Rosetta potrebbe aver trovato Philae, ma i dubbi rimangono

Una serie di possibili candidati. Philae è uno di questi? Credit Centre image: ESA/Rosetta/NAVCAM – CC BY-SA IGO 3.0; insets: ESA/Rosetta/MPS for OSIRIS Team MPS/UPD/LAM/IAA/SSO/INTA/UPM/DASP/IDA

Philae, il piccolo robottino europeo che a Novembre dell'anno scorso ha inaugurato un nuovo capitolo nella storia dell'esplorazione spaziale, diventando il primo oggetto artificiale ad adagiarsi sulla superficie di una cometa, non si è ancora risvegliato. Il piccolo lander europeo aveva effettuato uno storico triplice atterraggio sulla cometa 67P/Churyumov-Gerasimenko lo scorso 12 Novembre, sotto gli occhi preoccupati della nave madre Rosetta, che è ancora in orbita attorno al nucleo della cometa.

In questi mesi, Rosetta ha continuato a usare i suoi due potenti occhi robotici - la fotocamera di navigazione Navcam e la fotocamera ad alta risoluzione OSIRIS - per cercare di identificare il piccolo robottino, di cui conosciamo con esattezza solo l'assetto, ma non la posizione precisa. Philae sarebbe dovuto atterrare in un sito conosciuto come Agilkia, ma i dati di bordo e le immagini scattate da OSIRIS il giorno dell'atterraggio indicano che il robottino ha effettuato due rimbalzi, tre se si conta anche una roccia che ha urtato con una delle sue tre gambe robotiche.

Philae poco dopo la separazione dalla nave madre Rosetta, all'inizio della sua drammatica discesa di sette ore verso il nucleo della cometa. Foto ESA/Rosetta/MPS for OSIRIS Team MPS/UPD/LAM/IAA/SSO/INTA/UPM/DASP/IDA

Philae si è adagiato sul suolo della cometa alle 18:32 ora italiana, in un sito oggi conosciuto come Abysos, ma la cui ubicazione precisa rimane ancora da determinare. Purtroppo, il robottino si è spento dopo meno di sessanta ore di operazione sulla superficie a causa delle sfavorevoli condizioni di illuminazione, ma ciò non gli ha impedito di svolgere tutti gli esperimenti per cui era stato inviato. Detto questo, se Philae dovesse tornare in vita, avrebbe ancora molta scienza da regalarci.

La prima campagna di ricerca di Philae da parte di Rosetta è stata intrapresa a Dicembre, quando la sonda si è portata a soli 18 km dal nucleo. A questa distanza, la sua fotocamera OSIRIS ha una risoluzione di 34 centimetri per pixel. Philae misura circa un metro in diametro, e le sue tre sottili gambe robotiche si estendono fino a circa 1.4 metri dal centro. Anche a risoluzioni così elevate, nelle immagini di OSIRIS, Philae sarebbe largo solo un paio di pixel.

L'ellisse di 10x160 metri in cui si dovrebbe trovare Philae. Credit Ellipse: ESA/Rosetta/Philae/CONSERT; Image: ESA/Rosetta/MPS for OSIRIS Team MPS/UPD/LAM/IAA/SSO/INTA/UPM/DASP/IDA

Oggi, l'Agenzia Spaziale Europea ha pubblicato le foto di una serie di possibili candidati. La domanda, però, rimane: Philae è davvero uno di questi puntini? E se sì, quale?

Per fortuna, i dati a nostra disposizione non finiscono qui. Analizzando i segnali radio emessi dallo strumento CONSERT, gli scienziati sono riusciti a delimitare il sito d'atterraggio a un'ellisse di circa 16 per 160 metri, appena oltre il bordo della depressione Hatmehit.

Purtroppo, però, la posizione dell'ellisse di atterraggio dipende molto anche dal modello del nucleo. Nonostante Rosetta abbia trasmesso un'incredibile quantità di dati scientifici sulla cometa, immagini comprese, la sua forma non è ancora nota con una precisione sufficiente a poter dire con certezza assoluta che Philae si trova davvero all'interno di questa ellisse.

L'ellisse di atterraggio sovraimposta sull'attuale modello della cometa. Credit ESA/Rosetta/Philae/CONSERT

Molti dei possibili candidati osservati da OSIRIS possono già essere esclusi analizzando i dati di CONSERT. Uno di questi, però, è molto vicino all'ellisse. "Abbiamo identificato molti possibili candidati nelle imagini di OSIRIS, sia all'interno della regione di interesse che nelle sue vicinanze," spiega Holger Sierks, a capo di OSIRIS. "Detto questo, è importante notare che la geometria della nostra campagna di ricerca a Dicembre era tale che Rosetta era perpendicolare alla direzione Sole-cometa e si trovava in un'orbita sopra il terminatore [la linea che divide il giorno dalla notte]. I pannelli solari di Philae erano probabilmente ben illuminati, ma dal punto di vista di Rosetta erano nascosti nel terreno, rendendoli difficili o impossibili da identificare."

Come se non bastasse, il suolo di 67P è costellato di oggetti luminosi, probabilmente piccoli sassi o pendenze che riflettono la luce del Sole solo sotto determinate condizioni visive. Per eliminare questi falsi candidati, gli scienziati hanno messo a confronto le immagini scattate prima e dopo il drammatico atterraggio di Philae, in modo da poter catalogare tutte le eventuali differenze.

