[Verslag] Rosetta en Philae bij 67P

[Benm]

Dat zal ongetwijfeld het verschil zijn: vrijwel al het deuterium komt van de bing bang, terwijl alle zuurstof afkomstig is van nucleogenese in sterren. Een ander element wat mogelijk interessant is om naar te kijken is lithium-7, wat ook in geringe mate gevormd moet zijn in de big bang, maar waarvan de abundantie in het bekende heelal lager is dan berekend.

[Michel Uphoff]

Het geluid van de eerste touchdown van Philae is opgenomen door Sesame, een systeem van drie verschillende detectoren aan boord van de lander. Attached het verder niet gemodificeerde real time geluid als mp3 bestand. Toch wel erg fraai de landing van een instrument op 500 miljoen kilometer afstand te kunnen horen! 

 

Hieronder is het geluid grafisch weergegeven. Klik op de afbeelding voor een grote weergave.

 

Philae Impact Sound.jpg (59.89 KiB) 4097 keer bekeken

Bron: Esa/mu

 

Een analyse van het geluid is verder niet gegeven, dus het onderstaande is niet meer dan een mogelijk waardeloze interpretatie mijnerzijds. Andere interpretaties zijn dan ook welkom!
 
Het totale signaal is 1,5 seconden lang, en de geringe amplitude gedurende de eerste 0,3 seconden wijst m.i. ook hier op een zachte toplaag van enkele decimeters, waaronder een harde ijsvloer ligt.  Het lijkt er op dat Philae onder een hoek de bodem heeft geraakt. Twee min of meer overeenkomstige patronen rond 0,34 en 0,42 seconden lijken aan te geven dat een van de drie poten de komeet heeft geraakt, en iets later de twee andere poten vrijwel gelijktijdig (zelfde patroon, hogere amplitude). Tussen 0,45 en 0,8 seconden veert de lander in en breekt de schok gedeeltelijk. Bij 0,8 seconden gaat gedurende 0,7 seconden de amplitude sterk omlaag. M.i. worden hier de poten weer uit de zachte toplaag getrokken. Dat zou redelijk overeenkomen met de opgegeven touchdownsnelheid  van 1 m/s, en de reboundsnelheid van 0,4 m/s.
 
Touchdown geluid Philae, bron Esa:

[De extensie mp3 is uitgeschakeld en kan niet langer worden weergegeven.]

[Bartjes]

Is dat het geluid in de "atmosfeer" van de komeet? Of zijn het de trillingen in het landingsgestel.

[Michel Uphoff]

Het laatste. Philae heeft met haar microgravitatie een 'atmosfeer' die zo ijl is dat er nauwelijks verschil is met het vacuüm van de interplanetaire ruimte.
Zelfs als de komeet straks dichter bij de Zon komt en een mooie coma krijgt is de druk daarbinnen vrijwel gelijk aan het beste vacuüm dat wij hier op Aarde kunnen maken.

[Emveedee]

De wetenschappers en ingenieurs die aan Rosetta werken, verwachten dat Philae in maart volgend jaar weer genoeg energie heeft om op te warmen en de accu op te laden. Dan kan binnen enkele komeet-dagen de accu volledig opgeladen zijn.


https://www.reddit.com/r/IAmA/comments/2nhhd8/we_are_comet_scientists_and_engineers_working_on/cmdn5j2

[Michel Uphoff]

Zolang de locatie en positionering van Philae niet bekend is, is het slechts een mogelijkheid. 
Het kan ook zo zijn, dat Philae teveel opwarmt en overlijdt, of dat ze juist meer in de schaduw komt bij veranderde oriëntatie en niet meer wakker wordt. Totdat er meer duidelijkheid komt, is het m.i. meer wishfull thinking dan een verwachting.
 
Nog steeds is de exacte locatie van Philae onbekend, en m.i. is er een redelijke kans dat dat zo blijft.
 
Inmiddels is er op basis van een analyse van de Romap magnetometer iets vreemds aan het licht gekomen. Het lijkt er op dat Philae tussen de eerste en tweede touchdown met een poot iets heeft geraakt, mogelijk een opstaande kraterrand. Dat wordt onder meer afgeleid uit de rotatiesnelheid van de lander. De lander draaide na de eerste touchdown in 13 seconden om haar lengte-as, en na dat 'schampschot' plotseling in 24 seconden. Ook was de rotatie daarna (de gyroscoop was inmiddels uitgeschakeld) chaotisch, de z-as bleek behoorlijk te schommelen.
 
