuperà un posto in prima fila per monitorare il « risveglio » dell’attività della cometa man mano si avvicina al Sole e avrà raggiunto il suo perielio nell’ottobre 2015.

Sondare la cometa

Rosetta's lander on a comet's surface
Il lander Philae

La sonda Rosetta è stata costruita per l’ESA da un gruppo industriale costituito da oltre 50 aziende europee guidate da EADS Astrium. È un veicolo spaziale di 3 tonnellate con pannelli solari con un’imponente apertura di 32 metri. È la prima sonda progettata per viaggiare oltre l’orbita di Marte che basa la propria alimentazione sulle celle solari. Oltre al lander Philae, Rosetta trasporta un carico utile scientifico di 165 kg, costituito da 11 strumenti sviluppati in cooperazione dagli Stati membri dell’ESA, dagli Stati Uniti, la Grecia, l’Ungheria e Taiwan.

Quattro di questi strumenti sono dedicati all’osservazione del nucleo: lo spettrometro ultravioletto ALICE, la fotocamera ad alta risoluzione OSIRIS, lo spettrometro ad immagini VIRTIS e lo spettrometro/radiometro a microonde MIRO. Altri tre strumenti, gli spettrometri COSIMA e ROSINA e il microscopio MIDAS, studieranno la composizione del nucleo e le sue emanazioni. L’analizzatore GIADA esaminerà le polveri in prossimità del nucleo mentre il gruppo di sensori RPC studierà la struttura interna della chioma della cometa e la sua interazione con il vento solare. Gli ultimi due strumenti, CONSERT e RSI sfrutteranno le onde radio, uno per sondare la struttura interna del nucleo e l’altro per determinare la distribuzione delle masse all’interno del nucleo e la struttura della chioma.

Il lander Philae, sviluppato da DLR, l’agenzia di ricerca aerospaziali tedesca, leader del progetto, trasporta a sua volta 9 strumenti, forniti dagli Stati membri dell’ESA in collaborazione con gli Stati Uniti, l’Ungheria, la Polonia e la Russia. Tra loro il set di fotocamere ÇIVA/ROLIS riprenderà viste panoramiche e stereoscopiche ad alta risoluzione mentre gli strumenti APXS, COSAC e Ptolemy analizzeranno i componenti del suolo. Il sismometro SESAME sonderà la superficie a una profondità di 2 m mentre le sue caratteristiche verranno studiate dal MUPUS, lo strumento dotato di sensori posizionato sull’arpione di ancoraggio. Il magnetometro ROMAP e un secondo modello dell’esperimento CONSERT studieranno il campo magnetico e le sue interazioni con il vento solare.

The Rosetta Stone
La Stele di Rosetta

La Stele di Rosetta, portata alla luce in Egitto oltre 200 anni fa, ha fornito agli egittologi del XIX secolo le chiavi per decifrare la scrittura geroglifica e riscoprire tre millenni di storia e cultura egiziane dimenticate, mentre è previsto che lo studio approfondito del nucleo di una cometa e di asteroidi da parte della sonda Rosetta permetterà alla comunità scientifica odierna di decifrare il mistero delle origini del nostro Sistema solare e comprendere meglio i meccanismi che regolano la formazione dei sistemi planetari intorno alle stelle.

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