Si tratta davvero di Philae? Questo puntino è visibile solamente nelle due fotografie scattate un mese dopo l'atterraggio, e non in quella scattata due settimane prima. Credit ESA/Rosetta/MPS for OSIRIS Team MPS/UPD/LAM/IAA/SSO/INTA/UPM/DASP/IDA

Dopo mesi di ricerca, gli scienziati hanno identificato quello che definiscono un "candidato promettente", ripreso in due immagini scattate tra il 12 e il 13 Dicembre, un mese dopo l'atterraggio. Ad alimentare le speranze è il fatto che il candidato non risulta visibile in una foto della stessa regione scattata in condizioni visive simili il 22 Ottobre, qualche settimana prima dell'atterraggio.

"Anche se le immagini pre- e post-atterraggio sono state scattate a risoluzioni spaziali differenti [cioè a distanze diverse dal nucleo della cometa], i dettagli topografici locali corrispondono tutti, se non per un piccolo puntino luminoso presente solamente nelle immagini post-atterraggio, che crediamo possa essere Philae," spiega Philippe Lamy del Laboratoire d’Astrophysique de Marseille. "Questo puntino è chiaramente visibile in due diverse fotografie scattate a Dicembre 2014, il che conferma che si tratti di una struttura reale, e non di un granello sospeso davanti a Rosetta o di un errore nella fotocamera."

Siamo quindi riusciti a identificare Philae? Purtroppo, non possiamo esserne certi. Da un lato, le analisi degli scienziati confermano che il sito rientra in una serie di intervalli collegati, ad esempio, alle condizioni di illuminazione e di visibilità radio misurate da Philae dopo l'atterraggio. D'altra parte, il sito si trova appena al di fuori dell'ellisse di atterraggio, anche se, come abbiamo già detto, il modello della forma del nucleo utilizzato per le analisi non è ancora perfetto e l'ellisse potrebbe non essere centrata correttamente.

Una spettacolare sequenza della drammatica discesa di Philae. Per l'orario italiano, basta aggiungere un'ora a quelli riportati sulla foto. Credit ESA/Rosetta/MPS for OSIRIS Team MPS/UPD/LAM/IAA/SSO/INTA/UPM/DASP/IDA

Inoltre, c'è da considerare il fatto che le immagini pre- e post-atterraggio sono state scattate a 7 settimane di distanza l'una dall'altra: un intervallo di tempo più che sufficiente a permettere, ad esempio, a un sasso di essere spinto già da una pendenza da un geyser, o altri fenomeni geologici e fisici. La relativa mancanza di illuminazione suggerisce che questa zona non dovesse essere molto attiva in quel periodo, cioè da Ottobre a Dicembre, ma non è una prova abbastanza convincente.

Purtroppo, per avere una qualche conferma bisognerebbe che Rosetta si tuffasse nuovamente a meno di 20 km dal nucleo, ma l'ultima volta che lo ha fatto ha incontrato un serio problema di navigazione, e gli scienziati hanno detto che non vogliono più ripetere l'esperienza almeno per qualche mese.

Certo, una speranza c'è ancora, e cioè che sia proprio Philae a risvegliarsi e a comunicare con Rosetta. La cometa sta sfrecciando verso il sistema solare interno, e raggiungerà il suo perielio ad Agosto 2015. Avvicinandosi, l'intensità dei raggi solari dovrebbe aumentare, forse a tal punto da permettere a Philae di risvegliarsi.

Philae sorvola un rilievo alle 18:18 del 12 Novembre, poco prima di adagiarsi per la sua terza e ultima volta sul nucleo della cometa. Credit ESA/Rosetta/MPS for OSIRIS Team MPS/UPD/LAM/IAA/SSO/INTA/UPM/DASP/IDA

L'unico problema è che Philae potrebbe non avercela fatta a sopravvivere alle gelide temperature della superficie. "La vera domanda è riuscito a sopravvivere fino ad adesso," ha commentato Jean-Pierre Bibring, che supervisiona la missione presso l'Institut d'Astrophysique Spatiale di Orsay. "Il problema è la temperatura interna. I nostri sistemi possono operare fino a circa -65 gradi centigradi, con un margine di 10 gradi. Ciò significa che fino a -75 o -80 gradi siamo a posto, probabilmente."

La temperatura sulla cometa, secondo lo spettrometro VIRTIS a bordo di Rosetta, si aggira tra i 180 e i 220 K: non ci dovrebbero quindi essere problemi per Philae, ma gli scienziati preferiscono procedere con cautela. "Dobbiamo capire se i sistemi elettronici hanno sofferto il freddo o meno," ha proseguito Bibring. "La maggior parte dei sistemi era stata progettata per sostenere temperature molto basse. Sapevamo che avremmo dovuto operare in un ambiente gelido."

Le condizioni di illuminazione dei pannelli solari di Philae il 13 Dicembre 2014, quando sono state scattate le immagini post-atterraggio. Le zone colorate in blu chiaro indicano le aree illuminate dal Sole. Credit DLR

L'altra grande incognita, naturalmente, è quella dell'alimentazione. Secondo Bibring, Philae ha bisogno solo di altri 5-7 watt oltre la sua attuale riserva per poter trasmettere una nuova sequenza scientifica. "L'incognita di quanta energia possiamo ricavare è in realtà una funzione di dove ci troviamo," ha continuato Bibring. "Per questo siamo cercando disperatamente che la fotocamera OSIRIS a bordo di Rosetta ci localizzi. Tenendo conto di tutti questi fattori, tra noi scienziati non c'è dubbio che ci risveglieremo, la domanda è come ci risveglieremo."

"Sono abbastanza fiducioso che ci risveglieremo," ha risposto Stephan Ulamec, che dirige il lander presso il DLR, facendo così eco alle parole di Bibring. "Sarà interessante vedere se le temperature si alzeranno abbastanza da permetterci di eseguire nuovi esperimenti."