Na jaren van speurwerk, wetenschappers die aan de Rosetta-missie van de European Space Agency (ESA) werken, hebben nu kunnen lokaliseren waar de Philae-lander zijn tweede en voorlaatste contact maakte met het oppervlak van komeet 67P/Churyumov-Gerasimenko op 12 november 2014, voordat hij uiteindelijk op 30 meter afstand tot stilstand komt. Deze landing werd gevolgd vanuit het Duitse Aerospace Center Philae Control Center. Philae liet sporen achter; de lander drukte zijn bovenkant en de behuizing van zijn monsterboor in een ijzige spleet in een zwart rotsachtig gebied bedekt met koolstofhoudend stof. Als resultaat, Philae krabde het oppervlak open, het blootleggen van ijs van toen de komeet werd gevormd en dat sindsdien beschermd was tegen de straling van de zon. de blote, helder ijzig oppervlak, waarvan de omtrek enigszins doet denken aan een schedel, heeft nu het contactpunt onthuld, onderzoekers schrijven in de wetenschappelijke publicatie Natuur .

Het enige dat eerder bekend was, was de locatie van het eerste contact, dat er nog een impact was geweest na de rebound, en de locatie van de laatste landingsplaats waar Philae na twee uur tot rust kwam en waar het werd gevonden tegen het einde van de Rosetta-missie in 2016. "Nu weten we eindelijk de exacte plaats waar Philae voor de tweede keer op de komeet landde. Dit zal ons in staat stellen om de baan van de lander volledig te reconstrueren en belangrijke wetenschappelijke resultaten af ​​te leiden uit de telemetriegegevens en metingen van enkele van de instrumenten die tijdens de het landingsproces, " legt Jean-Baptiste Vincent van het DLR Institute of Planetary Research uit, die betrokken was bij het vandaag gepubliceerde onderzoek. "Philae had ons een laatste mysterie achtergelaten dat wachtte om opgelost te worden, " zegt Laurence O'Rourke van ESA, de hoofdauteur van de studie. Het team van wetenschappers was gemotiveerd om een ​​meerjarige zoektocht naar 'TD2' uit te voeren, touchdown punt twee:"Het was belangrijk om de landingsplaats te vinden omdat sensoren op Philae aangaven dat het in het oppervlak had gegraven, hoogstwaarschijnlijk het primitieve ijs dat eronder verborgen is blootgelegd." de locatie werd als een speld in een hooiberg gezocht in de talloze afbeeldingen en gegevens van Philae's landingsgebied.

De magnetometer gaf de beslissende indicatie

Voor een lange tijd, en tevergeefs, de wetenschappers zochten herhaaldelijk naar plekken met kaal ijs in de verdachte regio met behulp van afbeeldingen met een hoge resolutie die waren verkregen door de Optical, Spectroscopisch en Infrarood Remote Imaging System (OSIRIS) instrument ontwikkeld door het Max Planck Institute for Solar System Research (MPS) in Göttingen en gedragen aan boord van de Rosetta-orbiter. Maar het was de evaluatie van metingen gedaan door de ROsetta MAgnetometer en Plasmamonitor (ROMAP), gebouwd voor Philae onder leiding van de Technische Universiteit van Braunschweig, die de wetenschappers op het goede spoor zetten. In de gegevens, het team onderzocht veranderingen die zich voordeden toen de magnetometergiek, die 48 centimeter uit de lander steekt, bewoog toen het het oppervlak raakte - wat aantoonde dat het was verbogen. Hierdoor ontstond een karakteristiek patroon in de gegevens van Philae's ROMAP-instrument, waaruit bleek dat de giek ten opzichte van Philae bewoog en de duur van de penetratie van het ijs door de lander kon worden geschat. De ROMAP-gegevens werden gecorreleerd met gegevens van Rosetta's RPC-magnetometer om de exacte oriëntatie van Philae te bepalen.

Analyse van de gegevens onthulde dat Philae bijna twee volle minuten had doorgebracht - niet ongebruikelijk in deze omgeving met zeer lage zwaartekracht - op het tweede contactpunt aan de oppervlakte, maakte ten minste vier verschillende oppervlaktecontacten terwijl de lander door het ruige landschap 'ploegde'. Een bijzonder opmerkelijke afdruk, die zichtbaar werd in de beelden, werd gemaakt toen de bovenkant van Philae 25 centimeter in het ijs zonk aan de zijkant van een open spleet, zichtbare sporen achterlaten van de monsterboor en de bovenkant van de lander. De pieken in de magnetische veldgegevens als gevolg van de boombeweging laten zien dat Philae drie seconden nodig had om deze specifieke 'deuk' te maken.

Een sculptuur van kaal komeetijs in de vorm van een schedel

De ROMAP-gegevens ondersteunden de ontdekking van deze site met de met ijs gevulde, heldere open spleet in de OSIRIS-beelden. Van bovenaf gezien, het deed de onderzoekers denken aan een schedel, dus noemden ze het contactpunt 'Skull-top Ridge'. Het rechter 'oog' van de schedel werd gevormd waar Philae's bovenkant het komeetstof samendrukte, terwijl Philae als een windmolen door de opening tussen de met stof bedekte ijsblokken krabde, om uiteindelijk weer op te stijgen en de laatste meters naar zijn laatste rustplaats af te leggen. "Destijds toonden de gegevens aan dat Philae verschillende keren contact had gemaakt met het oppervlak en uiteindelijk op een slecht verlichte plek was geland. We kenden ook de geschatte definitieve landingsplaats van CONSERT-radarmetingen. Philae's exacte traject en contactpunten konden niet zo snel worden geïnterpreteerd, " herinnert Philae-projectmanager Stephan Ulamec van DLR zich.

