A missão Rosetta enviou uma sonda espacial para estudar o cometa 67P/Churyumov-Gerasimenko por 10 anos, incluindo um módulo de pouso (Philae) no núcleo do cometa. A sonda carregava 11 instrumentos científicos para analisar a composição, estrutura e atividade do cometa. A missão forneceu informações sem precedentes sobre a formação e evolução do Sistema Solar primitivo.

1. Missão Rosetta: Uma História sobre
Ciência Espacial
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Eloi Jr

2. A Missão
● Projeto aprovado em novembro de 1993 no Programa de
Ciências da ESA (Agência Espacial Européia)
● Cientistas e engenheiros da Europa e dos EUA reuniram
talentos na construção de um Orbiter e um Lander numa
expedição única para pesquisar os segredos de um
misterioso mundo pequeno de gelo – um cometa!
● Inicialmente agendado para ser lançado em Janeiro de 2003
● Partiu em Março de 2004 no foguete europeu Ariane 5 numa
base em Kourou na Guiana Francesa
● 3 toneladas de ciências!

3. A Partida

4. A Missão
● Viajou durante 10 anos pelo Sistema Solar,
atravessando o cinto de asteroides e seguiu no
espaço
● Viajou mais de cinco vezes a distância da Terra
ao Sol
● Destino: um cometa periódico chamado Comet
67P/Churyumov-Gerasimenko

5. A Missão
● O Orbiter Rosetta se aproximará do cometa
67P e permanecerá na mesma rota ao seu lado
● O Orbiter irá liberá uma sonda robótica, Philae,
que irá pousar no misterioso iceberg cósmico
● Dois grandes feitos!

6. Missão Histórica
●
Rosetta é a primeira espaçonave a orbitar o núcleo de um cometa
●
Primeira espaçonave a voar ao lado de um cometa avançando
Sistema Solar adentro
● Primeira espaçonave a examinar como um cometa congelado é
transformado a partir do calor do sol
● Primeira sonda a pousar no núcleo de um cometa (Sumiu!)
● Primeira sonda europeia a atravessar o cinto de asteroides
principal num encontro real e próximo com um ou mais desses
objetos primitivos
● Primeira espaçonave a voar perto da órbita de Júpiter utilizando
células solares como fonte principal de energia

7. Por que Rosetta?
● Rosetta Stone: Um pedaço de basalto vulcânico - agora no
Museu Britânico, em Londres - foi a chave para desvendar a
civilização do Egito antigo
● Soldados franceses descobriram essa pedra em 1799
quando estavam se preparando para demolir um muro
próximo da vila de Rashid (Rosetta) no delta do Nilo no Egito
● Possui inscrições esculpidas incluindo hieróglifos - língua
escrita do Egito antigo – e grego
● Após a rendição francesa em 1801, a pedra de 762kg foi
entregue aos britânicos

9. Bilhar Cósmico
● Nenhum foguete existente atualmente é capaz de enviar uma
espaçonave de 3 ton diretamente para o cometa 67P/Churyumov-
Gerasimenko
● Primeiro inserida em uma órbita de estacionamento
● Saltou pelo Sistema Solar como uma bola de bilhar cósmica
● Circulou o Sol quase 4 vezes durante sua viagem de cerca de 10 anos
● Entrou duas vezes no cinto de asteroides e ganhou velocidade com
'chutes' gravitacionais de Marte (2007) e Terra (2005, 2007 e 2009)
● Durante os retornos a Terra, ficou à distância de 300 a 14 mil
quilômetros para operações de rastreamento, determinação de órbita e
checagem da carga
● Veja o vídeo! (rosetta-orbita.mp4)

10. Hibernação
● Maior desafio: assegurar que a espaçonave iria sobreviver
aos perigos do espaço profundo por mais de 10 anos
● Para limitar consumo de energia e combustível e
minimizar custo operacional
● Girava uma vez por minuto enquanto ela apontava para o
Sol para que os painéis solares recebessem o máximo de
energia solar possível
● Quase todos os sistemas elétricos desligados com
exceção de um receiver de rádio, decodificadores e fontes
de energia