Dit meldt Emily Wakdalalla hier: http://blogs.esa.int/rosetta/2014/11/28/did-philae-graze-a-crater-rim-during-its-first-bounce/

[edju]

Dank voor deze prachtige berichtgeving. Er is me echter iets niet helemaal duidelijk. Ligt aan mij, hoor ...
 
14 november 2014 - 14:54
COSAC instrument is nog steeds actief. De bijbehorende data is gedeeltelijk naar Rosetta verstuurd.
Of de data van de laatste metingen (met name die van de bodemanalyse en COSAC) nog door zullen komen is dus de vraag.
 
15 november 2014 - 02:35 - De boor heeft zijn werk gedaan en is weer opgehaald waarna zijn inhoud in het analyse instrument Cosac is gedropt. 2 uur geleden is de analyse begonnen. Het is nog niet bekend of alle data van de analyse wel bij Rosetta is aangekomen.
 
15 november 2014 - 15:15
Alle data, ook die van Cosac het instrument dat het bodem materiaal moest analyseren, lijkt binnengekomen vlak voordat Philae uitschakelde vanwege stroomgebrek.
 
17 november 2014 - 22:32
Inmiddels meldt de journalist Eric Hand, dat de primary investigator van het Cosac instrument meldt dat Cosac geen bodemmateriaal lijkt heeft ontvangen van de boor SD2 ... een tegenvaller.
 
19 november 2014 - 19:17
Ook de problemen met Cosac zijn inmiddels bevestigd, de SD2 boor heeft inderdaad geen materiaal aan het instrument kunnen leveren.
 
Maar dat lijkt me toch een heel forse tegenvaller? Met die boor wilde men toch de waterstof-deuterium verhouding onderzoeken en kijken of er langere organische moleculen op de komeet voorkomen? Samen met die gebroken naald geeft het mij een fors gevoel van teleurstelling. Onterecht?

[Michel Uphoff]

Onterecht?

 
Ten dele denk ik. De grote risico's waren bekend, en het feit dat Philae is geland was op zich al een enorme prestatie. Natuurlijk wil je dan graag dat er 100% wetenschappelijke return komt, en nu Philae dat zeker niet gehaald heeft kan het niet anders of er zijn ergens teleurgestelde gezichten. Maar Esa zal die niet graag laten zien denk ik.
 
Aan de andere kant; we moeten niet vergeten dat ongeveer 80% van de wetenschappelijke oogst verwacht wordt van Rosetta, en dat Philae een ons nog grotendeels onbekende oogst heeft opgeleverd. Binnenkort, nog voor de kerst, maakt Esa de eerste resultaten bekend.
Al met al is alleen het Philae hoofdstuk gezien de enorme complexiteit en grote risico's toch wel een succes te noemen, en Rosetta is hard op weg een perfecte score te halen.
 
Overigens is het Rosetta instrument Rosina dat de deuterium-waterstof verhouding heeft gemeten in de gassen van de komeet.

[Michel Uphoff]

Bijna een maand na de eerste melding (zie bericht 27 en 28), wordt het belang van de gevonden D-H verhouding ook door de media opgemerkt, en het debat over waar het water op Aarde vandaan komt laait weer op. 
 
Het Rosina instrument van Rosetta heeft vastgesteld dat de Deuterium/Waterstof verhouding in de door de komeet uitgestoten gassen ruim drie keer zo hoog ligt als in het water op Aarde (klik).
 
Dat is zelfs wat hoger dan aangetroffen in de kometen uit de Oortwolk, en maakt 67P voorlopig tot een buitenbeentje. Hier een door mij aangepaste infographic van Esa met de gevonden D-H ratio's tot nu toe. De reden voor de aanpassing is, dat Esa de Jupiter familie van kometen geheel rechts in de afbeelding had geplaatst, nog buiten die Oortwolk, wat het inzicht m.i. niet echt vergroot. In deze afbeelding staan de afstanden tot het centrum van het zonnestelsel in de juiste volgorde:
 

D-H ratio solar system.jpg (156.29 KiB) 4102 keer bekeken

Bron: Esa-mu
 
Het is nog te vroeg om definitieve conclusies te trekken, maar de hoge d-h verhouding in 67P suggereert dat de oorsprong van deze komeet inderdaad wel eens de Oortwolk zou kunnen zijn.
 

