Depois de anos de trabalho de detetive, cientistas que trabalham na missão Rosetta da Agência Espacial Europeia (ESA) conseguiram localizar onde a sonda Philae fez seu segundo e penúltimo contato com a superfície do Cometa 67P / Churyumov-Gerasimenko em 12 de novembro de 2014, antes de finalmente parar a 30 metros de distância. Este pouso foi monitorado a partir do Centro Aeroespacial Alemão Philae Control Center. Philae deixou rastros para trás; o módulo de pouso pressionou seu lado superior e o alojamento de sua broca de amostra em uma fenda gelada em uma área rochosa negra coberta com poeira carbonosa. Como resultado, Philae abriu a superfície, expor o gelo de quando o cometa foi formado, que tem sido protegido da radiação do Sol desde então. O nu, superfície gelada brilhante, cujo contorno lembra um pouco um crânio, agora revelou o ponto de contato, pesquisadores escrevem na publicação científica Natureza .

Tudo o que se sabia anteriormente era a localização do primeiro contato, que houve outro impacto após a recuperação, e a localização do local de pouso final onde Philae veio para descansar após duas horas e onde foi encontrado no final da missão Rosetta em 2016. "Agora finalmente sabemos o lugar exato onde Philae pousou no cometa pela segunda vez. Isso nos permitirá reconstruir totalmente a trajetória da sonda e obter resultados científicos importantes dos dados de telemetria, bem como medições de alguns dos instrumentos operando durante o processo de pouso, "explica Jean-Baptiste Vincent do Instituto DLR de Pesquisa Planetária, que esteve envolvido na pesquisa publicada hoje. "Philae nos deixou com um mistério final esperando para ser resolvido, "diz Laurence O'Rourke da ESA, o principal autor do estudo. A equipe de cientistas foi motivada a realizar uma pesquisa de vários anos por 'TD2', ponto de aterrissagem dois:"Foi importante encontrar o local de aterrissagem porque os sensores em Philae indicaram que ele havia cavado na superfície, provavelmente expondo o gelo primitivo escondido embaixo. "Nos últimos anos, o local foi procurado como uma agulha em um palheiro nas inúmeras imagens e dados da área de pouso de Philae.

O magnetômetro deu a indicação decisiva

Por muito tempo, e sem sucesso, os cientistas procuraram repetidamente por pontos de gelo descoberto na região suspeita usando imagens de alta resolução adquiridas pelo Optical, Instrumento Spectroscopic and Infrared Remote Imaging System (OSIRIS) desenvolvido pelo Instituto Max Planck para Pesquisa do Sistema Solar (MPS) em Göttingen e carregado a bordo do orbitador Rosetta. Mas foi a avaliação das medidas feitas pelo ROsetta MAgnetometer e Plasma Monitor (ROMAP), construído para Philae sob a direção da Universidade Técnica de Braunschweig, que colocou os cientistas no caminho certo. Nos dados, a equipe investigou as mudanças que ocorreram quando o magnetômetro explodiu, projetando 48 centímetros do módulo de pouso, moveu-se ao atingir a superfície - o que mostrou que havia se dobrado. Isso criou um padrão característico nos dados do instrumento ROMAP de Philae, o que mostrou que a barreira se moveu em relação a Philae e permitiu que a duração da penetração da sonda no gelo fosse estimada. Os dados ROMAP foram correlacionados com os dados do magnetômetro RPC da Rosetta para determinar a orientação exata de Philae.

A análise dos dados revelou que Philae passou quase dois minutos completos - o que não é incomum neste ambiente de gravidade muito baixa - no segundo ponto de contato de superfície, fazendo pelo menos quatro contatos de superfície diferentes enquanto o módulo de pouso 'lavava' a paisagem acidentada. Uma marca particularmente notável, que se tornou visível nas imagens, foi feito quando o topo de Philae afundou 25 centímetros no gelo ao lado de uma fenda aberta, deixando traços visíveis da broca de amostra e do topo da sonda. Os picos nos dados do campo magnético resultantes do movimento da lança mostram que Philae levou três segundos para fazer esse 'amassado' em particular.

Uma escultura de gelo de cometa em forma de crânio

Os dados do ROMAP apoiaram a descoberta deste local com os cheios de gelo, fenda aberta brilhante nas imagens OSIRIS. Quando visto de cima, lembrou aos pesquisadores um crânio, então eles chamaram o ponto de contato de 'Cume do topo do crânio'. O 'olho' direito do crânio foi formado onde o lado superior de Philae comprimiu a poeira do cometa, enquanto Philae arranhou a lacuna entre os blocos de gelo cobertos de poeira como um moinho de vento, apenas para finalmente decolar novamente e cobrir os últimos metros até seu local de descanso final. “Na época, os dados mostravam que Philae havia feito contato com a superfície várias vezes e, finalmente, pousou em um local mal iluminado. Também sabíamos o local de pouso final aproximado a partir das medições do radar CONSERT. A trajetória exata de Philae e os pontos de contato não puderam ser interpretados tão rapidamente, "lembra o gerente de projetos da Philae, Stephan Ulamec, da DLR.