11. Cometas
● Podem conter moléculas complexas de carbono – compostos
ricos em carbono, hidrogênio, oxigênio e nitrogênio
● São elementos que fabricam ácido nucleico e aminoácidos,
ingredientes essenciais a vida
● Considerados os mais velhos blocos de construção do nosso
Sistema Solar
● Os mais primitivos objetos no Sistema Solar
● Rosetta poderá permitir cientistas olharem cerca de 4600
milhões de anos atrás numa época onde não existiam planetas
ainda, apenas um vasto enxame de asteroides e cometas
circundando o Sol

12. Cometas
● Aparentemente não existe uma clara separação entre um
cometa e um asteroide
● Supõem-se que existam mais cometas do que
astrônomos possam contar
● São denominados icebergs do espaço por serem
formados de material glacial e rochas
● Quando um cometa segue na direção do sol, ele começa
a evaporar formando uma espécie de cauda
● Podem guardar a chave para descobrir os mistérios do
início da vida

13. Cometa 67P/Churyumov-
Gerasimenko
● Objetivo da missão Rosetta: perseguí-lo!
● Regular visitante do interior do Sistema Solar
● Orbita o Sol a cada 6.5 anos entre as órbitas de Júpiter e Terra
● Observado pela primeira vez em 1969 por astrônomos de Kiev visitando
o Alma-Ata Astrophysical Institute in Kazakhstan
● Em 20 de setembro, Klim Churyumov estava examinando um foto tirada
por Svetlana Gerasimenko quando ele notou outro objeto em forma de
cometa
● Foi observado da Terra em 7 aproximações do Sol: 1969, 1976, 1982,
1989, 1996, 2002 e 2009
● Foi estimado uma forma irregular com tamanho de aproximadamente
3x5 km

14. Rosetta Orbiter
● Caixa grande de alumínio com instrumentos científicos montados
na parte de cima e subsistemas na base (Bus Suport Module)
● Possui um antena de alto ganho dirigível de 2.2m em formato de
disco
● Possui 2 enormes 'asas' de painéis solares, cada um com 32
metros quadrados, divididos em 5 painéis, que podem rotacionar
+- 180 graus para poder capturar o máximo de luz solar possível
● Uma vez próximo, os instrumentos científicos são apontados
para o cometa e a antena e painéis solares apontam para o Sol e
Terra

15. Rosetta Orbiter: Propulsão
● No coração da espaçonave está o sistema de
propulsão principal: tubo de empuxo vertical com dois
grandes tanques de propelente (combustível e
oxidante)
● Possui ainda 24 propulsores para correção e controle
de trajetória e altitude com força de 10 Newtons cada
(mais ou menos o mesmo experimentado por alguém
segurando um grande saco de maças)
● Mais da metade do peso no lançamento da
espaçonave inteira é de propelente

16. Rosetta: Empreendimento
Internacional
● O time industrial de Rosetta envolve mais de 50
empreiteiros com 14 países europeus e os EUA.
● O contrato da espaçonave principal é da Austrium
Alemã.
● Principais subcontratos são Astrium UK (plataforma),
Austrium França (nave espacial e aviônicos) e Alenia
Spazio (montagem, integração e verificação)
● Centro de Operações da Missão durante os 12 anos
de jornada fica na ESA em Darmstadt, Alemanha

17. Rosetta Orbiter: Outras informações

18. Rosetta Orbiter: Instrumentos

19. Instrumentos Rosetta Orbiter:
ALICE
● Ultraviolet Imaging Spectrometer: Análise de
gases no coma e na cauda e medidas de taxas
de produção do cometa de água e
monóxido/dióxido de carbono. Também fornece
informações sobre a composição da superfície
do núcleo
● Principais pesquisadores: Alan Stern,
Southwest Research Institute, Boulder,
Colorado, USA