Kathrin Altwegg, principal investigator voor ROSINA: “This surprising finding could indicate a diverse origin for the Jupiter-family comets — perhaps they formed over a wider range of distances in the young solar system than we previously thought.”

 
Zeker is dat de d-h verhouding van een flink aantal asteroïden sterk overeen komt met die in onze oceanen. Maar hieruit de conclusie trekken dat het water hier op Aarde door latere inslagen van meteorieten uit die regionen komt, lijkt menige wetenschapper toch te voorbarig.
 
Wel is duidelijk dat de d-h verhoudingen in de Jupiterfamilie zeer sterk variëren, wat het onwaarschijnlijk maakt dat kometen uit deze groep het water op Aarde gebracht hebben. Als het water al ruim na het ontstaan van de Aarde later van buitenaf gebracht is, dan zijn asteroïden waarschijnlijker.
 
We zijn weer terug bij af lijkt het, want al 10 jaar geleden werd aangenomen dat materiaal uit de planetoïdengordel het water naar de Aarde gebracht kon hebben. Maar in 2011 maakte Esa bekend dat metingen door het Herschel space observatory uitwezen dat de d/h verhouding in de komeet Hartley-2 exact overeen kwam met die in onze oceanen (klik). Daarmee kreeg de theorie dat ons water van deze Jupiterfamilie afkomstig kan zijn een enorme boost. Rosetta heeft nu een forse streep door deze theorie gehaald, omdat de d/h ratio's in die familie kennelijk sterk sterk kunnen verschillen.
 
Andere scenario's zijn zeker nog niet dood. Zie bijvoorbeeld dit artikel en dit topic hier op het forum.

[Michel Uphoff]

Afgelopen week zijn tijdens de meeting van de AGU (American Geophysical Union) diverse resultaten gepresenteerd mbt Rosetta en Philae. Al met al viel het geheel mij wat tegen. Veel reeds bekende gegevens, veel 'stay tuned' en 'real soon now'.

 

Wat mogelijk interessante highlights:

• Er zijn inmiddels 5 zoeksessies geweest naar Philae. De eerste twee leverden geen resultaat op, en de gegevens van drie sessies waarbij Rosetta vanuit een wat lagere baan foto's heeft gemaakt, zijn nog in onderzoek. Esa heeft een model gemaakt van de waarschijnlijke oriëntatie van Philae:
  
  

  

  Image3.jpg (21.7 KiB) 4101 keer bekeken

  Waarschijnlijke oriëntatie Philae. Bron: Esa
  
  
  De gele kegel is het gebied vanwaaruit zonlicht kan worden ontvangen, licht dat slechts door een deel van een zonnepaneel kan worden benut. Men blijft onverminderd hoopvol dat Philae gevonden wordt, en duimt om een kerstcadeautje. Bij Esa is men m.i. op dit moment aan het gokken over de kansen op een herstart van Philae, de signalen zijn niet bepaald eenduidig. De ene wetenschapper stelt nogal zelfverzekerd, dat Philae in de periode tussen februari en april wakker zal worden, terwijl de ander juli tot september noemt (dat zou dan tijdens het perihelium zijn), en een derde is m.i. verstandiger met te zeggen dat alles afhangt van de exacte locatie en oriëntatie van de lander. Optimistisch als men bij Esa blijft is de rotsrand op de foto die Philae op de landingslocatie maakte 'Perihelion Cliff' genoemd. In de hoop dat de schaduw van deze rand tijdens het perihelium verdwijnen zal.
  
