Rosetta e Philae

Façanha extraordinária de ESA

Philae, o robô transportado pela sonda Rosetta pousou no cometa 67P/Churyumov-Gerasimenko 12 de novembro de 2014. Deixou cair em 21:35, horário de Paris, a uma distância de 22,5 km do centro do cometa, o robô sem propulsão, bateu o solo arenoso do cometa, sete horas mais tarde, a uma velocidade de cerca de 1 m/s. O local de pouso no qual Philae aterrissou é chamado Agilkia (ver nota).
Este é o primeiro pouso cometário nunca tentada pelo homem. Para alcançar na Terra, o sinal confirmando este histórico pouso levou cerca de 40 minutos e chegou a 16:03 UTC. A confirmação foi retransmitida pelo orbitador e capturado simultaneamente pela estação terrestre da ESA Malargüe, na Argentina e pela estação NASA em Madrid, Espanha.
Os primeiros dados dos instrumentos do aterrissador foram enviados para o centro de navegação da agência espacial em Toulouse, França. Um aterragem em um cometa tão pequeno é um façanha notável tendo em conta a baixíssima gravidade do objeto. Philae o robô aterrissador de 100 kg pesa apenas alguns gramas na superfície de "Chury".
Durante dez anos, a partir de 02 de março de 2004, Rosetta e Philae viajaram juntos para chegar ao seu destino. Desde 06 de agosto de 2014, Rosetta orbita ao redor do cometa, analisando sua superfície para selecionar um local de pouso para Philae. O local de pouso está localizado na cabeça do objeto com dois lobos, ele foi escolhido como as imagens e os dados coletados a distâncias de 30-100 km do cometa, apenas seis semanas depois da chegada. Depois de um longo viagem de 6,4 bilhões km, 12 de Novembro de 2014, Rosetta e Philae foram separados.
O principal objetivo da missão era alcançar o cometa periódico Churyumov-Gerasimenko (1 passagem a cada 6,59 anos), e em seguida, pedir Philae o robô aterrissador de 100 kg em sua superfície.
A sonda Rosetta de ESA passou muito tempo (a segunda quinzena de outubro de 2014), em órbita ao redor do cometa, a menos de 10 km de sua superfície.

Temos recebido imagens bonitas e originais tiradas pela câmera de navegação de Rosetta, durante este período. Eles nos mostram este mundo inquietante e misterioso que tem aprisionado Philae para a aurora dos tempos. De fato, o cometa é muito escuro, muito mais escuro do que a imagem, mais negro do que o carvão, mas a câmera acentuou a luz e as sombras desta antiga remanescente do nosso sistema solar. Estas primeiras imagens revelaram um mundo cheio de rochas, penhascos e covas e precipícios impressionantes.
"Nas próximas horas vamos saber exatamente como e onde pousamos, e vamos começar a obter o máximo de dados científicos que pudermos a partir da superfície deste mundo fascinante." disse Stephan Ulamec, diretor do Centro Aeroespacial alemão DLR.
O cometa alcançará sua distância mais próxima do Sol 13 de agosto de 2015 à cerca de 185 milhões km entre as órbitas da Terra e Marte. Rosetta acompanhará a cometa e monitorará Philae ao longo de 2015, afastando-se do Sol, em seguida, Rosetta e Philae adormecer-se-ão no espaço frio do sistema solar.

N.B.: A Pedra de Roseta descoberto em 1799, é uma pedra gravada do antigo Egito, que está inscrito em três versões do mesmo texto que permitiu a decifração dos hieróglifos no início do século 19. Na parte superior da pedra, o texto está em hieróglifos egípcios, no centro, o mesmo texto em demótico e na parte baixa em grego antigo. A Pedra de Roseta mede 112,3 centímetros de altura, 75,7 centímetros de largura e 28,4 centímetros de espessura e pesa ≈760 kg.
Philae foi uma antiga cidade egípcia sobre o Nilo, que abrigava um templo de Isis, um dos melhores preservados. Desde a entrada em funcionamento da barragem de Aswan em 1970, Philae não é mais que uma pedra emergindo do lago. Todas as construções colocadas no solo granítico de Philae, pedra por pedra, foram transportados para um outro bloco de granito, Aguilkia. Philae é um site mítico cujas crenças e mensagens antigo têm chegado até nós.