A avaliação das imagens OSIRIS juntamente com aquelas adquiridas pelo instrumento Visible and InfraRed Thermal Imaging Spectrometer (VIRTIS) confirmou que o material brilhante é gelo de água pura, que foi exposta pelo contato de superfície Philae em uma área de 3,5 metros quadrados. Durante este contato, a região ainda estava na sombra. Não foi até meses depois que a luz do sol caiu sobre ele, portanto, o gelo ainda brilhava intensamente no Sol e mal era intemperizado e escurecido pelo ambiente espacial. Apenas o gelo de outras substâncias voláteis, como monóxido de carbono ou dióxido de carbono, evaporou.

O cometa 67P está cheio de vazios e sem muita coesão

Esta reconstrução de eventos é, nele mesmo, desafiador trabalho de detetive, mas a primeira medição direta da consistência do gelo do cometa também fornece informações importantes. Os parâmetros de contato com a superfície mostraram que este antigo, A mistura de gelo e poeira com 4,5 bilhões de anos é extraordinariamente macia - é mais fofa do que a espuma de um cappuccino, a espuma de uma banheira ou as espumas das ondas batendo na costa. “A tensão mecânica que mantém o gelo do cometa unido neste pedaço de poeira é de apenas 12 pascal. Isso não é muito mais do que 'nada', "explica Jean-Baptiste Vincent, que está estudando a resistência à compressão e à tração do gelo "primitivo". Este gelo foi armazenado em cometas por 4,5 bilhões de anos, como se estivesse em um congelador cósmico, testemunhando o período mais antigo do Sistema Solar.

A investigação também permitiu uma estimativa da porosidade da 'rocha' tocada por Philae. Aproximadamente 75 por cento, três quartos do interior, consiste em vazios. As 'pedras' onipresentes nas imagens são, portanto, mais comparáveis ​​às pedras de isopor em uma paisagem de fantasia de estúdio de cinema do que à realidade, duro, rochas maciças. Em outro local, uma rocha de seis metros de largura, capturado em várias imagens, até subiu a colina devido à pressão do gás da evaporação do gelo do cometa.

Estas observações confirmam um resultado da missão orbital Rosetta, que forneceu um valor numérico semelhante para a proporção de vazios e mostrou que o interior do 67P / Churyumov-Gerasimenko deveria ser homogêneo até um tamanho de bloco de um metro. Isso leva à conclusão de que as 'pedras' na superfície do cometa representam o estado geral de seu interior conforme ele foi formado há aproximadamente 4,5 bilhões de anos. O resultado não é apenas cientificamente relevante para a caracterização de cometas, que ao lado dos asteróides estão os corpos mais primordiais do Sistema Solar, mas também apóia o planejamento de futuras missões para visitar cometas e coletar amostras para serem devolvidas à Terra. Essas missões estão atualmente sob consideração.

12 de novembro de 2014 - o primeiro toque em um cometa

Philae separou-se suavemente de sua espaçonave mãe Rosetta na tarde (CET) de 12 de novembro de 2014 e desceu caminhando em direção ao Cometa 67P / Churyumov-Gerasimenko. Como as imagens da câmera ROsetta Lander Imaging System (ROLIS) da DLR mostraram mais tarde, o módulo de pouso, com um volume de aproximadamente um metro cúbico, atingiu o local de pouso planejado da Agilkia quase perfeitamente. Contudo, Philae não pôde se ancorar no cometa 67P porque os arpões de âncora fornecidos para esse propósito não foram ativados. Uma vez que o cometa tem apenas cerca de cem milésimos da força gravitacional em sua superfície em comparação com a gravidade da Terra, Philae ricocheteou no cometa, elevou-se a uma altura de um quilômetro e flutuou sobre a região de Hatmehit no menor dos dois meios-corpos do cometa. Depois de mais de duas horas, Philae novamente fez contato com o cometa 67P. Os dados transmitidos à Rosetta durante as duas horas mostraram que o módulo de pouso havia parado após seu turbulento voo saltitante, uma colisão violenta com a borda de um penhasco e mais dois contatos com a superfície. Um pouco mais tarde, Philae também conseguiu transmitir imagens do local de pouso, batizado Abydos, para a Terra via Rosetta.

Essas imagens mostraram rapidamente que o módulo de pouso agora não, como havia sido planejado, em um local favorável com luz solar suficiente. Para a equipe na sala de controle DLR, o trabalho realmente começou após o pouso inesperado:eles operaram a sonda por quase 60 horas, comandando seus 10 instrumentos de bordo e finalmente virando-o levemente em direção ao sol. No entanto, a energia da bateria principal acabou porque muito pouca energia pode ser produzida. As baterias não puderam ser suficientemente carregadas porque o Sol brilhou em Philae por pouco menos de 1,5 horas durante cada dia de cometa de 12,4 horas. Na verdade, a equipe da Rosetta de várias centenas de pessoas passou 22 meses tentando descobrir onde Philae realmente estava. Apenas um close-up obtido pelo sistema de câmeras OSIRIS, algumas semanas antes do final da missão em 2 de setembro de 2016, mostrou que Philae estava preso em uma espécie de fenda sob uma saliência que protegia a luz do sol. No final da missão, a espaçonave Rosetta também foi pousada em 67P / Churyumov-Gerasimenko em uma manobra final em 30 de setembro de 2016.