20. Instrumentos Rosetta Orbiter:
ALICE

21. Instrumentos Rosetta Orbiter:
CONSERT
● Comet Nucleus Sounding Experiment by
Radiowave Transmission: Sonda o interior do
cometa através do estudo de ondas de rádio
que são refletidas e dispersas pelo núcleo
● Principais pesquisadores: Wlodek Kofman,
Institut de Planétologie et d'Astrophysique de
Grenoble, Grenoble, França

22. Instrumentos Rosetta Orbiter:
CONSERT

23. Instrumentos Rosetta Orbiter:
COSIMA
● Cometary Secondary Ion Mass Analyser: irá
analisar as características dos grãos de poeira
emitidos pelo cometa, incluindo sua
composição e se eles são orgânicos ou
inorgânicos
● Principais pesquisadores: Martin Hilchenbach,
Max-Planck-Institut für
Sonnensystemforschung, Katlenburg-Lindau,
Alemanha

24. Instrumentos Rosetta Orbiter:
COSIMA

25. Instrumentos Rosetta Orbiter:
GIADA
● Grain Impact Analyser and Dust Accumulator:
mede o número, massa, energia e distribuição
da velocidade dos grãos de poeira vindo do
núcleo e de outras direções (refletidos pela
pressão da radiação solar)
● Principais pesquisadores: Alessandra Rotundi,
Università degli Studi di Napoli "Parthenope",
Naples, Itália

26. Instrumentos Rosetta Orbiter:
GIADA

27. Instrumentos Rosetta Orbiter:
MIDAS
● Micro-Imaging Dust Analysis System: estuda o
ambiente de poeira em volta de asteróides e
cometas. Fornece informação sobre população
de partículas, tamanho, volume e forma
● Principais pesquisadores: Mark Bentley, Institut
für Weltraumforschung, Graz, Aústria

28. Instrumentos Rosetta Orbiter:
MIDAS

29. Instrumentos Rosetta Orbiter: MIRO
● Microwave Instrument for the Rosetta Orbiter: é
usado para determinar a abundância de gases
principais, taxa de desgaseificação da
superfície e temperatura da subsuperfície do
núcleo
● Principais pesquisadores: Samuel Gulkis, Jet
Propulsion Laboratory, Pasadena, California,
USA

30. Instrumentos Rosetta Orbiter: MIRO

31. Instrumentos Rosetta Orbiter:
OSIRIS
● Optical, Spectrocopic and Infrared Remote
Imaging System: possue uma câmera de
ângulo largo e uma de ângulo estreito que
pode obter imagens de alta resolução do
núcleo do cometa
● Principais pesquisadores: Holger Sierks, Max-
Planck-Institut für Sonnensystemforschung,
Katlenburg-Lindau, Alemanha

32. Instrumentos Rosetta Orbiter:
OSIRIS

33. Instrumentos Rosetta Orbiter:
ROSINA
● Rosetta Orbiter Spectrometer for Ion and
Neutral Analysis: contêm dois sensores que
irão determinar a composição da ionosfera e
atmosfera do cometa, a velocidade das
partículas de gás eletrificadas e as reações que
elas tomam parte. Investigará também possível
gaseificação de asteroides
● Principais pesquisadores: Kathrin Altwegg,
Universität Bern, Suíça

34. Instrumentos Rosetta Orbiter:
ROSINA

35. Instrumentos Rosetta Orbiter: RPC
● Rosetta Plasma Consortium: Neste
instrumento, cinco sensores medem as
propriedades físicas do núcleo, examinam a
estrutura do coma interior, monitoram a
atividade de cometas, e estudam a interação
do cometa com o vento solar
● Principais pesquisadores: Suécia, Suíca,
Alemanha, USA, França e Reino Unido