  

  

  perihelion cliff 67p.jpg (55.46 KiB) 4101 keer bekeken

  'Perihelion Cliff' op de komeet. Bron: Esa
  
   
• Als Philae gevonden wordt, kunnen er hopelijk meer verantwoorde uitspraken worden gedaan over de kansen dat de lander ergens in het komend jaar weer tot leven kan worden gewerkt. Een klein positief punt is, dat de temperatuur in situ wat hoger is dan verwacht, waardoor de kans dat Philae een langere periode kan overbruggen zonder beschadiging wat groter is.
• Het zoekgebied is nog steeds ongeveer een hectare groot, ergens aan de rand van de krater op de kleine lob van de komeet
  
  

  

  Image6.jpg (43.88 KiB) 4101 keer bekeken

  Bron: Esa
  
   
• Katrhin Altwegg van de Universität Bern meldt, dat de huidige metingen uitwijzen dat 67P in een zeer koude omgeving moet zijn ontstaan, en dat er aangenomen moet worden dat kometen (uit de Oortwolk en de Kuipergordel) en planetoïden (tussen Mars en Jupiter) onderling meer vermengd zijn geraakt dan tot heden werd aangenomen. 
• Ook interessant zijn haar bevindingen inzake de heterogeniteit van de komeetkern. Het noordelijk 'halfrond' blijkt vrij sterk af te wijken van het zuidelijk 'halfrond' als er gekeken wordt naar de verhouding tussen water, koolmonoxide en kooldioxide die in de ijle dampnevel worden aangetroffen.
• Ook de (verrassend grote) hoeveelheid zwavel vertoont een duidelijke dichotomie. Te vroeg om hieruit conclusies te trekken, maar de hypothese dat 67P wel eens uit twee afzonderlijke komeetkernen zou kunnen bestaan wordt er bepaald niet mee weerlegd.
• Er zijn naast de reeds gemelde organische verbindingen met zekerheid ook complexer koolwaterstof verbindingen aangetroffen. Altwegg trof moleculen aan met een molaire massa boven de 100, maar kon nog niet zeggen om welke verbindingen het gaat.
• De fysieke parameters van de komeetkern zijn wat nauwkeuriger gemeten. Het volume is 21,4 _±2 km³. De dichtheid is 470 _±45 kg/m³. De versnelling van de zwaartekracht varieert bij zo'n onregelmatige massa natuurlijk sterk en is vastgesteld op 1,3-2,2 cm/s², en het oppervlak op 47,4 _±0,8 km² 

[jkien]

Jammer dat ESA geen plaatje van die zoekplaats op de 'halter' publiceert, zeg maar zoals dit plaatje dat vermoedelijk door een amateur is gemaakt.
 
Hoe zou ESA eigenlijk een plaats op het oppervlak vastleggen, gaat dat met een coordinatenstelsel dat lijkt op dat van onderstaande animatie?


 

[Michel Uphoff]

Dat coördinatenstelsel lijkt mij te kloppen. Onder de originele animatie staat dan ook "Animation: ©Cnes/Esa/Osiris":
 

Image1.jpg (46.84 KiB) 4101 keer bekeken

 

Jammer dat ESA geen plaatje van die zoekplaats op de 'halter' publiceert.

 
Misschien begrijp ik je verkeerd, maar de derde afbeelding van mijn bijdrage toont die toch?
Mogelijk bedoel je de verwachte baan van Philae tijdens haar drie touchdowns en het schampshot?

[jkien]

Ik herkende de halter niet op jouw derde plaatje. Ook nu je het gezegd hebt kost het me moeite om in het achtergrondplaatje met de zwarte achtergrond een halter te herkennen.
 
Inderdaad had ik op zo een plaatje ook liefst de verbindingslijn van de eerste tot de laatste touchdown gezien (en bovendien het stukje breedte'cirkel' dat aangeeft in welk richting en hoever het oppervlak door de asrotatie heeft bewogen)

[Michel Uphoff]

De jongens van unmannedspaceflight.com zijn er al weken mee bezig.

 

Zeker is, dat er onduidelijke informatie is gegeven, zo was de genoemde stijghoogte van 1 km na de eerste bounce volledig uit de lucht gegrepen, waarschijnlijk is het minder dan 100 meter geweest.

 

Het is heel erg lastig een goed beeld te krijgen van het traject. Dit is waar ze met de data tot nu toe op uitkomen:

 

[jkien]

Wat een mooi werk van de jongens van unmannedspaceflight.com!