De evaluatie van de OSIRIS-beelden, samen met die verkregen door de Visible and InfraRed Thermal Imaging Spectrometer (VIRTIS)-instrument, bevestigde dat het heldere materiaal zuiver waterijs is, die werd blootgesteld door het Philae-oppervlaktecontact over een oppervlakte van 3,5 vierkante meter. Tijdens dit contact de regio lag nog in de schaduw. Pas maanden later viel er zonlicht op, dus het ijs scheen nog steeds helder in de zon en was nauwelijks verweerd en verduisterd door de ruimteomgeving. Alleen het ijs van andere vluchtige stoffen zoals koolmonoxide of kooldioxide verdampt.

Komeet 67P zit vol holtes en zonder veel cohesie

Deze reconstructie van gebeurtenissen is, op zichzelf, uitdagend speurwerk, maar de eerste directe meting van de consistentie van komeetijs levert ook belangrijke inzichten op. De parameters van oppervlaktecontact toonden aan dat deze oude, 4,5 miljard jaar oud mengsel van ijs en stof is buitengewoon zacht - het is luchtiger dan het schuim op een cappuccino, het schuim in een badkuip of de witte golven die de kust ontmoeten. "De mechanische spanning die het komeetijs bij elkaar houdt in dit brok stof is slechts 12 pascal. Dat is niet veel meer dan 'niets', " legt Jean-Baptiste Vincent uit, die de druk- en treksterkte van 'primitief' ijs bestudeert. Dit ijs is 4,5 miljard jaar in kometen opgeslagen als in een kosmische vriezer, getuigen van de vroegste periode van het zonnestelsel.

Het onderzoek maakte ook een schatting mogelijk van de porositeit van de 'rots' die door Philae werd aangeraakt. Ongeveer 75 procent, driekwart van het interieur, bestaat uit holtes. De alomtegenwoordige 'keien' in de beelden zijn dus meer vergelijkbaar met piepschuimrotsen in een filmstudio-fantasielandschap dan met echte, moeilijk, massieve rotsen. Op een andere locatie, een zes meter brede rots, vastgelegd in verschillende foto's, zelfs bergopwaarts bewogen vanwege de gasdruk van verdampend komeetijs.

Deze waarnemingen bevestigen een resultaat van de Rosetta-orbitermissie, die een vergelijkbare numerieke waarde gaf voor het aandeel holtes en aantoonde dat het interieur van 67P/Churyumov-Gerasimenko homogeen moest zijn tot een blokgrootte van één meter. Dit leidt tot de conclusie dat de 'keien' op het oppervlak van de komeet de algehele staat van het binnenste vertegenwoordigen zoals het ongeveer 4,5 miljard jaar geleden werd gevormd. Het resultaat is niet alleen wetenschappelijk relevant voor de karakterisering van kometen, die naast asteroïden de meest oorspronkelijke lichamen in het zonnestelsel zijn, maar ondersteunt ook de planning van toekomstige missies om kometen te bezoeken en monsters te verzamelen die naar de aarde worden teruggebracht. Dergelijke missies worden momenteel overwogen.

12 november 2014 – de eerste landing op een komeet

Philae scheidde zich zachtjes van zijn moederruimtevaartuig Rosetta in de middag (CET) van 12 november 2014 en daalde stapvoets af richting komeet 67P/Churyumov-Gerasimenko. Zoals beelden van DLR's ROsetta Lander Imaging System (ROLIS) camera later lieten zien, de lander, met een inhoud van ongeveer een kubieke meter, raakte de geplande landingsplaats van Agilkia bijna perfect. Echter, Philae kon zichzelf niet verankeren op komeet 67P omdat de ankerharpoenen die voor dit doel waren voorzien niet geactiveerd werden. Aangezien de komeet slechts ongeveer een honderdduizendste van de zwaartekracht aan het oppervlak heeft in vergelijking met de zwaartekracht van de aarde, Philae stuiterde van de komeet, steeg tot een hoogte van een kilometer en zweefde over het gebied van Hatmehit op de kleinste van de twee komeet-halflichamen. Na ruim twee uur, Philae maakte opnieuw contact met komeet 67P. De gegevens die gedurende de twee uur naar Rosetta werden verzonden, toonden aan dat de lander tot rust was gekomen na zijn turbulente stuiterende vlucht, een gewelddadige botsing met een klifrand en twee verdere contacten met het oppervlak. Even later kon Philae ook beelden van de landingsplaats doorsturen, gedoopt Abydos, via Rosetta naar de aarde.

Deze beelden lieten al snel zien dat de lander nu niet, zoals gepland, op een gunstige locatie met voldoende zonlicht. Voor het team in de DLR-controlekamer, het werk begon pas echt na de onverwachte landing:ze dreven de lander bijna 60 uur, het besturen van de 10 instrumenten aan boord en het uiteindelijk iets naar de zon draaien. Hoe dan ook, de stroom van de primaire batterij raakte op omdat er te weinig stroom kon worden geproduceerd. De batterijen konden niet voldoende worden opgeladen omdat de zon op Philae bijna 1,5 uur scheen tijdens elke 12,4-uur durende komeetdag. In feite, het Rosetta-team van enkele honderden mensen bracht 22 maanden door met puzzelen over waar Philae eigenlijk was. Alleen een close-up verkregen door het OSIRIS camerasysteem, genomen enkele weken voor het einde van de missie op 2 september 2016, toonde aan dat Philae rechtop zat in een soort spleet onder een overstek die het zonlicht afschermde. Aan het einde van de missie, het Rosetta-ruimtevaartuig werd ook neergezet op 67P/Churyumov-Gerasimenko in een laatste manoeuvre op 30 september 2016.