36. Instrumentos Rosetta Orbiter: RPC

37. Instrumentos Rosetta Orbiter: RSI
● Radio Science Investigation: Mudança de
frequência nos sinais de rádio da espaçonave
serão utilizadas para medir a massa e gravidade
do núcleo do cometa para deduzir sua densidade
e estrutura interna, para definir a orbita do cometa
e estudar seus comas internos
● Principais pesquisadores: Martin Pätzold,
Rheinisches Institut für Umweltforschung an der
Universität zu Köln (RIU-PF), Cologne, Alemanha

38. Instrumentos Rosetta Orbiter:
VIRTIS
● Visible and Infrared Thermal Imaging
Spectrometer: mapeia e estuda a natureza dos
sólidos e da temperatura na superfície do
núcleo. Também identifica gases de cometas
caracterizados pelas condições físicas do coma
e ajuda a identificar o melhor lugar para pouso
● Fabrizio Capaccioni, Istituto di Astrofisica e
Planetologia Spaziali, Rome, Itália

39. Instrumentos Rosetta Orbiter:
VIRTIS

40. Rosetta Lander (Philae)
●
Peso: 100 kg sendo 21kg apenas de instrumentos para experiências
●
Consórcio: Liderança da Alemanha com participação Áustria, Finlândia, França, Hungria,
Irlanda, Itália e Reino Unido
● Comandada para se ejetar automaticamente do Orbiter uma vez que este esteja alinhado
corretamente
●
Possui três pernas para proporcionar uma gentil aterrissagem
●
No pouso as pernas reduzem a energia cinética diminuindo chances da sonda saltar e ser
lançada de volta (gravidade do cometa extremamente fraca)
● As pernas permite a rotação, giro e elevação da espaçonave para colocá-la na posição
vertical após o pouso
●
Imediatamente após o pouso um arpão é usado como âncora para segurar a espaçonave no
cometa
● Estrutura toda formada de fibra de carbono
●
Uma antena transmite dados da superfície para a Terra utilizando o Orbiter
●
Também possui instrumentos (broca) para perfurar e retirar amostra da superfície

41. Rosetta Lander (Philae)

42. Instrumentos Philae Lander: APXS
● Alpha X-ray Spectrometer: está baixo e dentro
dos 4 cm do chão, detecta partículas alpha e
raios-x, que fornecem informação na
composição de elementos da superfície do
cometa
● Göstar Klingelhöfer, Johannes Gutenberg-
Universität, Mainz, Alemanha

43. Instrumentos Philae Lander: ÇIVA
● ÇIVA Six: micro câmera idênticas tiram fotos
panorâmicas da superfície. Um espectrômetro
estuda a composição, textura e albedo
(refletividade) de amostras coletadas da
superfície
● Jean-Pierre Bibring, Institut d'Astrophysique
Spatiale, Université Paris Sud, Orsay, França

44. Instrumentos Philae Lander:
CONSERT
● Comet Nucleus Sounding Experiment by
Radiowave Transmission: sonda a estrutura
interna do núcleo. Ondas de rádio do
experimento CONSERT no Orbiter viajam
através do núcleo e são retornadas pelo
transpoder no Lander
● Wlodek Kofman, Institut de Planétologie et
d'Astrophysique de Grenoble, Grenoble,
França

45. Instrumentos Philae Lander:
COSAC
● Cometary Sampling and Composition
experiment: é um de um dos dois analisadores
de gás evoluídos. Detecta e identifica
moléculas orgânicas complexas da sua
composição elementar e molecular
● Fred Goesmann, Max-Planck-Institut für
Sonnensystemforschung, Katlenburg-Lindau,
Alemanha

46. Instrumentos Philae Lander:
PTOLEMY
● PTOLEMY é um analisador de gás evoluído
que obtêm medições precisas de relações
isotópicas de elementos leves
● Ian Wright, Open University, Milton Keynes, UK