Imagem: Superfície do cometa Churyumov-Gerasimenko a partir de uma altitude de 10 km. O cometa visto em placas fotográficas em 1969, leva o nome de seus descobridores, Klim Ivanovich Churyumov e Svetlana Ivanovna Gerasimenko. Rosetta de ESA passou muito tempo (a segunda quinzena de outubro de 2014), em órbita ao redor do cometa menos de 10 km da sua superfície. Depois de um longo viagem de 6,4 bilhões milhas, 12 de Novembro de 2014, Rosetta e Philae foram separados. Rosetta acompanhará a cometa e monitorará Philae ao longo de 2015, afastando-se do Sol, Rosetta e Philae adormecer-se-ão no espaço frio do nosso sistema solar. Crédito : Agência Espacial Europeia - ESA.

Qual é o peso de Philae no cometa?

Sorte é com Philae, apesar do fracasso do sistema de fixação, ele permaneceu no chão do cometa. O robô Philae é colocado sobre o cometa Churyumov-Gerasimenko no espaço fornecido pelos cientistas, mas a fixação que deve fixar Philae no chão, deu errado, arpões eram supostamente para ser lançados por um sistema explosivo. Então Philae sob a pressão dos amortecedores, tem "saltado".
Esta falha, que teria podido ejetar, para sempre, o robô do cometa não foi catastrófico porque Philae desembarcou em solo macio. De acordo com o astrofísico Francis Rocard, se o chão era duro, Philae teria sofrido uma forte ricocheteio, na verdade o sistema tem-se afundado de apenas 4 cm, enquanto a amplitude máxima dos amortecedores é de 20 cm. Em seguida, acordo com Stephan Ulamec, chefe da lander, Philae foi "um grande salto", cerca de um quilômetro de distância. Devido à baixa gravidade, este salto ocorreu em marcha lenta e durou quase duas horas. Felizmente, a aterragem correu bem mas Philae terminou sua corrida em uma posição desconfortável, no escuro e com uma perna em um vácuo, o que irá constituir um problema para recarregar suas baterias.
 
N.B.: Não devemos confundir massa e peso, embora na Terra, massa e peso são usados como sinônimos. O peso do corpo é uma força exercida pelo campo gravitacional ambiente, o peso varia dependendo do local. A massa não muda dependendo da localização, que corresponde a uma quantidade de material, que é o mesmo em todo o universo. O peso é medido em Newtons, a massa em kg.

Mas qual é o peso de Philae no cometa?
Para calcular o peso de Philae em Churyumov-Gerasimenko, isto é, a força da gravidade sobre o cometa, deve usar diversos parâmetros, a constante gravitacional G, a aceleração da gravidade g, a massa M do cometa, a massa m de Philae e o raio R do cometa, ou melhor, R max e R min, porque não é um objecto esférico.
G = 6,67384 10⁻¹¹ N.m².kg^-2
g = G (M/R2) en m/s²
M = 1×10¹³ kg
m = 100 kg
R min e max = ≈0,65 km et ≈2,05 km, (dimensões dos lóbulos do cometa) (4,1×3,2×1,3 km) + (2,5×2,5×2,0 km).
Resta apenas calcular a força gravitacional exercida pelo cometa em Philae, onde F=G ((Mm)/R²) newton ou m·kg·s^-2
A força gravitacional é ≈0,01588 N mais distante do centro do cometa e 0,1579 N mais perto. O peso de Philae é ≈1,5 grama mais distante do centro do cometa e ≈15,7 gramas mais perto.
Os cientistas devem mostrar muito delicadeza para controlar os instrumentos de Philae. Um pequeno impulso descontrolado, teria sido suficiente para orbitar o robô e perder o para sempre.

Imagem: A superfície perturbada do cometa Churyumov-Gerasimenko tirada pela câmera de Rosetta, a partir de uma altitude de poucos km. Entende-se que em esta superfície caótica, era necessário que o trem de pouso é implantado corretamente, que o propulsor chapea bem Philae no chão e que os arpões funcionam de maneira síncrona para fixar o robô no chão. Uma aterragem bem sucedida em um cometa é uma conquista real.
Crédito : Agência Espacial Europeia - ESA.