47. Instrumentos Philae Lander:
MUPUS
● Multi-Purpose Sensors for Surface and
Subsurface Science: utiliza sensores de
âncora, sonda e exterior do Lander para medir
as propriedades da densidade, térmicas e
mecânicas da superfície
● Tilman Spohn, Institut für Planetenforschung,
Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt,
Berlin, Alemanha

48. Instrumentos Philae Lander: ROLIS
● Rosetta Lander Imaging System: é uma
câmera CCD para obter imagens de alta
resolução durante a descida e imagens stereo
panorâmicas de áreas amostradas por outros
instrumentos
● Stefano Mottola, Deutsches Zentrum für Luft-
und Raumfahrt, Berlin, Alemanha

49. Instrumentos Philae Lander:
ROMAP
● Rosetta Lander Magnetometer and Plasma
Monitor: é um magnetômetro e um monitor de
plasma que estuda o campo magnético local e
interação vento solar/cometa
● Hans-Ulrich Auster, Technische Universität,
Braunschweig, Germany; István Apáthy, KFKI ,
Budapest, Hungria

50. Instrumentos Philae Lander: SD2
● Sample and Distribution Device: perfura mais
de 20cm na superfície, recolhe amostras e
distribui-as em diferentes fornos para inspeção
microscópicas
● Amalia Ercoli-Finzi, Politecnico di Milano, Milan,
Itália

51. Instrumentos Philae Lander:
SESAME
● Surface Electrical Sounding and Acoustic Monitoring
Experiments: Três instrumentos medem
propriedades das camadas exteriores do cometa. O
experimento de superfície Cometary Acoustic
Sounding Surface Experiment (CASE) mede a
maneira em que o som viaja através da superfície.
O Permitivity Probe (PP) investiga suas
características elétricas e o Dust Impact Monitor
(DIM) mede a poeira que cai de volta para superfície
● CASSE e DIM na Alemanha e PP na Finlândia

52. Rosetta: Encontro e Aproximação
(Jan-May 2014)
● Lembrando: partida em Março de 2004 num foguete Ariane 5
● Fase extremamente complexa
● Antes da obtenção de imagens pelo Rosetta, cálculos
precisos sobre sua órbita feito por observações feitas em
Terra foram essenciais
● Fase de aproximação
● Rosetta saiu do estado de hibernação e começou a executar
manobras de freagem
● Propulsores disparados por várias horas para reduzir
gradualmente a velocidade para 2 m/s após 90 dias

53. Rosetta: Mapeamento e
Caracterização (Ago 2014)
● Há menos de 200km do núcleo imagens da
Rosetta demonstraram orientação dos eixos de
giro, velocidade angular, principais paisagens e
outras características
● Eventualmente poderia ser inserida em uma
órbita há apenas 24 km do núcleo
● Ao mapear o núcleo 5 locais potenciais de
pouso foram selecionados

55. Periélio de 2015 (Sol mais próximo)

56. Rosetta: Pouso do Lander (Nov
2014)
● Sonda Philae parte para pouso no cometa
● Nas primeiras 64 horas de separação, Philae enviou vários dados:
imagens detalhadas da superfície, captou compostos orgânicos, fez
reconhecimento de propriedades do ambiente e da superfície do cometa
● 12 de Nov de 2014: Bem vindo a um cometa!
● Infelizmente uma falha do sistema de arpão da sonda permitiu ela saltar
três vezes antes de se fixar em um ângulo em uma vala escura. Longe do
sol!
● Pouso confirmado! Porém, operou por 2.5 dias antes de entrar em
hibernação e perder contato!
● Telemetrias indicavam temperatura -45°C e pouco mais de 5.5W de força
● O hardware era capaz de suportar até -55º C

57. Philae

58. Philae: A Busca
● Em Janeiro de 2015, cientistas enviaram um comando para que Philae
efetuasse um giro na esperança de tirar poeira dos seus painéis solares
● Em junho de 2015, Philae saiu da hibernação sete meses após quicar
dramaticamente na superfície do cometa
● Estava programada para desligar automaticamente após cada duas
unidades de transmissão
● Após 13 de Junho de 2015, Philae fez sete intermitentes contato com
Rosetta
● 9 de Julho 2015: Último contato de Philae
● Problema principal: falta de luz solar para recarregar as baterias
secundárias
● Nada sobre o local exato do pouso!

59. Philae: A Busca
● O primeiro sinal recebido em 13 de junho disparou
uma série de teleconferências, discussões e
necessidade de tomada de decisões imediata
● A trajetória da sonda Orbiter Rosetta teve que ser
otimizada imediatamente para ser compatível com
o sinal de Philae
● Durante esse período Rosetta estava há
aproximadamente 200 km do cometa
● Nada sobre o local! Nenhum novo contato!

60. Missão Rosetta
● Está a aproximadamente 367 milhões de
distância da Terra
● Aproximadamente 80% do objetivo da missão
em atividades científicas foi cumprido

61. Adeus a sonda Rosetta!
●
Depende da energia Solar e está se afastando cada vez mais
● O Sol já está cerca de 8 vezes menos forte que quando estava no periélio
● Rosetta só havia sobrevivido em outra oportunidade a tamanha distância por
estar em estado de hibernação
● Não há mais força para funcionar todos os seus subsistemas
● O instrumento utilizado para se comunicar com Philae (Electrical Support
System Processor Unit) foi desligado dia 27/07/2016
● A fase final da missão será emocionante e trará imagens ainda mais próximas
do cometa
●
Mas será trágica!
●
Rosetta será programada para se espatifar (impacto controlado) no cometa no
dia 30 de Setembro de 2016 e antes disso enviar o máximo de dados possível!

62. Contagem regressiva para o
impacto!
“Rosetta: I heard your plans for me - To die in glory.
To know the time of my demise and full closure of my grand adventure...” Rosetta Lament

63. Era para ter sido assim...

64. Onde você estará agora?

65. Philae Encontrada!
● Menos de 1 mês para o fim da missão, a câmera
de alta resolução de Rosetta revelou Philae
Lander encravada em uma rachadura escura no
cometa 67P!
● As imagens foram tiradas no dia 2 de Setembro
de 2016 pela câmera de ângulo restrito OSIRIS
● As imagens provam também que a orientação
da espaçonave tornava muito difícil qualquer
comunicação

66. Philae Encontrada!
“With only a month left of the Rosetta mission,
we are so happy to have finally imaged Philae,
and to see it in such amazing detail,” says
Cecilia Tubiana of the OSIRIS camera team,
the first person to see the images when they
were downlinked from Rosetta yesterday (4 de
Setembro de 2016)

67. Achou!!! Philae encontrada!

68. Philae Encontrada!

69. Imagem: 17/01/2016 – 83.4 km do
núcleo

70. Imagem: 13/01/2016 – 87 km do
núcleo

71. Imagem: 05/09/2016 – 4 km do
núcleo

72. Imagem: 05/09/2016 – 4 km do
núcleo

73. Imagem: 22/08/2016 – ~5.6km do
núcleo

74. Imagem: 27/08/2016 – 5km do
núcleo

75. Imagem: 02/09/2016 – 2.7 km do
núcleo

76. Obrigado!
Eloi Jr @eloijr

77. Fontes
● ESA: http://www.esa.int/ESA
● planetary.org: http://goo.gl/ebRnfd
● blogs.esa.int: http://goo.gl/Q2UzwA
● Bastidores do Time Philae/Atuação do Hardware:
http://goo.gl/Cu32LX
● http://sci.esa.int/where_is_rosetta/
● @ESA_Rosetta
● @Rosetta_OSIRIS